KR102147191B1 - 전도성 복합 부재 및 이에 적용되는 금속 박 - Google Patents

Abstract

휨에 대한 탄성 복원력이 우수한 금속 박이 개시된다. 금속 박에는 다수의 개구가 형성되고, 상기 개구는, 상기 금속 박을 임의의 방향으로 일직선으로 절단할 때 일정 부분에서 상기 개구를 통과하도록 절단되는 형상을 구비하도록 형성된다.

Description

전도성 복합 부재 및 이에 적용되는 금속 박{Conductive composite member and Metal foil being used in the same}

본 발명은 전도성 복합 부재 및 이에 적용되는 금속 박에 관한 것으로, 특히 휨에 대한 탄성 복원력이 우수한 전도성 복합 부재 및 이에 적용되는 금속 박에 관련한다.

본 출원인에 의한 국내 공개특허 2018-32191은, 열 소스와 냉각유닛 사이에 개재되어 상기 열 소스로부터 방출되는 열을 상기 냉각유닛으로 전달하여 상기 열 소스의 열을 냉각하는데 사용되고, 구리 박; 상기 구리 박의 한 면에 제1경화에 의해 점착되는 제1열전도시트; 및 상기 구리 박의 다른 면에 자기 점착된 제2열전도시트로 구성되며, 상기 제1열전도시트 또는 상기 제2열전도시트 중 어느 하나는 노출면이 자기 점착력을 갖고, 상기 구리 박에는 상하면을 관통하는 다수의 관통구멍이 형성되어, 상기 제1열전도시트와 상기 제2열전도시트가 상기 관통구멍을 통하여 연결되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 열 전도부재를 개시한다.

여기서, 예를 들어 금속 박은 대략 0.005㎜ ~ 0.05㎜ 정도의 아주 얇은 두께를 갖기 때문에 외력에 의해 쉽게 접히는데, 특히 다수의 관통구멍이 형성됨으로써 더욱 잘 접힌다.

도 1은 상기 공개특허에 개시된 금속 박을 나타낸다.

금속 박(10)의 전면에는 관통구멍(11)이 형성되는데, 관통구멍(11)은 격자 형상으로 형성되어 폭 방향과 길이방향에서 동일한 간격으로 형성된다.

그런데 상기와 같은 관통구멍(11) 패턴을 갖는 금속 박(10)은 다음과 같은 문제점을 갖는다.

관통구멍(11)이 폭 방향과 길이방향에서 동일한 간격으로 형성되기 때문에, 도 1에 나타낸 가상 라인 a1, a2 및 a3는 모든 관통구멍(11)에 걸치지 않는 반면, 가상 라인 b1, b2 및 b3은 관통구멍(11)에 걸친다.

그 결과, 가상 라인 a1, a2 및 a3은 관통구멍(11)을 통과하지 않기 때문에 이 가상 라인을 따라 금속 박(10)이 잘 접히지 않는 반면, 가상 라인 b1, b2 및 b3은 관통구멍(11)을 통과하기 때문에 이 가상 라인을 따라 금속 박(10)이 잘 접힌다.

이와 같이, 잘 접히는 부분과 잘 접히지 않는 부분이 명확하게 구분되기 때문에, 금속 박(10)을 외력에 의해 구기는 경우 특히 잘 접히는 부분이 집중적으로 접힘으로써 전체적으로 금속 박(10)이 균일하고 부드럽게 구겨지지 않게 된다.

한편, 열 전도부재의 측면에서 볼 때, 금속 박(10)이 약간 휘어지거나 구겨지더라도 금속 박(10)의 두께가 얇은 경우에 시간이 지남에 따라 또는 일부 외력, 예를 들어 발열 소스와 냉각 소스 사이에 개재되어 눌려서 사용됨으로써 열 전도시트의 탄성 회복력에 의해 펴질 수 있는데, 금속 박(10) 자체가 균일하지 않게 구겨진 경우 열전도시트의 동일한 회복력이 적용되더라도 전체적으로 균일하게 열 전도부재가 펴지지 않게 된다.

또 다른 종래의 기술에 의하면, 구리 와이어(Copper Wire), 폴리에스터(PET) 또는 글라스 파이버(Glass Fiber) 등의 재질로 된 다수의 모노 필라멘트(Mono Filament)가 격자 형상으로 직조된 메쉬 시트(Mesh sheet), 또는 폴리에스터 등의 폴리머 수지로 된 다수의 모노 필라멘트가 방향성 없게 위치하여 여러 형상을 가진 다수의 관통구멍이 형성된 부직포 시트에 액상의 열 전도성 실리콘고무가 함침되어 경화된 낮은 경도의 열 전도성 실리콘고무 부재가 있다. 이러한 열 전도성 실리콘고무 부재에서 메쉬나 부직포는, 경도가 낮고 두께가 얇고 자기 점착력을 구비하여 취급이 어려운 열 전도성 실리콘고무에 기계적인 강도를 제공하여 열 전도부재의 취급을 용이하게 할 수 있게 한다.

