KR101881436B1 - manufacturing method for High-capacity heat sink coated with carbon nanotube and graphene mixture - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열핀을 포함하는 방열판에 나노 크기의 탄화규소층을 적층하고, 그 위에 탄소나노튜브와 그라핀이 혼합된 코팅층을 형성함으로써, 내후성 및 방열 성능을 극대화시킨 것이며, 또한 방열성능의 향상을 통하여 방열판의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라서 전자소자 등의 소형화가 가능하고, 고집적화된 전자회로의 칩의 열배출 문제를 해결함으로써 동작회로의 수명과 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a high-capacity heat sink having a carbon nanotube and a graphene mixture coated thereon, and more particularly, to a method of manufacturing a high-capacity heat sink by coating a carbon nanotube and graphene on a heat- By forming a mixed coating layer, the weather resistance and heat dissipation performance are maximized. Further, the heat dissipation performance can be improved to reduce the size of the heat dissipation plate, thereby enabling miniaturization of electronic devices and the like, By solving the discharge problem, the lifetime and performance of the operation circuit can be improved.
최근 전자제품의 고집적화 및 제품 소형화에 따라 방열문제는 매우 큰 과제로 대두되고 있다. 일반적으로, 방열을 위한 방법으로는 알루미늄이나 구리의 압출성형을 통해 표면적을 극대화한 방열판을 제조하고, 이것으로 부족할 시에는 방열구조체를 흑화처리(에노다이징)하여 방사효율을 향상시키거나 송풍 장치를 장착하여 공기대류로 전자소자의 냉각문제를 해결하고 있는 실정이다. 그러나 송풍장치는 소음, 제품수명, 가격, 소형화 불가능 등 많은 문제점을 갖고 있기 때문에 제품적용의 한계를 가지고 있다.Recently, heat dissipation problem is becoming a big problem due to high integration of electronic products and miniaturization of products. Generally, as a method of heat dissipation, a heat dissipating plate maximizing the surface area is manufactured by extrusion molding of aluminum or copper, and when it is not enough, the heat dissipating structure is blackened (enodized) To solve the cooling problem of electronic devices by air convection. However, since the blower has many problems such as noise, product life, price, and impossibility of miniaturization, the application of the product is limited.
열을 방출해 기기의 성능 저하와 과부하를 방지하는 방열판은 태양광모듈에 적용할 경우 에너지 생산효율을 높이는 기능도 한다. 하지만 방열판 소재로 사용되는 알루미늄은 열전도성이 높아 방열 성능 면에서 가장 우수하지만 원자재 가격 상승 등으로 대체재 개발이 필요하다. 세라믹의 경우 섭씨 1300도 이상 고온에서 만들어져 모양과 크기 등이 제한적이고 대만 독일 등에 전량 의존하는 실정이다.The heat sink, which dissipates heat and prevents equipment from degrading and overloading, also improves energy production efficiency when applied to solar modules. However, aluminum, which is used as a heat sink material, is the best in terms of heat dissipation performance due to its high thermal conductivity. In the case of ceramics, it is made at a high temperature of 1300 degrees Celsius or so, and its shape and size are limited.
이러한 문제로 제품의 소형화 및 제품성능의 향상, 디자인의 다양화가 어려워 방사효율이 우수한 제품 개발 및 연구가 지속적으로 연구되고 있다.Due to these problems, it is difficult to miniaturize the product, to improve the product performance, and to diversify the design, so that product development and research with excellent radiation efficiency are being continuously studied.
방사효율의 극대화를 위한 방사코팅제에 있어 탄소나노튜브는 매우 탁월한 특성을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 탄소나노튜브는 독특한 내부구조를 가지고 있고, 뛰어난 열전도성을 가지고 있어 열의 전도 및 열방사 효과가 매우 우수한 것으로 알려져 있다. 탄소나노튜브는 길이가 수 ㎛에서 수 cm까지 조절가능하며, 직경은 100 nm 이하로 열전도도 측면에서 길이방향으로의 열전도도는 ~ 2000 W/mK 이상이나, 직경방향으로는 무시해도 될 정도이다. 따라서 열적 특성이 우수한 탄소나노튜브를 길이방향으로 집적한다면 열방출 기술의 대안이 될 수 있다. It is known that carbon nanotubes can exhibit very excellent characteristics in a spin coating agent for maximizing radiation efficiency. Carbon nanotubes have a unique internal structure and excellent thermal conductivity, which is known to have excellent thermal conduction and thermal radiation effects. Carbon nanotubes can be controlled in length from a few micrometers to a few centimeters and have a diameter of less than 100 nm and a thermal conductivity in the longitudinal direction of ~ 2000 W / mK in terms of thermal conductivity, which is negligible in the radial direction . Therefore, if carbon nanotubes with excellent thermal properties are stacked in the longitudinal direction, they can be an alternative to heat dissipation technology.
또한, 그라핀은 시료 전체가 하나의 탄소원자층으로 이루어져 있기 때문에 탄소나노튜브나 메탈 옥사이드 나노와이어(metal oxide nanowire)에서 나타나는 접점(junction)이 존재하지 않아 시료의 우수한 전기적 특성을 그대로 발현할 수 있으며, 뛰어난 열전도도 때문에 균일한 발열체를 구현할 수 있다Since graphene is composed of a carbon atom layer as a whole, there is no junction appearing in a carbon nanotube or a metal oxide nanowire, so that the excellent electrical characteristics of the sample can be expressed Because of its excellent thermal conductivity, a uniform heating element can be realized.
한편, 열방출에 대한 관련기술에 다수의 선행문헌에서 제시하고 있다. 한국 등록특허공보 제10-674404호(2007.01.29. 공고일)는 함침법에 의한 탄소나노튜브를 무정형으로 흡착하여 방열판을 제조하는 방법에 관한 것이며, 한국 공개특허공보 제10-2016-0056628호(2016.05.20.자)는 방열도료를 이용한 방열코팅막 형성방법에 관한 것이며, 한국 공개특허공보 제10-2016-0047384호(2016.05.02.자)는 탄소나노튜브를 이용한 LED용 방열판에 관한 것이다. On the other hand, there are a number of prior art references to related techniques for heat release. Korean Patent Registration No. 10-674404 (published on Mar. 29, 2007) discloses a method for producing a heat sink by amorphously adsorbing carbon nanotubes by an impregnation method and disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2016-0056628 2016.05.20) relates to a method for forming a heat radiation coating film using a heat radiation paint, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0047384 (May 2016.05.02) relates to a heat radiation plate for an LED using carbon nanotubes.
