구형 입자 결속력 강화 소재도
기존 특성 유지한 채 열전도도 400% 향상
한국세라믹기술원(원장 정연길)은 이승협·윤경호 연구팀이 산업부 출연연구사업과 과기정통부 한국연구재단 국가핵심소재연구단 플랫폼형 사업 지원을 받아 판 형태 나노 입자를 초미세 크기로 구형화하는 공정기술을 개발했다고 10일 밝혔다.
반도체 3D 패키징, 마이크로 LED 등 소자·부품 미세화와 기술 고도화에 따라 패키징 미세화 공정이 점점 중요해지고 있다. 기존 패키징이 수십 마이크로미터(㎛) 크기까지 다뤘다면 차세대 패키징은 수㎛ 크기 소재에 대응할 수 있어야 한다.
연구팀이 개발한 기술은 기존 판 형태 나노입자를 균일하고 미세한 구형 입자로 성형하는 공정이다. 이와 함께 성형한 구형 입자의 결속력을 강화하는 소재도 개발했다.
개발한 공정기술을 이용해 패키징 소재인 판상형 육방정계 질화붕소(h-BN, hexagonal Boron Nitride) 나노 플레이크를 5㎛ 이하 크기 구형 입자로 성형하는데도 성공했다.
성형한 구형 입자는 패키징 또는 접합용 고분자 수지와 복합화할 때, 열화 문제 없이 열전도도가 400%까지 높아졌다.
이승협 선임연구원은 “반도체 적층 패키징, 마이크로 LED 디스플레이 등 초미세 접합이나 패키징에 필요한 공정기술 문턱을 넘었다”며 “개발 기술은 전기·전자디스플레이 뿐만 아니라 전기차, 파워반도체 등 다양한 분야에 응용할 수 있다”고 말했다.
이 연구 성과는 ACS 어플라이드 엔지니어링 머티리얼즈(ACS Applied Engineering Materials) 표지논문으로 최근 게재됐다.
진주=임동식기자 dslim@etnews.com
