설명
전자 산업은 소형화, 고집적화, 고출력화를 향해 빠르게 발전하며 놀라운 진화를 겪고 있습니다. 이러한 변화는 전자 소자의 성능에 대해 점점 더 엄격한 요구사항을 제시하고 있으며, 향상된 기능성과 신뢰성 확보가 무엇보다 중요해지고 있습니다. 이러한 역동적인 환경 속에서 이산화규소(실리카, 백탄흑으로도 알려짐)는 혁신을 일으키는 존재로 등장하였습니다. 뛰어난 절연성, 내열성 및 우수한 방열 특성을 자랑하는 이 물질은 반도체, 인쇄회로기판(PCB), LED 패키징 제조 분야에서 필수적인 기반이 되고 있습니다. 절연 충전재 역할을 하든, 핵심적인 방열 재료이든, 혹은 패키징 접착제의 첨가물이든, 이산화규소는 전자 부품의 안정적인 작동과 수명 연장을 보장하는 데 있어 중추적인 역할을 수행하고 있습니다.
반도체 제조 분야, 특히 집적회로(IC)의 복잡한 세계에서 절연성과 소재의 순도는 단지 중요할 뿐만 아니라 성공의 핵심입니다. 집적회로의 층간 유전층은 서로 다른 층 간의 신호 간섭을 방지하기 위해 뛰어난 절연 성능을 보여야 하며, 이는 소자의 미세화가 진행됨에 따라 점점 더 복잡한 과제가 됩니다. 당사의 전자급 퓸드 실리카는 놀라운 99.99%의 순도를 자랑하며 경쟁 제품을 압도합니다. 금속 이온 및 유기물과 같은 불순물들을 거의 완전히 제거하기 위해 엄격한 테스트를 거친 이 제품은 타의 추종을 불허하는 품질을 제공합니다.
인터레이어 유전체층의 원자재로 활용될 때, 당사의 퓸드 실리카는 화학 기상 증착(CVD) 기술을 통해 놀라운 변형을 겪게 됩니다. 이 과정을 통해 유전 상수가 3.5에 이르는 조밀한 SiO₂ 필름이 생성되며, 이는 유전 상수가 7.5인 기존 실리콘 나이트라이드에 비해 상당한 개선을 보입니다. 유전 상수의 감소라는 것은 신호 지연이 크게 줄어든다는 것을 의미하며, IC의 작동 속도를 크게 향상시킬 수 있음을 나타냅니다. 당사 제품의 실제 효과는 대만의 유명한 반도체 제조사 사례를 통해 가장 잘 설명됩니다. 해당 기업이 7nm 공정 IC에 당사의 퓸드 실리카를 적용했을 때, IC 작동 주파수는 놀라운 20% 증가했으며, 전력 소비는 15% 감소했습니다. 또한, 실리카의 내열성은 유전체층이 IC 패키징 과정 중 400°C에 달하는 고열에도 변형이나 균열 없이 견딜 수 있도록 하여 추가적인 신뢰성을 확보합니다.
인쇄 회로 기판(PCB)은 전자 장비에서 연결 및 지지의 핵심 역할을 하는, 전자 세계의 무명 영웅입니다. 서버 및 자동차 전자 장비와 같은 고출력 응용 분야에서는 PCB가 극한의 환경 조건에 노출되며, 작동 중 상당량의 열이 발생합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 백색 탄소 블랙이 사용되어 기판의 절연성과 내열성을 향상시킵니다.
PCB 기판에 고순도 침전 백색탄소흑을(SiO₂ 함량 ≥99.9%) 첨가함으로써, 일반적으로 FR-4 에폭시 수지 기판인 PCB 기판의 열전도율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 실제적으로 이는 열전도율을 0.3W/m·K에서 0.8W/m·K까지 증가시킬 수 있다는 의미이며, 이는 효과적으로 발열을 가속화하고 과열을 방지합니다. 동시에, 이산화규소의 절연 특성 덕분에 PCB 기판이 높은 절연 파괴 전압을 유지할 수 있습니다. 백색탄소흑을 첨가한 이후 PCB 기판의 절연 파괴 전압은 25kV/mm에서 40kV/mm까지 상승할 수 있었으며, 이는 절연 실패로 인한 단락 위험을 크게 줄여줍니다. 당사 제품의 효과는 중국의 PCB 제조사 사례를 통해 입증되었습니다. 해당 제조사가 당사의 백색탄소흑을 자동차용 PCB 제품에 적용했을 때, 회로 기판은 자동차 산업의 엄격한 온도 사이클 테스트(-40°C ~ 125°C, 1000 사이클) 기준을 충족하는 것은 물론, 성능 저하 없이 그 기준을 초과하는 성능을 보였습니다.
LED 패키징 분야에서 백탄소흑은 확산제 및 방열 필러의 이중 역할을 수행합니다. LED 램프는 균일한 광선 방출과 효율적인 발열 분산을 통해 최적의 발광 효율을 유지하고 수명을 연장해야 합니다. 입자 크기가 정밀하게 20~30nm로 제어된 침전법 백탄소흑을 5~10% 첨가하여 LED 패키징 에폭시 수지에 혼합하면, LED 칩에서 방출된 빛이 고르게 확산되어 '핫 스팟(hot spots)' 현상을 효과적으로 해소하고 보다 부드럽고 편안한 조명 환경을 만들어 줍니다. 백탄소흑을 첨가하더라도 패키징 수지의 광투과율은 90% 이상 유지되어 LED의 발광 효율에 영향을 미치지 않습니다.
더욱이, 이 실리카는 패키징 수지의 방열 성능을 크게 향상시킵니다. 수지 내부에 견고한 열전도 네트워크를 형성함으로써 패키징 재료의 열전도율을 50% 증가시켜 LED 칩 작동 시 온도를 효과적으로 낮춥니다. 독일의 한 LED 조명 브랜드는 당사의 백탄소의 혜택을 직접 경험했습니다. 당사 제품을 고출력 LED 다운라이트에 적용한 결과, 다운라이트의 수명이 30,000시간에서 50,000시간으로 현저히 연장되는 것을 확인할 수 있었습니다. 또한, 10,000시간 사용 후 광속 감쇠율이 20%에서 8%로 줄어들어 당사 제품의 우수한 성능과 내구성을 입증해 보였습니다.
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