KR100820902B1 - Multilayer heat conductive pad - Google Patents

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Abstract

A multi-layer heat conductive pad is provided to secure high heat transfer efficiency by quickly transmitting heat suddenly generated from a heating unit, to a cooling unit through a metal foil and sending continuous heat to the metal foil, a heat conductive elastic body, and a heat conductive elastic adhesive at the same time. A multi-layer heat conductive pad(1) is composed of a heat conductive elastic body(10) having the predetermined volume; a heat conductive elastic adhesive(20) for covering the outer side of the heat conductive elastic body, wherein the heat conductive elastic adhesive is stuck by hardening; and a polymer film(30) for covering the outer side of the heat conductive elastic adhesive. The polymer film is bonded on the heat conductive elastic adhesive by hardening and the back side is joined with a metal foil(40).

Description

다층 열 전도성 패드{Multilayer heat conductive pad}Multilayer heat conductive pad

도 1은 본 발명에 따른 일 실시 예에 따른 다층 열 전도성 패드를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a multilayer thermally conductive pad according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 사시도이다.2 is a perspective view of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 다층 열 전도성 패드가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer thermal conductive pad of the present invention is actually applied.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다층 열 전도성 패드를 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a multilayer thermally conductive pad according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다층 열 전도성 패드가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a multilayer thermal conductive pad is actually applied according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다층 열 전도성 패드에 관한 것으로, 특히 열 전도성과 전기 전도성을 동시에 갖는 다층 열 전도성 패드로, 다층 열 전도성 패드의 한 면이 반도체 등의 발열부 위에 위치하고 다층 열 전도성 패드의 반대편 한 면이 히트싱크(heat sink) 등의 냉각부 밑에 위치하여 발열부에서 발생하는 열을 냉각부로 전달해주는 역할과 발열부의 전기를 냉각부로 전해주는 역할을 동시에 수행해주는 다층 열 전도성 패드에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer thermally conductive pad, and more particularly, to a multilayer thermally conductive pad having both thermal conductivity and electrical conductivity, wherein one side of the multilayer thermal conductive pad is positioned on a heating portion such as a semiconductor and the other side of the multilayer thermal conductive pad is The present invention relates to a multilayer thermally conductive pad positioned under a cooling unit such as a heat sink to simultaneously transfer heat generated from the heating unit to the cooling unit and to transfer electricity of the heating unit to the cooling unit.

일반적으로 전도성 패드는 즉, 예를 들어 열 전도성 패드는 대상물과, 즉, 예를 들어 발열부와 냉각부 사이에 위치하여 열 전도성이 좋고, 내열성을 갖으며, 탄성을 갖는 재료로 제작되어 발열부의 열을 빠른 시간 내에 충분한 양을 냉각부로 전해 주는 역할을 한다. 이와 같은 이유로 열 전도성 패드는 발열체와 냉각체의 표면에 잘 접촉되어야 하며 열 전도율이 좋아야하며 또한 탄성이 있어야 한다.In general, the conductive pad, that is, for example, the thermal conductive pad is located between the object, that is, for example, between the heat generating portion and the cooling portion, and is made of a material having good thermal conductivity, heat resistance and elasticity, It serves to deliver sufficient amount of heat to the cooling unit in a short time. For this reason, the thermally conductive pads must be in good contact with the surfaces of the heating element and the cooling body, have good thermal conductivity and be elastic.

이를 위해 종래에는 알루미나 및 보론과 같이 전기를 통하지 않으면서 열 전도율이 좋은 세라믹 파우더나, 구리 및 은 같이 열 전도성과 전기 도전성이 동시에 좋은 금속 파우더를 실리콘 고무와 같은 내열 탄성체에 균일하게 혼합한 다음 경화 시켜 제조한 열 전도성 실리콘 고무패드를 주로 사용해 왔다. 이와 같은 열 전도성 실리콘 고무패드는 열 전도성을 좋게 하기 위하여 상기의 열 전도성 파우더를 실리콘에 많이 혼합해야 하는데 이 경우 탄성이 떨어진다는 단점이 있다. 또한 상기 열 전도성 실리콘 패드의 열 전도성을 좋게 하기 위해서는 고가의 열 전도성 파우더를 사용해야 한다는 단점이 있다. 또한 상기 열 전도성 파우더를 많이 혼합하여도 통상 열 전도성 실리콘 고무패드의 열 전도율은 5W/mK 이하로 통상의 구리의 열 전도율 380W/mK보다 열 전도율이 현저히 떨어진다는 단점이 있다. 또한 열 전도성 실리콘 고무로만 구성되어 표면 실장 시 납땜을 할 수 없다는 단점이 있다. 또한 열 전도성과 전기 전도성을 모두 갖는 구리 같은 금속 파우더를 사용하는 경우에는 열 및 전기 전도성 고무패드가 되어 열과 전기를 동시에 잘 통과시켜주나, 전기 전도 율 및 열 전도율이 순수 금속보다 매우 떨어지고 상기에서 언급한 것과 같은 단점들이 존재하는 것은 구조적으로 이론적으로 당연한 것이다.To this end, conventionally, a ceramic powder having good thermal conductivity without electricity, such as alumina and boron, or a metal powder having good thermal conductivity and electrical conductivity at the same time, such as copper and silver, is uniformly mixed with a heat-resistant elastomer such as silicone rubber, and then cured. Thermally conductive silicone rubber pads made by the use of the polymer have been mainly used. Such a thermally conductive silicone rubber pad has to be mixed a lot of the thermally conductive powder in the silicone in order to improve the thermal conductivity in this case has a disadvantage of inferior elasticity. In addition, in order to improve the thermal conductivity of the thermally conductive silicon pad, there is a disadvantage that an expensive thermally conductive powder must be used. In addition, even if the thermally conductive powder is mixed a lot, the thermal conductivity of the thermally conductive silicone rubber pad is generally 5W / mK or less, which has a disadvantage that the thermal conductivity is significantly lower than that of the conventional copper thermal conductivity of 380W / mK. In addition, it is made of only a thermally conductive silicone rubber has a disadvantage that can not be soldered when mounting the surface. In addition, when using a metal powder such as copper having both thermal and electrical conductivity, it becomes a thermal and electrically conductive rubber pad, which allows heat and electricity to pass through at the same time, but the electrical conductivity and thermal conductivity are much lower than those of pure metals. It is structurally natural in theory to have the same drawbacks as one.

