본 기술이전은 기존의 silver paste를 대체하여 Hybrid Cu Paste를 적용하여 제작하며 세라믹 기판을 대체하여 열전도도가 높은 실리콘 기판을 적용하였다.
o 기존 열전냉각모듈에서는 열전모듈 내부의 전극을 본딩할 때 2가지 본딩 소재 및 본딩 공정을 수행하는 반면에 당연구원의 하이브리드 구리 페이스트를 적용한 열전냉각 모듈의 경우 1가지 본딩 소재 및 본딩 공정을 통하여 열전냉각모듈 제작이 가능해 ㈜경동원에서 그 기술을 이전받아 개발을 원하고 있음.
o 기술이전을 원하는 기업체의 경우 당연구소의 열전냉각모듈 및 향후 방열 관련 사업에 적용할 수 있는 수준의 기술 개발을 원하고 있어 이에 대한 대응이 필요한 실정임.
o 따라서 본 기술이전의 대상은 상용화를 위한 하이브리드 구리 페이스트 적용 기술, 열전냉각모듈 제작 기술, 열전냉각모듈 성능평가 결과까지를 포함하고자 함.
o 본 기술이전을 원하는 대상 기업의 경우 전력 모듈을 위한 접합 소재 개발 및 공정이 주된 사업인 기업이며 냉각 모듈 및 방열 기술에 대한 관심이 많으며 추후 열전냉각모듈 및 광모듈용 열전냉각모듈 기술 개발을 진행하고자 함.
본 열전냉각모듈 제작 방법은 기존의 silver paste를 대체하여 Hybrid Cu Paste를 적용하여 제작하며 세라믹 기판을 대체하여 실리콘 기판을 적용하였다.
o 현재 시판되는 열전냉각모듈에서 많이 사용되고 있는 도전성 접착 소재인 Ag 페이스트의 경우 최근 귀금속 소재 가격이 급격하게 상승하여 적용 시스템의 가격 상승을 초래하는 원인을 제공함.
o 그림 1에서 나타낸 바와 같이 고가의 Ag 페이스트 대체용으로 개발한 저가의 하이브리드 구리 페이스트는 구리 분말, 솔더 분말 그리고 고분자 수지의 혼합으로 경화 공정 후 도전 접착 소재의 특성을 나타냄.
o 기존 열전냉각 모듈에서는 세라믹 기판위에 Ag 페이스트를 이용하여 1차 패턴형성 공정을 수행한 후 2차로 솔더 페이스트를 이용하여 다시 프린팅한 후 금속 전극을 본딩함.
o 제안하는 열전냉각 모듈 제조 방법에서는 하이브리드 구리 페이스트를 1회 프리팅한 후 금속 전극을 본딩하게 됨.
o Ag 페이스트의 경우 고가이며 고온에서 2시간 이상의 긴 curing 시간을 가지는 반면에 하이브리드 구리 페이스트를 적용할 경우 10분의 짧은 curing 시간으로 제작이 가능함.
하이브리드 구리 페이스트 및 실리콘 기판을 이용한 열전냉각모듈 제작 기술
- 하이브리드 구리 페이스트를 이용한 프린팅 공정 및 경화 공정 기술
- 실리콘 공정을 이용한 TEC 기판 설계 및 공정 기술
- 열전냉각소자 본딩 공정 기술
o 적용분야: 열전냉각모듈
o 기대효과: 기존 고가의 Ag 분말을 사용한 열전냉각모듈 시장 대체