2022년판 방열부재 시장의 현상과 전망(일본어판)

그동안 방열부재는 액정TV와 LED조명을 비롯한 소형가전분야가 수요를 견인해왔지만 최근에는 전자분야는 물론 자동차분야와 산업분야 등, 더욱 부가가치가 높은 수요처를 모색·채척하고 있다. 전자분야와 자동차분야, 산업분야 등의 방열부재 수요는 연비규제 및 에너지 절약화를 배경으로 향후 크게 확대될 것으로 예측되며 참가 각사는 해당 분야에서 수요 확보에 주력하고 있다.

본 보고서에서는 이러한 방열부재 관련 시장에 초점을 맞춘다. 이러한 분야는 그 요구특성으로 비용보다 성능이 중시되는 경향이 강하기 때문에 특히 차세대 제품에 대해서도 주목한다.

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◆조사개요

• 조사목적: 방열부재 시장의 사업화를 위해 매진하는 기업과 연구기관의 현재 동향과 향후 사업시책을 조사함으로써 방열부재 시장의 현황과 향후 동향을 파악하는 것을 목적으로 한다.

• 조사대상 구분:

· 베이퍼 챔버(Vaper Chamber)

· 방열 갭 필러_방열 시트

· 방열접착제·봉지재_방열기판

• 대상기업, 연구기관: 상기 대상 품목 관련 생산·판매·취급 기업 및 기술연구기관

• 조사방법: 당사 연구원이 직접 면담취재

• 조사기간: 2022년 1월~2022년 4월

※월간지"Yano E plus"(2022년 3월호~2022년 5월호)에서 관련 특집을 바탕으로 편집, 시장수치 등도 발췌

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◆자료 포인트

"비용<성능" 중시경향 있음

성능이 더욱 높은 제품으로 전환 발생

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• 베이퍼 챔버: 고성능, 소형화 가능한 점을 활용해 EV와 5G 등으로

• 갭 필러: 비교적 간격이 큰 부위의 열 전도 유지에 필수

• 시트: 자동차용 배터리에서는 갭 필러에서 전환하는 경우도

• 봉지제: Tg=200℃를 넘는 고 내열 수지 기술을 검토

• 기판: 고 열전도성이 필수, 단결정 다이아몬드 등 재료개발로 돌파

월간지" Yano E plus"(2022년 3월호~2022년 5월호)에서 관련 특집을 바탕으로 편집, 시장수치 등도 발췌

제1장 베이퍼 챔버(Vaper Chamber)

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1. 주목되는 베이퍼 챔버 및 유사한 방열부재

1-1. 베이퍼 챔버(Vaper Chamber)

1-2. 히트 파이프(Heat Pipe)

1-3. 인테그레이티드 히트 스프레이더(Integrated Heat Spreader)

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2. 베이퍼 챔버의 시장규모 예측

[그림·표1. 베이퍼 챔버의 일본 및 WW 시장규모 추이와 전망(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표2. 베이퍼 챔버의 분류별 일본 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표3. 베이퍼 챔버의 분류별 WW 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

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3. 베이퍼 챔버 관련 기업·연구기관의 대응 동향

3-1. FCNT 주식회사

[그림1. 스마트폰 "arrows NX9"용 베이퍼 챔버와 케이스의 설계(2020년 12월 발매)]

[그림2. "arrows 5G F-51A" 베이퍼 챔버의 방열 차이(왼쪽)와 열확산 메커니즘(오른쪽)]

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3-2. 국립대학법인 가고시마대학

(1)전자기기의 열 문제를 해결하는 고성능 냉각 시스템의 중요성

(2)라미네이트타입의 베이퍼 챔버를 이용한 LED광원 접합부의 방열

[그림3. 베이퍼 챔버의 평면도(위)와 단면도(아래)]

[그림4. FGHP®의 적층상태를 나타내는 모식도]

[그림5. FGHP®와 다른 베이퍼 챔버의 특성 비교]

[그림6. 샘플 저부에 의한 반경 방향의 열 전도율의 변화]

[그림7. 실험장치의 개략도(위)와 3방향의 형상(아래)]

[그림8. 전압-전류 특성]

[그림9. 전류에 의한 접합부 온도의 변화]

[그림10. Q로 인한 열 저항의 변화]

[그림11. 열 저항 감소율의 변화]

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3-3. 주식회사 ZAWARD

[그림12. 베이퍼 챔버의 외관]

[그림13. 베이퍼 챔버의 작동 원리]

