KR101447878B1 - Honeycomb heat sinking sheet - Google Patents

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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a honeycomb heat radiation sheet capable of maximizing heat radiation by compressing graphite with a honeycomb structure. According to a proper embodiment of the present invention, the honeycomb heat radiation sheet includes: a graphite sheet which is formed and cured by densely arranging a hexagonal honeycomb hole with a depth in a thickness direction on a surface with a preset size by mixing the graphite with a small amount of curing agents and compressing the mixed result in a frame of a honeycomb structure; and a carbon fiber which is laid in the graphite sheet for performance and reinforcement in the graphite sheet.

Description

벌집형 방열시트{Honeycomb heat sinking sheet}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a honeycomb heat sinking sheet,

본 발명은 각종 전자부품에서 생성되는 열을 신속히 방출시키기 위한 방열시트에 관한 것으로, 특히 흑연을 벌집구조로 압축 성형하여 방열을 극대화할 수 있도록 한 벌집형 방열시트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-radiating sheet for rapidly releasing heat generated in various electronic parts, and more particularly, to a honeycomb heat-radiating sheet for compressing and molding graphite into a honeycomb structure to maximize heat radiation.

LED 조명기구나 노트북, 스마트폰으로 대표되는 전자기기는 고성능화ㆍ소형화가 현저한 속도로 진행되고 있다. 이와 같은 전자기기의 고성능화ㆍ소형화에 수반하여, 그 내부에 내장된 반도체 부품은 대용량화ㆍ고집적화가 진행되고 있으며, 이것에 의해 전자기기 내부에 있어서의 발열량이 매우 증가하고 있다Electronic devices such as LED illuminators, laptops, and smart phones are progressing at a remarkably high speed and miniaturization. With such high performance and miniaturization of electronic apparatuses, the semiconductor components incorporated therein have been increasing in capacity and in high integration, and accordingly, the amount of heat generated inside electronic apparatuses has been greatly increased

종래, 반도체 부품으로부터의 발열을 구리나 알루미늄 등의 열전도성이 좋은 금속판을 통해 핀(fin)이나 히트싱크로 전달하여 외부로 방열시켰지만, 근래에는 금속판 대신에 그라파이트 시트가 이용되게 되었다.Conventionally, heat generated from a semiconductor component is transmitted to a fin or a heat sink through a metal plate having good thermal conductivity such as copper or aluminum to dissipate heat to the outside. In recent years, however, a graphite sheet has been used instead of a metal plate.

그라파이트 시트는 열전도율이 구리나 알루미늄에 비해 수배 높고 경량이며 저렴하다는 우수한 특성을 가지기 때문이고, 이와 같은 특성을 살려서 복수 층의 회로 기판으로 이루어지는 적층 기판에 있어서 기판과 기판 사이에 개재되는 방열시트나 디스플레이패널의 방열 시트 등에도 이용되고 있다.This is because the graphite sheet has an excellent property that the thermal conductivity is several times higher than that of copper or aluminum, and is lightweight and inexpensive. By taking advantage of these properties, a laminated board comprising a plurality of circuit boards, Heat-radiating sheet of a panel and the like.

그러나, 그래파이트는 카본이 층 구조를 이룬 것으로서, 각 층의 면내 방향의 분자는 공유결합에 의해 강고하게 결합되어 있지만, 면 방향에 직교하는 방향(두께 방향)은 분자간력에 의한 약한 결합을 갖는다.However, graphite has a layered structure of carbon, and molecules in the in-plane direction of each layer are firmly bonded by covalent bonds, but the direction perpendicular to the plane direction (thickness direction) has weak bonds due to intermolecular force.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 공개특허 공개번호 제10-2011-0094635호로서, 열전도성이 우수한 점착제를 포함하는 방열시트가 제안되어 있다. 이는 그라파이트 시트; 및 상기 그라파이트 시트의 일면 혹은 양면에 형성된 카본나노 복합체를 함유하는 열전도성 점착제를 포함하여 구성된다. 따라서 열전도성이 우수한 점착제를 그라파이트 시트에 코팅하여 열전도성을 향상시켜 라미네이팅 공정 및 점착제 코팅공정을 단일 공정으로 단축시킨다.As a background of the present invention, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0094635 discloses a heat-radiating sheet comprising a pressure-sensitive adhesive excellent in thermal conductivity. This includes graphite sheet; And a thermoconductive pressure sensitive adhesive containing a carbon nanocomposite formed on one or both surfaces of the graphite sheet. Therefore, the pressure-sensitive adhesive excellent in thermal conductivity is coated on the graphite sheet to improve the thermal conductivity, shortening the laminating process and the pressure-sensitive adhesive coating process to a single process.

