KR101924857B1 - Thermal conductive particle - Google Patents
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Abstract
열전도성 입자, 매트릭스 물질 및 상기 열전도성 입자를 포함한 열전도성 복합재, 상기 복합재를 포함한 열전도성 접착 필름, 및 상기 열전도성 복합재를 포함한 기기가 제공된다. There is provided a thermally conductive composite material including thermally conductive particles, a matrix material and the thermally conductive particles, a thermally conductive adhesive film including the composite material, and an apparatus including the thermally conductive composite material.
Description
열전도성 입자, 상기 열전도성 입자를 포함한 열전도성 복합재, 상기 열전도성 복합재를 포함한 열전도성 접착 필름 및 상기 열전도성 복합재를 포함한 기기에 관한 것이다. A thermally conductive composite material including the thermally conductive particles, a thermally conductive adhesive film including the thermally conductive composite material, and an apparatus including the thermally conductive composite material.
최근, 스마트폰, LCD 기기 등 다양한 전자 기기에 내장된 부품 수 증가에 따라, 회로 기판 등에서의 발열 현상이 점차 증대되고 있다. BACKGROUND ART [0002] With the recent increase in the number of components incorporated in various electronic devices such as smart phones and LCD devices, heat generation on circuit boards and the like is gradually increasing.
전자 기기에서 생성된 열을 전자 기기 외부로 신속히 방출시키지 못할 경우, 전자 기기에 내장된 부품의 성능이 저하되어 전자 기기의 수명이 단축될 수 있다. 이를 위하여, 방열팬을 설치하는 방안 등이 검토될 수 있으나, 상기 방열팬은 그 크기로 인하여 기기 소형화에 장애가 될 수 있다.Failure to rapidly discharge the heat generated by the electronic device to the outside of the electronic device may degrade the performance of the components incorporated in the electronic device, thereby shortening the life of the electronic device. For this purpose, a method of installing a heat-radiating fan or the like can be considered, but the size of the heat-radiating fan may hinder the miniaturization of the device.
따라서, 효과적인 방열 기능을 수행할 수 있으면서, 다양한 용도 및 형태를 가질 수 있는 열전도성 재료의 개발이 시급하다. Therefore, it is urgent to develop a thermally conductive material which can perform an effective heat dissipation function while having various uses and forms.
우수한 열전도성 및 내구성을 갖는 열전도성 입자, 상기 열전도성 입자를 포함한 열전도성 복합재, 상기 열전도성 복합재를 포함한 열전도성 접착 필름 및 상기 열전도성 복합재를 포함한 기기를 제공하는 것이다. A thermally conductive particle having excellent thermal conductivity and durability, a thermally conductive composite material containing the thermally conductive particles, a thermally conductive adhesive film including the thermally conductive composite material, and an apparatus including the thermally conductive composite material.
일 측면에 따르면, According to one aspect,
절연성 코어; 및Insulating core; And
상기 절연성 코어의 표면을 덮고, 열전도성 물질을 포함한, 쉘;A shell covering the surface of the insulating core, the shell including a thermally conductive material;
을 포함한, 열전도성 입자가 제공된다. The thermally conductive particles are provided.
다른 측면에 따르면, 상기 열전도성 입자를 포함한, 열전도성 복합재가 제공된다. According to another aspect, there is provided a thermally conductive composite comprising the thermally conductive particles.
또 다른 측면에 따르면, According to another aspect,
상기 열전도성 복합재를 포함하고,And the thermally conductive composite material,
상기 열전도성 복합재에 포함된 매트릭스 물질은 접착성 물질을 포함하고,Wherein the matrix material comprised in the thermally conductive composite comprises an adhesive material,
상기 열전도성 복합재는 필름의 형태를 갖는 열전도성 필름이고, The thermally conductive composite material is a thermally conductive film having a film form,
기재 필름, 이형 필름 및 금속층 중 적어도 하나를 더 포함한, 열전도성 접착 필름이 제공된다. There is provided a thermally conductive adhesive film further comprising at least one of a base film, a release film and a metal layer.
또 다른 측면에 따르면, 상기 열전도성 복합재를 포함한, 기기가 제공된다. According to another aspect, an apparatus is provided that includes the thermally conductive composite material.
상기 열전도성 입자는 우수한 열전도성 및 내구성을 가지면서, 다양한 매트릭스 물질과의 혼화성이 우수한 바, 상기 매트릭스 물질 및 열전도성 입자를 포함한 복합재는 다양한 용도 및/또는 형태를 가질 수 있다. 따라서, 상기 열전도성 입자를 포함한 열전도성 복합재는 각종 기기에 채용되어 우수한 열전도 기능을 장기간 효과적으로 수행할 수 있다. The thermally conductive particles have excellent thermal conductivity and durability and are excellent in compatibility with various matrix materials, and the composite material including the matrix material and the thermally conductive particles may have various uses and / or shapes. Therefore, the thermally conductive composite material including the thermally conductive particles can be employed in various devices and can effectively perform an excellent heat conduction function for a long period of time.
도 1은 상기 열전도성 입자의 일 구현예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 상기 열전도성 입자의 일 구현예의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 상기 열전도성 입자의 다른 구현예의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 상기 열전도성 복합재의 일 구현예의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 상기 열전도성 접착 필름의 일 구현예의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 상기 열전도성 접착 필름의 다른 구현예의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 비교예 A에서 사용된 알루미늄 나이트라이드 분말(열전도성 입자 A)을 관찰한 TEM 사진이다.
도 8은 실시예 1에서 제조한 열전도성 입자 1을 관찰한 TEM 사진이다. 1 is a view schematically showing one embodiment of the thermally conductive particle.
Figure 2 is a schematic illustration of a cross section of one embodiment of the thermally conductive particle.
Figure 3 schematically shows a cross section of another embodiment of the thermally conductive particle.
4 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the thermally conductive composite material.
5 is a schematic view showing a cross section of one embodiment of the thermally conductive adhesive film.
6 is a view schematically showing a cross section of another embodiment of the thermally conductive adhesive film.
7 is a TEM photograph of the aluminum nitride powder (thermally conductive particle A) used in Comparative Example A. FIG.
8 is a TEM photograph of the thermally conductive particle 1 produced in Example 1. Fig.