그러나 구리 와이어나 모노 필라멘트로 직조한 매쉬 시트는 직조에 의한 단차로 두께가 균일하지 않아 열 전도성 실리콘고무의 두께를 얇고 평탄하게 제공하는데는 한계가 있고, 구멍의 형상을 다양하게 제공하기 어렵다는 단점이 있고, 또한 절단 부분에서 올 (strand 또는 ply)이 풀리는 현상이 있고, 모노 필라멘트에 의해 외부의 힘에 의한 구겨짐이 방향성을 가질 수 있다는 단점이 있다.

또한, 각각의 와이어나 모노 필라멘트끼리는 겹쳐진 부분에서 서로 접착되지 않아 외부에서 힘을 가하면 매쉬의 구멍 치수와 형상이 쉽게 변형된다는 단점이 있다.

또한, 폴리에스터 또는 글라스 파이버로 된 매쉬 시트는 전도율이 낮은 필라멘트로 직조 되어 열 전도성 실리콘고무 부재의 열전도율이 낮다는 단점이 있다.

폴리머로 된 부직포 시트도 열 전도율이 낮은 폴리머 필라멘트로 되어 열 전도성 실리콘고무 부재의 열 전도율이 낮다는 단점이 있고, 구멍의 치수가 불균일하여 균일한 열전도성을 갖기 어려우며, 절단 부분에서 올이 풀리는 현상이 있다는 단점이 있다.

또 다른 예로, 예를 들어, 열 전도율이 대략 1.5W/mㆍK 이상이고, 두께가 0.02㎜의 얇은 두께이고, 자기 점착력을 갖으며, 대략 Shore 00 40의 낮은 경도를 갖는 열 전도성 실리콘 고무시트를 일정한 형상으로 절단하면, 절단 된 열 전도성 실리콘고무 시트는 두께가 얇고, 기계적 강도가 약하고, 자기점착력에 의해 캐리어 필름(Carrier film) 위에 점착되기 있기 때문에 열 전도성 실리콘고무 시트를 캐리어 필름에서 분리하기 어렵다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 휨에 대한 탄성 복원이 잘 되는 전도성 복합 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외력에 의해 비교적 방향성을 갖지 않고 잘 접히며 접힌 후 부드럽게 잘 펴질 수 있는 전도성 복합 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 경도가 낮고, 두께가 얇고, 외부로 노출된 면에 자기 점착력을 구비하면서 취급이나 캐리어 필름에서 분리가 용이한 전도성 복합 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 면 방향의 열 전도율이 두께 방향의 열 전도율이 다좋은 열 전도성 복합 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 평면의 구리 박을 사용하여 얇은 두께에서도 평면을 유지하기 용이하고, 금속 박에 2개 이상의 형상을 구비한 개구가 규칙적으로 배열되어 열 전도율이 전체적으로 비교적 균일한 열 전도성 복합 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 절단 후 절단 부위에서 올이 없거나 버(burr)가 발생하지 않는 열 전도성 복합 부재 및 이에 사용되는 금속 박을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 롤-투-롤(Roll to Roll)로 제조하기 용이하여 생산성이 좋은 전도성 복합 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외력에 의해 비교적 방향성을 갖지 않고 부드럽게 잘 접히고 이후 외력 또는 자기 하중에 의해 부드럽게 잘 펴지는 금속 박 및 이 금속 박이 적용된 전도성 복합 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대상물에 부착하기 용이한 전도성 복합 부재를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 다수의 개구가 형성된 금속 박; 및 상기 금속 박의 적어도 한 면 위에 상기 개구가 채워지도록 점착 또는 접착되어 형성된 전도성 폴리머층으로 구성되며, 상기 개구는, 상기 금속 박을 임의의 방향으로 일직선으로 절단할 때 일정 부분에서 상기 개구를 통과하도록 절단되는 형상을 구비하도록 형성된 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 개구는 폭 방향 또는 길이 방향으로 교대로 위치하여 배치 패턴을 형성하고, 인접하는 배치 패턴의 같은 형상의 개구에서, 하나의 배치 패턴의 개구가 다른 배치 패턴의 개구 사이에서 일부 중첩되도록 상기 인접하는 배치 패턴 사이의 간격이 설정될 수 있다.

바람직하게, 상기 전도성 폴리머층의 외부로 노출된 면은 자기점착력을 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 개구는 노광과 화학적 에칭의 롤-투-롤 공정으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 금속 박의 다른 면 위에 점착 또는 접착되어 형성된 제2 전도성 폴리머층이 형성될 수 있으며, 상기 전도성 폴리머층과 제2 전도성 폴리머층은 동일한 재료이고, 동일 또는 유사한 두께일 수 있다.

바람직하게, 상기 제2 전도성 폴리머층은 열 전도성 시트 또는 전기전도성 점착제(테이프)일 수 있다.

바람직하게, 상기 전도성 폴리머층과 상기 제2 전도성 폴리머층의 외부로 노출된 면은 자기점착력을 가질 수 있다.

