KCC가 생산하는 다양한 DCB 제품들. [회사 제공]

KCC가 열전도도를 기존 제품 대비 6배 이상 향상시킨 세라믹 기판 ‘고강도 질화알루미늄(H-AlN) DCB’ 독자 개발에 성공했다.

최근 자동차, 산업기기, IT인프라, 신재생 에너지 등 차량용 및 산업용 시장에서 고성능 전기전자 부품의 수요가 급증하며 이에 적용되는 파워모듈 반도체의 고기능화 속도도 빨라지고 있다.

KCC는 기존 세라믹 기판의 재료로 가장 널리 사용되던 알루미나(Al2O3)를 대신해 질화알루미늄(AlN)을 기반으로 한 향상된 기판을 개발했다. ‘H(High Strength)-AlN DCB’는 질화알루미늄 세라믹의 특징인 높은 열전도도에 더해 제품 강도를 향상시켜 내구성을 강화했다.

질화알루미늄 세라믹을 기반으로 한 H-AlN DCB는 알루미나 기반 DCB제품 대비 열전도도가 6배 이상. 열전도도가 높은 소재일수록 열에너지 방출이 뛰어나다.

고전력 사용 환경에서 발생하는 열을 빠르게 배출함으로써 반도체 소자가 효율적으로 오랜 시간 작동할 수 있도록 한다. 여기에 강도까지 개선돼 알루미나 DCB보다 더욱 단단한 고강도 물성을 확보했다고 회사 측은 설명했다.

DCB(Direct Copper Bonding)는 중간층 형성 없이 세라믹에 구리를 직접 접합한 기판. 열을 내보내는 방열 성능이 우수한 세라믹을 기반으로 해 금속이나 플라스틱 소재 기판을 적용하기 어려운 고전압·고전류 반도체 환경에 주로 사용된다. 특히 주요 전기전자 부품에 탑재돼 전류, 전압 등 전력을 제어하는 파워 모듈 반도체에서 핵심적인 역할을 한다.

KCC 측은 “4년여 노력 끝에 H-AlN DCB를 개발에 성공했다. 특히 개발 과정에서 최적의 배합비를 찾는 데 많은 공을 들였다”며 “현재 유수의 글로벌 기업들로부터 양산 품질승인을 받아 제품을 공급하고 있다. 평가용 샘플을 요청하는 고객도 늘어나 신규 샘플 제출도 활발히 이뤄지는 중”이라고 전했다.

KCC는 또 고객이 H-AlN DCB를 적용한 신규 프로젝트 진행 시 고객의 생산 조건에 최적화할 수 있는 공정 개발도 함께 제공할 계획이다.

유재훈 기자