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이형순 교수

소속기관 중앙대학교 기계공학과

선정연도 2019년

연구실 홈페이지

다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질을 이용한 고발열 전력반도체 임베디드 열관리 기술 개발

다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질을 이용한
고성능 전력반도체용 임베디드 열관리의 핵심요소 기술 개발


□ 연구목적 및 목표
- 본 연구는 고성능·고발열 전력반도체에서의 에너지 관리 및 제어를 위한 열관리 기술 개발 연구로, 기존 열관리 소재의 한계를 극복하는 열적 메타 소재의 원천기술을 확보함으로써 고성능·고발열 전력반도체에서의 과열현상이나 전력효율문제에 관한 기술적인 현안들을 해결하고자 함.

 

 

그림 1 다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질 기술 개발

 

□ 연구의 필요성
- 전통적인 열관리 기술은 고전자이동도 트랜지스터(HEMT) 등 새로운 소자기술에 기반한 전력반도체의 스위칭 및 전도 손실에 따른 온도상승과 이로 인한 신뢰성 및 내구성 저하 문제를 해결하기 어려움. 따라서 효과적인 열관리 기술이 고성능 전력반도체를 위한 핵심 요소 기술로 여겨지고 있으나 관련 국내 연구는 매우 제한적인 실정임. 

 

□ 기존과 차별성 및 임팩트
- 기존 전력반도체에서의 열관리는 히트싱크를 이용한 공랭식 및 수랭식 방식이 있으나 고성능 반도체에서의 높은 발열량을 방열하기에는 턱없이 낮은 열전달 성능을 가짐. 
- 최근 베이스플레이트에 직접 냉각을 위한 유로를 제작하는 임베디드 쿨링 방법으로 발열문제를 개선 중이나 낮은 수평 열전도도 및 온도 불균일성으로 신뢰성문제가 야기되고 있음. 
- 본 연구에서 제안하는 새로운 소재와 구조를 이용한 열관리는 원천기술 확보가 가능하다면 기존대비 적은 에너지를 사용하면서 훨씬 높은 방열성능을 기록할 수 있을 것으로 기대됨.

다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질을 이용한 고성능 전력반도체용 임베디드 열관리의 핵심요소 기술 개발 □ 연구목적 및 목표 - 본 연구는 고성능·고발열 전력반도체에서의 에너지 관리 및 제어를 위한 열관리 기술 개발 연구로, 기존 열관리 소재의 한계를 극복하는 열적 메타 소재의 원천기술을 확보함으로써 고성능·고발열 전력반도체에서의 과열현상이나 전력효율문제에 관한 기술적인 현안들을 해결하고자 함.     그림 1 다공성 다이아몬드 기반 열적 메타물질 기술 개발   □ 연구의 필요성 - 전통적인 열관리 기술은 고전자이동도 트랜지스터(HEMT) 등 새로운 소자기술에 기반한 전력반도체의 스위칭 및 전도 손실에 따른 온도상승과 이로 인한 신뢰성 및 내구성 저하 문제를 해결하기 어려움. 따라서 효과적인 열관

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