Strain-insensitive intrinsically stretchable transistors ...
Technology of Stretchable Interconnector and Strain ...
Transcript of Technology of Stretchable Interconnector and Strain ...
J. Microelectron. Packag. Soc., 25(4), 25-34 (2018) https://doi.org/10.6117/kmeps.2018.25.4.025
Print ISSN 1226-9360 Online ISSN 2287-7525
25
์ ์ถ์ฑ ์ ์์์๋ฅผ ์ํ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน ๋ฐ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ํฅ
๋ฐ์ง์1ยท์ด์์ฌ1
ยท๋จํ์ง2ยท์ข์ฑํ1,โ
1์์ธ๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต ๋๋ ธIT๋์์ธ์ตํฉ๋ํ์, 2์์ธ๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต ์ผ๋ฐ๋ํ์
Technology of Stretchable Interconnector and Strain Sensors for Stretchable Electronics
Jin Yeong Park1, Won Jae Lee1, Hyun Jin Nam2, and Sung-Hoon Choa1,โ
1Graduate School of Nano IT Design Fusion, Seoul National University of Science and Technology,
232, Gongneung-ro, Nowon-gu, Seoul 01811, Korea2Dept. Of Manufacturing System and Design Engineering, Seoul National University of Science and Technology,
232, Gongneung-ro, Nowon-gu, Seoul 01811, Korea
(Received December 7, 2018: Corrected December 19, 2018: Accepted December 28, 2018)
Abstract: In this paper, we review the latest technical progress and commercialization of stretchable interconnectors,
stretchable strain sensors, and stretchable substrates for stretchable electronics. The development of stretchable electronics
can pave a way for new applications such as wearable devices, bio-integrated devices, healthcare and monitoring, and
soft robotics. The essential components of stretchable electronic devices are stretchable interconnector and stretchable sub-
strate. Stretchable interconnector should have high stretchability and high electrical conductivity as well as stability under
severe mechanical deformation. Therefore several nanocomposite-based materials using CNT, graphene, nanowire, and
metal flake have been developed. Geometric engineering such as wavy, serpentine, buckled and mesh structure has been
well developed. Stretchable substrate should also pose high stretchability and compatibility with stretchable sensing or
interconnecting material. We summarize the recent research results of new materials for stretchable interconnector and
substrate as well as strain sensors. The Important challenges in development of the stretchable interconnector and substrate
are also briefly discussed.
Keywords: Stretchable electronics, Interconnector, Strain sensor, Stretchable substrate
1. ์ ๋ก
์ต๊ทผ ์จ์ด๋ฌ๋ธ(wearable) ๊ธฐ์ ๋ฐ Internet of Things (IoT)
๊ธฐ์ ์ด ๊ธ์ํ๊ฒ ์ฑ์ฅํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ฐํ๋ฉด์๋ ์ ์ถ์ฑ์ด
์๋ ์ ์ ์์ ๋ฐ ์ ์ ๊ธฐ๊ธฐ์ ๋ํ ๊ด์ฌ์ด ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๊ณ
์๋ค. ์ ์ฐ ์ ์ ์์๋ ๋ค์ํ ํํ๊ฐ ์๋๋ฐ ๊ตฝํ ์ ์
๋ ๋ฐด๋๋ธ(bendable) ์์, ์ ์ ์ ์๋ ํด๋๋ธ(foldable)
์์, ๋๋ ๋ง ์ ์๋ ๋กค๋ฌ๋ธ(rollable) ์์, ํํ ๋ณํ์ด
๊ฐ๋ฅํ ๋ํฌ๋ฉ๋ธ(deformable) ์์ ๋ฑ์ด ์๋ค. ์ ์ถ์ฑ ์ ์
์์ ์ผ๋ช ์คํธ๋ ์ฒ๋ธ ์์(stretchable devices) ์ ์ ์์
๋ ์ด๋ฌํ ์ ์ฐ ์ ์ ์์์ ๋ค๋ฅผ ์๋ ์ฐจ์ธ๋ ์ ์ ์์๊ฐ
๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ธกํ๊ณ ์๋ค. ์ ์ถ์ฑ ์ ์์์๋ ๋๋ฆฌ๊ฑฐ๋ ๊ตฝ
ํ์๋ ์์์ ํน์ฑ์ ์์ง ์๊ณ ์๋ํ๋ฉฐ, ์ธ๋ ฅ์ ์ ๊ฑฐํ
๋๋ผ๋ ์์์ ํน์ฑ์ ์ ์งํ ์ ์๋ ์ ์ ์์์ด๋ค. ๊ฐํด
์ง๋ ๋ณํ๋ฅ ๋ก ํํํ๋ฉด, ์ ์ถ์ฑ ์์๋ ํต์ 5% ์ด์์
์ธ์ฅ ๋ณํ๋ฅ (tensile strain)์ด ๊ฐํด์ก์ ๋ ๊ฒฌ๋ ์ ์๋ ์
์๋ฅผ ์๋ฏธํ๋ค. ์ ์ถ์ฑ ์์๋ ๋ค์ํ ๊ธฐ๊ณ์ ๋ณํ์๋ ์ผ
์ ํ ์ฑ๋ฅ์ ์ ์งํ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ์ฒด, ์ธ๊ฐ์ ํผ๋ถ, ์
๋ณต ๋ฑ ์์์ ํ๋ฉด์ ๋ถ์ฐฉ๋ ์ ์๋ ์ฅ์ ์ด ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์
๋ฐ๋ผ ๋์คํ๋ ์ด, ํ์์ ์ง, ์ฐฉ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ์ ์์์, ์ธ๊ณต
ํผ๋ถ, ๋ก๋ด ๋ฑ์ ๋ถ์ผ์ ์์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ต๊ทผ ์ ์ถ
์ฑ ๋ฒ ํฐ๋ฆฌ, ๋์คํ๋ ์ด, ์ผ์ ๋ฐ PCB ๋ฑ ๋ค์ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ
๋ฐํ ์งํ๋๊ณ ์๋ค.1,2) ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ์ถ์ฑ ์์ฌ ๋ฐ ๋ถํ์ ๋ํ
๊ธฐ์ ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ฐ ์์ฉํ๋ ์์ง ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์ ๋จธ๋ฌด๋ฅด๊ณ ์๋ค.
์ ์ถ์ฑ ์ ์์์๋ก์ ์ต๊ทผ ํฐ ๊ด์ฌ์ ๋ฐ๊ณ ์๋ ๊ธฐ์ ์
์ ์ถ์ฑ ๋์คํ๋ ์ด(stretchable display)์ด๋ค. ์ ์ถ์ฑ ๋์ค
ํ๋ ์ด๋ ์ ์ฐ ๋์คํ๋ ์ด(flexible display)์ ์ต์ข ๊ธฐ์ ๋ก
์ ํํ์ ์ ์ฝ์ ์ ํ ๋ฐ์ง ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์๋ฅ๋ ์ธ๊ฐ์ ํผ
๋ถ ๋ฑ ๋ค์ํ ๋ถ์ผ์ ์ ์ฉ๋์ด ๊ธฐ์กด๊ณผ๋ ์๋ก์ด ์์ญ์ ์
์ฉ ๋ถ์ผ๋ฅผ ์ฐฝ์ถํด ๋ผ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๊ณ ์๋ค. ์ต๊ทผ ์ผ์ฑ๋์ค
โ Corresponding authorE-mail: [email protected]
ยฉ 2018, The Korean Microelectronics and Packaging Society
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work isproperly cited.
ํน์ง : ์ ์ถ์ฑ ์ ์์์์ ๊ฐ๋ฐ ๋ํฅ
26 ๋ฐ์ง์ยท์ด์์ฌยท๋จํ์งยท์ข์ฑํ
๋ง์ดํฌ๋ก์ ์ ๋ฐ ํจํค์งํํ์ง ์ 25๊ถ ์ 4ํธ (2018)
ํ๋ ์ด๋ SID 2017 ์ฌํฌ์ง์์์ 9.1 ์ธ์น stretchable
AMOLED๋ฅผ ์ ๋ณด์๋ค. ์ ์๋ 9.1 ์ธ์น ์ ์ถ์ฑ AMOLED
๋ ์์ถ์ด ๊ฐ๋ฅํ ํ๋ฆ ๊ธฐํ ์์ ํด๋ฆฌ์ด๋ฏธ๋(polyimide,
PI)๋ฅผ ํ์ฑํ ํ ์ ์ถ์ด ๊ฐ๋ฅํ ์์ญ์ ํจํฐ๋ ํ์๋ค. ๊ทธ
๋ฆฌ๊ณ ํจํฐ๋ ๋ PI์์ TFT์ OLED๋ฅผ ํ์ฑํ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ก
์ ์๋์์ผ๋ฉฐ, multi-touch ์ผ์๋ฅผ ๋์์ ๊ตฌํํ์๋ค. ์ด
์ ์ถ์ฑ ๋์คํ๋ ์ด๋ concave () ํํ์์ ์ต๋ 12 mm
๊น์ง ๋์ด๋๋ค. ํํธ LG๋์คํ๋ ์ด๋ ์คํธ๋ ์ฒ๋ธ OLED
๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ ์์ ์ด๋ค. LG๋์คํ๋ ์ด๋ ์ฌํด ๊ณ ๋ ค๋์์ ์ปจ
์์์์ ํตํด 20% ์ด์ ์ ์ถ์ฑ์ ๊ฐ๋ ๋ฐฑํ๋ ์ธ๊ณผ ๋ฐ๊ด
ํ์์ฉ ์์ฌ, ์์ ๋ฐ ๊ณต์ ์์ฒ๊ธฐ์ ์ ๊ตญ๊ฐ๊ณผ์ ๋ฅผ ํ์ฉํ
์ฌ ์ด 4๋ ๋์ ๊ฐ๋ฐํ ์์ ์ด๋ผ ๋ฐํํ์๋ค. ๋ํ ์ต๊ทผ ์ผ
์ฑ์ ์๋ 2019๋ ์ถ์๋ฅผ ์๊ณ ํ ์ ํ ํด๋๋ธ ์ค๋งํธํฐ์
๊ณต๊ฐํ์๋ค. ํด๋๋ธํฐ์ ์ข ์ด ์ ๋ฏ์ด ๋ฐ์ผ๋ก ์ ํ๋ ์ ์ด
์ ๊ธฐ๋ฅ์ด ํ์ฌ๋ผ ํ๋ธ๋ฆฟ๊ธ ๋์คํ๋ ์ด์ ์ค๋งํธํฐ์ ์ฃผ
๋จธ๋์ ํด๋ํ ์ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ํด๋๋ธํฐ์ ์
์์ ๋ 4.58์ธ์น, ํผ์ณค์ ๋๋ 7.3 ์ธ์น๊ฐ ๋ ๊ฒ์ด๋ผ๊ณ ๋ฐ
ํํ์๋ค. ์ ์ฐ์ ์ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ, ํนํ ๋ฐด๋๋ธ ํน์ ํด๋๋ธ
์ ์ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ตฝํ์ ๋ ์์์ ์์ฉํ๋ ์๋ ฅ ๋ฐ ๋ณํ
๋ฅ ์ ์์ ๋ฐ ๊ธฐํ์ ์ด ๋๊ป์ ๋น๋กํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์๋ ฅ์ ๊ฐ
์์ํค๋ฉด์ ์ ์ฐ์ฑ์ ์ฆ๊ฐ์ํค๊ธฐ ์ํด์๋ ์์ ๋ฐ ๊ธฐํ์
๋๊ป๋ฅผ ๊ฐ๋ฅํ ์๊ฒ ํ๋ฉด ๋๋ค. ๋ํ neutral plane ๊ฐ๋ ์
์ด์ฉํ์ฌ ๊ฐ์ฅ ์ ์ฐ์ฑ์ ์ทจ์ฝํ ์์ ํน์ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ neutral
plane์ ์์นํ๋๋ก ํ๋ ์ค๊ณ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ด์ฉํ ์ ์๋ค.3) ๊ทธ
๋ฌ๋ ์ ์ถ์ฑ ์์์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ์ ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค.
์ต๊ทผ ์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์์์ ๊ด์ฌ์ด ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด์ ์ ์ถ
์ฑ ์ ์ ์์์ ์ฐ๊ตฌ ๋ํฅ์ ์ ๋ฆฌํ ๋ฆฌ๋ทฐ ๋ ผ๋ฌธ๋ ๋ง์ด ์ถํ
๋๊ณ ์๋ค. 2014๋ Rogers ๋ฑ4)์ด ์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์์์ ๋ํ
๋ค์ํ ๊ตฌ์กฐ ๋ฐ ์์ฌ์ ๋ํด์ review ๋ ผ๋ฌธ์ ๋ฐํํ ๊ฒ์
์์์ผ๋ก ํ์ฌ, Bao ๋ฑ์ ์ ์ ํผ๋ถ์ ํ์ฉ๋ ์ ์๋ ์ ์ถ
์ฑ ์ ์ ์์์ ๋ํ ๊ทธ ๋์์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ ๋ฆฌํ์๋ค.5) Dang
๋ฑ์ ์ธ์์ฉ ๋๋ ธ๋ณตํฉ์์ฌ(nanocomposite)๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ ์ถ
์ธํฐ์ปค๋ฅํฐ ๊ธฐ์ ์ ๋ํ์ฌ ๊ด๋ จ ๊ธฐ์ ์ ์ ๋ฆฌํ์๋ค.6) ๋ํ
Trung ๋ฑ์ ํฌ๋ช ์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์์์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ๋์ฒด, ๋ฐ
๋์ฒด, ์ ์ฐ์ฒด ์์๋ก ๊ตฌ๋ถํ์ฌ ์ต๊ทผ์ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฑ์ ์ ๋ฆฌ
ํ์๋ค.7) Lu๋ ์ ์ฐ ์ ์ถ์ฑ ์ผ์, ์์ธ์์ดํฐ ๋ฐ ์ ๋ ฅ ์์
๋ฅผ ํฌํจํ๋ soft robot์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์์ฝํ์ฌ ๋ฐํํ์
๋ค.8) ์ต๊ทผ์ Liu ๋ฑ์ ์จ์ด๋ฌ๋ธ ํฌ์ค ๋ชจ๋ํฐ๋ง์ฉ ์ ์ฐ ์ ์ถ
์ผ์์ ๋ํ ์ผ์ฑ ๋ฐฉ๋ฒ, ์์ฌ ๋ฐ ๊ณต์ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฑ์ ๋ํ ๊ธฐ์กด
์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ ๋ฆฌํ์๋ค.9)
๋ณธ ๋ ผ๋ฌธ์์๋ ์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์์ ์ค์์ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน, ์
์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์, ์ ์ถ์ฑ ๊ธฐํ์ ๋ํ ์ต์ ๊ธฐ์ ๋ํฅ
๋ฐ ์์ฉํ ๋ํฅ์ ๋ํด์ ์ค๋ช ํ์๋ค. ํนํ ์ต๊ทผ 2๋ ๊ฐ
(2017๋ ๋ถํฐ 2018๋ )์ ์ฐ๊ตฌ ๋ ผ๋ฌธ๋ค์ ์ค์ ์ ์ผ๋ก ์ ๋ฆฌํ
์๋ค.
2. ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน
์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์์์์ ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ํต์ฌ
๋ถํ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด์ ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์ฌ์ ๊ธ์ ๋ฐ ์ฐํ๋ฌผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋
์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์์์๋ ์ ์ฐ์ฑ์ด ์๋ ๋ฑ๋ฑํ ์์ฌ์ด๊ธฐ
๋๋ฌธ์ ์ ์ถ์ฑ์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์์์์๋ ์ด
๋ฌํ ์ ์ ์์๋ฅผ ์ฐ๊ฒฐํด์ฃผ๋ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์
์ถ ์ ์ ๊ทน์ด ๊ธฐ๊ณ์ ์ธ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ ํจ๊ป ๋ณํ ๋๋ฉด์ ์๋ ฅ
์ ํก์ํ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ฃผ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์
๊ฐ๋ฐ์ ๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ฉฐ, ์์์ ์ ๊ธฐ ์ ๋ฌ์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์ํ
์ง ์๊ณ ์ ์ถ์ฑ ์์๊ฐ ์ ์๋ํ ์ ์๊ฒ ๋๋ค. ์ ์ถ์ฑ ์
๊ทน์์ ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ์์๋ ์ ์ถ์ฑ, ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๋ฐ ๋ด๊ตฌ์ฑ
์ด๋ค. ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ์ ์ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง๊ฐ ์๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋ ํฌ๊ฒ ๋ณด๋ฉด ๊ตฌ์กฐ์ค๊ณ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน๊ณผ ์์ฌ ๊ธฐ๋ฐ
์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ด ์๋ค. ๊ตฌ์กฐ์ค๊ณ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ์ ๊ทน์
ํํ๋ฅผ ๋ฌผ๊ฒฐ(wavy), ๋ฒํด๋ง(buckled) ๊ตฌ์กฐ, ์ง๊ทธ์ฌ๊ทธ(zig-
zag), ๋ง๊ตฝํ(horseshoe), ๋๋ ธ ๋ฉ์ฌ(nano mesh) ๋ฑ ๋ค์ํ
ํํ๋ก ๋ณํ ํน์ ๊ฐ๊ณตํ์ฌ ์ ์ถ ์ ๋ณํ์ ํก์ํ์ฌ ์ ์ถ
์ฑ์ ํฅ์์ํค๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ์์ฌ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ์ ๋
์ฑ ํด๋ฆฌ๋จธ์ ๊ฐ์ ์ ์ถ์ฑ๊ณผ ์ ๋์ฑ์ ๋ชจ๋ ๊ฐ๋ ๋์ ์ฑ ๋ฌผ
์ง์ ์ด์ฉํ๊ฑฐ๋ ๊ธ์ ๋๋ ธ ์ ์, ์นด๋ณธ, CNT์ ๊ฐ์ ์ ๋
์ฑ ๋ฌผ์ง๊ณผ ํด๋ฆฌ๋จธ๋ฅผ ํผํฉํ์ฌ ๋ง๋ ๋๋ ธ๋ณตํฉ์์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉ
ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค.
2.1. ๊ตฌ์กฐ์ค๊ณ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน
์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ํ์ฑํ๊ธฐ ์ํ ์ด๊ธฐ ๊ตฌ์กฐ๋ก์ ๋ฌผ๊ฒฐ ๊ตฌ์กฐ,
์ฃผ๋ฆ์ง(wrinkled) ๊ตฌ์กฐ ํน์ ๋ฒํด๋ง ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ ๊ฒ์ด
๋ค. ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ธฐํ์ ํน์ ๋ณํ๋ฅ ๊น์ง ๋ฏธ๋ฆฌ ์ ์ถ์ํจ(pre-
stretched) ์ํ์์ ๊ธ์, ์ค๋ฆฌ์ฝ ์์ฌ ๋ฑ์ transfer ๊ธฐ์ ์
์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ธฐํ ํ๋ฉด์์ ๋ถ์ฐฉ์ํค๊ฒ ๋๋ฉด ์ ์ถ๋ ๊ธฐํ์ด
์๋ ์ํ๋ก ์์ถ๋ ๋ ์์ถ ์๋ ฅ์ผ๋ก ์ธํดํ์ฌ ์ฃผ๋ฆ ํน์
๋ฒํด๋ง ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ํ์ฑ์ด ๋๋ ๊ฒ์ด๋ค.10,11) ์ด ๊ฒฝ์ฐ ์ ๊ทน์ ์
์ถํ ์ ๋์ ๋ณํ๋ฅ ๊น์ง๋ ์๋ ฅ์ ํก์ํ ์ ์๋ค. ๊ธฐํ์
์ ์ถ์ํค๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ธฐ๊ณ์ ์ธ ํ์ด๋, ์ด์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฑ ๋ค์
ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ ์๋ ์ ์ถ์ฑ
์ ๊ทน์ ์์ฝ๋์ธ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ ์ถ ์ ๋ฌผ๊ฒฐ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋์ด
๋๋ฉด์ ์ธ๋ถ์๋ ฅ์ ๋์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ธฐํ ์์ ์ ์๋ ์ค
๋ฆฌ์ฝ ๊ธฐ๋ฐ ์์์๋ ์ํฅ์ ์ฃผ์ง ์๋๋ค. ๋ ๋ค๋ฅธ ์๋ ฅ์
ํก์ํ๋ ์ค๊ณ๋ก์ ์ ๊ทน ์์ฒด๋ฅผ ์ง๊ทธ์ฌ๊ทธ, ๋ง๊ตฝํ, ๋๋ ธ ๋ฉ
์ฌ, ํ๋์ปด(honeycomb) ๋ฑ ๊ตฌ๋ถ๊ตฌ๋ถํ(serpentine) ๊ตฌ์กฐ๋
๋คํธ์ํฌ(network) ๊ตฌ์กฐ๋ก ๋ง๋๋ ๊ฒ์ด๋ค.12,13,14) ์ด๋ฌํ ๋ฌผ
๊ฒฐ ํน์ ์ฃผ๋ฆ ๊ตฌ์กฐ์ ์ ์กฐ๊ณต์ ์ด ๋๋จํ ๊ฐ๋จํ๋ค๋ ์ฅ์
์ด ์๋ ๋ฐ๋ฉด, ๋ฌผ๊ฒฐ ๋ชจ์ ์ ์ ๊ทน์ ๋ณํ์ ์ํด ๋ฅ๋์์
๊ฐ์ ์ฌ์ ๊ณต๊ฐ์ด ๋ง์ด ํ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ณ ์ง์ ์์ ์์ฉ
์๋ ํ๊ณ๊ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ์ฌ๋ฌ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก์ ์ ์ถ์ด ์ด๋ ต๋ค๋ ๋จ
์ ์ด ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ตฌ์กฐ๋ 2D (in-plane) ๊ตฌ์กฐ์์ ์ต๊ทผ 3D
๊ตฌ์กฐ ์ฆ out-of-plane๋ก ๋ฐ์ ํ๊ณ ์๋ค. ์ฆ ์ฝ์ผ(coil), ํฌ๋ฆฌ
์ปฌ(helical), ํค๋ฆฌ์นด๋ฏธ(kirigami) ๊ตฌ์กฐ ๋ฐ ์คํ๋ง ๊ตฌ์กฐ์ ๊ฐ
์ 3D ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ ์ ๊ทน์ด ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์๋ค. 3D ์ฝ์ผ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ
๊ฐ๋ ์ ๊ทน์ ์ฝ์ผ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ์ ์ถํ๋ ๋์ ์ ๊ทน์ ํ์ฑ๋ ๊ตญ
๋ถ ์๋ ฅ์ ์ต์ ํ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ 2D ์ ๊ทน ๊ตฌ์กฐ๋ณด๋ค ๋ ์
์ถ์ฑ์ด ์๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ตฌ์กฐ๋ ๊ธ์์ ์ด์ฉํจ
์ ์ถ์ฑ ์ ์์์๋ฅผ ์ํ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน ๋ฐ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ํฅ 27
J. Microelectron. Packag. Soc. Vol. 25, No. 4 (2018)
์ผ๋ก์จ ๋ฎ์ ์ ํญ์ ์ ๊ทน์ ๋ง๋๋ ์ฅ์ ์ด ์์ง๋ง, ์ ์ ๊ณผ
์ ์ด ๋งค์ฐ ๋ณต์กํ๋ค๋ ๋จ์ ์ด ์๋ค. ๋ํ ๊ธ์๊ณผ ๊ฐ์ ์ ๊ทน
์์ฌ์ ๊ธฐํ์ ์ ์ฐฉ๋ ฅ์ด ์ฐ์ํด์ผ ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ด
์ฉํ์ฌ 2000% ์ด์์ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ํ์ฑํ ์ ์๋ค๋ ์ฐ
๊ตฌ๊ฐ ๋ณด๊ณ ๋๊ธฐ๋ ํ์๋ค.15)
๋ ๋ค๋ฅธ ๊ธฐ์ ๋ก์ ์ ์ถ์ฑ ์ ์ฐ ๊ธฐํ์ ์์ ๊ตด๊ณก(mini-
valley) ๋ฑ์ ํ์ฑํ ํ ๊ธ์ ์ฝํ ์ ํจ์ผ๋ก์จ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน
์ ํ์ฑํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ฐ๋ น ๋ชจ๊ตด์คํค์ ์ฌ๋ก๋ณผ๋กํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ
๋ณธ ๋ฐ์ ๋ง๋ ๋ชจ๋ค ํํ์ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ด ๊ฐ๋ฐ๋์๋ค. ํฌํ
๋ฆฌ์๊ทธ๋ํผ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ชจ๊ตด ํํ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํจํฐ๋
ํ์์ผ๋ฉฐ ์๋ฐฉํฅ์ผ๋ก 30% ์ด์ ์ ์ถ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ
ํ์๋ค.16) ๋ํ ๋น์(via) ๋๋ ๊ณต๊ธฐ ๊ธฐ๊ณต์ ๊ธฐํ์ ๋ฐ์ ์
์ผ ๊ธฐํ ์์ฒด์ ํ๋์ปด ๊ฒฉ์ ๊ตฌ์กฐ ๋๋ ์คํฐ์ง ๊ฐ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ
ํ์ฑํ๊ธฐ๋ ํ๋ค. ๋๋ ๊ฐ์ ์ฆ๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ PDMS
(polydimethylsiloxane)์ ๊ฐ์ ๊ธฐํ์ ๋ค๊ณต์ฑ ๊ตฌ์กฐ๋ก ๋ง๋
๋ ๋ฐฉ๋ฒ๋ ์๋ค. ๊ทธ ํ ๊ธ์ ์ ๊ทน์ ์ฝํ ํจ์ผ๋ก์ ์ ๊ทน์
ํ์ฑ์ํจ๋ค.17) Yu ๋ฑ์ ์์ฉํ๋ ์ ๋์ฑ ํด๋ฆฌ์ฐ๋ ํ ์คํฐ
์ง(polyurethane sponge)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ PDMS์ ํผํฉํ ๋ค์
๊ตฌ๋ฆฌ, ๊ธ๊ณผ ๊ฐ์ ๊ธ์ ์ฝํ ์ ํ์ฌ ๋ฉด์ ํญ 1.5 ฮฉ/square, ์
๋๋ 1200 S/cm์ ์ ์ถ ๋ฐ ์์ถ์ด ๊ฐ๋ฅํ ์ ๊ทน์ ๊ฐ๋ฐํ์
๋ค.18) ํด๋ฆฌ๋จธ ๊ธฐํ์ ์ธ๋ถ ์๊ทน์ ๋ํ ํฝ์ฐฝ๊ณผ ์์ถ ํน์ฑ์
์ด์ฉํ์ฌ ์์ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ์ฃผ๋ฆ ํจํด์ ์ด์ฉํ๋ ์ฐ
๊ตฌ๋ ์์๋ค. ์ด๋ ์ฃผ๋ฆ ํจํด ์์ ๊ธ์ ์ฝํ ์ ํ๊ฑฐ๋ ์ฃผ
๋ฆ ์ฌ์ด์ ๋์ ์ฑ ์์ฌ๋ฅผ ์ถฉ์งํ๋ฉด ์ ์ถ์ฑ๊ณผ ์ ๋์ฑ์ด ํฅ
์๋ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ๋ง๋ค ์ ์๋ค.19)
2.2. ์์ฌ ๊ธฐ๋ฐ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน
์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ๋ง๋๋ ๊ฐ์ฅ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ๋์ฑ ๋ฌผ
์ง๊ณผ ์ ์ฐํ ํ์ฑ์ฒด์ ๊ณจ๊ณ ๋ฃจ ๋ถ์ฐ์์ผ ๋๋ ธ๋ณตํฉ์ฌ๋ฅผ ๋ง
๋๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ฆ ์ ๋์ฑ ๋ฌผ์ง์ ํ๋ฌ(filler)๋ก ํด๋ฆฌ๋จธ๋ฅผ ๋ฐ
์ธ๋(binder)๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ์ ์ถ์ฑ์ ๋
์์ ๊ฐ๋๋ก ์ค๊ณํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ถ์ฑ๊ณผ ์ ๊ธฐ์ ๋
๋์ ์ฒจ๊ฐ๋ ํ๋ฌ์ ์์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ๋๋ ธ๋ณตํฉ์ฌ์์
์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋๋ ์ ์๋ ค์ง percolation ์ด๋ก 20)๊ณผ ๊ทผ์ ํ ํ
๋ฌ ๋ฌผ์ง๋ค ์ฌ์ด์ ์ ์๋ค์ด tunneling ํจ๊ณผ์ ์ํ์ฌ ํ๋ฅธ
๋ค๋tunneling ์ด๋ก 21)์ ์ํ์ฌ ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ์ ๋์ฑ ํ๋ฌ์
์์ด ๋ง์ผ๋ฉด ์ ๊ธฐ์ ๋๋๋ ์ฆ๊ฐํ์ง๋ง, ์ถฉ์ ์ ์ ์ํ ๋ณด
๊ฐ ํจ๊ณผ๊ฐ ์ปค์ ธ์ ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์ ์ฐ์ฑ์ด ์ ํ๋๋ค. ํ
ํธ ํด๋ฆฌ๋จธ์ ์์ด ๋๋ฌด ๋ง์ผ๋ฉด ์ ๊ธฐ์ ๋๊ฐ ๋ฎ์์ง๋ ํธ๋
์ด๋์คํ(trade off) ๊ด๊ณ๊ฐ ํ์ฑ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋ฌ์ ํด๋ฆฌ
๋จธ ๋ฐ์ธ๋์ ์ ์กฐ์ ์ด ๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ฉฐ ์ด๋ฅผ ์ํด์๋ ์ ๋
์ฑ ํ๋ฌ์ ํจ๋์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋๋๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ๋ perco-
lation threshold์ ์์ธกํ๋ ๊ฒ์ด ํ์ํ๋ค. ๋ํ ๋์ ์ ๋
๋ ๋ฌผ์ง ๋ฐ ๋ถ์ฐ์ ์ข๊ฒ ํ๋ ์ ์ ํ ์ค๊ณ ๋ฐ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ํ์
ํ๋ค.
