KR102326677B1 - 방열 패드용 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 방열 패드 - Google Patents
방열 패드용 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 방열 패드 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 방열 패드용 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 방열 패드에 관한 것이다.
Description
본 발명은 방열 패드용 조성물 및 이를 경화물을 포함하는 방열 패드에 관한 것이다.
최근 자동차, 전기·전자 분야 등에서 사용되고 있는 전자 기기가 고성능화 및 소형화 대면서 내부에 장착된 전자 부품은 대용량화 및 고집적화가 진행되고 있다. 전자 부품이 고집적화 될수록 기기의 사용시 더욱 많은 열이 발생하는데, 발생한 열은 주변 부품의 오작동, 기판 열화 등을 이르켜 제품의 기능을 저하시키는 원인이 된다. 이에, 제품 내부에서 발생한 열을 제어하기 위한 시스템이 필요하다.
전자 제품 등의 열을 외부로 방출하기 위해서 히트싱크나 방열팬을 설치하는 방법이 사용하기도 한다. 그러나, 히트싱크는 전자제품에서 발생하는 열량보다 히트싱크에서 방출하는 열량이 작아 방열 효율이 매우 낮으며, 방열팬은 소음과 진동을 발생하므로 노트북 컴퓨터, 휴대용 이동단말기 등과 같은 경량화와 슬림화가 요구되고 있는 제품에 적용이 어렵다는 단점이 있다.
이에, 경량화와 슬림화가 요구되는 전자 제품 등에는 시트 형태의 방열 패드를 사용하는 것이 일반적이다.
상기 방열 패드로 실록산을 포함하는 실리콘계 방열 패드를 사용하기도 한다. 그런데, 실리콘계 방열 패드는 압축 및 가열 상태에서 저분자의 오일이 방열 패드 외부로 흘러나올 수 있다. 이러한 현상을 오일 블리딩(Oil bleeding) 현상이라고 한다.
실리콘계 방열 패드를 전자제품의 내부에 적용하면, 방열 패드에서 흘러나온 오일이 전자제품의 부품에 영향을 미쳐 접지의 불량 또는 먼지 등의 흡착을 일으켜 화재를 일으킬 수 있다.
방열 패드에 포함되는 실리콘을 포함하는 화합물에 추가적인 열처리를 통해 저분자 오일을 최소화하여 방열 패드의 오일 블리딩 현상을 줄일 수 있으나, 공정이 복잡하고, 비용이 증가한다는 문제가 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 (A) 점도가 900cps 내지 1,100cps인 제1 폴리디메틸실록산; (B) 점도가 18,000cps 내지 22,000cps인 제2 폴리디메틸실록산; (C) 경화제; (D) 필러; (E) 경화지연제; 및 (F) 백금계 촉매를 포함하는 방열 패드용 조성물로서, 상기 제1 폴리디메틸실록산과 제2 폴리디메틸실록산의 중량비는 87:13 내지 73:27인 것인 방열 패드용 조성물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 전술한 방열 패드용 조성물의 경화물을 포함하는 방열 패드를 제공한다.
본 발명은 실리콘을 포함하는 화합물 2종을 혼합함으로써 추가적인 처리를 하지 않더라도 오일 블리딩 현상이 개선된 실리콘 방열 패드를 형성할 수 있는 방열 패드용 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 방열 패드용 조성물은 점도가 적절하여 공정성(작업성)이 우수하다.
이하, 본 출원의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 출원의 실시 형태는 이하의 설명과 다르게 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 이하의 설명에 한정되는 것은 아니다. 본 출원의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가지는 자에게 본 출원을 상세하게 설명하기 위해서 제공된다.