상기의 목적은, 다수의 개구가 형성된 금속 박으로 구성되고, 상기 개구는, 상기 금속 박을 임의의 방향으로 일직선으로 절단할 때 일정 부분에서 상기 개구를 통과하도록 절단되는 형상을 구비하도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속 박에 의해 달성된다.

상기의 목적은, 일정한 두께를 갖는 롤-시트 형상의 금속 박으로서, 상기 금속 박에는 다수의 개구가 형성되고, 상기 개구는 한 변이 다른 변보다 긴 장방형으로 동일한 크기와 형상을 구비하여 상기 롤-시트의 폭 방향으로 긴 변을 갖는 제1개구와, 길이방향으로 긴 변을 갖는 제2개구로 구성되고, 상기 폭 방향으로 상기 제1 및 제2개구가 교대로 위치하여 형성되는 배치 패턴이 상기 길이방향으로 연속하여 반복되고, 인접하는 배치 패턴에서 하나의 배치 패턴의 제2개구가 다른 배치 패턴의 제2개구 사이에서 일부 중첩되도록 상기 인접하는 배치 패턴 사이의 간격이 설정되는 것을 특징으로 하는 금속 박에 의해 달성된다.

상기의 목적은, 일정한 두께를 갖는 롤-시트 형상의 금속 박으로서, 상기 금속 박에는 다수의 개구가 형성되고, 상기 개구는 한 변이 다른 변보다 긴 장방형으로 동일한 크기와 형상을 구비하여 상기 롤-시트의 폭 방향으로 긴 변을 갖는 제1개구와, 길이방향으로 긴 변을 갖는 제2개구로 구성되고, 상기 폭 방향으로 상기 제1 및 제2개구가 교대로 위치하여 형성되는 배치 패턴이 상기 길이방향으로 연속하여 반복되고, 인접하는 배치 패턴에서 하나의 배치 패턴의 제2개구가 다른 배치 패턴의 제2개구 사이에서 일부 중첩되도록 상기 인접하는 배치 패턴 사이의 간격이 설정되는 것을 특징으로 하는 금속 박에 의해 달성된다.

상기의 목적은, 다수의 개구가 형성된 금속 박; 및 상기 금속 박의 적어도 한 면 위에 점착 또는 접착되어 형성된 전도성 폴리머층으로 구성되며, 상기 전도성 폴리머층의 외부로 노출된 면은 자기점착력을 구비하고, 상기 금속 박의 총 면적에서 상기 개구의 총 면적이 차지하는 비율(개구율)은 20% 내지 85%이고, 상기 금속 박은 구리 박이고, 상기 전도성 폴리머층의 두께는 상기 금속 박의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 전도성 폴리머층은 상기 개구에도 채워져 형성될 수 있고, 상기 금속 박의 다른 면 위에 제2 전도성 폴리머층이 점착 또는 접착되어 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 금속 박의 한 면은 다른 면보다 표면이 거칠고 상기 거친 면에 상기 전도성 폴리머층이 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 전도성 폴리머층은 탄성을 가지며 신율은 금속 박의 신율보다 클 수 있다.

본 발명의 전도성 복합 부재는 탄성을 갖는 폴리머층에 의해 구겨짐 또는 휨에 대한 복원력이 향상되고, 특히, 금속 박의 개구에 채워진 폴리머에 의해 외력에 의한 구겨짐 또는 휨에 대한 복원력이 좋아진다.

또한, 금속 박의 잘 접히는 부분과 잘 접히지 않는 부분이 명확하게 구분되지 않기 때문에, 금속 박은 외력 또는 자기 하중에 의해 구겨지거나 휜 경우 금속 박이 전체적으로 비교적 균일하고 부드럽게 잘 구겨지거나 휘어지고 이후에 외력, 자기 하중, 폴리머층 또는 개구에 채워진 폴리머에 의해 전체적으로 비교적 균일하고 부드럽게 잘 펴져 평면을 유지하기 용이하다.

또한, 금속 박이 외력에 의해 접힐 때 어느 방향으로도 개구를 통과하여 접혀 전체적으로 접히는 방향성이 적기 때문에 비교적 균일하고 부드럽게 접히고 균일하고 부드럽게 펴질 수 있다는 이점이 있다.

또한, 구리 박과 폴리머층의 열 전도율이 다르고, 금속 박의 개구의 개수, 치수나 형상을 조정하여 면 방향의 열 전도율이 두께 방향의 열 전도율 보다 큰 열 전도성 복합 부재를 제공할 수 있다.

또한, 순도가 높은 구리 박은 열 전도율이 좋고, 자기점착력과 탄성을 가지는 전도성 폴리머층은 적은 힘으로도 눌려지므로 대향하는 대상물의 열을 효과적으로 전달할 수 있다.

또한, 평면의 금속 박의 개구가 일정 형상으로 규칙적으로 배열되어 열 전도율을 전체적으로 비교적 균일하게 제공할 수 있다.

또한, 평면의 금속 박에 의해 자기점착력을 갖는 얇은 두께의 평면으로 된 전도성 복합 부재를 제공하기 용이하고, 금속 박의 적어도 한 면은 표면 조도가 거칠어 폴리머층과 점착이나 접착이 잘 되어 결과적으로 점착이나 접착 면적이 커져 금속 박과 폴리머층의 열 저항이 작다.