๋๋ ธ์์ฌ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน ๊ฐ๋ฐ์ ์ํ ์ด๊ธฐ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ๋ ดํ
๊ณ ๋น๊ต์ ๋์ ์ ๋๋๋ฅผ ๊ฐ๊ณ ์๋ ์นด๋ณธ๋ธ๋(CB),22) ์นด๋ณธ
๋๋ ธํ๋ธ(CNT),23) ๊ทธ๋ํ(graphene)24) ๋ฑ ์นด๋ณธ ๊ณ์ด์ ์
์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒ์ด๋ค. ์นด๋ณธ๋ธ๋์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ ๋์ฑ์ด ๋ฎ๊ธฐ ๋
๋ฌธ์ ๋ณดํต ์ ๋์ฑ์ด ๋ฐ์ด๋ MWNT (multi-wall CNT),
SWNT (single-wall CNT) ๋ฐ ๊ทธ๋ํ๋ฅผ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๋ค. ์นด๋ณธ
๋๋ ธํ๋ธ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ถ์ฐ์ฑ์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ง์ด ๋ฐ์ํ์ฌ ์ ๊ธฐ์
๋๋๊ฐ ๋ถ๊ท ์ผํ๋ค๋ ๋จ์ ์ด ์๋ค. ๊ทธ๋ํ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋์ ํ
๋ฉด์ ๊ณผ ๋์ ์ ๊ธฐ์ ๋์ ํน์ฑ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ๋ฎ์ ์์ ์ฒจ๊ฐ
์๋ ๋์ ์ ๋๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์ฅ์ ์ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํฉ์ฑํ
๋ ๊ณผ์ ์์ ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒฐํจ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ์ ๋๋๋ ๊ฐ์ํ
๋ฉฐ, ๋ํ ์ ์ถ๊ณผ์ ์์ ๋ํ๋๋ ๊ทธ๋ํ ๊ท ์ด์ ์ ๊ธฐ์ ๋
์ฑ์ ๊ฐ์๋ฅผ ์ด๋ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์นด๋ณธ์ ์ฌ์ฉํ ๋๋ ธ๋ณตํฉ์ฌ
์ ์ถ ์ ๊ทน์ ์ฌ์ ํ ๋ฎ์ ์ ๋๋๊ฐ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋๊ณ ์๋ค. ์ด๋ฅผ
๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ธ์ ๋๋ ธ์์ด์ด(nanowire) ๋ฐ ๊ธ์ ๋๋ ธ
์ ์(nanoparticle)์ ์ฌ์ฉ์ด ๋์์ผ๋ก ๋ ์ค๋ฅด๊ณ ์๋ค. ์
๋๋ ธ์์ด์ด(Ag nanowire, NW)์ ๊ฒฝ์ฐ ๋์ ์ข ํก๋น(high
aspect ratio)์ ๋์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋๋ก ์ธํ์ฌ ๊ธฐํ์ ์ง์ ์ฝ
์ (embedding)ํ๋ ํํ๋ก๋ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋
์๋๋ ธ์์ด์ด ์์ฒด๋ก๋ ์ ์ถ์ฑ์ด ํฌ์ง ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํด๋ฆฌ
๋จธ์ ํฉ์ฑํ์ฌ ๋ณตํฉ์ฌ ๋ฌผ์ง๋ก ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ๋ง๋๋ ๊ฒ์ด
๋ณดํต์ด๋ค. ํํธ ์๋๋ ธ์์ด์ด๋ ์๋์ ์ผ๋ก ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋๋ค
๋ ๋จ์ ์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ต๊ทผ ๊ตฌ๋ฆฌ ๋๋ ธ์์ด์ด(Cu NW)๋ฅผ
์ด์ฉํ ์์ฌ๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ตฌ๋ฆฌ ๋๋ ธ์์ด์ด๋
์ฐํ๊ฐ ์๋๋ ํน์ฑ์ผ๋ก ์ฅ์๊ฐ ์ฌ์ฉ ์ ์ ๊ทน์ ๋ถ์์ผ๋ก
์ธํ ์ ๊ธฐ์ ๋์ ๊ฐ์๋ฅผ ํผํ ์ ์๋ค.25) ์ด๋ฌํ ๋จ์ ์ ๊ทน
๋ณตํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ ๋๋ ธ์์ด์ด์ ์ ๋๋ ธ์ ์๋ฅผ ํผํฉํ ํ
์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ์ ๊ทน์ด ๊ฐ๋ฐ๋๊ธฐ๋ ํ์๋ค.26) ๋ํ ์ต๊ทผ ๊ตฌํ์
๋๋ ธ์ ์๋ณด๋ค ๋์ ์ ์ด ๋ฉด์ ์ ๊ฐ๋ ํ๋ ์ดํฌ(flake) ํํ
์ ๊ธ์ ๋๋ ธ์ ์๋ฅผ ์ ๋์ฑ ํ๋ฌ๋ก ์ฌ์ฉํ๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๋ฐ
ํ ์งํ๋๊ณ ์๋ค. Matsuhisa ๋ฑ์ Ag ํ๋ ์ดํฌ์ ๋ถ์ ๊ณ
๋ฌด(fluorine rubber)๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ๋๋ ธ๋ณตํฉ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ 182
S/cm์ ์ ๋๋์ 215%์ ์ ์ถ์ฑ์ ๊ฐ๋ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ๊ฐ
๋ฐํ์๋ค.27) ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก, ์ด๋ฌํ ๋๋ ธ ๋ณตํฉ ์ฌ๋ฃ ๋๋ ์ํฌ
๋ ํ๋ฌ, ๋ฐ์ธ๋ ๋ฐ ์ฉ๋งค๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํด๋ฆฌ๋จธ ๋งคํธ
๋ฆญ์ค์ ์ ๋์ฑ ํ๋ฌ๋ฅผ ์ ์ ํ๊ฒ ํผํฉํ์ฌ ๋๋ ธ ๋ณตํฉ์ฒด๋ฅผ
ํฉ์ฑํ๋ ๊ฒ์ด ์ฑ๋ฅ๊ณผ ์ ์ถ์ฑ์ ๋งค์ฐ ์ค์ํ ์์์ด๋ค. ๋
ํ, ์ด๋ค ๋๋ ธ ๋ณตํฉ์ฒด ์ํฌ๋ ์ธ์ ํ ์ฉ๋งค ๋ฐ ์ ๊ธฐ ์ฑ๋ถ์
์ ๊ฑฐํ๊ธฐ ์ํ ๊ฒฝํ(curing) ๊ณต์ ์ด ํ์ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ฒฝํ
๊ณต์ ์ ์จ๋๊ฐ ๊ธฐํ ์์ฌ์ ์ ๋ฆฌ์ ์ด์จ๋๋ณด๋ค ๋์ ๊ฒฝ์ฐ
๊ฐ ๋ง์์ ์ด์ ๋ํ ๋์ฑ ์ด ํ์ํ ์ค์ ์ด๋ค. ํํธ ์ ์ ํ
CNT, ๊ทธ๋ํ, ์ ๋๋ ธ์์ด์ด, ๊ธ์ ๋๋ ธ์ ์ ๋ฑ์ ๋ฌผ์ง์
ํผํฉํ์ฌ ์ฅ์ ์ ์ด๋ฆฐ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ํํ์ ์ ๊ทน ๊ฐ๋ฐ๋ ๊พธ
์คํ ์งํ๋๊ณ ์๋ค.
๋ํ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ผ๋ก ์ ๋์ฑ์ ๊ฐ๊ณ ์๋ ํด๋ฆฌ๋จธ์ธ ์ ๋์ฑ
ํด๋ฆฌ๋จธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ๊ฐ๋ฐํ๋ ค๋ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊พธ์ค
ํ ์งํ๋๊ณ ์๋ค. ์ ๋์ฑ ํด๋ฆฌ๋จธ๋ ๋ํ์ ์ผ๋ก polyaniline
(PANi), polypyrrole (PPy) ๋ฐ poly(3,4-ethylenedioxythiophene):
poly(4-styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)๋ฅผ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๊ณ ์
๋ค.28) ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ๋์ฑ ๊ณ ๋ถ์๋ ์ ๊ธฐ์ ๋๋๊ฐ ๊ธ์์ ๋นํ
์ฌ ์ถฉ๋ถ์น ์๊ณ , ์ตํ ์ํฉ์์ ์ ๊ธฐ ์ ๋๋๊ฐ ์ ํ๋๋ ํ
์ ๋ฑ ์์ง ํด๊ฒฐํด์ผ ๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ง๋ค. ๊ธฐ๋ณธ์ ์ผ๋ก ์ ๋์ฑ์
๊ฐ๊ณ ์๋ ํ๋ณด ๋ฌผ์ง๋ก ์ก์ฒด ๊ธ์(liquid metal)๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ
28 ๋ฐ์ง์ยท์ด์์ฌยท๋จํ์งยท์ข์ฑํ
๋ง์ดํฌ๋ก์ ์ ๋ฐ ํจํค์งํํ์ง ์ 25๊ถ ์ 4ํธ (2018)
ํ๋ฐํ ๋ถ์ผ์ด๋ค. ํนํ ์ ํด์ฑ์ด ๊ฒ์ฆ๋ eutectic Gallium
Indium (eGaIn) ๋ฌผ์ง์ด ๋ง์ด ํ์ฉ๋๊ณ ์๋ค.29) ์ก์ฒด ๊ธ์์
๋์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋์ ์ ์ถ์ฑ์ผ๋ก ๋งค์ฐ ๋งค๋ ฅ์ ์ธ ์ ์ถ์ฑ ์
๊ทน ๋ฌผ์ง์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ก์ฒด ๊ธ์์ ๊ณ ๊ฐ๊ฒฉ์ด๋ฉฐ ์ก์ฒด๊ธ์์
ํจํค์งํ๊ธฐ ์ํ ๋ฐ๋ด ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํญ์ ํ์๋ก ํ๋ค๋ ๋จ์ ์ด
์๋ค.
3. ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์
ํ์ฌ ๋งค์ฐ ๋ค์ํ ์ ์ถ์ฑ ์ผ์๋ค์ด ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์๋ค. ํนํ
์ ์ฒด์ ์จ๋, ์๋ ฅ, ๋ชจ์ ์ ์ธก์ ํ ์ ์๋ ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋
์ธ ์ผ์, ์จ๋ ์ผ์, ์๋ ฅ ์ผ์ ๋ฑ์ ๊ฐ๋ฐ์ด ํ๋ฐํ ์งํ๋
๊ณ ์๋ค. ๋ณธ ๋ ผ๋ฌธ์์๋ ๊ทธ ์ค์์ ์ ์ผ ๊ฐ๋ฐ์ด ํ๋ฐํ ์
์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์ ๊ฐ๋ฐ์ ๋ํด์ ์ ๋ฆฌํ๊ณ ์ ํ์๋ค. ์ผ
๋ฐ์ ์ผ๋ก ํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ ์ ์ฐ ๊ธฐํ
์ ๋, ๋์ผ, ๋์ผํฌ๋กฌ ํฉ๊ธ ๊ธ์์ ์ฌ์ฉํ ์์ ๊ธ์ ํฌ์ผ
๋ง์ด ์ฝํ ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ ์ถ ์ ๊ธ์์ ์ ๊ธฐ์ ํญ์ด ๋ณํ(์ฆ
๊ฐ)ํ๋ ๊ฒ์ ์ด์ฉํ๋ ์ผ์์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๊ธ์ ๊ธฐ๋ฐ์ ์คํธ
๋ ์ธ ์ผ์์ ์ ์ถ์ฑ์ 3% ๋ฏธ๋ง์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ธฐ์กด์ ๋ฉํ
๊ธฐ๋ฐ์ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ ์ ์ถ์ฑ ์ผ์๋ก ์ฌ์ฉํ ์๊ฐ ์๋ค.