이들 선행문헌들에 의해 개시된 방열판 및 이들의 제조방법은 여전히 방열판과 발열체 사이의 열을 효과적으로 제거하지 못하며, 이로 인하여 장시간 제품을 사용할 때에는 발열로 인하여 전자제품의 과열현상이 발생하는 등 전자부품의 오작동 등의 신뢰성에 문제점이 있다. The heat sinks disclosed in these prior art documents and their manufacturing method still do not effectively remove the heat between the heat sink and the heating element, and when the product is used for a long time, the electronic device is overheated due to heat generation, And the like.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판를 통하여 열을 효과적으로 제거함으로써 제품의 내구성, 안정성 등의 성능을 극대화시키는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to maximize the durability and stability of a product by effectively removing heat through a high-capacity heat sink coated with a carbon nanotube and a graphene mixture.
또한, 본 발명은 방열핀을 포함하는 방열판에 나노크기의 탄화규소층을 적층하고, 그 위에 탄소나노튜브와 그라핀이 혼합된 코팅층을 형성함으로써, 내후성 및 방열 성능을 극대화시키는데 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to maximize weather resistance and heat dissipation performance by laminating a nano-sized silicon carbide layer on a heat sink including a radiating fin and forming a coating layer on which carbon nanotubes and graphene are mixed.
또한, 본 발명은 방열성능의 향상을 통하여 방열판의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라서 전자소자 등의 소형화가 가능하고, 고집적화된 전자회로의 칩의 열배출 문제를 해결함으로써 동작회로의 수명과 성능을 향상시키는 데 또 다른 목적이 있다.Further, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the heat radiating plate by improving the heat radiation performance, thereby enabling miniaturization of electronic devices and the like, solving the problem of heat dissipation of chips of highly integrated electronic circuits, There is another purpose to improve.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, According to an aspect of the present invention,
방열핀이 형성된 방열판을 형성하는 단계; 상기 방열핀이 형성된 방열판에 대하여 표면처리하는 단계; 상기 표면처리된 방열판에 나노크기의 탄화규소를 포함하는 제1 도포액을 도포하여 제1층을 형성하는 단계; 상기 제1층의 표면 위에 탄소나노튜브와 그라핀을 포함하는 제1 코팅액을 도포하여 제1 코팅층을 형성하는 단계; 상기 제1층 및 제1 코팅층이 형성된 방열판을 80 내지 110℃에서 건조하는 단계; 상기 건조단계 이후에 플라즈마를 이용하여 처리하는 단계; 를 포함하며, 상기 플라즈마 처리단계에서의 플라즈마 처리시간은 0.5 내지 30분인 것을 특징으로 한다.Forming a heat sink having a radiating fin formed therein; A step of surface-treating the heat sink formed with the radiating fins; Applying a first coating liquid containing nano-sized silicon carbide to the surface-treated heat sink to form a first layer; Forming a first coating layer by applying a first coating solution containing carbon nanotubes and graphene on the surface of the first layer; Drying the heat sink formed with the first layer and the first coating layer at 80 to 110 캜; Treating with a plasma after the drying step; And the plasma treatment time in the plasma treatment step is 0.5 to 30 minutes.
이때, 상기 플라즈마를 이용하여 처리하는 단계에서, 상기 플라즈마는 아르곤과 수소의 혼합기체를 이용하며, 아르곤과 수소의 부피 혼합비는 95:5 내지 80:20의 범위인 것을 특징으로 한다. At this time, in the process using the plasma, the plasma uses a mixed gas of argon and hydrogen, and the volume ratio of argon and hydrogen is in the range of 95: 5 to 80:20.
그리고, 상기 방열판 및 상기 방열핀은 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 니켈, 은, 철 및 이들의 조합에서 선택되는 것을 특징으로 한다.The heat dissipation plate and the radiating fin are selected from copper, nickel, tin, zinc, tungsten, nickel, silver, iron, and combinations thereof.
또한, 상기 탄화규소, 카본나노튜브, 및 그라핀 크기는 1 내지 100 nm 인 것을 특징으로 한다.The silicon carbide, carbon nanotube, and graphene may have a size of 1 to 100 nm.
그리고, 상기 제1 코팅층의 표면 위에 상기 나노크기의 탄화규소를 포함하는 제2 도포액을 도포하여 제2층을 형성하는 단계; 상기 제2층의 표면 위에 탄소나노튜브와 그라핀을 포함하는 제2 코팅액을 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 단계; 를 더 포함하며; 상기 제2층 및 상기 제2 코팅층을 1회 이상 반복하여 적층하는 것을 특징으로 한다.Forming a second layer on the surface of the first coating layer by applying a second coating liquid including the nano-sized silicon carbide on the surface of the first coating layer; Forming a second coating layer by applying a second coating solution containing carbon nanotubes and graphene on the surface of the second layer; Further comprising: And the second layer and the second coating layer are repeatedly laminated one or more times.
또한, 상기 제1 코팅액은 용매, 분산제를 포함하며, 상기 용매는 디클로로벤젠, 이소프로필알코올, 에탄올, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 중에서 1종 이상 선택되며, 상기 분산제는 소듐 도데실 설페이트, 리튬 도데실 설페이트, 트리톤-x 및 이들의 조합에서 선택하는 것을 특징으로 한다.The first coating liquid may include at least one solvent selected from the group consisting of dichlorobenzene, isopropyl alcohol, ethanol and propylene glycol methyl ether acetate. The dispersing agent may be at least one selected from the group consisting of sodium dodecyl sulfate, lithium dodecyl sulfate , Triton-x, and combinations thereof.
그리고, 상기 제1 도포액은 용매, 분산제, 수용성 폴리머를 포함하며, 상기 용매는 디클로로벤젠, 이소프로필알코올, 에탄올, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 중에서 1종 이상 선택되며, 상기 분산제는 소듐 도데실 설페이트, 리튬 도데실 설페이트, 트리톤-x 및 이들의 조합에서 선택되며; 상기 수용성 폴리머는 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid), 메틸셀룰로오스로 중에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.The first coating liquid includes a solvent, a dispersant, and a water-soluble polymer. The solvent may be at least one selected from the group consisting of dichlorobenzene, isopropyl alcohol, ethanol, and propylene glycol methyl ether acetate. The dispersant may be sodium dodecyl sulfate, Lithium dodecyl sulfate, triton-x, and combinations thereof; The water-soluble polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyethylene oxide (PEO), carboxyl methyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and hyaluronic acid .
