KR102069637B1 - 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트 - Google Patents

방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평 열전도율 및 전자파 차폐성이 우수한 동시에, 층간 접착력이 현저히 우수하고, 표면 굴곡이 발생하지 않음에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 매우 우수한 효과를 나타내는 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트에 관한 것이다.

Description

방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트{Heat radiation sheet and EMI shielding-Heat radiation composite sheet comprising the same}
본 발명은 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평 열전도율 및 전자파 차폐성이 우수한 동시에, 층간 접착력이 현저히 우수하고, 표면 굴곡이 발생하지 않음에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 매우 우수한 효과를 나타내는 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트에 관한 것이다.
최근 전기 전자기기의 고성능화, 경박단소화에 따라 그에 내장된 반도체 부품, 발광 부품 등의 열 발생원에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있는 방열 시트에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있고, 전자파 차폐에 대한 복합 기능화가 요구되고 있다.
일반적으로 방열 시트는 동박, 동박/그라파이트 적층체, 그라파이트 시트 등을 사용하고 있는데, 동박은 방열 특성과 전자파 차폐 특성을 모두 갖추고 있으나 두께가 두꺼워지면 유연성이 부족하고, 수평 방향으로의 열전도가 그라파이트에 미치지 못하며, 밀도가 높아 경량화에 한계가 있다. 또한, 두께가 과도하게 두꺼우면 유연성이 부족해 복잡한 형상의 방열 시트로 적용하기에는 한계가 있다.
한편, 전자파란 전계와 자계가 상호 연동하면서 정현파 모양으로 에너지가 이동하는 현상으로서, 무선통신이나 레이더와 같은 전자기기에 유용하게 이용된다. 상기 전계는 전압에 의해 생성되고 거리가 멀어지거나 나무 등의 장애물에 의해 쉽게 차폐되는 반면에, 상기 자계는 전류에 의해 생성되고 거리에 반비례하지만 쉽게 차폐되지 않는 특성이 있다.
최근의 전자기기는 전자기기 내부 간섭원 또는 외부 간섭원에 의해 발생되는 전자파 장애(electromagnetic interference: EMI)에 민감하여, 전자파에 의해 전자기기의 오동작이 유발될 우려가 있다. 또한, 전자기기를 사용하는 사용자 역시 전자기기에서 발생되는 전자파에 의해 유해한 영향을 받을 수 있다.
이에 따라 최근에는 전자파 발생원 또는 외부에서 방사되는 전자파로부터 전자기기의 부품이나 인체를 보호하기 위한 전자파 차폐재에 대한 관심이 급증하고 있다.
한편, 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐시트로 각종 재질로 구성된 상용 제품이 널리 이용되고 있으나, 종래의 전자파 차폐 시트는 열전도성이 낮아 방열 효과를 충분히 얻을 수가 없으며, 따라서 방열 및 전자파 차폐기능을 적용한 다양한 복합시트가 개발되고 있다.
그러나, 종래의 복합시트는 방열특성과 전자파 차폐성을 발현할 수 있으나, 층간 접착력이 매우 좋지 않은 문제가 있었고, 이러한 문제를 해결하기 위하여 복합시트에 구비되는 방열부재에 관통홀을 형성하여 층간 접착력의 향상을 도모하였으나, 복합시트 표면에 굴곡이 발생함에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 현격히 저하되는 문제가 있었다. 한편, 종래에는 상술한 문제를 해결하기 위하여 방열부재의 관통홀에 필러를 충진하여 복합시트를 구현하였으나, 이 경우에도 목적하는 수준만큼 층간 접착력을 발현할 수 없었고, 복합시트 표면에 굴곡이 발생함에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 현격히 저하되는 문제는 여전히 발생하였다.
이에 따라, 수평 열전도율 및 전자파 차폐성이 우수한 동시에, 층간 접착력이 현저히 우수하고, 표면 굴곡이 발생하지 않음에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 매우 우수한 효과를 발현하는 복합시트에 대한 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제2015-0077238호(공개일: 2015-07-07)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수평 열전도율 및 전자파 차폐성이 우수한 동시에, 층간 접착력이 현저히 우수하고, 표면 굴곡이 발생하지 않음에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 매우 우수한 효과를 발현하는 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 복수개의 관통홀이 구비된 그라파이트 시트와, 상기 그라파이트 시트의 일면 또는 양면에 구비되고 총 두께가 그라파이트 시트의 평균 두께 보다 작은 접착제층을 포함하는 방열시트로서, 상기 관통홀 내부에 보강부재를 구비하는 방열시트를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 관통홀의 측벽과 보강부재 사이에는 소정의 공간이 존재하고, 상기 공간의 적어도 일부에 상기 접착제층으로부터 유래한 접착제 밀려들어가 배치될 수 있다.
또한, 상기 보강부재의 단면 면적은 상기 관통홀의 단면 면적 대비 36 ~ 92%일 수 있다.
또한, 상기 보강부재의 평균 두께는 상기 그라파이트 시트의 평균 두께 대비 53 ~ 147%일 수 있다.
또한, 상기 그라파이트 시트는 평균 두께가 17 ~ 105㎛일 수 있다.
또한, 상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면에 각각 구비되는 제1접착제층 및 제2접착제층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1접착제층 및 제2접착제층은 각각 독립적으로 평균 두께가 4 ~ 32㎛일 수 있다.
또한, 상기 접착제층은 아크릴수지, 우레탄수지, 에폭시수지, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 카르복실 니트릴 엘라스토머, 페녹시 및 폴리이미드수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 구비하는 주제수지를 포함하는 접착제층 형성 조성물로 형성될 수 있다.
