KR102170378B1 - Uv 경화 방식을 이용한 다층구조형 기능성 고방열 점착테이프의 제조방법 - Google Patents

Uv 경화 방식을 이용한 다층구조형 기능성 고방열 점착테이프의 제조방법 Download PDF

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Abstract

하나 이상의 아크릴계 단량체를 제1광개시제와 혼합하고 UV를 조사하여프리폴리머 시럽을 제조하는 프리폴리머 제조단계, 일정량의 상기 프리폴리머 시럽, 익스팬더블 그라파이트(Expandible Graphite), 무기 방열 필러 및 제2광개시제를 포함하는 코어층을 제조하는 코어층 제조단계, 일정량의 상기 프리폴리머 시럽, 비전도성 무기 방열 필러 및 제3광개시제를 포함하는 스킨층을 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 적층하는 스킨층 제조단계 및 상기 코어층과 스킨층이 적층된 다층구조체의 일 넓이면과 이의 대향면을 두께방향으로 압착하는 마무리단계를 포함하고, 상기 하나 이상의 아크릴계 단량체는 제1단량체를 포함하고, 상기 프리폴리머 시럽은 점도가 100 ~ 2,000 cps인 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법을 제공한다.

Description

UV 경화 방식을 이용한 다층구조형 기능성 고방열 점착테이프의 제조방법{Method for Preparing Multilayered Functional Adhesive Tape Having High Radiating Property by Using UV-Curing}
본 발명은 LED 패키징과 같이 발열량이 많은 소자에 사용하는데 적합하도록 방열 특성이 특히 뛰어난 다층구조의 고방열 점착테이프를 제조하는 방법으로서, UV 경화 방식을 이용하여 점착 특성과 방열 특성이 모두 우수한 다층구조의 고방열 점착테이프를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 고방열 점착테이프는 종래의 방열 점착테이프가 갖는 문제점을 해결하여, 방열특성이 우수하면서도 점착성능이 우수한 특성을 가진다.
기술의 발전에 따라, 반도체칩이 소형화되고, 고집적화되어 전자기기의 고기능성 및 고용량화가 가속화되고 있다. 고기능성 및 고용량의 전자기기들은 하나의 제품으로 종전에 다수의 제품이 수행해야 했던 일을 처리하게 되어, 업무효율과 공간효율성은 향상된 반면, 전자기기가 작동할 때 발생되는 열과 전자파의 양이 현저히 증가됨에 따라, 전자기기 자체의 오작동을 초래하거나 심하게는 전자기기 자체의 열화나 발화가 발생되는 문제가 생겨났다.
특히, 전자기기의 내부에는 실제 제품을 가동하는 전자부품뿐만 아니라 열에 취약한 소재로 구성된 전자제품의 하우징이나, 내부 기판 및 접착제 등이 함께 내장되어 있기 때문에 전자기기의 작동 시 발생되는 열을 제거하는 것이 전자기기의 안정성과 직결되는 매우 중요한 문제로 대두되었다.
일반적으로 소형화 디스플레이, 타블릿, 휴대용 개인 단말기 등의 소형 전자제품은 내부에서 발생한 열을 외부로 적절하게 확산시키지 못할 경우, 과도하게 축적된 열로 인하여 화면의 결함이 발생, 시스템의 장애와 고장을 유발할 수 있다. 최근 화두가 되고 있는 LED에 대한 응용에 있어서 가장 문제가 되는 부분은 발열로 인하여 공급된 전력이 15 ~ 25 %정도의 에너지만이 빛으로 변화되어 발광할 뿐, 나머지 75 ~ 85 %가 열로 소모된다는 것이다. 이러한 전력의 상당 부분이 열로 소모됨에 따라 LED 모듈의 온도를 상승시켜 발광효율 및 제품의 수명에 영향을 끼치며, 패키지의 내구성 등 제품의 전반적인 신뢰성을 떨어뜨리게 되는 문제점을 야기 시킨다.
이러한 문제점에도 불구하고, 디스플레이나, 타블릿, PC, 조명등과 같은 전자제품에 사용되는 LED의 경우 앞에서 언급한 소형화, 집적화에 따른 모듈의 두께 감소로 인하여 방열팬과 히트싱크의 장착이 불가한 바, 대신에 LED로부터 발생하는 열을 알루미늄과 같은 금속을 이용하여 플레이트로 방출하는 방법을 사용한다. LED와 알루미늄 플레이트 사이에는 효율적인 열 전달이 가능한 방열 부재가 필요하다.
이를 위해 0.1 ~3.0 W/mK 정도의 방열성 시트를 사용할 수 있으나, LED와 알루미늄 플레이트를 강하게 접합하기 위하여 별도의 접착, 볼트, 리벳 등으로 LED와 알루미늄 플레이트를 부착하는 추가 공정을 거쳐야 하고, 추가 공정을 수행한 후에는 재설치하거나 분리하는 것이 어렵다는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 시중에는 점착성의 방열 시트를 사용하여, LED와 알루미늄 플레이트를 점착하면서도 LED에서 발생된 열을 플레이트로 전달하여 효율적인 열방출이 가능하도록 구성하고 있다.
그러나, 기존의 방열시트는 높은 열전도율을 가지는 동시에 강력한 점착력을 갖지 못하고, 높은 열전도도를 갖는 점착 시트의 경우 점착력이 낮아 작업성이 떨어지고 이를 이용한 전자기기의 제품안정성 문제를 야기할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 높은 점착력을 갖는 방열시트의 경우 열전도도가 감소하며 발생된 열을 충분하게 방출하지 못함에 따라 전자기기 자체의 오작동이나 고장을 유발할 수 있는 문제점이 있고, 한번 점착된 이후에는 다시 떼서 재부착하는 등의 추가 작업이 어려운 문제점이 있다.