또한, 상기 제1 코팅액에 수용성 폴리머를 더 포함하며, 상기 수용성 폴리머는 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid), 메틸셀룰로오스로 중에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.Further, the first coating liquid may further comprise a water-soluble polymer. The water-soluble polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyethylene oxide (PEO), carboxyl methyl cellulose (CMC), polyacrylic acid Hyaluronic acid, and methyl cellulose.
그리고, 상기 제1층을 형성하는 단계와 상기 제1코팅층을 형성하는 단계에서는 스프레이코팅, 전착코팅, 콤마코팅 중에서 어느 하나를 선택하여 적용하는 것을 특징으로 한다.In the step of forming the first layer and the step of forming the first coating layer, any one of spray coating, electrodeposition coating and comma coating is selected and applied.
또한, 상기 제1 코팅액에 포함된 탄소나노튜브와 그라핀의 중량비가 10: 1 내지 1: 1의 범위 인 것을 특징으로 한다. Also, the weight ratio of the carbon nanotubes to the graphene contained in the first coating solution is in the range of 10: 1 to 1: 1.
그리고, 상기 제2 코팅액에 포함된 탄소나노튜브와 그라핀의 중량비가 10: 1 내지 1: 1의 범위 인 것을 특징으로 한다.The weight ratio of the carbon nanotube to the graphene contained in the second coating liquid is in the range of 10: 1 to 1: 1.
또한, 상기 제1 도포액에 나노크기의 AlN(aluminium nitride) 분말을 더 포함하며, 상기 제1 도포액에 포함된 탄화규소 분말과 AlN 분말의 중량비는 10: 1 내지 1: 1인 것을 특징으로 한다.The first coating liquid may further include nano-sized aluminum nitride (AlN) powder. The weight ratio of the silicon carbide powder and the AlN powder contained in the first coating liquid is 10: 1 to 1: 1. do.
본 발명에 따르면, 방열핀을 포함하는 방열판에 나노크기의 탄화규소층을 적층하고, 그 위에 탄소나노튜브와 그라핀이 혼합된 코팅층을 형성함으로써, 내후성 및 방열 성능을 극대화시킨 것이며, 또한 방열성능의 향상을 통하여 방열판의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라서 전자소자 등의 소형화가 가능하고, 고집적화된 전자회로의 칩의 열배출 문제를 해결함으로써 동작회로의 수명과 성능을 향상시키는 등의 효과를 가진다.According to the present invention, a nano-sized silicon carbide layer is laminated on a heat radiating plate including radiating fins, and a coating layer formed by mixing carbon nanotubes and graphene is formed thereon, thereby maximizing weather resistance and heat radiation performance. It is possible to reduce the size of the heat sink through the improvement, thereby enabling the miniaturization of the electronic device and the like, and solving the problem of heat dissipation of the chip of the highly integrated electronic circuit, thereby improving the lifetime and performance of the operation circuit.
도 1은 본 발명에 따른 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판 제조방법의 흐름도이다.1 is a flow chart of a method for manufacturing a high-capacity heat sink having carbon nanotubes and a graphene mixture coated thereon according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a high-capacity heat sink having carbon nanotubes and a graphene mixture coated thereon according to another embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판 제조방법의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다.A preferred embodiment of a method of manufacturing a high-capacity heat sink having carbon nanotubes and a graphene mixture coated thereon according to the present invention will be described.
본 발명은 방열핀이 형성된 방열판을 형성하는 단계; 상기 방열핀이 형성된 방열판에 대하여 표면처리하는 단계; 상기 표면처리된 방열판에 나노크기의 탄화규소를 포함하는 제1 도포액을 도포하여 제1층을 형성하는 단계; 상기 제1층 표면 위에 탄소나노튜브와 그라핀을 포함하는 제1 코팅액을 도포하여 제1 코팅층을 형성하는 단계; 상기 제1층 및 제1 코팅층이 형성된 방열판을 80 내지 110℃에서 건조하는 단계; 상기 건조단계 이후에 플라즈마를 이용하여 처리하는 단계; 를 포함하며, 상기 플라즈마 처리단계에서의 플라즈마 처리시간은 0.5 내지 30분을 가진다.The present invention provides a method of manufacturing a heat sink, comprising: forming a heat sink having a radiating fin; A step of surface-treating the heat sink formed with the radiating fins; Applying a first coating liquid containing nano-sized silicon carbide to the surface-treated heat sink to form a first layer; Forming a first coating layer by applying a first coating solution containing carbon nanotubes and graphene on the surface of the first layer; Drying the heat sink formed with the first layer and the first coating layer at 80 to 110 캜; Treating with a plasma after the drying step; Wherein the plasma treatment time in the plasma treatment step is 0.5 to 30 minutes.
또한, 본 발명은 제1 코팅층의 표면 위에 상기 나노크기의 탄화규소를 포함하는 제2 도포액을 도포하여 제2층을 형성하는 단계; 상기 제2층의 표면 위에 탄소나노튜브와 그라핀을 포함하는 제2 코팅액을 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제2층 및 제2코팅층을 1회 이상 반복하여 적층할 수 있다. The method may further include forming a second layer on the surface of the first coating layer by applying a second coating liquid containing the nano-sized silicon carbide on the surface of the first coating layer; Forming a second coating layer by applying a second coating solution containing carbon nanotubes and graphene on the surface of the second layer; As shown in FIG. Further, the second layer and the second coating layer may be repeatedly laminated one or more times.
상기 플라즈마는 아르곤과 수소의 혼합기체를 이용하며, 아르곤과 수소의 부피 혼합비는 95:5 내지 80:20의 범위에서 적용할 수 있다. The plasma uses a mixed gas of argon and hydrogen, and the volume ratio of argon and hydrogen is in the range of 95: 5 to 80:20.
또한, 방열판 및 상기 방열핀은 순수금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 구체적으로는 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 니켈, 은, 철 및 이들의 조합에서 선택가능하다. 구체적으로 비중, 중량 및 열전도도 등에서 유리한 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 니켈, 은으로부터 선택된 순수금속, 이들의 합금을 사용할 수 있다. 또한 평면의 방열판을 변형하여 복수개의 돌출된 방열핀이 더 포함될 수 있다.Also, the heat dissipation plate and the heat dissipation fin may include pure metals or alloys. Specifically, it can be selected from copper, nickel, tin, zinc, tungsten, nickel, silver, iron and combinations thereof. Specifically, pure metals selected from copper, nickel, tin, zinc, tungsten, nickel and silver, which are advantageous in specific gravity, weight and thermal conductivity, and alloys thereof can be used. Further, a plurality of projecting heat dissipating fins may be further included by deforming the heat dissipating plate of the plane.
