KR101552636B1

KR101552636B1 - 열전도성 방열시트와 그것의 제조방법

Info

Publication number: KR101552636B1
Application number: KR1020140063315A
Authority: KR
Inventors: 이경섭; 최현석; 박해룡
Original assignee: (주)창성
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2015-09-14

Abstract

본 발명은, 열전도성 방열시트 조성물 및 제조방법 이를 적용한 열전도성 방열시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 열전도도와 절연성 모두 만족시키는 열전도성 방열시트에 관한 것이다. 이에 본 발명은 열전도성 방열시트용 조성물에 있어서, 고분자 수지; 상기 고분자 수지를 희석하기 위한 용매; 열전도성을 높이기 위한 열전도성 필러; 및 분산제; 를 포함하며, 상기 열전도성 필러는 질화알루미늄 소결분말을 포함하고, 추가적으로 다이아몬드 분말을 더 포함하거나, 질화알루미늄 비소결분말, 알루미나 분말 또는 질화붕소 분말 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 더 포함하여 구성되는 열전도성 방열시트와 그 제조방법을 제공한다.

Description

열전도성 방열시트와 그것의 제조방법 {Heat-conducting sheet and manufacturing method thereof}

본 발명은, 열전도성 방열시트와 그것의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 열전도도와 절연성 모두 만족시키는 열전도성 방열시트에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터, 휴대용 통신기 휴대용 개인단말기, LED를 채용한 백라이트 유닛 등의 전자제품은 그 시스템 내부에서 발생한 과도한 열을 외부로 확산시키지 못해 잔상문제 및 시스템 안정성에 심각한 우려를 내재하고 있다. 이러한 열은 제품의 수명을 단축하거나 고장, 오동작을 유발하며, 심한 경우에는 폭발 및 화재의 원인을 제공하기도 한다. 특히 최근 그 수요가 증가되고 있는 LED, LCD 등에게는 선명도, 색상도 등을 떨어뜨려 제품에 대한 신뢰성과 안정성을 저하시키고 있다.

따라서 시스템 내부에서 발생한 열은 외부로 방출되거나 자체 냉각되어져야 한다. 종래 이러한 열을 효율적으로 제어하기 위한 방법들이 많이 시도되었으며, 히트싱크(heat sink)나 방열팬을 설치하는 방법이 일반적이었다. 그러나 히트싱크의 경우에는 전자제품의 발열체에서 나오는 열량보다 히트싱크가 방출할 수 있는 열량이 작아 효율이 매우 낮다. 이에 따라 히트싱크와 함께 방열팬을 동시에 설치하여 히트싱크의 열을 강제로 배출시키고 있다. 그러나 방열팬은 소음과 진동을 발생하며 무엇보다 노트북 컴퓨터, 휴대용 개인단말기 등과 같이 경량화(輕量化)와 초박화(超薄化)가 요구되고 있는 제품에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.

이에 따라, 전자제품의 발열체와 방열판 사이에 개재되어 사용되는 방열시트가 널리 이용되고 있다. 방열시트는 열을 효율적으로 방열판 쪽으로 전달시킬 뿐 아니라 기계적 충격 흡수 효과까지 있어 매우 효과적인 방법이라 할 수 있다.

효율적인 열전도(heat conduction, heat dissipation, 熱傳導)를 위해서는 방열시트에 높은 열전도성이 요구되지만, 종래의 방열시트의 열전도성은 반드시 충분하다고는 말할 수 없었다. 그 때문에, 방열시트의 열전도성을 더욱 향상시킬 목적으로, 매트릭스 재료 중에, 열전도성이 큰 흑연 분말을 배합한 여러가지 열전도성 복합재료 조성물 및 그 성형 가공품이 제안되고 있다.

방열시트에는 전술한 바와 같이 방열장치를 조립할 때의 작업성이 간편하다고 하는 이점이 있다. 이 이점을 더욱 살리는 사용법으로서, 요철이나 곡면 등의 특수한 형상에 대한 추종성, 응력완화 등의 기능을 갖게 할 필요성이 생기고 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널과 같은 큰 면적으로부터의 방열에 있어서는 방열시트에 발열체와 방열체의 표면의 왜곡이나 요철등의 형상에 대한 추종성, 열팽창율의 차이에 따라 일어나는 열응력 완화 등의 기능도 요구되고, 어느 정도 두꺼운 막에서도 열전달할 수 있는 높은 열전도성 이외에, 높은 유연성이 요구되도록 되었다. 그러나, 이와 같은 유연성과 열전도성을 높은 레벨로 양립할 수 있는 방열시트는 아직도 얻지 못하고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-0755014호