또 다른 예로서 종래에는 대략 0.03mm의 두께를 갖는 구리나 알루미늄 박에 열 전도성 혹은 열 및 전기 전도성 접착제를 양면에 얇게 코팅한 금속 박 타입의 전도성 테이프를 사용해 왔다. 그러나 이와 같은 금속 박을 사용한 전도성 테이프는 통상 두께가 0.5mm 이하의 얇은 두께의 제품으로만 제조되므로 두꺼운 두께의 용도에는 적합하지 않았고, 탄성이 없어 진동이나 충격을 흡수하기 어렵다는 단점이 있다. As another example, conventionally, a metal foil type conductive tape has been used in which a copper or aluminum foil having a thickness of about 0.03 mm is thinly coated on both sides with a thermally conductive or thermally and electrically conductive adhesive. However, since the conductive tape using the metal foil is usually manufactured only with a thin product having a thickness of 0.5 mm or less, it is not suitable for the use of a thick thickness, and there is a disadvantage in that it is difficult to absorb vibration or shock due to lack of elasticity.

또 다른 종래의 기술에는 전도성 파우더를 액상의 실리콘 고무에 혼합하여 겔(gel) 상태의 전도성 실리콘 페이스트를 만든 후, 이 전도성 실리콘 페이스트를 발열부 표면에 바른 후 그 위에 냉각부를 위치시킨다. 그러나 상기 전도성 실리콘 페이스트도 일정 이상의 두께를 제공하기 어렵고 발열부 위에 균일한 두께로 도포하는데 어려운 점이 있어 신뢰성 있는 접촉을 경제성 있게 제공하기 어려웠고, 이 전도성 페이스트도 상기 전도성 실리콘 고무패드 같이 열 및 전기 전도율이 금속보다 나쁘다는 단점이 있다.In another conventional technique, the conductive powder is mixed with a liquid silicone rubber to make a conductive silicone paste in a gel state, and the conductive silicone paste is applied to the surface of the heating part and then placed on the cooling part. However, since the conductive silicone paste is difficult to provide a certain thickness or more, and difficult to apply a uniform thickness on the heating portion, it is difficult to provide a reliable contact economically, and the conductive paste also has the same thermal and electrical conductivity as the conductive silicone rubber pad. The disadvantage is that it is worse than metal.

즉, 기존에는 열 전도성만을 갖는 제품과 열 전도성과 전기 전도성을 동시에 갖는 제품이 존재하였으나 이들 제품은 금속으로 이루어진 제품보다 열 전도율 및 전기 전도율이 나빴고, 사용 용도에 적합한 두께나 탄성을 경제성 있게 제공하기 어려운 단점이 있었다.That is, there existed products having only thermal conductivity and products having both thermal conductivity and electrical conductivity at the same time, but these products had lower thermal conductivity and electrical conductivity than those made of metal, and economically provide thickness or elasticity suitable for the intended use. There was a hard disadvantage.

또한 본 출원인의 실용신안 등록번호 제428000호를 재료 및 구조 등을 일부 보완 및 변경하여 열 전도율을 향상시켜 다목적 용도로 사용하고자 하려는 것이다.In addition, the Utility Model Registration No. 428000 of the present applicant intends to use it for multipurpose purposes by improving the thermal conductivity by partially supplementing and changing materials and structures.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 본 발명의 목적은 열 전도성 및 전기 도전성을 동시에 만족하여 열 전도 용도와 전기 접지 단자 용도로 동시에 사용할 수 있는 다층 열 전도성 패드를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a multilayer thermally conductive pad that can be used simultaneously for thermal conduction and electrical ground terminal applications by satisfying thermal conductivity and electrical conductivity at the same time.

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본 발명의 다른 목적은 납땜이 가능하여 신뢰성 있는 접촉을 보장한 전도성이 좋은 다층 열 전도성 패드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a highly conductive multilayer thermally conductive pad that is solderable to ensure reliable contact.

본 발명의 또 다른 목적은 대상물과 접촉 면적이 넓어 전도성을 좋게 하는 다층 열 전도성 패드를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a multilayer thermally conductive pad having a large contact area with an object to improve conductivity.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 점착제 없이 대상물과 점착을 할 수 있는 다층 열 전도성 패드를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a multilayer thermally conductive pad capable of adhering with an object without a separate adhesive.

상기 목적은 일정 체적을 갖는 사각형의 전도성 탄성체; 상기 전도성 탄성체 의 외부를 감싸며 경화에 의해 접착된 열 전도성 탄성접착제; 및 상기 열 전도성 탄성접착제 외부를 감싸며 상기 열 전도성 탄성접착제의 상기 경화에 의해 접착된 이면에 금속 박이 접합된 폴리머 필름을 포함하는 다층 열 전도성 패드에 의해 달성된다.The object is a rectangular conductive elastomer having a constant volume; A thermally conductive elastic adhesive wrapped around the outside of the conductive elastomer and bonded by curing; And a polymer film wrapped around the outside of the thermally conductive elastic adhesive and bonded with a metal foil on the back surface bonded by the curing of the thermally conductive elastic adhesive.

