KR102141722B1

KR102141722B1 - 열전도성 시트용 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 시트

Info

Publication number: KR102141722B1
Application number: KR1020140016861A
Authority: KR
Inventors: 김재훈; 최성환; 김성진; 전해상
Original assignee: 도레이첨단소재 주식회사
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2020-08-05
Also published as: KR20150095478A

Abstract

본 발명은 열전도성 시트용 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전도성 시트의 주재료로 페녹시계 수지를 사용함으로써 기존의 페이스트 타입의 열전도성 재료나 단분자 에폭시를 사용한 열전도성 시트의 열경화 공정에서 일어날 수 있는 경화 수축에 의한 기재 표면의 디라미네이션(delamination)을 최소화할 수 있는 열전도성 시트용 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 시트에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 열전도성 시트의 점착제 조성물은 페녹시 수지, 열경화제 및 평균입경이 다른 두 종류의 열전도성 필러 혼합물을 포함하고, 점착제층은 열경화에 의해 가교구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

열전도성 시트용 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 시트{ADHESIVE COMPOSITION FOR THERMALLY CONDUCTIVE SHEET AND THERMALLY CONDUCTIVE SHEET THEREFROM}

본 발명은 열전도성 시트용 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 페이스트 타입의 열전도성 재료나 단분자 에폭시를 사용한 열전도성 시트의 열경화 공정에서 일어날 수 있는 경화수축에 의한 디라미네이션(delamination)을 최소화할 수 있는 열전도성 시트용 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 시트에 관한 것이다.

일반적으로, 차세대 전자소자의 개발을 위한 반도체 기술은 경박단소화 및 다기능화를 위한 고집적 기술로 발전하고 있다. 하지만, 이러한 고집적화된 소자의 구동은 소자 내부의 열 방출을 야기하고, 특히, 최근의 휴대용 모듈 기기의 사용이 급증하면서 전자 부품 소자의 소형화에 따른 소자 내의 높은 열 밀도는 소자의 신뢰성 및 수명을 단축시키는 결과를 초래할 수 있다. 또한 처리 속도의 고속화와 안전성을 위해 기기 수준에서의 방열 특성과 전자 부품 혹은 IC 패키지(IC package) 수준에서의 방열 특성에 대한 인식이나 수요가 점점 높아지고 있다.

한편, 이와 같이 내부에서 발생한 열을 외부로 방출하는 방법으로는 히트싱크 (heat sink) 나 방열팬을 설치하는 것이 일반적이다. 히트싱크는 외부 공기와의 접촉 면적의 극대화를 통해 열을 외부로 방출시키는 반면, 방열팬은 팬을 통해 열을 외부로 강제 방출시키는 원리를 가지고 있는데, 특히 방열 효율의 측면에서 방열팬이 보다 우수한 것으로 알려져 있다.

그러나, 최근의 전자제품, 반도체 소자 패키지의 경우 경박단소화의 요구에 따라 방열팬과 히트싱크의 장착이 불가하여, 발열부에서 발생하는 열을 히트 스프레더 (heat spreader) 등으로 바로 방출하는 방법을 사용한다. 이 때, 반도체 칩과 같은 발열부와 히트 스프레더 사이에는 효율적인 열 전달을 위하여 열전도 재료가 반드시 필요하다. 이와 같이 발열부와 히트 스프레더 사이에 적용되는 열전도 재료로서는 대개 고분자 수지에 고열전도성 필러들을 포함하는 복합 재료가 사용되고 있다. 이러한 열전도 재료의 형태로서는 페이스트 타입 (paste type), 젤 타입 (gel type), 상전이 물질, 필름 타입 (film type) 등이 있다.

일례로 한국 특허공개공보 제2008-0096453호는 페이스트 타입의 열전도 재료를 선정하였다. 페이스트 형태의 방열재료는 젖음 특성이 뛰어나 접촉 열저항을 최소화 할 수 있다는 장점이 있으나, 최근 IC 패키지가 경박 단소화되면서 패키지 자체의 구조적인 치수의 관리 범위가 수십에서 수백 ㎛로 정밀해지고 있음에 따라 수십 ㎛의 BLT (Bond Line Thickness) 편차를 유발하는 페이스트 타입의 물질 사용에 대한 문제가 부각되고 있다. 또한, 페이스트 타입의 경우 표면에 디스펜싱 (dispensing) 된 이후 경화 공정에 의해서 고정되는 방식이기 때문에 얇고 작은 IC 패키지의 경우에는 경화 수축에 의한 뒤틀림 (warpage) 문제가 심각하여 적용에 한계가 있다.

