KR101760847B1 - 나노다이아몬드를 포함하는 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크 - Google Patents
나노다이아몬드를 포함하는 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101760847B1 KR101760847B1 KR1020150135360A KR20150135360A KR101760847B1 KR 101760847 B1 KR101760847 B1 KR 101760847B1 KR 1020150135360 A KR1020150135360 A KR 1020150135360A KR 20150135360 A KR20150135360 A KR 20150135360A KR 101760847 B1 KR101760847 B1 KR 101760847B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat
- weight
- parts
- powder
- resin
- Prior art date
Links
- 239000002113 nanodiamond Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 50
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 6
- -1 alkylsilane compound Chemical group 0.000 claims description 15
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 5
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 5
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 3
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical compound CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 2
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000000015 trinitrotoluene Substances 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
- F21V29/86—Ceramics or glass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
- F21V29/87—Organic material, e.g. filled polymer composites; Thermo-conductive additives or coatings therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
- F21V29/89—Metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/642—Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2101/00—Point-like light sources
-
- Y02B20/34—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 일 측면에 접착층이 형성된 베이스 시트층; 및 상기 베이스 시트의 반대 측면에 나노다이아몬드 분말을 포함하는 방열시트용 수지 조성물을 도포한 후, 압출 및 성형하여 형성된 방열시트용 수지 조성물층을 포함하여, 열전도성이 우수하면서도 충분한 강도를 지니고 나아가 전기적으로 절연이 양호한 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크에 관한 것이다.
Description
본 발명은 일 측면에 접착층이 형성된 베이스 시트층; 및 상기 베이스 시트의 반대 측면에 나노다이아몬드 분말을 포함하는 방열시트용 수지 조성물을 도포한 후, 압출 및 성형하여 형성된 방열시트용 수지 조성물층을 포함하는 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크에 관한 것이다.
최근 저탄소 녹색 성장의 일환으로 에너지 사용량을 줄이고 온실가스를 감축하기 위해서 저공해 친환경 제품으로서 발광다이오드(LED)를 각종 조명등으로 사용하는 경우가 증가하고 있다. 이에 따라 산업계에서는 고효율, 고집적, 고기능, 경박단소화 등을 고려하여 LED를 부품, 모듈(module), 세트(set) 등으로 설계하고 있다. 각 분야의 설계자들이 상기 열거한 기술적 경향을 만족시키기 위해 설계를 하다 보면, 종래의 설계 기술에서 발생하는 열보다 더 많은 열이 방출되는 경우가 있고 이러한 열에 의해서 시스템 등의 성능 저하 등과 같은 문제 등이 발생하는 경우가 나타난다. 따라서 관련 산업계에서는 발생하는 열적인 문제(방열, 열확산, 열분산, 열수집, 열전달 등)을 효율적으로 처리하기 위한 연구를 끊임없이 지속하고 있다.
이러한 LED를 이용한 조명 등은 에너지 효율이 높은 LED 소자와; LED 소자에 공급하는 전원의 안정화 장치; 상기 두 부분에서 발생하는 열을 대기 중으로 방열시키는 방열부분으로 구성되어 있다. LED는 화합물 반도체로서 사용 온도가 높아지면 원자들의 열진동으로 전자의 흐름이 방해를 받아 조도가 떨어지는 현상이 일어나고, 온도가 더욱 높아지게 되면 반도체의 확산층의 확산이 일어나 급격한 조도 저하와 사용 수명이 급격히 짧아지게 된다. 즉, LED의 고유한 장점인 고효율 장수명의 관건은 LED 방열 기술이며, 이에 따라서 고효율 방열 모듈의 개발을 위한 핵심 기술의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 일 구현예는 열전도성이 우수하면서도 충분한 강도를 지니고 나아가 전기적으로 절연이 양호한 방열시트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 방열시트를 코팅 처리하여 형성되는 히트싱크를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예는 일 측면에 접착층이 형성된 베이스 시트층; 및 상기 베이스 시트의 반대 측면에 방열시트용 수지 조성물을 도포한 후, 압출 및 성형하여 형성된 방열시트용 수지 조성물층을 포함하여 이루어지는 방열시트에 있어서,
상기 방열시트용 수지 조성물은 나노다이아몬드 분말을 포함하는 것으로,
열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 열전도성 분말 10 내지 30 중량부; 나노다이아몬드 분말 10 내지 30 중량부; 세라믹 분말 30 내지 70 중량부; 알콕시 또는 에폭시기가 치환된 알킬실란화합물 0.1 내지 5 중량부; 첨가제 0.1 내지 30 중량부 및 유기용매 80 내지 120 중량부를 포함하며,
상기 열가소성 수지는 폴리페닐렌설파이드 수지 및 폴리올레핀(polyolefin)계 수지를 2: 1의 중량 비율로 혼합하여 된 것이고,
상기 유기용매는 방향족 탄화수소: 케톤: 알코올의 혼합비가 1: 1 내지 3: 1 내지 3 중량비로 혼합된 것이고,
상기 열전도성 분말은 평균 입경이 0.01 내지 10 ㎛인 것을 사용하고,
상기 세라믹 분말은 평균 입경이 1 내지 10 ㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 방열시트를 제공한다.
