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Kafe 바로가기주관연구기관 | (주)존인피니티 |
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연구책임자 | 조인철 |
참여연구자 | 정승부 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2019-08 |
과제시작연도 | 2018 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO202200007019 |
과제고유번호 | 1415160466 |
사업명 | 산업현장핵심기술수시개발(R&D) |
DB 구축일자 | 2022-08-27 |
키워드 | 친환경 자동차.질화규소 세라믹.메탈라이징.접합소재.세라믹-금속 접합기술. |
3. 개발결과 요약
□ 최종목표
- 전기자동차(밧데리,수소전기자동차)용 Cu-세라믹 핵심부품 접합소재 기술개발(TRL: [시작] 3단계 ~ [종료] 7단계)
◦고효율 고방열 Cu계 접합소재용 금속분말 및 유기물 소재 개발.
◦활성금속 첨가 페이스트 조성물 개발
◦질화규소(Si3N4)-Metal(Cu,Ni,Sus)접합계면 미세구조 제어기술 개발
◦금속(Cu, Ni, Sus)과 질화규소(Si3N4) 세라믹스 치밀 접합기술 개발
3. 개발결과 요약
□ 최종목표
- 전기자동차(밧데리,수소전기자동차)용 Cu-세라믹 핵심부품 접합소재 기술개발(TRL: [시작] 3단계 ~ [종료] 7단계)
◦고효율 고방열 Cu계 접합소재용 금속분말 및 유기물 소재 개발.
◦활성금속 첨가 페이스트 조성물 개발
◦질화규소(Si3N4)-Metal(Cu,Ni,Sus)접합계면 미세구조 제어기술 개발
◦금속(Cu, Ni, Sus)과 질화규소(Si3N4) 세라믹스 치밀 접합기술 개발
□ 개발내용 및 결과
◦고효율 고방열 Cu계 접합소재용 금속분말 및 유기물 소재 개발.
◦활성금속 첨가 페이스트 조성물 개발
◦접합계면 미세구조 제어 기술 개발
◦금속(Cu, Ni, Sus 등)과 질화규소 세라믹스 치밀 접합기술 개발
◦Cu-질화규소(Si3N4) 접합 고열전도기판 시제품 제작 및 환경시험
◦Ni-질화규소(Si3N4) 접합 고용량세라믹히터 시제품 제작 및 환경시험
◦SUS-질화규소(Si3N4) 접합 히팅모듈 시제품 제작 및 환경시험
□ 기술개발 배경
ㅇ파워모듈용 질화규소(Si3N4)-Metal(Cu,Ni,Sus)접합기판은 전철, 전기자동차, 산업기기에 사용되고 있으며, 그동안 고열전도성 세라믹을 활용한 기판은 알루미나(Al2O3)기판, 질화알루미늄(AlN)기판 등이 주로 사용되고 있으나 근래에는 자동차, 고속전동차등 고용량 IGBT 파워모듈이 고집적화하므로서 고열량 방출기능과 사용수명이 요구되고 있다. 또한 질화규소는 파괴인성이 세라믹 소재중 가장 높은 장점으로 파워모듈용 기판, 전기자동차용 히팅모듈용 접합소재,구조재료용 접합소재로서 활성금속 접합법이 전세계적으로 활발하게 연구되고 있는 분야이다. 이러한 질화규소 소재와 금속의 접합방법이 종래의 메탈라이징, DBC방법에 비하여 Thermal Cycle이 우수하기 때문에 대전력 방열용, 고용량 히팅모듈 접합에 사용되고 있는 첨단 핵심기술로서, 금속-질화규소(Si3N4) 핵심부품 접합소재기술 개발이 시급한 상황으로 본 연구를 통하여 기술개발을 수행함.
□ 핵심개발 기술의 의의
본 활성금속 접합법을 이용한 질화규소-Metal(Cu,Ni,Sus) 접합소재의 핵심개발 기술의 의의는 다음과 같다.
1) 단순한구조로 열저항이 작으며, 특히 두께 0.32㎜ 질화규소 AMC기판으로 0.635㎜ 질화알루미늄(AlN) 기판과 열저항이 같다.
2) 기계적 강도가 높고, 저열 저항화와 고출력화에 대응하기 위하여는 동(copper)판 회로의 두께(∼0.6mm)가 두꺼워도 내열 사이클 특성이 양호하다.
3) 파괴인성이 높기 때문에 전극단자의 동판기판에 초음파접합이 가능하다
4) 열팽창계수가 세라믹기판과 같으므로 Si-Chip을 직접 동회로 기판에 마운트 할 수 있다.
5) 동회로 기판의 접합강도가 높다.
6) 내전압이 높다.
7)질화규소 소재와 Ni, Sus의 접합강도가 높고, Themal Cycle이 우수하여, 전기자동차, 전철 파워모듈용 부품, 전차, 항공기 핵심부품에 적용 가능함
□ 적용 분야
ㅇ질화규소-Metal(Cu,Ni,Sus) 접합소재는 질화규소 방열기판, 히팅모듈 접합, 고용량 질화규소히터의 단자부 접합등 전기차, LED조명, 태양광 및 풍력발전, 초고속열차 전차, 항공기등 광범위 하게 활용 할 수 있는 핵심기술임.
(출처 : 최종보고서 초록 4p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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