KR102011078B1 - 열전도성 시트 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기재; 및 상기 기재 상에 형성된 절연 조성물;을 포함하는 열전도성 시트에 있어서, 상기 절연 조성물은 폴리머 수지 및 상기 폴리머 수지에 분산된 필러를 포함하고, 상기 필러는 10 T 이상 강자기장의 인가에 의해 일방향으로 배향되어 있는 것이고, 상기 필러는 탄소 계열, 옥사이드(oxide) 계열, 니트라이드(nitride) 계열, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 열전도성 시트는 10 T 이상의 강자기장을 인가하여 필러를 일방향으로 배향시키기 때문에 강자성체가 아닌 물질을 포함하는 필러의 사용도 가능하며, 강자기장의 인가 방향에 따라서 결정배향이 자유롭게 조절 가능하기 때문에 열전도성 시트의 형상과 독립적으로 상기 열전도성 시트의 열전도율을 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 열전도성 시트의 제조방법을 채용하면 10 T 이상의 강자기장을 인가하기 때문에 종래의 화학적 자성 나노입자의 화학적인 전처리가 요구되지 않아 더욱 경제적으로 열전도성 시트를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 열전도성 시트는 10 T 이상의 강자기장을 인가하여 필러를 일방향으로 배향시키기 때문에 강자성체가 아닌 물질을 포함하는 필러의 사용도 가능하며, 강자기장의 인가 방향에 따라서 결정배향이 자유롭게 조절 가능하기 때문에 열전도성 시트의 형상과 독립적으로 상기 열전도성 시트의 열전도율을 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 열전도성 시트의 제조방법을 채용하면 10 T 이상의 강자기장을 인가하기 때문에 종래의 화학적 자성 나노입자의 화학적인 전처리가 요구되지 않아 더욱 경제적으로 열전도성 시트를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 열전도성 시트 및 상기 열전도성 시트의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터, 휴대용 개인 단말기, 통신기, LED를 채용한 백 라이트 유닛 등 다양한 종류의 전자 부품 또는 제품은 그 시스템 내부에서 발생하는 과도한 열을 외부로 확산시키지 못해 기기의 성능저하 및 반도체의 안정성에 심각한 우려를 내재하고 있다.
이러한 열은 전자 부품 또는 제품의 수명을 단축시키거나 기기의 고장, 오작동을 유발하며, 심한 경우에는 폭발 및 화재의 원인을 제공하기도 한다.
따라서, 부품 또는 기기 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출시키거나 자체 냉각시키는 기술이 필요하게 되었다.
이를 해결하기 위하여 히트 싱크(Heat sink), 써멀 비아(thermal via) 등의 많은 기술이 개발되어 활용되고 있고, 회로와 방열을 구성하기 위해서 절연성을 지닌 메탈 피씨비(Metal PCB)를 사용하고 있다.
이러한 고방열 절연 소재는 세라믹 소재와 에폭시를 결합하여 고방열 특성을 부여한다.
에폭시는 열전도도가 0.1~0.2W/mK로 그 값이 매우 낮아 열전도도를 높이기 위해서 고방열의 알루미나와 AlN 등의 세라믹 소재를 전체 부피의 60% 이상 충전한 복합체 소재 기술을 사용하게 된다.
그러나, 세라믹 충전제가 많아지게 되면 소자에 전력을 공급하기 위해서 생성된 구리전극과의 부착력이 저하되어 신뢰성이 저감 되는 문제가 있다.
한편, 열전도성 시트는 발열부의 열을 방열판 또는 공기중으로 효과적으로 전달함으로써 전자기기의 오작동을 방지하고 소자의 효율과 수명을 향상시키는 역할을 한다.
상기 열전도성 시트는 고분자 매트릭스 내부에 금속, 탄소계, 세라믹 등의 열전도도가 높은 필러를 분산, 배향시킴으로써 열전달 효율을 향상시킨다. 이와 관련하여 상기 필러를 배향시키는 방법으로는 주로 전기적인 방법, 자기적인 방법 또는 배향 성장법 등이 사용된다.
