KR101895573B1 - 복합 열전 부재 - Google Patents

Abstract

서로 대향하여 배치되는 대상물 사이에 개재되어 상기 대상물 간에 열을 전달하는 열전 부재가 개시된다. 상기 열전 부재는, 그라파이트 시트; 및 각각 서로 반대되는 대향면과 노출면을 구비하고, 상기 대향면에서 상기 그라파이트 시트의 상면과 하면을 덮고 접착되어 상기 그라파이트 시트를 밀봉하는 한 쌍의 열전 시트를 포함하며, 상기 그라파이트 시트의 가장자리는 상기 열전 시트의 가장자리로부터 내측으로 이격되어 이들 가장자리 사이에서 상기 열전 시트의 대향면에 접촉부가 형성되고, 상기 열전 시트는, 상기 열전 시트의 대향면 중 어느 하나의 대향면의 자기점착력에 의해 상기 접촉부에서 서로 점착된다.

Description

복합 열전 부재{Composite thermal conductive element}

본 발명은 복합 열전 부재에 관한 것으로, 열전달 매체로 그라파이트(graphite)를 적용한 복합 열전 부재에 관련한다.

전자기기와 정보통신기기는 소형화 및 집적화되어 감에 따라 열, 정전기 또는 전자파에 많은 영향을 받고 있다. 예를 들어, 전자부품으로서 마이크로프로세서는 처리속도가 빨라지고 메모리 반도체는 용량이 커져 집적도가 증가함으로써 주변의 열, 정전기 및 전자파에 영향을 많이 받는다.

따라서, 이들과 같이 실장된 IC 또는 LED 등의 전자부품이나 전자부품 모듈과 같은 열 소스로부터 발생하는 열을 신속하게 외부로 방출하는 것이 중요하다.

이를 위해 통상 열을 발생하는 전자부품을 수납하는 케이스와 열 소스 사이에 열전 부재를 개재하고 케이스를 냉각유닛으로 사용하여 열전 부재를 통하여 열을 방출하는 방식을 이용하고 있다.

예를 들어, 스마트폰에 구비된 IC 또는 디스플레이에서 발생하는 열을 다른 곳으로 빠르게 전달하여 냉각하기 위해 열전 시트가 사용된다. 열전 시트로는 두께가 얇고 유연성이 있는 그라파이트 시트나 열전도성 실리콘고무 시트, 또는 히트 파이프 등이 사용될 수 있다.

열전도성 실리콘고무 시트는 탄성과 신축성이 있으나, 그라파이트 시트나 히트 파이프에 비해 열전도율이 낮고, 특히 두께 방향보다 면 방향으로 열전도율이 낮다는 단점이 있다.

그라파이트 시트는 편상의 파우더가 적층과 압력에 의해 이루어지기 때문에 열전도율이 면 방향으로 대략 1,000W 로 좋으나 두께 방향은 면 방향보다 나쁘다.

그라파이트 시트를 적용한 방열시트로는 국내 등록특허 제755014호가 있으며, 그라파이트 방열시트의 일측면에 폴리디메틸실록산과 실리콘 레진 및 열전도성 필라를 혼합 제조된 열전도성 점착제를 도포하고, 타측면에는 메틸메타아크릴레이트-트리알콕시실 공중합체 코팅용액을 도포함으로써 디스플레이 제품에 쉽게 점착되면서도 열전도성이 향상되고, 그라파이트 가루가 날리지 않도록 하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기의 구성에 의하면, 방열시트가 롤 형태로 공급되고 일정한 길이로 절단되어 사용되는데, 절단면에서 그라파이트 시트가 노출되고 그라파이트 시트는 두께 방향으로 낙엽이 쌓인 편상 구조로 되어 있기 때문에 절단면에서 그라파이트 가루가 비산되고, 절단면에서 방열시트가 그라파이트 시트와 분리되기 용이하다는 문제점이 있다.