열전도성Thermal conductivity 입자 particle
일 구현예에 따른 상기 열전도성 입자(10)는 도 1에 도시되어 있고, 상기 열전도성 입자(10)의 개략적인 단면은 도 2에 도시되어 있다. The thermally
상기 열전도성 입자(10)는 절연성 코어(11) 및 상기 절연성 코어(11)의 표면을 덮고, 열전도성 물질을 포함한, 쉘(15)을 포함한다. The thermally
상기 절연성 코어(11) 및 쉘(15)을 포함한 열전도성 입자(10)는 열전도성 물질만으로 이루어진 입자와는 명백히 구분되는 것이다. 특정 이론에 의하여 한정되려는 것은 아니나, 예를 들어, 절연성 코어(11)없이, 알루미늄 나이트라이드만으로 이루어진 입자는 입자 직경들의 표준 편차가 상대적으로 크고, 입자 형태로 일정치 않을 수 있을 뿐만 아니라, 표면 거칠기가 상대적으로 클 수 있다. 따라서, 후술될 매트릭스 물질 내에 균일하게 분산되기 곤란할 수 있으며, 알루미늄 나이트라이드만으로 이루어진 입자들끼리의 접촉 효율이 낮아, 열전도 효율이 낮아질 수 있다.The thermally
상기 절연성 코어(11)는 상기 열전도성 입자(10)의 내구성을 향상시키고, 쉘(15) 형태의 유지 및 쉘(15)의 손상을 방지하는 역할을 할 수 있다.The insulating
상기 절연성 코어(11)은 구형 코어일 수 있다.The insulating
상기 쉘(15)은 열전도성 물질을 포함하고, 상기 열전도성 입자(10)에 열전도성을 부여하는 기능을 한다. The
상기 쉘(15)은 상기 절연성 코어(11)의 표면을 덮는 연속적인 막(continuous film)일 수 있다.The
상기 쉘(15)의 외표면은 매끄러울 수 있다. The outer surface of the
일 구현예에 따르면, 상기 쉘(15)의 외표면 상의 임의의 한 점인 P1으로부터 상기 절연성 코어(11)의 표면까지의 최단 거리(d1)와 상기 쉘(15)의 외표면 상의 임의의 다른 한 점인 P2로부터 상기 절연성 코어(11)의 표면까지의 최단 거리(d2)의 차는, 0㎛ 내지 1㎛, 예를 들면, 0㎛ 내지 0.1㎛, 또 다른 예로서, 0㎛ 내지 0.01㎛의 범위일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상기 쉘(15)의 외표면 상의 임의의 한 점인 P1은, 상기 쉘(15)의 외표면 상의 모든 점일 수 있다. 즉, 상기 쉘(15)의 임의의 지점에서 측정한 두께들 간의 편차는 0㎛ 내지 1㎛, 예를 들면, 0㎛ 내지 0.1㎛, 또 다른 예로서, 0㎛ 내지 0.01㎛의 범위일 수 있다.According to one embodiment, the shortest distance d 1 from an arbitrary point P 1 on the outer surface of the
다른 구현예에 따르면, 상기 쉘(15)의 외표면 상의 임의의 한 점인 P1으로부터 상기 절연성 코어(11)의 표면까지의 최단 거리(d1)와 상기 쉘(15)의 외표면 상의 임의의 다른 한 점인 P2로부터 상기 절연성 코어(11)의 표면까지의 최단 거리(d2)는, 실질적으로, 서로 동일할 수 있다. 여기서, 여기서, 상기 쉘(15)의 외표면 상의 임의의 한 점인 P1은, 상기 쉘(15)의 외표면 상의 모든 점일 수 있다. 즉, 상기 쉘(15)의 임의의 지점에서 측정한 두께들은 서로 동일할 수 있다.According to another embodiment, the shortest distance d 1 from an arbitrary point P 1 on the outer surface of the
이와 같은 상기 쉘(15)은, 예를 들면, 복수의 입자형 열전도성 필러로 구성되어, 외표면의 표면 거칠기가 큰(즉, 외표면이 울퉁불퉁한) 쉘과는 명확히 구분되는 것이다. The
상술한 바와 같이, 외표면이 매끄럽고, 임의의 지점에서 측정한 두께들 간의 편차가 상대적으로 작은 쉘(15)을 포함한 열전도성 입자(10)는, 복수의 열전도성 입자(10)들끼리 서로 효과적으로 접촉할 수 있으므로, 열전도성 입자(10)들 간의 열전도 효율이 향상될 수 있다. As described above, the thermally
상기 절연성 코어(11)의 직경(d3)과 상기 쉘(15)의 두께(d1, d2) 간의 비는, 2 : 1 내지 20,000 : 1의 범위, 예를 들면, 20 : 1 내지 4000 : 1의 범위 중에서 선택될 수 있다. 상기 절연성 코어(11)의 직경(d3)은 0.1㎛ 내지 100㎛의 범위, 예를 들면, 1㎛ 내지 40㎛의 범위 중에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 쉘(15)의 두께(d1, d2)는 0.005㎛ 내지 0.5㎛의 범위, 예를 들면, 0.01㎛ 내지 0.05㎛의 범위 중에서 선택될 수 있다. 상기 절연성 코어(11)의 직경(d3)과 상기 쉘(15)의 두께(d1, d2) 간의 비, 상기 절연성 코어(11)의 직경(d3) 및 쉘(15)의 두께(d1, d2)가 상술한 바와 같은 범위에 속할 경우, 우수한 열전도성 및 내구성을 동시에 가지면서 각종 매트릭스 물질에 대한 혼화성 및/또는 분산성이 우수한 열전도성 입자(10)를 수득할 수 있다. The ratio between the diameter d 3 of the
상기 절연성 코어(11)의 표면과 상기 쉘(15)의 내표면 사이에는 빈 공간이 없다. There is no space between the surface of the insulating
일 구현예에 따르면, 상기 절연성 코어(11)의 표면과 상기 쉘(15)의 내표면은 서로 접촉(contact)되어 있다.According to one embodiment, the surface of the insulating
다른 구현예에 따르면, 상기 절연성 코어(11)의 표면 전체는 상기 쉘(15)에 의하여 덮혀 있으며, 상기 열전도성 입자(10) 내부에는 빈 공간이 없다.According to another embodiment, the entire surface of the insulating
이로써, 상기 열전도성 입자(10) 중 쉘(15)의 손상이 방지될 수 있는 바, 상기 열전도성 입자(10)는 우수한 내구성을 가질 수 있다. As a result, damage of the
상기 절연성 코어(11)는 실리콘, 실리콘 옥사이드, 절연성 수지 및 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.The insulating
일 구현예에 따르면, 상기 절연성 수지는, 나일론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 스티렌부타디엔 수지, 비닐 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세테이트 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌디비닐벤젠 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리에틸렌 수지 및 아크릴 수지(예를 들면, 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA) 등) 중에서 선택된 적어도 1종의 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, the insulating resin is at least one selected from the group consisting of nylon resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polybutylene resin, polyester resin, polyurethane resin, styrene butadiene resin, vinyl resin, polycarbonate resin, polysulfone resin, poly Polyvinyl acetate resins, polyvinyl acetate resins, polystyrene resins, styrene divinylbenzene resins, silicone resins, epoxy resins, phenolic resins, polyethylene resins and acrylic resins (for example, poly (Methyl methacrylate) (PMMA)), but the present invention is not limited thereto.
