초록 ▼

연구의 목적 및 내용
전자부품소자의 고기능화에 따른 집적화로 인해 열의 효율적인 분산과 발산이 전자부품의 수명과 신뢰성 증대에 미치는 가장 중요한 요인임. 따라서, 열 방출 및 열응력 문제를 해결할 수 있는 heat sink소재의 개발이 필수적임. 기존의 유무기 복합기술을 기반으로 절연성 무기 필러 등을 사용하여 방열필름을 제작하고 있으나, 고분자 복합체내에 무기입자의 높은 분율로 인해 필름의 기계적 물성저하로 실제 적용에 크게 제한이 있음. 이에 본 연구팀은 절연막 코팅을 이용한 고방열 나노 입자의 개발과 유전영동현상을 이용

연구의 목적 및 내용
전자부품소자의 고기능화에 따른 집적화로 인해 열의 효율적인 분산과 발산이 전자부품의 수명과 신뢰성 증대에 미치는 가장 중요한 요인임. 따라서, 열 방출 및 열응력 문제를 해결할 수 있는 heat sink소재의 개발이 필수적임. 기존의 유무기 복합기술을 기반으로 절연성 무기 필러 등을 사용하여 방열필름을 제작하고 있으나, 고분자 복합체내에 무기입자의 높은 분율로 인해 필름의 기계적 물성저하로 실제 적용에 크게 제한이 있음. 이에 본 연구팀은 절연막 코팅을 이용한 고방열 나노 입자의 개발과 유전영동현상을 이용한 수직방향 자기조립을 통한 고분자 복합체 내부의 구조 변화를 구현해 내었으며, 다양한 복합체 제조 방법을 통하여 절연성 입자의 낮은 분율로 열전도성 경로를 최대화하는 고방열 필름을 개발하였다.

연구결과
본 연구에서는 고분자재료, 콜로이드분야의 개별 선행연구들 통하여 얻은 결과를 바탕으로 “유전영동현상을 이용한 절연성 나노재료의 수직배열 구조 형성 및 이를 통한 고방열필름 개발”의 최종목표를 구현함. 이를 위해 나노 소재의 절연화 기술과 복합소재용 고분자재료 개발, 교류전기장을 이용한 그래핀/무기입자의 수직방향 자기조립을 통해 새로운 고방열 필름을 제작하는 연구를 수행함.
▶ 1차년도에는 절연성 카본계 무기 방열 입자 제조와 교류전기장을 통한 수직배열 연구를 수행할 예정이며 구체적으로는 1) 고열전도성 하이브리드 카본나노소재 합성 및 절연성 기술 확보, 2) 유전영동현상을 통한 고분자용액에 분산된 그래핀/무기입자 수직방향 자기조립을 위한 장치 제작 및 수직배열 핵심 연구를 진행함.

▶ 2차년도에는 고방열용 고분자 소재 개발 및 유전영동현상을 통한 수직배열 구조 고방열 필름 제작 연구를 수행하였으며, 1) 고열전도 카본 및 절연성 세라믹 하이브리드 복합필러와 플렉시블 고분자 복합체 연구, 2) 교류전기장을 통한 절연성 물질 수직 배열 방열필름 제작 연구를 성공적으로 구현함

▶ 3차년도에는 절연성 방열 입자의 수직배열 구조를 통한 고방열 필름 제작 기술 최적화 및 방열소재의 특성 평가 연구를 수행, 1) 방열 특성 극대화를 위한 그래핀/무기나노입자 수직배열 최적화 기술 확보, 2) 고분자/하이브리드 필러를 포함하는 고방열 소재 방열 특성 복합체를 구현함.

연구결과의 활용계획
본 연구에서 개발된 절연성 나노입자의 수직배열 형성 기술 및 이를 이용한 고방열소재의 개발을 통해, 현재 일본 및 미국 업체에 의해 주도되고 있는 고방열 기판 및 소재 시장에서의 기술 Gap(고방열 원천 소재 기술 및 기판 설계, 공법 기술)의 극복이 가능하고, LED 조명 분야 등 전자소자에 필수적으로 사용되는 방열필름 제작을 위한 기술자립효과가 매우 클 것으로 예상, 향후 새로운 개념의 방열소재로서 요구되는 수평 열확산소재에 대한 원천기술을 확보함은 물론, 수직, 수평 양 방향으로 필러 배열이 가능한 원천 기술을 확보함으로 인해, 다양한 분야의 전기전자기기용 방열 솔루션 확보 가능하여 국가 경쟁력을 높이는데 큰 효과를 가질 것으로 기대됨.

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
The current fabrication techniques, however, are limited to practical applications due to the high fraction of inorganic particles in the polymer matrix, which deteriorates the mechanical properties of the films. The objective of this work is to develop the new type of thermal in

Purpose&contents
The current fabrication techniques, however, are limited to practical applications due to the high fraction of inorganic particles in the polymer matrix, which deteriorates the mechanical properties of the films. The objective of this work is to develop the new type of thermal interface films embedded with low fraction of electrically insulated nanomaterials, which are assembled dielectrophoretically in the vertical direction.

Result
This research aims to the development of high thermal conductive composite film with vertically aligned electrically insulating nanomaterial via dielectrophoresis based on preceding researches about polymer materials and colloidal materials. Therefore, the novel thermal conductive film was studied using nanomaterial insulating methods and vertially alinged graphene/ceramic filler via electric field.
▶ In first year, we focused on fabrication of electrical insulating carbonaceous materials and their vertical alignment via electric field. Detailedly, two kinds of research were focused, 1) the synthesis of high thermal conductive hybrid carbonaceous nanomaterials and their insulating techniques, and 2) the vertically alignment of dispersed graphene/ceramcis filler in polymer solution via dielectrophoresis and fabircation of their equipments.

▶ In second year, the vertically aligned filler/polymer composite was fabricated using dielectrophoresis for high thermal conductivity. We focused on flexible and high thermal conductive carbonacouse filler/electrical insulating ceramci filler hybrid composite and fabricated vertically alinged filler composite for thermal conductive composite.

▶ In third year, the optimization of vertical filler alignment technique will be performed in order to fabricated high thermal conductive composite film and their characteristic evaluation. The iptimized graphene/ceramic alignment technique will be obtained for maximazation of thermal conductivity and their theoretical analysis will be performed.

Expected Contribution
It is expected that the technical gap will be overcomed between domestic and advanced companies in Japan and USA which leading the high thermal conductive materials and substrate market based on the development of vertical alignment techniques with electrical insulating nano particles. Moreover, the intensive effects can be obtained on technological independence for LED lighting and electronic devices fields which essentially requiring the high thermal conductive film. From securing the original technology for novel thermal conductive materials, it will suggest the solution for heat dissipation in various miniaturized electronic devices.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 46
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 47
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 48
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 49
• 8. 참고문헌 ... 49
• 9. 연구성과 ... 51
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 56
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 56
• 12. 기타사항 ... 59
• 별첨1 대 표 연 구 실 적 ... 60
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 75
• 끝페이지 ... 86