한편, 한국 특허공개공보 제2011-0119256호는 단분자 에폭시를 사용한 시트 형태의 열전도 재료를 선정하였다. 그러나 단분자 에폭시의 경화를 이용하는 접착재료의 경우, 시트 형태이기 때문에 BLT (Bond Line Thickness) 제어가 용이하지만, 표면의 경도가 비교적 높기 때문에 페이스트 타입의 열전도 재료에 비해 기재에의 젖음 특성이 떨어져서 칩이나 히트 스프레더, 혹은 방열핀 표면의 조도를 다 메우지 못한다. 그리고 기재에의 라미네이션 후, 열경화 공정을 거치면서 점착제층 자체에 경화 수축이 발생하게 되어 기재와의 디라미네이션 (delamination) 문제가 생길 수 있다. 다시 말해서 열전도도가 가장 좋지 않은 공기 계면을 포함하게 되고, 실제 점착제층의 열전달 효율에 비해 IC 패키지에 적용시 현저히 낮은 열전달 효율을 초래하게 된다.

또한 한국 특허공개공보 제2012-0116007호는 실리콘계 열전도성 점착 조성물을 구성하였다. 그러나 일반적으로 실리콘계 점착재료의 경우, 단분자 에폭시를 사용한 접착 시트에 비해 젖음 특성은 매우 좋으나 박리 후 기재 표면에 미세 잔사가 남게 되어 기재와 장비를 오염시키는 문제가 발생할 수 있기 때문에 재작업성에 문제가 있다.

이에 본 발명자들은 페녹시계 열전도성 점착 조성물을 제안함으로써 기존의 단분자 에폭시를 이용한 열전도성 시트의 경우 문제가 될 수 있는 경화수축에 의한 디라미네이션 (delamination) 을 최소화 할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

한국 특허공개공보 제2008-0096453호 한국 특허공개공보 제2011-0119256호 한국 특허공개공보 제2012-0116007호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 페이스트 타입의 열전도성 재료나 단분자 에폭시를 사용한 열전도성 시트의 열경화 공정에서 일어날 수 있는 경화수축에 의한 디라미네이션을 최소화할 수 있는 열전도성 시트용 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 시트를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.

상기 목적은, 페녹시계 수지, 열경화제 및 적어도 두 가지의 구상 열전도성 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트용 점착제 조성물에 의해 달성된다.

여기서, 상기 구상 열전도성 필러는 평균입경 0.5 ~ 5㎛의 구상 알루미나 및 평균입경 5 ~ 20㎛인 구상 질화알루미늄인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 페녹시계 수지 100 중량부에 대해 상기 열경화제 1 ~ 40 중량부, 상기 구상 알루미나 6 ~ 100 중량부 및 상기 구상 질화알루미늄 24 ~ 400 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 구상 알루미나와 상기 구상 질화알루미늄의 배합비는 1:4인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 페녹시계 수지는 중량평균분자량은 10,000 ~ 500,000인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적은, 상술한 열전도성 시트용 점착제 조성물로 형성된 점착제층과, 상기 점착제층의 양 면에 도포된 기재필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트에 의해 달성된다.

여기서, 상기 기재필름은 멜라민계, 불소계 또는 실리콘계 이형필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 열전도성 시트는 금속 기재에의 디라미네이션 (delamination) 면적비가 10% 이하인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 열전도성 시트는 두께 방향의 열전도율이 1 W/m·K 이상인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 점착제층의 두께는 10㎛ ~ 300㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 페이스트 타입의 열전도성 재료나 단분자 에폭시를 사용한 열전도성 시트의 열경화 공정에서 일어날 수 있는 경화수축에 의한 디라미네이션을 최소화할 수 있는 등의 효과를 가진다.

다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 시트의 단면도.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다.

본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.

달리 기술되지 않는다면, 모든 백분율, 부, 비 등은 중량 기준이다. 또한 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한치와 바람직한 하한치의 목록 중 어느 하나로 주어질 경우, 이것은 범위가 별도로 개시되는 지에 관계없이 임의의 상한 범위 한계치 또는 바람직한 값과 임의의 하한 범위 한계치 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 그 범위는 그 종점 및 그 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 범주는 범위를 정의할 때 언급되는 특정 값으로 한정되지 않는 것으로 의도된다.