본 발명의 방열핀이 형성된 방열판에 대한 표면처리를 하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 표면처리를 위하여 산소플라즈마 처리 후에 산세척 및 DI 세척 및 건조할 수 있다. 상기 표면처리는 대상체 내의 오염물질을 효과적으로 제거하기 위한 것이다. It is preferable to perform the surface treatment on the heat sink having the radiating fin of the present invention. Specifically, the surface treatment may be performed with oxygen plasma treatment, followed by pickling and DI cleaning and drying. The surface treatment is intended to effectively remove contaminants in the object.
본 발명의 제1도포액은 용매, 분산제, 수용성 폴리머를 포함하며, 상기 용매는 디클로로벤젠, 이소프로필알코올, 에탄올, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 중에서 1종 이상 선택되며, 상기 분산제는 소듐 도데실 설페이트, 리튬 도데실 설페이트, 트리톤-x 및 이들의 조합에서 선택되며; 상기 수용성 폴리머는 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid), 메틸셀룰로오스로 중에서 1종 이상 선택될 수 있다.The first coating liquid of the present invention comprises a solvent, a dispersant, and a water-soluble polymer, wherein the solvent is at least one selected from the group consisting of dichlorobenzene, isopropyl alcohol, ethanol, and propylene glycol methyl ether acetate and the dispersing agent includes sodium dodecyl sulfate, Lithium dodecyl sulfate, triton-x, and combinations thereof; The water-soluble polymer may be at least one selected from the group consisting of PVA (polyvinyl alcohol), PVP (polyvinyl pyrrolidone), polyethylene oxide (PEO), carboxyl methyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and hyaluronic acid .
본 발명의 제2도포액은 용매, 분산제, 수용성 폴리머를 포함하며, 상기 용매는 디클로로벤젠, 이소프로필알코올, 에탄올, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 중에서 1종 이상 선택되며, 상기 분산제는 소듐 도데실 설페이트, 리튬 도데실 설페이트, 트리톤-x 및 이들의 조합에서 선택되며; 상기 수용성 폴리머는 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid), 메틸셀룰로오스로 중에서 1종 이상 선택될 수 있다.The second coating liquid of the present invention comprises a solvent, a dispersant, and a water-soluble polymer, wherein the solvent is at least one selected from the group consisting of dichlorobenzene, isopropyl alcohol, ethanol, and propylene glycol methyl ether acetate and the dispersing agent includes sodium dodecyl sulfate, Lithium dodecyl sulfate, triton-x, and combinations thereof; The water-soluble polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyethylene oxide (PEO), carboxyl methyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and hyaluronic acid .
본 발명의 제1도포액과 제2도포액에 포함되는 탄화규소는 방열효율을 높이기 위해 나노크기의 탄화규소 분말을 이용할 수 있다. 탄화규소(SiC)는 탄소와 규소의 화합물로, 코크스와 규사를 전기로에 넣고 섭씨 1,800~1,900도로 가열하여 만든다. 순수한 것은 무색투명한 결정이나 보통은 검은 갈색의 가루이다. 탄화규소는 내용해성·내용융성·내산화성 외에 열방출 효율이 크며, 이러한 성질로 인하여 방열소재로 이용된다. 본 발명의 탄화규소 분말의 크기는 1 내지 100nm인 것이 바람직하다. 상기 분말 크기 이하에서는 분산도에 문제가 있어서 균일한 도포층을 형성하기 어렵고, 상기 분말 크기 이상에서는 도포층이 치밀하지 못하여 열방출에 어려움이 있다. 또한 상기 탄화규소 나노 분말은 p형 또는 n형의 탄화규소 나노분말을 사용할 수 있으며, 상기 p형의 탄화규소 나노분말의 경우에는 p형 도핑농도가 1 x E19 내지 5 x E21 /cm3 인 것이 바람직하다, 또한 n형의 탄화규소 나노분말의 경우에는 n형 도핑농도가 1 x E19 내지 5x E21 /cm3 인 것이 바람직하다.The silicon carbide contained in the first coating liquid and the second coating liquid of the present invention can use nano-sized silicon carbide powder to increase the heat radiation efficiency. Silicon carbide (SiC) is a compound of carbon and silicon, made by heating coke and silica in an electric furnace at 1,800 to 1,900 degrees Celsius. The pure ones are colorless transparent crystals or usually black brown powder. Silicon carbide has a high heat dissipation efficiency besides its dissolution resistance, content dissolution and oxidation resistance, and is used as a heat dissipation material due to such properties. The size of the silicon carbide powder of the present invention is preferably 1 to 100 nm. Below the powder size, there is a problem in the degree of dispersion, and it is difficult to form a uniform coating layer. When the powder size is larger than the above-mentioned powder size, the coating layer is not dense and heat dissipation is difficult. The silicon carbide nano powder may be a p-type or n-type silicon carbide nano powder. In the case of the p-type silicon carbide nano powder, the p-type doping concentration is preferably 1 x E19 to 5 x E21 / In the case of the n-type silicon carbide nano powder, the n-type doping concentration is preferably 1 x E19 to 5 x E21 / cm3.
또한, 제1도포액과 제2도포액에는 탄화규소 나노분말외에 AlN 나노분말을 더 포함할 수 있다. 상기 AlN 나노분말은 방열소재 중 하나이며, 이때 AlN 분말의 크기는 1 내지 100nm인 것이 바람직하다. 또한 제1도포액과 제2도포액에 포함되는 나노분말인 탄화규소 나노분말과 AlN 나노분말의 중량비는 10: 1 내지 1: 1인 것이 바람직하다. 상기 중량비의 범위내에서는 균일하게 코팅되어서 방열효과의 향상을 가져올 수 있다. In addition, the first coating liquid and the second coating liquid may further include an AlN nano powder in addition to the silicon carbide nano powder. The AlN nano powder is one of the heat dissipating materials, and the size of the AlN powder is preferably 1 to 100 nm. In addition, the weight ratio of the silicon carbide nano powder and the AlN nano powder, which are nano powers contained in the first coating liquid and the second coating liquid, is preferably 10: 1 to 1: 1. It can be uniformly coated within the range of the weight ratio to improve the heat radiating effect.