다만, 전기적인 방법의 경우 강한 전기장 인가에 따른 소재의 열화가 발생할 수 있으며, 배향성장법의 경우 고온에서 화학기상증착을 하여야 하기 때문에 대면적화가 어렵다는 단점이 있다. 또한, 기존의 자기배향법은 자성체가 도핑된 무기입자 필러를 고분자 매트릭스 내에서 외부 자기장을 이용하여 배향시키는데 이때 자성체 도핑을 위해 필러의 화학적인 전처리 단계가 필수적으로 요구된다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2015-0023304호는 롤 형상 시트에 대하여 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 열전도성 시트 및 상기 열전도성 시트의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본원의 제 1 측면은,
기재; 및
상기 기재 상에 형성된 절연 조성물;
을 포함하는 열전도성 시트에 있어서,
상기 절연 조성물은
폴리머 수지 및 상기 폴리머 수지에 분산된 필러를 포함하고,
상기 필러는 10 T 이상 강자기장의 인가에 의해 일방향으로 배향되어 있는 것이고,
상기 필러는 탄소 계열, 옥사이드(oxide) 계열, 니트라이드(nitride) 계열, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트를 제공한다.
또한, 본원의 제 2 측면은,
프리폴리머 용액에 필러를 분산시키는 단계(단계 1);
상기 필러가 분산된 프리폴리머 용액을 기재에 도포하는 단계(단계 2);
상기 기재에 도포된 프리폴리머 용액에 10 T 이상의 강자기장을 인가하여 상기 필러를 일방향으로 배향시키는 단계(단계 3); 및
상기 일방향으로 배향된 필러를 포함하는 프리폴리머 용액을 경화시켜 상기 프리폴리머를 중합시키는 단계(단계 4);
를 포함하고,
상기 필러는 탄소 계열, 옥사이드(oxide) 계열, 니트라이드(nitride) 계열, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 열전도성 시트는 10 T 이상의 강자기장을 인가하여 필러를 일방향으로 배향시키기 때문에 강자성체가 아닌 물질을 포함하는 필러의 사용도 가능하며, 강자기장의 인가 방향에 따라서 결정배향이 자유롭게 조절 가능하기 때문에 열전도성 시트의 형상과 독립적으로 상기 열전도성 시트의 열전도율을 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 열전도성 시트의 제조방법을 채용하면 10 T 이상의 강자기장을 인가하기 때문에 종래의 필러와 자성 나노입자의 결합을 위한 화학적인 전처리가 요구되지 않아 더욱 경제적으로 열전도성 시트를 제조할 수 있다.
또한 강자기장 소재 배향법은 화학기상증착법 등의 고온 처리가 필요하지 않은 저온 공정으로서, 적은 양의 필러로 동일한 열전도 효과를 기대할 수 있으므로 저비용으로 시트 제작이 가능하다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 열전도성 시트의 제조과정을 나타낸 순서도이고,
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 프리폴리머에 분산된 필러에 강자기장을 인가하여 상기 필러를 일방향으로 배향시키는 과정을 나타낸 개략도이고,
도 3은 본원의 일 구현예에 따른 열전도성 시트를 롤투롤 방식을 채용하여 제조하는 과정을 나타낸 개략도이고,
도 4 및 도 5는 본원의 일 비교예에 따른 종래 자기배향법을 이용한 열전도성 시트의 제조를 나타낸 개략도이고,
도 6은 본원의 일 실시예 및 비교예에 따라 제조된 열전도성 시트의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 프리폴리머에 분산된 필러에 강자기장을 인가하여 상기 필러를 일방향으로 배향시키는 과정을 나타낸 개략도이고,
도 3은 본원의 일 구현예에 따른 열전도성 시트를 롤투롤 방식을 채용하여 제조하는 과정을 나타낸 개략도이고,
도 4 및 도 5는 본원의 일 비교예에 따른 종래 자기배향법을 이용한 열전도성 시트의 제조를 나타낸 개략도이고,
도 6은 본원의 일 실시예 및 비교예에 따라 제조된 열전도성 시트의 특성을 나타낸 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원의 제 1 측면은,
기재; 및
상기 기재 상에 형성된 절연 또는 비절연 조성물;
을 포함하는 열전도성 시트에 있어서,
상기 절연 또는 비절연 조성물은
폴리머 수지 및 상기 폴리머 수지에 분산된 필러를 포함하고,
상기 필러는 10 T 이상 강자기장의 인가에 의해 일방향으로 배향되어 있는 것이고,
상기 필러는 탄소 계열, 옥사이드(oxide) 계열, 니트라이드(nitride) 계열, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트를 제공한다.