본 명세서에서 언급되는 물성 중, 온도가 그 물성에 영향을 주는 경우, 상기 물성은 특별히 달리 언급하지 않는 한, 상온에서 측정된 물성일 수 있다. 상기에서 상온이란 예를 들어, 15℃ 내지 35℃ 중 어느 하나의 온도, 또는 20℃ 내지 30℃ 중 어느 하나의 온도, 바람직하게는 20℃ 내지 25℃ 중 어느 하나의 온도일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 화합물의 점도는 25℃에서 회전식 점도계(Brookfield viscometer, Brookfield사)로 측정(DV-Ⅱ pro viscometer)할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 점도는 25℃에서의 점도를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 중량 평균 분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatography) 등을 사용하여 측정한 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 특별히 달리 규정하지 않는 한, '분자량'은 중량 평균 분자량을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 화합물 간 중량을 비교할 때 이는 화합물의 고형분의 중량비를 비교한 것이다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 폴리디메틸실록산; 제2 폴리디메틸실록산; 경화제; 필러; 백금계 촉매; 및 경화지연제를 포함하는 방열 패드용 조성물을 제공한다.
본 발명의 방열 패드용 조성물으로 형성한 방열 패드는 일 실시상태에 있어서, 발열체와 냉각체의 사이에 구비되어 발열체에서 냉각체로 열을 방출할 수 있다. 상기 발열체는 냉각체에 비하여 상대적으로 온도가 높은 물체를 의미하며, 상기 냉각체는 발열체에 비하여 상대적으로 온도가 낮은 물체를 의미한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 발열체는 열을 발생하는 기기일 수 있고, 냉각체는 열을 외부로 방출할 수 있는 기기일 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명의 방열 패드는 자동차 배터리 팩 내부의 전지 모듈과 냉각판 사이에 위치하여 전지 모듈의 열을 냉각판으로 전달하기 위하여 사용될 수 있다.
공기의 열전도율은 0.024W/mK로 낮으므로, 상기 발열체와 상기 냉각체의 사이에 방열 패드를 사용하지 않는 경우, 계면의 공극으로 인하여 열 이동이 원활하지 않다. 발열체와 냉각체 사이에 방열 패드를 끼워 넣음으로써 계면의 공극을 매워 열 이동이 원활하게 일어나도록 할 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 방열 패드의 수직열전도율은 2W/mK 내지 4W/mK; 2.3W/mK 내지 3.7W/mK; 2.5W/mK 내지 3.5W/mK; 바람직하게는 2.7W/mK 내지 3.3W/mK이다. 본 명세서에 있어서, 방열 패드의 수직열전도율이라 함은 방열 패드의 층상면과 평행한 면에 수직인 방향으로의 열전도율을 의미한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 열전도율은 열전도도 장비(TIM-1300, Ananlysis tech사)를 사용하여 ASTM D5470 규격에 따라 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 방열 패드를 원형 타공기를 이용하여 직경 3.3mm의 원형으로 타공하여 측정 시료를 준비하고, 상기 시료를 열전도도 장비의 샘플 마운트에 고정한 후, 40psi(=0.276MPa)의 압력 하에 하부 20℃, 상부 80℃의 온도에서의 열이동에 따른 열저항을 측정하여 열전도도를 산정할 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 방열 패드는 일정 압력으로 눌려진 형태로 발열체와 냉각체 사이에 배치된다. 발열체의 온도가 상승하면 방열 패드 내의 저분자 오일이 방열 패드의 외부로 흘러나올 수 있다. 상기 저분자 오일은 방열 패드의 경도 등의 물성에 영향을 미칠 수 있고, 타 전자기기의 접지 불량을 일으키거나, 저분자 오일에 피착된 먼지로 인하여 화재를 불러일으킬 수 있다.
본 출원인은 서로 점도가 상이한 제1 폴리디메틸실록산 및 제2 폴리디메틸실록산의 비율을 조절함으로써 방열 패드의 오일 블리딩 현상을 개선하면서도, 제1 폴리디메틸실록산과 제2 폴리디메틸실록산의 분자량을 조절함으로써 공정성이 우수한 방열 패드용 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 방열 패드 표면에서 흘러나오는 저분자 오일이 적어 상기 과제를 해결할 수 있다. 또한 본 발명의 방열 패드는 실리콘계 방열 패드로서 실리콘은 내열 및 내한성과 같은 내후성이 우수하므로, 외부에 방치되는 자동차의 장치에 사용하기에 특히 적합하다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
일 실시상태에 있어서, 본 발명의 방열 패드용 조성물은 실리콘계 방열 패드용 조성물이다. 일 실시상태에 있어서, 본 발명의 방열 패드는 실리콘계 방열 패드이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 폴리디메틸실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서, a1은 1 이상의 정수이다.
