보론 나이트라이드 (Boron Nitride, BN), 붕화 질소
절연성과 열전도성을 동시에 갖춘 고기능성 세라믹 소재
보론 나이트라이드(Boron Nitride, BN)는 육방정계 구조를 가지는 질소화합물로, 우수한 전기 절연성, 높은 열전도성, 내열성, 그리고 화학적 안정성을 동시에 갖춘 고기능성 무기 소재입니다.
보론 나이트라이드 파우더
Boron Nitride Powder
보론 나이트라이드의 주요 특징
- 우수한 전기 절연성: 전기절연 재료 및 고전압 부품용
- 높은 열전도성: 히트싱크, 열전도 그리스 등에 사용
- 우수한 내열성: 1000℃ 이상의 고온 환경에서도 안정
- 화학적 불활성: 대부분의 산/알칼리에도 반응하지 않음
- 낮은 마찰계수: 고체윤활제 또는 몰드 릴리즈 에이전트로 활용 가능
- 가벼운 비중: 경량화가 중요한 부품에 유리
보론 나이트라이드는 입자의 정렬 방향에 따라 열이 전달되는 방향이 달라지며, 이를 통해 수평방향 방열 또는 수직방향 열전도를 맞춤 설계할 수 있습니다.
평면 방향 (x-y) 열 발산
- 보론 나이트라이드 쿨링 필러는 쉽게 정렬되어, 수평 또는 수직 방향으로 열을 전달할 수 있는 **열전도 브리지(Bridge)**를 형성합니다.
- 설명:BN 입자가 가로(x) 또는 세로(y) 방향으로 배열되면, 평면 내에서 열이 빠르게 퍼져 나가는 특성을 발휘합니다. 전자부품 표면에서의 방열에 특히 유리합니다.
수직 방향 (z축) 열 전달
- 이 방향의 열 전달은 다양한 배합 및 가공 기술을 통해 구현됩니다.
- 설명:BN 입자를 z축 방향(수직)으로 정렬하면, 두께 방향으로 열이 통과할 수 있습니다. 이 경우는 필름, 고분자 복합소재 내부 방열에 활용됩니다.
보론 나이트라이드의 적용 분야
- 반도체 / 전자: 절연 필름, 열전도 필러, 절연 커패시터
- 자동차 / 항공: 윤활제 첨가제, 고온 내열 부품
- 산업용 세라믹: 금형 코팅, 몰드 릴리스 에이전트
- 화학 / 에너지: 고순도 반응기 라이닝, 전지 소재 보조 첨가제
보론 나이트라이드 사양
형태 | 분말 (Powder) |
결정구조 | Hexagonal (h-BN) |
순도 | ≥99% |
평균 입자 크기 | 1μm ~ 20μm |
색상 | 백색 |
비중 | 약 2.2 g/cm³ |
열전도율 | 최대 400 W/m·K |
절연 파괴 강도 | 약 10⁶ V/m 이상 |
보론 나이트라이드 (Boron Nitride)의 전기적 특성
전기 절연 파괴 강도 (Dielectric Breakdown Strength):
- 약 10⁶ V/m (또는 1,000 kV/m 이상)
- 일반적으로 100~300 kV/cm 범위 (측정 조건에 따라 차이 있음)
전기 저항률 (Volume Resistivity):
- 10¹³ ~ 10¹⁶ Ω·cm
- 매우 높은 절연 특성을 갖는 재료로, 고전압 부품 및 절연체에 적합
보론 나이트라이드 (Boron Nitride)의 입자 크기별 특성 비교
구분 | 서브마이크론급 (< 1 μm) | 미크론급 (1~10 μm) | 대형 입자 ( >10 μm) |
분산성 | ★★★★★ 매우 우수 균일 분산 용이, 미세 구조 충진 적합 | ★★★ 보통 | ★★ 분산 어려움, 균일도 낮음 |
열전도 경로 형성 | ★★★★★ 높은 접촉점 밀도, 저충진량에서도 효과적 | ★★★★ 안정적 열전도 경로 형성 | ★★★ 접촉면 적음, 고충진 필요 |
점도 영향 | ▲ 점도 크게 상승 (고점도 우려) | ● 중간 수준 | ▼ 낮음 (가공성 좋음) |
표면 품질 | ★★★★★ 매우 매끄러움, 광택 유지 | ★★★ 보통 | ★★ 거칠 수 있음 |
전기 절연성 | ★★★★★ 균일 절연층 형성 | ★★★ 안정적 절연 가능 | ★★ 미세 틈 발생 가능 |
기계적 물성 | ▲ 계면 결합력 우수, 강도 향상 | ● 균형적 특성 | ▼ 충격 강도 저하 가능 |
주요 용도 | 초박막 필름, 섬유, 전기 절연 코팅, 마이크로 채널 충진 | 범용 열전도 필러, 전기 절연 부품 | 고부피 충진형 방열재, 구조용 부품 |
