방열소재 시장과 기술동향

Ⅰ. 서론 1

Ⅱ. 방열소재 개요 3

1. 방열소재의 정의 및 원리 3
2. 방열소재의 종류 5
1) 고분자/금속 복합재료 6
2) 세라믹 복합재료 11
3) 탄소복합재료 29

Ⅲ. 방열소재 활용분야 66

1. 자동차 66
가. 자동차용 방열소재 시장동향 66
나. 자동차용 고방열 탄소/고분자 복합소재 기술동향 69
다. 자동차용 방열 재료의 기술동향 70
2. LED 패키징 73
가. LED용 방열소재 기술동향 74
나. LED 시장현황 76
3. 전자패키징 78
가. 스마트폰 방열소재기술 78
나. 전자패키지용 고방열 융복합 신소재 81

Ⅳ. 결론 85

참고문헌 86

부록 87

<표 차례>

표 1. 금속복합소재 시장현황 및 전망, (Metal Matrix Composites / 단위, 백만 달러) 10
표 2. 질화알루미늄 개발품과 기존제품의 비교 15
표 3. 반도체 공정장비용 질화알루미늄 국내 기술개발 현황 18
표 4. 해외 주요국의 질화알루미늄 기술개발현황 19
표 5. 해외 주요국의 질화규소 기술 개발 현황 28
표 6. 탄소 나노튜브의 특성 38
표 7. 탄소나노튜브의 세계 시장 규모 41
표 8. 탄소나노튜브의 분류 45
표 9. 국내 탄소나노튜브 기업 기술개발 동향 47
표 10. 국외 탄소나노튜브 기업 기술개발 동향 47
표 11. 방열소재의 적용분야별 요구특성 및 MTCC기술비교 63
표 12. 전자 소자의 고장 원인 66
표 13. 자동차용 탄소/고분자 복합소재 방열소재 부품시장 규모 및 전망(단위: 억 원) 66
표 14. 탄소소재 재료의 열전도도, 열방사율 비교 68
표 15. 고분자 기반 방열 복합소재 소재별 열전도도 (단위:　W/m,k) 70
표 16. 질화물계 물질의 특징 82

<그림 차례>

그림 1. 열전달 메커니즘과 각 기구별 주요인자, 출처: 신소재경제신문 3
그림 2. 방열의 원리 출처: LG 디스플레이 4
그림 3. 방열에 이용되는 소재의 열전도도 비교 5
그림 4. 고분자 방열 복합소재 구성성분 6
그림 5. PP/Cu 복합재료의 전기전도도 7
그림 6. 금속복합소재 응용분야 및 관련 산업, (중소기업청, 2014) 9
그림 7. LED, 전력반도체 패키지용 핵심방열소재 기술 12
그림 8. Si3N4 기판과 AlN 기판의 열저항 비교 13
그림 9. 질화알루미늄의 결정구조 및 특성, (cerazine) 14
그림 10. 기존 질화알루미늄(왼쪽)과 새로 개발한 질화알루미늄 소재 단면도 15
그림 11. 질화알루미늄 소재의 디바이스 기판 및 반도체 공정장비 응용사례 16
그림 12. 질화알루미늄(AlN)으로 만든 제품, (CeramTec) 17
그림 13. 알루미늄, 질화알루미늄, 질화규소의 열전도도-강도 비교, 20
그림 14. 파워디바이스의 전력 밀도별 응용분야 21
그림 15. 세라믹기판/동방열판 회로기판구조 22
그림 16. 절삭공구용 질화규소 24
그림 17. 자동차부품용 질화규소 25
그림 18. 탄소 복합소재를 이용한 다양한 방열 응용부품 및 활용제품 29
그림 19. 그라파이트 생산과정 30
그림 20. 그라파이트시트의 열전도 특성 30
그림 21. 그라파이트의 열전도방향 31
그림 22. 그라파이트 시트의 종류 32
그림 23. 그라프텍의 그라파이트시트 32
그림 24. PGS 그라파이트 시트 33
그림 25. 가네카의 그라파이트 시트 34
그림 26. 그라파이트 특허출원 동향 35
그림 27. 한국 특허출원동향 36
그림 28. 방열시트의 구조 37
그림 29. 탄소나노큐브 구조 37
그림 30. 전자, 에너지 및 환경분야에서의 CNT적용 연구개발 사례 39
그림 31. 탄소나노튜브의 세계시장 규모 및 생산능력 전망 42
그림 32. 흑연과 그래핀의 상관관계 49
그림 33. 그래핀 및 탄소 동소체의 개념 50
그림 34. 그래핀의 우수한 물리적 특성 50
그림 35. 그래핀 응용기술 및 차세대 소프트 일렉트로닉스 기술 52
그림 36. 그래핀의 응용분야 52
그림 37. 그래핀 응용기반 유연 전기/전자/에너지 소자 시장전망 54
그림 38. 그래핀 세계시장 규모 55
그림 39. 그래핀 세계시장 점유율 전망 56
그림 40. 기계적박리법 모식도 58
그림 41. 화학증착법 모식도, 출처: 2011 그래핀워크샵(지식경제부) 59
그림 42. 화학적박리법 모식도 60
그림 43. 습식공정기반 고품질 박리그래핀 대량제조 및 페이스트 기술(KERI) 61
그림 44. 절연성 방열코팅재 64
그림 45. 절연성 방열코팅재 활용 64
그림 46. 전자 소자의 고장 원인 (그래프) 66
그림 47. 고분자 기반 방열 복합소재 구성 성분 69
그림 48. LED 방열 개념도, 출처: 전자신문, 2011 73
그림 49. LED 방열 개념 75
그림 50. 국내 LED시장 규모 76
그림 51. 고효율 방열시트 78
그림 52. 갤럭시S7 쿨링시스템, 출처: K BENCH, 2016.4.15 79