예를 들어, 상기 절연성 코어(11)은 아크릴 수지(예를 들면, 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA) 등)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 상기 절연성 코어(11)는 실리콘으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the insulating
상기 쉘(15)은 열전도성 물질을 포함한다.The
상기 열전도성 물질은 무기물이고, 상기 쉘(15)은 유기물을 비포함할 수 있다. 상기 유기물이란 탄소를 포함한 임의의 화학종을 의미한다. 따라서, 상기 쉘(15)은, 예를 들면, 도금법으로 형성된 임의의 쉘과는 명확히 구분된다. 도금법으로 형성된 임의의 쉘은, 도금용 조성물에 필연적으로 포함될 수 밖에 없는 각종 분산제, 산도 조절제 등으로부터 유래된 유기물을 필수적으로 포함하기 때문이다. 이로써, 상기 쉘(15)은 열에 취약한 불순물인 유기물을 비포함하게 되어, 우수한 열전도 효율을 가질 수 있다. The thermally conductive material is an inorganic material, and the
일 구현예에 따르면, 상기 쉘(15)은 열전도성 물질로 이루어지고(consist of), 상기 열전도성 물질은 무기물일 수 있다.According to one embodiment, the
예를 들어, 상기 쉘(15)에 포함된 열전도성 물질은, 13족 원소의 나이트라이드(nitride), 13족 원소의 산화물(oxide), 13족 원소의 옥시나이트라이드(oxynitride) 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.For example, the thermally conductive material included in the
일 구현예에 따르면, 상기 13족 원소는 B, Al, Ga 및 In 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, the Group 13 element may be selected from B, Al, Ga and In, but is not limited thereto.
다른 구현예에 따르면, 상기 열전도성 물질은 알루미늄 나이트라이드 또는 보론 나이트라이드일 일 수 있다. 상기 알루미늄 나이트라이드 또는 보론 나이트라이드는 우수한 열전도성, 높은 전기절연성, 낮은 열팽창율 및 우수한 내식성을 갖는 바, 알루미늄 나이트라이드 또는 보론 나이트라이드로 이루어진 쉘(15)은 열전도성 입자(10)의 성능 향상에 기여할 수 있다.According to another embodiment, the thermally conductive material may be aluminum nitride or boron nitride. The aluminum nitride or boron nitride has excellent thermal conductivity, high electrical insulation, low coefficient of thermal expansion and excellent corrosion resistance, and the
또 다른 구현예에 따르면, 상기 쉘(15)은 알루미늄 나이트라이드 또는 보론 나이트라이드로 이루어질 수 있다(consist of). According to another embodiment, the
예를 들어, 상기 쉘(15)은 열전도성 물질로 이루어진(consist of) 단일층일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 쉘(15)은 알루미늄 나이트라이드 또는 보론 나이트라이드로 이루어진 단일층일 수 있다. For example, the
한편, 또 다른 구현예에 따르면, 상기 쉘(15)은 다층 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 쉘(15)은 2 이상의 서로 구분되는 쉘들을 포함할 수 있다. 상기 2 이상의 서로 구분되는 쉘들은 서로 상이한 물질을 포함할 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment, the
도 3은 2층 구조의 쉘을 포함한 열전도성 입자(20)의 일 구현예의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 3 schematically shows a cross-section of one embodiment of thermally
상기 열전도성 입자(20)는, 절연성 코어(21) 및 상기 절연성 코어(21)의 표면을 덮고, 열전도성 물질을 포함한 쉘(25)을 포함한다. 상기 쉘(25)은 상기 절연성 코어(21)의 표면을 덮는 제1쉘(25-1) 및 상기 제1쉘(25-1)의 외표면을 덮는 제2쉘(25-2)을 포함한다. The thermally
상기 제1쉘(25-1)의 두께(d4)와 상기 제2쉘(25-2)의 두께(d5)의 비는 10 : 1 내지 1 : 10의 범위, 예를 들면, 3 : 7 내지 7 : 3의 범위 내에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The ratio of the thickness d 4 of the first shell 25-1 to the thickness d 5 of the second shell 25-2 is in the range of 10: 1 to 1:10, for example, 3: 7 to 7: 3, but the present invention is not limited thereto.
상기 절연성 코어(21)에 대한 설명은 도 2 중 절연성 코어(11)에 대한 설명을 참조한다.For a description of the insulating
일 구현예에 따르면, 상기 제1쉘(25-1) 및 제2쉘(25-2)은 각각 열전도성 물질을 포함하되, 상기 제1쉘(25-1)에 포함된 열전도성 물질과 제2쉘(25-2)에 포함된 열전도성 물질은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1쉘(25-1)은 알루미늄 나이트라이드를 포함하고, 제2쉘(25-2)은 보론 나이트라이드를 포함할 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다. According to one embodiment, the first shell 25-1 and the second shell 25-2 each include a thermally conductive material, and the thermally conductive material included in the first shell 25-1, The thermally conductive materials included in the two shells 25-2 may be different from each other. For example, the first shell 25-1 may include aluminum nitride, and the second shell 25-2 may include boron nitride.
열전도성Thermal conductivity 입자의 제조 방법 Method of manufacturing particles
상기 열전도성 입자(10, 20)의 제조 방법은, 상기 절연성 코어(11, 21) 표면에 열전도성 물질을 포함한 쉘(15, 25)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The method for manufacturing the thermally
상기 절연성 코어(11, 21) 표면에 열전도성 물질을 포함한 쉘(15, 25)을 형성하는 단계는 스퍼터링법에 의하여 수행될 수 있다. The step of forming the
상기 스퍼터링을 위한 진공 챔버는, 상기 절연성 코어(11, 21)가 담긴 용기가 놓여지는 지지대, 쉘(15, 25) 형성을 위한 열전도성 물질을 포함한 타겟 및 상기 타겟으로부터 원자를 튀어나오게 하는 전극을 포함한다. The vacuum chamber for sputtering includes a support on which a container containing the insulating
상기 열전도성 입자(10, 20)의 쉘(15, 25)은, 스퍼터링법을 이용하여 상기 절연성 코어(11, 21) 표면에 형성됨으로써, 매끄러운 외표면 및 일정한 두께를 갖고, 절연성 코어(11, 21) 표면에 밀착되어 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 타겟으로부터 방출되는 물질(예를 들면 열전도성 물질) 이외의 불순물(예를 들면, 유기물)을 실질적으로 포함하지 않을 수 있다. 이와 같이 형성된 상기 열전도성 입자(10, 20)의 쉘(15, 25)은 예를 들면, i) 복수의 입자형 열전도성 필러로 구성되어, 외표면의 표면 거칠기가 큰(즉, 외표면이 울퉁불퉁한) "쉘" 및 ii) 도금용 조성물에 필연적으로 포함될 수 밖에 없는 각종 분산제, 산도 조절제 등으로부터 유래된 유기물을 필수적으로 포함한, 도금법에 의하여 형성된 "쉘"과는 명확히 구분된다. The
일 구현에에 따르면, 상기 쉘(15, 25) 형성을 위한 스퍼터 캐소드 파워는 0.1 내지 5Kw일 수 있고, 상기 쉘(15, 25) 형성을 위한 진공 챔버 내부에 공급되는 불활성 가스(예를 들면, 아르곤 가스)는 10 내지 500scm이고, 상기 쉘(15, 25) 형성을 위한 진공 챔버의 진공도는 0.1mTorr 내지 5mmTorr로 조절될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the sputter cathode power for forming the
