KR101734912B1 - 방열 시트 - Google Patents

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Abstract

방열 시트는 제1 베이스 필름, 제1 베이스 필름 상에 배치된 그라파이트층 및 그라파이트층 상에 형성되고, 그라파이트층으로부터 그라파이트층의 면내 방향과 교차하는 방향으로 열을 방출하는 열전달 돌기 패턴들을 갖는 열전달층을 포함한다.

Description

방열 시트{Heat Spreader}
본 발명은 방열 시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구조 안정성과 방열 성능을 향상시킨 방열 시트에 관한 것이다.
최근, 전자 장치가 다기능화 및 소형화되는 추세에 따라 배선, 단자, 칩 등의 전자 소자들이 고집적화되어 포함되는데 전자 장치에서 열 밀도가 증가하여 전자 소자들을 손상시키는 문제가 발생한다. 이는 전자 장치의 신뢰성을 저하시키고 수명을 단축시키는 요인이 된다. 또한, 전자 장치에서 발생하는 전자기파에 의해서도 전자 소자가 손상되기 때문에 방열 및 전자기파의 차폐 등을 위한 대책이 요구되고 있다.
방열을 위한 수단으로서, 열전도 특성이 좋은 그라파이트(graphite)를 이용한 그라파이트 방열 시트를 이용하고 있다. 그라파이트 방열 시트는 수평 열전도도는 우수하지만 수직 방향으로의 열 확산이 어려운 단점 있으며, 물질 자체의 특성으로 층간 박리가 쉽게 일어나는 단점이 있다.
본 발명의 일 목적은 방열 특성을 향상시킨 유연성을 갖는 방열 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방열 시트는 제1 베이스 필름, 상기 제1 베이스 필름 상에 배치된 그라파이트층 및 상기 그라파이트층 상에 형성되고, 상기 그라파이트층으로부터 상기 그라파이트층의 면내 방향과 교차하는 방향으로 열을 방출하는 열전달 돌기 패턴들을 갖는 열전달층을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 열전달층은 열경화성 수지 또는 uv 경화성 수지로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열전달층은 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 비닐계 수지, 폴리에스터계 수지 및 불소 수지 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열전달층은 내부에 분산된 열전도성 입자를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 열전도성 입자는 구리, 알루미늄, 탄소나노튜브, 금 (Au), 은 (Ag), 니켈 (Ni), 망간 (Mg), 주석 (Sn), 그래핀 (Graphene), 카본나노파이버 (CNF), 질화붕소(boron nitride), 질화알루미늄(aluminium nitride), 산화알루미늄(aluminium oxide), 망간옥사이드 (manganese oxide), 실리콘카바이드 (silicon carbide) 및 실리콘나이트라이드(silicon nitride) 중 선택된 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 열전도성 입자는 열전도성 및 전기전도성을 갖고, 상기 열전달층은 전자기파를 차폐할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열전달 돌기 패턴들은 스트라이프형 또는 격자형으로 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열전달 돌기 패턴들 각각은 도트 형상을 갖고, 도트 형상의 열전달 돌기 패턴들은 서로 이격되어 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열전달 돌기 패턴들 각각의 단면은 사각형, 삼각형, 반원형 또는 사다리꼴을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 그라파이트층은 상기 열전달층을 향해 돌출된 돌출 패턴들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 그라파이트층의 돌출 패턴들은 상기 열전달 돌기 패턴들과 상하로 중첩되도록 배치될 수 있다. 이와 달리, 상기 그라파이트층의 돌출 패턴들은 상기 열전달 돌기 패턴들과 어긋나도록 배치되어, 서로 인접한 2개의 열전달 돌기 패턴들의 이격 영역에 1개의 돌출 패턴이 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방열 시트는 상기 제1 베이스 필름과 상기 그라파이트층 사이에 배치된 제1 접착층 및 상기 열전달층 상에 배치된 제2 접착층 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 방열 시트는 상기 제2 접착층 상에 배치된 제2 베이스 필름을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방열 시트는 그라파이트층이 박리되는 문제점을 해결하여 구조 안정성이 향상된다. 또한, 방열 시트의 수직 방향으로의 열 확산을 증가시키고 비표면적이 증가함에 따라 열확산 특성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 방열 시트의 방열 특성을 향상시킬 수 있고, 나아가 방열 시트의 유연성도 향상시킬 수 있다. 본 발명의 열전달층에 열전도성 입자나 열/전기 전도성 입자가 더 포함되는 경우, 방열 특성을 보다 더 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 열전달층에 열/전기 전도성 입자가 포함되는 경우에는, 방열 시트가 전자기파를 차폐할 수 있어 방열 및 전자기 차폐의 기능을 모두 할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 시트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 단면도이다.