그러나 상기 배경기술은 그라파이트 시트의 탄소함량이 99％ 이상의 것으로, 면방향에 직교하는 방향은 약하여 층간 박리가 생기기 쉽다는 문제를 갖는다.However, the above background art has a problem that the carbon content of the graphite sheet is 99% or more, and the direction orthogonal to the plane direction is weak, so that delamination tends to occur.

한국 공개특허 공개번호 제10-2007-0079891호(방열시트)Korean Unexamined Patent Application Publication No. 10-2007-0079891 (heat-radiating sheet) 한국 등록실용 등록번호 제20-0422459호(방열시트)Korean Registered Utility Registration No. 20-0422459 (heat-radiating sheet)

본 발명은 흑연을 벌집구조로 압축 성형하여 방열을 극대화할 수 있도록 한 벌집형 방열시트를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a honeycomb heat-radiating sheet capable of maximizing heat dissipation by compression-molding graphite into a honeycomb structure.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면,According to a preferred embodiment of the present invention,

흑연에 소량의 경화제가 혼합되어 벌집구조의 틀에서 압착되어 일정한 크기의 면상에 두께 방향으로 깊이를 갖는 육각벌집구멍이 촘촘이 배열되어 성형 경화된 흑연시트와;A hexagonal honeycomb hole having a depth in a thickness direction on a surface of a certain size, which is pressed on a honeycomb frame by mixing a small amount of a curing agent with graphite;

상기 흑연시트에 인성 및 보강을 위해 흑연시트에 포설되어 있는 탄소섬유가 포함되고;
흑연과 경화제는 9:1의 중량비로 혼합되고, 흑연시트는 육각벌집구멍을 상하 대칭적으로 분할시키는 중간 열전도판을 갖고, 육각벌집구멍에는 중간 열전도판을 관통하는 방열공이 형성되고, 흑연시트의 일측 표면에는 열전도 접착제가 더 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.The graphite sheet includes carbon fibers laid on the graphite sheet for toughness and reinforcement;
The graphite sheet and the curing agent are mixed at a weight ratio of 9: 1. The graphite sheet has an intermediate thermally conductive plate for vertically and symmetrically dividing a hexagonal honeycomb hole. A hexagonal honeycomb hole is provided with a radiating hole penetrating the intermediate thermally conductive plate, And a thermally conductive adhesive is further adhered to one surface of the substrate.

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본 발명에 따른 벌집형 방열시트에 따르면, 흑연을 벌집구조로 압축 성형하여 흑연시트의 방열이 극대화된다. 또한 탄소섬유에 의해 흑연시트가 면외방향으로 박리가 일어나지 않으므로 보강된 구조를 갖는다. 또한 중간 열전도판에 의해 방열면적이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.According to the honeycomb heat-radiating sheet of the present invention, the heat dissipation of the graphite sheet is maximized by compression-molding the graphite into a honeycomb structure. Also, since the graphite sheet does not peel off in the out-of-plane direction by carbon fibers, it has a reinforced structure. Also, the effect of increasing the heat radiation area by the intermediate heat conductive plate can be obtained.

도 1은 본 발명에 따른 벌집형 방열시트의 일 실시예의 사시도 및 요부확대도.
도 2는 본 발명에 따른 벌집형 방열시트의 다른 실시예의 사시도 및 요부확대도.
도 3은 도 2의 부분단면도.
도 4는 본 발명에 따른 벌집형 방열시트의 또 다른 실시예의 사시도 및 요부확대도.
도 5는 본 발명에 따른 벌집형 방열시트와 전자부품간의 접합전 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 벌집형 방열시트가 전자부품에 접합된 상태를 나타내는 사용상태도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a perspective view and an enlarged view of a honeycomb radiating sheet according to an embodiment of the present invention; Fig.
Fig. 2 is a perspective view and enlarged view of another embodiment of a honeycomb heat-radiating sheet according to the present invention. Fig.
3 is a partial cross-sectional view of Fig.
4 is a perspective view and enlarged view of another embodiment of a honeycomb heat-radiating sheet according to the present invention.
Fig. 5 is a perspective view showing a honeycomb heat-radiating sheet according to the present invention before joining an electronic part. Fig.
6 is a use state view showing a state in which a honeycomb heat-radiating sheet according to the present invention is bonded to an electronic component;

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

도 1과 같이 본 발명에 따른 방열시트(10)는 흑연(그라파이트)에 소량의 경화제가 혼합되어 벌집구조의 틀에서 압착되어 일정한 크기의 면상에 두께 방향으로 깊이를 갖는 육각벌집구멍(121)이 촘촘이 배열되어 성형 경화된 흑연시트(12)와, 흑연시트(12)에 인성 및 보강을 위해 흑연시트에 포설되어 있는 탄소섬유(14)로 구성된다.1, a heat-radiating sheet 10 according to the present invention includes a hexagonal honeycomb hole 121 having a depth in a thickness direction on a surface of a predetermined size, which is formed by mixing a small amount of a curing agent with graphite, A graphite sheet 12 formed by molding and hardening the densely arranged carbon fibers 14 and carbon fibers 14 laid on the graphite sheet for toughness and reinforcement in the graphite sheet 12.