์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ ํธํก์ด๋ ๋งฅ๋ฐ ๊ฐ์ ์์ ์์ง์
์์๋ถํฐ ๊ด์ ์ด๋ ๋ชจ์ ๋ฑ๊ณผ ๊ด๋ จํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์ง์ ์ ์ผ
๋ก ์์งํ ์ ์๋๋ก ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํด๋จผ ์ธํฐํ์ด์ค ๊ธฐ์
(human-interface technology)์ ํต์ฌ๊ธฐ์ ์ด ๋๊ณ ์์ผ๋ฉฐ ์ต
๊ทผ ์ค๋งํธ ์ฅ๊ฐ(smart glove) ๋ฑ์ ํ์ฉ๋๊ณ ์๋ค.
์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์์ ์ข ๋ฅ๋ ํฌ๊ฒ ์ ํญํ(resistive),
์ปคํจ์ํฐํ(capacitive) ๋ฐ ์์ ํ(piezoelectric) ํ์ ์ด ์
๋ค. ๊ทธ ์ค์์ ๊ณต์ ์ด ๋น๊ต์ ๊ฐ๋จํ ์ ํญํ ํ์ ์ด ๊ฐ์ฅ
๋ง์ด ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์๋ค. ์ ํญํ ์ผ์๋ ๊ธฐ๊ณ์ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ์
์ ๊ธฐ ์ ํญ์ด ๋ณํ๋ ์์ ํญ(piezoresistive) ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ด์ฉํ
๊ฒ์ผ๋ก, ์ ์ถ์ฑ ๊ธฐํ ์์ ๋์ ์ฑ ์ผ์ฑ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ์ฝํ ํ์ฌ ์
์ถ ์ ๋์ ์ฑ ์ฌ๋ฃ์ ์ ํญ์ด ๋ณํ๊ฒ ๋๋ค. ์ปคํจ์ํฐ ํ์ ์
์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน๊ณผ ์ ๊ทน ์ฌ์ด์ ์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์ฒด๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์
๋ค. ์ด ์ผ์๋ ์ปคํจ์ํฐ์ ํน์ฑ ์ฆ ์ปคํจ์ํฐ๋ ์ปคํจ์ํฐ ์
๊ทน ์ฌ์ด์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์๋ ๋ฐ๋น๋กํ๊ณ ์ ๊ทน์ ๋จ๋ฉด์ ์ ๋น๋กํ
๋ค๋ ํน์ฑ์ ์ด์ฉํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ ์ถ ์ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน ์ฌ์ด์
๊ฑฐ๋ฆฌ ๋ฐ ๋จ๋ฉด์ ์ด ๋ณํ๋ ํน์ฑ์ ์ด์ฉํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ปคํจ์
ํฐํ ์ผ์๋ ์ฐ์ํ ์ ํ์ฑ(linearity)๊ณผ ์จ๋์ ๋ฏผ๊ฐํ์ง
์๋ค๋ ์ฅ์ ์ด ์์ง๋ง, ๊ฐ๋๋ ๋๋ถ๋ถ ๋ฎ์ ๋จ์ ์ด ์๋ค.
์ ํญํ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์ผ์ฑ ๋ฌผ์ง์ ์ ์ถ์ฑ ์
๊ทน ๋ฌผ์ง๊ณผ ์ ์ฌํ๋ค. ๋จ์ง ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ๊ฒฝ์ฐ ์ผ์ฑ ์์ฌ
์ ๋น์ ํญ ํน์ ๋ฉด์ ํญ์ด ๋ฎ์ ๊ฒ์ด ์ค์ํ์ง๋ง, ์คํธ๋ ์ธ
์ผ์์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ๋, ์ ํ์ฑ, ํ์คํ ๋ฆฌ์์ค ๋ฑ ์ผ์์ ๊ธฐ๋ณธ
์ฑ๋ฅ์ด ์ค์ํ๋ค. ์ ํญํ ์ผ์์ ์ผ์ฑ ์์ฌ๋ก๋ ์นด๋ณธ๋ธ๋,
์นด๋ณธ ๋๋ ธํ๋ธ, ๊ทธ๋ํ, ๋๋ ธ์์ด์ด, ๊ธ์ ๋๋ ธ ์ ์, ๋๋ ธ
ํ์ด๋ฒ, ์ ๋์ฑ ํด๋ฆฌ๋จธ ๋ฑ์ด ์ฌ์ฉ๋๋ฉฐ, ์ต๊ทผ์๋ ํด๋ฆฌ๋จธ์
์ด๋ฌํ ์์ฌ๋ค์ ํผํฉํ์ฌ ์ ์ํ ๋ณตํฉ ์์ฌ๊ฐ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ
๋๊ณ ์๋ค. ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ ๋์ ์ ์ถ์ฑ๊ณผ ๋์ ์ ๊ธฐ์ ์ฑ
๋ฅ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ด๊ตฌ์ฑ๊ณผ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ์๊ตฌํ๋ค. ๋ฌผ๋ก ์ ์ถ์ฑ ์คํธ
๋ ์ธ ์ผ์์ ์ ์ถ์ฑ์ ์์ฉ ๋ถ์ผ์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅด๋ค. ๊ฐ๋ น ์ธ
์ฒด์ ์ ์ฉ๋๋ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์, ํ, ๋ค๋ฆฌ, ์๊ฐ๋ฝ
๊ณผ ๊ฐ์ ๊ด์ ์ด๋์ ๊ฒ์ถํ๋ ์ผ์๋ 50% ์ด์์ ์ ์ถ์ฑ
์ ์๊ตฌํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ผ๊ตด, ๊ฐ์ด ๋ฐ ์ผ๊ตด ๋ฐ ๋ชฉ ๋ฑ์ ์์ง์
์ ๊ฒ์ถํ๋ ์ผ์๋ 30% ๋ฏธ๋ง์ ์ ์ถ์ฑ์ ์๊ตฌํ๋ค. ํํธ
ํผ๋ถ์ ๊ฐ์ e-skin์ ๊ฒฝ์ฐ 100% ์ด์์ ์ ์ถ์ฑ์ ์๊ตฌํ
๋ค.30,31)
์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๊ฐ ๊ฐ์ถฐ์ผ ๋ ์ ๊ธฐ์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ๋
ํน์ gauge factor (GF), ์ ํ์ฑ(linearity), ํ์คํ ๋ฆฌ์์ค
(hysteresis), ์๋ต์ฑ ๋ฐ ํ๋ณต ํน์ฑ(recovery) ๋ฑ์ด ์๋ค. GF
๋ ์ผ์์ ๊ฐ๋๋ฅผ ์๋ฏธํ๋ฉฐ ๊ฐํด์ค ๋ณํ (์๋ ฅ ํน์ ๋ณํ
๋ฅ )์ ๋ํ ์ ๊ธฐ ์ ํธ (์ ํญ ํน์ ์ปคํจ์ํด์ค)์ ์๋์ ์ธ
๋ณํ์ ๋ํ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ๋ฅผ ์๋ฏธํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ GF๋ ๊ฐ๋ฅํ ์ปค์ผ
ํ๋ค. ์ ํญ ํ์ ์ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์์ ๊ฒฝ์ฐ GF๋ ์ฃผ๋ก ์ผ์ฑ
์ฌ๋ฃ๋ค ๊ฐ์ ๋จ๋ฝ(disconnection) ํจ๊ณผ์ ์ํ์ฌ ๋ฐ์ํ๋ค.
์ฆ ์ ์ถ ์ ์ผ์ฑ ์ฌ๋ฃ๋ค์ ๋ฏธ์ธํ ํฌ๋์ ๋ฐ์, tunneling
ํจ๊ณผ, ์ ๊ธฐ์ ์ฐ๊ฒฐ ๋คํธ์ํฌ์ ํ๊ดด ๋ฑ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ์ ํญ์ด
์ฆ๊ฐํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ธฐ์กด ๋ฉํ ํฌ์ผ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์์ ๊ฒฝ์ฐ
GF๋ 5 ์ดํ์ด์ง๋ง, ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์์ GF๋ ๋งค์ฐ
ํฐ ๋ฒ์๋ฅผ ๊ฐ๋๋ค. ์ต๊ทผ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ํ๋ฉด GF๊ฐ 100 ์ด์์ธ
Fig. 1. (a) Geometric structures of the stretchable strain sensor. (b)
Resistance change as a function of strain in AgNW-based
strain sensors with various relief structures in the PDMS
substrate.36)
์ ์ถ์ฑ ์ ์์์๋ฅผ ์ํ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน ๋ฐ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ํฅ 29
J. Microelectron. Packag. Soc. Vol. 25, No. 4 (2018)
๋งค์ฐ ๊ฐ๋๊ฐ ๋์ ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ ๋ง์ด ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ
์๋ค.32,33)
์ต๊ทผ์๋ GF๋ฅผ ์ ์ดํ๊ธฐ ์ํ ์ฐ๊ตฌ ๊ฐ๋ฐ๋ ์ ์ ๋ณด์ด๊ณ
์๋ค. ์ฆ CNT ํน์ ๊ทธ๋ํ๊ณผ ๊ฐ์ ์ผ์ ์ฌ๋ฃ์ ์์ ์กฐ์
ํ๋๊ฐ, ๊ณต์ ์ ๊ฐ๋ น, ํ๋ฆฐํ ๋ฐ ์ฆ์ฐฉ ํ์๋ฅผ ์กฐ์ ํจ์ผ๋ก
์จ GF๋ฅผ ์์ฝ๊ฒ ์ ์ดํ ์ ์๋ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ด ์ํ๋์๋ค.34,35)
Yoon ๋ฑ์ PDMS ๊ธฐํ์ Ag NW๋ฅผ transfer ํ๋ฆฐํ ๊ณต์ ์ผ
๋ก ์ฝํ ํ ํ ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ฅผ ์ ์ํ์๋ค.36) ํนํ
Fig. 1์ ๊ฐ์ด PDMS ๊ธฐํ์ ๊ท์น์ ์ธ ํธ๋ ์น๋ฅผ ์ ์ํ์ฌ
๊ฐ๋๋ฅผ ์์ ๋กญ๊ฒ ์กฐ์ ํ ์ ์๋ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ
์๋ค. ์ด ํธ๋ ์น์ ๊น์ด์ ๊ฐ์๋ฅผ ์กฐ์ ํจ์ผ๋ก์จ Ag NW์
๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๋ ฅ์ ๋ณํ์์ผ ๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ๊ฐ๋๊ฐ ๋ณํ๊ฒ ๋๋
๊ตฌ์กฐ์ด๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋์ ๊ฐ๋์ ๋์ ์ ํ์ฑ ๋ฐ ์ ์ถ์ฑ ์ฌ์ด์
๋ ํธ๋ ์ด๋์คํ ๊ด๊ณ๊ฐ ์๋ค. ๊ทธ ์ด์ ๋ ๋์ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ํด
์๋ ์ ์ถ ์ ์ผ์ฑ ์ฌ๋ฃ๋ค์ ๊ตฌ์กฐ์ ๋ณํ๊ฐ ํ์ํ ๋ฐ๋ฉด,
๋์ ์ ์ถ์ฑ ๋ฐ ์ ํ์ฑ์ ์ํด์๋ ์ผ์ฑ ์ฌ๋ฃ๋ค์ด ํฐ ๋ณํ
์ ์จ์ ํ ํํ๋ก ์ ์ง๋๋ ๊ฒ์ด ํ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ฆ ๊ณ
๊ฐ๋์ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋์ ๋น์ ํ ์ฑ ๋ฐ ๋ฎ
์ ์ ์ถ์ฑ์ ๊ฐ๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 100% ์ด์์ ์ ์ถ
์ฑ๊ณผ GF 50 ์ด์์ ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ๋ ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ฅผ
๋ง๋๋ ๊ฒ์ด ๋งค์ฐ ์ด๋ ค์ด ๊ฒ์ผ๋ก ์ฌ๊ฒจ์ก๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ต๊ทผ์
์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ์ ์ถ์ฑ๊ณผ ๊ฐ๋๋ฅผ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ํฅ์์ํค
๋ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ค์ด ๋์ค๊ณ ์์ด์ ์ด๋ฌํ ๋ฌธ์ ๋ ๊ณง ํด๊ฒฐ๋
๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. Table 1์ ์ต๊ทผ 2 ๋ ๊ฐ ์ถํ๋ ์ ์ถ์ฑ ์ค
ํธ๋ ์ธ ์ผ์ ๊ด๋ จ ๋ ผ๋ฌธ์ด๋ค. ์ ์ถ์ฑ ๋ฐ GF ๋ฉด์์ ์๋นํ
์ง์ ์ด ์์์ ์ ์ ์๋ค. ์ ์ถ์ฑ ๋ฉด์์๋ ์ ์ถ์ฑ 300%
๋ฅผ ๋๋ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ GF๋ 50์ด ๋๋ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์ ๊ด๋ จ
์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋ง์ด ์งํ๋๊ณ ์์์ ์ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ์ ํ
๋ฐ์ ๊ฐ์ด 100% ์ด์์ ์ ์ถ์ฑ๊ณผ 50 ์ด์์ GF๋ฅผ ๊ฐ๋ ๋ง
์กฑํ ๋งํ ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์์ ๊ฐ๋ฐ์ ์์ง ๋ถ์กฑํ ์
ํฉ์ด๋ค.37-51)
ํํธ ํฐ ๋ณํ์ ๋ฐ์ ์ ์ถ์ฑ ์ผ์์์ ์ ํ์ฑ์ ๋งค์ฐ ์ค
์ํ๋ค. ํนํ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ์ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๊ฐ ์ ํ์ ์ผ๋ก
๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ค๋ฉด ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๋๊ฐ ๋ณํ๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ
์ํ๋ค. ํนํ ์ ํญํ ์ผ์์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ณํ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๋น์
ํ ํน์ฑ์ด ์ฆ๊ฐํ๋๋ฐ ์ด๋ ์ ํญ ์์ฌ์ ๋ฏธ์ธ ๊ท ์ด์ด ์ฆ๊ฐ
ํ๋ฉด์ ์์ฌ๊ฐ ๋ถ๊ท ์ผํ ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ๋์ด ๋ฐ์ํ๋ฉฐ ๋๋ ธ๋ณตํฉ
์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ์ฉ๋ ํด๋ฆฌ๋จธ์ ์ ํ์ฑ ํน์ฑ์ผ๋ก ์ธํ
์ฌ ๋น์ ํ์ฑ์ด ์ฆ๊ฐํ๊ฒ ๋๋ค. ํนํ ๋๋ ธ ์์ฌ ํ๋ฌ์ ํด๋ฆฌ
๋จธ๋ฅผ ํผํฉํ ๋๋ ธ๋ณตํฉ์ฌ์ ๊ฒฝ์ฐ ํ์คํ ๋ฆฌ์์ค ํน์ฑ์ด ๋งค
์ฐ ๋์๋ค. ์ด๋ ์ ์ ํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ํด๋ฆฌ๋จธ์ ์ ํ์ฑ ํน์ฑ
๋๋ฌธ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฐ ๋ฉด์์ ์ปคํจ์ํฐ ํ์ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๊ฐ ํ
์คํ ๋ฆฌ์์ค ๋ฐ ์ ํ์ฑ ํน์ฑ์ด ์ ํญํ ์ผ์์ ๋นํด ์ข๋ค. ์ด
๋ฌํ ํ์คํ ๋ฆฌ์์ค ํน์ฑ์ Ag NW ํน์ CNT๋ฅผ PDMS๋
Ecoflex์ ํผํฉํ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์์์ ์ ๋ํ๋๊ณ ์๋ค.52)
์ด๋ฌํ ๋ฌธ์ ์ ์ ํด๊ฒฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ต๊ทผ ์๊ธฐ์น์ (self-
healing) ๊ธฐ๋ฅ์ ๊ฐ๋ ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์
๋ค. He ๋ฑ53)์ ๊ฐ๊ด์ฑ ์ด์จ์ฑ ์ก์ฒด(ionic liquids)๋ฅผ ์๊ธฐ์น์
ํด๋ฆฌ๋จธ์ ํจ๊ป ์์ด์ ์ผ์๋ฅผ ๋ง๋ค์์ผ๋ฉฐ, CNT (SWCNT),
๊ทธ๋ ํ ๋ฐ Ag NW์ ๋ค์ํ ์ ๋์ฑ ๋ฌผ์ง์ ์๊ธฐ์น์ ํ์ด
๋๋ก ๊ฒ์ ์ฒจ๊ฐ์๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ์ ์๋ ์ผ์๋ ํ์ ๋ฐ ์๊ฐ
์น์ ํ ๋ฐ๋ณต ๊ฐ๋ฅํ๊ณ ๋์ผํ ์ฑ๋ฅ์ ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ ๋น ๋ฅธ
์๊ธฐ ์น์ ์๋ (3.2 ์ด ์ด๋ด) ๋ฐ ๋์ ์๊ธฐ ์น์ ํจ์จ (98
ยฑ 0.8%) ๋ฐ ๋์ ์ ์ถ์ฑ (์ต๋ 1000%)์ ์ ์งํ๊ณ ์์๋ค.