한편, 고집적 소자는 발열량이 과다한 경우에는 주변의 다른 부품이나, 소자 자체로서 열화하여 화재가 발생될 위험이 있는데, 보통 점착 시트나 점착 테이프는 폴리머 소재 등으로 이루어져 열에 의해 변형되거나 열화되기 쉬워서, 고집적 소자에 난연 소재가 활용되고 있으나, 기본적인 점착 시트나 점착 테이프 내지는 방열 소재로서의 기능을 가지는 것과 동시에 난연성을 확보하기 어려운 문제가 있었는 바, 이를 위한 다양한 시도가 계속되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술로서, 방열 특성이 뛰어난 층을 내부에 위치시키고, 이의 양면에 점착 특성이 뛰어난 두 점착층을 적층시킨 다층구조의 방열 점착테이프를 도입하였다.
다만, 각 층은 물성이 상이한 조성의 층으로 구성되기 때문에, 외부의 열이나 온도, 습도 변화에 의해 각 층이 서로 분리되기 쉽고, 사용 중이나 장기간 사용 이후에도 변형되기 쉬운 문제가 있다.
더욱이, 열 발생량이 많은 전자기기에 사용되며, 직접 열이 발생되는 부분과 맞닿아 사용되는 방열 점착테이프의 경우에는 고열에서도 제품이 변형되지 않도록 내열성을 가지는 것이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 방열 특성과 점착 특성이 모두 우수한 다층구조의 방열 점착테이프의 제조방법에 관한 것으로서, UV 경화 방식에 의해 다층구조의 방열 점착테이프를 제조함으로써, 고열에서도 서로 다른 층이 상호 접합되어 있는 계면에서 층이 분리되거나, 변형되지 않으며 내화학성 또한 우수한 특성을 가진다.
구체적으로, 본 발명에 따른 다층구조형 방열 점착테이프는 하나 이상의 아크릴계 단량체를 제1광개시제와 혼합하고 UV를 조사하여 프리폴리머 시럽을 제조하는 프리폴리머 제조단계, 일정량의 상기 프리폴리머 시럽, 익스팬더블 그라파이트(Expandible Graphite), 무기 방열 필러 및 제2광개시제를 포함하는 코어층을 제조하는 코어층 제조단계, 일정량의 상기 프리폴리머 시럽, 비전도성 무기 방열 필러 및 제3광개시제를 포함하는 스킨층을 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 적층하는 스킨층 제조단계 및 상기 코어층과 스킨층이 적층된 다층구조체의 일 넓이면과 이의 대향면을 두께방향으로 압착하는 마무리단계를 포함하고, 상기 하나 이상의 아크릴계 단량체는 제1단량체를 포함하고, 상기 프리폴리머 시럽은 점도가 100 ~ 2,000 cps인 것으로 구성된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1광개시제는 제1단량체 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 5 중량부로 포함하고, 상기 제2광개시제 및 제3광개시제는 각각 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 3.0 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 하나 이상의 아크릴계 단량체는 제1단량체 및 제2단량체를 포함하고, 상기 제2단량체는 제1단량체 100 중량부를 기준으로 5 내지 30 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코어층은 광경화제와 분산제를 더 포함하고, 상기 광경화제는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 2.0 중량부로 포함하며, 상기 분산제는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 익스팬더블 그라파이트는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 1 내지 100 중량부로 포함되고, 상기 무기 방열 필러는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 100 내지 400 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 비전도성 무기 방열 필러는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 10 내지 200 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코어층은 100 내지 500 ㎛ (마이크로미터)의 두께를 가질 수 있고, 상기 다층구조형 방열 점착테이프는 총 두께가 200 내지 700 ㎛ (마이크로미터)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코어층 제조단계는 일정량의 상기 프리폴리머 시럽과 익스팬더블 그라파이트, 무기 방열 필러 및 제2광개시제를 포함하는 코어층혼합물을 두 장의 이형지 사이에 넣어 롤링하는 것일 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 스킨층 제조단계는 상기 코어층의 이형지를 제거하고, 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 일정량의 상기 프리폴리머 시럽과 비전도성 무기 방열 필러, 제3광개시제를 포함하는 스킨층혼합물을 도포하고 롤링하는 것이고, 상기 스킨층혼합물이 도포된 코어층에 UV를 조사하여 경화시키는 것일 수 있다.
한편, 상기 코어층 제조단계는 롤링된 상기 코어층혼합물에 UV를 조사하여 경화시키는 것을 더 포함하고, 상기 스킨층 제조단계는 일정량의 상기 프리폴리머 시럽과 비전도성 무기 방열 필러 및 제3광개시제를 포함하는 스킨층혼합물에 UV를 조사하여 경화시킨 두 장의 스킨층을 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 부착하는 것일 수 있다.
상세하게는, 상기 스킨층 제조단계는 상기 두 장의 스킨층을 부착하기 전에 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면을 코로나 처리하는 코로나 처리단계를 더 포함하는 것일 수 있고, 또는, 상기 스킨층 제조단계는 상기 두 장의 스킨층을 부착하기 전에 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 고용량의 전자기기에 사용하기 적합하고, 발열량이 많은 LED 패키징에 사용하기에 적합하도록, 방열 특성과 점착 특성이 우수한 효과를 가지는 다층구조형 방열 점착테이프를 제조할 수 있다.
특히, 서로 다른 조성을 가지는 둘 이상의 층을 상호 접합하는 경우, 외부의 열이나 화학물질 등에 의해 서로 다른 층의 계면에서 분리 또는 변형이 일어나기 쉬운 문제가 있으므로, 이를 해결함으로써 다층구조를 가지는 방열 점착테이프의 품질 유지 기간을 연장시키며 내구성이 향상된 효과를 가진다.