3M BN CFP 추천 grade | BN CFP 001 | BN CFP 003, 006, 0075 | BN CFP 009, 012 |
3M™ Boron Nitride Cooling Filler (보론 나이트라이드 쿨링 필러)
Powder Characteristics
(Not for specification purposes)
| 3M Boron Nitride Cooling Filler Grade | Filler Type | Particle Size Distribution d(0.1) μm | Particle Size Distribution d(0.5) μm | Particle Size Distribution d(0.9) μm | Particle Size Distribution d(0.97) μm | Bulk Density, Scott (g/cm³) | Bulk Density, DIN (g/cm³) | Surface Area (m²/g) |
| CFP 001 | Platelets | n.a. | 0.5** | 0.8** | n.a. | < 14 | n.a. | < 30 |
| CFP 003 | 1 ~2 | 2 ~5 | 8.5 ~ 22.5 | n.a. | < 0.15 | n.a. | < 18 | |
| CFP 006 | 1.5 ~ 3 | 4.5 ~ 8 | 10 ~ 20 | n.a. | < 0.2 | n.a. | < 8.5 | |
| CFP 007HS | 1.5 ~ 3 | 5 ~ 8 | 10 ~ 20 | n.a. | < 0.22 | n.a. | < 5.5 | |
| CFP 0075 | 2 ~ 3.5 | 6 ~ 8.5 | 12 ~ 25 | n.a. | < 0.22 | n.a. | < 5.5 | |
| CFP 009 | 2 ~ 3.5 | 6 ~ 12 | 14 ~ 32 | n.a. | < 0.22 | n.a. | < 5.5 | |
| CFP 012 | 2 ~ 4.5 | 8 ~ 14 | 20 ~ 40 | n.a. | < 0.25 | n.a. | < 4.5 | |
| CFP 012P* | 65 ~ 120 | 125 ~ 190 | 200 ~ 300 | n.a. | n.a. | 0.3 ~ 0.55 | < 3.5 | |
| CFA 50M* | Agglomerates | 5 ~ 10 | 15 ~ 30 | 35 ~ 70 | n.a. | n.a. | 0.1 ~ 0.4 | < 3.5 |
| CFA 75* | 5 ~ 16 | 25 ~ 55 | 75 ~ 115 | n.a. | n.a. | 0.25 ~ 0.4 | < 3.5 | |
| CFA 100* | 10 ~ 35 | 50 ~ 80 | 95 ~ 145 | n.a. | n.a. | 0.3 ~ 0.4 | < 3.0 | |
| CFA 150* | 20 ~ 80 | 120 ~ 200 | 240 ~ 360 | n.a. | n.a. | 0.3 ~ 0.55 | < 3.0 | |
| CFA 250S* | 8 ~ 20 | 40 ~ 100 | 120 ~ 210 | n.a. | n.a. | 0.3 ~ 0.6 | < 4.5 |
ASTM B329/ISO 3923-2(Scott 밀도) 및 ISO 23145-2(DIN 밀도)에 따라 결정된 벌크 밀도
레이저 광 산란으로 측정한 입자 크기 분포(Mastersizer 2000, 에탄올 분산)
* 레이저광산란법으로 측정한 입자크기분포(Mastersizer 2000, 건조, 0.1bar)
** SEM 사진을 통해 결정된 데이터
3M™ Boron Nitride Cooling Fillers
3M™의 신소재 세라믹 필러인 보론 나이트라이드 쿨링 필러는 전기 절연성에 영향을 끼치지 않으며 열 전도성을 개선하는 제품입니다.
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제품문의
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