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Kafe 바로가기주관연구기관 | 전자부품연구원 Korean Electronics Technology Institute |
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연구책임자 | 이우성 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2016-04 |
과제시작연도 | 2015 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201800039451 |
과제고유번호 | 1415140368 |
사업명 | 산업소재핵심기술개발 |
DB 구축일자 | 2018-11-03 |
키워드 | 방열시트.사출소재.다이부착필름.열확산필름.점착제. |
□ 핵심기술
고기능성 유·무기 하이브리드화 기술을 이용한 고방열 복합소재 및 제조 기술 - 고열전도를 위한 무기물 필러 기술, 고열전도용 폴리머 소재 합성 기술, 고열전도 무기물·폴리머 컴포지트화 기술, 소재 성형 공정 및 특성 평가 기술
□ 최종목표
- 고방열성 절연성 고분자-세라믹 필름 소재기술
: Tc(z)= 15 W/mK, 절연저항 > 1013 Ω㎝
- 고밀도 무기필러 배향기술을 이용한 고열전도 기판 소재기술
: Tc(z) = 60 W/mK
- 고열전도 die
□ 핵심기술
고기능성 유·무기 하이브리드화 기술을 이용한 고방열 복합소재 및 제조 기술 - 고열전도를 위한 무기물 필러 기술, 고열전도용 폴리머 소재 합성 기술, 고열전도 무기물·폴리머 컴포지트화 기술, 소재 성형 공정 및 특성 평가 기술
□ 최종목표
- 고방열성 절연성 고분자-세라믹 필름 소재기술
: Tc(z)= 15 W/mK, 절연저항 > 1013 Ω㎝
- 고밀도 무기필러 배향기술을 이용한 고열전도 기판 소재기술
: Tc(z) = 60 W/mK
- 고열전도 die attach 및 접착 필름 소재기술
: Tc(z)= 5W/mK, 내전압 >3 kV/mm , 접착강도 >1.5 kgf/cm
- 고내열성 고온 고열전도 소재기술
: Tc(x)= 750 W/mK, 내열온도 ~500℃
- 고내열 유무기 복합 점접착 소재기술
: 내열온도 > 300℃
□ 개발내용 및 결과
■ 고열전도도 방열소재는 네트워크 구조를 만들어 성능 극대화
필러의 표면 기능화에 의한 수지 중 분산에서의 계면 열저항 저감, 수지 소재 및 필러의 조직화·배향·배열에 의한 열전도 패스의 형성으로 종래 기술에서는 양립할 수 없었던 상반적 기능이 해소된 고방열 성능 보유 유무기 하이브리드 소재를 개발함.
목표를 달성하기 위해서 개발되어야하는 기술개발의 연구내용은 (1)고방열성 필러 합성 및 배향(배열)기술,(2)고방열성 수지합성 기술 , (3) 필러 표면 처리 기술을 확보 등임.
■ 고방열 절연시트
- 무기필러 최적 배향 및 네트워크 기술과 액정 에폭시 소재의 합성을 통해서 핵심 제조기술을 개발.
- 필러와 수지의 배향을 위한 기술응ㄹ 개발하며 이를 위한 공정기술을 확보
- 15 W/mK급 고방열이면서 접착력이 우수한 절연시트 개발완료
■ 고내열 탄소계 복합소재 필름
- 비산화 그래핀 기반의 CNT/Metal 등의 이종소재와의 Hybrid를 통해 수평방향의 열전도율을 향상시키는 기술을 개발함.
- 비산화 그래핀 및 CNT 하이브리드 방열소재의 연속식 대량제조 기술을 개발함.
- 면방향 열전도도 750 W/mK의 고내열 열확산 시트 개발
■ 사출형 방열소재
- 충전필러의 네트워크를 최적화하여 무기필러의 packing density를 극대화하고 ,저융점 금속-세라믹 복합체 및 고열전도 폴리머 등을 도입하여 열전도도를 최대화하는 기술을 개발.
- 도전성 79 W/mK , 절연성 28 W/mK의 고방열 사출소재 개발
■ 고내열성 실리콘 기반의 점착제 및 방열소재
- 실리콘 수지의 합성 및 필러 네트워크 기술을 이용한 고방열 접착제 소재 기술개발
- 실리콘계 소재를 이용하여 점착특성 및 내열성이 향상된 고내열 점착제 소재 개발
- 열전도도 5W/mK의 고방열 접착제 및 300℃ 내열성 보유 점착제 개발 완료
■ 세라믹 필러소재
- 무기필러의 합성과 프로세스 기술 개발을 통해 열전도성이 우수한 질화물계 무기 필러의 합성 기술 개발
- 고 종횡비의 판상, Rod상,섬유상, 및 구상 AlN 필러 개발완료
□ 기술개발 배경
- 고출력 LED 패키지 등에 있어서 열에 의한 능동소자의 효율저하와 Thermal Stress에 의한 패키지의 파괴는 기술적 해결이 시급한 이슈임. 패키지 구조의 최적 설계뿐만 아니라, 기술적 뒷받침이 필요한 고성능 기판 및 실장 소재의 개발이 필수적임.능동소자의 안정성 유지와 열변형에 따른 응력의 최소화를 위하여 고방열 패키지용 소재의 개발이 시급함.
- 디바이스 동작의 고효율화를 통한 에너지 절감은 차세대 전자소자의 필수 요구사항으로 이에 대응하기 위한 융복합 소재의 기초기술 확보가 반드시 필요하며, 소재의 개발은 친환경성을 바탕으로 이루어져야 함.
- 방열소재의 시장은 각종 기기의 소형화 고성능화가 진행되면서 방열소재 시장은 급속도로 확대되고 있으나, 고신뢰성 기판 및 실장 소재의 대부분을 수입에 의존하고 있으며 고방열 소재는 일본으로부터 의존하는 상황임.
- 자동차 , 반도체 및 LED 기술은 실생활에 밀접한 관련이 있고 성장 가능성이 매우 높은 분야로서, 특히 LED의 경우는 모바일, TV 등의 BLU로의 응용을 넘ㅇ너 차세대 조명으로서도 큰 관심을 받고 있어 고효율 패키지를 위한 방열 소재기술의 개발이 시급히 이루어져야하는 상황임.
□ 핵심개발 기술의 의의
- 10W/mK 이상의 고방열 절연 소재 기술을 통해서 고방열의 절연형 회로기판소재의 핵심 기술 개발에 대한 공급이 가능함.
- 고방열 특성의 사출형 방열소재의 기술 개발이 완료되었으며 다양한 형상의 고열전도도 특성의 부품 개발이 가능하며 이를 위한 사출형의 원료소재의 공급이 가능함.
- 그라파이트계 열확산 시트는 전량 수입에 의존 하는 제품으로 국내 제조사는 전무함. 지금까지 선진구의 원천특허 회피의 어려움으로 전량 수입에 의존하던 그라파이트계 열확산 시트를 본 과제를 통해 국내 독자기술로 개발함으로써 상당한 수입대체 효과가 예상됨.
- 실리콘계열의 방열소재 및 점착소재의 개발을 통해서 고내열 실리콘 점착제 시장에 적용이 가능하며 대중국 수출 등을 통한 기업 성장이 가능함.
□ 적용 분야
다양한 전자기기 특히 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 슬림형 전자기기, 반도체 파워디바이스 모듈, EV 및 HEV 등 자동차 산업, 고출력 LED 조명, 에너지 산업, 산업기기·로봇, 가전 제품 분야 등에 적용 가능함.
( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 4p )
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
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연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
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