상기 열전도성 입자(10, 20)의 제조 방법은, 상기 절연성 코어(11, 21) 표면에 열전도성 물질을 포함한 쉘(15, 25)을 형성하는 단계 전에, 절연성 코어(11, 21)를 전처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the thermally
상기 전처리 단계는 절연성 코어(11, 21) 표면과 상기 열전도성 물질을 포함한 쉘(15, 25)의 내표면 간의 결합력을 향상시키거나 및/또는 절연성 코어(11, 21) 표면 상에 존재한 각종 오염 물질, 수분 및 정전기 등을 제거하기 위하여 수행될 수 있다. The preprocessing step may improve the bonding strength between the surfaces of the insulating
상기 전처리 단계는 예를 들면, 상기 절연성 코어(11, 21) 표면에 대한 플라즈마 처리 및 상기 절연성 코어(11, 21)에 대한 초음파 처리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The preprocessing step may include at least one of, for example, a plasma treatment on the surfaces of the insulating
상기 플라즈마 처리는, 예를 들면, 아르곤, 산소 및 질소 중 적어도 하나를 포함한 분위기 하에서, 상기 절연성 코어(11, 21) 표면을 플라즈마 처리함으로써 수행될 수 있다. The plasma treatment may be performed, for example, by plasma-treating the surface of the insulating
상기 초음파 처리에 의하여, 초음파 진동에 의하여 절연성 코어(11, 21)들 간의 마찰을 유도되어, 절연성 코어(11, 21) 표면의 각종 오염 물질 등이 제거될 수 있다. By the ultrasonic treatment, friction between the insulating
한편, 상기 열전도성 입자(10, 20)의 제조 방법은, 상기 절연성 코어(11, 21) 표면에 열전도성 물질을 포함한 쉘(15, 25)을 형성하는 단계 후에, 열전도성 입자(10, 20)을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the thermally
상기 건조 단계는 예를 들어, 절연성 코어(11, 21) 표면에 쉘(15, 25)을 스퍼터링에 의하여 형성한 다음, 25% 이하(예를 들면, 5% 내지 25%의 상대 습도)의 상대 습도 및 50℃ 내지 80℃의 온도 조건 하에서 1시간 내지 2시간 동안 건조시킴으로써 수행될 수 있다. 상기 건조 온도는, 상온에서 특정 온도로 점진적으로 가온시킴으로써, 조정될 수 있다. The drying step may be performed by forming the
열전도성Thermal conductivity 복합재 및 이의 제조 방법 Composite and manufacturing method thereof
상술한 바와 같은 열전도성 입자(10, 20)는 다양한 매트릭스 물질과 혼합될 수 있다. 따라서, 다른 측면에 따르면, 매트릭스 물질 및 상기 열전도성 입자(10, 20)를 포함한 열전도성 복합재가 제공된다. 상기 열전도성 복합재에 포함된 매트릭스 물질 및 상기 열전도성 입자(10, 20)는 혼합되어 있을 수 있다. 본 명세서 중 "매트릭스 물질"이란 상기 열전도성 입자(10, 20)와 혼합될 수 있는 상기 열전도성 입자(10, 20)와 상이한 물질을 가리키는 것으로서, 상기 매트릭스 물질의 함량은 상기 열전도성 입자(10, 20)의 함량보다 많거나 적을 수 있다. The thermally
상기 열전도성 복합재에 포함된 열전도성 입자(10, 20)에 대한 설명은 상술한 바를 참조한다.The description of the thermally conductive particles (10, 20) included in the thermally conductive composite material is given above.
상기 열전도성 복합재에 포함된 매트릭스 물질은, 접착성 물질, 고분자 수지, 중합성 모노머, 용매, 잉크 및 페인트 중에서 선택될 수 있다.The matrix material included in the thermally conductive composite material may be selected from an adhesive material, a polymer resin, a polymerizable monomer, a solvent, an ink, and a paint.
상기 접착성 물질은 공지된 임의의 접착성을 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다. 예를 들여, 상기 접착성 물질은, 폴리비닐 알코올계 화합물, 폴리우레탄계 화합물, 폴리에스테르계 화합물, 폴리아크릴계 화합물 및 폴리에폭시계 화합물 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 접착성 물질로서 에폭시아크릴레이트를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The adhesive material may be selected from materials having any known adhesiveness. For example, the adhesive material may be selected from a polyvinyl alcohol-based compound, a polyurethane-based compound, a polyester-based compound, a polyacrylic-based compound, and a polyepoxy-based compound, but is not limited thereto. For example, epoxy acrylate may be used as the adhesive material, but the present invention is not limited thereto.
상기 고분자 수지는, 절연성 수지, 열가소성 수지, 열경화성 수지 등 공지된 임의의 고분자 수지 중에서 선택될 수 있다. 또는, 상기 고분자 수지는, 후술할 중합성 모노머의 중합 결과물일 수 있다.The polymer resin may be selected from any known polymer resin such as an insulating resin, a thermoplastic resin, and a thermosetting resin. Alternatively, the polymer resin may be a polymerization product of a polymerizable monomer described below.
상기 중합성 모노머는, 각종 중합 반응에 의하여 고분자를 형성할 수 있는 모노머, 예를 들면, 스티릴 그룹, 옥사이드 그룹, 할로겐 원자 등을 갖는 모노머일 수 있다. The polymerizable monomer may be a monomer having a polymer capable of forming a polymer by various polymerization reactions, for example, a styryl group, an oxide group, a halogen atom, or the like.
상기 용매는 상기 열전도성 입자와 혼합되어 열전도성 복합재에 유동성을 제공할 수 있는 임의의 용매 중에서 선택될 수 있다. The solvent may be selected from any solvent capable of mixing with the thermally conductive particles to provide fluidity to the thermally conductive composite.
상기 잉크 및 페인트는, 시판되는 레지스트 형성용 잉크 조성물, 각종 염료 및/또는 안료를 포함한 시판 페인트 중에서 선택될 수 있다. The ink and the paint may be selected from commercially available ink compositions for forming a resist, commercially available paints including various dyes and / or pigments.
상기 열전도성 복합재는 입자, 필름, 임의의 형상을 갖는 부품, 또는 임의의 점도를 갖는 액상 조성물의 형태를 가질 수 있다.The thermally conductive composite can have the form of particles, films, parts having any shape, or liquid compositions having any viscosity.
일 구현예에 따라, 상기 매트릭스 물질이 접착제를 포함하고, 상기 열전도성 복합재가 필름의 형태를 갖는다면, 상기 열전도성 복합재는 열전도성 접착 필름의 기능층으로 사용될 수 있다.According to one embodiment, if the matrix material comprises an adhesive and the thermally conductive composite material has the form of a film, the thermally conductive composite material may be used as a functional layer of a thermally conductive adhesive film.
