화학뉴스

Mitsubishi Chemical(MCH)이 파워반도체 투입용 방열소재 시장에 진출한다.
MCH는 열전도율이 높고 수지와 복합해 사용하는 질화붕소(Boron Nitride)를 개발했으며 2016년 본격 사업화할 계획이다.
반도체 모듈은 방열기기의 히트싱크 위에 설치할 때가 많아 종방형의 열을 방출하는 성능이 요구돼 왔다.
질화붕소는 판 형태를 띄고 있는 기본 소재에 비해 병행으로 열을 방출시키는 성능이 뛰어난 반면 종방형으로는 방출능력이 다소 떨어지는 것으로 평가되고 있다.
하지만, MCH가 개발한 육방형 질화붕소는 소판형으로 제조한 후 결정 조각을 만들어 구형으로 응축시키는 제조기술을 응용함으로써 열을 다양한 방향으로 전달 가능한 것으로 알려졌다. 열 전도율도 70W/(m·K)으로 일부 금속과 비슷한 수준을 실현했다. 
입자크기는 수마이크로미터에서 100마이크로미터 수준으로 제어가 가능하고 응집 후 구조가 쉽게 무너지지 않는 것이 특징이다.
MCH는 해당 질화붕소를 파일럿 생산하고 있으며 2016년 양산화할 예정이다.
또 질화붕소와 에폭시수지(Epoxy Resin)을 중심으로 매트릭스 수지를 혼합시키는 절연‧방열수지 컴포지트 판매도 계획하고 있다.
MCH는 복합수지에 질화붕소를 절반 가량 배합해 열전도율을 20W로 향상시키는데 성공했다.
기존 수지 컴포지트의 열전도율은 5-10와트에 불과했으니 질화붕소를 접목함으로써 파워 반도체가 요구하는 성능을 충족시킬 수 있게 됐다.
전기자동차(EV) 탑재용 배터리, 풍력발전 변환기 탑재용 반도체 소자, 산업기기 파워반도체용으로 채용을 제안하고 있다.
파워반도체는 고열에 따른 성능 저하가 우려되면서 방열소재를 적극 채용하고 있다.
기존 방열소재인 세라믹은 기계가공과 대형화가 어렵지만 복합수지는 필름, 시트 등으로 가공이 용이하고 반도체의 설계자유도를 높일 수 있는 것으로 평가되고 있다.
MCH는 2020년까지 질화붕소를 비롯한 방열소재 사업의 매출액을 수십억엔 수준으로 육성할 방침이다.
방열부품 관련 시장규모는 약 2000억엔 수준으로 앞으로 파워반도체 보급이 확산되면 2020년 3000억엔으로 1.5배 성장할 것으로 기대되고 있다.
질화붕소는 Denka, Tokuyama, Showa Denko 등도 생산하고 있으며 각 생산기업들은 파워반도체 등 성장분야 개발에 주력하고 있다. (K)