도 2는 도 1a의 방열 시트의 평면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 열전달 돌기 패턴의 변형예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b는 열전달 돌기 패턴의 변형예를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열 시트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열 시트를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8은 열화상 평가 결과를 나타낸 사진들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 시트를 설명하기 위한 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 방열 시트(501)는 제1 베이스 필름(BS1), 그라파이트층(100) 및 열전달층(210)을 포함한다. 방열 시트(501)는 열전달층(210) 상에 배치된 제2 베이스 필름(BS2)을 더 포함할 수 있고, 이때 제1 접착층(AH1) 및/또는 제2 접착층(AH2)을 더 포함할 수 있다.
제1 베이스 필름(BS1)은 투명한 필름으로서, 제1 베이스 필름(BS1) 상에 그라파이트층(100) 및 열전달층(210)이 순차적으로 적층된다. 제1 베이스 필름(BS1)은 이형 필름(release film)이거나 PET 필름(polyethylene terephthalate film), 구리 포일(Cu foil) 과 같은 금속 포일(metal foil)이 될 수 있다. 제1 베이스 필름(BS1)과 그라파이트층(100) 사이에 제1 접착층(AH1)이 배치되어, 제1 베이스 필름(BS1)과 그라파이트층(100)이 결합될 수 있다.
그라파이트층(100)은 제1 베이스 필름(BS1) 상에 배치되고, 그라파이트(graphite)로 형성된 층으로서, 그라파이트층(100)의 면내 방향, 즉 횡방향으로의 열전달 특성이 높다. 이때, 횡방향인 그라파이트층(100)의"면내 방향"은 도 1a에서 일 방향으로 연장된 제1 방향(D11), 동일 평면 내에서 제1 방향(D11)과 수직하게 교차하는 제2 방향(D12)이나, 제1 방향(D11) 및 제2 방향(D12) 사이로 연장되고 제1 방향(D11)과 동일 평면 내에서 소정 각도로 기울어지도록 교차하는 제3 방향(D13)을 포함한다. 이때, 제3 방향(D13)이 제1 방향(D11)과 이루는 예각(x)은 0°초과 90°미만일 수 있다.
열전달층(210)은 그라파이트층(100) 상에 형성되고, 그라파이트층(100)으로부터 상기 면내 방향과 교차하는 방향, 즉 종방향으로 열을 방출하는 방열층이다. 이때, 종방향은 상기 면내 방향과 수직하게 교차하는 제4 방향(D21), 즉 그라파이트층(100)의 표면을 수직하게 관통하는 제4 방향(D21)이나 상기 면내 방향과 소정 각도로 기울어지도록 교차하는 제5 방향(D22)을 포함한다. 이때, 제5 방향(D22)이 상기 면내 방향과 이루는 예각(y)은 45°이상 90°미만일 수 있다. 열전달층(210)은 그라파이트층(100)을 전체적으로 커버함으로써 그라파이트층(100)의 층간 박리 현상을 최소화시켜 그라파이트층(100)의 손상을 최소화할 수 있다.
열전달층(210)은 그라파이트층(100)을 전체적으로 커버하는 베이스부(212)와, 베이스부(212)로부터 상기 종방향으로 돌출된 열전달 돌기 패턴들(HP)을 포함한다.
열전달층은 열경화성 및/또는 열전도성을 갖는 고분자 수지, 또는 uv 경화성 수지로 형성될 수 있다. 그라파이트층(100) 상에 고분자 수지층을 형성하고, 상기 수지층을 패터닝함으로써 열전달 돌기 패턴들(HP)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 열전달 돌기 패턴들(HP)은 상기 수지층을 스퀴징(squeezing)함으로써 형성할 수 있다. 열전달층(210)을 형성하는 고분자 수지의 예로서는, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 비닐계 수지, 폴리에스터계 수지, 불소 수지 등을 들 수 있다. 이들을 각각 단독으로 또는 2 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
열전달 돌기 패턴들(HP) 각각의 단면 형상은 사각형일 수 있다.