본 실시예에서 흑연시트(12)는 흑연 90~95중량％, 경화제 10~5중량％를 사용하였으나 제작 비용 및 열전도율을 고려하여 9:1의 중량비가 바람직하다. 경화제는 페놀 수지 경화제, 에폭시 수지 경화제, 실리콘 경화제 등이 사용될 수 있다.In the present embodiment, 90 to 95 wt% of graphite and 10 to 5 wt% of a curing agent are used as the graphite sheet 12, but a weight ratio of 9: 1 is preferable in consideration of production cost and thermal conductivity. The curing agent may be a phenol resin curing agent, an epoxy resin curing agent, a silicone curing agent, or the like.

여기서 흑연시트(12)의 방열면적을 극대화하기 위해 바람직하게 육각벌집구멍(121)을 사용하였으나 다른 변형예로 육각 이외의 원형이나 다른 다각 형태의 벌집구멍을 가질 수도 있다. 이때 육각벌집구멍(121)의 크기는 특정한 치수에 제한되는 것은 아니며 각종 전자부품의 발열면적을 다수로 등분하는 크기에 적합되도록 한다.In this case, the hexagonal honeycomb holes 121 are preferably used to maximize the heat radiation area of the graphite sheet 12, but as another modification, honeycomb holes other than the hexagonal shape or other polygonal shapes may be used. At this time, the size of the hexagonal honeycomb hole 121 is not limited to a specific dimension, but is adapted to a size that equally divides the heat generating area of various electronic parts into a plurality of parts.

한편, 흑연시트의 제조시 흑연시트의 표면에 각종 액상 유기화합물이나 식물성 기름으로 표면처리 후 가열처리하여 팽창율을 갖도록 할 수도 있다.On the other hand, in the production of the graphite sheet, the surface of the graphite sheet may be surface-treated with various liquid organic compounds or vegetable oils and then heat-treated to have an expansion ratio.

탄소섬유(14)는 보강섬유의 한 종류로써 흑연시트(12)의 인성을 위해 유리섬유 등으로 대체될 수도 있다. 이때 탄소섬유(14)는 수지가 함침된 상태에서 제조된 다발실이 사용될 수도 있다. 탄소섬유(14)는 흑연시트(12)를 구성하는 흑연 입자들 간을 경화제를 통해 물리적으로 연결시킨다.The carbon fibers 14 may be replaced with glass fibers or the like for toughness of the graphite sheet 12 as one kind of reinforcing fibers. At this time, the carbon fiber 14 may be a multi-filament yarn produced in a state in which the resin is impregnated. The carbon fibers 14 physically connect the graphite particles constituting the graphite sheet 12 through the curing agent.

또한 본 발명에 따르면 도 2 및 도 3과 같이 상기한 흑연과 경화제로 구성된 베이스판(13)을 더 갖을 수 있다.According to the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, the base plate 13 may further include the graphite and the curing agent.

또한 본 발명에 따르면 도 4와 같이 흑연시트(12)는 육각벌집구멍(121)을 상하 대칭적으로 분할시키는 중간 열전도판(15)을 더 갖을 수 있다. 중간 열전도판(15)은 육각벌집구멍(121)을 형성한 후 구성되거나 이와 동시에 형성될 수도 있다. 중간열전도판(15)은 상기한 흑연과 탄소섬유로 구성된다. 따라서 중간 열전도판(15)은 육각벌집구멍(121)으로 에워싸진 방열면적을 증가시켜 방열을 촉진시킨다.Also, according to the present invention, the graphite sheet 12 may further include an intermediate heat conductive plate 15 for vertically and symmetrically dividing the hexagonal honeycomb holes 121 as shown in FIG. The intermediate heat conducting plate 15 may be formed after or simultaneously with the formation of the hexagonal honeycomb holes 121. The intermediate heat conduction plate 15 is made of the above-mentioned graphite and carbon fiber. Accordingly, the intermediate heat conductive plate 15 increases the heat radiation area surrounded by the hexagonal honeycomb holes 121 to promote heat radiation.

