고출력 고주파 전송 장치는 자동차 레이더 센서, 5G 통신 장치 및 인프라와 같은 다양한 애플리케이션에서 더 빠른 데이터 전송과 더 스마트한 기능을 구현하기 위해 광범위하게 사용되고 있습니다.
현재 및 차세대 고성능 고주파 디바이스는 더 높은 전력, 더 빠른 데이터 전송, 더 가벼운 무게, 더 작은 크기를 원합니다. 이러한 요구로 인해 크게 증가한 열의 발산과 전송 손실 방지에 대한 우려가 커지고 있습니다.
높은 유전체 강도와 낮은 유전율을 가진 열전도성 유전체 고분자 복합재는 이러한 전자기기의 열 관리 소재로 널리 사용되어 빠른 열 방출을 가능하게 하는 동시에 우수한 전기 절연성과 고주파에서 낮은 신호 손실을 달성합니다.
이러한 유전체 폴리머는 자연적으로 단열성이 있기 때문에 전기 저항을 유지하면서 벌크 열전도율을 개선하려면 컴파운드 공정 중에 폴리머 매트릭스에 세라믹 열 필러를 추가해야 합니다. 세라믹 열 필러의 유전체 특성은 충전된 폴리머 복합재의 높은 유전체 강도와 낮은 유전 상수를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
아래 표에서 볼 수 있듯이 유전체 열전도성 폴리머 복합재 개발에 사용되는 모든 일반적인 세라믹 열 필러 중에서 고순도 결정질 육방정 질화붕소(h-BN)와 실리카는 유전체 상수를 가진 유일한 두 가지 세라믹 필러입니다. <4. 따라서 두 가지 모두 고주파 응용 분야용 폴리머 기반 열 관리 재료의 열 필러로 널리 사용되고 있습니다. 차세대 고주파 디바이스의 향상된 성능(전력)과 더 높은 집적 밀도로 인해 필연적으로 전력 밀도가 높아져 좁은 공간 내에서 방출해야 하는 열이 크게 증가합니다. 열전도율이 가장 높고 전기 저항률이 가장 높으며 경도가 가장 낮은 고순도 h-BN 분말은 이제 고주파 환경에서 사용되는 고성능 열 관리 재료에 가장 매력적인 열 필러로 자리 잡았습니다.
| 일반 속성 | BN | AIN | AI2O3 | SiO2 | ZnO |
|---|---|---|---|---|---|
|
열 전도성(W/m-K) |
300* |
260 |
30 |
1.4 |
54 |
|
비열(J/kg-K @ 25°C) |
800 |
730 |
800 |
690 |
520 |
|
이론적 밀도(g/cc)
|
2.2
|
3.2 |
4.0 |
2.2
|
5.6 |
|
Dielectric Constant |
3.9 |
8.8 |
9.7 |
3.8 |
9.9 |
|
체적 저항률(옴-cm) |
1015 |
1014 |
1014 |
1014 |
1014 |
|
열팽창 계수(ppm/K) |
<1 |
4.4 |
6.7 |
<1 |
<1 |
|
모스 경도 |
2 |
7 |
9 |
6 |
5 |
* 결정면에서의 열 전도성