또한, 그라파이트 시트의 한 면에 코팅용액을 도포하는데, 방열시트를 대상물 사이에 개재하는 경우 하나의 대상물에 열전도성 점착제가 접촉하는 반면 다른 대상물에는 코팅용액이 접촉하기 때문에 열전도성이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 대향하는 다른 대상물과 신뢰성 있는 접촉을 이루지 못하고, 대상물에 가해지는 충격을 충분히 흡수하지 못한다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 대향하는 대상물과의 신뢰성 있는 접촉으로 열전도가 잘 되는 복합 열전 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그라파이트 시트를 기구적으로 잘 보호하여 신뢰성 있는 열 전도가 가능한 복합 열전 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대상물에 가해지는 외부의 충격을 흡수할 수 있는 복합 열전 부재를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 서로 대향하여 배치되는 대상물 사이에 개재되어 상기 대상물 간에 열을 전달하는 열전 부재로서, 그라파이트 시트; 및 각각 서로 반대되는 대향면과 노출면을 구비하고, 상기 대향면에서 상기 그라파이트 시트의 상면과 하면을 덮고 접착되어 상기 그라파이트 시트를 밀봉하는 한 쌍의 열전 시트를 포함하며, 상기 그라파이트 시트의 가장자리는 상기 열전 시트의 가장자리로부터 내측으로 이격되어 이들 가장자리 사이에서 상기 열전 시트의 대향면에 접촉부가 형성되고, 상기 열전 시트는, 상기 열전 시트의 대향면 중 어느 하나의 대향면의 자기점착력에 의해 상기 접촉부에서 서로 점착되는 것을 특징으로 하는 복합 열전 부재에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 열전 시트 중 어느 하나에서 상기 그라파이트 시트의 일부에 대응하는 부분이 제거되고, 상기 제거된 부분이 상기 대상물 중 어느 하나에 직접 접촉되며, 더욱 바람직하게, 상기 열전 시트 중 다른 하나에서 상기 그라파이트 시트의 일부에 대응하는 부분이 제거될 수 있다.

바람직하게, 상기 그라파이트 시트는 상기 열전 시트 중 어느 하나의 대향면으로부터 해당 열전 시트의 내부에 매립될 수 있다.

바람직하게, 상기 그라파이트 시트 위에 점착시트가 점착될 수 있다.

바람직하게, 상기 자기점착력은 액상의 고무 또는 수지의 경화 공정에 의해 부여될 수 있다.

바람직하게, 상기 열전 시트 중 적어도 어느 하나의 노출면이 자기점착력을 구비하고, 상기 어느 하나의 노출면의 자기점착력에 의해 대상물에 점착될 수 있다.

바람직하게, 상기 각 열전 시트의 노출면의 자기점착력은 서로 다를 수 있다.

바람직하게, 상기 열전 시트의 적어도 하나는 겔 상태일 수 있다.

상기의 구조에 의하면, 열전 시트가 별도의 점착제를 개재하여 점착되지 않기 때문에 전체적인 두께가 감소하고 열전도가 좋다.

또한, 열전 시트가 그라파이트 시트의 가장자리에서 연장하는 부분을 포함한 다양한 부분에서 자기점착되므로 열전시트와 그라파이트의 점착이 신뢰성 있게 유지되어 신뢰성 있는 열전달을 한다.

또한, 열전 시트가 열전도율이 우수한 탄성 또는 유연성과 신축성을 갖고 있어 별도의 점착제를 사용하지 않고 자기점착력에 의해 서로 점착되기 때문에 종래 열전도율이 낮은 PET 필름과 별도의 점착제를 사용한 것과 비교하여 열전도를 좋게 하면서 제조원가를 줄일 수 있다.

또한, 열전 시트의 적어도 한 면에 점착력을 갖도록 함으로써 열전 부재가 대상물에 쉽게 점착되도록 할 수 있으며, 종래 PET 필름의 경우 대상물에 점착하기 위해 별도의 점착제를 사용하는 것과 비교하여 두께를 더욱 얇게 할 수 있고 제조원가를 줄일 수 있다.

또한, 열전 시트는 경도가 낮고 누르면 쉽게 눌리므로 얇은 두께의 그라파이트 시트가 열전 시트 사이에 적층되어 점착된 후 전체적으로 누르면 전체적으로 눌리기 때문에 전체적으로 눌러서 사용하는 경우에 전체적으로 두께의 차이가 거의 없다.

