▲ 파워 모듈의 이미지 (출처 : 히타치 금속).

히타치금속이 파워모듈 냉각기구의 소형화, 저비용화가 기대되는 파워모듈형 고 열전도 질화규소 기판을 개발하고 양산에 나선다.

히타치금속 주식회사는 지난 13일 하이브리드 전기 자동차, 철도 차량, 산업 기기에 탑재되는 파워 모듈용 고 열전도 실리콘 질화물(Si3N4) 기판에 성공했으며 2019년 양산을 시작할 것이라 밝혔다.

전력 변환 및 제어의 고효율를 도울 파워모듈은 전기자동차·하이브리드 전기 자동차를 비롯해 철도 차량, 산업 기기의 모터 제어 부재로 급속하게 보급이 진행중이다.

파워 모듈에 사용되는 절연 기판은 절연성뿐만 아니라 전력 반도체에서 나오는 열을 효율적으로 전달하고 열전도율과 온도 변화에 의해 발생하는 응력에 견딜 수 있는 높은 기계적 특성이 요구된다.

또한 향후 차세대 파워 반도체로서 SiC 반도체의 채용이 진행될 것으로 예상되고 있으며, 절연 기판이 높은 열전도율 기계적 특성에 대한 요구가 강해질 경향이 있다.

이에 히타치금속은 축적된 질화물계 세라믹스 재료기술과 제조 프로세스를 통해 높은 열전도율과 기계적 특성을 가진 질화규소 기판을 개발했다.

열전도율은 130W/m·K로 기존제품인 Si3N4 (90W/m·K), 질화알루미늄기판(180W/m·K), 산화알루미늄 기판(24W/m·K)보다 높다. 굴곡특성 또한 700MPa를 유지한다.

히타치금속은 개발품을 통해 파워모듈의 냉각기구의 소형화, 저비용화를 도울것이며 SiC 반도체의 채용에 의한 고온 동작화 대응에 나설 예정이다.

한편, 히타치 금속은 고객의 요구에 대응하는 다양한 상품의 확충, 생산 능력 증강, 판매 체제 강화 등 성장 전략을 실행해 2025년도까지 질화 실리콘 기판 사업의 매출 규모를 2016년 보다 5배 증가 시킨다는 계획이다.