또한, 상기 접착제층 형성 조성물은, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 에폭시계 경화제, 디이소시아네이트계 경화제, 2차 아민계 경화제, 3차 아민계 경화제, 멜라민계 경화제, 이소시안산계 경화제 및 페놀계 경화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 구비하는 경화제를 0.1 ~ 5 중량부로 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 지지부재; 전자파 차폐층; 및 상기 지지부재와 전자파 차폐층 사이에 개재되고, 상술한 방열시트;를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 지지부재는 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 상기 전자파 차폐층은 동박 또는 알루미늄박일 수 있다.
또한, 상기 지지부재는 평균 두께가 10 ~ 77㎛ 일 수 있고, 상기 전자파 차폐층은 평균 두께가 4 ~ 52㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트는 수평 열전도율 및 전자파 차폐성이 우수한 동시에, 층간 접착력이 현저히 우수하고, 표면 굴곡이 발생하지 않음에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 매우 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트의 단면도,
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 방열시트의 단면도,
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 방열시트의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐-방열 복합시트의 단면도, 그리고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방열시트에 구비되는 그라파이트 시트에 형성된 관통홀을 나타내는 모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트(1000)는, 복수개의 관통홀이 구비된 그라파이트 시트(100)와, 상기 그라파이트 시트(100)의 일면 또는 양면에 구비되고 총 두께가 그라파이트 시트(100)의 평균 두께 보다 작은 접착제층(200)을 포함하는 방열시트로서, 상기 관통홀 내부에 보강부재(110)를 구비하여 구현된다.
먼저, 상기 그라파이트 시트(100)에 대하여 설명한다.
그라파이트 시트는 관통홀이 형성된 그라파이트 시트로 구현되며, 이러한 관통홀을 통해서 층간 접착력을 현저히 향상시킬 수 있다.
상기 그라파이트 시트는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 일반적인 그라파이트 시트라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 열분해흑연(pyrolytic graphite) 및 흑연화 폴리이미드 중 1종 이상을 포함하는 그라파이트 시트를 사용할 수 있다.
상기 열분해흑연은 높은 열전도도와 전기전도도를 갖는 고순도의 흑연을 말하고, 고온에서 이용되며, 증기침적방법으로 제조된 것으로 아주 잘 발달된 미세구조를 가질 수 있다.
상기 흑연화 폴리이미드는 다음과 같은 흑연화 과정을 통해 제조된 것일 수 있다. 먼저, 흑연화 과정의 준비단계로 천연 그라파이트 시트에 적층하여 폴리이미드를 소성로에 투입할 수 있다. 이와 같은 준비단계는 폴리이미드가 필름형태를 가질 수 있는데, 필름 간의 융착을 방지하기 위하여 실시될 수 있다. 다음으로, 흑연화 과정의 1단계로, 2 ~ 7 시간 동안, 600℃ ~ 1,800℃의 온도로 폴리이미드의 탄화처리 단계를 수행할 수 있다. 이와 같은 탄화처리 단계를 통해 폴리이미드 내의 탄소 이외에 질소 및 수소, 성분들을 제거할 수 있다. 마지막으로, 흑연화 과정의 2단계로, 2,000℃ ~ 3,200℃의 온도에서 열처리 단계를 수행할 수 있다. 이와 같은 열처리 단계를 통해 탄소 원자들의 상이한 정렬을 초래할 수 있다. 구체적으로, 1단계 이후에 폴리이미드 내 탄소의 스택(stack)들 사이에 기공(pore)들이 존재할 수 있는데, 2,000℃ ~ 3,200℃의 온도의 압연롤을 통과시켜서 기공 제거 및 밀도를 증가시켜서 방열 성능이 극대화된 흑연화 폴리이미드를 제조할 수 있다.
한편, 상기 관통홀은 도 5에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 형성된 관통홀(1)일 수 있고, 서로 상이한 간격으로 형성되고 교호 배열된 관통홀(2)일 수 있으며, 랜덤하게 형성된 관통홀(3)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
그리고, 도 5에서는 관통홀의 형상을 원형으로 나타내었으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 그라파이트 시트에 구비되는 관통홀의 단면형상에는 제한이 없다. 일예로, 상기 관통홀의 단면형상은 원형, 다각형, 십자형, C형, 사엽형, 육엽형, 팔엽형 등을 사용할 수 있으며, 이러한 형상을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 상기 단면형상들을 목적과 용도 등에 따라 혼합하여 사용할 수도 있음에 따라, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 그라파이트 시트(100)의 관통홀 면적은 상기 그라파이트층의 상면 또는 하면의 전체 면적의 2% ~ 30%, 바람직하게는 3.5% ~ 15%, 더욱 바람직하게는 3.5% ~ 10%일 수 있으며, 이때, 관통홀 면적이 2% 미만이면 층간 접착력이 저하될 수 있고, 30%를 초과하면 수평 열전도율이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
한편, 상기 그라파이트 시트(100)는 평균 두께가 17 ~ 105㎛일 수 있고, 바람직하게는 17 ~ 100㎛, 보다 바람직하게는 17 ~ 60㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 25 ~ 40㎛일 수 있다. 상기 그라파이트 시트(100)의 평균 두께가 17㎛ 미만이면 목적하는 수준의 방열특성을 발현할 수 없고, 평균 두께가 105㎛를 초과하면 상대적으로 그라파이트 층간 접착력이 저하될 수 있다.
다음으로, 상기 보강부재(110)에 대하여 설명한다.
상기 보강부재(110)는 본 발명에 따른 방열시트(1000)가 수평 열전도율 및 전자파 차폐성이 우수한 동시에, 층간 접착력이 현저히 우수하고, 표면 굴곡이 발생하지 않음에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 매우 우수한 효과를 발현할 수 있도록 하는 소재라면 제한 없이 사용할 수 있다.
일예로, 상기 보강부재(110)는 필름상의 기재일 수 있다. 이때, 상기 필름상의 기재는 바람직하게는 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리올레핀(PO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다.
또한, 다른 일예로 상기 보강부재(110)는 양면테이프 형상의 접착부재, 열전도성 부재 및 나노섬유웹 형상의 부재로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다.