[그림14. 베이퍼 챔버의 방열효과]

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3-4. 다이닛폰인쇄 주식회사(DNP)

(1)DNP가 새로 개발한 "박형 베이퍼 챔버"에 적용되는 기술

[그림15. 일반적인 베이퍼 챔버의 동작 원리와 구조]

[그림16. DNP의 "박형 베이퍼 챔버"의 외관(위)과 이것이 스마트폰에 들어가는 이미지(아래)]

(2)"박형 베이퍼 챔버"를 이용한 열 운송의 실험결과

[그림17. Cu판과 DNP제품의 thermo viewer 관찰결과]

(3)DNP의 "박형 베이퍼 챔버"는 접을 수 있기 때문에 고효율 3차원 열 수송을 실현

[그림18. (왼쪽)평면적인 열 확산의 이미지, (오른쪽)3차원적인 열 수송의 이미지]

[그림19. 접은 상태의 베이퍼 챔버의 thermo viewer 결과]

(4)DNP의 "박형 베이퍼 챔버"의 새로운 애플리케이션

[그림20. DNP의 "박형 베이퍼 챔버"의 응용사례 ~스마트글래스~]

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3-5. 국립대학법인 토호쿠대학

①루프 히트 파이프(LHP)

[그림21. LHP의 구조와 작동 원리를 나타내는 모식도]

②자여진동형 히트 파이프(OHP)

[그림22. OHP의 구조를 나타내는 모식도(위)와 작동 상황(아래)]

[그림23. OHP의 수치 시뮬레이션의 사례]

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3-6. 주식회사 후지쿠라

[그림24. 후지쿠라의 열 제어 부재 개발의 역사]

[그림25. 열 제어 부재의 대상 제품]

[그림26. 히트 파이프의 작동 원리]

[그림27. 베이퍼 챔버의 작동 원리]

[그림28. CPU냉각 장치에 이용되는 베이퍼 챔버]

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3-7. LEADING EDGE ASSOCIATES 주식회사(LEA: LEADING EDGE ASSOCIATES)(대만)

(1)서멀 매니지먼트 제품의 올인원 서비스 제공

[그림29. 서멀 매니지먼트 제품의 올인원 서비스 제공]

(2)베이퍼 챔버의 기본 원리

[그림30. 베이퍼 챔버의 동작 원리의 모식도]

(3)LEA제 알루미늄제 베이퍼 챔버의 이점

[그림31. LEA제 Al베이퍼 챔버의 우수한 점]

(4)베이퍼 챔버의 애플리케이션

[그림32. EV용 배터리팩에 대한 응용 예]

[그림33. 산업용 IGBT에 대한 응용 예]

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4. 베이퍼 챔버의 장래 전망

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제2장 방열 갭 필러/방열 시트

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1. 방열 갭 필러란

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2. 방열 시트란

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3. 방열 갭 필러/안전의 시장규모 예측

[그림·표1. 방열 갭 필러의 일본 및 WW 시장규모 추이와 전망(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표2. 방열 갭 필러의 분류별 일본 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표3. 방열 갭 필러의 분류별 WW 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표4. 방열 시트의 일본 및 WW 시장규모 추이와 전망(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표5. 방열 시트의 분류별 일본 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표6. 방열 시트의 분류별 WW 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

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4. 방열 갭 필러 관련 기업·연구기관의 대응 동향

4-1. 주식회사 기무라요코

(1)Polytec PT제품의 특징

[그림1. 비 접착·1액 비 경화형 갭 필러를 도포한 상태]

[그림2. 1액 비 경화 갭 필러를 지급기에서 도포하는 장면

동영상: https://www.youtube. Com/watch? v=AKfbgNFK8pI】

[그림3. 2액체 경화 갭 필러의 도포 장면, 소용돌이 모양인 미키싱 노즐로 주제와 경화제를 섞어 도포]

(2)Polytec PT제품에 관한 기무라요코의 대응 상황

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4-2. 도모에공업 주식회사

(1)BN파우더

[그림4. BN의 전형적인 방열 용도]

[그림5. BN파우더의 대표적 라인업]

(2)AlN파우더

[그림6. AlN의 전형적인 방열 용도]

[그림7. AlN파우더의 대표적 라인업]

[그림8. 고 내습성 AlN의 특성]

[그림9. 부정형 파우더와 구상 파우더]

[그림10. 개발품:130μm의 구상 파우더]

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4-3. HEISHIN 주식회사

(1)Mohno Pump®의 특징

[그림11. Mohno Pump®의 특징]