본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 다층 열 전도성 패드의 외곽 면은 상기 다층 열 전도성 패드가 대상물 즉, 예를 들어 발열부와 냉각부에 위치할 때 다층 열 전도성 패드가 발열부와 냉각부 표면에 잘 접촉이 되게 다층 열 전도성 패드의 표면이 평탄도를 갖는 평면인 것을 특징으로 한다. According to the invention, preferably, the outer surface of the multilayer thermally conductive pad preferably has a multilayer thermally conductive pad well formed on the surface of the heating and cooling portions when the multilayer thermally conductive pad is positioned on an object, for example, the heating portion and the cooling portion. It is characterized in that the surface of the multilayer thermally conductive pad is in flat contact with flatness.

본 발명에 따르면, 바람직하게 열 전도성 탄성체는 가격이 싼 알루미나, 구리 및 그라파이트 중 어느 하나의 전도성 파우더를 경화 이전의 실리콘 검(gum)에 혼합되어 압출된 후 열 경화된 열 전도성 실리콘 고무인 것을 특징으로 하며 경도는 Shore A 20 에서 Shore A 60 사이로 하고 두께는 0.5mm에서 15mm 사이이다. According to the present invention, preferably, the thermally conductive elastomer is a thermally conductive silicone rubber which is heat-cured after mixing and extruding the conductive powder of any one of inexpensive alumina, copper and graphite into a silicone gum before curing. The hardness is between Shore A 20 and Shore A 60 and the thickness is between 0.5mm and 15mm.

본 발명에 따르면, 바람직하게 열 전도성 탄성접착제는 가격이 싼 알루미나, 구리 및 그라파이트 중 어느 하나의 열 전도성 파우더가 일액형 상온 경화용 액상 실리콘 페이스트(1-part room temperature curing silicone paste)에 혼합되어 경화된 열 전도성 탄성접착제인 것을 특징으로 하며 두께는 0.03mm에서 0.2mm 사이이다. 즉 액상의 열 전도성 페이스트가 경화하면서 열 전도성 탄성접착제로 바뀌고 이 경화과정에서 내부의 열 전도성 탄성고무와 외부의 이면에 금속 박이 접합 된 폴리머 필름을 탄성을 갖으면서 접착시키는 것이다. 열 전도성 탄성체의 두께가 얇으면 신뢰성 있는 접착을 얻기 어려우며, 두께가 두꺼우면 가격이 비싸지고 경화하 는 속도가 느리다는 단점이 있다.According to the present invention, preferably, the thermally conductive elastic adhesive is cured by mixing a thermally conductive powder of any one of inexpensive alumina, copper and graphite into a one-part room temperature curing silicone paste. It is characterized in that the thermally conductive elastic adhesive and the thickness is between 0.03mm and 0.2mm. In other words, the liquid thermally conductive paste is cured and turned into a thermally conductive elastic adhesive, and in this curing process, the thermally conductive elastic rubber inside and the polymer film bonded to the outer surface of the metal foil are elastically bonded. If the thickness of the thermally conductive elastomer is thin, it is difficult to obtain reliable adhesion, and if the thickness is thick, the cost is high and the curing speed is slow.

본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 이면에 금속 박이 접합 된 폴리머 필름은 구리 박(foil)이 폴리이미드(polyimide) 필름 위에 접착된 통상의 연성 동박 적층판(FCCL; Flexible Copper Clad Layer)인 것을 특징으로 한다. 다른 실시 예로 납땜을 하지 않거나, 내열성이 필요로 하지 않는 부위에 사용되는 경우 가격을 낮추기 위하여 상기 폴리이미드 필름 대신에 폴리에스테르(PET) 필름이 선택되어 사용될 수도 있다. 상기 구리 박의 두께는 0.002mm부터 0.1mm 이내인 것이 바람직하고 상기 구리 박 표면은 구리의 산화 방지를 위하여 주석, 니켈, 은 또는 금이 도금을 할 수 있다. 상기 폴리이미드 필름 또는 폴리에스테르의 두께는 0.005mm부터 0.03mm 이내인 것이 바람직하다. 상기 구리 박의 두께가 너무 얇으면 다층 열 전도성 패드의 열 전도율이 떨어지고 두께가 너무 두꺼우면 열 전도성 패드가 구겨지거나 강도가 강해져 탄성이 나쁘다는 단점이 있다.상기 폴리이미드 필름 또는 폴리에스터 필름의 두께가 두꺼우면 열 전도 속도가 떨어지며 강도가 강해져 탄성이 나쁘다는 단점이 있다.According to the present invention, preferably, the polymer film bonded to the metal foil on the back side is a conventional flexible copper clad laminate (FCCL) in which copper foil is adhered on a polyimide film. . In another embodiment, a polyester (PET) film may be selected and used in place of the polyimide film in order to lower the price when it is used in a place where no soldering or heat resistance is required. The thickness of the copper foil is preferably within 0.002mm to 0.1mm and the surface of the copper foil may be tin, nickel, silver or gold plated to prevent oxidation of copper. The thickness of the polyimide film or polyester is preferably within 0.003mm to 0.03mm. If the thickness of the copper foil is too thin, the thermal conductivity of the multilayer thermally conductive pads is low, and if the thickness is too thick, the thermally conductive pads are creased or have a strong strength, so that the elasticity is poor. The thickness of the polyimide film or polyester film If the thickness is low, the heat conduction rate is low and the strength is strong, there is a disadvantage that the elasticity is bad.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다층 열 전도성 패드(1)를 보여주는 단면도이고, 도 2는 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a multilayer thermally conductive pad 1 according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view.

