KR100675550B1 - 유기화합물 코팅으로 취성을 개선한 그라파이트 방열판 및 제조방법 - Google Patents

유기화합물 코팅으로 취성을 개선한 그라파이트 방열판 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열판에 있어서, 유기화합물인 고체상태의 파릴렌을 가열하여 기화시키는 1차 가열단계; 기화상태의 파릴렌을 가열하여 열분해시키는 2차 가열단계; 2차 가열된 파릴렌을 냉각시키면서 그라파이트 판넬 표면에 파릴렌을 진공 증착시키는 파릴렌 진공증착단계;로 구성되어, 유기화합물을 진공 증착시킴으로써 그라파이트 방열판은 고내열성이 되고 외부 충격에 강하여 쉽게 부서지지 않으며, 보다 정밀하고 얇은 두께로 제조 가능하여 슬림화 및 복합화 된 PDP 및 LCD TV 또는 노트북 PC 등과 같은 최신 디지털 전자제품에 용이하게 사용할 수 있다.

Description

유기화합물 코팅으로 취성을 개선한 그라파이트 방열판 및 제조방법 {A graphite heat sink plate and manufacturing method improved brittle property by coating of organic compounds}
도 1은 본 발명에 따른 코팅된 그라파이트 방열판의 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 그라파이트 방열판을 증착시키는 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 그라파이트 방열판 20: 박막층
본 발명은 유기화합물 코팅으로 취성을 개선한 그라파이트 방열판 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 그라파이트(즉, 흑연)를 이용하여 방열판을 제조함으로써, 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 뿐만 아니라, 전자파를 차폐/흡수하여 전자기파에 의한 간섭 및 오동작을 방지할 수 있는 그라파이트를 이용한 전자파 차폐 방열판에 관한 것이다.
최근 인체에 대한 유해성으로 인하여 전자파에 대한 규제가 강화되고 있다. 전자파는 전기장과 자기장이 결합된 에너지파로, 200MHz 이상에서의 전자파는 전기장의 역할이 지배적이므로 전기장의 차폐를 통해 전자파가 차단될 수 있지만, 200MHz 이하의 전자파에서는 전기장과 자기장이 함께 차폐되어야 한다.
전자파를 차폐하는 전자파 차폐 및 흡수재는 구성 물질의 도전성, 즉 이동가능 전하의 보유정도에 따라 전자파를 투과, 반사 또는 흡수함으로서 차폐할 수 있다. 전자파 차폐 및 흡수재가 이동전하를 갖지 않는 경우, 전자파는 상기 차폐재를 투과하게 되고, 이동전하는 있으나 저항이 작아 줄(Joule) 열로 에너지가 소모되지 않는 경우에는 반사되며, 이동시 저항이 적당히 큰 경우는 전자파를 흡수한다.
현재 사용되는 전자파 차폐 및 흡수재는 금속을 이용하는 것으로, 금속을 이용한 전자파 차폐 및 흡수재는 다음과 같은 방법으로 제조되어 전자파를 반사 또는 차폐한다.
첫 번째는 금속입자 즉, 동 또는 은을 이용하여, 전자파를 차폐하기 위한 대상, 예를 들면 휴대폰 내면에 도포하는 방법이다. 두 번째는 플라스틱 또는 폴리머와 같은 매트릭스에 금속섬유를 분산시켜 사용하는 방법으로, 상기 금속섬유들이 그물망 구조를 이루어 전자파를 차폐하는 방법이다. 세 번째로는 금속박막 또는 금속후막에 의한 차폐법이 있다.
그러나 이러한 금속섬유를 이용한 전자파 차폐 및 흡수재는 전자파를 단순히 반사 또는 차폐하여 인체를 보호할 수는 있지만, 반사된 전자파는 다시 기기에 영향을 주어 기기의 오동작과 노이즈를 증가시키고, 매트릭스 내에 금속섬유의 그물 망 구조를 얻기 위해 입경이 작고 길이가 긴 금속섬유가 요구되나, 입경이 작은 금속섬유는 제조비용이 높고 쉽게 부러지는 문제점이 있었다.
아울러 반도체 소자의 수명은 온도가 10도 상승할 때마다 반으로 줄어들기 때문에 전자부품이나 기기 등의 동작 중에 발생되는 열을 원활히 방출하기 위하여 실리콘 러버 타입의 방열시트를 일반적으로 사용하고 있으나 PDP 및 LCD TV 또는 노트북 PC 등과 같은 최신 디지털 전자제품은 슬림화 및 복합되면서 더욱더 열을 효율적으로 방출시켜야 하는 상황에 놓이게 되었다.
따라서 열전도율이 우수한 그라파이트 분말로 형성된 판넬을 적용하려는 시도가 최근 행해지고 있으나 이는 그라파이트 판넬이 외부 충격에 약하여 부서지기 쉬워 다루기가 까다롭고, 요구되는 형태나 사이즈로 재단하기가 어려운 단점이 있어 적용에 많은 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 그라파이트를 이용하여 방열판을 형성함으로써, 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 뿐만 아니라, 전자파를 차폐/흡수하여 전자기파에 의한 간섭 및 오동작을 방지할 수 있고, 유기 화합물을 그라파이트 표면에 증착시켜 그라파이트 판넬이 갖는 단점 즉, 충격에 약하여 부서지기 쉬운 점을 보완함으로써 열전도율이 우수한 그라파이트 방열판을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기술적인 방법은 방열판에 있 어서, 유기화합물인 고체상태의 파릴렌을 가열하여 기화시키는 1차 가열단계; 기화상태의 파릴렌을 가열하여 열분해시키는 2차 가열단계; 2차 가열된 파릴렌을 냉각시키면서 그라파이트 판넬 표면에 파릴렌을 진공 증착시키는 파릴렌 진공증착단계;로 구성되어 있다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기술적인 수단은 방열판에 있어서, 그라파이트 분말을 열전달 및 전자파 차폐 물질로 이용하여 방열판을 형성시킨 그라파이트 방열판; 및 그라파이트 방열판에 진공 증착된 유기화합물 파릴렌 박막층;으로 구성되어 있다.