최근 노트북, 휴대폰과 같은 디스플레이 제품의 고집적화에 따른 발열량의 증대에 따라 전자부품의 온도상승에 의한 방열대책의 필요성이 많이 대두됨에 따라 다양한 방열대책이 연구되고 있다. 가장 대표적으로는 실리콘 겔 제품의 점착성 방열패드, 그라파이트 방열시트가 사용되고 있는 바, 상기 점착성 방열패드와 그라파이트 방열시트의 일측면에는 점착제가 도포되어 있어서 발열체에 부착하여 열을 방출할 수 있도록 구성되어 있다. 최근에 고열전도 방열시트의 개발을 통해 질화붕소가 수직방향으로 배향된 시트와 그라파이트나 그라핀 같은 고열전도 소재가 일부 첨가된 방열시트가 대두되었다. 이에 본 발명은 현수준의 방열시트보다 높은 열전도도와 절연성을 모두 만족시키는 열전도성 방열시트와 그것의 제조방법을 제공하는 것이다.

이에 본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해, 고분자 수지와 열전도성을 높이기 위한 열전도성 필러를 포함하며, 열전도성 필러는 질화알루미늄 소결분말을 포함하되, 질화알루미늄 소결분말은 입경이 5 ~ 90㎛이고, 밀도가 질화알루미늄 비소결분말 대비 0.5 ~ 5.0% 증가된 소결분을 사용하도록 한다.

이를 적용하여 첫 번째로 본 발명은 열전도성 필러로서 질화알루미늄 소결분말과 기타필러분말을 포함하여 구성하되, 기타소결분말은 입경이 0.5 ~ 10.0㎛이고, 질화알루미늄 비소결분말, 알루미나 분말 및 질화붕소 분말 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 분말을 사용한 열전도성 방열시트를 제공한다.

또한 두 번째로 본 발명은 열전도성 필러로서 질화알루미늄 소결분말과 다이아몬드 분말, 그리고 기타필러분말을 포함하여 구성하되, 다이아몬드 분말은 입경이 1 ~ 15㎛인 것을 사용한 열전도성 방열시트를 제공한다.

첫 번째는 열전도성 방열시트에 있어서, 체적저항률이 클수록 절연성이 좋고, 내전압과 열전도성도 클수록 열전도성 방열시트의 좋은 조건이 될 수 있다. 본 발명의 상기 조합과 상기 제조방법으로 제조된 방열시트는 현수준의 타 방열시트보다 높은 열전도도와 절연성 및 내전압을 모두 만족시키는 효과가 있다.

두 번째로 열전도성 필러를 구성하는 분말들의 다양한 입도분포로 인하여 필러의 충전율을 증가시켜 열전도율을 높이는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 열전도성 방열시트의 제조 단계 순서도이다.
도 2는 ASTM D5470 규격에 의거하여 압력에 따라 측정된 열물성 데이터이다.

본 발명에 있어서 「공정」이라는 말은, 독립된 공정만이 아니고, 다른 공정과 명확하게 구별할 수 없는 경우라도 그 공정의 소기의 작용이 달성되면, 본 용어에 포함된다.

또한 본 명세서에 있어서 「~」를 사용하여 나타낸 수치 범위는, 「~」의 전후에 기재되는 수치를 각각 최소치 및 최대치로서 포함하는 범위를 나타낸다.

또한 본 명세서에 있어서 조성물 중의 각 성분의 양은, 조성물 중의 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우에는, 특별히 언급하지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 당해 복수의 물질의 합계량을 의미한다.

본 발명의 열전도성 방열시트용 조성물은 고분자 수지 및 열전도성을 높이기 위한 열전도성 필러를 포함하며, 열전도성 필러는 질화알루미늄 소결분말을 사용하되, 입경이 5 ~ 90㎛이며 밀도가 질화알루미늄 비소결분말 대비 0.5 ~ 5.0% 증가된 소결분을 사용하도록 한다. (이하에서 소결되지 않은 질화알루미늄 분말은 「질화알루미늄 분말」 또는 「질화알루미늄 비소결분말」을 혼용해서 사용하였음을 명시한다.) 이하에서는 본 발명의 실시예 및 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