일 실시상태에 있어서, 상기 a1은 400 내지 700의 정수; 450 내지 650의 정수; 또는 500 내지 600의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 폴리디메틸실록산은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에 있어서, a2는 1 이상의 정수이다.
일 실시상태에 있어서, 상기 a2는 800 내지 1200의 정수; 850 내지 1150의 정수; 900 내지 1100의 정수; 또는 950 내지 1050의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 폴리디메틸실록산 1g에 포함되는 알케닐기의 몰수는 0.1mmol 내지 0.14mmol; 또는 0.11mmol 내지 0.13mmol이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 폴리디메틸실록산 1g에 포함되는 알케닐기의 몰수는 0.04mmol 내지 0.08mmol; 또는 0.05mmol 내지 0.07mmol이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 폴리디메틸실록산의 점도는 900cps 내지 1,100cps 이다.
상기 제1 폴리디메틸실록산의 점도가 상기 범위를 초과하면 방열 패드 조성물의 점도가 높아져 방열 패드의 제조시 성형 롤에 부하가 걸려 방열 패드의 불량 및 두께 불량 등의 문제가 발생할 수 있다. 제1 폴리디메틸실록산의 점도가 상기 범위 미만이면 방열 패드의 오일 블리딩 효과가 증가할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 폴리디메틸실록산의 점도는 18,000cps 내지 22,000cps이다.
상기 제2 폴리디메틸록산의 점도가 상기 범위를 초과하면 방열 패드용 조성물의 점도가 너무 높아져 조성물 성분의 배합이 어렵거나, 배합물이 뭉쳐서 교반이 안될 수 있으며, 형성된 방열 패드의 두께가 일정하지 않을 수 있다. 제2 폴리디메틸실록산의 점도가 상기 범위 미만이면 방열 패드의 오일 블리딩 현상이 증가할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 폴리디메틸실록산의 중량 평균 분자량은 40,000g/mol 내지 43,000g/mol이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 폴리디메틸실록산의 중량 평균 분자량은 73,000g/mol 내지 77,000g/mol이다.
상기 제1 폴리디메틸실록산과 상기 제2 폴리디메틸실록산의 중량 평균 분자량이 상기 범위를 벗어나면, 각각의 폴리디메틸실록산은 상기 점도를 가지기 어렵다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 경화는 열이나 자외선 조사 등으로 이루어질 수 있는데, 열광화를 예로 들어 경화 반응을 설명한다.
상기 방열 패드용 조성물의 경화 과정에서 상기 제1 및 제2 폴리디메틸실록산의 알케닐기와 경화제의 하이드로실릴기가 백금계 촉매 하에 서로 반응하여 경화 반응이 일어날 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 폴리디메틸실록산에 포함되는 알케닐기와 상기 제2 폴리디메틸실록산에 포함되는 알케닐기의 몰수의 합을 n1이라고 하고, 상기 경화제에 포함되는 하이드로실릴기의 몰수를 n2라고 하면, n2/n1은 0.239 내지 0.478이다. 상기 n2/n1이 0.239 미만이면 경화가 이루어지지 않으므로, 상기 n2/n1은 0.239 이상인 것이 바람직하다.
상기 방열 패드가 보다 바람직한 경도를 가지려면 n2/n1이 0.311 이상인 것이 바람직하다.
상기 n2/n1이 0.407 초과 0.478 이하인 경우 방열 패드의 경도가 높아 계면에서의 밀착성이 좋지 않고, 압력을 가할 경우 패드가 갈라질 수 있으므로, 계면에서의 밀착성 및 패드의 안정성을 위해서는 n2/n1가 0.407 이하인 것이 보다 바람직하다.
