전시 개요

인터넵콘은 1972년부터 개최된 역사와 공신도가 높은 전자전문 전시회로서 일본전자산업의 최고 전성기와 함께 폭발적인 성장과 관심 속에 일본을 대표하는 전자전문 전시회로 매년 성장하고 있음. 또한 전자실장 및 제조업체 중심으로 전자제조 및 실장에 관한 장치, 부품과 재료에 관한 기술 및 신제품 소개를 하는 아시아 최대의 전자제조 기술전시회임. 최근에는 수소, 전기자동차와 같은 차세대 오토모빌산업과 LED(light emitting diode)조명 기술, 웨어러블 디바이스 등 보다 다양하고 폭넓은 첨단산업 전문전시회의 동시개최로 그 영향력을 확대하고 있으며, 올해는 전년도 참가업체 11,000개에서 730업체가 증가된 1,830개업체가 참여하였으며, 참관객수도 전년도 62,000여명보다 45,000명이 증가된 107,000여명이 참관하였음.

• 행사명 : 2016 동경 인터넵콘(전기전자제조 및 부품) 박람회
• 기간 및 장소 : 2016. 1. 13∼15. 동경 오다이바 Tokyo Big Sight
• 전시규모 : 1,830부스, 107,000여명 참관
• 전시품목 : Mounter, 크림솔더 프린터, 캐리어 테이프, 펀칭, 압축기계, 씰링(Sealing)기기, 세척기기, 전자부품, 다양한 도구 및 소프트웨어, 마스크, 테이핑 기기, 캐리어 테이프 성형 장비, PCB(Printed Circuit Board)분리기, 케이블 타이, 검사 및 테스트 측정 장비 등

관련 전시회 소개

• ELECTROTEST 2016 (동경 전자계측기 박람회)
  X레이 검사장비, 환경시험, 신뢰성장비, 가공 검사장비 및 분석 장비의 신제품 및 기술 등을 소개
• PWB(Printed Wiring Boards) EXPO 2016 (동경 회로기판 박람회)
  PCB(Printed Circuit Board), 프린트 배선판, PCB재료, 설계, 개발서비스 및 모든 디자인 도구의 신제품 및 기술 등을 소개
• WEARABLE EXPO 2016 (동경 웨어러블 박람회)
  올해 처음 개최하는 전시회로 착용할 수 있는 모든 장치 및 부품, 스마트 안경, 시계, 핸드폰, 장난감, 의료장치 등을 전시하였으며, 2015년 일본 전자 전시회중 가장 높은 반응을 보였음. 센서, 디스플레이,  반도체, 기능성소재, 무선분산기술, 데이터분석 및 관리기술 등을 선 보였음
• ELECTRONIC COMPONENTS & MATERIALS EXPO 2016 (전자부품 및 재료 박람회)
  가전기기 및 산업용기기를 위한 전자부품, 장치, 재료 등의 신제품 및 기술 등을 소개

기술개발 동향

전도성 섬유의 개발동향

기술적 혁명을 위한 인간의 노력은 의복형 전자소자(Wearable electronics) 및 전자섬유 (e-textile) 등 새로운 산업군의 시장을 형성시켰으며 다양한 형태의 스마트 섬유소자 제품이 소개되기 시작하고 있음
구체적으로는 최근 섬유와 IT(Information Technology) 기술의 융합 가속화로 전기신호 전달이 가능한 전도성 섬유소재들이 개발되고 이러한 섬유를 기반으로 한 트렌지스터와 같은 전자회로, 발열기판, 에너지변환용 전극 등 다양한 스마트 섬유산업의 핵심소재로 활용하기 위한 움직임이 증가하고 있는 추세임. 다양한 스마트 섬유소자의 핵심소재로 전기신호를 원활하게 전달할 수 있는 전도성 소재의 섬유화 기술과 그 기술로 만들어진 전도성 섬유소재는 섬유와 IT 융합 기술의 근간이 되는 핵심 분야임
현재 가시화된 전도성 섬유소재를 제조하는 대표적인 기술로는 금속을 섬유화하여 전도성 섬유를 제조하는 기술, 섬유표면을 금속으로 코팅하여 전도성 섬유를 제조하는 기술, 폴리머 소재에 전기적 특성을 부여하고 이를 섬유화하는 기술 등으로 구분되어 있음
이번 2016년 인터넵콘에서 가장 눈에 띄는 뚜렷한 현상은 전도성 소재를 이용한 다양한 신축성원사의 개발과 이를 이용한 편조직 제품의 개발이라 하겠음. 이는 다양한 웨어러블 소재를 개발하기 위한 기본적인 특성이기 때문이라 사료됨.