4. ์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์ ์์ฉํ
ํ์ฌ ์์ฉํ๋ ์คํธ๋ ์ฒ๋ธ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ก๋ Stretch-
Sense์ฌ์ Fabric Stretch SensorTM๋ผ๊ณ ํ๋ ์ปคํจ์ํฐ ํ์
Table 1. Summary of research results of recently reported stretchable strain sensors.
Reference Sensing material Substrate material Stretchability (%) Gauge factor (GF)
37 SWCNT PDMS (sylgard184) 160 134
38 CNT PDMS 50 -
39 Silver-coated polystyrene spheres PDMS (sylgard184) 80 78.6
40 PANI Thermoplastic PU 80 20
41 Graphene oxide Ecoflex 400 31.6
42 MWCNT PDMS (sylgard184) 60 -
43 PVA/MWCNT/PEDOT:PSS PDMS (sylgard184) 50 5.2
44 SWCNTs/CB PDMS (sylgard184) 120 1.25
45 SWCNTs/CB Polyurethan 320 2.14
46 Chitosan-based water ink - 60 64
47 Thin layer of platinum Thermoplastic PU 150 30
48 AgNP/CNT PDMS (sylgard184) 60 14.9
49 Ag Flake/Nanoparticle PDMS (sylgard184) 80 7.1
50 PA-co-GO/ENR PDMS (sylgard184) 1200 -
51 AgNW/Graphene/Fullerene Polyurethan 50 > 400
30 ๋ฐ์ง์ยท์ด์์ฌยท๋จํ์งยท์ข์ฑํ
๋ง์ดํฌ๋ก์ ์ ๋ฐ ํจํค์งํํ์ง ์ 25๊ถ ์ 4ํธ (2018)
์ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๊ฐ ์๋ค. ์ด ์ผ์๋ ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ธฐํ์ ์ฌ์ฉํ
์์ผ๋ฉฐ, ์ต๋ 80%๊น์ง ์ ์ถ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ฉฐ ๊ฐ๋๋ 3.82 pF/
mm์ด๋ค. Fig. 2๋ ์ด ์ผ์์ ์ค์ ์ฌ์ง์ด๋ค. ์ด ์ผ์๋ ์ด
๋๋ณต์ด๋ ๋ค์ํ ์๋ฅ์ ์ ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋๋ก ์ ์๋์๋ค.
์ ์ถ์ฑ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ ์๋์ง๋ง, ๊ตฝํ ์ ์๋ ์คํธ๋ ์ธ
์ผ์๋ก์ Flexpoint sensor system์ฌ์ Bend SensorTM์ด ์
๋ค. ์ด ์ผ์๋ ํ๋ผ์คํฑ ๊ธฐํ์ ์นด๋ณธ/ํด๋ฆฌ๋จธ ์์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ
์ฌ ์ ์ถํ์์ ๋ ์์ฌ์ ๋ง์ดํฌ๋ก ํฌ๋์ด ๋ฐ์ํ๊ณ ์ด์
๋ฐ๋ผ์ ์์ฌ์์ ๋ฐ์ํ๋ ์ ํญ์ ๋ณํ๋ฅผ ๊ฐ์งํ์ฌ ๊ตฝํ
์ ์ ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ ์ ์๋ ์ผ์์ด๋ค. ์ ์๊ฐ ์ํํ ๊ตฝํ
์ํ์ ์ํ๋ฉด ์ด ์ผ์๋ ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ ์ฝ 5 mm๊น์ง ๊ตฝํ ์
์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋ช ๋์๋ค. ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ด 5 mm ์ดํ๊ฐ ๋๋ฉด
์ ํญ์ด ๊ธ๊ฒฉํ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค. Fig. 3์
Flexpoint์ฌ์ Bend Sensor์ ๊ตฝํ ์ํ์ ์ํํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก
์ ๊ณก๋ฅ ๋ฐ๊ฒฝ์ ๋ณํ์ ๋ํ ์ ํญ์ ๋ณํ๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค.
ํ์ง๋ง ์ด ์ผ์๋ ๊ตฝํ๋ ๊ฒ์ ๊ฐ๋ฅํ์ง๋ง, ์ ์ถ์ฑ์ ๋ฏธ๋ฏธ
ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ์ถ์ฑ ์ผ์๋ก์ ์ ์ฉ์ ํ๋ค๋ค.
์คํธ๋ ์ธ ์ผ์๋ ์๋์ง๋ง LG ์ด๋ ธํ ์์ ์ ์ฐ ์ ์ถ์ฑ
์ฌ์ ํ ์๋ ฅ์ผ์๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ์ฌ ์ ์ ๋ณด์๋ค. ์๋ฃ๊ธฐ๊ธฐ, ์๋
์ฐจ ๋ฑ์ ์ฅ์ฐฉ๋ผ ์๋ ฅ์ ์ธก์ ํ๊ณ ๋ถ์ํด ์ฌ์ฉ์์ ๊ฑด๊ฐ์
ํ๋ ์ฃผํํ๊ฒฝ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ง์ถคํ ์๋น์ค์ ํ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค
๊ณ ํ๋ค. ์ ์ ์ฉ๋๋ฐฉ์์ ์ผ์๋ก์ ํด๋ฆฌ์ฐ๋ ํ๊ณผ ์ ์ถ์ฑ
์๋ ํน์ ์์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํด ์ฐฉ์ฉ๊ฐ์ด ์ฐ์ํ๊ณ , ๋ํ ๋์ ๋ฉด
์ ์์ ๊ณ ๋ฅธ ์๋ ฅ ์ธก์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ์ฌ ํ์ด ๊ฐํด์ง๋ ๋ชจ๋ ๋ถ
์์ ์๋ ฅ์ ์ธก์ ํ ์ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ๊ฐ๋ฐ๋
์ฌ์ ํ ํ๋ ์๋ธ ์๋ ฅ์ผ์๋ 1 mm์ ์์ ๋๊ป์ 1 mm2
์ ํฌ๊ธฐ์ด๋ค. ๋ํ ์ผ์๋ฅผ ์ฌ๋ฌ ์ฅ ๋ถ์ด๊ฑฐ๋ ์์ ์ฌ์ด์ฆ
๋ก ์๋ผ ์ฐ๋ ๊ฒ๋ ๊ฐ๋ฅํด ๋ค์ํ ํ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ ์ถ
์ฑ ์๋ ฅ ์ผ์๋ก์ Pressure Profile Systems์ฌ์ TactArray
SensorTM๊ฐ ์๋ค. ์ด ์ผ์๋ ์ปคํจ์ํฐ๋ธ ํ์ ์ ์์ฌ๋ฅผ ์ฌ
์ฉํ์์ผ๋ฉฐ ์ฝ 10%๊น์ง ์ ์ถ์ด ๊ฐ๋ฅํ๊ณ 350 kPa๊น์ง์
์๋ ฅ์ ์ธก์ ํ ์ ์๋ค.
5. ์ ์ถ์ฑ ๊ธฐํ ์์ฌ
๊ธฐํ์ ์ ํ์ ์์ด ์ค์ํ ๋ถ๋ถ์ ์์ฌ์ ์ ์ถ์ฑ, ๋ฐ๋ณต
๋ณํ์ ๋ํ ์์ ์ฑ ๋ฐ ์ด์ ์์ ์ฑ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ธ ์ฑ๋ฅ
์ด๋ค. ํนํ ์ ์ถ์ฑ์ด ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ํน์ฑ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด ์ ์ฐ์
์ ์์์์ ์ฌ์ฉ๋์๋ PET, PI, PEN ๋ฑ์ ์ฝ 4-5% ์ ๋
์์ ์๊ตฌ ๋ณํ์ด ๋ฐ์ํ๊ฑฐ๋ ํ๊ดด๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ถ์ฑ ๊ธฐ
ํ์ผ๋ก ์๋ก์ด ์์ฌ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ์ ์ถ์ฑ ์ ์์์์์๋
์ต์ 5-10% ์ด์์ ์ธ์ฅ, ๊ตฝํ, twisting ๋ฑ์ ๋ค์ํ ๋ณํ
์ ๊ฒฌ๋์ผํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํํ ํ์ฑ์คํฉ์ฒด ํน์ ํ์ฑ์ฒด
(elastomer)๋ผ ๋ถ๋ฆฌ๋ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ธฐํ์ผ๋ก์ ์ฌ์ฉํ๋ค. ํนํ e-
skin๊ณผ ๊ฐ์ด ํผ๋ถ์ ์ ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ, ํผ๋ถ์ ํ์ฑ์จ์ ์ฝ 75%
์ ๋์ด๋ค.54,55) ๋ํ ์ ์ฒด ๋ถ์ฐฉํ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฌด๋ฆ์ด๋ ํ๊ฟ์น์
๋ณํ๋ฅ ์ 100% ์ ๋์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํผ๋ถ ํน์ ์ ์ฒด์ ์ ์ฉ
ํ๊ธฐ ์ํด์๋ 100% ์ด์์ ๋ณํ๋ฅ ์ ๊ฐ๋ ๊ธฐํ ์์ฌ์
๊ฐ๋ฐ์ด ํ์ํ๋ค. ํ์ฑ์ฒด์ ๋ฒ์ฃผ์ ํฌํจ๋๋ ๋ค์ํ ์ข ๋ฅ
์ ์ฌ๋ฃ๋ค ์ค ๊ฐ๊ฐ์ ๊ธฐ๊ณ์ , ์ ๊ธฐ์ , ๊ดํ์ ํน์ฑ๊ณผ ๊ณต์
์ ํฉ์ฑ ๋ฑ์ ํ๋จํด ๊ธฐํ์ผ๋ก ์ ํฉํ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ์ ํ๋๋๋ฐ,
์์ง๊น์ง ๊ธฐ์ด ์ฐ๊ตฌ ์์ค์ ๋จธ๋ฌผ๊ณ ์์ผ๋, ์ต๊ทผ ๋ค์ํ ์
์ฌ๋ค์ด ์ง์์ ์ผ๋ก ์์ฉํ๋๊ณ ์๋ค. ๋ํ ํํ์ ์ธ ์์
์ฑ(chemical inertness)๋ ์ค์ํ๋ฐ ์ ์ถ์ฑ ์์๋ฅผ ์ ์ํ
๋ ๊ณผ์ ์์ ๋ค์ํ ์๋ฒคํธ ๋ฐ ํํ ์ฝํ์ด ์ฌ์ฉ๋๋ฉฐ, ์ด๋ค
ํํ ์ฉ์ก์ ์์ฌ๊ฐ ์์์ ์ ๊ฑฐ๋, ํํ์ ์ธ ๋ฐ์์ ํ์ฌ
์ฒด์ ํฝ์ฐฝ(volume expansion)์ด ๋ฐ์ํ ์๊ฐ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์
ํํ ์ฉ์ก์ ๋ํ ์์ ์ฑ์ด ๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ค. ๋ํ ์ธ์ฒด์นํ
์ ์ธ ํน์ ์ธ์ฒด์ ์ ํฉํ ์์ฌ์ด์ด์ผ ํ๋ค. ํนํ ์ธ์ฒด์ ์
์ฉ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ฐ์ ์ ์ผ๋ก ๊ณ ๋ ค๋์ด์ผ ํ ํญ๋ชฉ์ด๋ค.
