2026-01-30
전자 기기가 작아지고 강력해짐에 따라 열은 성능의 적이 되었습니다. 전통적인 열 관리 재료인 알루미나 세라믹, 폴리머 및 절연층이 있는 금속은 현대적인 전력 밀도를 따라잡기 위해 고군분투하고 있습니다.
바로 질화알루미늄(AlN)입니다. 이는 전통적인 세라믹의 전기 절연성과 금속의 열 전도성을 결합한 세라믹 재료입니다.
질화알루미늄이 전통적인 기판 재료와 어떻게 비교되는지 살펴보세요:
| 재료 | 열 전도성(W/m·K) | 전기 절연 | 실리콘과의 CTE 일치 |
|---|---|---|---|
| 질화알루미늄 | 170 - 230 | 우수 | 우수 |
| 알루미나(96%) | 24 - 28 | 우수 | 좋음 |
| 구리 | 398 | 전도성 | 나쁨 |
| 산화베릴륨 | 250 - 300 | 우수 | 좋음 |
| 표준 PCB | 0.3 - 0.4 | 좋음 | 나쁨 |
질화알루미늄은 독성 문제 없이 산화베릴륨에 가까운 열 성능을 제공하며, 실리콘과 매우 유사한 열팽창 계수를 제공합니다.
산업 시설용 고천장 LED 조명 제조업체는 중요한 문제에 직면했습니다. 드라이버와 LED에서 너무 많은 열이 발생하여 조기 고장이 발생하고 있었으며, 사용 중인 알루미늄 PCB는 민감한 전자 장치를 보호하기에 충분히 빠르게 열을 발산하지 못했습니다.
엔지니어링 팀은 가장 중요한 열 관리 레이어에 질화알루미늄 기판을 선택하기 전에 여러 솔루션을 평가했습니다.
전통적인 절연 금속 기판(IMS)을 직접 접합된 질화알루미늄 세라믹 레이어로 교체함으로써 다음과 같은 결과를 달성했습니다:
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접합 온도 40% 감소고출력 LED의
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열 폭주 제거드라이버 회로의
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수명 연장25,000시간에서 100,000시간 이상으로
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더 높은 전력 밀도더 작고 비용 효율적인 조명 기구 가능
핵심은 질화알루미늄이 반도체 접합부에서 열을 전도하는 동시에 회로 요소 간의 완벽한 전기적 절연을 유지하는 능력이었습니다.
전력 전자: 전기 자동차 인버터 및 충전 스테이션은 작동 중에 엄청난 열을 발생시킵니다. 질화알루미늄 기판은 더 작은 패키지에서 더 높은 전력 밀도를 가능하게 합니다.
RF 및 마이크로파: 고주파에서 재료의 낮은 유전 손실은 5G 기지국 구성 요소 및 레이더 시스템에 이상적입니다.
레이저 다이오드: 산업용 레이저용 펌프 다이오드는 공격적인 냉각이 필요합니다. AlN 서브마운트는 반도체 CTE와 일치하면서 필요한 열 경로를 제공합니다.
전력 전자, RF 구성 요소 또는 고휘도 조명을 설계하는 경우 질화알루미늄은 신중하게 고려해야 합니다. 이 재료는 알루미나보다 초기 비용이 높지만, 더 작은 방열판, 더 높은 신뢰성 및 더 큰 전력 밀도와 같은 시스템 수준의 이점은 종종 더 낮은 총 소유 비용으로 이어집니다.
질화알루미늄 설계 가이드 다운로드를 통해 이 고급 세라믹을 다음 프로젝트에 통합하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.