또한, 열전 시트가 복원력이 있고 탄성 또는 유연성과 신축성이 좋기 때문에 대향하는 대상물과 접촉이 좋아 대상물과의 사이에 간극이나 틈이 있는 경우에도 항상 대상물과 신뢰성 있는 접촉을 유지할 수 있어 결과적으로 열 전도가 잘 되도록 하며, 외력에 의해 열전 부재가 꺾이더라도 그라파이트 시트의 꺾임을 최소화할 수 있고, 다시 원상복구되어서 항상 대상물과 신뢰성 있는 접촉을 유지할 수 있어 열전도율이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 열전 시트는 경도가 낮은 겔(Gel) 상태로 유지되어 유연성이 좋아 열전 시트가 서로 점착되는 그라파이트 시트의 가장자리에서 빈 공간이 거의 형성되지 않거나 작게 형성됨으로써 결과적으로 열전도가 좋다.

도 1(a)은 본 발명의 일 실시 예에 의한 복합 열전 부재의 사시도이고 1(b)은 1(a)의 b-b를 따라 절단한 단면도이다.
도 2(a)와 2(b)는 열전 부재가 적용되는 일 예를 나타낸다.
도 3(a)과 3(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 의한 복합 열전 부재를 나타낸다.
도 4는 도 3의 열전 부재를 제조하는 공정의 일 예를 보여준다.
도 5(a) 내지 5(f)는 다양한 종류의 열전 부재를 보여준다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열전 부재를 나타내는 단면도이다.
도 7(a)은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 복합 열전 부재의 사시도이고 7(b)은 7(a)의 b-b를 따라 절단한 단면도이다.
도 8(a)과 8(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 의한 복합 열전 부재를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1(a)은 본 발명의 일 실시 예에 의한 복합 열전 부재의 사시도이고 1(b)은 1(a)의 b-b를 따라 절단한 단면도이다.

복합 열전 부재(100)는 자기점착력을 갖는 열전 시트(110)와 열전 시트(110)의 상면으로부터 매립되는 그라파이트 시트(130)로 구성된다.

그라파이트 시트(130)는 열 전도율이 좋은 인조 그라파이트 시트일 수 있다.

열전 시트(110)는 탄성 또는 유연성과 신축성을 갖는 아크릴 수지 등의 폴리머 수지 또는 실리콘고무 등의 고무에 알루미나, 보론 등의 절연 세라믹 파우더를 섞거나 카본, CNT 또는 구리 등의 도전 금속 파우더를 섞거나 이들 열전도성 파우더를 혼합하여 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

바람직하게, 열전 시트(110)은 전기절연일 수 있다.

열전도성 파우더를 많이 넣으면 열 전도율이 좋아지지만 반대로 자기점착력은 낮아지기 때문에 용도에 맞게 열전도성 파우더의 재료와 양을 조정해야 한다.

두께 방향으로 열전달 효과가 좋도록 열전 시트(110)의 두께 방향의 열전도율은 바람직하게 0.4W 이상일 수 있다.

열전 시트(110)의 자기점착력은 열전 시트를 구성하는 재료의 액상 재료를 경화하는 공정에 의해 제공될 수 있다.

한정되지는 않지만, 복합 열전 부재(100)의 두께는 대략 1㎜ 이하이고, 열전 시트(210, 220)는 0.01㎜ 내지 0.4㎜이며, 그라파이트 시트(130)는 0.01㎜ 내지 0.2㎜ 정도일 수 있다.

도 1(b)에서, 열전 시트(110)의 상면과 그라파이트 시트(130)의 상면은 같은 수평 레벨을 이루지만 이에 한정되지 않는다.

열전 시트(110)의 가장자리는 그라파이트 시트(130)의 가장자리에서 외측으로 확장되어 이들 사이의 열전 시트(110)의 부분이 접촉부(112)를 형성한다.

잘 알려진 것처럼, 그라파이트 시트는 두께 방향으로 낙엽이 쌓인 편상 구조로 되어 두께 방향에서 층상으로 박리되기 쉽지만, 그라파이트 시트의 표면이나 이면으로부터 그라파이트 가루가 비산되지는 않는다.