상기 보강부재가 방열시트(1000) 층간 접착력을 향상시키고, 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하는 기능을 수행하기 위한 양면테이프 형상의 접착부재인 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 보강부재(110')는 기재(110a) 및 상기 기재의 일면 또는 양면에 형성된 접착층(110b, 110c)을 포함할 수 있다.
상기 기재(110a)는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 기재라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리올레핀(PO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 기재(110a)의 두께는 상기 보강부재(110')의 전체 두께 대비 20 ~ 84%일 수 있고, 바람직하게는 보강부재(110')의 전체 두께 대비 20 ~ 83.5%일 수 있다. 만일 상기 보강부재(110')의 전체 두께 대비 상기 기재(110a)의 두께가 20% 미만이면 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하는 기능이 미미함에 따라 표면 굴곡이 발생하고, 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있으며, 두께가 84%를 초과하면 층간 접착력이 저하될 수 있다.
또한, 상기 기재(110a)는 상기 비율을 만족하도록 평균 두께가 3 ~ 77㎛, 바람직하게는 4 ~ 75㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 평균 두께가 12 ~ 50㎛일 수 있다. 만일 상기 기재(110a)의 평균 두께가 3㎛ 미만이면 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하는 기능이 미미함에 따라 표면 굴곡이 발생하고, 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있으며, 평균 두께가 77㎛를 초과하면 층간 접착력이 저하될 수 있다.
상기 접착층(110b, 110c)은 아크릴수지, 우레탄수지, 에폭시수지, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 카르복실 니트릴 엘라스토머(carboxyl nitrile elastomer), 페녹시 및 폴리이미드수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 아크릴수지를 구비하는 주제수지를 포함하는 접착층 형성 조성물로 형성될 수 있다. 그리고 상기 접착층 형성 조성물은, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 에폭시계 경화제, 디이소시아네이트계 경화제, 2차 아민계 경화제, 3차 아민계 경화제, 멜라민계 경화제, 이소시안산계 경화제 및 페놀계 경화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 에폭시계 경화제를 구비하는 경화제를 0.1 ~ 5 중량부로, 바람직하게는 0.1 ~ 2 중량부로 더 포함할 수 있다. 만일 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 상기 경화제가 0.1 중량부 미만이면 접착층이 미경화될 수 있음에 따라 목적하는 수준의 층간 접착력을 발현할 수 없고, 5 중량부를 초과하면 과경화에 따른 접착력 저하로 인하여 목적하는 수준의 층간 접착력을 발현할 수 없다.
한편, 상기 주제수지 및 경화제는 후술하는 접착제층(200)을 형성하는 접착제층 형성 조성물에 구비되는 주제수지 및 경화제와 동일할 수 있으며, 이 경우 상기 접착층과 후술하는 접착제층 간의 상용성 및 이로 인한 층간 접착력 향상 측면에서 더욱 유리할 수 있다.
또한, 상기 보강부재가 양면테이프 형상의 접착부재인 경우, 상기 보강부재(110')는 상술한 바와 같이 기재(110a) 및 상기 기재의 일면 또는 양면에 형성된 접착층(110b, 110c)을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 기재(110a)의 상면 및 하면에 각각 구비되는 제1접착층(110b) 및 제2접착층(110c)을 포함할 수 있다. 이에 따라 후술하는 접착제층과의 부착력이 더욱 우수할 수 있음에 따라 층간 접착력 향상 측면에서 더욱 유리할 수 있다.
이때, 상기 제1접착층(110b) 및 제2접착층(110c)은 상기 보강부재(110')의 전체 두께 대비 기재(110a)의 두께 비율을 만족하도록, 각각 독립적으로 평균 두께가 4 ~ 32㎛일 수 있고, 바람직하게는 5 ~ 30㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 5 ~ 25㎛일 수 있다. 만일 상기 제1접착층(110b) 및 제2접착층(110c)의 평균 두께가 4㎛ 미만이면 층간 접착력이 저하될 수 있고, 평균 두께가 32㎛를 초과하면 표면 굴곡이 발생하고, 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 보강부재가 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하고, 수직 및/또는 수평 열전도도를 향상시켜서 방열특성을 향상시키는 기능을 수행하기 위한 열전도성 부재인 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 보강부재(110)는 열전도성 부재를 단독으로 포함할 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 보강부재(110')는 열전도성 부재인 기재(110a) 및 상기 기재의 일면 또는 양면에 형성된 접착층(110b, 110c)을 포함할 수 있다.
상기 열전도성 부재는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 열전도성 부재라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 그라파이트 부재 및 금속부재로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 것이 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하고, 수직 및/또는 수평 열전도도 향상 측면에서 유리할 수 있다.
또한, 상기 금속부재는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 금속부재라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 금(Au) 및 이들 중에서 2종 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 열전도성 부재는 후술하는 접착제층(200) 또는 접착층(110b, 110c)과의 상용성과 이종 접합을 우수하게 하기 위하여, 표면에 요철이 형성되어 소정의 표면 조도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 표면에 형성된 요철이 앵커의 역할을 수행함에 따라 층간 접착력이 더욱 우수한 효과를 발현할 수 있다.
한편, 상기 보강부재(100')가 열전도성 부재인 기재(110a) 및 상기 기재의 일면 또는 양면에 형성된 접착층(110b, 110c)을 포함하는 경우 상기 열전도성 부재인 기재(110a)의 두께는 상기 보강부재(110')의 전제 두께 대비 70% 이상일 수 있고, 바람직하게는 80% 이상일 수 있다. 만일 상기 보강부재(110')의 전체 두께 대비 상기 열전도성 부재인 기재(110a)의 두께가 70% 미만이면 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하는 기능이 미미함에 따라 표면 굴곡이 발생하고, 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있으며, 목적하는 수준으로 방열특성이 향상되지 않을 수 있다.