일 실시상태에 있어서, 상기 경화제는 하이드로실릴기를 포함하는 화합물이다. 일 실시상태에 있어서, 상기 경화제는 -SiO- 반복 단위를 포함하고, 상기 하이드로실릴기는 양 말단 및 -SiO- 반복 단위에 결합된다.
일 실시상태에 있어서, 상기 경화제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물이다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에 있어서, c1은 1 이상의 정수이고, c2는 1 이상의 정수이다.
일 실시상태에 있어서, 상기 c1은 1 내지 60의 정수; 20 내지 60의 정수; 또는 30 내지 50의 정수이다.
일 실시상태에 있어서, 상기 c2는 1 내지 20의 정수; 1 내지 15의 정수; 또는 5 내지 15의 정수이다.
일 실시상태에 있어서, 상기 경화제의 점도는 45cps 내지 55cps이다. 일 실시상태에 있어서, 상기 경화제의 25℃에서의 점도는 45cps 내지 55cps이다.
상기 경화제는 상기 제1 및 제2 폴리디메틸실록산 및 필러와 배합하여 고르게 분산이 되어야 하므로, 상기 범위의 점도와 같은 저점도를 가지는 것이 유리하다.
일 실시상태에 있어서, 상기 경화제는 경화제 1g을 기준으로 2.7mmol 내지 3.3mmol; 또는 2.7mmol 내지 3.2mmol의 하이드로실릴기를 포함한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 경화제는 경화 및 공정시간을 조절하기 위한 것으로, 본 발명의 효과에 영향이 없는 범위 내에서 함량을 적절히 선택할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 경화제의 함량은 제1 폴리디메틸실록산과 제2 폴리디메틸실록산의 중량의 합인 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 3 중량부; 0.5 중량부 내지 2.5 중량부; 또는 0.5 중량부 내지 2 중량부일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 경화지연제는 탄소-탄소 이중결합 또는 탄소-탄소 삼중결합을 가진 화합물을 사용할 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 상기 경화지연제는 1-에티닐-1-사이클로헥산올, 3-메틸-1-펜텐-3-올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3-페닐-3-부틴-2-올, 2-페닐-3-부틴-2-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 1,5-헥사디인, 1,6-헵타디인, 3,5-디메틸-1-헥신, 2-에틸-3-부틴, 2-페닐-3-부틴, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산 및 1,3-디비닐-1,3-디페닐디메틸디실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 경화지연제는 경화 및 공정시간을 조절하기 위한 것으로, 본 발명의 효과에 영향이 없는 범위 내에서 함량을 적절히 선택할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 경화지연제의 함량은 제1 폴리디메틸실록산과 제2 폴리디메틸실록산의 중량의 합인 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 1 중량부일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 백금계 촉매는 가교 밀도를 조절하는 역할을 한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 백금계 촉매는 백금(Pt), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), Sn(주석), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 화합물이다.
일 실시상태에 있어서, 상기 백금계 촉매는 백금미립자, 염화백금산, 변성염화백금산, 백금의 올레핀착물 및 백금의 실록산 착물으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 백금계 촉매는 경화 및 공정시간을 조절하기 위한 것으로, 본 발명의 효과에 영향이 없는 범위 내에서 함량을 적절히 선택할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 백금계 촉매는 제1 폴리디메틸실록산과 제2 폴리디메틸실록산의 중량의 합인 100 중량부 대비 0.0001 중량부 내지 1 중량부로 포함된다.
일 실시상태에 있어서, 상기 필러는 알루미나, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 탄화규소, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화규소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 상기 필러는 구형일 수 있다. 여기서 구형이라 함은 구상에 가까운 것을 의미하는 것으로, 라운딩되어 있는 것이면 한정되지 않는다.
일 실시상태에 있어서 상기 필러의 평균 입경은 0㎛ 초과 100㎛ 이하이다. 여기서 평균 입경이라 함은, 필러의 직경 중 가장 긴 길이의 평균값을 의미한다.