상기 방열시트용 수지 조성물은 나노다이아몬드 분말을 포함하는 것으로,
열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 열전도성 분말 10 내지 30 중량부; 나노다이아몬드 분말 10 내지 30 중량부; 세라믹 분말 30 내지 70 중량부; 알콕시 또는 에폭시기가 치환된 알킬실란화합물 0.1 내지 5 중량부; 첨가제 0.1 내지 30 중량부 및 유기용매 80 내지 120 중량부를 포함하며,
상기 열가소성 수지는 폴리페닐렌설파이드 수지 및 폴리올레핀(polyolefin)계 수지를 2: 1의 중량 비율로 혼합하여 된 것이고,
상기 유기용매는 방향족 탄화수소: 케톤: 알코올의 혼합비가 1: 1 내지 3: 1 내지 3 중량비로 혼합된 것이고,
상기 열전도성 분말은 평균 입경이 0.01 내지 10 ㎛인 것을 사용하고,
상기 세라믹 분말은 평균 입경이 1 내지 10 ㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 방열시트를 제공한다.
삭제
또한, 상기 접착층은 수성 아크릴레이트계 접착 수지 100 중량부와; 1: 2: 2의 중량비로 혼합된 열전도성 분말, 나노다이아몬드 분말 및 세라믹 분말 10 내지 50 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는 발열부에 설치되어 상기 발열부로부터 발생되는 열을 외부로 전달하고 열전도성을 갖는 열전도부, 및 상기 열전도부로 전달되는 열을 흡수하는 열흡수층을 포함하고, 상기 열흡수층은 상기 열전도부의 일측면의 전부 또는 일부에, 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 방열시트를 코팅 처리하여 형성되는 히트싱크를 제공한다.
상기 열흡수층의 두께는 3 내지 100 μm인 것일 수 있다.
또한, 상기 열전도부는 마이카 필름 또는 알루미나 기판인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 방열시트는 나노다이아몬드 분말을 포함하는 방열시트용 수지 조성물을 포함하여, 열전도성이 우수하면서도 충분한 강도를 지니고 나아가 전기적으로 절연이 양호한 효과가 있다. 이러한 방열시트는 각종 전자부품이나 전자기기, 특히 LED를 이용한 조명 등의 히트싱크에 부착되는 방열시트로서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는 일 측면에 접착층이 형성된 베이스 시트층; 및 상기 베이스 시트의 반대 측면에 나노다이아몬드 분말을 포함하는 방열시트용 수지 조성물을 도포한 후, 압출 및 성형하여 형성된 방열시트용 수지 조성물층을 포함하여 이루어지는 방열시트를 제공한다.