또한, 상기 보강부재(100')가 열전도성 부재를 포함하는 경우, 상술한 바와 같이 열전도성 부재인 기재(110a)의 일면 또는 양면에 형성된 접착층을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 열전도성 부재인 기재(110a)의 상면 및 하면에 각각 구비되는 제1접착층(110b) 및 제2접착층(110c)을 포함할 수 있다. 이에 따라 후술하는 접착제층과의 부착력이 더욱 우수할 수 있음에 따라 층간 접착력 향상 측면에서 더욱 유리할 수 있다.
이때, 상기 제1접착층(110b) 및 제2접착층(110c)은 각각 독립적으로 평균 두께가 32㎛ 미만일 수 있고, 바람직하게는 30㎛ 미만일 수 있고, 보다 바람직하게는 25㎛ 미만일 수 있다. 만일 상기 제1접착층(110b) 및 제2접착층(110c)의 평균 두께가 32㎛를 초과하면 표면 굴곡이 발생하고, 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있다.
한편, 상기 보강부재가 열전도성 부재를 포함하는 경우의 상기 접착층에 대한 상술한 설명 외의 설명은, 상술한 양면테이프 형상의 접착부재에 구비되는 접착층에 대한 설명과 동일함에 따라, 이를 생략하도록 한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보강부재(110")가 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하고, 방열시트(1000) 층간 접착력을 향상시키며, 수직 및/또는 수평 열전도도를 향상시켜서 방열특성을 향상시키는 기능을 수행하기 위한 나노섬유웹 형상의 기재인 경우, 상기 보강부재(110")는 복수개의 나노섬유(110d)로 형성된 다공성의 나노섬유웹을 포함할 수 있다.
상기 나노섬유(110d)는 당업계에서 통상적으로 나노섬유를 형성하는데 사용할 수 있는 물질이라면 제한 없이 사용하여 형성할 수 있으며, 바람직하게는 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴산, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하여 형성될 수 있다.
이때, 상기 나노섬유(110d)는 섬유 평균직경이 150 ~ 800㎚일 수 있고, 바람직하게는 200 ~ 600㎚일 수 있다. 만일 상기 나노섬유의 섬유 평균직경이 150㎚ 미만이면 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하는 기능이 미미함에 따라 표면 굴곡이 발생하고, 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있으며, 섬유 평균직경이 800㎚를 초과하면 목적하는 수준의 층간 접착력을 발현하지 못할 수 있다.
또한, 상기 나노섬유웹은 열전도성을 향상시키기 위하여 나노섬유(110d) 표면의 적어도 일부에 코팅된, 바람직하게는 상기 나노섬유(110d) 표면의 전부에 코팅된 열전도층(110e)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 열전도층(110e)은 우수한 열전도성을 발현할 수 있는 금속이라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 금(Au) 및 이들 중에서 2종 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열전도층(110e)은 상기 나노섬유(110d) 표면의 적어도 일부에 단층 형상으로 코팅될 수 있고, 2층 형상으로 코팅될 수 있으며, 3층 형상으로 코팅될 수 있다. 일예로, 상기 열전도층(110e)이 3층 형상으로 코팅될 경우, 상기 열전도층(110e)은 나노섬유(110d) 표면의 적어도 일부에 순차적으로 코팅된 니켈(Ni)을 포함하는 제1열전도층, 구리(Cu)를 포함하는 제2열전도층 및 니켈(Ni)을 포함하는 제3열전도층을 1 : 0.5 ~ 1.5 : 0.5 ~ 1.5의 두께비로, 바람직하게는 1 : 0.7 ~ 1.3 : 0.7 ~ 1.3의 두께비로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 나노섬유웹은 기공도가 30 ~ 70%일 수 있고, 바람직하게는 기공도가 40 ~ 60%일 수 있다. 만일 상기 나노섬유웹의 기공도가 30% 미만이면 목적하는 수준의 층간 접착력을 발현하지 못할 수 있으며, 기공도가 70%를 초과하면 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하는 기능이 미미함에 따라 표면 굴곡이 발생하고, 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있으며, 열전도성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 나노섬유웹은 박리강도 향상을 위하여 기공의 적어도 일부가 접착성분(110f)으로 폐색될 수 있다.
한편, 상기 보강부재가 나노섬유웹 형상의 부재를 포함하는 경우의 상기 접착성분에 대한 설명은, 상술한 양면테이프 형상의 접착부재에 구비되는 접착층을 형성하는 성분에 대한 설명과 동일함에 따라, 이를 생략하도록 한다.
또한, 상기 접착성분을 형성하는 주제수지 및 경화제는 후술하는 접착제층(200)을 형성하는 접착제층 형성 조성물에 구비되는 주제수지 및 경화제와 동일할 수 있으며, 이 경우 상기 접착성분과 후술하는 접착제층 간의 상용성 및 이로 인한 층간 접착력 향상 측면에서 더욱 유리할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에서 볼 수 있듯이, 상기 관통홀과 보강부재(110, 110', 110") 사이에는 소정의 공간이 존재하고, 상기 공간의 적어도 일부에 후술하는 접착제층(200)으로부터 유래한 접착제가 밀려들어가 배치될 수 있으며, 이에 따라 층간 접착력이 더욱 우수할 수 있으며, 소정의 공간을 포함하지 않는 경우 얼라인 공정의 작업성이 저하됨에 따라 표면 굴곡이 발생하여 시인성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 보강부재(110, 110', 110")의 단면 면적은 상기 관통홀의 단면 면적 대비 36 ~ 92%일 수 있고, 바람직하게는 49 ~ 90%일 수 있다. 만일 상기 보강부재(110, 110', 110")의 단면 면적이 상기 관통홀의 단면 면적 대비 36% 미만이면 표면 굴곡이 발생함에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있고, 층간 접착력이 저하될 수 있으며, 92%를 초과하면 보강부재를 관통홀에 정위치하기 어려움에 따라 표면 굴곡이 발생하여 시인성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 보강부재(110, 110', 110")의 평균 두께는 상기 그라파이트 시트의 평균 두께 대비 53 ~ 147%일 수 있고, 바람직하게는 76 ~ 124%일 수 있다. 만일 상기 보강부재(110, 110', 110")의 평균 두께가 상기 그라파이트 시트의 평균 두께 대비 53% 미만이면 그라파이트 시트와의 단차로 인해 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있고, 층간 접착력이 저하될 수 있으며, 147%를 초과하면 관통홀 부위의 돌출로 인해 시인성이 저하될 수 있고, 보강부재가 홀을 벗어나 움직여 층간 접착력이 저하될 수 있다.