따라서, 이 실시 예의 경우, 그라파이트 시트(130)의 표면이 외부로 노출되지만 표면으로부터 그라파이트 가루가 비산될 가능성은 낮고, 열전 시트(110)에 매립되기 때문에 절단공정에서 절단되는 그라파이트 시트(130)의 측면으로부터 그라파이트 가루가 비산되지 않는다.

또한, 후술하는 것처럼, 그라파이트 시트(130)가 대상물에 접촉하고 열전 시트(110)의 접촉부(112)가 같은 대상물에 점착됨으로써 실제적으로 그라파이트 시트(130)가 고립되어 그라파이트 시트(130)의 표면으로부터 그라파이트 가루가 발생하더라도 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

이 실시 예에서, 열전 시트(110)는 각 가장자리에 대응하여 접촉부(112)가 형성되지만, 적어도 열전 시트(110)의 절단면에만 대응하여 접촉부(112)를 형성하여도 그라파이트 가루의 발생을 줄일 수 있다.

또한, 면 방향은 그라파이트 시트(130)에 의해 열전달이 잘 되며, 두께 방향은 열전 시트(110)에 의해 대향하는 대상물과 잘 밀착하여 열전달이 잘 된다.

또한, 구조가 간단하고 무게가 가볍고 가격이 저렴하여 면적이 넓거나 매우 좁은 부분 등에 다양한 용도로 사용 가능하다.

도 2(a)와 2(b)는 열전 부재가 적용되는 일 예를 나타낸다.

도 2(a)를 참조하면, 열전 부재(100)가 뒤집힌 상태로 발열 소자(30)를 덮도록 사용되는데, 그라파이트 시트(130)는 회로기판(10) 위에 실장된 발열 소자(30)와 직접 접촉하여 덮는다.

열전 시트(110)의 한 면의 접촉부(112)는 자기점착력으로 회로기판(10)에 자기 점착되고, 열전 시트(110)의 다른 면은 방열유닛(20)에 접촉되는데, 이 경우, 열전 시트(110)는 전기 절연이다.

그라파이트 시트(130)의 크기가 발열 소자(30)의 크기보다 크기 때문에 그라파이트 시트(130)에 의한 면 방향으로의 열 전달이 빠르게 이루어진다. 또한, 상기한 것처럼, 그라파이트 시트(130)의 표면으로부터 그라파이트 가루가 발생하더라도 그라파이트 시트(130)가 열전 시트(110)에 의해 고립되어 있어 그라파이트 가루가 외부로 유출되지 않는다.

열전 시트(110)는 경도가 낮고 비교적 자기점착력이 커서 일단 자기점착력으로 회로기판(10)에 점착된 경우 이러한 점착을 유지하기 용이하다.

또한, 발열 소자(30)로부터 발생하는 열이 그라파이트 시트(130)와 두께 방향으로 열 전도가 좋은 열전 시트(110)를 통하여 방열유닛(20)이나 다른 장소로 전달됨과 동시에 기판(10)의 열이 그라파이트 시트(130)와 열전 시트(110)를 통하여 방열유닛(20)으로 전달된다.

도 2(b)를 참조하면, 스마트폰의 백라이트 모듈(60)과 금속 재질의 백 커버(50) 사이에 열전 부재(100)가 개재될 수 있는데, 이 경우 열전 부재(100)가 백 커버(50)에 가해지는 외부의 충격을 흡수할 수 있으며, 백라이트 모듈(60)에서 발생하는 열을 신속하게 백 커버(50)에 전달할 수 있다.

도 3(a)과 3(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 의한 복합 열전 부재를 나타낸다.

복합 열전 부재(200)는 그라파이트 시트(230)와, 그라파이트 시트(230)의 양면을 덮는 열전 시트(210, 220)로 구성되며, 열전 시트(210, 220)의 크기가 그라파이트 시트(230)의 크기보다 커서 그라파이트 시트(230)의 가장자리가 외부에 노출되지 않는다.

이러한 구조에 의하면, 면 방향은 그라파이트 시트(230)에 의해 열전달이 잘 되며, 두께 방향은 열전 시트(210, 220)에 의해 대향하는 대상물과 잘 밀착하여 열전달이 잘 된다.

이 실시 예에서, 그라파이트 시트(230)는 열전 시트(210)에 매립되어 열전 부재(200)의 두께가 감소한다.