์ ์ถ์ฑ ์ ์์์์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์ ์ถ์ฑ ์์ฌ๋ ํฌ๊ฒ ํด๋ฆฌ
์ฐ๋ ํ(polyurethane) ๊ณ์ด์ ์์ฌ์ ์ค๋ฆฌ์ฝ(silicone) ๊ณ์ด
์ ์์ฌ๋ก ๋๋ ์ ์๋ค. ํด๋ฆฌ์ฐ๋ ํ ๊ณ์ด์ ์์ฌ๋ก๋ ๋ค์
ํ ๋ฌผ์ฑ์ ๊ฐ๋ ํด๋ฆฌ์ฐ๋ ํ ์์ฌ์ ClearflexTM 30 (Smooth-
On Inc.) ์ ํ์ด ์๋ค. ํด๋ฆฌ์ฐ๋ ํ ๊ณ์ด์ ์์ฌ๋ ํ๋ฉด์ด ์น
์์ฑ(hydrophilic)์ธ ํน์ฑ์ด ์๋ค. ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณ์ด์ ์์ฌ๋ก๋
PDMS, EcoflexTM (Smooth-On Inc.) ๋ฐ Dragon Skin์ด ์
๋ค. ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณ์ด์ ์์ฌ๋ ์ฃผ๋ก ์์์ฑ(hydrophobic)์ธ ๊ฒฝ
Fig. 2. Picture of Fabric Stretch Sensor [Source: Stretch SenseTM,
https://www.stretchsense.com].
Fig. 3. Relative resistance change of Bend Sensor with decreasing
bending radius.
์ ์ถ์ฑ ์ ์์์๋ฅผ ์ํ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน ๋ฐ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ํฅ 31
J. Microelectron. Packag. Soc. Vol. 25, No. 4 (2018)
์ฐ๊ฐ ๋ง๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋ฆฐํ ๋ฑ ํ๋ฉด ํน์ฑ์ ๋ฏผ๊ฐํ ์ ์กฐ ๊ณต
์ ์์ ์คํธ๋ ์ฒ๋ธ ์ ๊ทน ์์ฌ ๋ฑ์ ํ๋ฉด ํน์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ
์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ ์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ธฐํ๊ณผ ์ ๊ทน ํน์ ์ผ์ ์์ฌ์
์ ์ ํฉ๋ ฅ(adhesion) ํน์ฑ์ด ์ ํ๋ ์ ์๋ค. PDMS ์์ฌ์
๊ฒฝ์ฐ ํ๋ฉด์ด -OSi(CH3)2O- ๊ทธ๋ฃน์ธ ์์์ฑ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์
๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์์ธ์ (ultraviolet) ์ด๋ ์ฐ์ ํ๋ผ์ฆ๋ง(oxygen
plasma) ์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ๊ฒ ๋๋ฉด ์ฝ๊ฒ ์น์์ฑ์ผ๋ก ๋ณํ๋ ํน์ฑ์ด
์์ด์ ํ๋ฆฐํ ๋ฐ ํจํฐ๋์ ์ํํ๊ฒ ํ ์ ์๋ค.
์ ์ถ์ฑ ๊ธฐํ์ผ๋ก ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ฒ์ PDMS์ด๋ค.
PDMS๋ ํฌ๋ช ์ฑ, ์ธ์ฒด์ ํฉ์ฑ ๋ฐ ํํ์ ์์ ์ฑ์ด ์ฐ์ํ
๋ค. ๋ํ ๊ธฐ๊ณ์ ๊ฐ๋๋ ์ด๋ ์ ๋ ์ฐ์ํ์ฌ ์ฝ 1.8 MPa
์ ํ์ฑ๊ณ์๋ฅผ ๊ฐ๊ณ ์๋ค. PDMS๋ ๋ฒ ์ด์ค ์ฌ๋ฃ์ธ pre-
polymer์ ๊ฒฝํ์ ์ธ cross-linker๋ฅผ ์กฐํฉํ์ฌ ์ ์กฐํ ์ ์
์ผ๋ฉฐ, ๋ฒ ์ด์ค์ ๊ฒฝํ์ ์ ์์ ์กฐ์ ํจ์ผ๋ก์จ ๋ค์ํ ๊ฐ๋
๋ฅผ ๊ฐ๋ PDMS ๊ธฐํ์ ๋ง๋ค ์ ์๋ค. ํนํ ๊ฒ์ฆ๋ ์ธ์ฒด์ ํฉ
์ฑ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ e-skin ๋ถ์ผ์ ๋ค์ํ๊ฒ ์ ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ๊ทธ
๋ฌ๋ PDMS์ ์ ์ถ์ฑ์ 100% ์ดํ๋ก์ ํ์ ๋ ์ ์ถ์ฑ์
๊ฐ๋ ๋จ์ ์ด ์๋ค. ๋ํ ๋๋ถ๋ถ์ ์ ํ์ฑ(viscoelastic) ํ
์ฑ์ฒด๊ฐ ๊ฐ๋ ํน์ฑ์ผ๋ก์ ๋์ ๋ณํ๋ฅ ์์ ํ์คํ ๋ฆฌ์์ค
(hysteresis) ๋ฐ ๋น์ ํ(nonlinear)์ ๊ธฐ๊ณ์ ์ธ ํน์ฑ์ ๊ฐ๊ณ
์๋ค. ์ฆ ๋ณํ์ด ์ฆ๊ฐํ ๋์ ํน์ฑ๊ณผ ๋ณํ์ด ๊ฐ์ํ ๋์
ํน์ฑ์ด ๋ค๋ฅด๊ฑฐ๋, ์ธ๋ ฅ์ด ์ ๊ฑฐ๋๋ฉด ๋ณธ๋์ ๋ชจ์ต์ผ๋ก ๋์
๊ฐ์ผ ํ์ง๋ง ๊ทธ ๋ณํํ ์ํ๋ก ์ ์ง๋๋ค. ์ด๋ฌํ ํน์ฑ์ผ๋ก
์ธํ์ฌ ๋ฐ๋ณต์ ์ธ ํ์ค ํ์์ ์ ๊ทน์ด๋ ์ผ์์ ๊ธฐํ์ผ๋ก
์ฌ์ฉ ์ ์ฑ๋ฅ์ ๋ถ์์ ์ฑ์ ์ด๋ํ๋ค. Jeong ๋ฑ56)์ ๊ฒฐ๊ณผ์
์ํ๋ฉด PDMS์ ๋น์ ํ ํน์ฑ์ ๋ฒ ์ด์ค์ ๊ฒฝํ์ ์ ๋น์จ์
๋ฐ๋ผ ๋ณํ ์ ์๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ๋๊ณ ์๋ค. ๊ฒฝํ์ ์ ์์ด ์ฆ๊ฐํ
๋ฉด ๋น์ ํ ๋ฐ ํ์คํ ๋ฆฌ์์ค ํน์ฑ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉฐ ์ด๋ PDMS
์ softening ํ์ ๋ฐ ์๋ฅ ๋ณํ๋ฅ ์ ๊ธฐ์ธํ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ํ ๋ฒ
์ด์ค ์์ฌ์ ์์ ๋๋ฆฌ๊ฒ ๋๋ฉด softening ํ์์ด ๊ฐ์ํ๋ฉฐ
๋ฐ๋ผ์ ๋น์ ํ์ฑ๊ณผ ํ์คํ ๋ฆฌ์์ค๋ ๊ฐ์ํ๋ค.
์ด๋ฌํ ๋จ์ ์ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ต๊ทผ Ecoflex ๋ฐ poly
(styrene-b-butadiene-b-styrene) (SBS) ์์ฌ ๋ฑ์ ์ด์ฉํ ์
์ถ์ฑ ์ ์์์์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ๋๊ณ ์๋ค. ์ด๋ค ์์ฌ๋ ๋งค์ฐ
๋์ ์ ์ถ์ฑ์ ๊ฐ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, Ecoflex๋ ์๋ถํด์ฑ(bio-
degradability) ํน์ฑ,57) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ SBS๋ ๋์ ๊ธฐ๊ณ์ ์์ ์ฑ58)
์ ๊ฐ๊ณ ์๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์๋ค. Ecoflex๋ Smooth-On ์ฌ์
Dragon Skin์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ ํ์ฑ์ฒด๋ก์ ํ์ฑ๊ณ์ ๋ฐ ๊ฒฝ๋
๊ฐ ๋ค๋ฅธ 4 ์ข ๋ฅ์ ์์ฌ๊ฐ ์๋ค. Ecoflex ์์ฌ๋ platinum-
catalyzed ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ณ์ด์ ์์ฌ๋ก์ ํ์ฑ ๊ณ์๊ฐ 10์์ 120
KPa์ ๋งค์ฐ ๋ถ๋๋ฌ์ด ํ์ฑ์ฌ์ด๋ค. ํนํ ์ธ๊ฐ ํผ๋ถ์ ํ์ฑ
๊ณ์(20 KPa)์ ๋งค์ฐ ๋น์ทํ ๊ฐ์ ๊ฐ๊ณ ์๊ณ , ์ธ๊ฐ์นํ์
์ธ ๋ฌผ์ง๋ก์ ์ธ๊ฐ์ ํผ๋ถ ๋ฐ ๋ชธ์ ๋ถ์ฐฉํ ์ ์๋ค๋ ์ฅ์ ์ด
์๋ค. ๋ํ 500% ์ด์, ํฌ๊ฒ๋ 800%์ ๋ณํ์๋ ํ๊ดด๊ฐ
๋ฐ์ํ์ง ์๋ ultra-stretchable ๊ธฐํ ์์ฌ๋ก์ ํ์ฌ ๋ค์ํ
์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ ์ค์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ Ecoflex ๋ฑ์ ํฌ๋ช ํ ๊ธฐํ
์ด ์๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ด์ ๋ํ ๋ณด์์ด ํ์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ถ๊ทน
์ ์ผ๋ก๋ ํฌ๋ช ์ฑ๊ณผ ์์ ๋ ๊ธฐ๊ณ์ ์ธ ๊ฐ์ฑ์ ๊ฐ๋ ์์ฌ์
๊ฐ๋ฐ์ด ํฅํ ํ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ํํธ ํด๋ฆฌ์ฐ๋ ํ ๋ฐ
ํด๋ฆฌ์ํฌ๋ฆด๋ ์ดํธ(polyacrylate) ์์ฌ๋ ๊ธฐํ์ผ๋ก ๋ง์ด ์ฌ
์ฉ๋๋ค. ํนํ ์ด๊ฐ์์ฑ ํด๋ฆฌ์ฐ๋ ํ(thermoplastic polyur-
ethane, TPU)์ ํฌ๋ช ํ๊ณ , ๋ด๋ง๋ชจ์ฑ์ด ์ฐ์ํ์ฌ ์ง๋ฌผ ๊ธฐ๋ฐ
์ ์จ์ด๋ฌ๋ธ ์์์ ์ ์ฉํ๊ธฐ์ ์ ๋ฆฌํ๋ค. ๋ํ ๋์ ํ๋ฉด
์๋์ง๋ฅผ ๊ฐ๊ณ ์์ด ๊ธฐํ๊ณผ ์ ๋์ฑ ์์ฌ ํน์ ์ผ์ ์์ฌ์
์ ์ ์ฐฉ๋ ฅ๋ ์ฐ์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๋ฉด์๋์ง๋ฅผ ๋์ด๊ธฐ ์ํ
์ถ๊ฐ์ ์ธ ํ๋ฉด ์ฒ๋ฆฌ๊ฐ ์์ด๋ ์ฝ๊ฒ ์ ์ฉํ ์ ์๋ ์ฅ์ ์ด
์๋ค.59)
์ต๊ทผ์๋ e-skin ๋ฐ ์ธ์ฒด ๋ฐ ์ ์ฒด์ ์ ์ฉํ๊ธฐ ์ํ ์์ฌ
ํนํ ์ธ์ฒด์ ํผ๋ถ๋ฅผ ๋ชจ๋ฐฉํ ์ ์๋ ์์ฌ์ ๊ฐ๋ฐ๋ ํ๋ฐํ
์งํ๋๊ณ ์๋ค. ์ธ์ฒด ํผ๋ถ๋ ํน์ดํ ํน์ฑ์ ์ง๋๊ณ ์๋๋ฐ,
๋ฎ์ ๋ณํ๋ฅ ์์๋ ๋งค์ฐ ๋์ ์ ์ถ์ฑ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋, ๋ณํ๋ฅ
์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด (ํต์์ ์ผ๋ก 30% ์ด์์ ๋ณํ๋ฅ ) ํผ๋ถ์ ํ์ฑ
ํ๊ณ๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ์ฌ ํ๊ดด๋ฅผ ๋ฐฉ์งํ๋ ํน์ฑ์ด ์์ผ๋ฉฐ,
์ด๋ฅผ self-limiting ํน์ฑ์ด๋ผ๊ณ ํ๋ค.60) ๋ฐ๋ผ์ ์ธ์ฒด ํผ๋ถ์
๊ฐ์ ์์ฌ๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๊ฐ๊ฑด์ฑ ๋ฟ๋ง์ด ์๋๋ผ
self-limiting ํน์ฑ์ด ์์ด์ผ ํ๋ค. ์ต๊ทผ Hanif ๋ฑ61)์ PDMS
๊ธฐํ์ ์์ ๋ฌผ์ง์ด๋ฉฐ, ํ์ฑ๊ณ์๊ฐ ๋์ poly((vinylidene
fluoride)-co-trifluoroethylene) (P-(VDF-TrFE)) ๋๋ ธ ํ์ด๋ฒ
(nanofiber)๋ฅผ filler๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ํฉ์ฑํจ์ผ๋ก์จ ์ธ๊ฐ์ ํผ๋ถ
์ ์ ์ฌํ ๊ธฐํ์ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค. ํฉ์ฑ๋ ๊ธฐํ์ ํฌ๋ช ํ๋ฉฐ, ๊ฐ
๋ ์กฐ์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ๊ณ , ๋ํ ์์ ๋ฌผ์ง์ธ P(VDFTrFE)๋ก ์ธ
ํ์ฌ ํผ๋ถ์ฒ๋ผ ์๋ ฅ๊ณผ ์จ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ ์ ์์๋ค.