한편, 상기 관통홀의 단면 형상과 보강부재의 단면형상이 동일한 형상인 경우, 동일 평면 상의 상기 관통홀의 측벽과 보강부재 간의 수직거리에 대하여 하기 수학식 1에 따라 측정한 수직거리 오차가 91% 이하, 바람직하게는 수직거리 오차가 67% 이하일 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112019011653314-pat00001
이때, 상기 수직거리 최대값은 관통홀 측벽과 보강부재 간의 수직거리 최대값을 나타내고, 상기 거리 최소값은 관통홀 측벽과 보강부재 간의 거리 최소값을 나타낸다.
만일 상기 수직거리 오차가 91%를 초과하면 상기 관통홀과 보강부재(110, 110', 110") 사이에 존재하는 공간의 적어도 일부에 후술하는 접착제층(200)으로부터 유래한 접착제가 불균일하게 밀려들어가 배치될 수 있음에 따라, 표면 굴곡이 발생함으로 디스플레이에 적용 시 시인성이 저하될 수 있다.
다음으로, 상기 접착제층(200)에 대하여 설명한다.
상기 접착제층(200)은 상기 그라파이트 시트(100)의 일면 또는 양면에 형성되어 층간 접착력을 향상시키는 기능을 수행한다.
상기 접착제층(200)은 아크릴수지, 우레탄수지, 에폭시수지, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 카르복실 니트릴 엘라스토머, 페녹시 및 폴리이미드수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 아크릴수지를 구비하는 주제수지를 포함하는 접착제층 형성 조성물로 형성될 수 있다. 그리고 상기 접착제층 형성 조성물은, 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 에폭시계 경화제, 디이소시아네이트계 경화제, 2차 아민계 경화제, 3차 아민계 경화제, 멜라민계 경화제, 이소시안산계 경화제 및 페놀계 경화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 에폭시계 경화제를 구비하는 경화제를 0.1 ~ 5 중량부로, 바람직하게는 0.1 ~ 2.0 중량부로 더 포함할 수 있다. 만일 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 상기 경화제가 0.1 중량부 미만이면 접착제층이 미경화될 수 있음에 따라 목적하는 수준의 층간 접착력을 발현할 수 없고, 5 중량부를 초과하면 과경화에 따른 접착력 저하로 인하여 목적하는 수준의 층간 접착력을 발현할 수 없다.
이때, 상기 주제수지 및 경화제는 상술한 접착층(110b, 110c) 및 접착성분(110f)을 형성하는 조성물에 구비되는 주제수지 및 경화제와 동일할 수 있으며, 이 경우 상술한 접착층 또는 접착성분과 상기 접착제층 간의 상용성 및 이로 인한 층간 접착력 향상 측면에서 더욱 유리할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 접착제층(200)은 상기 그라파이트 시트(100)의 상면 및 하면에 각각 구비되는 제1접착제층(210) 및 제2접착제층(220)을 포함할 수 있다. 이에 따라 상술한 보강부재(110)에 구비되는 접착층(110b, 110c)와의 부착력이 더욱 우수할 수 있음에 따라 층간 접착력 향상 측면에서 더욱 유리할 수 있다.
이때, 상기 제1접착제층(210) 및 제2접착제층(220)은 각각 독립적으로 평균 두께가 4 ~ 32㎛일 수 있으며, 바람직하게는 5 ~ 30㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 5 ~ 24㎛일 수 있다. 만일 상기 제1접착제층(210) 및 제2접착제층(220)의 평균 두께가 4㎛미만이면 층간 접착력이 저하될 수 있고, 평균 두께가 32㎛를 초과하면 박막화 측면에서 바람직하지 않으며, 한정된 두께로 방열시트(1000)를 형성시킬 경우 그라파이트 시트(100)의 두께가 상대적으로 얇아 지게 됨에 따라 방열 특성이 저하될 수 있어서 매우 바람직하지 않다.
한편, 도 4를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 전자파 차폐-방열 복합시트(1001)는 지지부재(310); 전자파 차폐층(410); 및 상기 지지부재(310)와 전자파 차폐층(410) 사이에 개재되고, 상술한 방열시트(1000);를 포함하여 구현된다.
이때, 상기 전자파 차폐-방열 복합시트(1001)에 구비되는 그라파이트 시트(101), 보강부재(111), 접착제층(201), 제1접착제층(211) 및 제2접착제층(221)에 대한 설명은 상술한 방열시트(1000)에 구비되는 그라파이트 시트(100), 보강부재(110), 접착제층(200), 제1접착제층(210) 및 제2접착제층(220)에 대한 설명과 동일함에 따라 생략하고 설명하도록 한다.
먼저, 상기 지지부재(310)에 대하여 설명한다.
상기 지지부재(310)는 전자파 차폐-방열 복합시트(1001)를 지지하는 기능을 수행하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 지지부재의 역할을 수행하는데 사용할 수 있는 재질이라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리이미드를 포함할 수 있다.
