KR101466611B1 - 방열 시트 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 방열 시트는 저면에 점착층이 형성된 기재층과, 상기 기재층의 상면에 부착되고 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트를 포함하는 열도전층을 포함하는 방열 시트이고, 상기 열도전층의 상면에 형성된 COI(CERAMIC OF INORGANIC)층을 더 포함하고, 상기 COI층의 조성은 페녹시계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지 중의 하나 이상으로 되는 수지기재와, 상기 수지기재에 분산된 SiO2 분말과, 상기 수지기재에 분산된 알루미나(Al2O3) 그래뉼분말, 질화보론(BN) 분말 및 질화알루미늄(AlN) 중의 하나 이상의 분말과, 난연제를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 방열 시트에 관한 것으로, 특히 상기 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트의 상면에 방열층을 형성한 방열 시트에 관한 것이다.
최근 전자부품의 집적화 및 경박단소화에 따라 전자부품으로부터 발생하는 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열수단이 요구된다. 이러한 방열수단으로는 핀(fin) 냉각, 펠티어 열전소자, 히트파이프 등이 통상적으로 사용된다. 특히, 전자 제품의 슬림화가 가장 중대한 이슈인 디스플레이 소자, 스마트폰 등에는 방열 시트를 부착하는 방식이 선호된다.
특히, 이러한 방열 시트는 방열분말이 분산된 시트층을 포함하며, 이러한 시트층으로는 종래의 알루미나(Al2O3) 조성분말 대신에 열전도성이 우수한 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말 함유 시트를 포함하는 것이 최근 개발되었다. 일 예로서 특허출원공개 제10-2007-0016718호 "기능성을 갖는 방열 점착테이프" (2007. 2. 8 공개)에서는 다공성 구조로서 열전도성을 갖는 제1점착제층과 소정의 기능성을 갖는 제2점착제 층이 적층된 방열 시트 구조를 개시하며, 이로써 열전도성, 전자기파 차폐성 및 전자기파 흡수성이 부여된다.
그러나, 이러한 CNP 또는 흑연분말시트는 그 표면이 쉽게 손상되며 이로 인해 도전성인 CNP 또는 흑연의 분말이 표면에 묻어나옴으로써 도전성을 띠게 되므로, 일반적으로 비도전이 요구되는 용도로서는 실제 부적합하다는 문제를 갖는다.
이에, 본 발명의 목적은 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트로 되는 열도전층을 포함하는 방열 시트에 있어서 상기 열도전층의 표면손상을 방지하면서도 열전도성이 향상된 방열 시트를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 방열 시트는 저면에 점착층이 형성된 기재층과, 상기 기재층의 상면에 부착되고 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트를 포함하는 열도전층을 포함하는 방열 시트로 되고, 상기 열도전층 상면에 형성된 COI(CERAMIC OF INORGANIC)층을 더 포함하고, 상기 COI층의 조성은 페녹시계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지 중의 하나 이상으로 되는 수지기재와, 상기 수지기재에 분산된 SiO2 분말과, 상기 수지기재에 분산된 알루미나(Al2O3) 그래뉼분말, 질화보론(BN) 분말 및 질화알루미늄(AlN) 중의 하나 이상의 분말과, 난연제를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수지기재는 에스테르 결합을 갖는 우레탄수지 기재이고, 상기 에스테르 결합을 갖는 우레탄수지 총량에 대비할 때 상기 SiO2 분말의 함량은 10~15wt%, 상기 알루미나 그래뉼분말, 질화보론 분말 및 질화알루미늄 분말 중의 하나 이상의 분말의 함량은 10~15wt%, 상기 난연제의 함량은 30wt% 이하로 될 수 있다.
또한, 상기 COI층의 조성은 카본블랙, 블랙 안료, 블랙 염료, 산화철, 산화구리, 산화주석 및 이의 혼합물 중의 하나 이상으로 되는 흑색안료를 더 포함할 수 있다. 상기 흑색안료의 함량은 상기 에스테르 결합을 갖는 우레탄수지 총량에 대비할 때 20wt% 이하로 될 수 있다.
이때, 상기 알루미나(Al2O3) 그래뉼분말, 질화보론(BN) 분말 및 질화알루미늄(AlN) 중의 하나 이상의 분말의 입경은 1~5㎛로 될 수 있다. 또한, 상기 SiO2 분말의 입경은 10~50㎛로 될 수 있다.