또한, 기계적 강도를 갖는 평면의 금속 박에 의해 자기점착력을 갖는 경도가 낮은 전도성 폴리머층을 포함한 전도성 복합 부재를 다른 곳에 옮기거나 캐리어 필름에서 분리하는 등의 취급과 가공이 용이하고 절단 후 절단 부위에서 올이 풀리지 않거나 버(burr) 발생이 적다.

또한, 금속 박의 두께가 금속 박에 점착 또는 접착되어 형성된 탄성을 갖는 폴리머층의 두께보다 얇고 폴리머층의 신율이 금속 박의 신율보다 좋아 전도성 복합 부재는 구겨지거나 휘어진 후 잘 복원되거나 펴지기 용이하다.

또한, 금속 박의 상면 및 하면 모두에 자기점착력을 갖는 전도성 폴리머층이 형성되어 전도성 복합 부재를 대상물에 부착하기 용이하다.

또한, 롤로 된 금속 박을 연속으로 노광 및 에칭하여 다수의 형성된 금속 박을 롤-투-롤로 제조하므로 생산성이 좋다.

도 1은 종래에 개시된 금속 박을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 박을 나타내는 평면도이다.
도 3(a)과 3(b)은 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 복합 부재를 보여주는 단면도와 저면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전도성 복합 부재를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전도성 복합 부재를 보여준다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 하며, 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하고, 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 발명의 실시 예를 상세하게 설명하며, 이들 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 위한 의도로서만 제공된다는 것에 유의해야 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 박을 나타내는 평면도이다.

금속 박(100)은 롤-시트 형상으로 연속되고 일정한 두께, 가령 0.007㎜ ~ 0.1㎜로 형성되며, 가령 열 전도율이 좋은 구리, 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성될 수 있으며, 특히 열 전도율 및 전기 전도도가 좋고 비교적 기계적 강도가 약하여 적은 힘으로도 구부려지거나 펴질 수 있는 구리 성분이 99% 이상인 순동이 바람직하다.

금속 박(100)은 적은 힘에도 잘 구부러지고 잘 펴지는 얇은 두께의 전도성 복합 부재를 제공하기 위하여 얇은 두께가 바람직하나, 전도성 복합 부재의 전체적인 두께, 열 전도율 및 개구(110)의 개수 및 형상을 고려하여 이보다 두꺼울 수 있다.

금속 박(100)에는 다수의 개구(110)가 형성되는데, 개구(110)는, 바람직하게 금속 박(100)을 임의의 방향으로 일직선으로 절단할 때 일정 부분에서 절단선이 개구(112, 114)를 통과하도록 절단되는 형상을 구비한다.

여기서, 금속 박(100) 및 전도성 복합 부재의 구겨지는 힘, 펴지는 힘 및 금속 박(100) 재료의 고유 특성을 고려하여 금속 박(100)의 두께 및 개구(110)의 형상에 따라 다를 수 있으나 금속 박(100)의 총 면적에서 개구(110)의 총 면적이 차지하는 비율(개구율)은 20% 내지 85%가 바람직하나 이에 한정하지는 않는다.

여기서, 개구(110)의 내부와 측벽에는 바람직하게, 열 전도성 또는 전기 전도성의 폴리머층(120)이 점착 또는 접착되어 형성되므로 개구(110)의 크기는 폴리머층(120)에 적용된 열 전도성 파우더 또는 전기 전도성 파우더의 크기보다는 큰 것이 바람직하다.

개구(110)는 바람직하게, 2개 이상의 형상을 갖는 개구(112, 114)가 일정 형상으로 규칙적으로 배열되어 전도성 복합 부재의 열 전도율을 전체적으로 비교적 균일하게 제공할 수 있다.

이 실시 예에서, 개구(112, 114)는 한 변이 다른 변보다 긴 장방형으로 모두 같은 형상과 크기로 형성되는데, 장방형에 한정되지는 않는다.

도 2에서, 개구(110)가 사각형이지만, 이에 한정되지 않고 가령 타원형이나 모서리가 라운드 진 사각형이 적용될 수 있다.

개구(112, 114)는 작업성이 용이하고 경제성이 있게 노광에 따른 화학적 에칭 또는 프레스 금형에 의해 롤-시트 형태로 롤-투-롤 공정에 의해 형성될 수 있다.

두께가 얇은 금속 박(100)에 비교적 크기가 작은 다수의 개구(112, 114)를 효과적으로 형성하기 위해 개구(112, 114)는 노광과 에칭에 의해 형성되는 것이 좋다.

여기서, 개구(112, 114)를 에칭에 의해 형성할 때는 금속 박(100)의 한 면에는 점착제가 형성된 캐리어 필름을 미리 부착한 후 에칭을 하여 개구(112, 114)를 형성한 후 해당 캐리어 필름을 분리할 수 있다.

개구(110)는 일정한 패턴으로 연속되게 배치되는데, 긴 변이 폭 방향으로 향하는 개구(112)와 길이방향으로 향하는 개구(114)가 혼재되어 배치된다.