다른 구현예에 따라, 상기 매트릭스 물질이 고분자 수지를 포함하고, 상기 열전도성 복합재가 임의의 형상을 갖는 부품의 형태를 갖는다면, 상기 열전도성 복합재는 소정 기기에 채용될 수 있는 부품(예를 들면, 방열 부품)으로 사용될 수 있다.According to another embodiment, if the matrix material comprises a polymer resin and the thermally conductive composite material has the shape of a part having any shape, the thermally conductive composite material may be a part that can be employed in a predetermined device , Heat dissipation parts).
또 다른 구현예에 따라, 상기 매트릭스 물질이 중합성 모노머를 포함하고, 상기 열전도성 복합재가 임의의 점도를 갖는 액상 조성물의 형태를 갖는다면, 상기 열전도성 복합재는 소정 패턴을 갖는 부품 형성을 위한 조성물로 사용될 수 있다.According to another embodiment, if the matrix material comprises a polymerizable monomer and the thermally conductive composite has the form of a liquid composition having an arbitrary viscosity, the thermally conductive composite may comprise a composition for forming a part having a predetermined pattern .
또 다른 구현예에 따라, 상기 매트릭스 물질이 용매, 잉크 및 페인트 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 열전도성 복합재가 임의의 점도를 갖는 액상 조성물의 형태를 갖는다면, 상기 열전도성 복합재는 방열 기능이 필요한 기판에 직접 제공(예를 들면, 분무법 등에 의한 직접 제공)이 가능한 조성물로 사용될 수 있다. According to another embodiment, if the matrix material comprises at least one of a solvent, an ink and a paint, and the thermally conductive composite has the form of a liquid composition having an arbitrary viscosity, the thermally conductive composite must have a heat- Can be used as a composition capable of being provided directly on a substrate (for example, provided directly by spraying).
또 다른 구현에에 따라, 상기 매트릭스 물질이 접착제 또는 용매이고, 상기 열전도성 복합재가 입자의 형태를 갖는다면, 상기 열전도성 복합재는 방열 기능이 필요한 기판에 직접 제공(예를 들면, 분무법 등에 의한 직접 제공)된 열전도성 재료일 수 있다. According to another embodiment, if the matrix material is an adhesive or a solvent and the thermally conductive composite material has a particle shape, the thermally conductive composite material may be provided directly on a substrate requiring heat radiation function (for example, Provided thermally conductive material.
상기 열전도성 복합재의 용도 및 형태에 따라, 상기 매트릭스 물질은, 분산제, 가교제, 필러, 점도 개질제, 경화제 및 중합 개시제 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The matrix material may further include at least one material selected from a dispersing agent, a crosslinking agent, a filler, a viscosity modifier, a curing agent, and a polymerization initiator depending on the use and form of the thermally conductive composite material, but is not limited thereto.
예를 들어, 상기 가교제는, 붕산, 글루타르알데히드, 멜라민, 퍼옥시에스테르계 화합물 및 알코올계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있고, 상기 분산제는, 포화 탄화수소계 에스테르, 에테르알콜규의 에틸셀로솔브, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 아세테이트, 실리카 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the crosslinking agent may include at least one substance selected from boric acid, glutaraldehyde, melamine, peroxy ester compounds and alcoholic compounds, and the dispersant may be a saturated hydrocarbon ester, But are not limited to, ethylcellosolve, methylcellosolve, ethylcellosolve acetate, silica, or any combination thereof.
일 구현예에 따르면, 상기 매트릭스 물질은 접착성 물질, 가교제 및 분산제를 포함하되, 상기 접착성 물질로서 에폭시아크릴레이트, 상기 가교제로서 퍼옥시에스테르 및 분산제로서 실리카를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the matrix material comprises an adhesive material, a crosslinking agent, and a dispersant, wherein the adhesive material may include epoxy acrylate, peroxy ester as the crosslinking agent, and silica as a dispersing agent, no.
상기 열전도성 복합재의 제조 방법은, 상기 열전도성 입자와 상기 매트릭스 물질을 혼합하는 단계를 포함한다. 상기 열전도성 입자와 상기 매트릭스 물질을 혼합하는 단계는, 기계적 혼합, 예를 들면, 교반기 또는 초음파 혼합기를 이용한 기계적 혼합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The method of manufacturing the thermally conductive composite includes mixing the thermally conductive particles and the matrix material. The mixing of the thermally conductive particles and the matrix material may be mechanical mixing, for example, mechanical mixing using a stirrer or an ultrasonic mixer, but is not limited thereto.
일 구현예에 따르면, 상기 열전도성 복합재의 제조 방법은, 상기 열전도성 입자와 상기 매트릭스 물질을 혼합하기 전에, 상기 열전도성 입자와 분산용 용매를 혼합하여, 열전도성 입자-함유 분산액을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 분산용 용매는, 상기 열전도성 입자가 상기 매트릭스 입자와 균일하게 혼합될 수 있도록 열전도성 입자-함유 분산액을 제공하는 역할을 하는 용매로서, 예를 들면, 에탄올, 메탄올, 프로판, 아세톤 등 추후 제거가 용이한 용매 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 열전도성 입자-함유 분산액은 열전도성 입자 100중량부 당, 분산용 용매 45 내지 55중량부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 열전도성 입자와 상기 분산용 용매의 혼합은, 기계적 혼합, 예를 들면, 교반기 또는 초음파 혼합기를 이용한 기계적 혼합에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment, the method for producing a thermally conductive composite material comprises mixing thermally conductive particles and a dispersion solvent before mixing the thermally conductive particles and the matrix material to provide a thermally conductive particle-containing dispersion liquid As shown in FIG. The dispersion solvent is a solvent which serves to provide a thermally conductive particle-containing dispersion such that the thermally conductive particles can be uniformly mixed with the matrix particles. Examples of the solvent include ethanol, methanol, propane, Can be selected from among the solvents which are easy to use. For example, the thermally conductive particle-containing dispersion may include, but is not limited to, 45 to 55 parts by weight of a dispersing solvent per 100 parts by weight of the thermally conductive particles. The mixing of the thermally conductive particles and the dispersion solvent may be performed by mechanical mixing, for example, mechanical mixing using a stirrer or an ultrasonic mixer, but is not limited thereto.
상기 열전도성 입자와 상기 매트릭스 물질을 혼합하는 단계는, 상기 열전도성 입자와 상기 매트릭스 물질을 직접 혼합하거나, 또는 상술한 바와 같은 열전도성 입자-함유 분산액과 상기 매트릭스 물질을 혼합함으로써, 수행될 수 있다.The step of mixing the thermally conductive particles and the matrix material may be performed by directly mixing the thermally conductive particles and the matrix material or by mixing the matrix material with a thermally conductive particle-containing dispersion as described above .