도시된 바와 같이, 열 전도성 탄성체(10)는 단면이 사각형을 이루며, 열 전도성 탄성접착제(20)는 상기 열 전도성 탄성체(10)와 이면에 금속 박(40)이 접합된 폴리머 필름(30) 사이에 위치하여 열 전도성 탄성체(10)와 이면에 금속 박(40)이 접합된 폴리머 필름(30)을 신뢰성 있게 탄성적으로 접착시킨다. As shown, the thermally conductive elastomer 10 has a rectangular cross section, and the thermally conductive elastomer 20 is between the thermally conductive elastomer 10 and the polymer film 30 having the metal foil 40 bonded to the rear surface thereof. The polymer film 30 bonded to the thermally conductive elastomer 10 and the metal foil 40 on the rear surface thereof is reliably elastically bonded to the thermally conductive elastomer 10.

본 발명의 일 예에 따르면, 열 전도성 탄성체(10)는 실리콘 고무 검(gum)에 열 전도성 파우더(50)를 혼합하여 압출 후 경화시킨 사각형의 열 전도성 실리콘 고무이다. 또한, 일 예로 열 전도성 탄성접착제(20)는 액상의 실리콘 페이스트에 열 전도성 파우더(50)를 혼합하여 열 또는 습기 경화시켜 만들어질 수 있다. 따라서, 열 전도성 탄성체(10)와 이면에 금속 박(40)이 접합된 폴리머 필름(30)은 열 전도성 파우더(50)가 혼합된 액상의 실리콘 페이스트가 열 또는 습기에 의한 경화 때 만들어지는 열 전도성 탄성접착제(20)에 의해 접착된다. 본 발명에 따르면, 이면에 금속 박(40)이 접합된 폴리머 필름(30)은 압연된 구리 박이 폴리이미드 필름에 접합된 단면 연성동박 적층판(Single FCCL)이다. 양면 연성동박 적층판인 경우도 단면 연성동박 적층판을 사용하는 경우와 같은 원리가 적용될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the thermally conductive elastomer 10 is a rectangular thermally conductive silicone rubber that is cured after extrusion by mixing the thermally conductive powder 50 in a silicone rubber gum (gum). In addition, as an example, the thermally conductive elastic adhesive 20 may be made by mixing the thermally conductive powder 50 with a liquid silicone paste to heat or moisture harden it. Accordingly, the polymer film 30 in which the metal foil 40 is bonded to the thermally conductive elastomer 10 and the rear surface of the polymer film 30 is made of a thermally conductive silicone paste in which a liquid silicone paste mixed with the thermally conductive powder 50 is cured by heat or moisture. It is bonded by the elastic adhesive 20. According to the present invention, the polymer film 30 to which the metal foil 40 is bonded to the back side is a single-sided flexible copper foil laminate (Single FCCL) in which the rolled copper foil is bonded to the polyimide film. In the case of a double-sided flexible copper foil laminate, the same principle as in the case of using a single-sided flexible copper foil laminate may be applied.

본 발명의 구조를 갖는 다층 열 전도성 패드의 제조 방법에 대해 설명한다.The manufacturing method of the multilayer thermally conductive pad which has the structure of this invention is demonstrated.

사전에 실리콘 검(gum)에 약 0.02mm 의 입자 사이즈를 갖는 알루미나 파우더를 무게 대비 30%에서 80% 비율로 혼합한 후, 이 혼합된 실리콘 검을 압출기를 통하여 압출한 후 열 경화시켜 사각형의 열 전도성 실리콘 고무(10)를 롤(roll)로 제조한다. 또한 상기와 동일한 알루미나 파우더를 상온의 습기에 의해 경화되는 일액형 액상 실리콘 페이스트(paste)에 상기와 유사한 무게 대비 비율로 공기가 없는 환경에서 고루 혼합한 후 주사기 등의 밀봉된 용기에 담아 놓는다. 또한 두께가 0.030mm인 구리 박이 접합된 두께가 0.012mm인 폴리이미드 필름(30)을 롤(roll)로 준비한다.After mixing alumina powder having a particle size of about 0.02mm in a silicon gum in a ratio of 30% to 80% by weight, the mixed silicon gum is extruded through an extruder and then thermally cured to form a rectangular thermal conductivity. The silicone rubber 10 is made of a roll. In addition, the same alumina powder is uniformly mixed in an air-free environment at a weight-to-weight ratio similar to the above in a one-component liquid silicone paste that is cured by moisture at room temperature, and then placed in a sealed container such as a syringe. Further, a polyimide film 30 having a thickness of 0.012 mm to which a copper foil having a thickness of 0.030 mm is bonded is prepared by a roll.

