| 초록 |
전자부품의 고밀도화, 다기능화 및 고집적화가 가속화됨에 따라 열 밀도가 급속히 높아지고 있으며, 높은 열 밀도는 소자의 기능저하, 수명단축, 신뢰성 감소 등의 원인이 되므로 발열 문제에 대한 대책이 필요하다. 각종 전자 기기들이 소형화, 집적화, 고성능화 됨에 따라 생기는 전자부품에서 높은 발열을 효과적으로 방출시킴으로써 전자부품의 특성, 수명 및 신뢰성을 높일 수 있는 열관리 융, 복합 소재를 필요로 하고 있다. 하지만, 재료의 열전도도는 조성, 밀도, 불순물, 계면 등에 민감하게 영향을 받기 때문에 새로운 방열소재의 개발에 많은 어려움이 있다. 방열소재로 사용되고 있는 복합재료, 박막재료 및 후막재료의 열적 특성은 벌크 재료의 특성과 큰 차이를 나타낸다. 방열소재 시편들(세라믹 벌크소재, 세라믹 코팅소재, 세라믹/고분자 열계면소재, 금속기반 하이브리드 전극소재)에 대한 최적의 열전도도 측정기술을 연구하여 각종 방열소재의 열적특성 평가 자료의 신뢰성을 높이는 연구를 진행하였다. 복합소재의 열전도도 측정을 위해 시편은 LED용 방열소재로 주로 사용되는 Al6061에 열전도 특성이 우수한 MgO 페이스트를 각 20, 40, 60, 80, 100 μm의 두께로 스크린 인쇄한 후 140℃에서 15분간 건조하여 제조하였다. 제조된 시편의 열전도도의 측정을 위해 비열, 열확산도, 밀도를 각각 측정하였다. 열확산도는 light flash analysis(LFA)를 통해 측정하였고, 25°C, N2분위기에서 측정하였다. 비열은 differential scanning calorimetry(DSC)를 통해 0~200°C에서 승온속도 10°C/min으로 10°C 간격으로 N2 분위기에서 측정하여 25°C 에서의 비열을 측정하였다. 밀도는 아르키메데스법을 이용하여 측정하였다. 측정된 값으로 계산한 열전도도 값의 정밀도를 예측하기 위하여 시뮬레이션을 통한 열전도도 값과 비교하여 보았다. 시뮬레이션 프로그램으로는 Ansys를 사용하였으며, 정상 상태(steady-state) 조건에서 후막으로 제조한 MgO가 단결정(single crystal)이라고 가정하고 복합소재(MgO/Al6061)의 온도 및 열유속의 분포와 거동을 통해 열전도도 값을 예측하여 실제 측정한 값과 비교 분석하였다. |