본 발명은 열 발생량이 큰 고집적 회로나 소자에 사용할 수 있는 방열 점착테이프의 제조방법으로서, 고열에도 방열 점착테이프가 열화되거나 변형되지 않아, 전자기기의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 다층구조형 방열 점착테이프를 나타낸 모식도이다;
도 2는 본 발명에 따른 다층구조형 방열 점착테이프 제조방법의 공정순서도이다;
도 3은 본 발명의 일 제조예를 나타낸 제조공정도이다;
도 4는 제조예에 따라 제조된 방열 점착테이프 시편을 부착하고 30 분이 경과한 후의 박리강도를 나타낸 그래프이다;
도 5는 제조예에 따라 제조된 방열 점착테이프 시편을 부착하고 24시간이 경과한 후의 박리강도를 나타낸 그래프이다.
이하에서, 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
본 발명은 열 방출량이 큰 고밀도의 회로나 소자에 이용하기에 적합한 방열 특성과 점착 특성이 모두 우수한 방열 점착테이프에 관한 것으로서, 방열 특성이 특히 우수한 코어층과 점착 특성이 뛰어난 스킨층을 적층한 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법에 관한 것이다.
상기와 같이 복수의 층을 적층하여 하나의 점착테이프로 구성하는 경우, 열 발생량이 많고, 고열에 장시간 노출될 가능성이 높은 환경에서 사용할 때에는, 서로 다른 조성의 층이 접합되어 있는 접합면이 서로 분리되거나, 다른 층이 서로 융합되어 방열 특성과 점착 특성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 다층구조를 가지는 방열 점착테이프의 우수한 점착 특성과 방열 특성을 유지하면서도 내구성, 내열성 및 내화학성이 우수한 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법은, 하나 이상의 아크릴계 단량체를 제1광개시제와 혼합하고 UV를 조사하여프리폴리머 시럽을 제조하는 프리폴리머 제조단계, 일정량의 상기 프리폴리머 시럽, 익스팬더블 그라파이트(Expandible Graphite), 무기 방열 필러 및 제2광개시제를 포함하는 코어층을 제조하는 코어층 제조단계, 일정량의 상기 프리폴리머 시럽, 비전도성 무기 방열 필러 및 제3광개시제를 포함하는 스킨층을 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 적층하는 스킨층 제조단계 및 상기 코어층과 스킨층이 적층된 다층구조체의 일 넓이면과 이의 대향면을 두께방향으로 압착하는 마무리단계를 포함하고, 상기 하나 이상의 아크릴계 단량체는 제1단량체를 포함하고, 상기 프리폴리머 시럽은 점도가 100 ~ 2,000 cps인 것으로 구성된다.
본 발명에서 프리폴리머 제조단계는 아크릴계 단량체를 1차 중합하는 과정으로, 아크릴계 단량체를 제1광개시제와 혼합하여 자외선을 조사함으로써 중합도가 낮은 수준으로 중합하여 비교적 폴리머 단위체를 제조하는 과정이다. 일반적으로, 중합이 완료된 폴리머의 분자량이 10,000 이상인 것을 의미하는 것과 대비하여, 프리폴리머는 상기 분자량보다 작은 단위체로 형성된 올리고머로 구성되어 있는 것을 의미한다.
프리폴리머는 성형을 쉽게 하기 위해 중합반응을 중도 단계에서 중지시킨 것을 의미하는데, 본 발명에서는 아크릴계 폴리머를 포함하는 코어층과 스킨층에 각각 필러를 첨가하기 때문에, 필러와의 혼합이 용이하고, 필러의 분산성을 좋게 하기 위해 프리폴리머 상태로 1차 중합한 후 이를 이용하여 각 층을 제조한다.
본 발명의 프리폴리머 분자량이나 중합도는 특별히 제한되지 않으나, 점도가 100 ~ 2,000 cps가 되도록 1차 중합한다. 상기 점도는 바람직하게는 300 ~ 1800 cps, 가장 바람직하게는 500~1600 cps가 되도록 중합하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 단량체는 광중합이 가능한 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용하는 것이 가능하고, 한 종류의 아크릴계 단량체를 중합하는 것도 가능하며, 두 종류 이상의 아크릴계 단량체를 공중합하는 것 또한 가능하다.
상기 아크릴계 단량체는, 예를 들어, 알킬아크릴레이트, 하이드록시아크릴레이트, 비닐아세테이트 및 아크릴산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것일 수 있고, 상세하게는, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-Ethylhexyl Acrylate), 2-하이드록시프로필아크릴레이트(2-Hydroxy Propyl Acrylate), 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-Hyderoxy Ethyl Acrylate), 이소옥틸아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 비닐아세테이트 및 아크릴산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것일 수 있다.
상기 알킬 아크릴레이트는 분지형, 사슬형의 알킬기만을 치환기로 포함하고, 하이드록시기나 카르복실기와 같은 다른 치환기는 포함하지 않은 아크릴레이트를 통칭한다.
상기 하이드록시 아크릴레이트는 하이드록시기를 포함하는 아크릴레이트를 통칭하는 의미로 사용되었는 바, 하이드록시기를 포함하는 아크릴레이트로서 추가 다른 치환기를 갖는 것을 통칭한다.
상기 하나 이상의 아크릴계 단량체는 제1단량체를 포함하며, 바람직하게는 제1단량체 및 제2단량체를 포함할 수 있다.
제1단량체 및 제2단량체를 포함하는 경우, 제2단량체는 제1단량체 100 중량부를 기준으로 5 내지 30 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 제1광개시제는 해당기술분야에서 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다.