PCB(Printed Circuit Board)기술 분야

제조 Process

PCB는 전자산업에서 부품과 회로를 연결해주는 인쇄회로기판을 말하며, 여러 종류의 많은 부품을 페놀 수지 또는 에폭시 수지로 된 평판위에 밀집 탑재하고, 각 부품간을 연결하는 회로를 수지평판의 표면에 밀집 단축하여 고정시킨 회로기판임. PCB는 페놀 수지 절연판 또는 에폭시 수지 절연판 등의 한쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 다음 회로의 배선 패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜 제거)하여 필요한 회로를 구성하고 부품들을 부착 탑재시키기 위한 천공을 실시함. 배선 회로면의 수에 따라 단면기판·양면기판·다층기판 등으로 분류되며 층수가 많을수록 부품의 실장력이 우수 KTDI Info-Tex - 3 -하여 고정밀 제품에 적용되고, 단면 PCB는 주로 페놀 원판을 기판으로 사용하며 라디오·전화기·간단한 계측기 등 회로 구성이 비교적 복잡하지 않은 제품에 적용됨. 웨어러블 디바이스와 같이 플렉서블한 기기에는 유연성으로 대응할 수 있도록 만든 유연성 기판(Flexible PCB)을 사용함. 일반적인 PCB 제조공정은 아래와 같은 공정순서로 진행되며, 전자산업에서 중요성이 인식되는 것은 고객의 요청을 반영한 모든 요소인 디자인, 소재, 부품, 기능 등 경박단소(輕薄短小)를 결정하는 고부가 핵심 집약산업이기 때문임. PCB의 종류는 크게 부품실장용 mother board와 반도체 실장용 IC-substrate로 구분됨.

초경량 소형제품의 경우 기존 기술의 고사양화

PCB회로를 제작하는 방법에는 크게 2가지 방법으로 구분됨. 동박 적층판 위에 회로가 형성되는 부분을 제외한 나머지 부분을 에칭(etching)하여 회로를 형성하는 subtractive법과 절연판 위에 도금 등의 방법으로 필요한 회로를 직접 형성시키는 additive법이 있음. 부품실장용 PCB의 경우 single or double side PCB에서 multi-la　yer PCB로 기술이 발전되어 왔음.

웨어러블 디바이스용 PCB 기술

인쇄전자(printed electronics) 기술을 활용하여 유연하고 미세한 패턴을 적용할 수 있는 기술 분야를 확립하고 있음. 인쇄전자에서의 직접 패터닝(direct patterning)기술은 고가의 진공 공정 및 사진식각 공정을 사용하던 기존의 제조 방식에서 벗어나 직접 프린팅하여 전기/전자 소자 및 기기를 제작하는 방식으로, 이러한 방법으로 제작되는 전자부품을 printed electronics라 하며 기존 패터닝 기술에 비하여 재료비 절감 효과 또한 매우 큰 기술로서 기존 제조 기술이 가지는 경제적, 기술적 한계를 극복할 수 있는 기술임. 인쇄전자의 직접 패터닝 방법을 사용하면 매우 저렴한 가격으로 전자소자 및 기기의 제조가 가능해 지기 때문에, 기존의 가격 수준에서는 적용이 불가능했던 여러 분야에 다양한 전자소자 및 기기들을 채용함으로써 전체 시스템의 성능을 획기적으로 개선시키거나 새로운 기능을 부여할 뿐만 아니라, disposable electronics 등과 같은 새로운 개념의 시장을 창출할 수 있는 기술 분야로서 앞으로의 발전 가능성과 기술적 잠재력이 매우 큰 분야임. 인쇄전자 기술은 핵심 모듈 간 기술적으로 밀접하게 연관되어 있기 때문에, 개별적 기술 개발의 진행 보다는 모듈 간 긴밀한 협의 하에 상호 보완적으로 개발을 진행하는 것이 필요하며, 국가 기반 산업인 반도체, 디스플레이, 태양광 산업 분야에 큰 파급 효과를 가지는 기술로서, 이 기술이 개발될 경우, 생산 원가 절감 및 수율 향상을 통하여 자국 산업의 국제적 가격 경쟁력 제고에 큰 역할을 할 것으로 기대되고 있음. 특히, 최근 미래 유망 산업으로 각광받고 있는 flexible display, flexible solar cell을 포함하는 flexible electronics 분야의 경우, 유연한 기판 상에 패턴을 구현할 수 있는 기술이 필수적임. 인쇄 전자는 2020년 96조원, 2025년 250조원 규모의 거대 시장을 형성 할 수 있는 산업 분야로서, 인쇄 전자를 구현하기 위한 핵심 제조 기술은직접 패터닝(direct patterning) 기술이므로, 직접 패터닝 기술의 시장 또한 상당한 규모가 될 것으로 예측되고 있음

