열전도율 및 열 방출을 위한 탄화규소 분말
탄화규소(SiC) 분말은 열전도성 충전재 및 방열재에 널리 사용되는 고급 분말입니다. 주요 성능 특성은 높은 열전도율, 낮은 열팽창률, 높은 안정성, 우수한 절연성 및 용이한 충전성에 집중되어 있으며, 구체적인 내용은 다음과 같습니다.
1. 알루미나를 훨씬 능가하는 높은 열전도율
– 이론적인 열전도율은 200~490 W/(m·K)에 달할 수 있습니다(결정 형태에 따라 약간의 차이가 있으며, 알파상 탄화규소의 열전도율이 베타상보다 높습니다).
– 실제 적용에서 충전재로 사용될 때, 그 열전도율은 알루미나(Al₂O₃)보다 훨씬 높습니다. 동일한 충전재 함량에서 복합재료의 열전도율 향상은 더욱 두드러집니다.
2. 낮은 열팽창 계수, 반도체/세라믹과의 우수한 호환성
– 선팽창 계수는 약 3.5–4.5 × 10⁻⁶/℃입니다.
– 실리콘 칩, 세라믹 기판, 알루미늄 실리콘 카바이드(AlSiC) 패키징 쉘과 유사합니다. 열 응력이 낮고 열 충격 저항성이 뛰어나며 열 순환으로 인한 균열 발생 가능성이 낮습니다.
3. 매우 뛰어난 화학적 안정성 및 고온 저항성
– 800℃ 이상의 고온에서도 분해나 열화 없이 구조적 안정성을 유지합니다.
– 산성 및 알칼리성 물질에 대한 내성이 뛰어나고 산화에 강하며, 고온에서도 수지나 금속과의 유해한 계면 반응을 일으키지 않습니다. 따라서 고온의 열 방출 및 고출력 장치 환경에 적합합니다.
4. 전기 안전에 영향을 미치지 않으면서 우수한 전기 절연성을 제공합니다.
– 고순도 SiC 분말은 체적 저항률이 높아 반절연/절연 충전재로 분류됩니다.
– 절연 성능을 저하시키지 않으면서 열전도율을 향상시킵니다. 따라서 SiC 분말은 절연 열전도성 접착제, 열전도성 패드 및 포팅 컴파운드에 사용하기에 적합합니다.
5. 높은 경도와 내마모성으로 장기간 작동 조건에 적합합니다.
– 모스 경도는 약 9.5로 다이아몬드와 비슷합니다.
– 이 소재는 내마모성 및 내식성이 뛰어나 고출력, 고신뢰성 방열 구조 및 코팅에 적합합니다.
요약하자면, 열 방출 분야에서 SiC 분말의 핵심적인 장점은 높은 열전도율, 낮은 열팽창률, 고온 저항성, 절연성, 안정성 및 높은 충진 용량입니다. SiC 분말은 고출력 전원 공급 장치, 신에너지 자동차 전자 제어 장치, IGBT, 광 모듈 및 고급 전자 패키징과 같은 분야에서 알루미나를 대체하거나 함께 사용할 수 있는 고성능 열전도성 충진재입니다.