[그림12. Mohno Pump®을 조합한 제품군의 사례]

(2)Mohno Dispenser®을 이용한 방열 갭 필러의 도색용도 사례

[그림13. 용도 예:(왼쪽)자동차 ECU하우징, (중앙)인버터 파워 모듈, (오른쪽)디스플레이 IC]

(3)Mohno Dispenser® 및 Mohno Pump® 응용사례

[그림14. Mohno Dispenser® 응용사례]

[그림15. Mohno Pump® 응용사례로 알루미나제 로터의 소개]

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5. 방열 시트 관련 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. 주식회사 INOAC코퍼레이션(INOAC)

(1)방열 시트·테이프

[그림16. 방열 시트가 사용되는 전자부품 사례]

(2)제품 라인업

[그림17. Transcool®의 사용 예]

(3)수요분야

[그림18. 자동차용 방열 시트의 특성]

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5-2. Okitsumo 주식회사

(1)VSI의 특징

[그림19. 마이크로 캐비티가 형성된 메타물질 구조의 VSI표면 SEM상]

[그림20. (위)VSI을 사용하지 않는 경우,

(아래)VSI을 사용하기 때문에 가열 스폿의 발생이 방지되는 경우]

(2)수지 밀폐 케이스에서의 열 문제와 VSI에 의한 해결 가능성

(3)VSI의 방열 특성 평가

[그림21. VSI 열특성 평가 모델(PC수지 밀폐 케이스의 경우)]

[표1. VSI 열특성 평가 결과(PC수지 밀폐 케이스의 경우)]

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5-3. 오키전선 주식회사

[그림22. 오키전선의 방열 필름 "Cool Staff®" 외관]

[그림23. “Cool Staff®"의 특징: 방열 구조(위)와 단면 구조(아래)]

[그림24. “Cool Staff®"의 타입: 시트타입(왼쪽)과 튜브타입(오른쪽)]

[그림25. 열 방사 중시 적용 사례(시트타입): 구조 모식도(왼쪽), 실제 사용 예(오른쪽)]

[그림26. 열 전도 중시 적용 사례(튜브타입): 구조 모식도(왼쪽), 실제 사용 예(오른쪽)]

[그림27. “Cool Staff®의 방열효과]

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5-4. 주식회사 다이카

(1)αGEL방열 재료 라인업

[그림28. αGEL방열 재료 라인업]

[그림29. αGEL방열 자재 제품별 열전도율 일람]

①시트상태(COH시리즈)

②액상(DP시리즈)

③EMI대책품(RE시리즈)

④양면테이프(TP시리즈)

⑤논실리콘

(2)αGEL방열 재료의 특징

(3)αGEL방열 재료의 방열 메커니즘

[그림30. αGEL방열 재료의 방열 메커니즘:

(위)αGEL의 밀착성·추종성으로 에어록을 제거한 사례,

(아래)αGEL의 부드러움으로 응력을 완화하고 치수 공차를 흡수한 사례]

(4)αGEL방열 재료의 구조 사례·사용 사례

[그림31. αGEL방열 재료의 구조 및 사용 사례]

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5-5. 후지고분자공업 주식회사

(1)주요 제품 라인업

[그림32. “SARCON®" 고무타입의 특징과 애플리케이션 가이드]

[그림33. “SARCON®” 겔타입의 상품구성 예와 특징]

(2)제품 용도전개 사례

①자동차분야

[그림34. 자동차 방열 시트의 사용 예]

②소형가전·산업기기 분야

③통신기기분야

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6. 방열 갭 필러/시트의 장래 전망

6-1. 방열 갭 필러

6-2. 방열 시트

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제3장 방열 접착제·봉지재/방열 기판

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1. 방열 접착제·봉지재

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2. 방열 기판

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3. 방열 접착제·봉지재/기판의 시장규모 예측

[그림·표1. 방열 접착제·봉지재의 일본 및 WW 시장규모 추이와 전망(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표2. 방열 접착제, 봉지제 종류별 WW 시장규모 추이와 전망"(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표3. 방열 접착제의 분류별 일본 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표4. 방열 접착제의 분류별 WW 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표5. 방열 봉지재의 분류별 일본 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표6. 방열 봉지재의 분류별 WW 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표7. 방열 기판의 일본 및 WW 시장규모 추이와 전망(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표8. 방열 기판의 분류별 일본 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

[그림·표9. 방열 기판의 분류별 WW 시장규모 예측(금액:2020-2025년 예측)]