이하, 본원의 제 1 측면에 따른 열전도성 시트를 상세히 설명한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 기재는 구리, 알루미늄 등을 포함하는 금속 필름과 폴리에틸렌 테레프살레이트(polyethylene terephthalate, PET) 등을 포함하는 고분자 필름 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리머 수지는 부분 결정성(semi-crystal) 성질을 가지면 강자기장 배향이 가능하여 사용이 가능하며, 예를 들어, 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아마이드6(polyamide6), 폴리아마이드66(polyamide66), 액정 결정성 폴리머(liquid crystal polymer, LCP), 에폭시 레진, 아크릴 수지, 시클로올레핀(cyclo-olefin) 수지, 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride, PVC), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리머를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 액정 결정성 폴리머는 고열, 고기능 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 중에 하나로서, 용융 상태에서도 결정 상태를 유지하고 성형 후에 내열성 및 강도가 우수하며 미세 가공이 가능하다는 장점이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 필러는 반자성 물질로서, 10 T 이상의 강자기장을 인가하여야 일방향으로 배향되는 물질을 사용하는 것일 수 있다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이 필러가 분산된 프리폴리머 용액에 강자기장을 인가함으로써 상기 필러가 일방향으로 배향되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 필러 물질 중 탄소 계열은 그라파이트, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 탄소나노튜브, 탄소섬유, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 필러 물질 중 옥사이드 계열은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화베릴륨(BeO), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 필러 물질 중 니트라이드 계열은 질화규소(Si3N4). 질화알루미늄(AlN), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리머 수지에 분산된 필러의 함량은 상기 폴리머 수지 100 중량부 대비 약 150 중량부 에서 약 400 중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일반적으로 상기 필러의 함량이 150 중량부 미만으로 포함되는 경우 상기 열전도성 시트의 열전도율이 낮을 수 있고, 상기 필러의 함량이 400 중량부 초과로 포함되는 경우 필러와 모재의 결합력이 현저히 저하되는 등의 문제가 발생할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은,
프리폴리머 용액에 필러를 분산시키는 단계(단계 1);
상기 필러가 분산된 프리폴리머 용액을 기재에 도포하는 단계(단계 2);
상기 기재에 도포된 프리폴리머 용액에 10 T 이상의 강자기장을 인가하여 상기 필러를 일방향으로 배향시키는 단계(단계 3); 및
상기 일방향으로 배향된 필러를 포함하는 프리폴리머 용액을 경화시켜 상기 프리폴리머를 중합시키는 단계(단계 4);
를 포함하고,
상기 필러는 탄소 계열, 옥사이드(oxide) 계열, 니트라이드(nitride) 계열, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트의 제조방법을 제공한다.