즉, 도 2를 보면, 점선으로 나타낸 A 부분은 4개의 개구(112)와 3개의 개구(114)가 폭 방향으로 교대로 배치되어 제1배치패턴을 구성하고, B 부분은 3개의 개구(112)와 4개의 개구(114)가 폭 방향으로 교대로 배치되어 제2배치패턴을 구성한다.

개구(110)의 제1 및 제2배치패턴은 길이방향을 따라 교대로 반복하면서 연속하여 형성된다.

이때, 확대된 원안에 나타낸 것처럼, 제1배치패턴의 개구(112')와 제2배치패턴의 개구(114)가 인접하여 배치되는데, 제2배치패턴의 개구(114)의 끝 부분이 제1배치패턴의 개구(114', 114")와 일부 중첩되도록 간격이 조절된다.

이러한 구조에 의하면, 도 2에 나타낸 가상 라인 b1, b2는 모든 개구(112, 114)에 걸치는 반면, 가상 라인 a1, a2는 개구(112, 114) 중 어느 하나에만 걸치고, 대각방향의 가상 라인 a3, b3은 모든 개구(112, 114)에 걸친다.

그 결과, 모든 개구(112, 114)를 통과하는 가상 라인 b1, b2과 a3, b3을 따라 금속 박(100)이 잘 접히고, 개구(112, 114) 중 어느 하나에만 걸치는 가상 라인 a1, a2를 따라 금속 박(100)이 중간 정도로 접히거나 구겨진다.

다시 말해, 모든 개구(112, 114)를 통과하는 가상 라인에 비해서는 덜 접히거나 구겨지거나 휘지만 적어도 일부 개구를 통과하기 때문에 종래와 비교할 때 비교적 부드럽게 잘 접히거나 구겨지거나 휜다고 할 수 있다.

이와 같이, 잘 접히는 부분과 잘 접히지 않는 부분이 명확하게 구분되지 않기 때문에, 금속 박(100)을 외력에 의해 구기는 경우 외력이 여러 방향으로 분산되기 때문에 전체에 걸쳐 평균적으로 부드럽고 균일하게 잘 접히거나 휘어져 금속 박(100)이 전체적으로 부드럽고 균일하게 구겨지거나 휘어지게 된다.

이 실시 예에서, 개구(112, 114)는 사각형으로 한 변의 길이가 다른 변보다 긴 장방형이기 때문에 동일한 형상과 크기를 구비했음에도 인접하는 개구(114)와 개구(114', 114")가 서로 중첩되도록 할 수 있다.

한편, 도 2의 확대된 원안에서 점선으로 나타낸 것처럼, 개구(112, 114)로 둘러쌓인 다소 넓은 부분이 형성되는데, 이는 금속 박(110)의 전면에 분포되어 금속 박(110)이 일정한 강도를 갖도록 하고 이 부분에 의해 전도성 복합 부재의 면 방향 열전도율이 두께 방향의 열전도율보다 좋게 된다.

도 3(a)과 3(b)은 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 복합 부재를 보여주는 단면도와 저면도이다.

금속 박(100)의 개구(112, 114)에 전도성 폴리머가 채워지도록 금속 박(100) 위에 전도성 폴리머가 점착 또는 접착되어 평면의 전도성 폴리머층(120)을 형성하여 전도성 복합 부재를 구성한다.

이러한 구성에 의하면, 전도성 복합 부재는 개구의 개수, 형상 및 폴리머층(120)의 유연성 및 탄성에 의해 구겨짐이나 휨에 대한 복원력이 향상된다.

특히, 개구(112, 114)에 폴리머를 채워 폴리머층(122)을 형성함으로써, 단순히 금속 박(100) 위에만 폴리머층(121)을 형성하는 경우와 비교하면, 개구(112, 114)를 제외한 금속 박(100)의 총 면적 대비 폴리머층(120)의 총 면적이 커지기 때문에 금속 박(100)의 휨에 대한 복원력이 좋아진다.

바람직하게, 폴리머층(120)은 탄성을 가지며 신율은 금속 박(100)보다 좋아 전도성 복합 부재가 외력 또는 자기 하중에 의해 구겨지거나 휘어진 후 쉽게 펴지거나 평면을 유지하게 할 수 있다.

금속 박(100)의 두께는 전도성 폴리머층(120)의 두께보다 얇을 수 있는데, 전도성 폴리머층(120)의 두께가 두껍기 때문에 같은 힘이 작용할 때 더 많이 눌릴 수 있고 구겨지거나 휘어진 후 쉽게 펴지거나 평면을 유지하게 할 수 있다. 가령, 금속 박(100)의 두께는 0.007㎜ ~ 0.1㎜이고, 전도성 폴리머층(120)의 두께는 0.02㎜ ~ 0.4㎜일 수 있다.

금속 박(100)의 한 면, 즉 폴리머층(120)이 형성되는 면은 표면이 거칠어 폴리머층(120)과 점착 또는 접착이 잘 되고 점착 또는 접착 면적이 커서 결과적으로 금속 박(100)과 폴리머층(120) 사이의 열 저항을 적게해준다.