열전달 돌기 패턴들(HP)은 서로 등각격으로 이격되어 배치될 수 있다.
열전달층(210) 상에 제2 접착층(AH2) 및 제2 베이스 필름(BS2)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 제2 접착층(AH2)이 열전달층(210)의 열전달 돌기 패턴들(HP) 및 베이스부(212)와 직접적으로 접촉하여 열전달층(210)을 전체적으로 커버할 수 있다.
도 2는 도 1a의 방열 시트의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 열전달 돌기 패턴들(HP) 각각은 일 방향으로 연장된 막대 형상을 갖는다. 이때, 열전달 돌기 패턴들(HP)은 연장 방향과 교차하는 방향으로 서로 이격되어 일렬로 배열, 즉, 스트라이프형으로 배열될 수 있다. 이때, 열전달 돌기 패턴들(HP)은 상기 연장 방향과 교차하는 방향으로 등간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 2에서 설명한 바에 따르면, 열전달층(210), 특히 베이스부(212)가 그라파이트층(100)을 전체적으로 커버함에 따라서 그라파이트층(100)이 박리되어 손상되는 것을 방지할 수 있다. 동시에 열전달층(210)의 열전달 돌기 패턴들(HP)이 서로 이격되어 배치됨으로써 방열 시트(501)의 유연성이 향상되고, 비표면적이 증가함에 따라 열확산 특성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 3a 내지 도 3c 및 도 4a 및 도 4b를 참조하여 다양한 구조를 갖는 열전달 돌기 패턴들(HP)을 포함하는 열전달층에 대해서 설명하기로 한다. 도 3a 내지 도 3c는 열전달 돌기 패턴의 단면 형상을 설명하기 위한 단면도들이고, 도 4a 및 도 4b는 열전달 돌기 패턴의 평면 형상을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 3a 내지 도 3c는 열전달 돌기 패턴의 변형예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a를 도 2와 함께 참조하면, 열전달층(220)의 열전달 돌기 패턴들(HP) 각각은 단면이 삼각형일 수 있다. 즉, 도 2와 같이 평면적으로 막대형인 경우, 열전달 돌기 패턴들(HP)은 입체적으로는 프리즘 형태를 가질 수 있다.
도 3b를 참조하면, 열전달층(230)의 열전달 돌기 패턴들(HP) 각각의 단면 형상은 반원형일 수 있다. 이때의 "반원형"은 모든 지점에서 곡률이 동일한 반원뿐만 아니라, 곡률의 변화가 있는 곡선을 갖는 반타원 등도 포함한다.
도 3c를 참조하면, 열전달층(240)의 열전달 돌기 패턴들(HP) 각각의 단면 형상은 사다리꼴일 수 있다. 열전달 돌기 패턴들(HP)이 사다리꼴 단면 형상을 가짐으로써 이들에 의해 정의되는 오목 패턴들은 역테이퍼 형상을 가질 수 있다. 이때, 열전달 돌기 패턴들(HP)은 정점부가 제거된 프리즘 형태의 입체 형상일 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 열전달 돌기 패턴의 변형예를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 4a를 참조하면, 열전달층(250)에서 베이스부(252) 상에 배치된 열전달 돌기 패턴들(HP) 각각은 돌기 형상을 갖고, 열전달 돌기 패턴들(HP)은 사방으로 서로 이격되어 배치된다. 즉, 도트형의 열전달 돌기 패턴들(HP)이 아일랜드형으로 배치될 수 있다. 열전달 돌기 패턴들(HP)은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되어 매트릭스 형태를 이룰 수 있고, 이때 상기 제1 방향으로 서로 등간격으로 이격될 수 있으며, 상기 제2 방향으로 서로 등간격으로 이격될 수 있다. 열전달 돌기 패턴들(HP) 중 어느 하나를 기준으로, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 각각에 배치된 열전달 돌기 패턴들(HP)과의 거리가 모두 동일할 수도 있다. 이와 달리, 열전달 돌기 패턴들(HP)은 아일랜드형으로 배열되되, 랜덤하게 배치될 수도 있다.