또한, 제1도포액과 제2도포액은 열전도도를 높이기 위해 금속나노분말을 더욱 더 포함할 수 있다. 상기 금속나노분말은 Cu, Al, Silver의 나노입자를 이용하는 것이 바람직하며, 금속나노분말의 입자는 1 내지 100nm인 것이 바람직하며, 상기 금속나노분말의 함량은 탄화규소 나노분말 100중량부를 기준으로 20 내지 500중량부의 범위내에서 부가시키는 것이 바람직하며, 상기 중량부 범위 내에서는 도포액층의 전기전도도 및 열전도도의 향상을 가져올 수 있다.Further, the first coating liquid and the second coating liquid may further include metal nano powder to increase the thermal conductivity. Preferably, the metal nanopowder has a particle size of 1 to 100 nm, and the content of the metal nanopowder is 20 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicon carbide nanopowder. To 500 parts by weight, and the electrical conductivity and the thermal conductivity of the coating liquid layer can be improved within the above range.
본 발명에서는 제1 코팅액은 탄소나노튜브, 그라핀, 용매, 분산제를 포함하며, 상기 용매는 디클로로벤젠, 이소프로필알코올, 에탄올, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 중에서 1종 이상 선택되며, 상기 분산제는 소듐 도데실 설페이트, 리튬 도데실 설페이트, 트리톤-x 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 또한 상기 제1 코팅액은 수용성 폴리머를 더 포함하며, 상기 수용성 폴리머는 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid), 메틸셀룰로오스로 중에서 1종 이상 선택될 수 있다.In the present invention, the first coating liquid includes carbon nanotubes, graphene, a solvent, and a dispersant. The solvent is selected from at least one of dichlorobenzene, isopropyl alcohol, ethanol, propylene glycol methyl ether acetate, Silicate, lithium dodecyl sulfate, triton-x, and combinations thereof. The first coating liquid may further comprise a water-soluble polymer. The water-soluble polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyethylene oxide (PEO), carboxyl methyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and hyaluronic acid (Hyaluronic acid), and methyl cellulose.
본 발명에서 제2 코팅액은 탄소나노튜브, 그라핀, 용매, 분산제를 포함하며, 상기 용매는 디클로로벤젠, 이소프로필알코올, 에탄올, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 중에서 1종 이상 선택되며, 상기 분산제는 소듐 도데실 설페이트, 리튬 도데실 설페이트, 트리톤-x 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 또한 상기 제1 코팅액은 수용성 폴리머를 더 포함하며, 상기 수용성 폴리머는 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid), 메틸셀룰로오스로 중에서 1종 이상 선택될 수 있다.In the present invention, the second coating liquid includes carbon nanotubes, graphene, a solvent, and a dispersant, and the solvent is at least one selected from the group consisting of dichlorobenzene, isopropyl alcohol, ethanol, and propylene glycol methyl ether acetate. Silicate, lithium dodecyl sulfate, triton-x, and combinations thereof. The first coating liquid may further comprise a water-soluble polymer. The water-soluble polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyethylene oxide (PEO), carboxyl methyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and hyaluronic acid (Hyaluronic acid), and methyl cellulose.
본 발명의 제1코팅액과 제2코팅액에 포함되는 탄소나노튜브와 그라핀은 방열판의 방열효율을 높이기 위해 나노크기의 탄소나노튜브와 그라핀의 혼합분말을 이용할 수 있다. 상기 나노크기의 탄소나노튜브와 그라핀 혼합분말은 공지의 탄소나노튜브와 그라핀을 이용할 수 있다. The carbon nanotubes and graphenes contained in the first coating solution and the second coating solution of the present invention can use mixed powders of nano-sized carbon nanotubes and graphene in order to enhance the heat radiation efficiency of the heat sink. The nano-sized carbon nanotubes and the graphene mixed powder can use known carbon nanotubes and graphene.
또한, 상기 제1코팅액과 제2코팅액에 포함된 나노크기의 탄소나노튜브와 그라핀의 중량비가 10: 1 내지 1: 1의 범위가 바람직하다. 상기 중량비의 범위내에서는 균일하게 코팅되어서 방열효과의 향상을 가져올 수 있다. 또한 본 발명의 나노크기의 탄소나노튜브와 그라핀의 크기는 각각 1 내지 100nm인 것이 바람직하다. 상기 분말 크기 이하에서는 분산도에 문제가 있어서 균일한 도포층을 형성하기 어렵고, 상기 분말 크기 이상에서는 도포층이 치밀하지 못하여 열방출에 어려움이 있다. The weight ratio of the nano-sized carbon nanotube to the graphene contained in the first coating solution and the second coating solution is preferably in the range of 10: 1 to 1: 1. It can be uniformly coated within the range of the weight ratio to improve the heat radiating effect. The nano-sized carbon nanotubes and the graphenes of the present invention preferably have a size of 1 to 100 nm. Below the powder size, there is a problem in the degree of dispersion, and it is difficult to form a uniform coating layer. When the powder size is larger than the above-mentioned powder size, the coating layer is not dense and heat dissipation is difficult.
그리고, 본 발명의 제1도포액, 제2도포액, 제1코팅액, 제2코팅액은 공지의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 공지의 첨가제로는 분산안정제, 계면활성제, 산화방지제, 점도조절제, 표면평활제를 사용할 수 있다. The first coating liquid, the second coating liquid, the first coating liquid, and the second coating liquid of the present invention may further include known additives. As a known additive, a dispersion stabilizer, a surfactant, an antioxidant, a viscosity adjusting agent, and a surface smoothing agent may be used.
본 발명의 분산안정제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 분산 안정성을 위해 사용될 수 있으며, 특히, 상기 수성 분산제는 산기를 갖는 고분자 습윤 분산제가 바람직하고, 산가가 20 ∼ 200 mgKOH/g 인 고분자 습윤 분산제가 보다 바람직하다. 그 구체예로는, 빅케미ㆍ재팬 (주) 제조의 고분자 습윤 분산제, 예를 들어 BYK-W161, BYK-W903, BYK-W940, BYK-W996, BYK-W9010, Disper-BYK110, Disper-BYK111, Disper-BYK180, BYK-P 4102, byk-p-9065 등을 들 수 있지만, 이들에 특별히 한정되지 않는다. The dispersion stabilizer of the present invention is not particularly limited but can be used for dispersion stability. In particular, the aqueous dispersing agent is preferably a polymer wetting and dispersing agent having an acid group, and the polymer wetting and dispersing agent having an acid value of 20 to 200 mgKOH / desirable. Specific examples thereof include polymer wetting and dispersing agents such as BYK-W161, BYK-W903, BYK-W940, BYK-W996, BYK-W9010, Disper-BYK110, Disper-BYK 180, BYK-P 4102, byk-p-9065, and the like.
