전기차용 고방열·고내열 에폭시 기반 무가압 Ag 소결 접착제 응용 전력반도체 접합 기술

초록

이 연구는 저온 소결이 가능한 전도성 에폭시 기반 Ag sinter 접착제를 설계하고 폴리실세스퀴옥산 및 Ag에 친화적인 화합물을 적용하여 낮은 Ag 함량에서도 우수한 소결특성을 확보하는데 집중 조명한다. 이 접착제의 최적화를 위해 glycicyl ether 계 및 엘라스토머를 활용하여 소결 거동을 제어하고, 우수한 열적, 전기적 물성을 확보하도록 설계가 이루어졌다. 소결 공정은 약 250°C 이하의 저온 프로파일에서 수행되었으며, 접합부의 미세구조적 연속성과 전기적, 열적 물성을 목적함수로 공정 조건이 최적화되었다. 그 결과, 최적화된 소결 접착제는 우수한전기적 물성(0.13 Ω/sq), 열전도도(199 W/m·K)를 확보하였다. 또한, 이를 대면적 칩(5 mm × 5 mm)에 적용시 우수한 접합 강도(20 kgf 이상) 를 달성하였으며, 열충격 시험(-40~+125°C, 1,000 cycle) 이후에도 접합부의 열화가 없는 접합소재의 탁월한 신뢰성이 검증 되었다. 이는 저온 공정 기반 무가압 Ag sinter 접착제가 전기차용 화합물 반도체 기반 파워디바이스 패키징에서 기존 솔더를 대체할 수 있는 잠재력이 있음을 보여준다.

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