전도성 폴리머층(120)은, 가령 탄성과 유연성을 갖는 낮은 점도의 실리콘 고무 퍼티(Putty) 또는 실리콘 고무 재질로 구성될 수 있으며, 열 전도성이나 전기 전도성을 갖는다. 그러나 본 발명의 폴리머층(120)은 열 전도성 또는 전기 전도성을 갖는 낮은 점도의 아크릴 수지 재질일 수도 있고 이 경우에도 약간의 탄성을 갖는다.

바람직하게, 폴리머층(120)의 외부로 노출된 면은 자기점착력을 가져 대향하는 대상물과 기구적 접촉을 좋게 해서 열 저항을 적게 하고 대상물에 부착하기 용이하도록 할 수 있다.

가령, 열 전도성을 구비하도록 전도성 폴리머층(120)은 알루미나 파우더나 질화 알루미늄 파우더 등의 전기 절연의 열 전도성 무기물 파우더가 혼합된 액상의 실리콘고무를 롤로 공급되는 개구(112, 114)가 형성된 금속 박(100)의 한 면 위에 연속으로 캐스팅하고 경화하여 제조할 수 있으며, 액상의 실리콘고무는 경화하는 과정에서 금속 박(100)에 자기 점착되거나 접착된다.

바람직하게, 전도성 폴리머층(120)의 열전도율은 1내지 9W/m.K 이다.

여기서, 전도성 폴리머층(120)은 자기점착력을 가지므로 액상의 실리콘고무를 캐스팅 작업 시 금속 박(100)의 다른 면에는 불소가 코팅된 캐리어 필름을 부착한 후 캐스팅 작업을 한다.

여기서, 전도성 폴리머층(120)이 전기전도성인 경우에는 금속 파우더, 카본 파우더 나 카본 파이버 등을 사용할 수 있다.

전도성 폴리머층(120)의 경도는, 대향하는 대상물과 적은 힘으로 접촉하고 많이 눌릴 수 있게 바람직하게 낮은 점도의 실리콘 고무로, 가령 Shore 00 20 내지 55 정도의 낮은 경도를 가질 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.

전도성 폴리머층(120)이 경도가 낮고 두께가 얇고 자기점착력을 갖는 경우 전도성 폴리머층(120)으로만 제조되면 이를 다른 곳으로 옮기거나 캐리어 필름에서 분리하기 어려우나 다소 기구적 강도를 갖는 평면의 금속 박(100) 위에 점착 또는 접착되어 있기 때문에 전도성 복합 부재는 금속 박(100)에 의해 취급 및 분리가 용이하다.

액상의 실리콘고무를 금속 박(100)에 캐스팅하면 액상의 실리콘고무의 일부는 금속 박(100)에 형성된 개구(112, 114)에 채워진 후 경화하여 폴리머층(122)을 형성하여 금속 박(100) 위에 형성된 폴리머층(121)과 일체로 된다. 즉, 금속 박(100) 위에 형성된 폴리머층(121)과 개구(112, 114)에 채워진 폴리머층(122)은 동일한 재료로 동일한 공정에서 일체로 형성된다.

전도성 복합 부재에서, 금속 박(100)이 외력에 의해 휘거나 구겨지는 경우, 금속 박(100)이 얇은 경우 전도성 폴리머층(121, 122)의 탄성 회복력에 의해 펴질 수 있는데, 금속 박(100) 자체가 비교적 방향성 없게 균일하게 구겨지거나 휘기 때문에 전도성 폴리머층(121, 122)의 탄성 회복력이 균일하게 적용되어 전체적으로 균일하게 전도성 복합 부재가 펴지게 된다.

이렇게 제조된 전도성 복합 부재의 열 전도율은 면 방향으로 10내지 50W/m.K 이고 두께 방향으로는 1내지 9W/m.K 일 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전도성 복합 부재를 보여주는 단면도이다.

금속 박(100)의 상면과 하면 그리고 개구(112, 114) 내부에 전도성 폴리머층(121, 122, 123)이 형성되어 금속 박(100)의 측면만 외부로 노출된다.

전도성 폴리머층(123)은, 다른 전도성 폴리머층(121, 122)과 같은 재료로 같은 제조 공정으로 제조되거나 다른 재료로 다른 제조 공정으로 형성될 수 있다.

전도성 폴리머층(123)의 외부로 노출된 부분은 자기 점착력을 갖는다.

전도성 폴리머층(123)이 전도성 폴리머층(121, 122)과 같은 재료로 같은 제조 공정으로 제조된 경우를 예로 들면, 전도성 폴리머층(123)은 대향하는 대상물과 적은 힘으로 접촉하고 많이 눌릴 수 있게 낮은 점도의 실리콘 고무 퍼티(Putty), 또는 경도가 Shore 00 25 내지 55 정도인 실리콘 고무일 수 있다.

