초소형 3D 센서 광원 소자 암텔루스 / 사진. 사이박스

일본 소재의 나노임프린트 장비제조 전문기업 사이박스(SCIVAX)와 반도체 소재 기업 신에츠화학(Shin-Etsu Chemical)이 3D 센서용 광원 소자인 ‘암텔루스(Amtelus)’를 개발해 본격적으로 양산을 시작한다고 밝혔다. 암텔루스는 기존 소자와 비교해 약 1/10의 크기로 절반 이하의 두께를 가져 지금껏 설치가 어려웠던 AR 글래스 및 스마트폰 등의 작은 디바이스에도 적용할 수 있다. 이를 통해 반도체, 자동차, 생명과학 등 다양한 분야에서 3D 센서 응용에 획기적인 방향성을 제시할 것으로 기대된다.

최소형 광원 소자, 암텔루스
일본 소재 나노임프린트 장비제조 전문기업 사이박스와 반도체 소재 기업 신에츠화학이 3D 센서용 광원 소자인 ‘암텔루스(Amtelus)’와 그 양산 기술을 공동 개발했다고 밝혔다. 두 기업이 공동 개발한 신소자 암텔루스의 평가용 샘플 출하는 2024년 11월부터 시작되며, 제품 판매는 신에츠화학이 담당한다.

사이박스는 2004년 나노임프린트 장비 제조전문기업으로 설립된 이후, 나노임프린트 장비에서부터 대면적 성형기술, 곡면 성형기술 및 고정밀도 성형기술을 실현하는 미세가공 성형기술과 광학 시뮬레이션 및 몰드 제작, 검사까지 종합 솔루션을 제공하고 있다. 사이박스가 지금까지 판매해 온 ‘플라타누스(Platanus)’는 빛을 균일하게 확산 및 방사하는 광학 렌즈로, 자동차 및 기타 다양한 애플리케이션에 사용되는 3D 센서 광원으로서 센서 성능 향상에 기여하는 제품이다.

설치 면적 최소화 실현
광원 소자는 전기신호를 광신호로 변환시키는 소자로 3D센싱 및 반도체 등 다양한 산업에서의 필요성이 대두되고 있으며, 특히 최근 들어 3D 센서 기술이 활용되는 영역이 더욱 넓어지면서 광원 소자의 집적도와 성능 향상의 요구가 높아지고 있다. 광원 소자는 급격한 발전을 이뤄왔으나 산업 적용에는 한계가 존재했는데, 소형화된 광원 소자들을 연결하는 데 있어 매우 높은 수준의 패키징이 요구되고, 이로 인해 캐비티 구조를 채용해 낮은 효율과 높은 비용, 설치 공간을 줄이기 어려운 문제가 있기 때문이다.

이 문제를 해결하기 위해 사이박스와 신에츠화학이 손잡고 고경도 소재를 개발했다. 이 소재는 다이싱 가공이 가능하고 필요한 광학 특성과 소자 보호에 필요한 밀봉 기능을 모두 갖췄다. 이 소재를 사용해 사이박스는 플라타누스의 기능을 통합한 최소형 광원 소자인 암텔루스를 성공적으로 개발했다. 이 소자는 기존 소자와 비교해 훨씬 작은 사이즈를 달성해 실장 면적이 1mm2 이하로 기존 소자에 비해 크기는 10배 작고, 두께는 절반 이하이다.

발광의 유연성과 가격 경쟁력
암텔루스는 발광 소자의 장착 면적을 최소화해 설치가 어려웠던 AR 글래스나 스마트폰과 같은 디바이스에도 적용할 수 있으며, 여러 개의 암텔루스 모듈을 사용하면 더욱 정밀한 센싱이 가능하다. 또한. 광학 렌즈인 플라타누스는 140° 이상의 넓은 범위 또는 높은 종횡비(120°×30°)에 대한 조사가 가능해 높은 설계 유연성을 통해 다양한 유형의 조사 필드를 제공할 수 있다. 이 기술을 사용하면 고객의 요청에 따라 다양한 조사 필드를 갖춘 암텔루스 모듈을 설계할 수 있다. 게다가 첨단 나노임프린트 양산 기술을 활용해 렌즈와 광원을 레진 패키지에 통합함으로써 기존 제품 대비 높은 원가 경쟁력을 제공한다.

사이박스와 신에츠화학은 향후 이 기술을 차세대 생명과학의 생체 센서를 비롯해 반도체, 전자, 자동차 등 다양한 분야로 확대 적용할 계획이다.