본 발명에 의한 방열 시트는 최상부에 연질의 COI(CERAMIC OF INORGANIC)층(12)이 형성됨으로써 완제품이 우수한 가요성을 갖는다. 특히, 본 발명에 의한 방열 시트는 종래보다 향상된 열전도성을 가져 우수한 방열효과를 보이며, 상기 COI층(12)으로 인해 하부의 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트를 포함하는 열도전층(14)이 보호되어 표면손상이 방지되고 CNP 또는 흑연의 분말의 묻어나옴으로 인한 도전화 현상 등을 방지할 수 있다. 또한, 이로 인해 상기 방열 시트의 절단이 용이하고 절단면이 깨끗해진다.
도 1은 본 발명에 의한 방열 시트의 개략구조도.
본 발명은 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트를 포함하는 방열 시트의 구조에 있어서 상기 CNP 또는 흑연분말시트의 상면에 방열층을 형성함으로써 전술하였듯이 그 표면손상과 CNP 또는 흑연의 분말누출로 인한 도전화 현상 등을 방지할 수 있다.
도 1은 이러한 본 발명에 의한 방열 시트의 구조를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 방열 시트(10)는 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트를 포함하는 열도전층(14)과, 이의 상면에 형성된 COI(CERAMIC OF INORGANIC)층(12)을 포함한다. 그리고, 상기 열도전층(14)은 전자부품의 표면 등에 부착하기 위한 점착시트부(16, 17)와 점착층(15)을 통해 상호 부착될 수 있다. 상기 점착시트부(16, 17)는 기재층(16) 및 점착층(17)으로 구성되며, 상기 점착시트부(16, 17)의 하면에는 사용을 위하여 부착 전 박리 및 제거되는 이형지(19)가 부착된다.
본 발명에 의하면, 상기 COI층(12)은 수지조성에 세라믹 분말과; 알루미나(Al2O3) 그래뉼분말, 질화보론(BN) 분말 및 질화알루미늄(AlN) 중의 하나 이상의 분말을 분산한 후 이에 난연제를 첨가한 조성 시트로 된다. 상기 수지조성으로는 페녹시계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지 등이 사용될 수 있다.
상기 세라믹 분말의 조성은 실리카(SiO2)를 포함하고, 입경은 10~50㎛로 됨이 바람직하다.
또한, 상기 알루미나(Al2O3) 그래뉼분말, 질화보론(BN) 분말 및 질화알루미늄(AlN) 분말은 입경이 1~5㎛로 됨이 바람직하다.
또한, 상기 열도전층(14)은 수지기재에 그래핀 또는 그라파이트 분말을 분산시킨 조성을 포함한 모든 공지된 조성으로 될 수 있다.
본 발명에 의한 방열 시트(10)에 있어서, 각 층의 바람직한 두께범위는 다음 표 1과 같다:
| 층 | 두께(㎛) |
| 방열시트층(12) | 20~100㎛ |
| 열도전층(14) | 50~500㎛ |
| 점착층(15) | 5~30㎛ |
| 기재층(16) | 10~15㎛ |
| 점착층(17) | 5~30㎛ |
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 상기 COI층(12)은 에스테르 결합을 갖는 우레탄수지 100wt% 대비, 10~15wt% SiO2 분말과, 10~15wt% 알루미나 그래뉼분말, 질화보론 분말 및 질화알루미늄 분말 중의 하나 이상과, 30wt% 이하의 난연제를 포함한다.
또한, 상기 COI층(12)의 조성에 광을 효율이 높게 흡수하도록 카본블랙, 블랙 안료, 블랙 염료, 산화철, 산화구리, 산화주석 및 이의 혼합물 중의 하나 이상으로 되는 흑색안료를 더 포함할 수 있으며, 이의 바람직한 함량은 상기 수지 100wt%대비 20wt% 이하이다.
또한, 상기 난연제로서는 BDO, DBDPE, TBBA , BPS 및 TBBA 등의 브롬(Br)계 난연제, APP, CG-P, TCEP, IPPP, TPP, TEP, RDP, TCP, TCPP, Reofos-65, Phosflex-31L 등의 인(P)계 난연제, 산화안티몬(Sb2O3) 및 수산화알루미늄(Al(OH)3) 등의 무기계 난연제 등을 포함한 공지된 난연제 조성물이 사용될 수 있다.