본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
이하, 본원의 제 2 측면에 따른 열전도성 시트의 제조방법을 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열전도성 시트의 제조방법은 프리폴리머 용액에 필러를 분산시키는 단계(S100)를 포함한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분산을 위하여 프리폴리머는 용매와 혼합되어 있는 것일 수 있으며, 분산 방법은 물리적 및 화학적 분산 방법 모두 사용할 수 있는 것이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분산되는 필러의 함량은 상기 프리폴리머 용액 100 중량부 대비 약 150 중량부 내지 약 400 중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일반적으로, 상기 필러의 함량이 150 중량부 미만으로 분산되는 경우 제조된 열전도성 시트의 열전도율이 낮을 수 있고, 상기 필러의 함량이 400 중량부 초과로 분산되는 경우 필러와 모재의 결합력이 현저히 저하되는 등의 문제가 발생할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 필러는 약자성 물질로서, 10 T 이상의 강자기장을 인가하여야 일방향으로 배향되는 물질을 사용하는 것일 수 있다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이 필러가 분산된 프리폴리머 용액에 강자기장을 인가함으로써 상기 필러가 일방향으로 배향되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 필러 물질 중 탄소 계열은 그라파이트, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 탄소나노튜브, 탄소섬유, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 필러 물질 중 옥사이드 계열은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화베릴륨(BeO), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 필러 물질 중 니트라이드 계열은 질화규소(Si3N4). 질화알루미늄(AlN), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열전도성 시트의 제조방법은 상기 필러가 분산된 프리폴리머 용액을 기재에 도포하는 단계(S200)을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 기재는 구리, 알루미늄 등을 포함하는 금속 필름과 폴리에틸렌 테레프살레이트(polyethylene terephthalate, PET) 등을 포함하는 고분자 필름 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 도포 방법은 공지의 방법으로서 제한이 없으며, 예를 들어, 일반적으로 사용되는 테이프 캐스팅, 딥 코팅, 롤러 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 나이프 코팅, 캘린더 코팅, 캐스트 코팅, 압출 코팅 등의 방법을 이용하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열전도성 시트의 제조방법은 상기 기재에 도포된 프리폴리머 용액에 10 T 이상의 강자기장을 인가하여 상기 필러를 일방향으로 배향시키는 단계(S300)을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 강자기장의 세기는 약 10 T 이상으로서, 종래 자성 나노입자가 부착된 필러를 1 T 이하의 자기장을 인가하여 배향시키는 방법보다 현저히 큰 자기장을 인가함으로써 필러와 자성 나노입자의 결합을 위한 화학적 전처리 과정이 요구되지 않는 것일 수 있다. 또한, 강자기장의 인가 방향에 따라서 결정 배향을 자유롭게 조절함으로써 제조되는 열전도성 시트의 형상과 독립적으로 열전도성을 제어할 수 있는 것일 수 있다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열전도성 시트의 제조방법은 상기 일방향으로 배향된 필러를 포함하는 프리폴리머 용액을 경화시켜 상기 프리폴리머를 중합시키는 단계(S400)을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 경화는 열경화법 또는 광경화법을 이용하여 수행되는 것일 수 있으며, 이는 상기 프리폴리머 및 필러의 조성에 따라서 선택할 수 있는 것이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 프리폴리머를 중합하여 형성되는 폴리머는 부분 결정성(semi-crystal) 성질을 가지면 강자기장 배향이 가능하여 사용이 가능하며, 예를 들어, 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아마이드6(polyamide6), 폴리아마이드66(polyamide66), 액정 결정성 폴리머(liquid crystal polymer, LCP), 에폭시 레진, 아크릴 수지, 시클로올레핀(cyclo-olefin) 수지, 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride, PVC), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리머를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 액정 결정성 폴리머는 고열, 고기능 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 중에 하나로서, 용융 상태에서도 결정 상태를 유지하고 성형 후에 내열성 및 강도가 우수하며 미세 가공이 가능하다는 장점이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열전도성 