[학위논문]유무기 복합공정을 이용한 고열전도성 절연금속기판 제조 및 특성분석 Fabrication and characterization of insulated metal substrates with high thermal conductivity prepared by inorganic-organic hybrid process원문보기
IMS(Insulated Metal Substrate)는 전기가 쓰이는 모든 제품에 들어가는 전력반도체 모듈의 핵심 소재이다. 휴대폰, 컴퓨터, 모니터나 TV, 게임기 등의 가전제품 기능의 지속적인 발전과 그린카(Green Car)에 대한 전세계적인 관심과 연구가 활발히 진행됨에 따라 전력반도체 모듈시장도 기하급수적인 고성장이 기대되고, 그에 따라 IMS(Insulated Metal Substrate)의 수요 또한 급증할 것으로 예상된다. 또한, 전자기술이 급격히 발전됨에 따라 전기/전자부품 소자는 소형화, 다기능화, 고집적화, 대용량화를 추구하게 됨으로서, 이에 따라 기존의 전기/전자 부품 소자의 기술혁신을 주도한 소자의 고밀도화에 따른 ...
IMS(Insulated Metal Substrate)는 전기가 쓰이는 모든 제품에 들어가는 전력반도체 모듈의 핵심 소재이다. 휴대폰, 컴퓨터, 모니터나 TV, 게임기 등의 가전제품 기능의 지속적인 발전과 그린카(Green Car)에 대한 전세계적인 관심과 연구가 활발히 진행됨에 따라 전력반도체 모듈시장도 기하급수적인 고성장이 기대되고, 그에 따라 IMS(Insulated Metal Substrate)의 수요 또한 급증할 것으로 예상된다. 또한, 전자기술이 급격히 발전됨에 따라 전기/전자부품 소자는 소형화, 다기능화, 고집적화, 대용량화를 추구하게 됨으로서, 이에 따라 기존의 전기/전자 부품 소자의 기술혁신을 주도한 소자의 고밀도화에 따른 패키징, 부품실장, 배선기술 등의 혁신이 중요하게 부각되고 있다. 부품실장의 고밀도화는 일차적으로 부품자체에서 많은 열을 발생하게 되며, 기판 상에 탑재 되어 있는 각종 소자를 기판으로부터 단락시키거나 소자의 기능을 상실하게 함으로서 파워모듈의 수명단축과 효율저하의 원인이 되고 있다. 이와 같이 파워모듈의 수명 연장 및 고효율화를 이루기 위해서는 Chip에서 발생된 열을 빠르게 방열 시켜주는 것이 대단히 중요하며, 요구되는 방열 및 내구성 특성을 획기적으로 만족시켜 주는 기판 소재는 고 방열 소재를 이용한 IMS이다. IMS는 금속기판에 세라믹 절연층이 박막 또는 후막으로 접합된 것으로, 세라믹 절연층은 최근 하이브리머 재료로 설계하는 연구가 활발하다. 본 연구에서 금속절연기판(IMS)은 코팅 혼합물로서 Sol-Gel composite 복합체를 사용하여 제조하고 특성을 평가하였다. Sol-Gel composite 용액은 TEOS (테트라 에틸 오르토 실리케이트), MTMS (메틸 트리 메 톡시 실란) 및 PhTMS (페 7. 결론 121
참고문헌 122닐 트리 메 톡시 실란)을 사용하여 졸-겔 공정을 이용하여 제조하였다. 세라믹 필러는 산화 알루미늄 (1~4 μm)과 질화규소로 구성되었다. 코팅 혼합물에서 세라믹 필러의 최적 비율은 70 wt% 인 것으로 나타났다. 본 연구로 얻어진 122um 두께의 박막에서 열전도도 3.16 W/mK, 누설 전류 0.17 mA/cm2, 항복 전압 4kV 의 특성을 얻을 수 있었다. Sol-Gel composite 박막에서 졸 수지와 충전제 사이의 최적화된 네트워크 구조는 열 전도성 및 전기 절연성과 같은 IMS의 특성을 향상시켰다.
IMS(Insulated Metal Substrate)는 전기가 쓰이는 모든 제품에 들어가는 전력반도체 모듈의 핵심 소재이다. 휴대폰, 컴퓨터, 모니터나 TV, 게임기 등의 가전제품 기능의 지속적인 발전과 그린카(Green Car)에 대한 전세계적인 관심과 연구가 활발히 진행됨에 따라 전력반도체 모듈시장도 기하급수적인 고성장이 기대되고, 그에 따라 IMS(Insulated Metal Substrate)의 수요 또한 급증할 것으로 예상된다. 또한, 전자기술이 급격히 발전됨에 따라 전기/전자부품 소자는 소형화, 다기능화, 고집적화, 대용량화를 추구하게 됨으로서, 이에 따라 기존의 전기/전자 부품 소자의 기술혁신을 주도한 소자의 고밀도화에 따른 패키징, 부품실장, 배선기술 등의 혁신이 중요하게 부각되고 있다. 부품실장의 고밀도화는 일차적으로 부품자체에서 많은 열을 발생하게 되며, 기판 상에 탑재 되어 있는 각종 소자를 기판으로부터 단락시키거나 소자의 기능을 상실하게 함으로서 파워모듈의 수명단축과 효율저하의 원인이 되고 있다. 이와 같이 파워모듈의 수명 연장 및 고효율화를 이루기 위해서는 Chip에서 발생된 열을 빠르게 방열 시켜주는 것이 대단히 중요하며, 요구되는 방열 및 내구성 특성을 획기적으로 만족시켜 주는 기판 소재는 고 방열 소재를 이용한 IMS이다. IMS는 금속기판에 세라믹 절연층이 박막 또는 후막으로 접합된 것으로, 세라믹 절연층은 최근 하이브리머 재료로 설계하는 연구가 활발하다. 본 연구에서 금속절연기판(IMS)은 코팅 혼합물로서 Sol-Gel composite 복합체를 사용하여 제조하고 특성을 평가하였다. Sol-Gel composite 용액은 TEOS (테트라 에틸 오르토 실리케이트), MTMS (메틸 트리 메 톡시 실란) 및 PhTMS (페 7. 결론 121
참고문헌 122닐 트리 메 톡시 실란)을 사용하여 졸-겔 공정을 이용하여 제조하였다. 세라믹 필러는 산화 알루미늄 (1~4 μm)과 질화규소로 구성되었다. 코팅 혼합물에서 세라믹 필러의 최적 비율은 70 wt% 인 것으로 나타났다. 본 연구로 얻어진 122um 두께의 박막에서 열전도도 3.16 W/mK, 누설 전류 0.17 mA/cm2, 항복 전압 4kV 의 특성을 얻을 수 있었다. Sol-Gel composite 박막에서 졸 수지와 충전제 사이의 최적화된 네트워크 구조는 열 전도성 및 전기 절연성과 같은 IMS의 특성을 향상시켰다.
Keyword
#sol‐gel thermal conductivity breakdown voltage Insulated metal substrate organic ceramic composite coating mixture
학위논문 정보
저자
김성협
학위수여기관
전남대학교
학위구분
국내박사
학과
신소재공학과
지도교수
김진혁
발행연도
2018
총페이지
130
키워드
sol‐gel thermal conductivity breakdown voltage Insulated metal substrate organic ceramic composite coating mixture
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