또한, 본 발명의 산화방지제는 공지의 산화방지제를 사용할 수 있으며, 구체적인 예로는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 또는 2,6-di-t-부틸페놀 등을 사용할 수 있으며, 이들에 특별히 한정되지 않는다.The antioxidant of the present invention may be a known antioxidant. Specific examples thereof include 2,2-thiobis (4-methyl-6-t-butylphenol), or 2,6-di- And the like, and they are not particularly limited to these.
본 발명의 계면활성제로는 예를 들어 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양성 계면활성제, 반응성 계면활성제 등의 공지의 계면활성제를 사용할 수 있다. 계면활성제로는, 통상 탄소수 4 이상의 알킬기, 알케닐기, 알킬아릴기 또는 알케닐아릴기를 소수기로서 갖는 것을 사용한다. 비이온성 계면활성제로는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 모노라우린산 폴리옥시에틸렌솔비탄 등을 들 수 있다. 음이온성 계면활성제로는, 예를 들어 폴리아크릴산 암모늄염 등을 들 수 있다. 양이온성 계면활성제로는, 예를 들어 염화 스테아릴트리메틸암모늄, 브롬화 아세틸트리메틸암모늄 등을 들 수 있다. 양성 계면활성제로는, 예를 들어 라우릴디메틸아미노아세트산 베타인 등을 들 수 있으며, 이들에 특별히 한정되지 않는다. 또한 본 발명의 점도조절제, 표면평활제는 공지의 점도조절제 및 표면평활제를 사용할 수 있다. As the surfactant of the present invention, known surfactants such as cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, and reactive surfactants can be used. As the surfactant, those having an alkyl group, an alkenyl group, an alkylaryl group or an alkenylaryl group having 4 or more carbon atoms as a hydrophilic group are generally used. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, and the like. Examples of the anionic surfactant include ammonium polyacrylate salts and the like. Examples of the cationic surfactant include stearyltrimethylammonium chloride, acetyltrimethylammonium bromide, and the like. Examples of the amphoteric surfactant include, but are not limited to, lauryldimethylaminoacetic acid betaine and the like. In addition, known viscosity modifiers and surface smoothing agents may be used as the viscosity modifiers and surface smoothing agents of the present invention.
또한, 본 발명에서는 제1도포액, 제2도포액, 제1코팅액, 제2코팅액을 방열핀이 형성된 방열판에 도포하기 위하여 코팅방법은 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 코팅방법은 스프레이, 콤마, 전착법 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 코팅층의 건조를 위하여 80 내지 110℃에서 진공 중에서 건조시키는 것이 바람직하다. 건조된 이후에는 코팅층의 내부치밀화를 위하여 Ar과 수소 분위기의 플라즈마에서 0.5 내지 30분동안 처리하는 것이 바람직하며, 바람직한 플라즈마 처리시간은 30분 이상일 경우에는 표면의 거칠기가 증가되어 방열성능이 감소되며, 0.5분 이하의 경우에는 계면의 치밀도가 떨어져서 방열성능이 저하된다.In the present invention, in order to apply the first coating liquid, the second coating liquid, the first coating liquid, and the second coating liquid to the heat sink having the radiating fins, the coating method is not particularly limited, and typical coating methods include spraying, Or the like is preferably used. It is also preferable to dry the coating layer in a vacuum at 80 to 110 ° C for drying. After drying, it is preferable to perform treatment for 0.5 to 30 minutes in a plasma of Ar and hydrogen atmosphere to densify the inside of the coating layer. If the plasma treatment time is more than 30 minutes, the surface roughness is increased, In the case of not more than 0.5 minutes, the density of the interface is decreased and the heat radiation performance is deteriorated.
본 발명의 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판 및 그 제조방법을 이용하여 물품을 제조할 수 있고, 상기 물품의 구체적인 예는 방열부품, 방열시트, 히트싱크, 금속시트 중에서 선택된 어느 하나로 사용되며, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. A high-capacity heat sink plate coated with a carbon nanotube and a graphene mixture of the present invention and a method of manufacturing the same can be used to produce an article. Specific examples of the article include any one selected from a heat dissipation component, a heat radiation sheet, a heat sink, And is not particularly limited thereto.
본 발명의 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법에 대하여 바람직한 실시형태를 들어 더 자세하게 설명한다. A method for manufacturing a high-capacity heat sink plate coated with a carbon nanotube and a graphene mixture of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments.
하기 표 1에는 제조예 1 내지 4를 이용하여 방열판을 제조하기 위한 구체인 예시를 제시하였다.Table 1 below shows specific examples for producing heat sinks using Production Examples 1 to 4.
(제조예 1: 제1, 2 도포액 제조)(Preparation Example 1: preparation of first and second coating liquids)
반응기에 평균입경 20nm 크기의 나노 탄화규소 분말 10 g, 분산제인 리튬 도데실 설페이트 0.5g, 용매는 에탄올 200mL를 투입하고, 반응기 내로 수용성 폴리머인 폴리비닐피롤리돈 15.7g을 적하시키면서 교반하여 도포액을 제조하였다. 10 g of a nanocrystalline silicon powder having an average particle size of 20 nm, 0.5 g of lithium dodecyl sulfate as a dispersant, and 200 mL of ethanol as a solvent were added to the reactor, and 15.7 g of polyvinylpyrrolidone as a water-soluble polymer was dropped into the reactor while stirring, .
(제조예 2: 제1, 2 코팅액 제조)(Preparation Example 2: preparation of coating liquids 1 and 2)
반응기에 평균입경 20nm 크기의 나노 카본나노튜브 분말 5 g, 그라핀 5g, 분산제인 리튬 도데실 설페이트 0.5g, 그리고 용매는 에탄올 200mL를 투입한 후, 교반하여 도포액을 제조하였다. 5 g of nano-carbon nanotube powder having an average particle size of 20 nm, 5 g of graphene, 0.5 g of lithium dodecyl sulfate as a dispersant, and 200 mL of ethanol as a solvent were put into the reactor and stirred to prepare a coating liquid.
(제조예 3: 제1,2 코팅액에 수용성 폴리머를 투입하여 제조된 코팅액)(Production Example 3: coating liquid prepared by adding a water-soluble polymer to the first and second coating liquids)
제조예 2에서 제조된 코팅액에 반응기 내로 수용성 폴리머인 폴리비닐피롤리돈 15.7g을 적하시키면서 교반하여 도포액을 제조하였다.15.7 g of a water-soluble polymer, polyvinylpyrrolidone, was added dropwise into the reactor prepared in Preparation Example 2 while stirring to prepare a coating liquid.