이후 이면에 금속 박(40)이 접합된 폴리머 필름(30)을 일정한 폭으로 절단한 다음 롤(roll) 형상의 폴리머 필름(30) 위에, 밀봉된 용기에 담긴 액상의 열 전도성 실리콘 접착제를 두께가 0.05mm에서 0.3mm 사이로 연속적으로 나이프(knife) 코팅하면서, 이 코팅층 위에 이미 롤(roll)로 생산된 열 전도성 실리콘 고무(10)를 위치시킨 후, 상기 액상의 열 전도성 실리콘 접착제가 코팅된 이면에 금속 박(40)이 접합된 폴리머 필름(30)으로 열 전도성 실리콘 고무(10)를 지그에 의해 완전히 감싸면서 와인더에 의해 연속적으로 인출하면서 적당한 길이로 절단한다. 이때 액상의 열 전도성 접착제가 습기에 의해 경화되어 열 전도성 실리콘 고무(10)와 이면에 금속 박(40)이 접합된 폴리머 필름(30)을 신뢰성 있게 접합시켜 주기 전까지는 폴리머 필름(30)이 열 전도성 실리콘 고무(10)를 감싸주고 있어야 한다. 이를 해결하는 방법으로는 이면에 금속 박이 접합된 폴리머 필름(30)이 겹쳐지는 양 끝단이 경화 후까지 벌어지지 않도록 별도의 지그를 사용하여 고정시킨다. 또한 액상의 열 전도성 실리콘 접착제가 코팅된 이면에 금속 박이 접합된 폴리머 필름(30)이 내부의 열 전도성 실리콘 고무(10)를 적합하게 감쌀 수 있도록 상기 제조공정 중에 별도의 지그를 사용한다. 또한 습기에 의해 경화되는 액상의 열 전도성 실리콘 접착제는 공기에 노출될 때 공기에 포함된 습기에 의해 경화되어지므로 상기 액상의 열 전도성 실리콘 접착제를 코팅하는 공정 또는 코팅 후에 있어서 습도의 양과 온도를 조정하여 최적의 다층의 열 전도성 패드를 제작할 수 있다. 추가로, 액상의 열 전도성 실리콘 접착제를 코팅하는 공정에 있어 공기와 접촉을 막기 위하여 질소 등의 가스가 제공될 수도 있다. Thereafter, the polymer film 30 having the metal foil 40 bonded to the back surface is cut to a predetermined width, and then, on the roll-shaped polymer film 30, the liquid thermally conductive silicone adhesive contained in the sealed container has a thickness. With a knife coating continuously between 0.05 mm and 0.3 mm, the thermally conductive silicone rubber 10 already produced in a roll is placed on this coating layer, and then on the back side coated with the liquid thermally conductive silicone adhesive. The thermally conductive silicone rubber 10 is completely wrapped by the jig with the polymer film 30 to which the metal foil 40 is bonded, and is continuously cut out by the winder and cut into suitable lengths. At this time, the polymer film 30 is heated until the liquid thermally conductive adhesive is cured by moisture to reliably bond the thermally conductive silicone rubber 10 and the polymer film 30 having the metal foil 40 bonded to the rear surface thereof. The conductive silicone rubber 10 should be wrapped. In order to solve this problem, both ends of the polymer film 30 having the metal foil bonded to the rear surface of the polymer film 30 are fixed by using a separate jig so as not to be opened until after curing. In addition, a separate jig is used during the manufacturing process so that the polymer film 30 bonded to the metal foil on the back surface coated with the liquid thermal conductive silicone adhesive can be suitably wrapped inside the thermal conductive silicone rubber 10. In addition, since the liquid thermally conductive silicone adhesive cured by moisture is cured by moisture contained in the air when exposed to air, by adjusting the amount and temperature of humidity in the process or after coating the liquid thermally conductive silicone adhesive, Optimal multilayered thermally conductive pads can be fabricated. In addition, a gas such as nitrogen may be provided to prevent contact with air in the process of coating a liquid thermally conductive silicone adhesive.

이후 인출되어 일정한 길이로 절단된 다층 열 전도성 패드는 바람직하게 20℃에서 60℃ 사이에서 일정 시간 동안 방치하면 액상의 열 전도성 실리콘 접착제는 경화되어 열 전도성 실리콘 고무(10)와 이면에 금속 박이 접합된 폴리머 필름(30)을 신뢰성 있게 접착시킨다. 상기 경화 시간을 단축하기 위해서는 주변의 습도를 높이거나 혹은 온도를 높여줄 수도 있다.Since the multilayer thermally conductive pads drawn out and cut to a predetermined length are preferably left for 20 hours at 20 ° C. to 60 ° C., the liquid thermally conductive silicone adhesive is cured to bond the metal foil to the thermally conductive silicone rubber 10 and the back surface. The polymer film 30 is reliably bonded. In order to shorten the curing time, the surrounding humidity may be increased or the temperature may be increased.

이후 액상의 열 전도성 실리콘 접착제가 경화된 후 이면에 금속 박이 접합된 폴리머 필름(30)에 있는 고정 지그를 제거한 후 원하는 길이로 절단하면 본 발명의 다층 열 전도성 패드를 제작할 수 있다. After the liquid thermally conductive silicone adhesive is cured, the fixing jig in the polymer film 30 bonded to the metal foil on the back side is removed, and then cut into a desired length, thereby manufacturing the multilayer thermally conductive pad of the present invention.

도 3은 본 발명의 다층 열 전도성 패드가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a state in which the multilayer thermal conductive pad of the present invention is actually applied.

반도체 같은 발열부(100) 표면 위에 다층 열 전도성 패드(1)의 한 면이 위치하고, 다층 열 전도성 패드의 반대편 면은 알루미늄 재질의 히트싱크 같은 냉각부(200) 표면에 의해 눌려진다. 이 경우 처음 발열부(100)에서 발생한 열은 다층 열 전도성 패드(1)의 구리 박에 전달된 후 전달된 열의 대부분은 처음에는 열 전도율이 좋은 구리 박(40)를 통해서 온도가 낮은 냉각부(200)로 전달된다. 그러나 발열부(100)에서 열이 지속되어 발열되면 발열부(100)에서 발생된 열은 구리 박(40)과 더불어 구리 박(40) 내부에 있는 열 전도성 고무(10)와 열 전도성 탄성접착제(20)를 통해서도 냉각부(200)로 전달된다. 이 경우 발열부(100)에서 발생된 열은 구리 박(40), 열 전도성 고무(10) 및 열 전도성 접착제(20)를 통해 전달되므로 다 층 열 전도성 패드와 동일한 두께의 열 전도성 고무 시트로 된 제품보다 열 전도율이 좋고, 또한 외부의 구리 박에 의해 발열부에 대전 된 정전기나 전기를 냉각부로 전달해 줄 수 있다.One side of the multilayer thermal conductive pad 1 is positioned on the surface of the heat generating part 100 such as a semiconductor, and the opposite surface of the multilayer thermal conductive pad is pressed by the surface of the cooling part 200 such as an aluminum heat sink. In this case, the heat generated in the first heating unit 100 is transferred to the copper foil of the multilayer thermally conductive pad 1, and most of the transferred heat is initially cooled through the copper foil 40 having good thermal conductivity. 200). However, when heat is generated in the heat generating part 100 and heat is generated, the heat generated from the heat generating part 100 is in addition to the copper foil 40 and the thermally conductive rubber 10 and the thermally conductive elastic adhesive in the copper foil 40. 20 is also delivered to the cooling unit 200. In this case, the heat generated from the heat generating part 100 is transferred through the copper foil 40, the thermally conductive rubber 10, and the thermally conductive adhesive 20, so that the thermally conductive rubber sheet has the same thickness as that of the multilayer thermally conductive pad. The thermal conductivity is better than that of the product, and the static electricity or electricity charged in the heat generating portion by the external copper foil can be transferred to the cooling portion.