웨어러블 디바이스용 신축성 소재

나노전자인쇄기술은 나노 전자잉크 입자의 전자기적 성질을 이용해서 만든 것으로 이를 통해 인쇄된 글자의 형태를 수시로 바꿀 수 있는 기능이 있음. 전자잉크를 구성하는 소형캡슐은 투명한 외피 속에 푸른 염료와 조그만 칩이 담겨 있으며 전극으로 불리는 두 겹의 전도체 사이에 위치하여 100만 개의 소형캡슐은 투명한 전극판 사이에서 마이너스 전기를 받으면 흰색으로 변하고 플러스 전기를 받으면 검은색으로 변화해 글씨가 만들어 짐. 글씨가 나타나는 전자종이는 전기 자극에 따라 바탕 이미지가 검은색 또는 흰색으로 변화하게 됨. 플라스틱·금속·종이 등 모든 물체의 표면에 프린팅이 가능하며, 전력 소모가 거의 없고 리모트 컨트롤로 인쇄 내용을 변환할 수도 있음. 신문의 경우 전자잉크로 인쇄된 e-페이퍼 하나만 있으면 매일 아침 다른 내용을 볼 수 있는 기술임.

• 응용분야 : 태양전지에서 가장 중요한 부분으로 인쇄전자 산업의 회로 패터닝 기술을 적용
• 태양전지 전극 형성 방법 : 증착 방식에서 me　tal 전자잉크 적용으로 프린팅 방식
• 발전 시스템 비용 절감 : 박막구현 가능으로 태양전지 수와 설치 면적을 줄일 수 있음
• 현대 및 미래의 휴대용 디바이스의 더 많은 기능과 소형화, 그리고 경량화의 전자부품을 요구하고 있음.

따라서 패키지 소형화 발전은 평판 구조(SiP : system in package) → 실리콘 칩 적층구조(CoC : chip on chip) → 패키지 적층 구조(PoP : package on package) → 칩 접촉을 통한 Si 구조로 진행되었고, 테크놀로지는 2차원에서 고밀도 패키지를 달성하는 3차원 패키징 구조로 나아가고 있음. PCB 및 자체 패치징의 트렌드는 PCB 사이에서 3차원 집적 PCB(임베디드 부품 모듈보드)가 큰 주목을 끌고 있음. 능동부품을 임베디딩하는 방법은 2가지가 있는데, 한가지는 베어 칩 형태로 부품을 임베디드하는 것이고, 다른 하나는 임베디딩에 앞서 패키지에 부품을 프로세스하는 것임.

전기력을 이용한 섬유제품

섬유제품의 미세한 영역을 제어하기 위해서는 기존에 사용하는 기계적 운동으로 제어하는 방식보다는 전기적 힘(정전기 및 자기력 등)을 이용한 섬유제어방식을 채택하여 기술개발해야 할 것으로 사료됨. 현재 기술 개발을 하고 있는 정전기력을 이용한 multi-filament의 분섬 방법도 간편하고미세하게 제어하는 모듈화 장치개선과 더불어 원사를 효율적으로 제조하는 공정기술 개발영역을 동시에 추진해야할 것으로 판단됨

웨어러블 스마트 의류 분야

이차전지기술 개발

전기자동차용 리튬이온 이차전지의 양극/음극 활물질, 전해질 등은 내연기관 자동차와 동등한 항속거리, 환경적응성 가격 등에서 기술이 완성된 것은 아니나 양산체제 확보를 통한 가격경쟁에서 유리한 고지를 점령하여 완성차 제조사와의 공급계약을 선점하겠다는 전략으로 이차전지 제조사는 양산체제 구축을 서두르고 있음. 전기차 분야에서의 경쟁력을 갖는 완성차 제조사와의 긴밀한 협조가 관건인 대용량 리튬 이온 이차전지산업에서 국내 업체들이 선전하고 있음.