용어 "약"이라는 용어가 값 또는 범위의 종점을 기술하는 데 사용될 때, 본 개시 내용은 언급된 특정의 값 또는 종점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 열전도성 시트용 점착제 조성물은 페녹시계 수지, 열경화제 및 적어도 두 가지의 구상 열전도성 필러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 열전도성 시트용 점착제 조성물로부터 형성된 점착제층은 열경화에 의해 가교 구조가 형성될 수 있다.

이하, 각 조성에 대해 구체적으로 설명한다.

1. 접착시트용 점착제 조성물

1-1. 페녹시계 수지

본 발명의 점착제 조성물의 일 성분인 페녹시계 수지의 종류로는 비스페놀 A형 페녹시, 비스페놀 A형/비스페놀 F형 페녹시, 브롬계 페녹시, 인계 페녹시, 비스페놀 A형/비스페놀 S형 페녹시 및 카프로락톤 변성 페녹시 등을 예로 들 수 있지만, 그 중에서도, 특히 비스페놀 A형 페녹시 수지가 내열성, 친환경성, 경화제 상용성, 경화 속도 측면에서 우수함으로 더 바람직하다. 본 발명에 사용된 페녹시계 수지는 일반적인 고체형 에폭시 수지와는 달리 분자사슬이 선형으로 큰 분자량을 갖는 것을 특징으로 하며 고체형 에폭시 수지로부터 부가반응을 통해 수득된다. 일반적으로 고체형 에폭시 수지는 분자사슬의 반복개수 n 이 통상 1 이상의 상온에서 고체 상태인 수지를 의미하며, 현재 시판되는 고체형 에폭시 수지는 수평균분자량이 900 정도(n = 1.97)인 것에서부터 10,000(n=34) 부근의 것까지 다양하고, 이보다 큰 분자량의 것은 선형으로 존재하며 이를 페녹시계 수지로 분류한다.

페녹시계 수지의 중량평균분자량은 10,000 ~ 500,000인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30,000 ~ 70,000 인 것이 좋다. 중량평균분자량이 10,000 미만인 경우 내부 응집력이 떨어져, 요구되는 내열 특성이 구현되지 않으며, 단독으로 필름형태로 수득하는 것이 어렵다. 또한 중량평균분자량이 500,000 을 초과할 경우, 내부 응집력이 높아 작업성이 저하될 수 있고, 코팅과 같은 방법에 의한 필름 수득 시, 그 면상이 고르게 나오기가 힘들고, 다른 원료들과의 혼합성이 조절되기 어렵다.

페녹시계 수지를 용해할 수 있는 유기용매의 종류에는 케톤류, 알코올류, 글라이콜 에테르류, 에스테르류가 있다. 그 중에서 몇 가지 예로는 사이클로헥사논, 메틸에틸케톤, 벤질알코올, 다이에틸렌글라이콜알킬에테르, 페녹시프로판올, 프로필렌글라이콜 메틸에테르아세테이트, 테트라하이드로퓨란, N-메틸피롤리돈 등을 단독으로 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

1-2. 열경화제

본 발명에 사용된 페녹시계 수지는 적당한 가교제를 첨가하여서도 사용이 가능한데, 가교제 혹은 경화제로는 수산기를 관능기로서 가지고 있는 수지를 경화시킬 수 있는 것이면 모두 가능하다. 상세하게는, 멜라민(melamine), 폴리(우레아-포름알데히드)(poly(urea-formaldehyde)), 아릴이소시아네이트(aryl isocyanate) 등을 들 수 있다.

열경화제형 화합물의 양은 페녹시계 수지 100 중량부 대비 1 ~ 40 중량부, 바람직하게는 10 ~ 30 중량부의 비율로 사용되는 것이 바람직하다. 열경화제의 양이 페녹시계 수지 100 중량부 대비 1 중량부 미만에서는 가교구조가 충분히 형성되지 못해 점착제 층이 너무 물러져서(상대적인 유리전이온도의 감소 및 손실 탄성률 증가) 이형필름에 코팅하여 필름 형태로 수득하는 것이 어려울 수 있다. 또한 열경화제 양이 페녹시계 수지 100 중량부 대비 40중량부를 초과하는 경우에는 페녹시계 수지의 과경화가 일어나 점착제 층이 너무 딱딱해지고, 그 결과 점착력과 젖음성이 너무 떨어져 단분자 에폭시 수지를 이용한 접착제처럼 기재 표면의 조도를 메우지 못해 기포가 트랩될 가능성이 있으며, 심한 경우 지나치게 증가된 경도로 인해 라미네이션 과정에서 점착제층이 부스러지는 문제를 야기할 수 있다.