또한 내부의 열 전도성 고무는 통상 0.5mm에서 15mm까지 경제성 있게 제공되므로 두께가 두꺼운 다층 열 전도성 패드를 경제성 있게 제공 가능하며 동일한 열 전도성을 갖는 제품과 비교하여 경도를 낮게 제공해 줄 수 있어 진동 및 충격의 환경에서도 대향하는 대상물과 신뢰성 있는 접촉을 제공한다.In addition, the internal thermally conductive rubber is usually economically provided from 0.5mm to 15mm, so it is possible to economically provide a thick multi-layered thermally conductive pad and can provide a low hardness compared to a product having the same thermal conductivity. It provides reliable contact with opposing objects even in the environment.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다층 열 전도성 패드(1)를 보여주는 단면도이다. 다층 열 전도성 패드(1)의 외부에 노출된 금속 박(40) 위에 일정한 두께로 길이 방향을 따라 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)가 접착되어 있다. 바람직하게 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)는 열 전도성 세라믹 파우더가 혼합되어 열 전도성만 갖거나 혹은 금속 파우더가 혼합되어 열 전도성과 전기 전도성을 동시에 만족할 수 있는 전도성 실리콘 고무 층 중 어느 하나일 수 있고, 상기 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)는 자기 점착성을 갖거나 점착성이 없는 것을 특징으로 한다. 상기 제 2의 전도성 고무(60a, 60b)는 상기 제 1의 실시 예에서 서술한 것과 같은 상온 경화용 액상 실리콘 페이스트에 전도성 파우더를 혼합한 후 다층 열 전도성 패드의 금속 박 위에 인쇄법에 의해 인쇄한 후 상온 경화시켜 형성한다. 바람직하게 다층 열 전도성 패드의 금속 박 위에 접착된 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)는 통상 0.005mm에서 0.2mm 사이의 균일한 두께로 금속 박의 두 면에 제공될 수 있으며 두 면에 제공되는 경우 마주보는 면에 형성되어야 한다. 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)를 제공하는 이유는 다층 열 전도성 패드의 외부로 노출된 금속 박과 대향하는 대상물과의 접촉을 신뢰성 있게 좋게 하여 전도성을 좋게 하기 위함이며, 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)가 자기 점착성을 갖는 경우 별도의 점착제 없이 대향하는 대상물과의 접촉을 해 줄 수 있기 때문이다. 이때 제공되는 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)의 두께가 너무 얇으면 신뢰성 있는 접촉을 제공하기 어렵고, 너무 두꺼우면 전도율이 나빠진다는 단점이 있다.4 is a cross-sectional view illustrating a multilayer thermally conductive pad 1 according to another embodiment of the present invention. The second conductive silicone rubbers 60a and 60b are bonded to the metal foil 40 exposed to the outside of the multilayer thermal conductive pad 1 along the length direction at a constant thickness. Preferably, the second conductive silicone rubbers 60a and 60b may be any one of the conductive silicone rubber layers in which thermally conductive ceramic powders are mixed to have only thermal conductivity, or metallic powders are mixed to satisfy both thermal and electrical conductivity at the same time. The conductive silicone rubbers 60a and 60b may be self-adhesive or non-adhesive. The second conductive rubbers 60a and 60b are printed by printing on a metal foil of a multi-layer thermal conductive pad after mixing the conductive powder with the liquid silicone paste for room temperature curing as described in the first embodiment. It is then formed by curing at room temperature. The second conductive silicone rubbers 60a, 60b, preferably bonded onto the metal foil of the multilayer thermally conductive pad, can be provided on two sides of the metal foil, with a uniform thickness, typically between 0.005 mm and 0.2 mm, provided on both sides. If so, it shall be formed on the opposite side. The reason for providing the second conductive silicone rubbers 60a and 60b is to improve the conductivity by making the contact with the object facing the metal foil exposed to the outside of the multi-layer thermal conductive pad reliably good, and the second conductivity This is because when the silicone rubbers 60a and 60b have self adhesiveness, the silicone rubbers 60a and 60b may come into contact with opposing objects without a separate adhesive. At this time, if the thickness of the second conductive silicone rubbers 60a and 60b provided is too thin, it is difficult to provide reliable contact, and if too thick, the conductivity becomes poor.