일 실시상태에 있어서 상기 방열 패드용 조성물은 2종 이상의 필러를 포함한다. 2종 이상의 필러가 사용되는 경우, 각 필러의 종류, 입경 및 함량은 적절히 선택될 수 있다.
일 실시상태에 있어서 상기 방열 패드용 조성물은 입경이 0㎛ 초과 100㎛ 이하인 필러; 및 입경이 10㎛ 이상 100㎛ 이하인 필러를 포함한다.
상기 필러는 제1 폴리디메틸실록산과 제2 폴리디메틸실록산의 중량의 합인 100 중량부 대비 800 중량부 내지 1000 중량부; 또는 850 중량부 내지 950 중량부로 포함된다. 방열 패드용 조성물에 필러가 상기 함량으로 포함되는 경우, 방열 패드의 절연성이 유지되면서, 동시에 목적하는 열전도도를 얻을 수 있다.
방열 패드용 조성물에 있어서, 상기 필러는 상기 방열 패드용 조성물의 고형분 100 중량부 대비 85 중량부 내지 95 중량부; 또는 89 중량부 내지 91 중량부로 포함된다. 제1 폴리디메틸실록산을 포함하지 않고 점도가 높은 제2 폴리디메틸실록산만을 조성물에 포함하는 경우, 조성물의 배합 과정에서 점도가 너무 높아져 배합이 어렵거나, 배합물이 뭉쳐서 교반이 어렵거나, 성형기에 무리를 주어 결과적으로 방열 패드의 불량율이 높아질 수 있다.
상기 방열 패드용 조성물은 무용제(solvent-free) 타입이다. 여기서 무용제(solvent-free) 타입이란 용매를 포함하지 않는 것을 의미한다. 방열 패드용 조성물이 용매를 포함하는 경우, 형성된 방열 패드의 표면 및 내부에 기포가 포함되어, 방열 패드의 불량을 초래할 수 있다.
상기 방열 패드의 두께는 적절히 선택될 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 방열 패드의 두께는 0.1mm 내지 15mm; 또는 0.3mm 내지 10mm이다. 일 실시상태에 있어서, 상기 방열 패드의 두께는 0.5mm 내지 5mm일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 방열 패드용 조성물을 경화시켜 얻어지는 방열 패드를 제공한다. 상기 방열 패드는 상기 방열 패드용 조성물의 경화물을 포함한다.
본 명세서에 있어서, 「경화물」은 경화 반응에 참여할 수 있는 성분이 경화 반응을 통하여 경화 또는 가교된 물질을 의미한다. 본 명세서에 있어서, 「방열 패드용 조성물의 경화물」은 방열 패드용 조성물에 포함되는 경화 가능한 성분이 경화 반응을 통하여 경화 또는 가교된 물질을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방열 패드용 조성물을 박리 기재의 일면에 도포하고 경화하여 방열 부재를 형성할 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 상기 박리 기재는 기재 필름일 수 있다. 다른 실시상태에 있어서, 상기 박리 기재는 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 일면에 구비된 이형층을 포함한다. 박리 기재가 이형층을 포함하는 경우, 상기 방열 패드용 조성물은 이형층의 일면에 도포될 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 상기 박리 기재 상에 형성된 방열 패드에서 박리 기재를 제거하면 방열 패드를 얻을 수 있다.
일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 기재 필름은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플로오루에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-비닐아세테이트 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 필름 또는 폴리이미드 필름 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있다.