종래의 기술로는 이론열전도도가 40W/m·K로 알려져 있는 알루미나와 200W/m·K에 달하는 질화알루미늄의 시트 열전도도의 차이가 크지 않다. 최근 알려진 바로는 알루미나를 적용한 방열시트의 열전도도는 < 6W/m·K, 질화알루미늄을 적용한 방열시트의 열전도도는 < 7W/m·K 의 수준이다. 이론열전도도가 5배에 달하는 차이가 있음에도 불구하고 시트상태에서의 열물성의 차이가 적은 이유는 시트를 형성하는 수지에 의한 영향도 있지만, 분말에 의한 영향도 크게 작용한다. 대기 중에서 안정화된 상태인 알루미나 분말은 여러 종류의 입도를 가진 진구형의 형태로 제조가능한 수준이나, 종래의 질화알루미늄 분말은 수분에 취약하여 대기에 노출됨과 동시에 표면에 산화층이 형성되기 시작하는 불안정한 상태이며, 입도가 한정적이고, 진구형의 형태로 제조가 어려운 상황이다. 또한 합성 시 형성되는 질화알루미늄 분말 내부의 미세기공은 열전달을 크게 방해하는 요인으로 작용한다. 이를 해결하기 위해서는 질화알루미늄 분말의 안정화 및 치밀화가 요구되며, 실시 방법으로는 질화알루미늄 기판을 제작하는 공정으로 잘 알려진 소결이다.

통상 소결이라 함은 분말을 프레스, 금형, 분무건조(Spray Dry)와 같은 방법으로 성형체를 형성한 후, 퍼니스, 플라즈마 등의 장비를 통해 열처리를 실시하는 공정으로서, 입자들 사이에 존재하는 공간 즉, 미세포어를 제거하는 치밀화와 입자들이 접촉되어 성장하는 입자성장을 포함한다.

본 발명의 실시예로서 소결은 분무건조(Spray Dry)법으로서, 질화알루미늄 슬러리를 열풍으로 순간 건조시켜 비교적 일정한 형태와 크기의 구형 파우더를 생산한 후, 가열 또는 열처리하는 일련의 공정을 의미한다. 소결된 질화알루미늄은 대기 중에서도 안정화된 상태이고, 분말의 내부 기공(pore)도 치밀화되어 밀도가 증가하고 이론열전도도에 가까운 열물성을 나타낸다. 이하는 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하며, 하기에 첨부되는 표 1은 질화알루미늄 소결분말과 비소결분말의 밀도를 실험적으로 측정한 데이터이다.

실시예

밀도 ρ[g/㎤]는 헬륨가스를 이용한 피크노미터법에 의해 구해지는 진밀도(net density, 眞密度)이며, 측정 실험 결과, 질화알루미늄 소결분말의 진밀도(평균값: 3.30)가 비소결분말의 진밀도(평균값: 3.20)에 비해 이론밀도 값에 더 근접했음을 알 수 있었다.

또한 본 발명의 열전도성 방열시트용 조성물은 열전도성 필러로서 질화알루미늄 소결분말과 기타필러분말을 포함하여 구성하되, 기타소결분말은 입경이 0.5 ~ 10.0㎛이고, 질화알루미늄 비소결분말, 알루미나 분말 및 질화붕소 분말 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 분말을 사용하는 것이 가능하다. 이때 열전도성 필러 전체 중량대비 다음의 조성비로 실시하는 것이 가장 바람직하다.

<조성비>

질화알루미늄 소결분말: 40 ~ 65%(wt)

기타필러분말: 35 ~ 60%(wt)

상기의 조합에 추가적으로 다이아몬드 분말을 더 포함하는 것이 가능하며, 다이아몬드 분말은 입경이 1 ~ 15㎛인 것을 적용한다. 또한 900~2000W/m·K의 높은 이론 열전도도를 갖는 다이아몬드는 분말의 큰 비표면적과 분말 가공의 어려움으로 인해 단독사용으로는 필러 충전율에 한계가 있기 때문에, 열전도성 필러 전체 중량대비 다음의 조성비로 실시하는 것이 가장 바람직하다.

<조성비>

질화알루미늄 소결분말: 20 ~ 70%(wt)

다이아몬드 분말: 5 ~ 30%(wt)

기타필러분말: 15 ~ 50%(wt)

이하의 실시예로서 하기에 첨부되는 표 2는 상기 조성비의 범위인 질화알루미늄 소결분말: 48%(wt), 다이아몬드 분말: 7%(wt), 기타필러분말: 45%(wt)의 조합으로 지름이 4㎝이고 두께가 1㎜인 원형시트를 제작하여 체적저항률, 내전압 및 열전도도를 측정한 데이터이다.