상기 열전도성 입자-함유 분산액과 상기 매트릭스 물질을 혼합할 경우, 상기 매트릭스 물질 100중량부 당 10 내지 50중량부의 열전도성 입자-함유 분산액을 혼합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. When the thermally conductive particle-containing dispersion and the matrix material are mixed, 10 to 50 parts by weight of the thermally conductive particle-containing dispersion per 100 parts by weight of the matrix material may be mixed, but the present invention is not limited thereto.
상기 열전도성 복합재 제조 방법은, 상기 열전도성 입자와 상기 매트릭스 물질을 혼합과 동시에 또는 상기 열전도성 입자와 상기 매트릭스 물질을 혼합한 후에, 임의의 용매를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 임의의 용매는, 예를 들어, 상기 열전도성 입자-함유 분산액에 포함되어 있던 분산용 용매일 수 있다. 일 구현에에 따르면, 상기 용매 제거 단계는, 열처리에 의하여 수행될 수 있다.The method of manufacturing the thermally conductive composite may further include removing any solvent after mixing the thermally conductive particles and the matrix material or after mixing the thermally conductive particles and the matrix material. The optional solvent may be, for example, a dispersion medium contained in the thermally conductive particle-containing dispersion liquid. According to one embodiment, the solvent removal step may be performed by heat treatment.
열전도성Thermal conductivity 필름 film
도 4는 상기 필름 형태를 갖는 열전도성 복합재의 일 구현예인, 열전도성 필름(200)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.Fig. 4 is a view schematically showing a cross section of the thermally
열전도성 필름(200)은 매트릭스 물질(23) 및 열전도성 입자(10)를 포함할 수 있다. 상기 매트릭스 물질(23) 및 열전도성 입자(10)에 대한 설명은 상술한 바를 참조한다. The thermally
예를 들어, 상기 매트릭스 물질(23)은 접착성 물질을 포함할 수 있다. 또는, 상기 매트릭스 물질(23)은 접착성 물질 외에, 가교제 및 분산제로 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 매트릭스 물질(23)이 접착성 물질 및 가교제를 포함할 경우, 접착성 물질의 함량은 상기 매트릭스 물질(23) 100중량부 당 60 내지 70중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the
상기 열전도성 필름(200) 중 열전도성 입자(10)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 접촉하여 일정 길이의 체인(예를 들면, 열전도성 필름(200)의 양면을 연결하는 길이의 체인)을 형성할 수 있다. 이를 위하여, 선택적으로, 상기 열전도성 필름(200)의 성막 후, 추가적으로, 상기 열전도성 필름(200)을 가압할 수 있다. 이로써, 상기 열전도성 필름(200)의 일면에서 발생한 열은, 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 접촉하여 일정 길이의 체인을 형성한 복수의 열전도성 입자(10)들의 표면을 따라, 상기 열전도성 필름(200)의 타면으로 이동할 수 있는 바, 상기 열전도성 필름(200)은 우수한 방열 기능을 갖출 수 있다. The thermally
상기 열전도성 입자(10)는 절연성 코어(11)와 쉘(15)을 모두 포함하고, 상기 열전도성 입자(10)의 내부에는 빈 공간이 없으므로, 장기간 사용하여도 쉘(15)의 형태 변화 및/또는 손상이 실질적으로 방지될 수 있다. Since the thermally
또한, 상기 쉘(15)은 상술한 바와 같이 외표면이 매끄러워 도 4에 도시된 바와 같이, 열전도성 입자(10)들 간의 접촉이 효율적으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 실질적으로 유기물을 비포함하므로, 도 4에서와 같이 서로 접촉된 복수의 열전도성 입자(10)들 간의 열전도가 효과적으로 이루어질 수 있다. Further, as described above, since the outer surface of the
따라서, 상기 열전도성 입자(10)를 포함한 열전도성 필름(200)은 우수한 내구성 및 열전도 효율을 동시에 가질 수 있다. Therefore, the thermally
열전도성Thermal conductivity 접착 필름 및 이의 제조 방법 Adhesive film and manufacturing method thereof
상기 열전도성 필름(200)은 열전도성 접착 필름에 사용될 수 있다. 따라서, 또 다른 측면에 따르면, 상기 열전도성 필름(200)을 포함한 열전도성 접착 필름이 제공된다. 상기 열전도성 접착 필름은, 상기 열전도성 필름(200) 외에, 기재 필름, 이형 필름 및 금속층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. The thermally
도 5 및 6에는 상기 열전도성 접착 필름의 일 구현예들이 각각 도시되어 있다. 도 5의 열전도성 접착 필름은 이형 필름(100), 열전도성 필름(200), 기재 필름(300) 및 금속층(400)이 차례로 적층된 구조를 갖고, 도 6의 열전도성 접착 필름은 이형 필름(100), 열전도성 필름(200), 금속층(400) 및 기재 필름(300)이 차례로 적층된 구조를 갖는다. Figs. 5 and 6 each show one embodiment of the thermally conductive adhesive film. The thermally conductive adhesive film of Fig. 5 has a structure in which a
상기 이형 필름(100)은 열전도성 필름(200) 표면을 보호하여, 열전도성 필름(200) 표면에 각종 오염 물질이 부착되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 이형 필름(100)은 라미네이션 공정에 의하여 열전도성 필름(200) 표면에 제공되거나, 또는 상기 이형 필름(100) 상에 열전도성 필름(200)이 직접 형성될 수 있는 등 다양한 변형예가 가능하다. 상기 이형 필름(100)은, 예를 들면, 10㎛ 내지 70㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 이형 필름(100)의 재료는 후술하는 기재 필름(300)의 재료를 참조할 수 있다.The
상기 열전도성 필름(200) 중 매트릭스 물질(23) 및 열전도성 입자(10)에 대한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조한다. 상기 매트릭스 물질(23)은 접착제를 포함하고, 접착성을 향상시키기 위하여 가교제를 더 포함할 수 있다.For a description of the
상기 열전도성 필름(200)의 두께는 예를 들면, 10㎛ 내지 100㎛의 두께 범위, 예를 들면, 10㎛ 내지 60㎛의 두께 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The thickness of the thermally
상기 열전도성 필름(200)은 매트릭스 물질(23) 및 열전도성 입자(10)를 포함한 조성물을 기재 필름(300) 또는 금속층(400) 상에 제공함으로써, 형성될 수 있다. The thermally
상기 기재 필름(300)은 열전도성 필름(200) 및/또는 금속층(400) 형성을 위한 기재의 역할을 한다. The
상기 기재 필름(300)은 공지된 고분자 수지를 포함할 수 있다. 상기 기재 필름(300)은 광범위한 온도(예를 들면, 영하 250℃ 내지 영상 400℃) 범위에서도 형태 변화가 없을 정도의 내구성, 굴곡성, 내화학성, 내마모성 등을 갖는 물질 중을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름(300)은 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리에틸렌 수지 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 기재 필름(300)의 두께는 예를 들면, 30㎛ 내지 500㎛의 두께 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 금속층(400)은, 열전도성 접착 필름에 전자기 차폐 기능 및/또는 열전도성 기능을 추가로 부여하는 역할을 할 수 있다. 상기 금속층(400)은, 예를 들면, 열전도성 금속을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 금속층(400)은 주석(Sn), 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속층(400)은 스퍼터링, 도금법 등과 같은 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 금속층(400)의 두께는 예를 들면, 5㎛ 내지 50㎛, 예를 들면, 10㎛ 내지 35㎛의 두께 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 열전도성 접착 필름의 구조를 도 5 및 6을 참조하여 설명하였으나, 상기 열전도성 접착 필름의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 열전도성 접착 필름은 금속층을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 도 5 및 도 6의 기재 필름(300)과 금속층(400) 사이에는 기재 필름(300)과 금속층(400) 간의 결합력을 향상시키기 위한 시드(seed)층이 추가로 개재될 수 있다. 상기 시드층은, 예를 들어, NiCr을 포함할 수 있으며, 스퍼터링에 의하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The structure of the thermally conductive adhesive film has been described with reference to FIGS. 5 and 6. However, the structure of the thermally conductive adhesive film is not limited thereto. For example, the thermally conductive adhesive film may not include a metal layer. A seed layer for enhancing the bonding force between the