도 4b를 참조하면, 열전달층(260)에서 베이스부(262) 상에 배치된 열전달 돌기 패턴들(HP)은 격자형으로 배열될 수 있다. 구체적으로, 열전달 돌기 패턴들(HP)은 일 방향으로 연장된 막대형의 제1 그룹과 상기 제1 그룹의 연장 방향과 교차하는 다른 방향으로 연장된 막대형의 제2 그룹이 서로 교차하는 형태의 격자형을 이룰 수 있다.
도 3a 내지 도 3c와 도 4a 및 도 4b에서 설명한 단면과 평면 형상의 조합으로 다양한 구조의 열전달 돌기 패턴들(HP)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 단면 형상이 삼각형이고 평면 형상이 도트형인 경우, 열전달 돌기 패턴(HP)들은 입체적으로 사각뿔 형상을 가질 수 있다. 다른 예로서, 도 1b와 같이 단면 형상이 사각형이고 평면 형상이 도트형인 경우, 열전달 돌기 패턴(HP)들은 사각기둥 형상을 가질 수 있으며, 이와 다른 원기둥, 삼각기둥, 사각기둥, 돔형상 등의 형상을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열 시트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 방열 시트(502)는 제1 베이스 필름(BS1), 제1 접착층(AH1), 그라파이트층(100), 열전달층(270), 제2 접착층(AH2) 및 제2 베이스 필름(BS2)을 포함한다. 열전달층(270)을 제외하고는, 도 1a 및 도 1b에서 설명한 방열 시트(501)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 구체적인 설명은 생략한다.
열전달층(270)은 그라파이트층(100)을 전체적으로 커버하는 베이스부(272), 베이스부(272) 상에 배치된 열전달 돌기 패턴(HP) 및 열전도성 입자(PT)를 포함한다.
열전달 돌기 패턴(HP)은 도 1a, 도 1b, 도 2, 도 3a 내지 도 3c, 도 4a 및 도 4b에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
열전도성 입자(PT)는 열전달층(270) 내에 분산되어 배치된다. 즉, 열전도성 입자(PT)는 베이스부(272) 및 열전달 돌기 패턴(HP) 각각이 형성하는 고분자 수지 내에 분산된다.
일 실시예에서, 열전도성 입자(PT)는 질화붕소(boron nitride), 질화알루미늄(aluminium nitride), 산화알루미늄(aluminium oxide), 망간옥사이드 (manganese oxide), 실리콘카바이드 (silicon carbide), 실리콘나이트라이드(silicon nitride) 등으로 형성될 수 있다. 이들은 각각 독립적으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다. 열전도성 입자(PT)가 열전달층(270)에 분산되어 배치됨으로써 방열 시트(502)의 방열 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 열전도성 입자(PT)는 열전도성 뿐만 아니라 전기 전도성을 갖는 입자일 수 있다. 열전도성 입자(PT)가 전기 전도성도 가지는 경우, 열전달층(270)이 열전도성 입자(PT)를 포함함으로써 전자기파 차폐 기능을 향상시킬 수 있다. 열전도성 입자(PT)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄소나노튜브(carbon nano tube, CNT), 금 (Au), 은 (Ag), 니켈 (Ni), 망간 (Mg), 주석 (Sn), 그래핀 (Graphene), 카본나노파이버 (CNF) 등으로 형성될 수 있다. 이들은 각각 독립적으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 열전도성 입자(PT)는 열전도성만을 갖는 입자와 열/전기 전도성을 갖는 입자들을 각각을 조합하여 이용할 수도 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열 시트를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6을 참조하면, 방열 시트(503)는 제1 베이스 필름(BS1), 제1 접착층(AH1), 그라파이트층(101), 열전달층(210), 제2 접착층(AH2) 및 제2 베이스 필름(BS2)을 포함한다. 그라파이트층(101)을 제외하고는, 도 1a 및 도 1b에서 설명한 방열 시트(501)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 구체적인 설명은 생략한다.