휴대형 전자기기용과는 달리 자동차용 리튬이온 이차전지 등 중대형 리튬이온 이차전지 제조공정에 추가적으로 요구되는 것은

• 고용량화를 위한 새로운 양극 활물질
• 고속충전과 회생브레이크 충전에 대응할 수 있는 음극 활물질
• 코팅 두께 증가, 안전성 시험과 싸이클 수명 등을 충족시킬 수 있는 셀 설계
• 합리적인 전극 구조와 외장 구조, 취급량 증대에 따르는 원료의 자동계량과 배합의 연속화
• 혼합, 혼련 등의 분체처리와 도장 슬러리 조제의 고도화와 연속화
• 코팅, 건조 도장의 고속화와 패턴화(patternization)
• 전극판의 2차 가공과 셀 조립 자동화, 전해액 주입, 최초 충전의 자동화와 검사과정의 간소화
• 청정실(clean room)과 건조실(dry room)의 설비 증대와 운전비용 증대

등이 있음.

플렉서블 이차전지

박막 금속을 이용한 이차전지소재의 양극 및 음극재료를 만들어 플렉서블한 이차전지를 제조하여 다양한 형태의 제품을 전개함. 휴대폰용 케이스, 웨어러블 디바이스용 전원장치 등이 출품됨

에너지하베스팅(Energy harvesting) 태양전지

외부의 전원 공급 없이 웨어러블 디바이스를 구동하기 위한 에너지하베스팅 배터리가 출시됨. 그러나 태양전지의 효율이 낮으므로 진정한 웨어러블 전지기술이 완성하기위해서는 보다 높은 수준의 광전효율을 올리는 기술개발이 수반되어야 할 것으로 판단됨. 에너지하베스팅 중 피에조현상(piezoelectricity)을 이용한 압전기술은 신발제품 등에 적용되어 관람객의 눈길을 모음

웨어러블 센서기술

웨어러블 기기의 여러 응용에 대한 사용성을 높이고 공간 연속성을 높이는 핵심요소임. 사용자의 위치 파악, 생체정보, 이동성, 공간연속성 등에서 스마트폰의 대체·보완하고 더 나아가 다양한 빅데이터를 모으는 중요한 역할을 수행

결 론

2016 동경 인터넵콘 전시회를 통하여 일본의 소재와 부품산업의 기반으로 전자 기술력과 가격경쟁력에 기반을 둔 전자산업(제품 및 부품)의 총체적 모습을 보여주는 듯한 인상을 보여주었고, 고급품 및 차별화 제품영역에선 세계적인 경쟁력을 갖춘 것은 자타가 인정하는 부분임. 그러나 일본 특유의 제조 경쟁력에 중점을 둔 나머지 제품 사용자의 아이디어와 혁신적 제품개발에는 미국이나 한국에 미치지 못하고 있음. 따라서 국내 전자산업 및 IT산업의 경쟁력 향상은 조립에 치중을 둔 제조경쟁력보다는 기초 소재 제조 및 시장수요에 따른 software 기술경쟁력에 더욱 매진해야 될 것임. 특히 전자제품이 가전제품과 같은 고정적인 형태에서 움직임이 많은 차량 및 웨어러블 디바이스(의류형태의 전자기기)로 전개할 것으로 판단됨. 이번 전시회 분야 중 가장 많은 방문객이 찾은 분야가 바로 웨어러블 박람회 장소임. 이는 적은 투자로 많은 혜택을 누릴 수 있다는 것을 소비자의 심리를 통하여 읽을 수 있었음. 그리고 고분자 섬유소재에 전기전도성 물질을 부착하는 전기·전자산업의 기술들을 벤치마킹하여 더욱 유연하고 정교한 전자소재 개발에 적극적인 참여와 대응이 필요한 시점이라 사료됨. 특히 국내산업과 일본의 경우를 비교했을 때, 일본은 기업중심, 그리고 소재와 부품중심으로 연구개발이 활발히 진행되고 있어서 산업의 핵심 기술과 생태계가 잘 조성되어있으나, 국내의 경우 학교와 연구소 중심의 연구개발이 중심으로 추진되고 있어서 산업화를 이끌어내기엔 역부족인 경우가 발생되고 있어 아쉬운 측면이 있는 것이 사실임. 따라서 소재와 부품을 제조하는 국내기업의 개발 영역을 더욱 확대시키고, 상용화를 위한 제품개발 내용을 상세하게 기획하여 추진하는 것이 필요하다고 사료됨. 또한 섬유제품의 미세한 영역을 제어하기 위해서는 기존에 사용하는 기계적 운동으로 제어하는 방식보다는 전기적 힘(정전기 및 자기력 등)을 이용한 섬유제어 방식을 채택하여 기술을 개발해야 할 것으로 사료됨