상기 열전도성 접착 필름은, 상기 이형 필름(100)을 제거한 다음, 열전도성 접착 필름(200)의 노출된 일면을, 소정 기판의 특정 위치에 배치한 다음 가압하여 고정시킬 수 있다. 이 때, 소정 기판에서 생성된 열은, 열전도성 필름(200)에 포함된 복수의 열전도성 입자(10)들을 따라, 열전도성 필름(200)을 통과하여 외부로 방출되는 바, 효과적인 방열 기능을 수행할 수 있다. The thermally conductive adhesive film can be fixed by pressing one surface of the thermally conductive
열전도성Thermal conductivity 복합재를 포함한 기기 Appliances with composite materials
상기 열전도성 복합재는, 열전도성 기능 또는 방열 기능을 필요로 하는 임의의 기기에 포함될 수 있다.The thermally conductive composite material may be included in any device requiring a thermally conductive function or a heat-dissipating function.
예를 들어, 상기 기기는 인쇄 회로 기판(예를 들면, 인쇄 회로 기판의 솔더 레지스터), 각종 전자 기기(예를 들면, 핸드폰, 디스플레이, 냉장고, 컴퓨터, 노트북 등), 각종 조명 기기 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the device may be a printed circuit board (e.g., a solder resistor on a printed circuit board), various electronic devices (e.g., a cell phone, a display, a refrigerator, a computer, But is not limited thereto.
상기 열전도성 복합재를 기기에 제공하는 방법은 다양하다.There are various methods of providing the thermally conductive composite to the device.
일 구현에에 따르면, 상기 열전도성 복합재를 스프레잉법, 코팅법 등에 의하여 상기 기기에 직접 제공할 수 있다. 이 때, 선택적으로, 열전도성 복합재의 패터닝, 열전도성 복합재에 포함된 용매 제거, 및/또는 매트릭스 물질의 중합 등을 유도하기 위하여, 열처리, 광조사 등을 추가로 수행할 수 있다.According to one embodiment, the thermally conductive composite material can be directly supplied to the device by a spraying method, a coating method, or the like. At this time, heat treatment, light irradiation, and the like may be optionally performed to induce patterning of the thermally conductive composite material, removal of the solvent contained in the thermally conductive composite material, and / or polymerization of the matrix material.
다른 구현예에 따르면, 상기 이형 필름을 포함한 열전도성 접착 필름을 미리 제조한 다음, 상기 열전도성 접착 필름으로부터 이형 필름을 제거하고, 표면이 노출된 열전도성 필름을 상기 기기의 소정 표면에 배치한 후 가압함으로써, 상기 열전도성 복합재를 기기에 제공할 수 있다.According to another embodiment, a thermally conductive adhesive film including the release film is prepared in advance, a release film is removed from the thermally conductive adhesive film, and a thermally conductive film having a surface exposed is placed on a predetermined surface of the apparatus By applying pressure, the thermally conductive composite material can be provided to the device.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예 및 실험예를 통해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. The present invention will now be described in more detail with reference to the following examples and experimental examples. In addition, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and should be construed as meaning and concept consistent with the technical scope of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예, 실험예 및 도면은 본 발명의 바람직한 일구현에에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다. The embodiments, examples and drawings described in the present specification are merely preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents and variations There may be examples.
[실시예][Example]
실시예Example 1 One
열전도성Thermal conductivity 입자의 제조 Manufacturing of particles
실리콘으로 이루어진 구형 코어인 절연성 코어(평균 입경 1.28㎛)를 아르곤 분위기 하에서 30분 동안 플라즈마 처리한 다음, 상기 절연성 코어 표면에 스퍼터링을 이용하여, 알루미늄 나이트라이드로 이루어지고 평균 두께 0.02㎛를 갖는 쉘을 형성함으로써, 열전도성 입자 1을 제조하였다. 이 때, 스퍼터 캐소드 파워는 0.1 내지 5Kw이고, 진공 챔버 내부에 공급되는 아르곤 가스는 10 내지 500scm이고, 진공 챔버의 진공도는 0.1mTorr 내지 5mmTorr를 갖는 스퍼터를 사용하였다.An insulating core (average particle size of 1.28 mu m), which is a spherical core made of silicon, was plasma-treated for 30 minutes under an argon atmosphere, and then a shell having an average thickness of 0.02 mu m made of aluminum nitride was formed on the surface of the insulating core by sputtering To prepare thermally conductive particles 1. At this time, the sputter cathode power was 0.1 to 5 Kw, the argon gas supplied into the vacuum chamber was 10 to 500 scm, and the degree of vacuum of the vacuum chamber was 0.1 to 5 mm Torr.
열전도성Thermal conductivity 복합재의 제조 Manufacture of composites
에폭시아크릴레이트 65중량부, 퍼옥시에스테르 25중량부 및 실리카 10중량부를 혼합 및 교반한 다음, 이로부터 수득한 결과물에 상기 열전도성 입자 1 20중량부를 추가한 후, 초음파 혼합기를 이용하여 교반하여 열전도성 복합재 1을 제조하였다. 상기 교반은, 상기 초음파 혼합기의 온도를, 상온에서 약 85℃에 이르기까지 40분 동안 점진적으로 가온시킨 다음, 85℃에서 60분 동안 초음파 교반기로 교반함으로써 수행하였다. 65 parts by weight of epoxy acrylate, 25 parts by weight of peroxyester and 10 parts by weight of silica were mixed and stirred, and then 20 parts by weight of the thermoconductive particles 1 were added to the resulting product. Then, the mixture was stirred using an ultrasonic mixer, To prepare a conductive composite 1. The stirring was carried out by gradually warming the temperature of the ultrasonic mixer from room temperature to about 85 캜 for 40 minutes and then stirring with an ultrasonic stirrer at 85 캜 for 60 minutes.