육각벌집구멍(121)에는 중간 열전도판(15)을 관통하는 방열공(151)이 더 형성될 수 있다. 이때 방열공(151)은 육각벌집구멍(121)에 모두 형성될 수도 있고 선택적으로 형성될 수도 있다. 따라서 중간 열전도판(15)에서 열전도가 진행되는 동안 방열공(131)을 통해서도 방열이 신속히 이루어진다.The hexagonal honeycomb hole 121 may further include a heat dissipation hole 151 penetrating the intermediate heat conduction plate 15. At this time, the discharge hole 151 may be formed in the hexagonal honeycomb hole 121 or may be selectively formed. Therefore, heat dissipation can be rapidly performed even through the heat-releasing hole 131 while the heat conduction proceeds in the intermediate heat conduction plate 15. [

한편, 도 5 및 도 6과 같이 흑연시트(12)의 일측 표면에는 뛰어난 열전도성을 갖는 열전도 접착제(17)가 부착될 수 있다. 열전도 접착제(17)로는 예로 1액형 실리콘 탄성체의 한 종류인 열전도 엘라스토머(Thermally Conductive Elastomers)가 될 수 있다. 열전도 엘라스토머는 열전도와 함께 전기절연성이 뛰어나며 세라믹, 에폭시적층판, 합금들과 충진플라스틱을 포함한 일반적인 기질의 작용을 받는 물질에 프라이머 처리 없이도 접착력을 증진시킬 수 있다. 또한 열전도 접착제(17)에 대체하여 양면접착제가 부착될 수도 있다.On the other hand, as shown in Figs. 5 and 6, a thermally conductive adhesive 17 having excellent thermal conductivity can be attached to one surface of the graphite sheet 12. The thermally conductive adhesive 17 may be, for example, a thermally conductive elastomer (thermally conductive elastomer) which is one type of one-pack type silicone elastomer. Thermally conductive elastomers have excellent electrical insulation along with thermal conductivity and can enhance adhesion without primer treatment to materials subject to common substrates, including ceramics, epoxy laminates, alloys and filled plastics. In addition, a double-sided adhesive may be adhered in place of the heat conductive adhesive 17.

이와 같이 구성된 본 발명의 방열시트는 트랜스포머(Transformer), 전원장치(Power Supply), 코일(Coil), 릴레이(Relays)를 포함하여 물론이고 열전도가 중요시되는 LED소자, 집적회로칩 등의 전자제품(100)에 도 5 및 도 6과 같이 부착되어 열전도와 방열을 촉진시킴으로써 각종 전자소자부품의 안정화된 회로동작을 기대할 수 있고 수명을 향상시킨다.The heat-radiating sheet of the present invention having the above-described structure can be applied to electronic devices such as LED devices and integrated circuit chips, which include a transformer, a power supply, a coil, relays, 100 as shown in FIG. 5 and FIG. 6 to promote thermal conduction and heat dissipation, so that stabilized circuit operation of various electronic component parts can be expected and lifetime is improved.

특히, 탄소섬유나 유리섬유 등의 보강섬유에 의해 흑연 결합이 보강되어져 면방향에 직교하는 방향에도 층간 박리가 발생되지 않는다.Particularly, graphite bonding is reinforced by reinforcing fibers such as carbon fiber and glass fiber, and no delamination occurs in a direction orthogonal to the surface direction.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

12: 흑연시트
13: 베이스판
121: 육각벌집구멍
14: 탄소섬유
15: 중간열전도판
17: 열전도 접착제12: Graphite sheet
13: base plate
121: Hexagonal honeycomb hole
14: carbon fiber
15: intermediate heat conduction plate
17: Heat conductive adhesive

Claims (2)

흑연에 소량의 경화제가 혼합되어 벌집구조의 틀에서 압착되어 일정한 크기의 면상에 두께 방향으로 깊이를 갖는 육각벌집구멍(121)이 촘촘이 배열되어 성형 경화된 흑연시트(12)와;
상기 흑연시트(12)에 인성 및 보강을 위해 흑연시트에 포설되어 있는 탄소섬유(14)가 포함되고;
흑연과 경화제는 9:1의 중량비로 혼합되고, 흑연시트(12)는 육각벌집구멍(121)을 상하 대칭적으로 분할시키는 중간 열전도판(15)을 갖고, 육각벌집구멍(121)에는 중간 열전도판(15)을 관통하는 방열공(151)이 형성되고, 흑연시트(12)의 일측 표면에는 열전도 접착제(17)가 더 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 벌집형 방열시트.A graphite sheet 12 formed by molding a hexagonal honeycomb hole 121 having a depth in a thickness direction on a surface of a predetermined size, the graphite being mixed with a small amount of a curing agent,
Wherein the graphite sheet (12) comprises carbon fibers (14) laid on a graphite sheet for toughness and reinforcement;
The graphite sheet 12 has an intermediate heat conduction plate 15 for vertically and symmetrically dividing the hexagonal honeycomb 121 and the hexagonal honeycomb 121 has an intermediate heat conduction Wherein a heat dissipating hole (151) penetrating through the plate (15) is formed, and a thermally conductive adhesive (17) is further attached to one surface of the graphite sheet (12). 삭제delete
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