[일신기술] 공소성 세라믹이란?

출처: 픽사베이

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5G 생태계를 주도하려는 IT 업계의 경쟁이 나날이 치열해지고 있습니다.

5G 칩셋은 기존에 사용하지 않던 주파수 대역을 지원해야하는데, 이를 위해 많은 기업들이 새로운 RF 소자를 개발 중에 있습니다.

 

이 중 저손실 소재에는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 액절폴리머 (LCP), 저온 동시소성 세라믹스 (LTCC)가 있으며

PTFE는 내화학성과 내열성이 높고 유전율이 낮아 5G 통신케이블, 안테나, 필터 등에 적합한 소재입니다.

LCP는 액정과 플라스틱의 특성을 동시에 지녀 폴리이미드(PI)보다 성형 가공에 유리하고 유전성이 낮아 고속·고주파 설계에 적합합니다.

LTCC 소재는 기판에 전기 전도성이 높은 은과 구리 회로를 3D 다층 구조로 제작할 수 있게하며 아이디테크이엑스에 따르면 저손실 소재 시장은 2031년까지 1억 1,000만 달러를 달성하고, 26년부터 31년까지 연 평균 28% 성장할 전망이라고 합니다.

 

여기서 말하는 LTCC에 대해 설명드리겠습니다.

 

 

출처: 픽사베이

저온 동시소성 세라믹스(LTCC)란?

 

LTCC는 Low-temperature의 LT와 Co-fired ceramic의 CC가 합쳐진 단어로, LT는 낮은 온도를 의미하고 CC는 동시에 굽는다는 의미를 가지고 있습니다.

소결 온도가 1,000℃(1,830℉) 미만인 공소성 세라믹을 뜻하며, 유리성 세라믹에 추가하면 더 낮은 소결온도로 적용이 가능하여 융해 온도를 낮출 수 있습니다.

 

금속의 높은 전도성과 절연체 소재의 절연 특성이 우수하게 유지될 수 있어야하는데 LTCC는 PCB가 구현하지 못하는 회로는 물론 캐패시터와 같은 부품을 기판 소성시에 한번에 구현할 수 있습니다.

캐패시터는 금속과 절연체 물질로 이루어져있어 아주 단순한 구조를 가지고 있어 세라믹 기판 소성시에 금속 및 절연체 소재를 함께 소성하기에 캐패시터와 같은 부품을 기판에 내장된 형태로 가공할 수 있습니다.

여기에 더해 전력 소모도 뛰어나고 신호의 소실도 적은 특장점을 가지고 있습니다.

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Co-fired 세라믹 기판은 고온에서도 만들 수 있지만 고온에서 만들기에는 기판에 새기는 금속 소개의 종류가 한정됩니다.

일반적으로 텅스텐이나 몰리브데늄과 같이 녹는 점이 높은 금속 소재를 이용하게되는데, 이들 금속은 비저항이 높은 특징을 가져 회로의 저항이 높다보니 일부 신호들이 빠르게 소실되는 단점을 가지고 있어 주파수가 높은 5G 통신에는 적합하지 않다고 볼 수 있습니다.

 

그에 반해 내화학성과 내열성이 높고 유전율이 낮아 5G 통신케이블, 안테나, 필터 등에 적합한 소재인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 액정과 플라스틱의 특성을 동시에 지녀 폴리이미드(PI)보다 성형가공에 유리하고 유전성이 낮아 고속·고주파 설계에 적합한 LCP, 기판에 전기 전도성이 높은 은과 구리 회로를 3D 다층 구조로 제작할 수 있게하는 LTCC 등은 5G 성능 최적화에 도움이 되는 소재라고 할 수 있습니다.

 

아이디테크이엑스(IDTechEx)에 따르면, 저손실 소재 시장은 2031년까지 1억 1,000만 달러를 달성하고 2026년부터 2031년까지 연 평균 28% 성장할 전망이라고 합니다.

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정수압 프레스 ( CIP / WIP )

정수압 프레스는 유체를 이용하여 동일한 방향에 같은 힘이 전달되는 원리를 이용한 장비인데,

그중 CIP(냉간 정수압 성형)는 상온에서 제품 성형을 목적으로 사용하여 주로 고분자, 세라믹, 금속, 카본에 많이 사용되고 있습니다.

WIP(온간 정수압 성형)는 Cold/Hot Lamination 공정을 한 공정으로 줄여 생산 효율성을 높여 전기/전자 소재, Multi Other Chips에 주로 적용됩니다.

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정보 출처

위키백과 : https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B3%B5%EC%86%8C%EC%84%B1_%EC%84%B8%EB%9D%BC%EB%AF%B9

TECHWORLD : http://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=207241

Hodolry 블로그 : https://blog.naver.com/hodolry/222029958699

 

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