1-3. 열전도성 필러

열전도성 필러에는, 예를 들면, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물, 금속 수산화물 등의 구상 또는 판상의 분말, 탄소섬유 등을 들 수 있다. 금속 산화물로서는, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 석영 등을 들 수 있고, 금속질화물로서는, 질화붕소, 및 질화알루미늄 등을 들 수 있다. 또 금속탄화물로서는, 탄화 규소를 들 수 있고, 금속 수산화물로서는, 수산화알루미늄을 들 수 있다. 한층 더 탄소섬유로서는, 피치계 탄소섬유, PAN계 탄소섬유, 수지 섬유를 탄화처리한 섬유, 수지 섬유를 흑연화 처리한 섬유등을 들 수 있다.

본 발명의 열전도성 시트용 점착제 조성물의 세번째 성분인 열전도성 필러(c1)는 구상 알루미나로 선택되는 것이 바람직하며 페녹시계 수지 100중량부에 대하여 6 ~ 100중량부가 사용되는 것이 바람직하다. 6중량부 미만에서는 높은 열전도율을 구현할 수 없으며, 100중량부를 초과하면 점착시트의 가요성을 확보하지 못해 접착시트가 부서질 가능성이 있기 때문에, 필름형태로 수득하기 힘들다. 또한 열전도성 필러(c1)의 평균입경은 0.5 ~ 5 ㎛ 인 것이 바람직하다. 평균입경이 0.5 ㎛ 미만일 경우, 필러와 페녹시계 수지와의 계면이 많아지기 때문에 접착시트의 열전도도가 저하될 가능성이 있으며, 평균입경이 5㎛를 초과할 경우에는 열전도성 필러(c2)와의 충진율이 저하되어 접착시트의 열전도도가 저하될 수 있다.

또한 또 다른 열전도성 필러(c2)는 구상 질화알루미늄으로 선택되는 것이 바람직하며 페녹시계 수지 100중량부에 대하여 24 ~ 400중량부가 사용되는 것이 바람직하다. 24 중량부 미만에서는 높은 열전도율을 구현할 수 없으며, 400 중량부를 초과하면 접착시트의 가요성을 확보하지 못해 접착시트가 부서질 가능성이 있기 때문에 필름 형태로 수득하기 힘들다. 또한 열전도성 필러(c2)의 평균입경은 5 ~ 20㎛ 인 것이 바람직하다. 평균입경이 5㎛ 미만일 경우, 필러와 페녹시계 수지와의 계면이 많아지고 열전도성 필러(c1)와의 충진율이 저하될 수 있기 때문에 접착시트의 열전도도가 저하될 가능성이 있으며, 평균입경이 20㎛ 를 초과할 경우, 접착시트의 두께를 고려해 보았을 때 필름을 형성하기 힘들 수 있기 때문이다.

또한 열전도성 필러(c1)와 열전도성 필러(c2)의 배합비는 1:4가 바람직하며, 이는 점착시트 내부에서의 열전도성 필러 충진율을 높이기 위한 것으로, 열전도성 필러(c1)와 열전도성 필러(c2)의 평균입경이 변화함에 따라 접착시트 내부에서의 열전도성 필러 충진율을 최대화하는 방향으로 바뀔 수 있다.

또한 점착제 조성물로 형성된 점착제층의 두께는 10㎛ ~ 300㎛ 인 것이 바람직하다. 두께가 10㎛ 미만인 경우 시트 형태를 유지하기 힘들며, 두께가 300㎛을 초과하는 경우, 발열부와 히트 스프레더의 거리가 멀어져 열전도율이 저하될 가능성이 있다.

2. 기재필름

기재필름의 종류는 멜라민계, 불소계 또는 실리콘계 이형필름으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.

3. 접착시트

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 접착시트에 대해 설명한다. 도 1을 참조하면, 접착시트는 기재필름(11, 11')과 상기 기재필름(11, 11')의 사이에 상술한 열전도성 시트용 점착제 조성물로 도포되어 형성된 점착제층(12)으로 구성된다.