나노다이아몬드 소재는 트리니트로톨루엔(T.N.T), 백색 결정성 비수용성 폭탄인 RDX(Research department explosive) 등의 폭발물의 폭발 시 고온 고압 분위기를 유도하여 생성된 1 내지 4 nm 의 다이아몬드 결정상의 핵을 비정질 탄소로 둘러싼 독특한 구조의 탄소 재료로서 입경이 작으며 비표면적이 넓음은 물론 표면에 다수의 친수성 작용기를 포함하고 있는 등 독특한 전기적, 화학적, 광학적 특징을 나타낸다. 이러한 특성으로 현재 다양한 응용분야에서 연구가 진행되고 있으며, 첨단 산업용 소재 및 생활용품에 이르기까지 여러 분야에 폭넓게 사용되고 있다. 특히 작은 크기와 뛰어난 기계적 강도, 활성을 조절 가능한 독특한 표면 성질 때문에 고분자 재료의 강화 필러로의 응용 가능성이 높은 소재이다. 상기 나노다이아몬드 소재는 통상, 그 입자의 특성상 건조 시 서로 강하게 응집하여 본연의 입도와 특성을 나타내지 않으므로 친수성인 표면성질을 이용하여 증류수와 9 : 1 의 비율로 혼합, 분산된 수용성 액상제품 또는 분말이 공급되고 있다. 액상 제품은 수성 코팅 용액에는 바로 적용이 가능하나 대부분의 고분자 수지 코팅액은 유성 용제를 사용하므로 적용이 불가능하여 분말 제품을 사용해야 한다. 그러나 나노다이아몬드 분말 제조과정 중 나노다이아몬드 입자는 정제 및 건조과정에서 필연적으로 단단하게 뭉치게 되어, 단위 입자는 4 내지 10 nm로 매우 작으나 분말 나노다이아몬드 입자는 각각의 크기가 마이크론 크기 이상이다. 따라서 분말의 경우 바로 사용 시 코팅용액과 상용성이 있는 용제 내에서의 분쇄 및 분산 과정 및 친수성 표면을 개선하는 과정 없이는 이후 응용이 불가능하다.
따라서 본 발명에서 사용되는 나노다이아몬드 분말은 유기용매 내에서 실란화합물과 고르게 혼합한 것을 사용하여 다른 성분들과 혼합될 수 있다. 이 때, 상기 실란화합물은 알콕시 또는 에폭시기가 치환된 알킬실란화합물을 바람직하게 사용할 수 있고, 상기 실란화합물은 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부의 함량이 되도록 혼합하는 것이 좋다. 이로써 상기 나노다이아몬드 분말은 평균입경이 4 내지 10 nm인 것을 사용하여 열가소성 수지 내에 다른 성분들과 고르게 분산될 수 있다.
상기 방열시트용 수지 조성물은 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 열전도성 분말 10 내지 30 중량부, 나노다이아몬드 분말 10 내지 30 중량부, 세라믹 분말 30 내지 70 중량부, 실란화합물 0.1 내지 5 중량부, 첨가제 0.1 내지 30 중량부 및 유기용매 80 내지 120 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 열가소성 수지로는 목적으로 하는 최종 제품에 따라서 적절히 선택될 수 있으며, 성형 분야에서 사용되는 수지라면 특별이 제한은 없다. 구체적으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀(polyolefin)계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 나일론(nylon)6, 나일론(nylon)66, 나일론(nylon)12 등의 폴리아미드계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 등과 같은 스티렌(styrene)계 수지; 폴리페닐렌옥사이드와 같은 폴리아릴렌옥사이드계 수지; 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide)와 같은 폴리아릴렌설파이드계 수지; 폴리부틸렌테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르계 수지; 액정폴리머(LCP); 및 이들의 공중합체 등을 사용할 수 있다. 이들 열가소성 수지는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상 혼합하여 사용될 수도 있다. 이러한 열가소성 수지는 점도를 낮추면 낮출수록 유동성이 향상되어, 보다 많은 양의 열전도성 분말, 나노다이아몬드 분말, 또는 세라믹 분말을 첨가할 수 있다. 따라서 같은 함량을 첨가한다 하더라도 상대적으로 낮은 점도를 가지는 수지를 선택하면 더 용이하게 상기 다른 성분들을 첨가시킬 수 있으며, 보다 강한 기계적 물성을 가지는 방열시트의 제조가 가능해진다. 그 결과 방열시트가 높은 열전도도 및 기계적 강도를 나타낼 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 폴리페닐렌설파이드 수지를 폴리올레핀(polyolefin)계 수지와 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 보다 구체적으로 폴리페닐렌설파이드 수지 및 폴리올레핀(polyolefin)계 수지를 2: 1의 중량 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 열전도성 분말은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 구리, 흑연, 알루미늄, 페라이트, 철, 아연, 니켈 분말 및 이들의 혼합 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 이로써, 우수한 열전도성을 이용하여, 발열부로부터 발생되는 열을 용이하게 외부로 전달할 수 있고, 방열시트에 충분한 강도를 제공할 수 있는 효과가 있다. 보다 구체적으로 상기 열전도성 분말은 평균 입경이 0.01 내지 10 ㎛인 것을 사용하여, 보다 용이한 열전달이 가능해진다.
