KR102400549B1 - 방열 패드용 열전도성 조성물 및 이를 포함하는 방열 패드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열 패드용 열전도성 조성물 및 이를 포함하는 방열 패드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방열 패드용 열전도성 조성물은 고함량의 충전제 적용 하에서도 우수한 배합성과 블리드 아웃(bleed out)의 발생 억제력을 가져, 높은 열전도도를 갖는 방열 패드의 제공을 가능하게 한다.

Description

방열 패드용 열전도성 조성물 및 이를 포함하는 방열 패드{THERMALLY CONDUCTIVE COMPOSITION FOR THERMAL PADS AND THERMAL PADS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 방열 패드용 열전도성 조성물 및 이를 포함하는 방열 패드에 관한 것이다.
전자 기기의 고성능화 및 고집적화에 따라, 전자 기기의 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하기 위한 높은 열전도도를 갖는 소재에 대한 요구가 커지고 있다.
예를 들어, 전자 기기에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하기 위하여 히트 싱크, 방열 핀, 방열 파이프, 방열 패드 등이 적용되고 있다.
방열 패드는 열전도성 충전제가 첨가된 엘라스토머 패드이다. 특히, 전기 자동차 배터리용 방열 패드는 배터리의 발생 열을 제어하기 위하여 높은 열전도도를 가져야 할 뿐 아니라, 차량의 경량화를 위하여 그 밀도가 낮을 것이 요구된다.
방열 패드에서 높은 열전도도를 구현하기 위해서는 많은 양의 열전도성 충전제가 추가되어야 한다. 그런데, 저밀도의 열전도성 충전제는 고밀도의 열전도성 충전제에 비하여 충전량이 낮은 한계가 있다.
커플링제로 표면 처리된 열전도성 충전제를 사용하여 충전제의 충전량을 높이려는 시도가 있었다. 그러나, 열전도성 충전제를 표면 처리하기 위한 공정 비용이 증가하고, 그 표면 처리 과정에서의 로스(loss) 발생으로 인해, 충전제의 가격이 2 배 이상 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 고함량의 충전제 적용 하에서도 우수한 배합성을 나타낼 수 있는 방열 패드용 열전도성 조성물을 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명은 높은 열전도도를 갖는 방열 패드를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 실리콘 수지, 충전제, 및 티타네이트계 커플링제를 포함하는 방열 패드용 열전도성 조성물이 제공된다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 방열 패드용 열전도성 조성물의 경화물을 포함하는 방열 패드가 제공된다.
이하, 발명의 구현 예들에 따른 방열 패드용 열전도성 조성물 및 이를 포함한 방열 패드에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 발명자들의 계속적인 연구 결과, 실리콘 수지와 충전제를 포함하는 방열 패드용 열전도성 조성물에 티타네이트계 커플링제를 첨가할 경우, 충전제의 배합성이 개선될 수 있으면서도, 고함량의 충전제 적용 하에서도 블리드 아웃(bleed out)의 발생이 억제될 수 있음이 확인되었다.
상기 특성을 갖는 방열 패드용 열전도성 조성물은 높은 열전도도를 갖는 방열 패드의 제공을 가능하게 한다.
발명의 일 구현 예에 따르면, 실리콘 수지, 충전제, 및 티타네이트계 커플링제를 포함하는 방열 패드용 열전도성 조성물이 제공된다.
상기 방열 패드용 열전도성 조성물에는, 바인더로써 실리콘 수지가 포함된다.
상기 실리콘 수지로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 실리콘 수지는 폴리디메틸실록산일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 실리콘 수지는 적어도 한 말단에 비닐기를 갖는 폴리디메틸실록산일 수 있다.
상기 실리콘 수지는 200 내지 65000 cP의 점도를 가질 수 있다.