이러한 평면의 전도성 복합 부재는 개구(112, 114)가 형성된 평면의 금속 박(100)의 상면과 하면에 점착 또는 접착되어 형성된 전도성 폴리머층(121, 123)과 개구(112, 114)에 채워진 전도성 폴리머층(122)으로 구성되어, 전체적으로 기계적 강도가 좋아 취급 및 분리가 용이하며, 구겨지거나 휘어진 후 잘 펴지고 대향하는 대상물에 탄성을 갖고 접촉할 수 있다.

바람직하게, 전도성 폴리머층(123)의 두께와 색상은 폴리머층(121)의 두께나 색상과 같거나 유사하여 전도성 복합 부재의 구겨짐이나 휘어짐에 방향성이 없게 하고 또한 전도성 복합 부재의 상면과 하면이 동일하므로 취급이나 가공 시 상면과 하면을 구분하지 않아도 된다.

전도성 폴리머층(123)이 전도성 폴리머층(121)과 다른 재료 및 다른 제조 공정으로 제조된 경우의 예를 들면, 전도성 폴리머층(123)은 대향하는 대상물에 점착할 수 있는 자기점착력을 갖는 전기전도성 점착제(테이프)일 수 있다.

이 실시 예의 전도성 복합 부재는 금속 박(100) 상하면에 각각 점착 또는 접착되어 형성된 전도성 폴리머층(121, 123)과 개구(112, 114)에 채워진 전도성 폴리머층(122)으로 구성된다.

바람직하게, 전도성 폴리머층(123)의 외부로 노출된 면은 자기점착력을 가져 대향하는 대상물에 점착될 수 있다.

여기서, 전도성 폴리머층(123)이 전기전도성 점착제(테이프)인 경우에 현재 시장에 존재하는 기술의 제품을 사용 용도에 따라 선택하여 적용될 수 있고, 전기전도성 점착제(테이프)는 기재를 구비하거나 구비하지 않을 수 있는데, 대향하는 전기전도성 부재, 예를 들어 쉴드 케이스(Shield case) 위에 점착되어 전자파 차폐 및 전기 접지 역할을 할 수 있다.

전도성 폴리머층(120)이 열 전도성인 경우, 전도성 복합 부재는 열 전도성 시트이고, 전기전도성인 경우 전도성 복합 부재는 EMI 개스킷 또는 EMI 차폐필름일 수 있으며, EMI 차폐필름은 솔더링이 가능한 전도성 점착테이프일 수 있다.

여기서, 전도성 폴리머층(123)은 전기절연이고 열 전도성을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전도성 복합 부재를 보여준다.

도 5(a)의 전도성 복합 부재는, 개구(112, 114)가 다수 형성된 평면의 금속 박(200)을 베이스로 하여, 금속 박(200)의 적어도 한 면에 점착된 전도성 테이프(220)로 구성될 수 있다.

전도성 테이프(220)는 기재를 구비하거나 구비하지 않을 수 있는데, 금속 박(200)에 접촉하는 면의 반대면, 즉 외부로 노출되는 면은 자기점착력을 갖는다.

여기서, 전도성 테이프(220)는 전기전도성 또는 전기절연이며 열전도성 일 수 있다.

이 실시 예에서, 전도성 점착제를 금속 박(200) 위에 캐스팅하는 것이 아니라 이미 제조된 전도성 테이프(230)를 금속 박(200) 위에 라미네이팅 하여 점착함으로써 개구(212, 214)는 비어 있는 상태를 유지한다.

이 실시 예에서 전도성 테이프(230)가 개구(212, 214)가 비어 있는 상태로 형성되더라도 전도성 폴리머층(120)의 신율, 경도 및 두께 등을 조정하여 결과적으로 전도성 복합 부재가 균일하게 잘 구겨지거나 휘어지고 이후 균일하게 잘 펴지게 할 수 있다.

바람직하게 전도성 테이프(230)는 실리콘 고무 또는 아크릴 점착 수지에 금속 분말 또는 열 전도성 세라믹 파우더를 혼합하여 제공될 수 있다.

전도성 테이프(230)로 전기전도성을 사용한 전도성 복합 부재는, 전기전도성 테이프(220)의 노출면은 금속 대상물, 예를 들어 구리 전선을 감싸며 점착하여 부착하고, 금속 박(200) 면은 금속 부재와 솔더로 솔더링 하여 사용할 수 있다. 이 경우, 복합 부재와 금속 부재는 솔더링에 의해 낮은 전기접촉저항과 강한 접합 강도를 갖는다.

바람직하게 전기전도성 테이프(220)인 경우 상하 전기저항은 1 ohm 미만이다.

이 실시 예의 금속 박(200)은 바람직하게, 산화가 잘 안되고 솔더링이 잘되고 전도율이 좋은 주석이 도금 된 구리 박일 수 있다.

도 5(b)의 전도성 복합 부재는, 금속 박(200)을 베이스로 하여, 금속 박(200)의 적어도 한 면에 이미 제조된 전도성 테이프(230)를 금속 박(200) 위에 라미네이팅 하여 점착하는데, 전도성 테이프(230)가 압력 또는 열과 압력으로 압착되어 개구(212, 214)의 적어도 일부에 전도성 점착제가 채워진다.