또한, 상기 세라믹 분말은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 알루미나, 마그네시아, 실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드, 알루미늄 나이트라이드 및 이들의 혼합 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용하여, 방열시트에 충분한 전기 절연성 및 강도를 제공할 수 있는 효과가 있다. 보다 구체적으로 상기 세라믹 분말은 평균 입경이 1 내지 10 ㎛인 것을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 분산제, 난연제, 가황제 및 이들의 혼합 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 열전도성 분말, 나노다이아몬드 분말 및 세라믹 분말은 1: 2: 2의 중량비로 혼합되어, 방열시트의 전기 절연성 및 방열 성능을 더욱 개선시킬 수 있다.
또한, 상기 열전도성 분말, 나노다이아몬드 분말 및 세라믹 분말은 각각 실란화합물과 유기용매 내에서 고르게 혼합하여 표면을 개질한 것을 사용함으로써, 다른 성분들과 혼합될 수 있다. 이 때, 상기 실란화합물은 알콕시 또는 에폭시기가 치환된 알킬실란화합물을 바람직하게 사용할 수 있고, 상기 실란화합물은 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부의 함량이 되도록 혼합하는 것이 좋다.
또한, 상기 유기용매는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 에스테르류, 케톤류, 알코올류, 방향족탄화수소류 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 메틸에틸케톤, 이소프로필알코올, 부틸셀루솔브(Butyl cellusolve), 톨루엔 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 이 때, 상기 유기용매는 방향족 탄화수소: 케톤: 알코올의 혼합비가 1: 1 내지 3: 1 내지 3 중량비인 것을 사용할 수 있다.
이로써, 상기 미세 분말 입자들이 열가소성 수지 내에 고르게 분산되어, 방열시트의 전기 절연성 및 방열 성능을 더욱 개선시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 접착층은 수성 아크릴레이트계 접착 수지 100 중량부와; 1: 2: 2의 중량비로 혼합된 열전도성 분말, 나노다이아몬드 분말 및 세라믹 분말 10 내지 50 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는 발열부에 설치되어 상기 발열부로부터 발생되는 열을 외부로 전달하고 열전도성을 갖는 열전도부, 및 상기 열전도부로 전달되는 열을 흡수하는 열흡수층을 포함하고, 상기 열흡수층은 상기 열전도부의 일측면의 전부 또는 일부에, 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 방열시트를 코팅 처리하여 형성되는 히트싱크를 제공한다.
상기 열흡수층의 두께는 3 내지 100 μm인 것일 수 있다.
또한, 상기 열전도부는 마이카 필름 또는 알루미나 기판인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 방열시트는 나노다이아몬드 분말을 포함하는 방열시트용 수지 조성물을 포함하여, 열전도성이 우수하면서도 충분한 강도를 지니고 나아가 전기적으로 절연이 양호한 효과가 있다. 이러한 방열시트는 각종 전자부품이나 전자기기, 특히 LED를 이용한 조명 등의 히트싱크에 부착되는 방열시트로서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
Claims (8)
- 일 측면에 접착층이 형성된 베이스 시트층; 및 상기 베이스 시트의 반대 측면에 방열시트용 수지 조성물을 도포한 후, 압출 및 성형하여 형성된 방열시트용 수지 조성물층을 포함하여 이루어지는 방열시트에 있어서,
상기 방열시트용 수지 조성물은 나노다이아몬드 분말을 포함하는 것으로,
열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 열전도성 분말 10 내지 30 중량부; 나노다이아몬드 분말 10 내지 30 중량부; 세라믹 분말 30 내지 70 중량부; 알콕시 또는 에폭시기가 치환된 알킬실란화합물 0.1 내지 5 중량부; 첨가제 0.1 내지 30 중량부 및 유기용매 80 내지 120 중량부를 포함하며,
상기 열가소성 수지는 폴리페닐렌설파이드 수지 및 폴리올레핀(polyolefin)계 수지를 2: 1의 중량 비율로 혼합하여 된 것이고,
상기 유기용매는 방향족 탄화수소: 케톤: 알코올의 혼합비가 1: 1 내지 3: 1 내지 3 중량비로 혼합된 것이고,
상기 열전도성 분말은 평균 입경이 0.01 내지 10 ㎛인 것을 사용하고,
상기 세라믹 분말은 평균 입경이 1 내지 10 ㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 방열시트.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 접착층은 수성 아크릴레이트계 접착 수지 100 중량부와;
1: 2: 2의 중량비로 혼합된 열전도성 분말, 나노다이아몬드 분말 및 세라믹 분말 10 내지 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열시트.