일반적으로 방열시트의 재료로써 가장 많이 사용되고 있는 알루미나는 표 2에 도시된 바와 같은 특성을 나타낸다. 체적 저항률(volume resistivity)은 어떤 물질의 단위 길이를 한 변으로 하는 입방체의 전기 저항으로서 단위는 Ωm 또는 Ω㎝이다. 내전압(withstanding voltage)은 시험할 절연 재료에 규정된 교류 전압을 1분간 인가한 경우, 파괴되지 않고 견딜 수 있는 인가 전압의 한도로서 기계나 부품의 절연 부분이 파괴될 염려 없이 사용할 수 있는 인가 전압의 크기의 한도를 말한다. 평가 방법은 품질 규격에 규정되어 있는 전위 경도(㎸/㎜로 표시한다)에 시험편 두께(㎜)를 곱한 규정 인가 전압과 성형 재료, 적층봉, 적층판에 따른 시험 방법이나 조건에서 결정된다.

열전도도(thermal conductivity)는 물질이 전도에 의해 열을 전달할 수 있는 능력을 나타내는 정도이다. 열전도성 방열시트에 있어서, 체적저항률이 클수록 절연성이 좋고, 내전압과 열전도성도 클수록 열전도성 방열시트의 좋은 조건이 될 수 있다. 최근에 고열전도 방열시트의 개발을 통해 질화붕소가 수직방향으로 배향된 시트와 그라파이트나 그라핀 같은 고열전도 소재가 일부 첨가된 방열시트가 대두되었다. 하지만 본 발명의 상기 조합으로 제조된 방열시트는 현수준의 타 방열시트보다 높은 열전도도와 절연성 및 내전압을 모두 만족시켰음에 의의가 있다.

이하는 첨부되는 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 먼저 도 1은 본 원의 열전도성 방열시트의 제조방법에 관한 것이다. 가장 먼저 고분자 수지를 용매에 희석하여 슬러리를 제조한 후, 상기 슬러리와는 별도로 질화알루미늄 소결분말을 포함하는 열전도성 필러를 제조한다. 상기 열전도성 필러에 에폭시(epoxy)기를 포함하는 분산제를 첨가한 후, 제조된 슬러리에 혼합 및 교반하여 방열시트 전구체를 제조하게 된다. 여기까지 제조된 전구체를 캐스팅(casting) 공정을 이용하여 원단시트를 제조하여 압착공정을 통해 두께를 조정하여 열전도성 방열시트를 완성하기까지의 일련의 공정을 도시하였다.

도 2는 ASTM D5470 규격에 의거하여 압력에 따라 측정된 열물성 데이터로서,열저항과 열적임피던스가 낮을수록 열전도도가 우수함을 보여준다. 200 ~ 300W/m·K의 이론 열전도도를 갖는 질화알루미늄 분말은 대기중의 수분에 취약하여 표면이 Al(OH)₃-α와 같은 산화물층이 형성되고, 분말 내부의 미세포어로 인해 높은 열전도도를 갖기 어렵다. 하지만 질화알루미늄 분말을 미량의 이트리아(Y₂O₃)를 조제로 소결하게 되면, 확산이 일어나는 과정에서 분말 내부의 미세포어와 표면의 산화층이 제거되어 이론 열전도도에 가까운 열특성을 얻을 수 있다.

질화알루미늄 소결에 있어서 실험 결과를 바탕으로 이트리아(Y₂O₃)를 소결 조제로 하여 1000 ~ 1900℃의 온도에서 1 ~ 5시간 상압소결하였을 때 이트리아(Y₂O₃) 첨가에 따라 질화알루미늄 분말은 치밀화가 증진되고 방열시트로 제작시 열전도도가 증가됨을 확인할 수 있었다. 또한 소결 시간의 증가는 결정립의 크기를 증가시킬 뿐만 아니라, 상대적으로 낮은 열전도도를 갖는 이차상의 휘발을 유발함으로써 열전도도를 향상시키는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 열전도성 방열시트용 조성물에서 고분자 수지는 고형분 상태로서, 폴리염화비닐 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 나일론 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 고분자 수지의 중량비는 슬러리(고분자 수지와 고분자 수지를 희석하기 위한 용매가 혼합) 전체 중량 대비 5~50%(wt) 범위 안에서 결정할 수 있다.