그라파이트층(101)은 열전달층(210)을 향해 돌출된 돌출 패턴들(110)을 포함한다. 그라파이트층(101)의 돌출 패턴들(110)은 스퀴징 공정을 통해서 그라파이트층(101)의 표면에 형성할 수 있다. 이때, 그라파이트층(101)의 돌출 패턴들(110) 은 열전달층(210)의 열전달 돌기 패턴들(HP)과 상하로 중첩되도록 배치될 수 있다. 돌출 패턴들(110)의 표면을 통해 방출되는 열은 베이스부(212)와 열전달 돌기 패턴들(HP)로 전달되되, 열전달 돌기 패턴들(HP)의 표면과 그라파이트층(101)의 표면 사이의 거리를 돌출 패턴들(110)을 형성함으로써 최소화시킬 수 있으므로 방열 특성을 더욱 더 향상시킬 수 있다.
도 6의 열전달층(210)은 도 1a, 도 1b 및 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 이와 달리, 도 6의 열전달층(210)은 도 3a 내지 도 3c, 도 4a, 도 4b 및 도 5에서 설명한 열전달층으로 대체될 수 있다. 중복되는 상세한 설명은 생략한다. 열전달층(210)은 돌출 패턴들(110)을 포함하는 그라파이트층(101)을 형성한 후, 그 위에 형성한다.
도 7을 참조하면, 방열 시트(504)는 제1 베이스 필름(BS1), 제1 접착층(AH1), 그라파이트층(101), 열전달층(210), 제2 접착층(AH2) 및 제2 베이스 필름(BS2)을 포함한다.
그라파이트층(101)을 제외하고는, 도 1a 및 도 1b에서 설명한 방열 시트(501)와 실질적으로 동일하고, 그라파이트층(101)은 도 6에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 다만, 그라파이트층(101)의 돌출 패턴들(110)은 열전달층(210)의 열전달 돌기 패턴들(HP)과 어긋나도록 배치된다. 즉, 서로 인접한 2개의 열전달 돌기 패턴들(HP)의 이격 영역에 1개의 돌출 패턴(110)이 배치된다. 이와 같이, 어긋나게 배치함으로써 수평 방향으로의 열전달에 유리한 그라파이트층(101)에서 1차적으로 열을 전달하고, 열전달층(210)을 통해서 수직 방향으로 외부를 향해 열을 전달함으로써 방열 특성을 향상시킬 수 있다. 이때, 열전달 돌기 패턴들(HP)과 돌출 패턴들(110)은 모두 동일 방향으로 연장된 막대 형상을 가질 수 있다.
도 7의 열전달층(210)은 도 1a, 도 1b 및 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 이와 달리, 도 7의 열전달층(210)은 도 3a 내지 도 3c, 도 4a, 도 4b 및 도 5에서 설명한 열전달층으로 대체될 수 있다. 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기에서 설명한 바에 따르면, 열전달층(210~270)을 형성함으로써 그라파이트층(100, 101)이 박리되는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있어 방열 시트(501~504)의 구조 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열전달층(210~270)의 열 전달 돌기패턴들(HP)을 형성하여 비표면적을 증가시킴에 따라 수직 방향으로의 열 확산이 증가된다. 이에 따라, 방열 시트(501~504)의 방열 특성을 향상시킬 수 있고, 나아가 방열 시트(501~504)의 유연성도 향상시킬 수 있다. 도 5에서 설명한 바와 같이 열전달층(270)이 열전도성 입자(PT)를 더 포함하는 경우, 방열 특성을 보다 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전자기파를 차폐할 수 있어 방열 및 전자기 차폐의 기능을 모두 수행 가능하게 할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 시트를 제조하고, 소형 모바일 기기에 적용하여 열화상 평가 실험을 수행한 결과에 대해서 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
방열 시트의 제조 및 어셈블리
이형 필름 상에 Thermal tape/Grease을 이용하여 접착층을 형성하고 Graphite/Graphene으로 두께가 25~40 ㎛인 그라파이트층을 형성한 후, 에폭시계 수지를 이용하여 코팅막을 형성한 후 상기 코팅막을 스퀴징하여 너비가 24 ㎛이고 높이가 12 ㎛이며, 단면이 사각형인 열전달 돌기 패턴들을 형성하였다. 이때, 베이스부의 두께는 50 ㎛이었다. 이어서, 그 위에 접착층 및 이형 필름을 배치시킨 후 합지 하여 방열 시트를 제조하였다.