๋น๋ก ์ ์ถ์ฑ ๊ธฐํ ๋ฐ ์์ฌ์ ๋ํ ๋ง์ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๋ฐํ ์ง
ํ๋๊ณ ์์ง๋ง ์์ง ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๊ฐ๋ฐ์ด ๋ ํ์ํ๋ค. ์ฐ์ ์
ํ์ฑ ํน์ฑ์ ๊ฐ๋ ํ์ฑ์ฒด์ ํน์ฑ์ด ๊ฐ๋ ํ์คํ ๋ฆฌ์์ค ๋ฐ
๋น์ ํ์ฑ์ด ๊ฐ์ ์ด ๋์ด์ผ ํ๋ค. ์ ์์์์ ์ ์ฉํ๊ธฐ ์
ํ์ฌ ๊ธฐํ์ ์๊ตฌ๋๋ ์๋ถ ๋ฐ ์ฐ์ ์ฐจ๋จ ํน์ฑ์ด ๊ฐ์ ๋์ด
์ผ ํ๋ฉฐ, ํนํ ๊ณ ์จ์ ๋งค์ฐ ์ทจ์ฝํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์ ์ ์กฐ ๊ณต
์ ์ ๊ฒฌ๋๊ธฐ ํ๋ค๋ค๋ ๋ฌธ์ ๋ ์๋ค. ๋ํ ์ ์ถ์ด ๋์์ ๋
์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์์์ ํ๊ดด๊ฐ ์ฃผ๋ก ์ ์ถ ๋ฐฉํฅ์ ์์ง์ธ ํก ๋ฐฉ
ํฅ์ผ๋ก ์งํ๋๋ ํฌ๋์ ์ํ์ฌ ๋ฐ์ํจ์ผ๋ก ๊ธฐํ์ ํฌ์
์ก๋น(Poissonโs ratio)๊ฐ ์ ์ด์ผ ํ๋ค. ๋ํ ์์ฉ ๋ถ์ผ์ ๋ฐ
๋ผ์ ํฌ๋ช ์ฑ๊ณผ ์ธ์ฒด์ ํฉ์ฑ์ด ๋ ํฅ์๋์ด์ผ ํ๋ค. ํนํ ์ธ
๊ฐ ํผ๋ถ์ ๊ฐ์ ์์ฌ๋ฅผ ์ํด์๋ ๋ ๋ฎ์ ํ์ฑ๊ณ์๋ฅผ ๊ฐ๋
์์ฌ๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋์ด์ผ ํ๋ค.
5. ๊ฒฐ ๋ก
ํ์ฌ ๋ค์ํ ์จ์ด๋ฌ๋ธ ๊ธฐ๊ธฐ๊ฐ ์ ์ ๋ณด์ด๊ณ ์๋ค. ํฅํ ์จ
์ด๋ฌ๋ธ ๊ธฐ๊ธฐ๋ ์ ์ฒด ๋ฐ ์๋ณต์ ์์ ๋กญ๊ฒ ๋ถ์ฐฉํ ์ ์๋ ๋ถ
์ฐฉํ, ์ธ์ฒด ์ฝ์ ํ ๋ฑ ๋ค์ํ ํํ๋ก ์งํ๋ ์ ๋ง์ด๋ฉฐ ์ด๋ฌ
ํ ์จ์ด๋ฌ๋ธ ๊ธฐ๊ธฐ์ ํต์ฌ ๊ธฐ์ ์ค์ ํ๋๊ฐ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ด
๋ค. ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ์ผ์, ๋ฅ๋ ๋ฐ ์๋ ์์ ๋ฑ ๋ถํ์ ์ฐ๊ฒฐ
ํ๋ฉด์ ์ ์ถ ์์ ๋ณํ์ ํก์ํ ์ ์๋ ์ค์ํ ์์์ด๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ๋์ ์ ์ถ์ฑ, ๋์ ์ ๊ธฐ์ ๋๋ ๋ฐ ๋ด
๊ตฌ์ฑ์ ์๊ตฌํ๋ค. ํ์ฌ ๋ค์ํ ํํ ๋ฐ ์์ฌ๋ฅผ ํ์ฉํ ์ ์ถ
์ฑ ์ ๊ทน์ ๊ฐ๋ฐ์ด ๋ง์ด ์งํ๋๊ณ ์์ง๋ง, ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ๊ฐ
๋ฐ์ ์์ง ์ด๊ธฐ ๋จ๊ณ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์์ง ๋ด๊ตฌ์ฑ, ์ ์ถ์ฑ ๋ฐ ์
32 ๋ฐ์ง์ยท์ด์์ฌยท๋จํ์งยท์ข์ฑํ
๋ง์ดํฌ๋ก์ ์ ๋ฐ ํจํค์งํํ์ง ์ 25๊ถ ์ 4ํธ (2018)
๊ธฐ์ ๋๋ ๋ฉด์์ ๋ถ์กฑํ ๊ฒ์ด ์ฌ์ค์ด๋ค. ํนํ ์ ์ถ ์์ ๋ฐ
์ํ๋ ์ ๊ธฐ ์ ํญ์ ์ฆ๊ฐ๋ฅผ ํผํ ์ ์๋๋ฐ ์์คํ ์ธก๋ฉด์
์ ์ด๋ ์ ๋๊น์ง ํ์ฉ๋ ์ง ์ ์ฉ์ฑ ๋ฐ ์์ฉ์ฑ ๊ฒํ ๊ฐ ํ๋ฃจ
๋นจ๋ฆฌ ์ด๋ฃจ์ด์ ธ์ผ ํ๋ค๊ณ ์ฌ๊ฒจ์ง๋ค. ๋ํ ์ฌ์ฉํ๋ ์ ๋์ฑ
๋ฌผ์ง์ด ์จ๋, ์ต๋, ๊ณต๊ธฐ ๋ฑ์ ํ๊ฒฝ์ ์ํฅ์ ๋ฐ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ํ
๊ฒฝ์ ๋ณํ์ ์ํ ์ ํญ๋ณํ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํ๋ค. ๋ํ ๊ฒฝ์ ์ฑ
์ธก๋ฉด ๋ฐ ๊ณต์ ์ฑ๋ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํ๋ค. ์ฆ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ์จ์ด๋ฌ
๋ธ ์์ ๋ฐ ์คํธ๋ ์ฒ๋ธ ์ ์ ์์์ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋ ๊ฒ
์์ผ๋ก ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ธ ์ธก๋ฉด์ ๊ณ ๋ คํ์ง ์์ ์ ์๋ค. ๋ํ ๊ณต์
์ด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฐ๋จํ๊ณ ์ ๋ขฐ์ฑ์ด ์์ด์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ํ์ฌ์
์ฐ๊ตฌ ๊ฐ๋ฐ ์๋๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ๋ฉด ๋จธ์ง์์ ์์ฉํ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ ์
์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ด ๊ฐ๋ฐ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ ์ถ์ฑ ์ ์ ์์
๋ฅผ ์ ์ํ ๊ฒฝ์ฐ ๋ถํ์ ์ฐ๊ฒฐ ๋ฐ ํจํค์ง ๊ธฐ์ ์ด ๋งค์ฐ ์ค์ํ
๊ฒ์ด๋ค. ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ฌ๋ฃ์ ์กฐํฉ์ ํน์ฑ์ ๋ ๋ง์ ๊ธฐ๊ณ์ ์ธ
๋ฌผ์ฑ์ ๋ถ์ผ์น์ฑ์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ๋ฐ๋ฆฌํ์์ด๋ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ
์ ์์ผ๋ฉฐ, ์์์ ์ฑ๋ฅ์ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ ์ถ์ฑ ์ ์์์์ ์์ฉํ๋ฅผ ์ํด์๋ ๋ถํ์ ์ฐ
๊ฒฐ ๋ฐ ํตํฉ ๊ธฐ์ ๊ณผ ํจํค์ง ๊ธฐ์ ์ ๊ฐ๋ฐ์ด ์ฐ์ ์ ์ผ๋ก ์ํ
๋์ด์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ๊ธ
์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ธ๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต ๊ต๋ด ํ์ ์ฐ๊ตฌ๋น ์ง์์ผ
๋ก ์ํ๋์์ต๋๋ค.
References
1. T.-S. Han, D.-K Kim, O.-Y. Kwon, and S.-H. Choa, โStudy
of Standardization and Test Certification for Wearable Smart
Devicesโ, J. Microelectron. Packag. Soc., 23(4), 11 (2016).
2. H. A. Oh, D. Park, K. S. Han, and T. S. Oh, โElastic Modulus
of Locally Stiffness-variant Polydimethylsiloxane Substrates
for Stretchable Electronic Packaging Applicationsโ, J. Micro-
electron. Packag. Soc., 22(4), 91 (2015).
3. S. Lee, J.-Y. Kwon, D. Yoon, H. Cho, J. You, Y. T. Kang, D.
Choi, and W. Hwang, โBendability optimization of flexible
optical nanoelectronics via neutral axis engineeringโ,
Nanoscale Res. Lett., 7, 256 (2012).
4. J. A. Rogers, โMaterials for semiconductor devices that can
bend, fold, twist, and stretchโ, MRS Bull., 39(6), 549 (2014).
5. S. J. Benight, C. Wang, J. B. H. Tok, and Z. Bao, โStretchable
and self-healing polymers and devices for electronic skinโ,
Prog. Polym. Sci., 38(12), 1961 (2013).
6. W. Dang, V. Vinciguerra, L. Lorenzelli, and R. Dahiya, โPrint-
able stretchable interconnectsโ, Flex. Print. Electron., 2(1),
013003 (2013).
7. T. Q. Trung and N.-E Lee, โMaterials and devices for trans-
parent stretchable electronicsโ, J. Mater. Chem. C., 5, 2202
(2017).
8. N. Lu and D.-H Kim, โFlexible and Stretchable Electronics
Paving the Way for Soft Roboticsโ, SOFT ROBOT, 1(1), 53
(2013).
9. Y. Liu, H. Wang, W. Zhao, M. Zhang, H. Qin, and Y. Xie,
โFlexible, Stretchable Sensors for Wearable Health Monitor-
ing: Sensing Mechanisms, Materials, Fabrication Strategies
and Featuresโ, Sensors, 18(2), 645 (2018)
10. J. Nam, B. Seo, Y. Lee, D.-H. Kim, and S. Jo, โCross-buckled
structures for stretchable and compressible thin film silicon
solar cellsโ, Sci. Rep., 7, 7575 (2017).
11. Y. Sun, V. Kumar, I. Adesida, and J. A. Rogers, โBuckled
andWavy Ribbons of GaAs for High-Performance Electronics
on Elastomeric Substratesโ, Adv. Mater., 18(21), 2857 (2006).
12. P. Gutruf, S. Walia, M. N. Ali, S. Sriram, and M. Bhaskaran,
โStrain response of stretchable micro-electrodes: Controlling
sensitivity with serpentine designs and encapsulationโ, Appl.
Phys. Lett., 104, 021908 (2014).
13. C. F. Guo, T. Sun, Q. Liu, Z. Suo, and Z. Ren, โHighly
stretchable and transparent nanomesh electrodes made by
grain boundary lithographyโ, Nat. Commun., 5, 3121 (2014).
14. H. Y. Jang, S.-K. Lee, S. H. Cho, J.-H. Ahn, and S. Park,
โFabrication of Metallic Nanomesh: Pt Nano-Mesh as a Proof
of Concept for Stretchable and Transparent Electrodesโ,
Chem. Mater., 25(17), 3535 (2013).
15. A. C. C. Sepulveda, M. S. D. Cordero, A. A. A. Carreรฑo, J.
M. Nassar, and M. M. Hussain, โStretchable and foldable sil-
icon-based electronicsโ, Appl. Phys. Lett., 110(13), 134103
(2017).
16. H.-B. Lee, C.-W. Bae, L. T. Duy, I.-Y. Sohn, D.-I. Kim, Y.-
J. Song, Y.-J. Kim, and N.-E. Lee, โMogul-Patterned Elasto-
meric Substrate for Stretchable Electronicsโ, Adv. Mater.,
28(16), 3069 (2016).
17. G. S. Jeong, D. H. Baek, H. C. Jung, J. H. Song, J. H. Moon,
S. W. Hong, I. Y. Kim, and S. H. Lee, โSolderable and elec-
troplatable flexible electronic circuit on a porous stretchable
elastomerโ, Nat. Commun., 3, 977 (2012).
18. Y. Yu, J. Zeng, C. Chen, Z. Xie, R. Guo, Z. Liu, X. Zhou,
Y. Yang, and Z. Zheng, โThree-Dimensional Compressible
and Stretchable Conductive Compositesโ, Adv. Mater., 26(5),
810 (2014).