광개시제는 자외선 광원으로부터 에너지를 흡수하여 중합반응을 개시시키는 물질을 의미하며, 벤조페논계(Benzophenone), 티오젠톤계(Thioxantone), 하이드록시 케톤계(Hydroxy ketone), 아미노 케톤계(Amino ketone), 페닐글리옥실레이트계(Phenyl glyoxylate) 또는 아실포스핀옥사이드계(Acyl phosphine oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서는, 하이드록시 케톤계 광개시제를 사용할 수 있고, 상세하게는, 하이드록시시클로헥실 페닐 케톤(Hydroxycyclohexyl phenyl ketone)을 사용할 수 있다.
본 발명은 UV 경화 방식을 이용한 다층구조형 방열 점착테이프를 제조하는 방법으로서, 프리폴리머 제조단계와 코어층 제조단계, 스킨층 제조단계에서 UV를 조사하여 폴리머를 중합하거나, 각 층을 경화시킨다. UV 파장은 특별히 제한되지 않고, 해당기술분야에서 일반적으로 사용되는 방법이면 무방하다.
상기 프리폴리머 제조단계에서 얻어진 프리폴리머 시럽은 코어층과 스킨층을 제조하기 위해 사용되며, 일정량의 상기 프리폴리머 시럽은 익스팬더블 그라파이트(Expandible Graphite), 무기 방열 필러 및 제2광개시제를 혼합한 코어층혼합물을 구성하고 이를 경화시킴으로써 코어층을 제조한다.
시럽 형태의 프리폴러머에 익스팬더블 그라파이트(Expandible Graphite), 무기 방열 필러와 같은 고형물 및 제2광개시제를 혼합한 코어층혼합물에 UV를 조사함으로써 코어층을 제조한다. 후술할 바와 같이, UV를 조사하여 코어층을 최종 제품 수준으로 경화할 수도 있고, 반경화 상태로 경화시킨 후 스킨층 제조단계에서 스킨층혼합물을 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 도포한 후에 UV를 조사함으로써 추가 경화시킬 수 있다.
상기 익스팬더블 그라파이트는 평균입경이 10 내지 100 ㎛(마이크로미터)인 것을 사용할 수 있고, 제1단량체를 기준으로 0.1 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
상기 크기보다 작은 입자크기를 갖는 경우, 코어층 제조단계에서 UV를 조사하여 코어층혼합물을 경화시킬 때, 광경화효율이 떨어져 코어층이 테이프 내지 시트로 활용할 수 있는 수준의 강도를 갖지 못하는 문제점이 있다. 익스팬더블 그라파이트는 UV를 차단하는 효과를 가지기 때문에, 아크릴 수지를 이용한 UV 경화율이 상대적으로 감소하여, UV를 조사하여 시트를 경화시키는 것이 불가하거나 어려운 문제점이 있다. 상기 크기보다 큰 입자크기를 갖는 경우, 코어층 내에서 익스팬더블 그라파이트의 분산성이 떨어져 방열 특성이 저감되는 문제가 있다.
상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 익스팬더블 그라파이트에 의한 열전도도가 떨어짐에 따라 방열 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 함량보다 과량으로 첨가하는 경우에는, 시트를 제조하기 위한 광경화효율의 저하로 시트를 제조하기 어렵고, 시트를 제조한 경우에도 완성된 시트의 내구성이 떨어져 시트가 파괴되는 문제가 있다.
코어층에 포함되는 상기 무기 방열 필러는 해당기술분야에서 방열 필러로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다. 예를 들면, 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 질화 붕소(BN), 산화 베릴륨(BeO), 페라이트(Fe2O3), 실리콘 산화물(SiO2), 탄화 규소(SiC), 탄소 나노 튜브(Carbon nano tube, CNT), 카본블랙(Carbon Black) 및 흑연으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것일 수 있고, 더욱 상세하게는 알루미늄계 필러, 즉, 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것일 수 있다.
상기 무기 방열 필러는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 100 내지 400 중량부로 포함할 수 있고, 바람직하게는, 120 내지 350 중량부, 가장 바람직하게는 150 내지 300 중량부로 포함할 수 있다.
상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우, 익스팬더블 그라파이트만을 첨가하는 경우와 대비하여 무기 방열 필러를 첨가하는 효과가 크지 않고, 상기 함량보다 과량으로 첨가하는 경우에는, 필러의 함량이 과다하여 코어층을 제조하는 것이 어렵고 필러의 분산성이 크게 떨어지는 문제가 있다.
상기 무기 방열 필러는 0.5 내지 100 ㎛(마이크로미터)의 입자크기를 갖는 것일 수 있으며, 바람직하게는 상기 입자크기를 갖는 무기 방열 필러를 서로 다른 크기의 다양한 입자 크기와 형태를 갖는 무기 방열 필러로 구성하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 10 ㎛(마이크로미터)의 크기를 갖는 무기 방열 필러와 50 ㎛(마이크로미터)의 크기를 갖는 무기 방열 필러를 동일한 중량비율로 포함하도록 구성하는 것이 10 ㎛(마이크로미터)의 크기의 방열 필러만으로 구성하는 경우나 50 ㎛(마이크로미터)의 크기의 무기 방열 필러만으로 구성하는 경우에 비해 방열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 서로 다른 입자 크기의 무기 방열 필러를 포함함으로써, 코어층 내에 방열 필러들 사이로 열이 전달되는 무기 방열 필러 간의 열전달 경로가 보다 높은 밀도로 촘촘하게 형성될 수 있기 때문에 발열부위로부터 열을 빠르게 방열판으로 전달할 수 있게 된다.
상기 입자 크기보다 작은 크기를 사용하는 경우, 필러의 분산성이 떨어지므로, 방열 특성이 방열 점착테이프 전체에서 균일하게 나타나지 않아, 방열 점착테이프의 품질이 고르지 못한 문제가 있고, 상기 입자크기보다 큰 크기를 사용하는 경우에는 코어층 표면으로 필러가 돌출되는 문제가 있고, 코어층의 유연성이 떨어짐에 따라 방열 점착테이프로 구성하기 어려운 문제점이 있다.