본 발명의 열전도성 방열시트용 조성물에서 상기 고분자 수지를 희석하기 위한 용매로는 톨루엔(toluene), 테트라하이드로퓨란(THF : tetrahydrofuran), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PMA : propylene glycol monomethyl ether acetate), 이염기성에스테르(DBE : dibasic ester), 디메틸카보네이트(DMC : dimethyl carbonate), 사이클로헥산(cyclohexane), 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(MEK : methyl ethyl ketone), 메틸이소부틸케톤(MIBK : methyl isobutyl ketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 디클로로메탄(dichloromethane) 중에서 적어도 하나 이상을 포함하여 구성시키는 것이 바람직하나 이에 제한하지 않음은 물론이다.

또한 에폭시기를 포함하는 분산제의 중량비는 열전도성 필러 전체 중량 대비 0.05 ~ 10.0%(wt) 범위 내에서, 슬러리(고분자수지를 용매에 혼합)와 혼합물(열전도성 필러에 분산제를 첨가)의 비율은 1:9 ~ 1:19 범위 내에서 결정하는 것이 바람직하다.

캐스팅 공정은 테이프 캐스팅(Tape casting), 다이 캐스팅(Die casting), 정밀 캐스팅(Precision casting) 중에서 선택된 적어도 하나의 공정을 적용하는 것이 바람직하다.

테이프 캐스팅(Tape casting)은 세라믹스 미분말을 알콜이나 물과 같은 액상 용매(溶媒, solvent)와 섞어 슬러리(slurry)를 만들고, 이 슬러리를 테이프 케스터(tape caster)를 써서 바탕 테이프(스테인레스 스틸 테이프, 기름 종이 테이프, MYLAR 나 ACLAR와 같은 고분자 테이프) 위에 얇게 펼친 다음 용매는 날려 버리고 바탕 테이프에서 떼어냄으로 테이프형 성형체를 얻는 것이다. 이 세라믹 테이프는 자르고 구멍을 뚫어서 판형 세라믹 성형체가 된다.

다이 캐스팅(Die casting)은 금형보다 용융점이 낮은 비철금속(알루미늄, 아연, 마그네슘등)을 녹여서 성형기를 이용하여 금형에 강제주입 후 응고된 제품을 금형에서 취출하는 주조법이다. 본 발명에서는 용융상태의 비철금속 대신에 금속 분말을 솔벤트에 희석한 슬러리 상태를 주입하는 것으로 적용 가능하다. 다이 캐스팅으로 취출된 제품은 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없는 장점 외에 기계적 성질이 우수하며, 대량생산이 가능하다는 특징이 있다.

정밀 캐스팅(Precision casting)은 치수정도가 높고, 표면이 매끄러운 주물을 제조하는 방법으로 사형(砂型)·금형·다이캐스팅에 비하여 치수정밀도가 한층 더 높은 주조법이다. 가장 많이 사용되고 있는 것은 인베스트멘트 주조법으로, 이 방법에는 솔리드 몰드법과 세라믹 셀 몰드법이 있으나, 현재는 세라믹 셀 몰드법이 많이 사용되고 있다.

상기의 캐스팅 공정을 통하여 제작된 원단시트는 진공 열압력기를 이용하여 25 ~ 150℃의 온도범위와 5 ~ 200kgf/㎠ 범위의 압력범위의 압착공정을 통해 두께 조정이 가능하다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

