東北대학 미래과학기술공동연구센터의 石田淸仁 교수와 동 공학연구과의 貝沼亮介 조교수 등 연구팀은 야마하메터닉스(靜岡縣 磐田市)와 공동으로 세라믹스의 일종인 보론화합물을 이용하여 통상의 구리합금에 비해 열팽창 계수가 30%정도 낮은 구리합금을 개발했다. 융점이 1200℃정도로 비교적 낮아 제조가 용이하여 폭넓은 용도를 기대할 수 있다. 일반적인 구리합금의 열팽창 계수는 1℃당 17×10-6으로 반도체 등에 비해 3배 이상 높다. 따라서 디바이스 등에 사용하면 거기에서 발생하는 열이나 반도체 등 이종 재료와의 열팽창 계수의 차이에 의한 열응력이 문제가 된다. 그러므로 낮은 열팽창과 구리합금 본래의 특성인 높은 도전성을 함께 갖는 합금의 개발이 요구되어 왔다. 이미 이러한 특성을 가진 합금으로 비교적 도전율이 높고 열팽창 계수가 적은 텅스텐 등을 사용한 구리합금이 있다. 그러나 이들은 융점이 2000℃ 이상으로 높아 기존의 용해법으로는 합금의 제조가 어렵기 때문에 원가 상스이 되는 난점이 있다. 이에 대해 石田교수 등은 융점이 1000~1500℃로 낮고 또 열팽창 계수도 비교적 작은 보론화합물에 주목, 이것을 구리에 분산시키는 형태로 합금을 제조했다. 이 구리합금은 도전율이 순동에 비해 20~80%의 고수준을 유지, 열팽창 계수는 철강과 같은 정도인 1℃당 12-15×10-6을 얻었다. 또 융점이 낮아 통상의 용해법으로 제조할 수 있다는 것도 특징. 石田 교수 등은 앞으로 이 구리합금의 용도개발과 동시에 더욱 낮은 열팽창을 실현할 합금의 개발에도 도전할 방침. 이번 연구는 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 ‘나노메탈 기술 프로젝트 실용 금속재료분야 나노메탈 기술개발’의 일환으로 행해졌다. (NK)