상기 기재층(16)은 통상의 공지된 물질로 될 수 있으며 예를 들어 PET(polyethylene terephthalate) 및 종이 중의 하나 이상으로 될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 하술하는 실시예는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공되는 것이며, 본 발명은 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
에스테르 결합을 갖는 우레탄수지에 우레탄 촉매 경화제를 사용한 제1조성물 100wt%와, 제2조성물 SiO2 분말(D50 40-50㎛) 10~15wt%와, 알루미나 그레뉼분말 (D50 3-5㎛) 10~15wt%에 제3조성물 고농도 카본 농축잉크 5~15%를 투입하고, 회전수를 1400rpm까지 서서히 올려 분산시켰다. 그리고, 약 2시간 정도 혼합하고 제1조성물 대비 난연제(APP) 10wt%를 투입한 후, 회전수 1100rpm으로 30분간 혼합하고 20분간 탈포하여 COI(CERAMIC OF INORGANIC)층을 제조하였다.
그리고, 이러한 COI층을 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트를 포함하는 열도전층과 PET 시트층 상에 부착하여 본 실시예에 의한 방열 시트를 제조한 후, 이러한 본 실시예에 의한 방열 시트와, COI층이 없는 CNP 또는 흑연분말시트층 및 PET 시트층만으로 형성된 종래 방열 시트의 각 열전도도를 측정 및 비교하였다.
그 결과, 종래구조의 방열 시트의 열전도도는 0.538(W/mK)에 불과한 반면, 본 실시예에 의한 방열 시트는 0.675(W/mK)로서 상대적으로 우수한 열전도성을 가짐으로써 대략 25% 향상된 방열효과를 나타내었다.
이상 기술한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 방열 시트 12: COI(CERAMIC OF INORGANIC)층
14: 열도전층 15: 점착층
16: 기재층 17: 점착층
19: 이형지
14: 열도전층 15: 점착층
16: 기재층 17: 점착층
19: 이형지
Claims (6)
- 저면에 점착층(17)이 형성된 기재층(16)과, 상기 기재층(16)의 상면에 부착되고 CNP(Carbon Nano Plate) 또는 흑연분말시트를 포함하는 열도전층(14)을 포함하는 방열 시트에 있어서,
상기 열도전층(14)의 상면에 형성된 COI(CERAMIC OF INORGANIC)층(12)을 더 포함하고, 상기 COI층(12)의 조성은
페녹시계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지 중의 하나 이상으로 되는 수지기재와, 상기 수지기재에 분산된 SiO2 분말과, 상기 수지기재에 분산된 알루미나(Al2O3) 그래뉼분말, 질화보론(BN) 분말 및 질화알루미늄(AlN) 중의 하나 이상의 분말과, 난연제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트. - 제1항에 있어서,
상기 수지기재는 에스테르 결합을 갖는 우레탄수지 기재이고, 상기 에스테르 결합을 갖는 우레탄수지 총량에 대비할 때 상기 SiO2 분말의 함량은 10~15wt%, 상기 알루미나 그래뉼분말, 질화보론 분말 및 질화알루미늄 분말 중의 하나 이상의 분말의 함량은 10~15wt%, 상기 난연제의 함량은 30wt% 이하로 되는 것을 특징으로 하는 방열 시트. - 제1항에 있어서,
상기 COI층(12)의 조성은 카본블랙, 블랙 안료, 블랙 염료, 산화철, 산화구리, 산화주석 및 이의 혼합물 중의 하나 이상으로 되는 흑색안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트. - 제2항에 있어서,
상기 COI층(12)의 조성은 카본블랙, 블랙 안료, 블랙 염료, 산화철, 산화구리, 산화주석 및 이의 혼합물 중의 하나 이상으로 되는 흑색안료를 상기 에스테르 결합을 갖는 우레탄수지 총량에 대비하여 20wt% 이하의 함량으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트. - 제1항에 있어서,
상기 알루미나(Al2O3) 그래뉼분말, 질화보론(BN) 분말 및 질화알루미늄(AlN) 중의 하나 이상의 분말의 입경은 1~5㎛로 되는 것을 특징으로 하는 방열 시트. - 제1항에 있어서,
상기 SiO2 분말의 입경은 10~50㎛로 되는 것을 특징으로 하는 방열 시트.
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