| 초록 |
평판형(FPD) 디스플레(Display) 장치의 대형화와 박막화에 따른 전기전자 부품의 소형화 및 박막화의 필요성이 대두되고 있는 실정임에도 불구하고, 기존 방열판 소재로 사용되는 알루미늄은 열전도성이 높아 방열 성능면에서 우수하지만 원자재 가격 상승 등으로 대체재 개발이 필요하며 열 방출효율을 높이기 위해 가능한 부품의 표면적을 넓게 하는 복잡한 구조로 그 크기나 부피가 커지고 있는 실정이다. 디스플레이형 제품의 열 방출 효율에 따른 전기전자제품의 수명 좌우, LED 제품의 경우 거의 80%가 열 에너지로 소모되며, 열로 손실되는 에너지를 줄이면 디스플레이의 수명이 수배로 증진된다. 본 연구에서는 SiC(silicon carbide)를 이용한 세라믹 방열판(Heat Sink)은 열전달(Thermal Conduction Layer)과 미세기공(Micro Pore)이 있는 세라믹으로 열상쇄면(Heat Disperse Layer)으로 이루어져 있으며, 불규칙 결합구조(Irregular arrangement)를 가진 세라믹 제품의 핵심 기술은 열전달 물질이 우수한 소재를 활용하여 미세기공의 크기나 분포를 control하여 공기와 접하는 표면적을 극대화하여 열의 발산을 빠르게 한다. 주원료인 SiC 세라믹스의 소결방법은 대표적으로 1,900℃ 이상의 상압소결과 1,600℃이상의 액상 실리콘 결합소결(LSI), 1,450℃에서 소결첨가제에 의한 산화물결합 소결방법이 있다. 본 연구에서는 고온 소결법에서 벗어나 1,000℃이하의 저온 소성법을 개발하여 SiC 소재의 소결결합구조를 형성하고자 하였다. SiC 세라믹스에 대한 저온소결 방법 기술이 확립되면 저온소결공정에 의한 공정비용을 상당히 줄일 수 있어 제품의 가격경쟁력을 확보할 수 있는 강점을 가지고 있다. 또한 열전도도가 우수한 전이금속화합물이 도핑된 산화물 Glazing 분말의 조성을 개발하고 이 조성 성분의 함량에 따른 열전도도를 측정하여 가장 우수한 열특성을 가진 Glazing 분말의 조성을 확립하였다. 최적의 Glazing 분말에 대한 소결특성 및 열전도도 특성 구현에 대한 재현성 및 신뢰성 확보 연구를 수행한 결과, 소결온도는 900℃에서 최적의 결합이 이루어졌으며, 소결된 시편에 대해 3점 꺾임강도값은 140kgf/㎠, 소결밀도는 1.7g/㎤, 기공율 38%, 흡수율 21% 였다. SEM관찰 결과, 일정한 크기를 가진 기공이 골고루 분포되어있는 것으로 확인되었으며, 열전도도값은 약 10 W/mk 이였다. |