코어층에 포함되는 제2광개시제는 프리폴리머의 추가 중합반응을 일으켜 폴리머의 중합도를 높이기 위한 것으로, 프리폴리머의 점도가 점차 증가하면서 코어층혼합물이 경화되어 코어층으로 제조된다.
상기 제2광개시제는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 3.0 중량부로 포함할 수 있다. 제2광개시제는 앞서 설명한 제1광개시제의 기술구성을 참조하는 것이 가능하다. 다만, 프리폴리머 제조단계에서 제1광개시제의 종류, 첨가량에 구애되지 않고 독립적으로 구성하는 것이 가능하다.
상기 코어층 제조단계에서 코어층은 광경화제 및 분산제를 더 포함할 수 있다. 광경화제는 UV에 의해 프리폴리머나 폴리머의 가교(Crosslink) 반응을 일으켜 코어층혼합물을 경화시키는 물질로서, 해당기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다. 코어층혼합물은 제2광개시제에 의해 폴리머의 중합도가 증가하는 한편, 광경화제에 의해 폴리머 단위체 간의 가교반응을 통해 경화반응을 가속화시킨다.
상기 광경화제는, 예를 들어, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 등을 사용할 수 있고, 상기 광경화제는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 2.0 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 0.08 내지 1.8 중량부, 가장 바람직하게는, 0.1 내지 1.5 중량부로 포함할 수 있다.
상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 코어층이 과도하게 경화되어 유연성이 떨어지는 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 점착테이프를 구성할 만큼의 강도를 갖지 못하여 방열 점착테이프를 제조할 수 없는 문제가 있다.
한편, 상기 분산제는 코어층 내에 다량의 필러가 충전됨에 따라, 필러의 분산성을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. 상기 분산제는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 10 중량부로 포함할 것일 수 있고, 바람직하게는 0.15 내지 3 중량부, 가장 바람직하게는 0.2 내지 1 중량부로 포함할 수 있다.
상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는 필러의 분산성에 미치는 영향이 크지 않아 첨가하지 않는 경우와 큰 차이가 없는 문제가 있고, 과량으로 첨가되는 경우에는 부반응에 의하여 코어층의 물성이 저감되는 문제가 있다.
상기 분산제는 구체적으로, 실레인계 분산제, 실록세인계 분산제 및 암모늄계 분산제 중에서 선택된 하나 이상의 것일 수 있고, 바람직하게는 실레인계 분산제와 실록세인계 분산제의 혼합물 또는 실레인계 분산제와 암모늄계 분산제의 혼합물로 구성될 수 있다.
상세하게는, 실레인계 분산제는 γ-글리시옥시프로필트리메톡시실란(γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)이고, 상기 실록세인계 분산제는 알콕시실록세인(Alkoxysiloxane)이며, 상기 암모늄계 분산제는 알킬올암모늄염(Alkylol Ammonium salt)일 수 있다.
상기 코어층 제조단계는 일정량의 상기 프리폴리머 시럽과 익스팬더블 그라파이트 및 무기 방열 필러를 포함하는 코어층혼합물을 두 장의 이형지 사이에 넣어 롤링하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 스킨층 제조단계는 일정량의 상기 프리폴리머 시럽, 비전도성 무기 방열 필러 및 제3광개시제를 포함하는 스킨층을 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 적층하는 단계이다.
프리폴리머 제조단계에서 제조된 일정량의 상기 프리폴리머 시럽을 비전도성 무기 방열 필러 및 제3광개시제를 혼합한 스킨층혼합물에 UV를 조사함으로써 스킨층을 제조한다.
구체적으로, 코어층 제조단계에서 제조된 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에서 이형지를 제거하고 이형지가 제거된 면에스킨층을 형성함으로써, 다층구조의 방열 점착테이프를 조립할 수 있다.
후술할 바와 같이, 코어층 제조단계에서 코어층을 최종 제품의 코어층과 같은 수준으로 경화시킨 후, 별도로 스킨층을 경화시켜 이를 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 부착함으로써 조립할 수 있고, 경화된 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 스킨층혼합물을 도포한 상태에서 UV를 조사하여 경화시킬 수도 있다. 또는, 코어층을 반경화시킨 상태에서 스킨층을 경화시켜 접합하거나, 반경화상태의 코어층 일 넓이면과 이의 대향면에 스킨층혼합물을 도포한 후 경화시킬 수도 있다.
이와 같이 스킨층은 직접적으로 점착 기능을 수행해야 하므로 점착성이 우수하도록 구성하되, 전류가 흐르는 소자에 직접 접촉하는 부분이므로 전기전도성을 갖지 않도록 비전도성 무기 방열 필러를 포함한다.
예를 들면, 수산화 알루미늄(Al(OH)3), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 질화 붕소(BN), 탄화 규소(SiC)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 것으로 구성된다. 바람직하게는, 질화붕소(BN)와 알루미늄계 필러를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 스킨층에 질화붕소 필러를 첨가하는 경우, 다른 무기 방열 필러를 첨가하는 경우와 대비하여, 무기 방열 필러의 함량 대비 높은 열전도도를 가지는 장점이 있다.
구체적으로, 상기 비전도성 무기 방열 필러는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 10 내지 200 중량부로 포함되는 것일 수 있고, 바람직하게는 20 내지 150 중량부, 가장 바람직하게는 30 내지 100 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 방열 점착테이프 전체에서 방열 특성이 다소 떨어지는 문제가 있고, 상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는 스킨층의 점착력이 감소하며, 프리폴리머 시럽과 비전도성 무기 방열 필러를 혼합하는 과정에서 필러를 분산시키기 어려워서 스킨층 자체를 제조하기 어려운 문제가 있다.