상기 기재 필름의 두께는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름의 두께는 25㎛ 이상 150㎛ 이하, 50㎛ 이상 125㎛ 이하, 또는 75㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 기재 필름에는 예를 들어, 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라즈마 처리 또는 스퍼터 에칭 처리 등의 적절한 처리가 수행되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시상태에 있어서, 상기 이형층은 상기 방열 패드의 성능을 저하시키지 않는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 이형층은 불소 또는 실리콘을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 기재 필름에 이형층을 형성하거나, 박리 기재에 방열 패드를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시상태에 있어서, 바 코터 등의 통상의 수단으로 조성물을 목적하는 필름에 도포하고 경화시키거나, 조성물을 일단 박리성 필름의 표면에 도포, 경화시킨 후 목적하는 필름에 전사시키는 방법 등을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 조성물을 도포하는 방법으로는 다이 코팅 방식, 립 코팅 방식, 콤마 코팅 방식, 블레이드 코팅 방식, 롤 코팅 방식, 나이프 코팅 방식 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 도포한 조성물을 경화하는 방식으로는 열처리; 플라즈마 처리; 및 자외선 조사 처리 방법 중 1 이상의 방법을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시상태에 있어서, 상기 도포한 조성물은 100℃ 내지 150℃에서 10 분 내지 20분 동안 열을 가하여 경화될 수 있다.
이하, 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
고점도 믹서기(HIVIS MIX 2P-1, PRIMIX사)에 실리콘수지 1(VP-1000, HRS사, 점도 1,000cps)과 실리콘수지 2(VP-20000, HRS사, 점도 20,000cps)를 8:2의 중량비로 주입하여 1시간 동안 혼합한 후 실리콘 주제를 준비하였다. 상기 실리콘 주제에 실리콘 주제 100 중량부 대비 직경 70um의 구형 알루미나 504 중량부, 직경 50um의 수산화 알루미늄 60 중량부, 직경 5um의 구형 알루미나 286 중량부 및 직경 2um의 구형 알루미나 50 중량부를 첨가하고, 교반 및 탈포하여 혼합하였다. 이후, 실리콘 주제 100 중량부 대비 경화제(Evonik사, Crosslinker 200) 1.548 중량부 및 경화지연제(BASF사, ECH) 0.04 중량부를 첨가하고, 교반 및 탈포하고, 상기 실리콘 주제 100 중량부 대비 백금 촉매를 0.5 중량부 투입하여 방열 패드용 조성물을 제조하였다.
2개의 이형 필름을 준비하고, 어느 하나의 이형 필름의 이형층에 상기 실리콘계 방열 패드용 조성물을 도포하고, 다른 이형 필름을 이형층이 상기 실리콘계 방열 패드용 조성물과 맞닿도록 부착하고, 롤 성형으로 합지한 후, 130℃에서 15분 동안 열경화하여 1.5mm 두께의 방열 패드를 포함하는 방열 부재를 제조하였다.
실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 3
실시예 2 및 비교예 1 내지 3에 있어서 실리콘 수지 1과 실리콘 수지 2의 함량을 표 1에 기재한 함량으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2 및 비교예 1 내지 3의 방열 부재를 제조하였다.
비교예 4
실리콘수지 2의 점도를 20,000cps가 아닌 65,000cps로 하고, 실리콘 수지 1과 2의 함량비를 8:2가 아닌 75:25로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 4의 방열 부재를 제조하였다.
상기 제조한 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 내지 4의 방열 부재에 포함된 방열 패드의 물성은 하기와 같은 방법으로 측정하였고, 이의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
오일블리딩(Oil bleeding) 측정 방법
방열 부재에서 이형 필름을 제거한 후, 방열 패드를 원형 타공기를 이용하여 직경 3.3mm의 원형으로 타공하여 시편을 준비하고, 시편을 기름 종이 위에 올려놓는다. 상기 시편 위에 1kg 무게의 추를 올려놓고 150℃에서 24시간 방치한 후, 방열 패드의 가장자리 경계를 기준으로 오일이 퍼져나간 길이를 측정하였다. 오일이 퍼져나간 길이란, 원의 중심으로부터 오일이 퍼져나간 위치까지의 길이 중 가장 긴 길이를 의미한다.
하기 표 1에서, 제1 수지 및 제2 수지의 중량%는 상기 실리콘수지 1과 실리콘수지 2를 혼합한 실리콘 주제 100 중량%에 대한 제1 수지 및 제2 수지 각각의 중량%를 의미한다.