비제한적인 예로, 상기 실리콘 수지는 900 내지 1100 cP의 점도 및 비닐 함량 0.1 내지 0.2 mmol/g의 양 말단 비닐기가 있는 폴리디메틸실록산일 수 있다.
일반적으로, 점도가 낮은 실리콘 수지가 사용될 경우 충전제의 첨가량을 늘릴 수 있다. 그런데, 발명의 일 구현 예에 따른 방열 패드용 열전도성 조성물은 낮은 점도의 실리콘 수지 또는 표면 처리된 충전제 없이도 상대적으로 많은 양의 충전제를 포함할 수 있다.
상기 방열 패드용 열전도성 조성물에는 충전제가 포함된다.
상기 충전제는 1 내지 100 ㎛의 입경을 갖는 무기 입자일 수 있다.
바람직하게는, 상기 충전제는 1 내지 80 ㎛, 혹은 5 내지 80 ㎛, 혹은 5 내지 50 ㎛의 입경을 갖는 무기 입자일 수 있다.
바람직하게는, 보다 높은 충전율 확보를 위하여, 서로 다른 입경 범위를 갖는 2 군 이상의 충전제가 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 충전제는 1 내지 20 ㎛의 입경을 갖는 제1 충전제 및 40 내지 100 ㎛의 입경을 갖는 제2 충전제를 포함할 수 있다.
상기 충전제의 종류는 본 발명이 속하는 기술분야에서 열전도성 충전제로 알려진 것들이 특별한 제한 없이 적용될 수 있다.
구체적으로, 상기 충전제는 알루미나 3수화물(ATH), 알루미나 1수화물, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 황산알루미늄, 인산알루미늄, 규산알루미늄, 붕규산염, 황산칼슘, 규산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 산화칼슘, 실리카, 탄산바륨, 수산화바륨, 산화바륨, 황산바륨, 인산바륨, 규산바륨, 황산마그네슘, 규산마그네슘, 인산마그네슘, 수산화마그네슘, 산화마그네슘, 이산화티타늄, 및 탄화규소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
특히, 상기 예시된 충전제 중에서 알루미나 3수화물(ATH)은 낮은 밀도, 우수한 난연성, 및 낮은 가격의 측면에서 바람직하게 적용될 수 있다.
상기 방열 패드용 열전도성 조성물에는 티타네이트계 커플링제가 포함된다.
상기 티타네이트계 커플링제는 이소프로필 트리올레일 티타네이트(isopropyl trioleyl titanate), 이소프로필 트리이소스테아릴 티타네이트(isopropyl triisostearyl titanate), 및 이소프로필 트리스(2-에틸헥실 피로포스페이트) 티타네이트(isopropyl tris(2-ethylhexyl pyrophosphate) titanate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.
일반적으로 충전제의 표면 처리제로 사용되는 실란 커플링제는 silanol-siloxnae 공정의 수분 응축 반응을 통해 충전제 표면의 hydroxyl 그룹과만 반응한다. 그런데, 상기 예시된 티타네이트계 커플링제는 충전제 표면의 hydroxyl 그룹뿐 아니라 자유 양성자(free proton)들과도 반응하여 충전제 표면에 폴리머와의 결합을 형성할 수 있는 유기 단분자 층의 형성을 가능하게 한다. 그에 따라, 발명의 일 구현 예에 따른 방열 패드용 열전도성 조성물에서는 충전제에 대한 별도의 표면처리 없이도 충전제의 우수한 분산성이 발현될 수 있다.
상기 방열 패드용 열전도성 조성물에는 상기 티타네이트계 커플링제가 포함됨에 따라, 고함량의 상기 충전제가 부여될 수 있다.
예를 들어, 상기 방열 패드용 열전도성 조성물은 10 내지 20 중량%의 상기 실리콘 수지 및 80 내지 90 중량%의 상기 충전제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 방열 패드용 열전도성 조성물은 15 내지 20 중량%의 상기 실리콘 수지 및 80 내지 85 중량%의 상기 충전제를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 티타네이트계 커플링제는 상기 충전제 100 중량부에 대하여 0.5 내지 1.5 중량부 혹은 0.5 내지 1.0 중량부로 첨가될 수 있다.