상기 비전도성 무기 방열 필러는 0.1 ~ 20 ㎛(마이크로미터)의 입자 크기를 갖는 것일 수 있다. 상기 크기보다 큰 경우에는, 스킨층의 점착력이 떨어지는 문제가 있고, 상기 크기보다 작은 경우에는 분산성이 떨어져 스킨층의 물성이 저하되는 문제가 있다.
한편, 스킨층 제조단계에서 첨가되는 제3광개시제는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 3.0 중량부로 포함할 수 있다. 제3광개시제는 앞서 설명한 제1광개시제의 기술구성을 참조하는 것이 가능하다. 다만, 제1광개시제와 제2광개시제의 종류, 첨가량에 구애되지 않고 독립적으로 구성하는 것이 가능하다.
마찬가지로, 스킨층 제조단계에서 스킨층 또한 광경화제와 분산제를 더 포함할 수 있고, 코어층에 첨가되는 광경화제와 분산제에 관한 기술 구성을 참고할 수 있다. 스킨층에 첨가되는 광경화제와 분산제 또한, 코어층에 첨가되는 광경화제와 분산제의 종류, 첨가량에 구애되지 않고 독립적으로 구성하는 것이 가능하다.
본 발명에 있어서 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법은 코어층과 스킨층의 UV 경화방법에 따라 다음과 같이 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 코어층의 이형지를 제거하고, 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 일정량의 상기 프리폴리머 시럽과 비전도성 무기 방열 필러, 제3광개시제를 포함하는 스킨층혼합물을 도포하고 롤링하는 것이고, 상기 스킨층혼합물이 도포된 코어층에 UV를 조사하여 경화시키는 방법일 수 있다.
이 때, 코어층은 스킨층혼합물을 도포하기 전에 최종 제품 수준으로 경화된 상태일 수도 있고, 반경화 상태일 수도 있다. 구체적으로, 최종 제품 수준으로 경화하기 위해 필요한 경화시간의 40 내지 70%에 해당되는 시간 동안 경화시키는 것을 의미하며, 경화시간을 제외한 UV 조사 조건 등과 같은 다른 조건은 모두 동일한 조건에서 수행한다.
바람직하게는, 코어층은 반경화 상태인 것이 바람직하고, 반경화 상태에서 스킨층 제조단계를 수행하는 경우, 코어층과 스킨층의 계면이 분리되지 않고 내열성과 내구성이 우수한 다층구조형 방열 점착테이프를 제조하는 것이 가능하다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 코어층 제조단계에서 두 장의 이형지 사이에 넣어 롤링된 코어층혼합물에 UV를 조사하여 경화시킨 후, 상기 스킨층 제조단계에서 일정량의 상기 프리폴리머 시럽과 비전도성 무기 방열 필러를 포함하는 스킨층혼합물에 UV를 조사하여 경화시킨 두 장의 스킨층을 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 부착하는 방법일 수 있다.
상기 스킨층 제조단계는 상기 두 장의 스킨층을 부착하기 전에 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면을 코로나 처리하는 코로나 처리단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 코로나처리단계는 코어층과 스킨층의 접합력을 향상시기 위한 것으로, 표면에너지를 향상시켜 반응성이 우수한 상태로 표면을 처리한 후, 여기에 점착 특성을 가지는 스킨층을 접합함으로써 접합력이 향상된 효과를 가진다. 상기 코로나처리단계는 해당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 방법이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다.
상기 스킨층 제조단계는 상기 두 장의 스킨층을 부착하기 전에 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계를 더 포함할 수 있다. 상기 프라이머 도포단계는 코어층과 스킨층의 접합력을 향상시키기 위한 물질을 도포하는 단계로서, 해당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다.
상기 스킨층혼합물이나 프라이머 도포단계는 도포방법이 특별히 제한되지 않고 어떠한 방법이든 가능하다. 따라서, 바 코팅, 다이 코팅, 콤마 코팅, 롤투롤 코팅, 나이프 코팅, 슬롯 다이 코팅, 그라비아 코팅법 등의 도포방법을 선택적으로 이용할 수 있다.
상기 스킨층 제조단계를 거친 후, 상기 코어층과 스킨층이 적층된 다층구조체의 일 넓이면과 이의 대향면을 두께방향으로 압착하는 마무리단계를 거침으로써, 다층구조형 방열 점착테이프를 완성한다. 상기 압착방법은 어떠한 방법이든 무방하나, 롤러를 이용하여 압착하는 것이, 서로 다른 층을 보다 밀착시키면서도 층의 계면에 삽입된 기포를 제거할 수 있어 바람직하다.
한편, 본 발명에 따라 제조된 다층구조형 방열 점착테이프는 상기 코어층은 100 내지 500 ㎛ (마이크로미터)의 두께를 가지며, 상기 다층구조형 방열 점착테이프는 총 두께가 200 내지 700 ㎛ (마이크로미터)의 두께를 가지는 것일 수 있다. 상기 다층구조형 방열 점착테이프에 있어서, 두 장의 스킨층 두께는 동일하거나 상이할 수 있다.
이하, 도면에 기초하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 다층구조형 방열 점착테이프의 구성을 나타낸 모식도이다.
도 1을 참조하면, 방열 특성이 우수한 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 점착 특성이 우수한 두 스킨층이 적층되어 있는 다층구조형 방열 점착테이프가 도시되어 있다. 이와 같이 서로 다른 조성의 층을 접합하는 경우, 계면에서 접합력이 떨어져 각 층이 분리되기 쉬운 문제가 있다.
도 2는 본 발명에 따른 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법의 공정순서도이다.
도 2를 참조하면, 아크릴계 단량체를 광개시제와 혼합한 후 UV를 조사함으로써 프리폴리머 시럽을 제조하고, 일정량의 프리폴리머 시럽을 취하여 코어층혼합물을 제조하고, UV를 조사하여 코어층을 제조한다. 일정량의 프리폴리머 시럽을 취하여 스킨층혼합물을 제조한 후, 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 스킨층을 적층시킨다.