자기점착에 의한 점착이 좋도록 열전 시트(210, 220)는 동일 또는 유사한 재료로 구성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

열전 시트(210, 220) 중에서 발열소자에 부착되는 열전 시트(220)의 두께가 발열소자에 부착되지 않는 열전 시트(210)의 두께보다 얇을 수 있다.

이 실시 예에 의하면, 열전 시트(210, 220)가 별도의 점착제를 개재하여 점착되지 않기 때문에 전체적인 두께가 감소하면서 열전도가 좋다는 이점이 있다.

또한, 열전 시트(210, 220)는 별도의 점착제를 사용하지 않고 자기점착력에 의해 서로 점착되기 때문에 종래 PET 필름과 별도의 점착제를 사용한 구조와 비교하여 열전도율을 좋게 하면서 제조원가를 줄일 수 있다.

또한, 열전 시트(210, 220)는 복원력을 구비하고, 탄성 또는 유연성과 신축성이 좋기 때문에 외력에 의해 열전 부재(200)를 구부리더라도 복원과 신축에 의해 그라파이트 시트(230)의 변형이 최소화되어 항상 대상물과 신뢰성 있는 접촉을 유지할 수 있어 열전도율이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 구조가 간단하고 무게가 가볍고 가격이 저렴하여 면적이 넓거나 매우 좁은 부분 등에 다양한 용도로 사용 가능하다.

도 4는 도 3의 열전 부재를 제조하는 공정의 일 예를 보여준다.

도 4(a)를 참조하면, 이형지(80) 위에 일정한 크기를 갖는 개별 그라파이트 시트(230)를 이격하여 배열한 상태에서, 이형지(80) 위에 가령 액상의 열전도성 실리콘 고무를 일정한 두께를 갖도록 캐스팅한 후 경화하여 열전 시트(210)를 제조한다.

이때, 그라파이트 시트(230)가 있는 부분과 없는 부분에서 열전 시트(210)의 두께가 동일하거나 거의 유사하게 할 수 있다.

이어, 이형지(80)를 제거하면, 열전 시트(210)의 대향면과 그라파이트 시트(230)의 한 면이 노출되는데, 도 4(b)와 같이, 노출된 면에 액상의 열전도성 실리콘 고무를 일정한 두께로 캐스팅한 후 경화하여 열전 시트(220)를 제조한다.

이와 같이, 액상의 실리콘 고무를 열 또는 자외선(UV)에 의해 경화하여 고상의 열전 시트(210, 220)를 제조하기 때문에 중력에 의해 두께가 전체적으로 균일해진다.

다음, 그라파이트 시트(230) 사이를 절단하여 도 4(c)와 같은 개별 열전 부재(200)를 제조한다.

상기한 것처럼, 액상의 실리콘 고무를 캐스팅하고 경화하기 때문에, 그라파이트 시트(230)의 가장자리의 모든 부분을 액상의 실리콘고무가 채워지기 때문에 그라파이트 시트(230)와 열전 시트(210)의 경계 부분에 빈 공간이 형성되지 않는다.

또한, 개별 그라파이트 시트(230)를 일정한 간격으로 배치하고 그라파이트 시트(230) 사이를 절단함으로써, 적어도 절단면에서는 그라파이트 시트(230)가 외부로 노출되지 않도록 할 수 있어 그라파이트 가루가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 5(a) 내지 5(f)는 다양한 종류의 열전 부재를 보여준다.

이들 열전 부재는 도 1과 도 3의 실시 예에 각각 적용되며, 도 3의 실시 예의 경우 그라파이트 시트를 덮는 열전 시트는 편의상 생략한 것으로 보면 된다.

도 5(a)의 경우, 다수의 그라파이트 시트가 분리되어 열전 시트에 점착되어 있는데, 그라파이트 시트의 면적이 넓은 경우 그라파이트 시트와 열전 시트 사이에 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 도 5(a)와 같은 구조를 적용할 수 있으며, 다수의 그라파이트 시트 사이에서 열전 시트가 서로 점착되어 들뜸 현상을 없애서 신뢰성 있는 열전달을 해주고, 그라파이트 시트가 다수로 분리되어 형성되어 다수의 발열 소자의 열을 각각 제거해줄 수 있다.