본 발명에 따른 열전도성 시트는 두께 방향의 열전도율이 1 W/m·K 이상이고, 금속 기재에의 디라미네이션(delamination) 면적비가 10% 이하인 것이 바람직하다

이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

페녹시계 수지(국도화학, YP50) 100 중량부(고형분 기준)에 대하여 메틸에틸케톤 400중량부를 투입하고, 구상 알루미나(DENKA) 60중량부 및 구상 질화알루미늄(DENKA) 240중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 이소시아네이트 열경화제(다우코닝, CE138) 15중량부를 투입하여 1시간 교반하였다.

상기 점착제 조성물을 실리콘계 이형필름(도레이첨단소재㈜, XD5BR, 38㎛)의 일면에 약 50㎛ 두께로 도포하여 120℃에서 4분간 건조한 후(열경화), 실리콘계 이형필름(도레이첨단소재㈜, XD5BR)을 합지하여 점착시트를 제조하였다.

<실시예 2>

페녹시계 수지(국도화학, YP50) 100중량부(고형분 기준)에 대하여 메틸에틸케톤 400중량부를 투입하고, 구상 알루미나(DENKA) 60중량부 및 구상 질화알루미늄(DENKA) 240중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 이소시아네이트 열경화제(다우코닝, CE138) 20중량부를 투입하여 1시간 교반하였다.

<실시예 3>

페녹시계 수지(국도화학, YP50) 100중량부(고형분 기준)에 대하여 메틸에틸케톤 400중량부를 투입하고, 구상 알루미나(DENKA) 60중량부 및 구상 질화알루미늄(DENKA) 240중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 이소시아네이트 열경화제(다우코닝, CE138) 25중량부를 투입하여 1시간 교반하였다.

상기 점착제 조성물을 비실리콘계 이형필름(율촌화학, P38 10YU-R, 38㎛)의 일면에 약 50㎛ 두께로 도포하여 120℃에서 4분간 건조한 후(열경화), 실리콘계 이형필름(도레이첨단소재㈜, XD5BR)을 합지하여 점착시트를 제조하였다.

<비교예 1>

페녹시계 수지(국도화학, YP50) 100중량부(고형분 기준)에 대하여 메틸에틸케톤 400중량부를 투입하고, 구상 알루미나(DENKA) 60중량부 및 구상 질화알루미늄(DENKA) 240중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 이소시아네이트 열경화제(다우코닝, CE138) 45중량부를 투입하여 1시간 교반하였다.

상기 점착제 조성물을 실리콘계 이형필름(도레이첨단소재㈜, XD5BR 38㎛)의 일면에 약 50㎛ 두께로 도포하여 120℃에서 4분간 건조한 후(열경화), 실리콘계 이형필름(도레이첨단소재㈜, XD5BR)을 합지하여 점착시트를 제조하였다.

<비교예 2>

단분자형 에폭시 수지(국도화학, YD128 비스페놀 A형) 100중량부(고형분 기준)에 대하여 메틸에틸케톤 450중량부를 투입하고, 페놀계 수지(신아, HF4M) 25중량부, 구상 알루미나(DENKA) 60중량부 및 구상 질화알루미늄(DENKA) 240중량부를 투입하고 1시간 교반하였다. 이 후 열경화촉매(시그마알드리치, Triphenilphosphine) 1 중량부를 투입하고 1시간 교반하였다.

상기 점착제 조성물을 실리콘계 이형필름 (율촌화학, P38 10YU-R, 38㎛)의 일면에 약 50㎛ 두께로 도포하여 135℃에서 4분간 건조한 후(열경화), 실리콘계 이형필름 (도레이첨단소재㈜, XD5BR)을 합지하여 단분자 에폭시계 접착시트를 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2에 따른 접착시트를 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

[실험예]

1. 열전도율 [W/m·K]

NETZSCH LFA447를 하기 조건으로 측정하여 시료의 열전도율을 측정하였다.

- ASTME 1461/DIN EN821

2. 디라미네이션 면적비

3cm x 3cm 크기의 접착시트를 슬라이드 글라스의 일면에 점착면이 접촉하도록 위치시킨 후, 프레스 기기(대구정밀, Hot press)를 사용하여 상온에서 압착하였다(1.2 MPa, 5 sec). 압착 후의 시료를 170℃의 열풍 오븐에서 1시간 경화시킨 후, 광학현미경으로 슬라이드 글라스의 점착제가 붙은 반대 면을 관찰하여, 디라미네이션 (delamination)이 발생한 부분의 면적비를 측정하였다.