19. X. Wang, H. Hu, Y. Shen, X. Zhou, and Z. Zheng, โStretch-
able Conductors with Ultrahigh Tensile Strain and Stable
Metallic Conductance Enabled by Prestrained Polyelectrolyte
Nanoplatformsโ, Adv. Mater., 23(27), 3090 (2011).
20. S. Kumar, J. Y. Murthy, and M. A. Alam, โPercolating con-
duction in finite nanotube networksโ, Phys. Rev. Lett., 95(6),
066802 (2005).
21. W. S. Bao, S. A. Meguid, Z. H. Zhu, and G. J. Weng, โTun-
neling resistance and its effect on the electrical conductivity
of carbon nanotube nanocompositesโ, J. Appl. Phys., 111(9),
93726 (2012).
22. X. D. Wu, Y. Y. Han, X. X. Zhang, Z. H. Zhou, and C. H.
Lu, โLarge-Area Compliant, Low-Cost, and Versatile Pressure
Sensing Platform Based on Microcrack-Designed Carbon
Black@Polyurethane Sponge for Human-Machine Interfac-
ingโ, Adv. Funct. Mater., 26(34), 6246 (2016).
23. Y. Zhang, C. J. Sheehan, J. Zhai, G. Zou, H. Luo, J. Xiong,
Y. Zhu, and Q. Jia, โPolymer-Embedded Carbon Nanotube
Ribbons for Stretchable Conductorsโ, Adv. Mater., 22(28),
3027 (2010).
24. C. Y. Yan, J. X. Wang, W. B. Kang, M. Q. Cui, X. Wang,
C. Y. Foo, K. J. Chee, and P. S. Lee, โHighly Stretchable
Piezoresistive Graphene-Nanocellulose Nanopaper for Strain
Sensorsโ, Adv. Mater., 26(13), 2017 (2014).
์ ์ถ์ฑ ์ ์์์๋ฅผ ์ํ ์ ์ถ์ฑ ์ ๊ทน ๋ฐ ์คํธ๋ ์ธ ์ผ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ํฅ 33
J. Microelectron. Packag. Soc. Vol. 25, No. 4 (2018)
25. W. L. Hu, R. R. Wang, Y. F. Lu, and Q. B. Pei, โAn Elasto-
meric Transparent Composite Electrode Based on Copper
Nanowires and Polyurethaneโ, J. Mater. Chem. C., 2(7), 1298
(2014).
26. S. Lee, S. Shin, S. Lee, J. Seo, J. Lee, S. Son, H. J. Cho, H.
Algadi, S. Al-Sayari, D. E. Kim, and T. Lee, โAg Nanowire
Reinforced Highly Stretchable Conductive Fibers for Wear-
able Electronicsโ, Adv. Funct. Mater., 25(21), 3114 (2015).
27. N. Matsuhisa, M. Kaltenbrunner, T. Yokota, H. Jinno, K.
Kuribara, T. Sekitani, and T. Someya, โPrintable elastic con-
ductors with a high conductivity for electronic textile appli-
cationsโ, Nat. Commun., 6, 7461 (2015).
28. Y. Wen, and J. Xu, โScientific Importance of Water-Process-
able PEDOT-PSS and Preparation, Challenge and New Appli-
cation in Sensors of Its Film Electrode: A Reviewโ, J. Polym.
Sci. Part Polym. Chem., 55(7), 1121 (2017).
29. S. Kim, J. Lee, and B. Choi, โStretching and twisting sensing
with liquid-metal strain gauges printed on silicone elasto-
mersโ, IEEE Sens. J., 15(11), 6077 (2015).
30. L. Li, S. Jiang, P. B. Shull, and G. Gu, โSkinGest: artificial
skin for gesture recognition via filmy stretchable strain sen-
sorsโ, Adv. Robot., 32(21), 1112, (2018).
31. J. J. Park, W. J. Hyun, S. C. Mun, Y. T. Park, and O. O. Park,
โHighly stretchable and wearable graphene strain sensors with
controllable sensitivity for human motion monitoringโ, ACS
Appl. Mater. Interfaces., 7(11), 6317 (2015).
32. S. Wu, S. Peng, Z. J. Han, H. Zhu, and C. H. Wang, โUltra-
sensitive and Stretchable Strain Sensors Based on Mazelike
Vertical Graphene Networkโ, ACS Appl. Mater. Interfaces.,
10(42), 36312 (2018).
33. J. Kim, S. W. Lee, M. H. Kim, and O. O. Park, โZigzag-
Shaped Silver Nanoplates: Synthesis via Ostwald Ripening
and Their Application in Highly Sensitive Strain Sensorsโ,
ACS Appl. Mater. Interfaces., 10(45), 39134 (2018).
34. X. Wang, J. Li, H. Song, H. Huang, and J. Gou, โHighly
Stretchable and Wearable Strain Sensor Based on Printable
Carbon Nanotube Layers/Polydimethylsiloxane Composites
with Adjustable Sensitivityโ, ACS Appl. Mater. Interfaces.,
10(8), 7371 (2018).
35. J. J. Park, W. J. Hyun, S. C. Mun, Y. T. Park, and O. O. Park,
โHighly Stretchable and Wearable Graphene Strain Sensors
with Controllable Sensitivity for Human Motion Monitoringโ,
ACS Appl. Mater. Interfaces., 7(11), 6317 (2015).
36. Y. Heo, Y. Hwang, H. S. Jung, S. H. Choa, and H. C. Ko,
โSecondary Sensitivity Control of Silver-Nanowire-Based
Resistive-Type Strain Sensors by Geometric Modulation of
the Elastomer Substrateโ, Small, 13(23), 1700070 (2017).
37. D. Cho, J. Park, J. Kim, T. Kim, J. Kim, I. Park, and S. W.
Jeon, โThree-Dimensional Continuous Conductive Nano-
structure for Highly Sensitive and Stretchable Strain Sensorโ,
ACS Appl. Mater. Interfaces., 9(20), 17369 (2017).
38. M. S. Kim, D. Kwon, S. Kim, K. Kim, and I. Park, โSurface
Micro-Structured Stretchable Strain Sensor toward Biaxial
Sensitivity and Performance Enhancementโ, Proc. 30th Inter-
national Conference on Micro Electro Mechanical Systems
(MEMS), Las Vegas, 1044, IEEE (2017).
39. Y. Hu, T. Zhao, P. Zhu, Y. Zhang, X. Liang, R. Sun, and C.
Wong, โA low-cost, printable, and stretchable strain sensor
based on highly conductive elastic composites with tunable
sensitivity for human motion monitoringโ, Nano Res., 11(4),
1938 (2018).
40. S. K. Hong, S. Yang, S. J. Cho, H. Jeon, and G. Lim, โDevel-
opment of a Waterproof Crack-Based Stretchable Strain Sen-
sor Based on PDMS Shieldingโ, Macromol. Mater. Eng.,
18(4), 1700389 (2018).
41. M. Xu, J. Qi, F. Li, and Y. Zhang, โHighly Stretchable Strain
Sensors with Reduced Graphene Oxide Sensing Liquids for
Wearable Electronicsโ, Nanoscale, 10, 5264 (2018).
42. S. A. Khan, M. Gao, Y. Zhu, Z. Yan, and Y. Lin, โMWCNTs
based flexible and stretchable strain sensorsโ, J. Semicond.,
38(5), 053003 (2017).
43. H. Park, D. S. Kim, S. Y. Hong, C. Kim, J. Y. Yun, S. Y. Oh,
S. W. Jin, Y. R. Jeong, G. T. Kim, and J. S. Ha, โA skin-inte-
grated transparent and stretchable strain sensor with interac-
tive color-changing electrochromic displaysโ, Nanoscale,
9(22), 7631 (2017).
44. X. Guo, Y. Huang, Y. Zhao, L. Mao, L. Gao, W. Pan, Y.
Zhang, and P. Liu, โHighly stretchable strain sensor based on
SWCNTs/CB synergistic conductive network for wearable
human-activity monitoring and recognitionโ, Smart Mater.
Struct. 26(9), 095017 (2017).
45. Y. Huang, Y. Zhao, Y. Wang, X. Guo, Y. Zhang, P. Liu, C.
Liu, and Y. Zhang, โHighly stretchable strain sensor based on
polyurethane substrate using hydrogen bond-assisted lami-
nated structure for monitoring of tiny human motionsโ, Smart
Mater. Struct., 27(3), 035013 (2018).
46. W. Tang, T. Yan, J. Ping, J. Wu, and Y. Ying, โRapid Fabri-
cation of Flexible and Stretchable Strain Sensor by Chitosan-
Based Water Ink for Plants Growth Monitoringโ, Adv. Mater.
Technol., 2(7), 17000219 (2017).
47. H. Jeon, S. K. Hong, M. S. Kim, S. J. Cho, and G. Lim,
โOmni-Purpose Stretchable Strain Sensor Based on a Highly
Dense Nanocracking Structure for Whole-Body Motion Mon-
itoringโ, ACS Appl. Mater. Interfaces,, 9(48), 41712 (2017).
48. Q. Zhang, L. Liu, D. Zhao, Q. Duan, J. Ji, A. Jian, W. Zhang,
and S. Sang, โHighly Sensitive and Stretchable Strain Sensor
Based on Ag@CNTsโ, Nanomaterials, 7(12), 424 (2017).
49. I. Kim, K. Woo, Z. Zhong, P. Ko, Y. Jang, M. Jung, J. Jo, S.
Kwon, S. H. Lee, S. Lee, H. Youn, and J. Moon, โA photonic
sintering derived Ag flake/nanoparticle-based highly sensitive
stretchable strain sensor for human motion monitoringโ,
Nanoscale, 10(17), 7890 (2018).
50. Q. Guo, Y. Luo, J. Liu, X. Zhang, and C. Lu, โA well-orga-
nized graphene nanostructure for versatile strain-sensing
application constructed by a covalently bonded graphene/rub-
ber interfaceโ, J. Mater. Chem. C., 6(8), 2139 (2018).
51. X. Shi, S. Liu, Y. Sun, J. Liang, and Y. Chen, โLowering
Internal Friction of 0D-1D-2D Ternary Nanocomposite-Based
Strain Sensor by Fullerene to Boost the Sensing Perfor-
manceโ, Adv. Funct. Mater., 28(22), 1800850 (2018).
52. M. Amjadi, A. Pichitpajongkit, S. Lee, S. Ryu, and I. Park,
โHighly stretchable and sensitive strain sensor based on silver
nanowire-elastomer nanocompositeโ, ACS Nano, 8(5), 5154
(2014).
53. Y. He, S. Liao, H. Jia, Y. Cao, Z. Wang, and Y. Wang, โA
Self-Healing Electronic Sensor Based on Thermal-Sensitive
Fluidsโ, Adv. Mater. 27(31), 4622 (2015).
54. A. Chortos, J. Liu, and Z. Bao, โPursuing prosthetic electronic
skinโ, Nat. Mater., 15, 937 (2016).
55. D. Qi, Z. Liu, W. R. Leow, and X. Chen, โElastic substrates
34 ๋ฐ์ง์ยท์ด์์ฌยท๋จํ์งยท์ข์ฑํ
๋ง์ดํฌ๋ก์ ์ ๋ฐ ํจํค์งํํ์ง ์ 25๊ถ ์ 4ํธ (2018)
for stretchable devicesโ, MRS Bull., 42(2), 103 (2017).
56. T. K. Kim, J. K. Kim, and O. C. Jeong, โMeasurement of non-
linear mechanical properties of PDMS elastomerโ, Microelec-
tron. Eng., 88(8), 1982 (2011).
57. M. Irimia-Vladu, P. A. Troshin, M. Reisinger, G. Schwabeg-
ger, M. Ullah, R. Schwoediauer, A. Mumyatov, M. Bodea, J.
W. Fergus, V. F. Razumov, H. Sitter, S. Bauer, and N. S.
Sariciftci, โEnvironmentally sustainable organic field effect
transistorsโ, Org. Electron., 11(12), 1974 (2010).
58. M. Shin, J. H. Song, G. H. Lim, B. Lim, J. J. Park, and U.
Jeong, โHighly stretchable polymer transistors consisting
entirely of stretchable device componentsโ, Adv. Mater.,
26(22), 3706 (2014).
59. F. Long, X. D. Zhang, T. Bjรถrninen, and J. Virkki, โImple-
mentation and wireless readout of passive UHF RFID strain
sensor tags based on electro-textile antennasโ, Proc. 9th Euro-
pean Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), Lis-
bon, 2164, IEEE (2015).
60. A. Kalra, A. Lowe, A. M. Al-Jumaily, โMechanical Behaviour
of Skin: A Reviewโ, J. Mater. Sci. Eng., 5, 2169 (2016).
61. A. Hanif, T. Q. Trung, S. Siddiqui, P. T. Toi, and N. E. Lee,
โStretchable, Transparent, Tough, Ultrathin, and Self-limiting
Skinlike Substrate for Stretchable Electronicsโ, ACS Appl.
Mater. Interfaces., 10(32), 27297 (2018).
โข์ข์ฑํ(ๅทฆ่่ฐ)
โข์์ธ๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต NID์ตํฉ๋ํ์โข MEMS, Flexible electronic device,
Semiconductor packaging & reliability
โข E-mail: [email protected]
โข๋ฐ์ง์(ๆด้ญๆฐธ)
โข์์ธ๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต NID์ตํฉ๋ํ์โข MEMS, packaging, flexible device
mechanical and thermal simulation
โข E-mail: [email protected]
โข์ด์์ฌ(ๆๅ ่ผ)
โข์์ธ๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต NID์ตํฉ๋ํ์โข MEMS, packaging, flexible device
mechanical and thermal simulation
โข E-mail: [email protected]
โข๋จํ์ง(ๅ่ณข็)
โข์์ธ๊ณผํ๊ธฐ์ ๋ํ๊ต ์ค๋งํธ์์ฐ์ตํฉ๊ณตํโข Condutive paste, screen printing,
printing electrode, polymer
โข E-mail: [email protected]