AIST 그룹과 NGK INSULATORS, LTD., 실리콘 나이트라이드 세라믹 기판의 열 확산율 평가 고도화를 위한 공동 연구 착수

등록시간 2025-02-10 17:23:42

<img src=http://pimg.daara.co.kr/3dprinting/202502/1739175695_1.jpg title=1739175695_1.jpg> &nbsp;국립연구개발법인 산업기술종합연구소(AIST) 및 AIST Solutions Co.로 구성된 AIST 그룹과 NGK INSULATORS, LTD.(이하 NGK)는 전력 반도체 모듈 등에서 사용되는 실리콘 나이트라이드(Si3N4) 세라믹 기판의 열 확산율을 평가하는 방법의 검증을 위한 공동 연구를 시작했다.&nbsp;이번 공동 연구를 통해 최첨단 제품을 가장 정밀하게 평가할 수 있는 방법을 모색함으로써, 고도화된 기술을 보유한 기판 제조업체의 생산 및 개발을 지원할 계획이다. 이를 통해 급성장하는 글로벌 전자기기 시장에서의 경쟁력 강화를 도모할 방침이다.&nbsp;전력 모듈용 실리콘 나이트라이드 세라믹 기판의 중요성실리콘 나이트라이드 세라믹 기판은 전기차(EV) 및 하이브리드 전기차(HEV)용 인버터 모터 제어 등에 활용되는 능동 금속 브레이징(AMB) 기판의 핵심 요소로, 전력 반도체 모듈 작동 시 발생하는 열을 효율적으로 방출하는 역할을 한다. 기판이 얇고 열 확산율이 높을수록 전력 반도체 모듈의 작동 효율이 더욱 향상된다.&nbsp;최근 EV 및 HEV의 보급이 증가하면서, 고출력 전력 반도체 모듈 사용이 확대되고 있으며, 이에 따라 높은 방열 성능을 갖춘 얇은 기판에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나 두께가 0.5mm 미만인 기판의 열 확산율을 평가하는 확립된 방법이 없어 측정 결과의 일관성을 유지하는 데 어려움이 있었다.&nbsp;이에 따라, 이번 공동 연구에서는 AIST의 평가 방법에 대한 방대한 노하우와 NGK의 첨단 세라믹 기판 기술을 활용해 열 확산율 측정에 영향을 미치는 사전 공정 데이터를 수집하고, 0.5mm 미만의 고성능 박막 기판을 평가할 수 있는 방법을 검증할 예정이다. 현재 일본 산업 표준(JIS)에서 정의되지 않은 평가법을 개발하고, 보다 정밀한 측정 데이터 확보 및 향후 평가 방법의 표준화를 추진하는 것이 목표다.&nbsp;공동 연구를 통한 기대 효과AIST는 이번 공동 연구를 통해 정밀성과 재현성이 높은 열 확산율 측정 방법을 산업계에 제안함으로써, 해당 분야의 평가 방법 표준화를 촉진하고 일본 산업의 경쟁력을 강화하는 데 기여할 계획이다.&nbsp;NGK는 AMB 기판의 신뢰성을 더욱 향상시키고, 자사의 독자적인 세라믹 기술과 제품을 통해 사회적 과제 해결에 기여할 예정이다.&nbsp;<img src=http://pimg.daara.co.kr/3dprinting/202502/1739175779_51.JPG title=1739175779_51.JPG> &nbsp;실리콘 나이트라이드 세라믹 기판실리콘 나이트라이드(Si3N4)는 고온 안정성이 뛰어나고, 내식성, 높은 경도 및 높은 열 전도성을 갖춘 특성을 지닌 소재로, 베어링 및 구조 부품 등 다양한 용도로 사용된다. 최근에는 전력 모듈용 AMB 기판에 적용되어 높은 열 전도성과 우수한 절연 성능, 강도를 바탕으로 활용도가 증가하고 있다.&nbsp;전력 모듈용 AMB 기판AMB 기판은 실리콘 나이트라이드 세라믹 기판과 두 개의 구리판으로 구성된다. NGK의 AMB 회로 기판은 독자적인 고급 접합 기술을 적용하여 세라믹 기판과 구리판 사이에 두께가 수 마이크론 이하인 매우 얇은 접합층을 형성한다. 이를 통해 열 저항과 접합층 내의 내부 응력을 크게 줄이며, 뛰어난 방열 성능을 제공한다.&nbsp;AIST Solutions Co. 소개AIST Solutions는 2023년 4월 설립된 기업으로, 국가 혁신 생태계를 실현하는 것을 목표로 하고 있다. 산업기술종합연구소(AIST) 및 협력 기관이 축적한 과학 기술 전문성을 활용하여 개방형 혁신을 가속화하고, 사회적 문제 해결 및 산업 경쟁력 강화에 기여하고자 한다.&nbsp;NGK INSULATORS, LTD. 소개NGK는 1919년 설립된 글로벌 세라믹 선도 기업으로, 독자적인 세라믹 기술을 활용해 사회 문제를 해결하는 다양한 혁신 제품을 개발해왔다. 현재 NGK는 모빌리티, 에너지, IoT 및 산업 분야를 중심으로 20개국 이상에서 활발히 활동하고 있다.&nbsp;NGK는 자동차 촉매 변환기용 세라믹 기판의 최대 제조업체 중 하나로, 환경 부담을 줄이는 데 기여하고 있다. 또한, 지속 가능한 에너지 인프라 구축을 위한 에너지 저장 시스템 NAS 배터리, 글로벌 IoT 확장을 지원하는 초소형·초박형·고에너지 밀도의 리튬이온 충전 배터리 EnerCera 시리즈를 개발했다. NGK는 탄소 중립 및 디지털 사회를 위한 혁신적인 제품과 서비스를 제공함으로써 지속 가능한 사회 구현에 앞장서고 있다.&nbsp;정리:염정서 / 출처:NGK

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