한편, 상기 지지부재(310)는 평균 두께가 10 ~ 77㎛일 수 있으며, 바람직하게는 12 ~ 75㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 평균 두께가 25 ~ 50㎛ 일 수 있다. 만일 상기 지지부재(310)의 평균 두께가 10㎛ 미만이면 전자파 차폐- 방열 복합시트(1001)의 내구성이 저하될 수 있고, 평균 두께가 77㎛를 초과하면 박막화 측면에서 매우 불리함에 따라 바람직하지 못하다.
다음, 상기 전자파 차폐층(410)에 대하여 설명한다.
상기 전자파 차폐층(410)은 방열 및 전자파 차폐기능이 있는 소재로서, 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 일반적인 금속박이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 동박 또는 알루미늄박을 사용할 수 있다.
또한, 상기 전자파 차폐층(410)은 평균 두께가 4 ~ 52㎛일 수 있고, 바람직하게는 평균 두께가 5 ~ 50㎛, 보다 바람직하게는 평균 두께가 12 ~ 40㎛일 수 있다. 만일 상기 전자파 차폐층(410)의 평균 두께가 4㎛ 미만이면 전자파 차폐력 및 방열특성이 저하될 수 있고, 찢김 현상이 발생할 수 있으며, 52㎛를 초과하면 박막화가 어려워지고, 유연성이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전자파 차폐-방열 복합시트(1001)는 상기 지지부재(310)의 일면에 형성된 점착부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 점착부재는 전자파 차폐-방열 복합시트를 디스플레이에 적용 시, 디스플레이에 점착시키는 기능을 수행하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 점착부재를 형성할 수 있는 재질이라면 제한 없이 사용할 수 있음에 따라, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다. 일예로, 상기 점착부재는 PSA 점착부재일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자파 차폐-방열 복합시트(1001)는 상기 전자파 차폐층(410)의 일면에 형성된 보호층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 보호층은 전자파 차폐-방열 복합시트(1001)를 보호하고, 전자파 차폐-방열 복합시트(1001)를 디스플레이에 적용 시 디스플레이를 보호하는 기능을 수행하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 보호층으로 사용될 수 있는 재질이라면 제한 없이 사용할 수 있음에 따라, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
한편, 본 발명의 전자파 차폐-방열 복합시트는 후술하는 제조방법을 통해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 전자파 차폐-방열 복합시트는, 그라파이트 시트에 복수개의 관통홀을 형성하는 단계; 그라파이트 시트의 관통홀에, 보강부재를 구비시키는 단계; 보강부재를 구비시킨 그라파이트 시트의 일면 또는 양면에 접착제층을 형성시키는 단계; 및 접착제층을 형성시킨 그라파이트 시트의 상부 및 하부에 각각 지지부재 및 전자파 차폐층을 형성시킨 적층체를 제조하는 단계;를 포함하여 제조된다.
본 발명에 따른 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트는 수평 열전도율 및 전자파 차폐성이 우수한 동시에, 층간 접착력이 현저히 우수하고, 표면 굴곡이 발생하지 않음에 따라 디스플레이에 적용 시 시인성이 매우 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
(1) 방열시트 제조
먼저, 타발 공정을 통해 두께 25㎛의 그라파이트 시트에 복수개의 관통홀을 형성시키고, 복수개의 관통홀 내부에, 두께가 25㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재인 보강부재를 구비시킨 후, 보강부재를 구비시킨 그라파이트 시트의 상면 및 하면 각각에 주제수지로 아크릴 고무 및 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 경화제로 에폭시계 경화제를 1 중량부 포함하는 접착제층 형성 조성물로 두께가 각각 5㎛인 제1접착제층 및 제2접착제층을 형성시켜서 도 1과 같은 방열시트를 제조하였다. 이때, 상기 관통홀의 단면 면적은 439.6㎟였고, 상기 보강부재의 단면 면적은 396.7㎟로 상기 관통홀의 단면 면적 대비 90% 였다. 또한, 상기 관통홀과 보강부재의 단면 형상은 동일한 형상이었고, 동일 평면 상의 상기 관통홀의 측벽과 보강부재 간의 수직거리에 대하여 하기 수학식 1에 따라 측정한 수직거리 오차가 0%였다.
[수학식 1]
Figure 112019011653314-pat00002
이때, 상기 수직거리 최대값은 관통홀 측벽과 보강부재 간의 수직거리 최대값을 나타내고, 상기 거리 최소값은 관통홀 측벽과 보강부재 간의 거리 최소값을 나타낸다.
(2) 전자파 차폐-방열 복합시트 제조
상기 제조한 방열시트의 상부에, 지지부재로 두께가 25㎛인 폴리이미드 필름을 구비시키고, 하부에 전자파 차폐층으로 두께가 18㎛인 구리 포일(Cu foil)을 구비시켜서 적층체를 제조한 후, 상기 적층체를 롤 합지기를 이용해 도 4와 같은 전자파 차폐-방열 복합시트를 제조하였다.
이때, 보강부재는 상기 관통홀의 평면 평균면적에 비하여 작게 구비시켜서 관통홀과 보강부재 사이 공간에 제1접착제층 및 제2접착제층으로부터 유래한 접착제가 밀려들어와 배치되도록 제조하였다.
<실시예 2 ~ 13>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 관통홀의 단면 면적 대비 보강부재의 단면 면적, 그라파이트 시트의 평균 두께 대비 보강부재의 평균 두께, 관통홀의 측벽과 보강부재 간의 수직거리 오차 및 관통홀과 보강부재 사이 공간 형성 여부 등을 변경하여 표 1 내지 표 3과 같은 전자파 차폐-방열 복합시트를 제조하였다.
<실시예 14>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 보강부재로 두께 12㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재와, 주제수지로 아크릴 고무 및 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 경화제로 에폭시계 경화제를 1 중량부 포함하는 접착층 형성 조성물로 상기 기재의 상면 및 하면에 각각 형성한 두께가 각각 7㎛와 6㎛인 제1접착층 및 제2접착층을 구비하는 보강부재를 구비시켜서 도 2와 같은 방열시트를 제조하여, 최종 전자파 차폐-방열 복합시트를 제조하였다.