열전도성Thermal conductivity 접착 필름의 제조 Production of adhesive films
이형 필름인 두께 50㎛인 폴리에스테르 필름 상에 상기 열전도성 복합재 1을 코팅한 다음 80℃에서 건조하여 50㎛ 두께의 열전도성 필름 1을 형성하였다. 이어서, 상기 열전도성 필름 1 상부에 스퍼터링법을 이용하여 NiCr Seed 층을 형성(스퍼터 캐소드 파워 = 2Kw, 스퍼터링 속도 = 1.5m/min, 100sccm의 아르곤 분위기)한 다음, 상기 NiCr Seed층 상에 스퍼터링법을 이용하여 0.2㎛ 두께의 Cu층(1)을 형성(스퍼터 캐소드 파워 = 5Kw, 스퍼터링 속도 = 1.5m/min, 100sccm의 아르곤 분위기)한 후, 상기 Cu층(1) 상에 도금법(황산동을 포함한 동도금액을 4~5 ASD(Ampere Per Square Deci-Metre) 조건 하에서 사용함)을 이용하여 Cu층(2)을 추가로 형성하여, 총 20㎛ 두께의 Cu층(즉, Cu층(1) + Cu층(2))을 상기 열전도성 필름 1 상부에 형성함으로써, 열전도성 접착 필름 1을 제조하였다. The thermally conductive composite material 1 was coated on a 50 탆 thick polyester film as a release film and then dried at 80 캜 to form a heat conductive film 1 having a thickness of 50 탆. Next, a NiCr seed layer (sputtering cathode power = 2 Kw, sputtering rate = 1.5 m / min, 100 sccm argon atmosphere) was formed on the thermally conductive film 1 by sputtering, and then a sputtering method A Cu layer 1 having a thickness of 0.2 탆 was formed (sputter cathode power = 5 Kw, sputtering rate = 1.5 m / min, 100 sccm argon atmosphere) A copper layer 2 is further formed by using the copper plating layer under the conditions of 4 to 5 Amper Per Square Deci-Meter (ASD) Layer (2)) was formed on the thermally conductive film (1) to prepare a thermally conductive adhesive film (1).
비교예Comparative Example A A
열전도성Thermal conductivity 입자 A의 제조 Preparation of Particle A
열전도성 입자 1 대신, 열전도성 입자 A로서 평균 입경 15㎛의 알루미늄 나이트라이드 분말을 준비하였다. Instead of the thermally conductive particles 1, an aluminum nitride powder having an average particle diameter of 15 mu m was prepared as the thermally conductive particles A.
열전도성Thermal conductivity 복합재의 제조 Manufacture of composites
열전도성 입자 1 대신 상기 열전도성 입자 A를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1의 열전도성 복합재 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여, 열전도성 복합재 A를 제조하였다.A thermally conductive composite material A was prepared using the same method as that of the thermally conductive composite material of Example 1, except that the thermally conductive particle A was used instead of the thermally conductive particle 1.
열전도성Thermal conductivity 접착 필름의 제조 Production of adhesive films
열전도성 복합재 1 대신 상기 열전도성 복합재 A를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1의 열전도성 접착 필름의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여, 열전도성 접착 필름 A를 제조하였다.A thermally conductive adhesive film A was produced using the same method as that of the thermally conductive adhesive film of Example 1 except that the thermally conductive composite material A was used in place of the thermally conductive composite material 1.
평가예Evaluation example 1 One
상기 비교예 A에서 사용된 알루미늄 나이트라이드 분말(열전도성 입자 A) 및 실시예 1에서 제조된 열전도성 입자 1을 관찰한 TEM 사진을 각각 도 7 및 도 8에 나타내었다. 도 7의 알루미늄 나이트라이드 분말의 입자는 불균일한 형태를 갖고, 표면 거칠기도 상대적으로 크나, 도 8의 열전도성 입자 1은 균일한 구형 형태를 가질 뿐만 아니라, 매끄러운 표면을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 7 and 8 are TEM photographs of the aluminum nitride powder (thermally conductive particle A) used in Comparative Example A and the thermally conductive particle 1 prepared in Example 1, respectively. The particles of the aluminum nitride powder of Fig. 7 have a nonuniform shape and have a relatively large surface roughness, but the thermally conductive particle 1 of Fig. 8 has a smooth spherical shape as well as a smooth surface.
평가예Evaluation example 2 2
실시예 1의 열전도성 접착 필름 1 및 비교예 A의 열전도성 접착 필름 A의 수직 열전도성을 ASTM D5470 측정 방법에 의하여 평가하고, 수평 열전도성을 Angstron's method에 의하여 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The vertical thermal conductivity of the thermally conductive adhesive film 1 of Example 1 and the thermally conductive adhesive film A of Comparative Example A were evaluated by ASTM D5470 measurement method and the horizontal thermal conductivity was evaluated by Angstron's method. Respectively.
열전도성 접착 필름 1Example 1
Thermally conductive adhesive film 1
상기 표 1로부터 실시예 1의 열전도성 접착 필름 1은 비교예 A의 열전도성 접착 필름 A보다 우수한 열전도도를 가짐을 확인할 수 있다. From Table 1, it can be confirmed that the thermally conductive adhesive film 1 of Example 1 has a higher thermal conductivity than the thermally conductive adhesive film A of Comparative Example A.
10, 20 : 열전도성 입자
11, 21 : 절연성 코어
15, 25 : 쉘
25-1 : 제1쉘
25-2 : 제2쉘
200 : 열전도성 필름
23 : 매트릭스 물질
100 : 이형 필름
300 : 기재 필름
400 : 금속층10, 20: thermally conductive particles
11, 21: Insulating core
15, 25: Shell
25-1: First shell
25-2: Second shell
200: thermally conductive film
23: Matrix material
100: release film
300: substrate film
400: metal layer
Claims (13)
상기 절연성 코어는 실리콘으로 이루어진 구형 코어이고,
상기 쉘은 진공 챔버 내에서 상기 절연성 코어 표면에 스퍼터링을 이용하여 형성되되, 알루미늄 나이트라이드로 이루어지고 0.01㎛ 내지 0.05㎛의 두께를 가지며,
상기 쉘은 상기 절연성 코어의 표면을 덮는 연속적인 막(continuous film)이고, 외표면이 매끄러우며, 유기물을 비포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도성 입자.
Insulating core; And a shell covering the surface of the insulating core, the shell including a thermally conductive material,
Wherein the insulating core is a spherical core made of silicon,
Wherein the shell is formed on the surface of the insulating core by sputtering in a vacuum chamber, the shell is made of aluminum nitride and has a thickness of 0.01 탆 to 0.05 탆,
Wherein the shell is a continuous film covering the surface of the insulating core, the outer surface is smooth, and is formed without containing an organic substance.
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