(제조예 4: 제1, 2 도포액 제조)(Preparation Example 4: preparation of first and second coating liquids)
반응기에 평균입경 20nm 크기의 나노 탄화규소 분말 5 g, 평균입경이 20nm 크기의 AlN 분말 5g, 분산제인 리튬 도데실 설페이트 0.5g, 용매는 에탄올 200mL를 투입하고, 반응기 내로 수용성 폴리머인 폴리비닐피롤리돈 15.7g을 적하시키면서 교반하여 도포액을 제조하였다. 5 g of a nanocrystalline silicon powder having an average particle size of 20 nm, 5 g of an AlN powder having an average particle size of 20 nm, 0.5 g of lithium dodecyl sulfate as a dispersant, and 200 mL of ethanol as a solvent were fed into a reactor, and a polyvinylpyrrole 15.7 g of money was added dropwise while stirring to prepare a coating liquid.
하기의 표 1은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 대하여, 본 발명의 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법을 나타내었다. The following Table 1 shows the manufacturing method of the high-capacity heat sink plate coated with the carbon nanotube and the graphene mixture of the present invention with respect to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.
처리단계plasma
Processing step
※ 상기 표 내에서 O는 단계를 실시하였고, 빈칸은 해당 단계를 실시하지 않음 ※ In the above table, "O" step is performed and blank step is not performed.
본 표에서는 방열핀이 형성된 방열판을 이용하여 코팅하였으며, 방열핀 및 방열판의 재질은 모두 구리판(Cu plate)임.In this table, heat-radiating fins are used for coating, and the radiating fins and heat sinks are all made of copper plate.
○ 1단계 : 제조예 1의 제1 도포액을 도포하여 제1층을 형성하는 단계Step 1: Formation of the first layer by coating the first coating liquid of Production Example 1
○ 2단계 : 제조예 2의 제1 코팅액을 도포하여 제1코팅층을 형성하는 단계Step 2: Formation of the first coating layer by coating the first coating liquid of Production Example 2
○ 3단계 : 제조예 1의 제2 도포액을 도포하여 제2층을 형성하고, 그 위에 제조예 3의 제2 코팅액을 도포하여 제2코팅층을 형성하는 단계 Step 3: The second coating liquid of Production Example 1 is applied to form the second layer, and the second coating liquid of Production Example 3 is coated thereon to form a second coating layer
○ 4단계 : 제조예 4의 도포액을 도포하여 제1층을 형성하는 단계Step 4: Formation of the first layer by applying the coating liquid of Production Example 4
○ 건조단계 : 80~110℃의 진공에서 1시간 동안 건조시킴○ Drying step: Drying in a vacuum of 80 ~ 110 ℃ for 1 hour.
○ 플라즈마처리단계 : Ar/H2 플라즈마 분위기에서 5분동안 처리하는 단계○ Plasma treatment step: treatment in Ar / H2 plasma atmosphere for 5 minutes
<작업성><Workability>
스프레이를 사용하여 방열판에 도포하였고, 작업의 용이성 등을 관찰하였고, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 작업성은 모두 양호한 것으로 관찰되었다.Spray was applied to the heat sink, the ease of operation and the like were observed, and the workability of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 was observed to be all good.
하기의 표 2는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에 대하여 제조된 방열판의 성능을 테스트한 결과이다. The following Table 2 shows the results of testing the performance of the heat sinks prepared for Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4.
<방열판의 방열 측정 실험평가><Evaluation of heat dissipation test of heat sink>
12개의 LED 바를 방열판 위에서 가동 후 OTR(oven tracking Recoder) 센서를 이용하여 방열판과 LED 바의 온도변화를 측정하였다. 온도 측정은 처음 시각시간의 온도와 2시간 후의 온도를 30분 간격으로 측정하여 방열성능을 평가하였다. 방열성능의 해석은 시작온도와 2시간 후의 온도의 차가 적을수록, 또한 LED와 방열판의 온도차가 적을수록 열전도성 및 방열성능이 우수한 것으로 평가한다. 또한 상기 방열측정은 항온실에서 평가하였으며, 평가결과는 표 2에 표시하였다. 또한 온도측정장비는 Datapaq(Ver 7.3)을 사용하였다. 표 2의 단위는 ℃ 이다.After operating 12 LED bars on the heat sink, the temperature change of the heat sink and LED bar was measured using OTR (oven tracking recorder) sensor. The temperature measurement was performed by measuring the temperature of the first time and the temperature after 2 hours at intervals of 30 minutes. The analysis of the heat radiation performance is evaluated as the smaller the difference between the starting temperature and the temperature after 2 hours, and the smaller the temperature difference between the LED and the heat sink, the better the thermal conductivity and the heat radiation performance. In addition, the above-mentioned heat radiation measurement was evaluated in a constant temperature room, and the evaluation results are shown in Table 2. The temperature measurement equipment was Datapaq (Ver. 7.3). The unit of Table 2 is ° C.
위치temperature Senser
location
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판을 이용할 경우에 방열판의 방열성능이 뛰어남을 알 수 있었다. As shown in Table 2 above, it was found that the heat radiation performance of the heat sink was excellent when a high-capacity heat sink coated with the carbon nanotubes and the graphene mixture of Examples 1 to 3 was used.
이상 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세하게 설명하였다. 상기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 하는 예시적인 것일 뿐이고, 이에 의해 본 발명의 기술적 사상의 본질이 변하거나 범위가 축소되는 것은 아니다. 상기 실시예에서 제시되지 않은 여러 가지 실시예 및 적용예들이 가능함은 당업자에게 있어 당연할 것이다.The present invention has been described in detail by way of examples and experimental examples. The above embodiments are merely illustrative examples for explaining the present invention in more detail, and the nature of the technical idea of the present invention is not changed or reduced. It will be obvious to those skilled in the art that various embodiments and applications not shown in the above embodiments are possible.