<실시예 15>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 보강부재로 두께 25㎛이고 표면에 요철이 형성된 구리(Cu)인 열전도성 부재를 포함하는 보강부재를 구비시켜서 도 1과 같은 방열시트를 제조하여, 최종 전자파 차폐-방열 복합시트를 제조하였다.
<실시예 16>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 준비예에 따라 제조한 보강부재를 구비시켜서 도 3과 같은 방열시트를 제조하여, 최종 전자파 차폐-방열 복합시트를 제조하였다.
<준비예>
폴리우레탄 15g 및 아세톤 85g을 포함하는 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고, 15㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 30℃, 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV 이상의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.03MPa의 에어압력을 부여하여 섬유 평균직경 400㎚인 나노섬유로 형성된 섬유웹을 제조한 후, 나노섬유 표면의 적어도 일부를 덮도록 니켈, 구리 및 니켈을 순차적으로 무전해도금하여 열전도층을 형성하여 기공도가 50%인 나노섬유웹을 제조하였다. 이후 제1주제수지로 아크릴수지 및 상기 제1주제수지 100 중량부에 대하여 제1경화제로 에폭시계 경화제를 1 중량부 포함하는 접착 조성물에 나노섬유웹을 함침하여, 나노섬유웹 기공의 적어도 일부를 접착성분으로 폐색하고, 함침한 나노섬유웹을 타발하여 제조한 두께 25㎛의 보강부재를 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 관통홀에 보강부재를 구비시키지 않고 전자파 차폐-방열 복합시트를 제조하였다.
<비교예 2>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 관통홀에 보강부재 대신 주제수지 및 경화제를 포함하되, 주제수지 100 중량부에 대하여 필러로 알루미나를 75 중량부 분산시켜서 제조한 조성물을 사용하여 접착층을 충진시켜서 전자파 차폐-방열 복합시트를 제조하였다.
<실험예>
실시예 및 비교예에서 제조된 전자파 차폐-방열 복합시트에 대하여 하기의 물성을 평가하여 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
1. 관통홀당 박리강도( gf /Hole) 측정
실시예 및 비교예에 따라 제조된 전자파 차폐-방열 복합시트를 JIS C 6741 규격에 따라 시편을 준비하여 관통홀당 박리강도를 180° 필 테스트(180° Peel Test)로 수행하여 측정하였다.
2. 열확산능 측정
실시예 및 비교예에 따라 제조된 전자파 차폐-방열 복합시트를 가로×세로, 100㎜×10㎜의 크기로 절단하고, 전자파 차폐층 일면에 양면 테이프를 부착한다.
다음으로, 준비된 시료를 히팅블록(Heating Block) 위에 부착시키고 히팅블록의 온도를 80℃로 상승시킨다(Smart Phone내 AP칩 발열온도 수준의 온도인 80℃로 상승시켜 평가 진행).
다음으로, 히팅블록을 박스(Box)에 밀폐시킨 후 10분간 안정화를 진행한 후, IR 카메라를 이용해 온도를 측정하여 복합시트의 가장 높은 온도(hot spot) 및 가장 낮은 온도(cold spot) 부분을 측정하였고, 이들의 온도차를 구하여 복합시트의 열확산능을 측정하였다. 이때, 두 온도의 차이 ㅿT값이 작을수록 방열성능이 우수한 것을 나타낸다.
3. 전자파 차폐성능 평가
실시예 및 비교예에 따라 제조된 전자파 차폐-방열 복합시트에 대하여 벡터 네트워크 어날라이져(Anritsu社) 장비를 이용하여 1GHz 대역의 전자파 차폐성능을 평가하였다.
4. 시인성 평가
실시예 및 비교예에 따라 제조된 전자파 차폐-방열 복합시트에 대하여 롤 검사기를 이용하여 외관 육안 검사를 진행하였다. 구체적으로, 제조된 전자파 차폐-방열 복합시트를 롤 검사기에 걸어 하부의 전자파 차폐층 외관에 대하여 육안 전수 검사를 진행하였으며, 시인성 검사 결과는 제품 제작 후 마이크로 미터(micro meter)를 이용해 두께 측정 방법으로 결과를 확인하였다.
이때, 그라파이트 시트 두께 대비, ±4㎛ 두께 차이 발생 시 - ○, ±8㎛ 두께 차이 발생 시 - △, ±8㎛ 초과 두께 차이 발생 시 - ×로 구분하였다.
