초록 ▼

제 1 장 사업기획의 개요
1. 사업기획 추진 배경 및 필요성
ㅇ 기술적 측면
- 모바일 기기, 노트북 등을 비롯한 휴대용 전기․전자 분야, 자동차, 디스플레이 등의 경량화, 소형화, 다기능화 등이 지속됨에 따라 ‘고집적’이 기술적 화두가 되었고, 이에 따라 필연적으로 발생하는 발열 관련 문제가 대두되고 있음

- 차세대 반도체 패키지 및 고성능 LED에서 고열 발생으로 인한 효율 저하와 열적 스트레스에 의한 손상은 국내 기술경쟁력에 큰 문제를 야기하고 있음. 소자의 안정적 가동과 성능, 내구성 확보를 위

제 1 장 사업기획의 개요
1. 사업기획 추진 배경 및 필요성
ㅇ 기술적 측면
- 모바일 기기, 노트북 등을 비롯한 휴대용 전기․전자 분야, 자동차, 디스플레이 등의 경량화, 소형화, 다기능화 등이 지속됨에 따라 ‘고집적’이 기술적 화두가 되었고, 이에 따라 필연적으로 발생하는 발열 관련 문제가 대두되고 있음

- 차세대 반도체 패키지 및 고성능 LED에서 고열 발생으로 인한 효율 저하와 열적 스트레스에 의한 손상은 국내 기술경쟁력에 큰 문제를 야기하고 있음. 소자의 안정적 가동과 성능, 내구성 확보를 위해 전자기기용 고방열 소재의 개발이 시급함

- 에너지, 환경적 측면에서 기존의 전등을 대체하는 LED 소자 관련 연구가 정부 차원에서 진행되고 있으나, 소자 및 회로 연구에 비해 소재 고유의 열전도도를 향상시켜 방열 성능을 개선하는 연구는 상대적으로 부족함

- LED 소자의 발열은 기기의 효율과 수명을 저하시키기 때문에 LED 소자를 구성하는 각 재료들의 열전도도를 향상시켜 방열 특성을 향상시키기 위한 연구가 필요

- LED 소자에서 특히 방열 특성이 요구되는 부분은 세라믹 기판, thermal grease, 고분자 필름, 소자 표면의 방열 코팅 등이 있음. 기존 응용되는 세라믹, 고분자 소재의 열전도율을 향상시키기 위해 고열전도성 강화재를 접목하는 연구가 활발히 진행되고 있음

- 고열전도성 강화재로는 Cu, Al을 비롯한 금속 분말, CNT, 그래핀 등을 비롯한 탄소계열 나노물질, 및 AlN, BN 등을 포함하는 세라믹 분말 등이 있음. 이 중 금속, 탄소계열 물질은 열전도도 뿐만 아니라 전기전도도 역시 높기 때문에 소자, 회로의 성능에 영향을 줄 수 있음

- AlN, BN 등의 세라믹 강화재를 세라믹, 고분자 기지에 참가하여 열전도율을 향상시키기 위한 연구가 고열전도도 방열 소재에 대한 수요로 인해 전세계적으로 진행되고 있으나, 기판용 세라믹 소재의 경우 열전도도를 향상시킨 사례가 거의 없고, 고분자 소재 역시 강화재의 불규칙적인 배열과 불안정한 계면으로 인해 추가적인 열전도도 향상 및 LED 소자의 성능, 수명 향상의 가능성이 열려 있음

ㅇ 산업적 측면
- 세계 방열소재 시장은 2011년 3조 3561억원에서 2017년 4조 6409원으로 약 38.5% 성장할 것으로 전망되고 있음. 또한 강화재를 첨가한 기판용 복합 소재 시장은 3124억원에서 3872억원 (23.9%), 방열시트 시장은 1837억원에서 2101억원 (14.4%), AlN 기판시장은 1287억원에서 2585억원으로 (100.9%) 규모가 확대될 것으로 예상됨