상기 충전제의 함량이 너무 높을 경우 방열 패드에서 블리드 아웃(bleed out)이 발생할 수 있다. 그러므로, 상기 충전제는 90 중량% 이하의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에서 목표로 하는 효과가 충분히 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 티타네이트계 커플링제는 상기 충전제 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 이상의 함량으로 첨가되는 것이 바람직하다.
다만, 상기 티타네이트계 커플링제가 과량으로 첨가될 경우 방열 패드에서 블리드 아웃(bleed out)이 발생할 수 있다. 그러므로, 상기 티타네이트계 커플링제는 상기 충전제 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 이하의 함량으로 첨가되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 방열 패드용 열전도성 조성물은 10 내지 20 중량%의 상기 실리콘 수지 및 80 내지 90 중량%의 상기 충전제; 그리고 100 중량부의 상기 충전제 대비 0.5 내지 1.5 중량부의 상기 티타네이트계 커플링제를 포함할 수 있다.
상술한 성분들을 포함하는 상기 방열 패드용 조성물은 Brookfield DV2T (@ 1 rpm, Spindle No. 1)를 이용하여 측정된 500,000 내지 1,500,000 cP의 점도를 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 방열 패드용 조성물은 500,000 내지 1,000,000 cP, 혹은 550,000 내지 1,000,000 cP, 혹은 550,000 내지 1,400,000 cP, 혹은 600,000 내지 1,400,000 cP, 혹은 700,000 내지 1,350,000 cP의 점도를 가질 수 있다.
한편, 발명의 다른 일 구현 예에 따르면, 상기 방열 패드용 열전도성 조성물의 경화물을 포함하는 방열 패드가 제공된다.
발명의 또 다른 일 구현 예에 따르면,
실리콘 수지를 포함하는 바인더 수지와,
상기 바인더 수지에 분산된 충전제 및 티타네이트계 커플링제
를 포함하는 방열 패드가 제공된다.
예를 들어, 상기 방열 패드는 상기 방열 패드용 열전도성 조성물을 사용하여 형성된 방열층을 포함할 수 있다.
상기 실리콘 수지, 충전제, 및 티타네이트계 커플링제에 대해서는 각각 앞서 설명된 내용으로 갈음한다.
상기 방열 패드의 두께 및 형태는 특별히 제한되지 않으며, 상기 방열 패드를 적용하고자 하는 전자 기기의 종류에 따라 적절히 조절될 수 있다.
상기 방열 패드는 방열 패드용 열전도성 조성물을 사용하여 형성된 방열층을 포함함에 따라, 블리드 아웃(bleed out) 발생 억제 효과와 높은 열전도도를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 방열 패드는 ASTM D5470의 표준 시험법에 따른 1.5 내지 2.5 W/mK, 혹은 1.6 내지 2.0 W/mK, 혹은 1.7 내지 1.9 W/mK의 열전도도를 나타낼 수 있다.
그리고, 상기 방열 패드는 2 mm 이하, 혹은 1.5 mm 이하, 혹은 1.0 mm 이하, 혹은 0.5 내지 1.0 mm, 혹은 0.8 내지 1.0 mm의 블리드 아웃 길이를 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 블리드 아웃 길이는 기름 종이 위에 상기 방열 패드의 시편(W*D*H=30*30*2 mm)을 올려 놓고, 그 위에 무게 1 kg의 추를 올려 놓고 150 ℃ 하에서 24 시간 방치한 후, 상기 시편의 가장자리 경계를 기준으로 오일이 퍼져나간 최대 길이를 측정하는 방법으로 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 방열 패드용 열전도성 조성물은 고함량의 충전제 적용 하에서도 우수한 배합성과 블리드 아웃의 발생 억제력을 가져, 높은 열전도도를 갖는 방열 패드의 제공을 가능하게 한다.