최종 마무리 단계는, 스킨층-코어층-스킨층으로 구성된 다층구조형 방열 점착테이프의 일 넓이면과 이의 대향면을 두께방향으로 압착하여 계면 간의 접합력을 보다 향상시킨 후, 제조된 점착테이프를 권취하여 최종 제품으로 완성하는 단계이다.
도 3은 본 발명의 일 제조예를 나타낸 제조공정도이다.
도 3을 참조하면, 코어층혼합물을 이형지 사이에 두고 롤링하며, UV존 1에서 UV를 조사하여 코어층을 반경화시킨다. 필요에 따라서는 UV존 2를 더 구비하여, 코어층을 추가 경화시킨 후에 스킨층을 제조한다. 이후 스킨층혼합물을 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 도포함과 동시에 UV존 3에서 스킨층을 경화시켜 다층구조형 방열 점착테이프를 제조하고, 여기에 이형지를 합지하여 최종제품을 완성한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.
제조예 1
표 1에는 코어층에 포함되는 구성성분의 조성을 나타냈고, 표 2에는 스킨층에 포함되는 구성성분의 조성을 나타냈다.
먼저, 아크릴계 단량체와 제1광개시제인 하이드록시시클로헥실 페닐 케톤을 혼합하여 UV를 조사함으로써 점도 600 cps인 프리폴리머 시럽을 제조하였다.
얻어진 프리폴리머 시럽 일부를 취하여, 익스팬더블 그라파이트, 무기 방열 필러, 제2광개시제인 하이드록시시클로헥실 페닐 케톤, 광경화제인 HDDA 및 분산제를 혼합하여 코어층혼합물을 제조하였다. 두 장의 이형지 사이에 코어층혼합물을 넣고 롤링한 후, UV를 2 분간 조사하여 반경화시켜 코어층을 제조하였다.
추가로 프리폴리머 시럽 일부를 별도로 취하여, 비전도성 무기 방열 필러 및 제3광개시제를 혼합한 스킨층혼합물을 제조하였다. 제조된 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에서 이형지를 제거하면서 이와 동시에 이형지 제거 부분에 스킨층혼합물을 도포하고 UV를 조사하였다.
스킨층과 코어층이 적층된 다층구조체의 일 넓이면과 이의 대향면을 두께방향으로 힘을 가하여 롤링함으로써 최종 방열 점착테이프를 완성하였다.
구 분 함량(중량부)
Monomer 2-EHA 100.0
HPA 14.0
제1광개시제 PI-184 0.1
제2광개시제 0.5
광경화제 HDDA 0.1
Expandable-Graphite 9.0 um -
12.0 um -
20.0 um -
80.0 um 15.0
Al2O3 20.0-50.0 um 120.0
Al(OH)3 1.0-20.0 um 90.0
BN 1.0-5.0 um 10.0
분산제 DOW 6040(실레인계 분산제) 0.3
DOW 11-100(실록세인계 분산제)
BYK 180(암모늄계 분산제)
구 분 함량(중량부)
Monomer 2-EHA 100.0
HPA 14.0
제3광개시제 PI-184 0.6
광경화제 HDDA 0.1
Al(OH)3 1.0-10.0 um 30.0
BN 1.0-5.0 um 10.0
제조예 2
상기 제조예 1에서 두 장의 이형지 사이에 코어층혼합물을 넣고 롤링한 후, UV를 5 분간 조사하여 경화시켜 코어층을 제조하고, 스킨층혼합물에 UV를 조사하여 경화시킨 두 장의 스킨층을 코어층의 양쪽 표면에 부착한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 다층구조형 방열 점착테이프를 제조하였다.
제조예 3
상기 제조예 2에서 두 장의 스킨층을 코어층의 양쪽 표면에 부착하기 전, 코어층의 양쪽 표면에 코로나 처리한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 다층구조형 방열 점착테이프를 제조하였다.
이때 코로나 처리의 방법으로는 5.0 kV의 인가전압을 코어층과 스킨층에 동시에 가하여 라미네이션 (합지)을 진행하는 방식을 진행하였다.
제조예 4
상기 제조예 2에서 두 장의 스킨층을 코어층의 양쪽 표면에 부착하기 전, 코어층의 양쪽 표면에 프라이머(상온 경화형 type의 1액형 아크릴계 프라이머) 도포한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 다층구조형 방열 점착테이프를 제조하였다.
내화학성 테스트
상기 제조예에 따라 제조된 방열 점착테이프 시편을 준비하여 유기 용매인 톨루엔에 3 분간 침지시켜 내화학성 테스트를 수행하고, 이를 사진 촬영한 결과를 다음 표 3에 나타냈다.
구 분 제조예 1 제조예 2
실험
결과
Figure 112019017194691-pat00001
Figure 112019017194691-pat00002
비고 층간 분리현상 없음
시트 팽창율 10% 이하		 코어층과 스킨층의 분리 발생
코어층 팽창율 12% 이하
스킨층 팽창율 105% 이상
구 분 제조예 3 제조예 4
실험
결과
Figure 112019017194691-pat00003
Figure 112019017194691-pat00004
비고 코어층과 스킨층의 분리 발생
코어층 팽창율 12% 이하
스킨층 팽창율 105% 이상		 코어층과 스킨층의 완전 분리 발생
코어층 팽창율 15% 이하
스킨층 팽창율 105% 이상
상기 표 3을 참조하면, 제조예 2 및 3에 따라 제조된 방열 점착테이프의 경우, 코어층과 스킨층이 서로 분리되는 문제가 발생되었다. 마찬가지로 제조예 4에 따라 제조된 방열 점착테이프의 경우에도 코어층과 스킨층이 서로 분리되는 문제가 발생되었다.