- 전자기기용 고신뢰성 기판의 경우 소재의 대부분을 수입에 의존 중이며 특히 회로 기판은 대일무역적자 10대 품목으로 수입/수출 경쟁력 확보를 위해 연구개발이 시급

- LED 조명 시장의 경우 2012년 약 12조원에서 2020년 약 128조원으로 10배 이상 크게 성장하고 있으며, (IT SoC Magazine, LED 산업동향 및 정책추진 방향) LED 소자의 내구성, 성능 향상을 통해 가로등, 농수산, 의료용 및 차량 전조등용 LED 소자 시장 선점 필요

- 지식경제부는 에너지 위기관리 및 신산업 창출의 일환으로 ‘LED 조명 2060 계획을 수립하여 추진하고 있음. LED 산업의 기술경쟁력 강화를 위한 R&D 투자를 지속적으로 진행중이기 때문에 LED용 고열전도도 재료 개발을 통해 기술의 선점 가능

- 파워 디바이스나 LED 모듈 등 높은 전력이 소요되고 고열이 발생하는 소자 관련 수요가 계속되고 있으며, 특히 LED 모듈은 약 85%가 손실로 전환되며 이에 따른 열로 인해 소자의 수명저하가 기술적 이슈로 대두되고 있음

- 고열전도도 세라믹 강화재를 통해 열전도도가 향상된 전자기기용 세라믹 기판의 경우 컴퓨터, 스마트폰 등의 고장율을 크게 감소시킬 수 있을 것으로 예상됨

2. 사업기획 추진 목적
- 세계 최고의 기술 수준을 보유하고 있는 전자기기 내 반도체 소자의 제작, 회로의 설계 분야와는 달리, 수입에 의존하고 있는 소자 내 방열 소재에 관한 국내의 기술 현황을 조사하고 국내 산업 활성화를 위한 핵심기술 및 이의 국산화 가능성에 대해 고찰하고자 함

- 국내외 방열 소재 관련 연구 동향 조사를 통해 전자기기, 특히 LED 기기에서 필요로 하는 연구 개발의 방향을 파악하고 이의 구현 가능성을 파악하는 것이 본 사업기획의 목적임

- 방열 소재 관련 핵심기술 선정 후 이를 위한 예비실험을 진행하여 추후 사업 기획 가능성을 확인, 후속과제 RFP를 도출하고자 함

(출처 : 본문 : 제 1 장 사업기획의 개요 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 제 1 장 사업기획의 개요 ... 3
• 1. 사업기획 추진 배경 및 필요성 ... 3
• 2. 사업기획 추진 목적 ... 5
• 제 2 장 대내외 환경 분석 및 시사점 ... 5
• 1. 개발 대상 기술·제품의 개요 ... 5
• 1.1. 고열전도도 세라믹 소재 ... 6
• 1.2. 고열전도도 고분자 소재 ... 6
• 2. 시장 및 특허 동향 ... 8
• 2.1 고열전도도 세라믹 기판용 소재 ... 8
• 2.2. 고열전도도 고분자 소재 ... 10
• 3. 기술 개발 동향 ... 12
• 3-1. 고열전도도 기판용 세라믹 소재 기술 개발 동향 ... 12
• 3-2. 고열전도도 고분자 소재 ... 14
• 제 3 장 사업 기본 방향 및 전략 ... 19
• 1. 사업의 개념 및 범위 ... 19
• 2. 사업의 목표 및 추진 전략 ... 19
• 제 4 장 세부 기술 개발 ... 21
• 1. 2차상 형성을 최소화한 AlN 기반 세라믹 복합재료 ... 21
• 2. 고열전도도 나노소재 강화 세라믹 나노복합재료 ... 24
• 3. 세부기술의 후속과제 도출 ... 29
• 제 5 장 기대효과 ... 33
• 1. 2차상 형성이 최소화된 고열전도도 기판용 세라믹 복합재료 ... 33
• 2. 고방열 고분자소재용 강화재 및 고분자 나노복합재료 개발 ... 33
• 끝페이지 ... 33