도 5(b)는 중앙 부위에 그라파이트 시트가 없어 외측으로만 열을 전달하도록 하고, 도 5(c)는 발열소자가 원형인 경우 외측으로 열을 전달하도록 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열전 부재를 나타내는 단면도이다.

그라파이트 시트(330)는 열전 시트(310)의 상면으로부터 매립되고, 그라파이트 시트(330)의 노출면에 점착시트(340)가 점착되며, 이 상태에서 열전 시트(310)에 대향하여 열전 시트(320)가 점착된다.

롤 상태로 제공되는 연속 그라파이트 시트의 하면에 점착시트(340)를 점착한 상태에서 이형지 위에 놓이며, 컨버팅 작업에 의해 개별 그라파이트 시트(330)와 점착시트(340)가 점착된 상태를 이루게 된다.

이 상태에서, 상기한 것처럼, 액상의 실리콘 고무를 캐스팅하고 경화하여 열전 시트(310, 320)를 형성하여 도 5와 같은 구조의 열전 부재(300)를 형성한다.

이 구조에 의하면, 컨버팅 작업이 완료된 그라파이트 시트(330)가 점착시트(340)에 의해 유동되지 않으므로 최초 배열 상태를 유지할 수 있다.

점착시트(340)는 열전도성일 수 있는데, 열전 시트(310, 320)보다 열전도율이 낮을 수 있다.

또한, 점착시트(340)는 열전 시트(310, 320)보다 자기점착력이 클 수 있으며, 도 5와 같이, 열전 시트(310, 320)보다 두께가 얇다.

도 7(a)은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 복합 열전 부재의 사시도이고 7(b)은 7(a)의 b-b를 따라 절단한 단면도이다.

이 실시 예에 의하면, 고상의 열전 시트(410, 420)가 각각 그라파이트 시트(430)의 상하면에 점착되며, 열전 시트(410, 420)의 크기가 커서 그라파이트 시트(430)의 가장자리가 외부에 노출되지 않는다.

열전 시트(410, 420)는 대향 부분 B에서 어느 하나의 자기점착력에 의해 서로 점착되어 그라파이트 시트(430)를 내부에 구비하게 된다.

열전 시트(410, 420)의 대향 부분 B에서 열전 시트(410, 420)는 서로 자기점착되어 외부의 힘에 의해 서로 쉽게 분리되지 않아 결과적으로 그라파이트 시트(430)의 가장자리가 외부로 노출되는 것을 방지하여 그라파이트 시트(430)가 층간 박리되는 것을 방지하는 역할을 한다.

열전 시트(410, 420)의 적어도 하나는 경도가 낮은 겔(gel) 상일 수 있는데, 겔 상인 경우 그라파이트 시트(430)의 두께를 수용하기 용이하며 또한 면적이 넓은 대향하는 대상물과도 신뢰성 있는 접촉을 제공할 수 있다.

이 실시 예에서, 열전 시트(410, 420)의 대향면(411, 421)과 노출면(412, 422)은 각각 자기점착력(self stickiness)을 구비할 수 있는데, 상기한 것처럼, 열전 시트(410, 420)의 상호 점착을 위하여 열전 시트(410, 420) 중 적어도 어느 하나의 대향면은 자기점착력을 구비한다.

여기서, 자기점착력은 약 50gf 이상부터 1,500gf을 의미하나 이에 한정하지는 않는다.

열전 시트(410, 420)의 노출면(412, 422)의 적어도 한 면은 자기점착력에 의해 대상물, 가령 발열 소자가 실장된 기판이나 케이스와 같은 방열유닛에 점착되고, 각 노출면(412, 422)의 자기점착력은 서로 다를 수 있다.

열전 시트(410, 420)의 노출면(412, 422) 중 한 면은 자기점착력이 있고 다른 면은 자기점착력이 없어 복합 열전 부재가 적용된 전자제품을 분해시 복합 열전 부재가 발열 소자나 냉각유닛 중 어느 하나에 부착된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

여기서, 그라파이트 시트(430)의 표면은 윤활성이 있어 그라파이트 시트(430)와 열전 시트(410, 420)는 자기점착력과 밀착력이 복합적으로 작용하여 서로 점착된다.

