▲ 27일 산업교육연구소가 '첨단기기 핵심과제-고방열, 고내열성, 및 전자파 차폐재, 흡수재 기술분석과 시장전망 세미나'를 개최했다..

발생하는 열과 전자파 등을 잡기 위한 소재에 대한 수요가 반도체·자동차·LED조명시장을 중심으로 늘고 있는 가운데 탄소나노소재·불소수지 등을 활용한 복합소재 개발이 확대될 전망이다.

산업교육연구소(www.kiei.com)가 27일 서울 여의도 한국화재보험협회 1층 강당에서 ‘첨단기기의 핵심과제-고방열·고내열성 및 전자파 차폐재, 흡수재 기술분석과 시장전망 세미나’를 개최했다.

이번 세미나는 첨단기기의 소형화·고기능화 추세로 인해 저전력 설계 및 방열·전자파 차폐 문제 해결이 중요해진 가운데 차세대 발열 방지기술 기반의 고방열성, 고내열성 관련소재 및 산업동향 분석과 전자파 차폐재 및 흡수재의 국내외 산업동향과 기술 등을 비롯해 각 분야 및 소재별 기술개발을 점검하고 응용·적용 사례 관련 정보를 공유하기 위해 마련됐다.

이날 ‘고방열성 수지 소재 및 복합소재의 기술개발동향과 산업동향’에 대해 발표한 전자부품연구원 박성대 박사는 세계 방열소재 시장이 2011년 3조3,561억원에서 2017년 4조6,409억원으로 약 38.3% 성장할 것으로 전망했다. 또 필러기판소재 시장은 3,124억원에서 3,872억원(23.9%), 방열시트 시장은 1,837억원에서 2,101억원(14.4%), AIN기판 시장은 1,287억원에서 2,585억원으로 규모가 확대될 것으로 내다봤다.

또한 스마트폰·LED조명·노트북 등에 주로 쓰이는 방열시트·열전도성 접착제·방열젤 등 열전도 소재(TIM, Thermal Interface Material)들은 △열전도율 △밀착성 △내열성 △가공성 △난연성 등에서 뛰어나야 시장에서 경쟁력을 가질 것이라고 말했다.

‘고방열성, 고내열성 불소수지 기술개발동향과 응용사례 및 발전방향’에 대해 발표한 한국3M 이경원 박사는 “최근 방열소재에 대한 문의가 많이 들어온다”며, 불소수지의 장단점과 산업 활용에 대해 설명했다.

그는 “사람들이 오해하는 것이 불소수지의 방열성”이라며, “사실 불소수지의 방열성은 거의 제로에 가까우며, 가격·가공성에서도 제약이 있다. 이 때문에 어플리케이션에 단독으로 사용되기 보다는 복합재로서 주로 응용되며, 내열성·내화학성·난연성 등이 우수해 향후 활용 가치는 매우 크다”고 말했다.

특히, “불소수지에 속하는 PTFE(PolyTetraFluoroEthylene)·PFA(PerFluoroAlkoxy)·ETFE(EthyleneTetrafluoroEthylene) 등은 자동차·반도체 등에 적용이 계속 확대되고 있는데, 이는 불소수지의 내화학적 특성이 우수하기 때문”이라고 밝히며, 최근에는 2차전지 등에 점차 적용되고 있다고 덧붙였다.

이어서 ‘탄소나노소재 기반의 고방열 복합소재 기술개발현황과 응용사례’를 주제 발표한 한국과학기술연구원 양철민 박사는 “현재 다양한 형태의 열전도성 필러를 복합화해 열전달 네트워크를 효율화하는 연구가 활발하다”며, “요즘 자동차·전자기기 등에 적용이 활발한 탄소섬유·유리섬유 등과 같은 열전도성 고분자 복합소재는 금속에 비해 방열 특성이 낮지만, 경량성·플라스틱 제품과의 호환성·가공성·저비용 등의 장점이 있다”고 소개했다.

또 필러의 소재로서 탄소섬유·CNT·그래핀 등 탄소계와 금속계 그리고 알루미나·실리카와 같은 세라믹계 필러를 언급하며, 세라믹계 필러는 고열전도성에 절연성도 높지만 가격이 비싸 활용에 제약이 있다고 말했다.

한편, 대표적 탄소소재 열전도성 필러로 피치계 CFRP(탄소섬유강화플라스틱)를 꼽으며, 피치계 소재는 범용인 PAN(PeroxyAcetylNitrate)계 보다 열전도도가 높아 고열에서 발화 가능성이 낮기 때문에 안전성에서 우위에 있다고 말했다.