시트의 제조방법은 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 연속적으로 수행되는 것일 수 있다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 기재에 도포된 필러가 분산된 프리폴리머 용액에 10 T 이상의 강자기장을 인가한 후 상기 프리폴리머 용액을 경화시키는 과정이 연속적으로 수행되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열전도성 시트는 발열부의 열을 방열판 또는 공기 중으로 효과적으로 전달함으로써 전가기기의 오작동을 방지하고 소자의 효율과 수명을 향상시키는 역할을 수행하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 도 4 및 5를 참조하면, 상기 도 4 및 5는 종래의 기술을 나타낸 것으로서 기존의 자기배향법으로 자성체가 도핑된 무기입자 필러를 고분자 매트릭스 내에서 외부 자기장을 인가하여 배향하는 방법을 나타낸다. 그러나, 상기 기술은 자성체 도핑을 위해 필러의 화학적인 전처리 단계가 수행되어야 한다는 단점이 있다. 반면, 본원의 열전도성 시트는 제조방법 상 상기 화학적인 전처리 단계가 수행되지 않아도 제조할 수 있어 더욱 경제적일 수 있다. 또한, 롤투롤 방식을 채용함으로써 연속적으로 상기 열전도성 시트를 제조할 수 있으며, 상기 시트의 대면적화를 달성할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 실험예를 통해 더욱 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
그라파이트 필러와 폴리비닐파이롤리돈(Polyvinylpyrrolidone, PVP) 고분자 모재를 사용하여 열전도성 시트를 제조하였으며, 10 T의 강자기장 하에서 상기 그라파이트 필러를 배향시켰다. 또한, 상기 폴리비닐파이롤리돈 고분자 모재를 경화시켜 열전도성 시트를 제조하였다. 더불어, 비교예로서 상기 자기장을 인가하지 않은 열전도성 시트를 제조하였다. 하기 표 1에 제조한 비교예 및 실시예의 조성과 제조한 열전도성 시트의 두께를 나타내었다.
[표 1]
도 6에 상기 비교예 및 실시예에 따른 열전도성 시트의 특성을 나타내었다. 강자기장을 인가하지 않은 비교예의 경우 두께 방향 열전도도가 약 2.5 W/mK이었으나, 강자기장을 인가하여 필러를 배향시킨 연전도성 시트의 경우 8 W/mK로서 약 3.2 배의 열전도도 향상을 나타내었다.
Claims (9)
- 기재; 및
상기 기재 상에 형성된 절연 또는 비절연 조성물;
을 포함하는 열전도성 시트에 있어서,
상기 절연 또는 비절연 조성물은
폴리머 수지 및 상기 폴리머 수지에 분산된 필러를 포함하고,
상기 필러는 10 T 이상 강자기장의 인가에 의해 일방향으로 배향되어 있는 것이고,
상기 필러는 탄소 계열, 옥사이드(oxide) 계열, 니트라이드(nitride) 계열, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하고,
상기 폴리머 수지에 분산된 필러의 함량은 상기 폴리머 수지 100 중량부 대비 150 중량부 에서 400 중량부인, 열전도성 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리머 수지는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아마이드6(polyamide6), 폴리아마이드66(polyamide66), 액정 결정성 폴리머(liquid crystal polymer, LCP), 에폭시 레진, 아크릴 수지, 시클로올레핀(cyclo-olefin) 수지, 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride, PVC), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리머를 포함하는 것인, 열전도성 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 탄소 계열은 그라파이트, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 탄소나노튜브, 탄소섬유, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 옥사이드 계열은 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화베릴륨(BeO), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 니트라이드 계열은 질화규소(Si3N4). 질화알루미늄(AlN), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트.
- 삭제
- 프리폴리머 용액에 필러를 분산시키는 단계(단계 1);
상기 필러가 분산된 프리폴리머 용액을 기재에 도포하는 단계(단계 2);
상기 기재에 도포된 프리폴리머 용액에 10 T 이상의 강자기장을 인가하여 상기 필러를 일방향으로 배향시키는 단계(단계 3); 및
상기 일방향으로 배향된 필러를 포함하는 프리폴리머 용액을 경화시켜 상기 프리폴리머를 중합시키는 단계(단계 4);
를 포함하고,
상기 필러는 탄소 계열, 옥사이드(oxide) 계열, 니트라이드(nitride) 계열, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인, 열전도성 시트의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 열전도성 시트의 제조방법은 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 연속적으로 수행되는 것인, 열전도성 시트의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 프리폴리머 용액의 경화는 열경화법 또는 광경화법을 이용하여 수행되는 것인, 열전도성 시트의 제조방법.
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