Claims

열전도성 방열시트에 있어서,
고분자 수지; 및
열전도성을 높이기 위한 열전도성 필러;
를 포함하고,
상기 열전도성 필러는 입경이 5 ~ 90㎛인 질화알루미늄 소결분말을 포함하되,
상기 질화알루미늄 소결분말은, 이트리아(Y₂O₃)를 소결 조제로 하여 분무 건조법(spray dry)으로 순간 건조하여 구형의 분말 형으로 형성되고, 상압 소결하여 분말 내부의 미세포어가 제거되고 표면 상의 산화층이 제거된 질화알루미늄 분말이고,
또한 상기 질화알루미늄 소결분말은 밀도가 질화알루미늄 비소결분말 대비 0.5 ~ 5.0% 증가된 질화알루미늄 소결분말인 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트.
제 1항에 있어서,
상기 열전도성 필러는 입경이 0.5 ~ 10.0㎛인 기타필러분말을 더 포함하되, 상기 기타필러분말은 질화알루미늄 비소결분말, 알루미나 분말 및 질화붕소 분말 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 분말이며,
상기 열전도성 필러 조성물들의 중량비는 열전도성 필러 전체 중량 대비 상기 질화알루미늄 소결분말이 40 ~ 65%(wt), 상기 기타필러분말은 35 ~ 60%(wt)인 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트.
제 2항에 있어서,
상기 열전도성 필러는 입경이 1 ~ 15㎛인 다이아몬드 분말을 더 포함하며, 상기 열전도성 필러 조성물들의 중량비는 열전도성 필러 전체 중량 대비 상기 질화알루미늄 소결분말이 20 ~ 70%(wt), 상기 다이아몬드 분말은 5 ~ 30%(wt), 상기 기타필러분말은 15 ~ 50%(wt)인 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트.
제 1항에 있어서,
상기 고분자 수지는 폴리염화비닐 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 나일론 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 실리콘 수지 및 페놀 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트.
열전도성 방열시트의 제조방법에 있어서,
ⅰ) 고분자 수지를 용매에 희석해서 슬러리를 제조하는 단계;
ⅱ) 질화알루미늄 소결분말을 포함하여 구성되는 열전도성 필러를 제조하는 단계;
ⅲ) 에폭시기를 포함하는 분산제를 상기 ⅱ)에서 제조한 상기 열전도성 필러와 혼합하는 단계;
ⅳ) 상기 ⅰ)의 슬러리와 상기 ⅲ)의 혼합물을 균일하게 교반하여 전구체를 제조하는 단계;
ⅴ) 상기 전구체를 캐스팅(Casting) 공정을 이용하여 원단시트로 제조하는 단계;
ⅵ) 상기 원단시트를 압착하여 두께를 조정하는 단계;
를 포함하되,
상기 ⅱ) 질화알루미늄 소결분말을 포함하여 구성되는 열전도성 필러를 제조하는 단계에서, 상기 질화알루미늄 소결분말은 이트리아(Y₂O₃)를 소결 조제로 하여 분무건조법(spray dry)으로 질화알루미늄 슬러리를 열풍으로 순간 건조시켜 구형 파우더를 형성하고, 상기 구형 파우더를 1000 ~ 1900℃의 온도에서 1 ~ 5시간 상압 소결하는 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트의 제조방법.
제 5항에 있어서,
ⅰ) 고분자 수지를 용매에 희석해서 슬러리를 제조하는 단계에서,
상기 고분자 수지를 희석하기 위한 용매는 톨루엔(toluene), 테트라하이드로퓨란(THF : tetrahydrofuran), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PMA : propylene glycol monomethyl ether acetate), 이염기성에스테르(DBE : dibasic ester), 디메틸카보네이트(DMC : dimethyl carbonate), 사이클로헥산(cyclohexane), 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(MEK : methyl ethyl ketone), 메틸이소부틸케톤(MIBK : methyl isobutyl ketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 디클로로메탄(dichloromethane) 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트의 제조방법.
제 5항에 있어서,
ⅰ) 고분자 수지를 용매에 희석해서 슬러리를 제조하는 단계에서,
상기 고분자 수지의 중량비는 슬러리 전체 중량 대비 5 ~ 50%(wt)인 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트의 제조방법.
삭제
제 5항에 있어서,
ⅲ) 에폭시기를 포함하는 분산제를 상기 ⅱ)에서 제조한 상기 열전도성 필러와 혼합하는 단계에서,
상기 분산제의 중량비는 상기 열전도성 필러 전체 중량 대비 0.05 ~ 10.0%(wt)인 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트의 제조방법.
제 5항에 있어서,
ⅳ) 상기 ⅰ)의 슬러리와 상기 ⅲ)의 혼합물을 균일하게 교반하여 전구체를 제조하는 단계에서,
슬러리 : 혼합물의 비율은 1:9 ~ 1:19인 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트의 제조방법.
제 5항에 있어서,
ⅴ) 상기 전구체를 캐스팅(Casting) 공정을 이용하여 원단시트로 제조하는 단계에서,
상기 캐스팅 공정은 테이프 캐스팅(Tape casting), 다이 캐스팅(Die casting), 정밀 캐스팅(Investment casting, Lost-wax process) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 공정을 적용하는 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트의 제조방법.
제 5항에 있어서,
ⅵ) 상기 원단시트를 압착하여 두께를 조정하는 단계는,
진공 열압력기를 이용한 25 ~ 150℃의 온도범위와 5 ~ 200kgf/㎠의 압력범위의 환경에서 수행하는 압착공정인 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트의 제조방법.
질화알루미늄 소결분말을 포함하여 구성되는 열전도성 방열시트에 있어서,
제 5항 내지 제 7항 및 제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 제조방법을 적용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 열전도성 방열시트.