이 실시 예에서, 그라파이트 시트(430)의 가장자리를 따라 열전 시트(410, 420)의 가장자리와 일정한 폭으로 대향 부분 B를 이루는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 대향 부분 B의 폭이 다를 수 있다.

물론, 대향 부분 B의 폭이 일정한 경우, 열전 시트(410, 420)는 그라파이트 시트(430)의 가장자리를 신뢰성 있게 보호하면서 대향하는 대상물과 신뢰성 있는 접촉을 할 수 있다는 이점이 있다.

그라파이트 시트(430)가 고상의 열전 시트(410, 420)에 의해 덮여 있기 때문에, 그라파이트 시트(430)의 가장자리에서 높이 단차에 의해 빈 공간(424)이 형성될 수밖에 없는데, 열전 시트(410, 420)를 적층하여 합지하는 경우 열전 시트(410, 420)의 적어도 어느 하나가 강도가 낮은 소프트(soft)한 겔 상태로 유연성을 갖음으로써 점착에 의해 쳐지게 되어 빈 공간(424)의 부피를 최소화할 수 있으며, 그 결과 빈 공간(424)에 의한 열 전도의 저하를 줄일 수 있다.

이 실시 예에서, 열전 시트(410, 420)의 노출면(411, 421)도 자기점착력을 갖도록 함으로써, 열전 부재(400)가 대상물에 쉽게 점착되도록 할 수 있으며, 종래 PET 보호필름의 경우 대상물에 점착하기 위해 별도의 점착제를 사용하는 것과 비교하여 두께를 더욱 얇게 할 수 있고 제조원가를 줄일 수 있다.

또한, 열전 시트(410, 420) 중에서 발열소자에 부착되는 열전 시트의 두께를 발열소자에 부착되지 않는 열전 시트의 두께보다 얇게 함으로써 발열소자로부터 전달받은 열을 면 방향으로 빠르고 용이하게 전달할 수 있다.

도 8(a)과 8(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 의한 복합 열전 부재를 나타낸다.

이하에서는 설명의 편의상 도 7의 실시 예와 다른 구성부분에 대해서만 설명한다.

도 8(a)을 보면, 복합 열전 부재(500)에서 그라파이트 시트(530)의 상면(532)의 일부는 외부로 노출되는데 상면(532)의 가장자리를 따라 일정한 폭으로 열전 시트(520)로 덮인다.

따라서, 열전 시트(520)는 사각 링 형상으로 그라파이트 시트(530)의 가장자리를 덮으면서 열전 시트(510)와 가장자리를 따라 서로 밀착하여 점착된다.

이러한 구성에 의하면, 그라파이트 시트(530)의 상면(532)의 노출 부분이 발열 소자에 직접 접촉되어 그라파이트 시트(530)를 통하여 열을 더 빨리 전달할 수 있다.

비록 열전 시트(520)와 그라파이트 시트(530)의 가장자리의 점착 또는 밀착이 약하더라도 대향하는 기구물이 이들 단점을 해결하면 그라파이트 시트(530)가 발열 소자에 직접 접촉하는 이점이 있다.

도 8(b)을 보면, 복합 열전 부재(600)에서, 그라파이트 시트(630)의 상면(632)과 하면(634)의 일부가 외부로 노출되며, 각각 가장자리를 따라 일정한 폭으로 열전 시트(610, 620)로 덮인다.

따라서, 열전 시트(610, 620)는 사각 링 형상으로 그라파이트 시트(630)의 가장자리를 덮으면서 각각의 가장자리를 따라 서로 점착된다.

이러한 구성에 의하면, 그라파이트 시트(630)의 상면(632)과 하면(634)의 노출 부분이 발열소자나 냉각유닛에 직접 접촉되어 그라파이트 시트(630)를 통하여 열을 더 빨리 전달할 수 있다.