여기서, 전도성 테이프(230)는 전기전도성 또는 전기절연이며 열전도성 일 수 있다.

이러한 전도성 테이프도 상기 다른 실시 예에서 설명한 장점과 같이 전체적으로 쉽게 구겨진 후 전체적으로 쉽게 펴져 전체적으로 부드러우며 모든 방향으로 유연성이 있어, 유연성 있는 전선이나 LCD 패널 등의 금속 기구물을 감싼 후 솔더링 하는 용도 등으로 적용될 수 있다.

바람직하게, 상기 모든 실시 예에서의 본 발명의 전도성 복합 부재의 전도성 복합 부재의 표면은 평면을 이루는 것으로 한다.

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200: 금속 박
110, 112, 114: 개구
120, 121, 122, 123: 전도성 폴리머층

Claims (23)

1. 다수의 개구가 형성된 금속 박; 및
   상기 금속 박의 적어도 한 면 위에 상기 개구의 적어도 일부가 채워지도록 점착 또는 접착되어 형성된 전도성 폴리머층으로 구성되며,
   상기 개구는, 상기 금속 박을 임의의 방향으로 일직선으로 절단할 때 일정 부분에서 상기 개구를 통과하도록 절단되는 형상을 구비하도록 형성하여 상기 금속 박이 균일하게 잘 접히도록 한 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
2. 청구항 1에서,
   상기 개구는 폭 방향 또는 길이 방향으로 교대로 위치하여 배치 패턴을 형성하고,
   인접하는 배치 패턴의 같은 형상의 개구에서, 하나의 배치 패턴의 개구가 다른 배치 패턴의 개구 사이에서 일부 중첩되도록 상기 인접하는 배치 패턴 사이의 간격이 설정되는 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
3. 청구항 1에서,
   상기 전도성 폴리머층의 외부로 노출된 면은 자기점착력을 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
4. 청구항 1에서,
   상기 개구는 노광과 화학적 에칭의 롤-투-롤 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
5. 청구항 1에서
   상기 금속 박의 다른 면 위에 점착 또는 접착되어 형성된 제2 전도성 폴리머층이 형성된 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
6. 청구항 5에서
   상기 전도성 폴리머층과 제2 전도성 폴리머층은 동일한 재료인 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
7. 삭제
8. 청구항 5에서
   상기 제2 전도성 폴리머층은 열 전도성 시트 또는 전기전도성 점착제(테이프)인 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
9. 청구항 1에서,
   상기 금속 박의 총 면적에서 상기 개구의 총 면적이 차지하는 비율(개구율)은 20% 내지 85%인 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
10. 청구항 1에서,
    상기 금속 박은 순동의 구리 박인 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
11. 다수의 개구가 형성된 금속 박으로 구성되고,
    상기 개구는, 상기 금속 박을 임의의 방향으로 일직선으로 절단할 때 일정 부분에서 상기 개구를 통과하도록 절단되는 형상을 구비하도록 형성하여 상기 금속 박이 균일하게 잘 접히도록 한 것을 특징으로 하는 금속 박.
12. 청구항 11에서,
    상기 개구는 폭 방향 또는 길이 방향으로 교대로 위치하여 배치 패턴을 형성하고,
    인접하는 배치 패턴의 같은 형상의 개구에서, 하나의 배치 패턴의 개구가 다른 배치 패턴의 개구 사이에서 일부 중첩되도록 상기 인접하는 배치 패턴 사이의 간격이 설정되는 것을 특징으로 하는 금속 박.
13. 일정한 두께를 갖는 롤-시트 형상의 금속 박으로서,
    상기 금속 박에는 다수의 개구가 형성되고,
    상기 개구는 한 변이 다른 변보다 긴 장방형으로 동일한 크기와 형상을 구비하여 상기 롤-시트의 폭 방향으로 긴 변을 갖는 제1개구와, 길이방향으로 긴 변을 갖는 제2개구로 구성되고,
    상기 폭 방향으로 상기 제1 및 제2개구가 교대로 위치하여 형성되는 배치 패턴이 상기 길이방향으로 연속하여 반복되고,
    인접하는 배치 패턴에서 하나의 배치 패턴의 제2개구가 다른 배치 패턴의 제2개구 사이에서 일부 중첩되도록 상기 인접하는 배치 패턴 사이의 간격이 설정되는 것을 특징으로 하는 금속 박.
14. 청구항 11 또는 13에서,
    상기 금속 박의 총 면적에서 상기 개구의 총 면적이 차지하는 비율(개구율)은 20% 내지 85%인 것을 특징으로 하는 금속 박.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 청구항 1에서,
    상기 금속 박은 솔더링이 가능한 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
22. 청구항 1에서,
    상기 전도성 폴리머층은 탄성을 가지며 신율은 상기 금속 박의 신율보다 큰 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.
23. 청구항 1에서,
    상기 전도성 복합 부재의 면 방향의 열전도율은 두께 방향의 열 전도율보다 좋은 것을 특징으로 하는 전도성 복합 부재.

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