도 5는 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)가 실제 적용된 상태를 보여주는 단면도이다. 발열부(100)에서 발생한 열은 하부의 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a)를 통하여 다층 열 전도성 패드에 전달된 후 다시 상부의 제 2의 전도성 실리콘 고무(60b)를 통하여 냉각부(200)로 전달된다. 제 2의 전도성 실리콘 고무(60a, 60b)는 통상의 전도성 실리콘 고무 같은 역할을 수행하나 본 실시 예와 같이 다층 열 전도성 패드의 금속 박의 일정 면 위에만 형성된 경우는 실제 사용에 있어 더 효율성 있고, 경제성 있는 전도성 패드를 제공해준다.5 is a cross-sectional view showing a state in which the second conductive silicone rubbers 60a and 60b are actually applied. Heat generated in the heat generating part 100 is transferred to the multilayer thermal conductive pad through the second conductive silicone rubber 60a in the lower part and then back to the cooling part 200 through the second conductive silicone rubber 60b in the upper part. Delivered. The second conductive silicone rubbers 60a and 60b serve as conventional conductive silicone rubbers, but when formed only on a certain surface of the metal foil of the multilayer thermal conductive pad as in this embodiment, it is more efficient in practical use. Provides economical conductive pads.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다 할 수 있다. 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구항목에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the above description has been made with reference to an embodiment of the present invention, various changes or modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications may fall within the present invention without departing from the scope of the present invention. It is intended that the scope of the invention be determined by the claims set forth below.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 아래와 같은 여러 가지의 장점과 이점을 갖는다.As described above, the present invention has various advantages and advantages as follows.

1) 열 및 전기 전도율이 좋은 일정 두께 이상의 금속 박을 열 전도성 패드의 외부에 배치하고, 탄성 혹은 일정 이상의 두께를 제공해 주는 열 전도성 탄성체를 내부에 배치함으로 열 및 전기 전도성과 탄성이 좋은 다층 열 전도성 패드를 제공해준다. 1) Multi-layer thermal conductivity with good thermal and electrical conductivity and elasticity by placing a metal foil of a certain thickness with good thermal and electrical conductivity outside of the thermally conductive pad, and a thermally conductive elastomer that provides elasticity or a certain thickness inside. Provide pads.

2) 발열부에서 갑자기 발생한 열은 열 전도율이 좋은 금속 박을 통하여 냉각부로 빨리 전달되며, 지속되는 열은 금속 박과 열 전도성 탄성체 및 열 전도성 탄성 접착제에 의해 동시에 전달되므로 열 전달 효율이 좋다.2) The heat generated suddenly in the heat generating part is quickly transferred to the cooling part through the metal foil having good thermal conductivity, and the continuous heat is transferred by the metal foil, the heat conductive elastomer and the heat conductive elastic adhesive at the same time, so the heat transfer efficiency is good.

3) 외부에 배치된 금속 박의 표면은 은과 같이 열 전도성이 좋고 산화가 잘 안 되는 금속을 얇게 도금함으로써 신뢰성 있는 전도성 패드를 경제성 있게 구현할 수 있다 3) The surface of the metal foil disposed outside can economically realize a reliable conductive pad by thinly plating a metal having high thermal conductivity and poor oxidation, such as silver.

4) 내부에 열 전도성 탄성체 및 열 전도성 탄성 접착제가 사용되어 두께가 두꺼우면서 경도가 낮은 전도성이 향상된 전도성 패드를 제공할 수 있다.4) A thermally conductive elastomer and a thermally conductive elastic adhesive may be used therein to provide a conductive pad having a thick thickness and low conductivity.

5) 내부의 열 전도성 탄성체의 탄성에 의해 진동이나 충격에서도 대상물과 신뢰성 있는 접촉을 갖는 전도성 패드를 제공할 수 있다.5) Due to the elasticity of the thermally conductive elastomer therein, it is possible to provide a conductive pad having reliable contact with an object even under vibration or impact.

6) 중간에 위치한 열 전도성 탄성접착제는 경화에 의해 접촉을 갖는 열 전도성 탄성 접착제를 사용하므로 열에 의하여 다시 용융되지 않으며 탄성이 있기 때문에 열에 의한 신뢰성 있는 접합을 제공하며 또한 열 전도성 패드의 열 전도율을 높일 수 있다.6) The thermally conductive elastic adhesive located in the middle uses a thermally conductive elastic adhesive which has a contact by hardening, so that it is not melted again by heat and is elastic, thus providing reliable bonding by heat and increasing thermal conductivity of the thermal conductive pad. Can be.

7) 외부는 금속 박으로 되어 납땜이 가능하고, 금속 박 표면은 수평이어서 자동표면실장(automatic surface mounting)이 가능하며, 금속 박은 전기 전도성으 로 대상물 사이의 전기를 서로 연결시키는 용도로 사용된다. 7) The outside is made of metal foil, which can be soldered. The surface of the metal foil is horizontal, which enables automatic surface mounting. The metal foil is electrically conductive and is used to connect electricity between objects.

8) 금속 박 표면 위에 별도의 제 2의 열 전도성 실리콘 고무층이 제공됨으로써 다층 열 전도성 패드를 발열부와 같은 대상물에 부착 시 별도의 접착제 없이 부착할 수 있으며, 이 제 2의 전도성 실리콘 고무는 탄성을 갖으므로 대상물과의 접촉을 신뢰성 있게 해주어 경제성 있게 전도성이 향상된 다층 열 전도성 패드를 제공할 수 있다.8) By providing a separate second thermally conductive silicone rubber layer on the metal foil surface, the multilayer thermally conductive pad can be attached without an adhesive when attached to an object such as a heating part, and the second conductive silicone rubber has elasticity. It is possible to provide a multilayer thermally conductive pad with improved conductivity economically by providing reliable contact with the object.