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4. 방열 접착제·봉지재 관련 기업·연구기관의 대응 동향

4-1. 세키스이화학공업 주식회사(세키스이화학)

(1)세키스이화학의 방열 기술

(2)방열 페이스트

[그림1. 방열 페이스트의 적용]

[그림2. 봉지 적용 예의 확대도]

[그림3. thermo viewer에 의한 방열효과 확인 페이스트 도포도 없음(왼쪽), 페이스트 도포 있음(오른쪽)]

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4-2. 리쇼공업 주식회사

(1)고 열전도성·고 내열성 절연성 접착 수지

[그림4. 접착 시트 "AD-7210N"의 외관]

(2)고 열전도 세라믹 기판의 대체로 활용 가능한 접착 시트

[그림5. 세라믹 기판의 이미지(위)와 접착 시트 "AD-7210N"을 이용한 리쇼공업의 제안(아래)]

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5. 방열 기판 관련 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. UBE 주식회사

(1)고 열전도성의 동-탄소 복합재료

[그림6. 이방성 동-탄소 복합재료의 개요]

[그림7. 다른 재료와 비교한 동-탄소 복합재료의 물성치]

(2)다축통전소결법

[그림8. 다축통전소결법의 메커니즘]

(3)동-탄소 복합재료 제품 사례

[그림9. 동-탄소 복합재료의 가공 사례]

[그림10. 동-탄소 복합재료의 제품 예 ~방열판~]

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5-2. NHK SPRING 주식회사(닛빠쓰)

（1）IMS

[그림11. IMS의 구성]

[그림12. IMS절연층의 전도성 필러 상황]

[그림13. 닛빠쓰 IMS의 주요 라인업]

(2)DBC

[그림14. DBC와 IMS의 비교 DBC(왼쪽), IMS(오른쪽)]

[그림15. DB-I/C샘플 외관]

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5-3. 주식회사 메이코

[그림16. 메이코의 사업 영역]

[그림17. 메이코의 기판 라인업]

(1)메탈 베이스 방열 기판

[그림18. 메탈 베이스 수지 기판의 구조와 방열 메커니즘]

(2)고 방열 절연 수지기판

[그림19. 고 방열 절연 수지 시트의 구조와 조직]

[그림20. 고 방열 기판을 파워모듈에 사용하는 경우의 예]

(3)고 신뢰성 방열 기판

[그림21. 자동차용 땜납 균열 대책 기판]

(4)히트 싱크 일체형 방열판

[그림22. 히트 싱크 일체형 방열판의 열저항 비교(Cu기준)]

(5)메가 쓰루홀/MegaTH®

[그림23. 히트 싱크 일체형 방열판의 열저항 비교(Cu기준)]

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5-4. 리쇼공업 주식회사

(1)고 열전도 프린트 배선판 재료의 라인업

[그림24. 리쇼공업의 고 열전도 프린트 배선판의 주요 라인업]

(2)양면 프린트 배선 기판

[그림25. 기판의 박형화에 의한 열 저항 감소의 이미지(왼쪽), 실제 채용 이미지(오른쪽)]

(3)Al베이스 기판재료

[그림26. Al베이스 기판재료의 재료 구성(왼쪽),

땜납 균열이 발생하는 이미지와 그 대책을 나타낸 모식도(오른쪽)]

(4)접착 시트/수지 부여 동박

[그림27. 접착 시트와 수지 부여 Cu금의 재료구성(위), 적용 이미지(아래)]

(5)액상 봉지 수지 "RICOLIT"

[그림28. “RICOLIT"으로 파워 반도체를 탑재하는 기판 등을 봉지하는 이미지]

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6. 방열 접착제·봉지재/기판의 장래 전망

6-1. 방열 접착제·봉지재

6-2. 방열 기판

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제4장 특별기획/관련 시장(히트 파이프)

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1. 시장 상황

2. 분야별 동향

2-1. 냉장고, 에어컨용 히트 파이프

2-2. 컴퓨터용 히트 파이프

2-3. 일본국내 히트 파이프 케이스 원료

3. 주목 토픽

3-1. 환경사업으로 재생가능에너지를 활용한 열 수송 기술에 기대

3-2. 원조인 우주관계도 다른 용도에 못지않게 혁신기술을 추구

4. 장래 전망

[그림1. 히트 파이프 일본 시장규모 추이 예측(금액:2018-2030년 예측)]

[그림2. 히트 파이프 일본시장의 케이스 원료별 구성비(2021년도)]

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