- 발열부에 설치되어 상기 발열부로부터 발생되는 열을 외부로 전달하고 열전도성을 갖는 열전도부, 및 상기 열전도부로 전달되는 열을 흡수하는 열흡수층을 포함하고,
상기 열흡수층은 상기 열전도부의 일측면의 전부 또는 일부에, 제1항 또는 제5항에 따른 방열시트를 코팅 처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
- 제 6항에 있어서,
상기 열흡수층의 두께는 3 내지 100 μm인 것을 특징으로 하는 히트싱크.
- 제 6항에 있어서,
상기 열전도부는 마이카 필름 또는 알루미나 기판인 것을 특징으로 하는 히트싱크.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150135360A KR101760847B1 (ko) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 나노다이아몬드를 포함하는 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150135360A KR101760847B1 (ko) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 나노다이아몬드를 포함하는 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170036336A KR20170036336A (ko) | 2017-04-03 |
| KR101760847B1 true KR101760847B1 (ko) | 2017-07-31 |
Family
ID=58589214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150135360A KR101760847B1 (ko) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 나노다이아몬드를 포함하는 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101760847B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102332135B1 (ko) * | 2020-03-31 | 2021-12-01 | 주식회사 엘투와이 | 방열시트 제조방법 |
| KR102561964B1 (ko) * | 2021-03-26 | 2023-08-02 | 주식회사 케이엠에프 | 헤드라이트 반사경 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100949786B1 (ko) * | 2009-07-03 | 2010-03-30 | 두성산업 주식회사 | 히트 싱크용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 방열 및 열 흡수 특성이 우수한 히트 싱크 |
-
2015
- 2015-09-24 KR KR1020150135360A patent/KR101760847B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100949786B1 (ko) * | 2009-07-03 | 2010-03-30 | 두성산업 주식회사 | 히트 싱크용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 방열 및 열 흡수 특성이 우수한 히트 싱크 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170036336A (ko) | 2017-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101616239B1 (ko) | 열전도성 시트 및 그의 제조 방법, 및 반도체 장치 | |
| KR101760840B1 (ko) | 상변화 물질을 포함하는 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크 | |
| CN108495897B (zh) | 热传导性树脂成型品 | |
| Anithambigai et al. | Study on thermal performance of high power LED employing aluminum filled epoxy composite as thermal interface material | |
| Heo et al. | Enhanced heat transfer by room temperature deposition of AlN film on aluminum for a light emitting diode package | |
| US20070054105A1 (en) | Thermal interface material and method for making same | |
| KR20160078340A (ko) | 수지 조성물, 방열 재료 및 방열 부재 | |
| KR101238013B1 (ko) | Ｌｅｄ 조명에 이용되는 플레이크 타입의 필러를 이용한 방열시트 및 이의 제조방법 | |
| TW201204193A (en) | hBN insulator layers and associated methods | |
| WO2014047249A1 (en) | Methods for making thermally conductive compositions containing boron nitride | |
| AU2006282935A1 (en) | Thermally conductive thermoplastics for die-level packaging of microelectronics | |
| KR101760847B1 (ko) | 나노다이아몬드를 포함하는 방열시트 및 이것이 코팅된 히트싱크 | |
| KR102259867B1 (ko) | 방열구조체 일체형 ｐｃｂ가 구비된 조명용 ｌｅｄ 모듈 및 이를 구비한 ｌｅｄ 등기구 | |
| CN102980159A (zh) | 散热装置、散热装置的制造方法及具有该散热装置的led光源 | |
| Anithambigai et al. | Synthesis and thermal analysis of aluminium nitride filled epoxy composites and its effective application as thermal interface material for LED applications | |
| KR20190077945A (ko) | 열전도성 시트 및 이의 제조방법 | |
| US20180063995A1 (en) | Heat dissipation foil and methods of heat dissipation | |
| JP2018111817A (ja) | 樹脂組成物及び積層体 | |
| KR101544190B1 (ko) | 엘이디 조명등용 방열시트 및 그 제조방법 | |
| KR20210084007A (ko) | 코어-쉘 혼성구조의 방열 입자 및 이를 포함하는 복합체 | |
| NL2012988B1 (en) | Thermal conductive high modules organic polymeric fibers. | |
| JP2014234407A (ja) | 放熱樹脂成形体 | |
| CN110951199B (zh) | 一种半导体用绝缘导热材料及其制备方法 | |
| US20140355238A1 (en) | Light-emitting device | |
| KR20150001078A (ko) | 방열 시트 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| R401 | Registration of restoration |