상기 제조예 2 내지 4의 경우, 코어층과 스킨층을 각각 제조한 후에 접지시키는 방식으로 제조된 것으로서, 상이한 조성을 가지는 코어층과 스킨층이 톨루엔에 침지된 상태에서 팽창률이 크게 차이남에 따라, 상호 부착되어 있는 계면에서의 분리가 나타났다.
한편, 제조예 1에 따라 제조된 방열 점착테이프는 반경화된 코어층에 스킨층혼합물을 도포한 후에 UV를 조사하는 방식인, 소위 세미큐어링 방식에 따라 제조됨으로써, 계면에서 코어층과 스킨층의 접착력이 특히 우수한 것으로 확인되었다.
내열성 테스트
상기 제조예에 따라 제조된 방열 점착테이프 시편을 25 mm x 25 mm 크기로 준비하고, 이를 SUS 304(오스테나이트계 스테인리스강) 표면에 고무 롤러를 이용하여 부착한 뒤, 80 ℃ 분위기 오븐에서 고온 유지력 시험을 진행하여 그 결과를 하기 표 4에 나타냈다.
실험조건 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4
80℃, 2.2 psi 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
80℃, 4.2 psi 이상없음 이상없음 이상없음 코어층과 스킨층 분리발생
점착력 테스트
상기 제조예에 따라 제조된 방열 점착테이프 시편을 각각 2개씩 준비하여, SUS 304(오스테나이트계 스테인리스강) 표면에 부착한 뒤, 30분 경과 후와 24시간 경과 후에 방열 점착테이프의 박리강도를 측정하여, 도 4 및 도 5에 도시하였다.
도 4는 제조예에 따라 제조된 방열 점착테이프 시편을 부착하고 30 분이 경과한 후의 박리강도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 제조예에 따라 제조된 방열 점착테이프 시편을 부착하고 24시간이 경과한 후의 박리강도를 나타낸 그래프이다.
도 4 및 5를 참조하면, 시편을 부착한 후의 초기 박리강도는 제조예 1 내지 4에 따라 제조된 모든 시편에서 비슷한 수준으로 확인되었으나, 24시간 경과 후에는 제조예 1에 따라 제조된 시편이 가장 우수한 박리강도를 가지는 것으로 확인되었다.
초기 30분 경과 후에는 피부착면에 방열 점착테이프가 충분히 부착되지 않아 24시간 경과 후보다는 박리강도가 낮게 측정되었으나, 시간이 경과하여 방열 점착테이프가 피부착면에 완전히 부착된 이후에는 박리강도가 크게 증가하였다.
특히, 제조예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 30분 경과 후의 박리강도보다 24시간 경과 후의 박리강도가 약 2 배에 가깝게 증가되어, 제조예 2 내지 4에 따라 제조된 시편들에 비해 박리강도가 특히 뛰어남을 확인하였다.

Claims (12)

  1. 하나 이상의 아크릴계 단량체를 제1광개시제와 혼합하고 UV를 조사하여프리폴리머 시럽을 제조하는 프리폴리머 제조단계;
    상기 프리폴리머 시럽, 익스팬더블 그라파이트(Expandible Graphite), 무기 방열 필러 및 제2광개시제를 포함하는 코어층혼합물을 두 장의 이형지 사이에 넣어 롤링하고, 롤링된 상기 코어층혼합물에 UV를 조사하여 반경화된 코어층을 제조하는 코어층 제조단계;
    상기 코어층의 이형지를 제거하고, 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 상기 프리폴리머 시럽, 비전도성 무기 방열 필러 및 제3광개시제를 포함하는 스킨층혼합물을 도포하고 롤링한 뒤, 상기 스킨층혼합물이 도포된 코어층에 UV를 조사하여 경화함으로써, 스킨층을 상기 코어층의 일 넓이면과 이의 대향면에 적층하는 스킨층 제조단계; 및
    상기 코어층과 스킨층이 적층된 다층구조체의 일 넓이면과 이의 대향면을 두께방향으로 압착하는 마무리단계; 를 포함하고,
    상기 하나 이상의 아크릴계 단량체는 제1단량체 및 제2단량체를 포함하되, 상기 제2단량체는 제1단량체 100 중량부를 기준으로 14 내지 30 중량부로 포함되며,
    상기 프리폴리머 시럽은 점도가 100 ~ 600 cps인 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1광개시제는 제1단량체 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 5 중량부로 포함하고,
    상기 제2광개시제 및 제3광개시제는 각각 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 3.0 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코어층은 광경화제와 분산제를 더 포함하고,
    상기 광경화제는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 2.0 중량부로 포함하며,
    상기 분산제는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 익스팬더블 그라파이트는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 1 내지 100 중량부로 포함되고,
    상기 무기 방열 필러는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 100 내지 400 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비전도성 무기 방열 필러는 프리폴리머 시럽 100 중량부를 기준으로 10 내지 200 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코어층은 100 내지 500 ㎛ (마이크로미터)의 두께를 가지며,
    상기 다층구조형 방열 점착테이프는 총 두께가 200 내지 700 ㎛ (마이크로미터)인 것을 특징으로 하는 다층구조형 방열 점착테이프의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100473209B1 (ko) * 2002-06-04 2005-03-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 고온 탈착 테이프
WO2005021670A2 (de) * 2003-08-22 2005-03-10 Tesa Ag Zumindest zweischichtige klebstofffolie
KR100700346B1 (ko) * 2005-08-05 2007-03-29 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 기능성을 갖는 방열 점착테이프
KR20160043253A (ko) * 2014-10-13 2016-04-21 삼성전자주식회사 초박막 방열 테이프

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011068721A (ja) 2009-09-24 2011-04-07 Nippon Zeon Co Ltd 熱伝導性感圧接着性積層シート、及び電子部品

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