구분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6
보
강
부
재		 관통홀의 단면 면적 대비 단면 면적(%) 90 23 49 72 95 90
그라파이트 시트의 평균 두께 대비 평균 두께(%) 100 100 100 100 100 30
수직거리 오차(%) 0 48 11 8 0 0
재질 및 형상 PET필름 PET필름 PET필름 PET필름 PET필름 PET필름
포함여부 ○ ○ ○ ○ ○ ○
관통홀과 보강부재 사이 공간 형성 여부 ○ ○ ○ ○ ○ ○
관통홀당 박리강도(gf/Hole)(4Ф hole 기준)) 368 318 366 371 354 247
열확산능(방열성능)(ㅿT, ℃) 21.70 21.83 21.74 21.71 21.68 22.16
전자파 차폐성능(dB) -69.6 -69.6 -69.6 -69.6 -69.6 -69.6
시인성 평가 ○ × ○ ○ × ×
구분 실시예
7		 실시예
8		 실시예
9		 실시예
10		 실시예
11		 실시예
12
보
강
부
재		 관통홀의 단면 면적 대비 단면 면적(%) 90 90 90 90 90 90
그라파이트 시트의 평균 두께 대비 평균 두께(%) 76 124 167 100 100 100
수직거리 오차(%) 0 0 0 63 82 94
재질 및 형상 PET필름 PET필름 PET필름 PET필름 PET필름 PET필름
포함여부 ○ ○ ○ ○ ○ ○
관통홀과 보강부재 사이 공간 형성 여부 ○ ○ ○ ○ ○ ○
관통홀당 박리강도(gf/Hole)(4Ф hole 기준)) 365 351 207 366 361 353
열확산능(방열성능)(ㅿT, ℃) 21.71 21.70 21.72 21.70 21.70 21.70
전자파 차폐성능(dB) -69.6 -69.6 -69.6 -69.6 -69.6 -69.6
시인성 평가 ○ ○ × ○ △ ×
구분 실시예
13		 실시예
14		 실시예
15		 실시예
16		 비교예
1		 비교예
2
보
강
부
재		 관통홀의 단면 면적 대비 단면 면적(%) 100 90 90 90 - -
그라파이트 시트의 평균 두께 대비 평균 두께(%) 100 100 100 100 - -
수직거리 오차(%) 0 0 0 0 - -
재질 및 형상 PET필름 양면테이프 열전도성 부재 나노섬유웹 - 필러충진
포함여부 ○ ○ ○ ○ × -
관통홀과 보강부재 사이 공간 형성 여부 × ○ ○ ○ - -
관통홀당 박리강도(gf/Hole) (4Ф hole 기준)) 335 420 336 386 189 281
열확산능(방열성능)(ㅿT, ℃) 21.67 21.82 20.78 21.26 23.47 21.68
전자파 차폐성능(dB) -69.6 -69.6 -69.6 -69.6 -69.6 -69.6
시인성 평가 × ○ ○ ○ × ×
상기 표 1 내지 표 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 관통홀의 단면 면적 대비 보강부재의 단면 면적, 그라파이트 시트의 평균 두께 대비 보강부재의 평균 두께, 관통홀의 측벽과 보강부재 간의 수직거리 오차 및 관통홀과 보강부재 사이 공간 형성 여부, 보강부재 유무 등을 모두 만족하는 실시예 1, 3, 4, 7, 8, 10, 14 ~ 16이, 이 중에서 하나라도 누락된 실시예 2, 5, 6, 9, 11 ~ 13 및 비교예 1 ~ 2에 비하여 박리강도가 우수하고, 방열성능 및 전자파 차폐력이 우수한 동시에 시인성이 우수한 효과를 모두 동시에 달성할 수 있었다.
특히, 박리강도를 향상시키기 위한 목적으로 보강부재로 양면테이프 형상의 접착부재를 사용한 실시예 14는 박리강도가 매우 우수하되, 다른 물성들 또한 우수한 것을 확인할 수 있고, 방열성능을 향상시키기 위한 목적으로 보강부재로 열전도성 부재를 사용한 실시예 15는 방열성능이 매우 우수하되, 다른 물성들 또한 우수한 것을 확인할 수 있으며, 박리강도 및 방열성능을 향상시키기 위한 목적으로 나노섬유웹 형상의 부재를 사용한 실시예 16은 박리강도 및 방열성능이 우수하며, 다른 물성들 또한 우수한 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1, 2, 3: 관통홀
100, 101: 그라파이트 시트
110, 110', 110", 111: 보강부재
110a: 기재
110b: 제1접착층
110c: 제2접착층
110d: 나노섬유
110e: 열전도층
110f: 접착성분
200, 201: 접착제층
210, 211: 제1접착제층
220, 221: 제2접착제층
310: 지지부재
410: 전자파 차폐층
1000: 방열시트
1001: 전자파 차폐-방열 복합시트

Claims (12)

  1. 복수개의 관통홀이 구비된 그라파이트 시트와, 상기 그라파이트 시트의 일면 또는 양면에 구비되고 총 두께가 그라파이트 시트의 평균 두께 보다 작은 접착제층을 포함하는 방열시트로서, 상기 관통홀 내부에 보강부재를 구비하고,
    상기 보강부재는 방열시트의 표면에 굴곡이 발생하지 않도록 보강하는 것으로서, 기재를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀의 측벽과 보강부재 사이에는 소정의 공간이 존재하고, 상기 공간의 적어도 일부에 상기 접착제층으로부터 유래한 접착제 밀려들어가 배치된 방열시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재의 단면 면적은 상기 관통홀의 단면 면적 대비 36 ~ 92%인 방열시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재의 평균 두께는 상기 그라파이트 시트의 평균 두께 대비 53 ~ 147%인 방열시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그라파이트 시트는 평균 두께가 17 ~ 105㎛인 방열시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면에 각각 구비되는 제1접착제층 및 제2접착제층을 포함하는 방열시트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1접착제층 및 제2접착제층은 각각 독립적으로 평균 두께가 4 ~ 32㎛인 방열시트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접착제층은 아크릴수지, 우레탄수지, 에폭시수지, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 카르복실 니트릴 엘라스토머(carboxyl nitrile elastomer), 페녹시 및 폴리이미드수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 구비하는 주제수지를 포함하는 접착제층 형성 조성물로 형성된 방열시트
  9. 제8항에 있어서, 상기 접착제층 형성 조성물은,
    상기 주제수지 100 중량부에 대하여 에폭시계 경화제, 디이소시아네이트계 경화제, 2차 아민계 경화제, 3차 아민계 경화제, 멜라민계 경화제, 이소시안산계 경화제 및 페놀계 경화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 구비하는 경화제를 0.1 ~ 5 중량부로 더 포함하는 방열시트.
  10. 지지부재;
    전자파 차폐층; 및
    상기 지지부재와 전자파 차폐층 사이에 개재되고, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방열시트;를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 지지부재는 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 전자파 차폐층은 동박 또는 알루미늄박인 전자파 차폐-방열 복합시트.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 지지부재는 평균 두께가 10 ~ 77㎛이고,
    상기 전자파 차폐층은 평균 두께가 4 ~ 52㎛인 전자파 차폐-방열 복합시트.
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