이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
16 중량%의 실리콘 수지(제품명 VP-1000, 제조사 HRS Co.,Ltd.)와 84 중량%의 알루미나 3수화물(ATH)을 혼합하였다. 상기 알루미나 3수화물로는 입경 5 ㎛인 것과 입경 50 ㎛인 것을 40:60의 중량비로 혼합하여 첨가하였다.
여기에, 상기 알루미나 3수화물 100 중량부 대비 0.5 중량부의 이소프로필 트리올레일 티타네이트(제품명 CP-219, 제조사 BORICA)를 첨가하고 planetary mixer로 균일하게 혼합하여 방열 패드용 열전도성 조성물을 얻었다.
실시예 2
16 중량%의 실리콘 수지(제품명 VP-1000, 제조사 HRS Co.,Ltd.)와 84 중량%의 알루미나 3수화물(ATH)을 혼합하였다. 상기 알루미나 3수화물로는 입경 5 ㎛인 것과 입경 50 ㎛인 것을 40:60의 중량비로 혼합하여 첨가하였다.
여기에, 상기 알루미나 3수화물 100 중량부 대비 1.0 중량부의 이소프로필 트리올레일 티타네이트(제품명 CP-219, 제조사 BORICA)를 첨가하고 planetary mixer로 균일하게 혼합하여 방열 패드용 열전도성 조성물을 얻었다.
실시예 3
16 중량%의 실리콘 수지(제품명 VP-1000, 제조사 HRS Co.,Ltd.)와 84 중량%의 알루미나 3수화물(ATH)을 혼합하였다. 상기 알루미나 3수화물로는 입경 5 ㎛인 것과 입경 50 ㎛인 것을 40:60의 중량비로 혼합하여 첨가하였다.
여기에, 상기 알루미나 3수화물 100 중량부 대비 1.0 중량부의 이소프로필 트리이소스테아릴 티타네이트(제품명 CP-317, 제조사 BORICA)를 첨가하고 planetary mixer로 균일하게 혼합하여 방열 패드용 열전도성 조성물을 얻었다.
실시예 4
16 중량%의 실리콘 수지(제품명 VP-1000, 제조사 HRS Co.,Ltd.)와 84 중량%의 알루미나 3수화물(ATH)을 혼합하였다. 상기 알루미나 3수화물로는 입경 5 ㎛인 것과 입경 50 ㎛인 것을 40:60의 중량비로 혼합하여 첨가하였다.
여기에, 상기 알루미나 3수화물 100 중량부 대비 1.0 중량부의 이소프로필 트리스(2-에틸헥실 피로포스페이트) 티타네이트(제품명 CP-326, 제조사 BORICA)를 첨가하고 planetary mixer로 균일하게 혼합하여 방열 패드용 열전도성 조성물을 얻었다.
비교예 1
16 중량%의 실리콘 수지(제품명 VP-1000, 제조사 HRS Co.,Ltd.)와 84 중량%의 알루미나 3수화물(ATH)을 혼합하였다. 상기 알루미나 3수화물로는 입경 5 ㎛인 것과 입경 50 ㎛인 것을 40:60의 중량비로 혼합하여 첨가하였다.
여기에, 상기 알루미나 3수화물 100 중량부 대비 0.5 중량부의 비닐 실란계 커플링제(vinyl trimethoxysilane, 제품명 Dynasylan® VTMO, 제조사 Evonik)를 planetary mixer로 균일하게 혼합하여 방열 패드용 열전도성 조성물을 얻었다.
비교예 2
16 중량%의 실리콘 수지(제품명 VP-1000, 제조사 HRS Co.,Ltd.)와 84 중량%의 알루미나 3수화물(ATH)을 혼합하였다. 상기 알루미나 3수화물로는 입경 5 ㎛인 것과 입경 50 ㎛인 것을 40:60의 중량비로 혼합하여 첨가하였다.