본 발명은, 상기의 실시 예에서 설명한 것과 같이, 면 방향으로 열전도가 좋은 그라파이트 시트의 절단면이 외부로 노출되지 않도록 두께 방향으로 열전도가 좋으며 탄성 또는 유연성과 신축성을 갖는 열전 시트를 적어도 어느 하나의 열전 시트의 자기점착력으로 점착하여 복합 열전 부재를 형성함으로써 대향하는 대상물의 열을 면 방향과 두께 방향으로 전달이 잘 되도록 하고, 그라파이트 가루가 절단면에서 비산되는 것을 방지하며, 외부에서 가해지는 변형에 신뢰성 있게 열을 전달하고 외부의 충격을 흡수할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

100, 200, 300, 400, 500, 600: 복합 열전 부재
110, 120, 210, 220, 310, 320, 410, 420, 510, 520, 610, 620: 열전 시트
130, 230, 330, 430, 530, 630: 그라파이트 시트

Claims (9)

1. 서로 반대되는 제1면과 제2면을 구비하고, 적어도 상기 제1면에서 자기 점착력을 갖고 탄성과 유연성을 갖는 열전 시트; 및
   상기 열전 시트의 제1면으로부터 상기 열전 시트의 내부에 매립되어 자기 점착되고, 적어도 한 면이 외부에 노출되는 그라파이트 시트를 포함하며,
   상기 그라파이트 시트의 한 면의 가장자리는 상기 열전 시트의 가장자리로부터 내측으로 이격되어 이들 가장자리 사이에서 상기 열전 시트의 제1면에 접촉부가 형성되고,
   상기 열전 시트의 접촉부가 상기 자기 점착력에 의해 발열 소자가 실장된 기구물에 점착되고, 상기 그라파이트 시트가 상기 발열 소자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 복합 열전 부재.
2. 서로 반대되는 제1면과 제2면을 구비하고, 적어도 상기 제1면에서 자기 점착력을 갖고 탄성과 유연성을 갖는 열전 시트;
   상기 열전 시트의 제1면에 설치되어 자기 점착되고, 적어도 한 면이 외부에 노출되는 그라파이트 시트; 및
   상기 그라파이트 시트 위에 점착되는 열 전도성 점착시트를 포함하며,
   상기 그라파이트 시트의 한 면의 가장자리는 상기 열전 시트의 가장자리로부터 내측으로 이격되어 이들 가장자리 사이에서 상기 열전 시트의 제1면에 접촉부가 형성되고,
   상기 열전 시트의 접촉부가 상기 자기 점착력에 의해 발열 소자가 실장된 기구물에 점착되고, 상기 점착시트가 상기 발열 소자에 점착되는 것을 특징으로 하는 복합 열전 부재.
3. 서로 반대되는 제1면과 제2면을 구비하고, 적어도 상기 제1면에서 자기 점착력을 갖고 탄성과 유연성을 갖는 열전 시트;
   상기 열전 시트의 제1면에 설치되어 자기 점착되고, 적어도 한 면이 외부에 노출되는 그라파이트 시트; 및
   상기 열전 시트의 제1면과 상기 그라파이트 시트를 포함하는 면에 점착되는 다른 열전 시트를 포함하며,
   상기 그라파이트 시트의 한 면의 가장자리는 상기 열전 시트의 가장자리로부터 내측으로 이격되어 이들 가장자리 사이에서 상기 열전 시트의 제1면에 접촉부가 형성되고,
   상기 다른 열전 시트는 상기 열전 시트의 제1면의 접촉부의 자기 점착력에 의해 상기 열전 시트에 점착되고,
   상기 다른 열전 시트가 발열 소자가 실장된 기구물과 상기 발열 소자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 복합 열전 부재.
4. 청구항 2 또는 3에서,
   상기 그라파이트 시트는 상기 열전 시트의 제1면에 매립되는 것을 특징으로 하는 복합 열전 부재.
5. 청구항 2에서,
   상기 점착시트의 열전도율은 상기 열전 시트의 열전도율보다 작고, 상기 점착시트와 상기 열전 시트는 전기 절연인 것을 특징으로 하는 복합 열전 부재.
6. 청구항 2 또는 3에서,
   상기 열전 시트의 제2면이 상기 발열 소자에 대향하는 방열유닛에 접촉되는 것을 특징으로 하는 복합 열전 부재.
7. 청구항 6에서,
   상기 열전 시트의 제2면은 자기 점착력을 구비하여 상기 방열유닛에 점착되는 것을 특징으로 하는 복합 열전 부재.
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