Claims (15)

일정 체적을 갖는 열 전도성 탄성체; Thermally conductive elastomers having a constant volume; 상기 열 전도성 탄성체의 외부를 감싸며 경화에 의해 접착되는 열 전도성 탄성접착제; 및 A thermally conductive elastic adhesive that surrounds the outside of the thermally conductive elastomer and is bonded by curing; And 상기 열 전도성 탄성접착제 외부를 감싸며 상기 경화에 의해 상기 열 전도성 탄성접착제에 접착되고 이면에 금속 박이 접합된 폴리머 필름을 포함하는 다층 열 전도성 패드.And a polymer film surrounding the outside of the thermally conductive elastic adhesive and bonded to the thermally conductive elastic adhesive by the curing and bonded with a metal foil on the back surface. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 열 전도성 탄성체는 실리콘 고무에 열 전도성 파우더가 혼합되어 열 경화된 열 전도성 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.The thermally conductive elastomer is a multi-layer thermal conductive pad, characterized in that the thermally conductive silicone rubber is heat-cured by mixing the thermally conductive powder to silicone rubber. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 열 전도성 탄성접착제는 액상의 실리콘 페이스트에 열 전도성 파우더가 혼합된 후 경화되면서 접착을 갖는 열 전도성 실리콘 탄성접착제인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.The thermally conductive elastic adhesive is a multi-layer thermal conductive pad, characterized in that the thermally conductive silicone elastic adhesive having an adhesive while curing the thermal conductive powder is mixed with a liquid silicone paste. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 was abandoned when the registration fee was paid. 청구항 1 또는 3에 있어서The method according to claim 1 or 3 상기 경화는 열 경화 또는 습기 경화 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.And wherein the curing is either thermal curing or moisture curing. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 was abandoned upon payment of a set-up fee. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 이면에 금속 박이 접합된 폴리머 필름은 연성 동박 적층판(FCCL)을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.The polymer film bonded to the metal foil on the back side is a multilayer thermal conductive pad, characterized in that the flexible copper foil laminate (FCCL). 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 6 was abandoned when the registration fee was paid. 청구항 2 또는 3에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 열 전도성 파우더는 세라믹 파우더, 금속 파우더, 및 그라파이트 파우더 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.The thermally conductive powder is a multilayer thermally conductive pad, characterized in that any one of ceramic powder, metal powder, and graphite powder. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 7 was abandoned upon payment of a set-up fee. 청구항 1 또는 5에 있어서,The method according to claim 1 or 5, 상기 이면에 접합된 금속 박은 구리 박이고, 상기 폴리머 필름은 폴리이미드 및 폴리에스테르 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.The metal foil bonded to the back side is copper foil, and the polymer film is any one of polyimide and polyester. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 8 was abandoned when the registration fee was paid. 청구항 1 또는 5에 있어서,The method according to claim 1 or 5, 상기 금속 박의 두께는 0.002mm에서 0.1mm 사이에 있는 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.And the thickness of the metal foil is between 0.002 mm and 0.1 mm. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 9 was abandoned upon payment of a set-up fee. 청구항 1 또는 5에 있어서,The method according to claim 1 or 5, 상기 폴리머 필름의 두께는 0.005mm에서 0.03mm 사이인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.And the thickness of the polymer film is between 0.005 mm and 0.03 mm. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 10 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 다층 열 전도성 패드는 열 전도성만 갖는 다층 열 전도성 패드이거나 열 전도성과 전기 전도성을 모두 갖는 다층 열 전도성 패드인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.The multilayer thermally conductive pad is a multilayer thermally conductive pad having only thermal conductivity or a multilayer thermally conductive pad having both thermal conductivity and electrical conductivity. 일정 체적을 갖는 열 전도성 탄성체; Thermally conductive elastomers having a constant volume; 상기 열 전도성 탄성체의 외부를 감싸며 경화에 의해 접착된 열 전도성 탄성접착제; A thermally conductive elastic adhesive wrapped around the outside of the thermally conductive elastomer and bonded by curing; 상기 열 전도성 탄성접착제 외부를 감싸며 상기 열 전도성 탄성접착제의 상기 경화에 의해 접착되고 이면에 금속 박이 접합된 폴리머 필름; 및 A polymer film surrounding the outside of the thermally conductive elastic adhesive and bonded by the curing of the thermally conductive elastic adhesive and bonded with a metal foil on the back surface; And 상기 폴리머 필름의 금속 박의 대향하는 두 면에 접합된 제 2의 열 전도성 실리콘 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.And a second thermally conductive silicone rubber bonded to two opposing sides of the metal foil of the polymer film. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11, 상기 제 2의 열 전도성 실리콘 고무는 자기 점착성을 갖거나 자기 점착성이 없는 것 중 어느 하나이거나 또는 이들이 조합되어 사용된 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.And wherein the second thermally conductive silicone rubber is either self-adhesive or non-self-adhesive, or a combination thereof. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 13 was abandoned upon payment of a registration fee. 청구항 11 또는 12에 있어서,The method according to claim 11 or 12, 상기 제 2의 열 전도성 실리콘 고무는 전기 도전성이거나 전기 비 도전성인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.And wherein said second thermally conductive silicone rubber is electrically conductive or electrically non-conductive. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 14 was abandoned when the registration fee was paid. 청구항 11 또는 12에 있어서,The method according to claim 11 or 12, 상기 제 2의 열 전도성 실리콘 고무는 열 경화 혹은 습기 경화된 전도성 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.And wherein the second thermally conductive silicone rubber is a thermally cured or moisture cured conductive silicone rubber. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 15 was abandoned upon payment of a registration fee. 청구항 11 또는 12에 있어서,The method according to claim 11 or 12, 상기 제 2의 열 전도성 실리콘 고무는 상기 금속 박 위에 캐스팅 혹은 인쇄 방식에 의해 형성되어 상기 경화에 의해 별도의 접착제 없이 금속 박 위에 접합된 것을 특징으로 하는 다층 열 전도성 패드.And wherein the second thermally conductive silicone rubber is formed by casting or printing on the metal foil and bonded onto the metal foil without a separate adhesive by the curing.
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