여기에, 상기 알루미나 3수화물 100 중량부 대비 0.5 중량부의 알킬 실란계 커플링제(octyltrimethoxysilane, 제품명 Dynasylan® OCTMO, 제조사 Evonik)를 planetary mixer로 균일하게 혼합하여 방열 패드용 열전도성 조성물을 얻었다.
참고예 1
16 중량%의 실리콘 수지(제품명 VP-1000, 제조사 HRS Co.,Ltd.)와 84 중량%의 알루미나 3수화물(ATH)을 혼합하였다. 상기 알루미나 3수화물로는 입경 5 ㎛인 것과 입경 50 ㎛인 것을 40:60의 중량비로 혼합하여 첨가하였다.
여기에, 상기 알루미나 3수화물 100 중량부 대비 0.4 중량부의 이소프로필 트리올레일 티타네이트(제품명 CP-219, 제조사 BORICA)를 첨가하고 planetary mixer로 균일하게 혼합하여 방열 패드용 열전도성 조성물을 얻었다.
참고예 2
16 중량%의 실리콘 수지(제품명 VP-1000, 제조사 HRS Co.,Ltd.)와 84 중량%의 알루미나 3수화물(ATH)을 혼합하였다. 상기 알루미나 3수화물로는 입경 5 ㎛인 것과 입경 50 ㎛인 것을 40:60의 중량비로 혼합하여 첨가하였다.
여기에, 상기 알루미나 3수화물 100 중량부 대비 1.5 중량부의 이소프로필 트리올레일 티타네이트(제품명 CP-219, 제조사 BORICA)를 첨가하고 planetary mixer로 균일하게 혼합하여 방열 패드용 열전도성 조성물을 얻었다.
시험예
(1) 방열 패드용 열전도성 조성물의 점도
상기 실시예 및 비교예에서 얻은 방열 패드용 열전도성 조성물에 대한 점도를 측정하였다. 상기 점도 측정은 회전형 점도계(DV2T Viscometer, Brookfield사)를 이용하여 Spindle No. 1 및 1 rpm의 조건 하에서 수행되었다.
(2) 방열 패드의 열전도도
상기 실시예 및 비교예에서 얻은 방열 패드용 열전도성 조성물을 경화하여 제조한 시편(W*D*H = 30*30*2 mm)을 준비하였다. 수직방향 열전도계(TIM-1300, Analysis Tech, Inc.)를 이용하여 ASTM D5470의 표준 시험법에 따라 40 psi의 contact pressure 하에서 상기 시편의 열전도도를 측정하였다.
(3) 방열 패드의 블리드 아웃 평가
상기 실시예 및 비교예에서 얻은 방열 패드용 열전도성 조성물을 경화하여 제조한 시편(W*D*H = 30*30*2 mm)을 준비하였다. 기름 종이 위에 상기 시편을 올려 놓고, 그 위에 무게 1 kg의 추를 올려 놓고 150 ℃ 하에서 24 시간 방치하였다. 그 후, 상기 시편의 가장자리 경계를 기준으로 오일이 퍼져나간 최대 길이를 측정하여 블리드 아웃을 평가하였다.
점도 (cP) 열전도도 (W/mK) Bleed Out (mm)
실시예 1 1,316,000 1.75 1
실시예 2 760,000 1.90 1
실시예 3 893,000 1.83 1
실시예 4 924,000 1.79 1
비교예 1 배합 불가 - -
비교예 2 배합 불가 - -
참고예 1 배합 가능하지만
측정 불가
1.60 1
참고예 2 586,000 2.00 3
상기 표 1을 참고하면, 상기 실시예들에 따른 방열 패드용 열전도성 조성물은 고함량의 충전제 적용 하에서도 우수한 배합성을 나타내었고, 이를 적용한 방열 패드는 높은 열전도도와 블리드 아웃 억제력을 나타내었다.