공정성 평가 방법
TESA-μHITE 007-30054(TESA사)로 방열 패드의 두께의 편차를 측정하고, 두께의 편차가 5% 이하인 경우는 O로 표시하였고, 5% 초과인 경우는 X로 표시하였다.
| 실리콘 수지 1의 중량% (wt%) | 실리콘 수지 2의 중량% (wt%) | Oil bleeding | 공정성 | |
| 비교예 1 | 100 | 0 | 5.0mm | O |
| 비교예 2 | 90 | 10 | 4.5mm | O |
| 실시예 1 | 80 | 20 | 1.7mm | O |
| 실시예 2 | 75 | 25 | 1.0mm | O |
| 비교예 3 | 70 | 30 | 0.5mm | X |
| 비교예 4 | 75 | 25 | 측정불가 | X |
상기 표 1에서는, 제2 폴리디메틸실록산 화합물이 실리콘 주제 100 중량부 대비 13 중량부 미만으로 포함되면 오일 블리딩 현상이 크게 줄어들며, 제2 폴리디메틸실록산 화합물이 실리콘 주제 100 중량부 대비 27 중량부 초과로 포함되면 공정성이 좋지 않음을 확인할 수 있다.
비교예 4는 방열 패드용 조성물을 구성하는 수지의 점도가 너무 높아 조성물의 배합이 불가하여, 오일 블리딩 정도를 측정할 수 없었다.
Claims (12)
- (A) 25℃에서의 점도가 900cps 내지 1,100cps인 제1 폴리디메틸실록산;
(B) 25℃에서의 점도가 18,000cps 내지 22,000cps인 제2 폴리디메틸실록산;
(C) 경화제;
(D) 필러;
(E) 경화지연제; 및
(F) 백금(Pt), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), Sn(주석), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 화합물인 촉매
를 포함하는 방열 패드용 조성물로서,
상기 제1 폴리디메틸실록산과 상기 제2 폴리디메틸실록산의 중량비는 87:13 내지 73:27인 것인 방열 패드용 조성물. - 청구항 1에 있어서, 상기 제1 폴리디메틸실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것인 방열 패드용 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서, a1은 1 이상의 정수이다. - 청구항 1에 있어서, 상기 제2 폴리디메틸실록산은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것인 방열 패드용 조성물:
[화학식 2]
상기 화학식 2에 있어서, a2는 1 이상의 정수이다. - 청구항 1에 있어서, 상기 제1 폴리디메틸실록산 1g에 포함되는 알케닐기의 몰수는 0.1mmol 내지 0.14mmol인 것인 방열 패드용 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제2 폴리디메틸실록산 1g에 포함되는 알케닐기의 몰수는 0.04mmol 내지 0.08mmol인 것인 방열 패드용 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 폴리디메틸실록산의 중량 평균 분자량은 40,000g/mol 내지 43,000g/mol인 것인 방열 패드용 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제2 폴리디메틸실록산의 중량 평균 분자량은 73,000g/mol 내지 77,000g/mol인 것인 방열 패드용 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 경화제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것인 방열 패드용 조성물:
[화학식 3]
상기 화학식 3에 있어서, c1은 1 이상의 정수이고, c2는 1 이상의 정수이다. - 청구항 1에 있어서, 상기 경화지연제는 1-에티닐-1-사이클로헥산올, 3-메틸-1-펜텐-3-올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3-페닐-3-부틴-2-올, 2-페닐-3-부틴-2-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 1,5-헥사디인, 1,6-헵타디인, 3,5-디메틸-1-헥신, 2-에틸-3-부틴, 2-페닐-3-부틴, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산 및 1,3-디비닐-1,3-디페닐디메틸디실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것인 방열 패드용 조성물.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 필러는 알루미나, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 탄화규소, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화규소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것인 방열 패드용 조성물.
- 청구항 1 내지 9, 및 11 중 어느 한 항에 따른 방열 패드용 조성물의 경화물을 포함하는 방열 패드.
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