Claims (12)
상기 방열핀이 형성된 방열판에 대하여 표면처리하는 단계;
상기 표면처리된 방열판에 나노크기의 탄화규소를 포함하는 제1 도포액을 도포하여 제1층을 형성하는 단계;
상기 제1층의 표면 위에 탄소나노튜브와 그라핀을 포함하는 제1 코팅액을 도포하여 제1 코팅층을 형성하는 단계;
상기 제1층 및 제1 코팅층이 형성된 방열판을 80 내지 110℃에서 건조하는 단계;
상기 건조단계 이후에 플라즈마를 이용하여 처리하는 단계;를 포함하며, 상기 플라즈마 처리단계에서의 플라즈마 처리시간은 0.5 내지 30분이며,
상기 나노크기의 탄화규소를 포함하는 제1 도포액은 용매, 분산제, 수용성 폴리머를 포함하며,
상기 용매는 디클로로벤젠, 이소프로필알코올, 에탄올, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 중에서 1종 이상 선택되며,
상기 분산제는 소듐 도데실 설페이트, 리튬 도데실 설페이트, 트리톤-x 및 이들의 조합에서 선택되며;
상기 수용성 폴리머는 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid), 메틸셀룰로오스로 중에서 1종 이상 선택되며;
또한 제1 도포액에 나노크기의 AlN(aluminium nitride) 분말을 더 포함하며, 상기 제1 도포액에 포함된 탄화규소 분말과 AlN 분말의 중량비는 10: 1 내지 1: 1인 것;을
특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
Forming a heat sink having a radiating fin formed therein;
A step of surface-treating the heat sink formed with the radiating fins;
Applying a first coating liquid containing nano-sized silicon carbide to the surface-treated heat sink to form a first layer;
Forming a first coating layer by applying a first coating solution containing carbon nanotubes and graphene on the surface of the first layer;
Drying the heat sink formed with the first layer and the first coating layer at 80 to 110 캜;
Treating the plasma with a plasma after the drying step, wherein the plasma treatment time in the plasma treatment step is 0.5 to 30 minutes,
Wherein the first coating liquid containing nano-sized silicon carbide comprises a solvent, a dispersant, and a water-soluble polymer,
The solvent is at least one selected from the group consisting of dichlorobenzene, isopropyl alcohol, ethanol, and propylene glycol methyl ether acetate,
The dispersant is selected from sodium dodecyl sulfate, lithium dodecyl sulfate, triton-x, and combinations thereof;
The water-soluble polymer may be at least one selected from PVA (polyvinyl alcohol), PVP (polyvinyl pyrrolidone), PEO (polyethylene oxide), carboxyl methyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and hyaluronic acid ;
And the first coating liquid further comprises a nano-sized AlN (AlN) powder, wherein the weight ratio of the silicon carbide powder and the AlN powder contained in the first coating liquid is 10: 1 to 1: 1;
A method for manufacturing a high-capacity heat sink having a carbon nanotube and a graphene mixture coated thereon.
상기 플라즈마를 이용하여 처리하는 단계에서, 상기 플라즈마는 아르곤과 수소의 혼합기체를 이용하며, 아르곤과 수소의 부피 혼합비는 95:5 내지 80:20의 범위인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the plasma is a mixed gas of argon and hydrogen, and the volume ratio of argon and hydrogen is in the range of 95: 5 to 80:20. A method for manufacturing a high capacity heat sink plate coated with a mixture.
상기 방열판 및 상기 방열핀은 구리, 니켈, 주석, 아연, 텅스텐, 니켈, 은, 철 및 이들의 조합에서 선택되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat dissipation plate and the heat dissipation fin are selected from copper, nickel, tin, zinc, tungsten, nickel, silver, iron and combinations thereof.
상기 탄화규소, 카본나노튜브, 및 그라핀 크기는 1 내지 100 nm 인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the silicon carbide, carbon nanotube, and graphene particles have a size of 1 to 100 nm, wherein the carbon nanotube and the graphene mixture are coated.
상기 제1 코팅층의 표면 위에 상기 나노크기의 탄화규소를 포함하는 제2 도포액을 도포하여 제2층을 형성하는 단계;
상기 제2층의 표면 위에 탄소나노튜브와 그라핀을 포함하는 제2 코팅액을 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 단계; 를 더 포함하며;
상기 제2층 및 상기 제2 코팅층을 1회 이상 반복하여 적층하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Coating a second coating liquid containing the nano-sized silicon carbide on the surface of the first coating layer to form a second layer;
Forming a second coating layer by applying a second coating solution containing carbon nanotubes and graphene on the surface of the second layer; Further comprising:
Wherein the second layer and the second coating layer are repeatedly laminated one or more times, wherein the carbon nanotube and the graphene mixture are coated.
상기 제1 코팅액은 용매, 분산제를 포함하며,
상기 용매는 디클로로벤젠, 이소프로필알코올, 에탄올, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 중에서 1종 이상 선택되며,
상기 분산제는 소듐 도데실 설페이트, 리튬 도데실 설페이트, 트리톤-x 및 이들의 조합에서 선택하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first coating liquid comprises a solvent and a dispersant,
The solvent is at least one selected from the group consisting of dichlorobenzene, isopropyl alcohol, ethanol, and propylene glycol methyl ether acetate,
Wherein the dispersant is selected from the group consisting of sodium dodecyl sulfate, lithium dodecyl sulfate, triton-x, and combinations thereof.
상기 제1 코팅액에 수용성 폴리머를 더 포함하며,
상기 수용성 폴리머는 PVA(polyvinyl alcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), PEO(polyethylene oxide), CMC(carboxyl methyl cellulose), PAA(polyacrylic acid) 및 히알루론산(Hyaluronic acid), 메틸셀룰로오스로 중에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
The method according to claim 6,
Further comprising a water-soluble polymer in the first coating liquid,
The water-soluble polymer may be at least one selected from PVA (polyvinyl alcohol), PVP (polyvinyl pyrrolidone), PEO (polyethylene oxide), carboxyl methyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and hyaluronic acid Wherein the carbon nanotube and the graphene mixture are coated with a mixture of carbon nanotubes and a graphene mixture.
상기 제1층을 형성하는 단계와 상기 제1코팅층을 형성하는 단계에서는 스프레이코팅, 전착코팅, 콤마코팅 중에서 어느 하나를 선택하여 적용하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method of any one of the preceding claims, wherein the first layer and the first coating layer are formed by spray coating, electrodeposition coating, or comma coating. ≪ / RTI >
상기 제1 코팅액에 포함된 탄소나노튜브와 그라핀의 중량비가 10: 1 내지 1: 1의 범위 인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of the carbon nanotube to the graphene contained in the first coating solution is in the range of 10: 1 to 1: 1.
상기 제2 코팅액에 포함된 탄소나노튜브와 그라핀의 중량비가 10: 1 내지 1: 1의 범위 인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 그라핀 혼합체가 코팅된 고용량 방열판의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the weight ratio of the carbon nanotube to the graphene contained in the second coating solution is in the range of 10: 1 to 1: 1.
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