제조된 방열 시트를 팬텍(Pantech, 회사명, 한국)의 베가 아이언 1 제품의 리어케이스에 적용하여 전자 장치의 디스플레이면과 배면 각각의 표면 온도를 열화상 카메라를 이용하여 촬영하였고, 그 결과를 도 8에 나타낸다.
특성 평가 결과
도 8은 열화상 평가 결과를 나타낸 사진들이다.
도 8에서 (a)는 디스플레이면의 사진이고 (b)는 배면의 사진이며, (a) 및 (b) 각각에서 왼쪽 장치는 그라파이트층 상에 패턴 없는 고분자층이 형성된 방열 시트가 적용된 경우이고, 오른쪽 장치는 본 발명에 따라 상기에서 준비된 방열 시트가 적용된 경우이다. (a)에서의 Ar1 내지 Ar4에서 측정된 온도는 하기 표 1에 나타내고, (b)에서의 Ar1 내지 Ar4에서 측정된 온도는 하기 표 2에 나타낸다.
측정 위치 온도(단위 ℃)
(비교) Ar1 34.9
(발명) Ar2 34.6
(비교) Ar3 35.5
(발명) Ar4 35.0
측정 위치 온도(단위℃)
(비교) Ar1 35.5
(발명) Ar2 35.1
(비교) Ar3 31.6
(발명) Ar4 31.4
도 8과, 표 1 및 표 2를 참조하면, 디스플레이면이나 배면 모두에서 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 시트를 적용한 경우에 표면의 온도가 약 0.2 내지 0.5℃ 낮아지는 것을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
501, 502, 503, 504: 방열 시트
BS1, BS2: 제1, 제2 베이스 필름
AH1, AH2: 제1, 제2 접착층
100, 101: 그라파이트층
210, 220, 230, 240, 250, 260, 270: 열전달층
HP: 열전달 돌기 패턴
212, 252, 262, 272: 베이스부
110: 돌출 패턴
PT: 열전도성 입자

Claims (15)

  1. 제1 베이스 필름;
    상기 제1 베이스 필름 상에 배치되고, 돌출 패턴들이 표면에 형성된 그라파이트 방열층; 및
    상기 그라파이트 방열층 상에 형성되어 상기 돌출 패턴들이 형성된 그라파이트 방열층의 상부를 평탄화시키는 베이스부와, 상기 베이스부와 연결되어 상기 돌출 패턴들과 동일한 방향을 향해 돌출된 열전달 돌기 패턴들을 가지며, 상기 베이스부와 상기 돌기 패턴에 전자파 차폐 기능을 하는 그래핀(graphene), 망간(Mn) 및 망간옥사이드(manganese oxide) 중 선택된 적어도 어느 하나가 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄 수지, 비닐계 수지, 폴리에스터계 수지 및 불소 수지 중에서 선택된 어느 하나로 형성된 매트릭스 내부에 분산된 전자파 차폐 열전달층을 포함하되,
    상기 열전달 돌기 패턴들은 상기 돌출 패턴들과 동일한 위치에서 상하로 중첩되어 배치되거나, 상기 열전달 돌기 패턴들 각각이 서로 인접한 돌출 패턴들 사이의 이격 영역 상에 배치되고,
    상기 전자파 차폐 열전달층은 상기 돌출 패턴들이 형성된 그라파이트 방열층 상에 배치되어 상기 그라파이트 방열층의 박리를 방지하는 것을 특징으로 하는,
    방열 시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열전달 돌기 패턴들은 스트라이프형 또는 격자형으로 배열된 것을 특징으로 하는 방열 시트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열전달 돌기 패턴들 각각은 도트 형상을 갖고, 도트 형상의 열전달 돌기 패턴들은 서로 이격되어 배열된 것을 특징으로 하는 방열 시트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열전달 돌기 패턴들 각각의 단면은 사각형, 삼각형, 반원형 또는 사다리꼴을 갖는 것을 특징으로 하는 방열 시트.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베이스 필름과 상기 그라파이트 방열층 사이에 배치된 제1 접착층 및 상기 전자파 차폐 열전달층 상에 배치된 제2 접착층 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 접착층 상에 배치된 제2 베이스 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트.
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