본 발명에 의하면, 유기화합물을 진공 증착시킴으로써 그라파이트 방열판은 고내열성이 되고 외부 충격에 강하여 쉽게 부서지지 않으며, 보다 정밀하고 얇은 두께로 제조 가능하여 슬림화 및 복합화 된 PDP 및 LCD TV 또는 노트북 PC 등과 같은 최신 디지털 전자제품에 용이하게 사용할 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기화합물로 코팅된 그라파이트 방열판의 단면도로, 그라파이트 방열판은 그라파이트 판넬(10)과 유기화합물이 증착된 박막층(20)으로 형성되어 고내열성이고 외부 충격에 강하여 쉽게 부서지지 않으며 두께가 보다 정밀하고 얇다. 또한 전자파를 차폐/흡수하여 전자기파에 의한 간섭 및 오동작을 방지한다.
도 2는 본 발명에 따른 그라파이트 방열판을 증착시키는 순서도로 이미 제작된 그라파이트 판넬(10) 표면에 파릴렌 유기화합물을 진공 증착하여 박막층(20)을 형성하는 것으로서, 파릴렌 진공증착은 먼저 고체상태의 파릴렌을 100℃ 내지 250℃온도와 0.5torr 내지 1.5torr(압력의 단위: 1.0torr = 1.0mmHg = 133.332N/m2 = 133.332Pa = 1.333224mbar)의 압력에서 가열하여 기화(S1)시키고, 기화상태의 파릴렌을 630℃ 내지 730℃의 온도와 0.3torr 내지 1.0torr의 압력에서 가열하여 열분해(S2)시키며, 열분해 된 파릴렌을 상온, 0.05torr 내지 0.2torr의 압력에서 냉각시키면서 그라파이트 판넬 표면 전체를 진공증착 코팅(S3)하여 파릴렌 박막을 형성시킨다.
여기서 유기물을 코팅하는 방법으로 가장 정밀하게 코팅할 수 있는 진공증착법을 사용하고, 코팅에 사용되는 유기화합물은 내산성과 내알칼리성이 우수한 파릴렌(parylene)이 사용된다.
진공증착이란 진공 속에서 가열하여 그 증기를 물체 면에 부착시키는 일로 즉, 고진공에 놓은 용기 속에 피복될 물체인 그라파이트와, 그라파이트의 표면에 부착시키려는 물질인 파릴렌 등의 입자를 넣어 둔 다음, 히터에 전류를 흘려 가열함으로써 파릴렌 입자를 증발시키면, 차가운 그라파이트 표면에 파릴렌이 응축해서 부착하는 것을 이용하여 그라파이트에 파릴렌 박막층 형성시키는 방식이다.
그밖에 함침, 스프레이 코팅, 인쇄 또는 롤 코팅의 방법으로 그라파이트에 유기화합물 코팅하는 것이 가능하며, 이 방법에 적용되는 유기물 코팅제로는 폴리우레탄, 폴리아크릴, PVC 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 멜라민 수지, 테프론 수지, 나일론 수지, 폴리이미드 수지 등이 있다.
아울러 기계적인 충격에 약하여 부서지기 쉬운 그라파이트 판넬의 단점을 보완하기 위한 유기화합물 절연 박막 코팅제는 베타-폴리비닐라이덴 플로라이드 또는 폴리이미드를 대체 사용 가능하고, 또한 디파라자일렌(di-para-xylene), 디클로로자일렌(di-chloro-xylene), 테트라 클로로 자일렌(tetra0chloro-xylene)으로 대체하여 사용할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 그라파이트를 이용한 방열판에 의하면, 그라파이트를 이용하여 방열판을 형성함으로써, 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 뿐만 아니라, 전자파를 차폐/흡수하여 전자기파에 의한 간섭 및 오동작을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 그라파이트를 이용한 방열판에 의하면, 유기화합물을 진공 증착시킴으로써 그라파이트 방열판이 고내열성이 되고 외부 충격에 강하며 보다 정밀하고 얇은 두께로 제조 가능하여 슬림화 및 복합화 된 PDP 및 LCD TV 또는 노트북 PC 등과 같은 최신 디지털 전자제품에 용이하게 사용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 유기화합물인 고체상태의 파릴렌을 100℃ 내지 250℃의 온도와 0.5torr 내지 1.5torr의 압력에서 가열하여 기화시키는 1차 가열단계; 상기 기화상태의 파릴렌을 630℃ 내지 730℃온도와 0.3torr 내지 1.0torr 의 압력에서 가열하여 열분해시키는 2차 가열단계;를 수행한 후 방열판을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 2차 가열된 파릴렌을 상온과 0.05torr 내지 0.2torr의 압력에서 냉각시키면서 그라파이트 판넬(10) 표면에 파릴렌(20)을 진공 증착시키는 파릴렌 진공증착단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기화합물 코팅으로 취성을 개선한 그라파이트 방열판 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 그라파이트 분말을 열전달 및 전자파 차폐 물질로 이용하여 방열판을 형성시킨 그라파이트 방열판에 있어서,
    상기 그라파이트 방열판(10)에 진공 증착된 유기화합물 파릴렌 박막층(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기화합물 코팅으로 취성을 개선한 그라파이트 방열판.
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