3. 디라미네이션 여부

3cm x 3cm 크기의 접착시트를 4cm x 4cm 크기의 금속 SUS, 4cm x 4cm 크기의 실리콘 웨이퍼 사이에 위치시키고, 프레스 기기(대구정밀, Hot press)를 사용하여 상온에서 압착하였다(1.2 MPa, 5 sec). 압착 후의 시료를 170℃의 열풍 오븐에서 1시간 경화시킨 후, 붉은색 염료를 용해시킨 에탄올 용액에 1시간 동안 담근다. 1시간 후, 시료를 꺼내어 금속 SUS와 실리콘 웨이퍼를 분해시킨 후, 염료가 기재와 점착제 사이에 침투하였는지 여부를 확인하였다. 판정 기준은 하기 표 1과 같다.

판정구분	판정 방법
x	붉은색 염료자국이 없음
△	가장자리 부분에 염료가 침투한 것이 관찰됨
○	가운데 부분까지 염료가 침투한 것이 관찰됨

4.Imprint 평가

리드프레임(Cu)에 점착테이프를 2kg 롤러를 이용하여 상온 왕복 2회 라미네이션을 실시하였다. 이후 점착테이프를 박리하여 점착면의 Imprint 강도를 현미경으로 관찰하여 하기 표 2의 기준으로 평가하였다.

판정구분	판정 방법
강	Imprint(눌림자국)이 매우 선명
중	Imprint(눌림자국)이 나타남
약	Imprint(눌림자국)이 거의 나타나지 않음

-	열전도율 [W/m·k]	디라미네이션 면적비 [%]	디라미네이션 여부	Imprint 평가
실시예 1	1.1	2.9	x	강
실시예 2	1.2	5.1	x	강
실시예 3	1.0	9.3	x	강
비교예 1	1.1	13	△	중
비교예 2	1.7	38	○	약

상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 접착시트의 경우는 모든 주요 요구 특성들을 만족한다.

그러나 비교예 1의 경우, 열전도율에 대해서는 요구 특성을 만족하였으나, 점착제 층의 경화가 너무 많이 진행되어 기재와의 디라미네이션이 발생하였다. 또한 비교예 2의 경우 단분자 에폭시의 경화를 이용한 경화구조인 만큼 접착제층의 표면이 딱딱하여 기재 표면에서의 디라미네이션이 발생하였다.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

11: 기재필름
11': 기재필름
12: 점착층

Claims

페녹시계 수지, 열경화제 및 이종의 구상 열전도성 필러를 포함하며,
상기 이종의 구상 열전도성 필러는 평균입경 0.5 ~ 5㎛인 제1 열전도성 필러 및 평균입경 5 ~ 20㎛인 제2 열전도성 필러이고,
상기 제1 열전도성 필러와 상기 제2 열전도성 필러의 중량비는 1:4인 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트용 점착제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 제1 열전도성 필러는 구상 알루미나이고, 상기 제2 열전도성 필러는 구상 질화알루미늄인 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트용 점착제 조성물.
제2항에 있어서,
상기 페녹시계 수지 100 중량부에 대해 상기 열경화제 1 ~ 40 중량부, 상기 구상 알루미나 6 ~ 100 중량부 및 상기 구상 질화알루미늄 24 ~ 400 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트용 점착제 조성물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 페녹시계 수지는 중량평균분자량은 10,000 ~ 500,000인 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트용 점착제 조성물.
제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 열전도성 시트용 점착제 조성물로 형성된 점착제층과,
상기 점착제층의 양 면에 도포된 기재필름을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트.
제6항에 있어서,
상기 기재필름은 멜라민계, 불소계 또는 실리콘계 이형필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트.
제6항에 있어서,
상기 열전도성 시트는 금속 기재에의 디라미네이션 (delamination) 면적비가 10% 이하인 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트.
제6항에 있어서,
상기 열전도성 시트는 두께 방향의 열전도율이 1 W/m·K 이상인 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트.
제6항에 있어서,
상기 점착제층의 두께는 10㎛ ~ 300㎛인 것을 특징으로 하는, 열전도성 시트.