그에 비하여, 상기 비교예들에 따른 방열 패드용 열전도성 조성물은 충전제의 배합이 원활하게 되지 않아 상기 시편을 제조하기 어려웠다.

Claims (9)

10 내지 20 중량%의 실리콘 수지 및 80 내지 90 중량%의 충전제와,
100 중량부의 상기 충전제 대비 0.5 내지 1.0 중량부의 티타네이트계 커플링제를 포함하고;
상기 충전제는 1 내지 20 ㎛의 입경을 갖는 제1 충전제 및 40 내지 100 ㎛의 입경을 갖는 제2 충전제를 포함하고;
상기 티타네이트계 커플링제는 이소프로필 트리올레일 티타네이트(isopropyl trioleyl titanate), 이소프로필 트리이소스테아릴 티타네이트(isopropyl triisostearyl titanate), 및 이소프로필 트리스(2-에틸헥실 피로포스페이트) 티타네이트(isopropyl tris(2-ethylhexyl pyrophosphate) titanate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인,
방열 패드용 열전도성 조성물.
제 1 항에 있어서,
15 내지 20 중량%의 상기 실리콘 수지 및 80 내지 85 중량%의 상기 충전제와,
100 중량부의 상기 충전제 대비 0.5 내지 1.0 중량부의 상기 티타네이트계 커플링제
를 포함하는, 방열 패드용 열전도성 조성물.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 충전제는 알루미나 3수화물(ATH), 알루미나 1수화물, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 황산알루미늄, 인산알루미늄, 규산알루미늄, 붕규산염, 황산칼슘, 규산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 산화칼슘, 실리카, 탄산바륨, 수산화바륨, 산화바륨, 황산바륨, 인산바륨, 규산바륨, 황산마그네슘, 규산마그네슘, 인산마그네슘, 수산화마그네슘, 산화마그네슘, 이산화티타늄, 및 탄화규소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 방열 패드용 열전도성 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 방열 패드용 조성물은 Brookfield DV2T (@ 1 rpm, Spindle No. 1)를 이용하여 측정된 500,000 내지 1,500,000 cP의 점도를 가지는, 방열 패드용 열전도성 조성물.
제 1 항에 따른 방열 패드용 열전도성 조성물의 경화물을 포함하는 방열 패드.
실리콘 수지를 포함하는 바인더 수지와 상기 바인더 수지에 분산된 충전제 및 티타네이트계 커플링제를 포함하는 방열 패드로서,
10 내지 20 중량%의 상기 실리콘 수지 및 80 내지 90 중량%의 상기 충전제와,
100 중량부의 상기 충전제 대비 0.5 내지 1.0 중량부의 상기 티타네이트계 커플링제를 포함하고;
상기 충전제는 1 내지 20 ㎛의 입경을 갖는 제1 충전제 및 40 내지 100 ㎛의 입경을 갖는 제2 충전제를 포함하고;
상기 티타네이트계 커플링제는 이소프로필 트리올레일 티타네이트(isopropyl trioleyl titanate), 이소프로필 트리이소스테아릴 티타네이트(isopropyl triisostearyl titanate), 및 이소프로필 트리스(2-에틸헥실 피로포스페이트) 티타네이트(isopropyl tris(2-ethylhexyl pyrophosphate) titanate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인,
방열 패드.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
ASTM D5470의 표준 시험법에 따른 1.5 내지 2.5 W/mK의 열전도도를 가지는, 방열 패드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003253136A (ja) 2002-03-05 2003-09-10 Polymatech Co Ltd 熱伝導性シート
KR101274975B1 (ko) 2011-10-17 2013-06-17 한국과학기술연구원 열전도성 중공형 입자체를 포함하는 열전도성 복합재 및 이의 제조방법
JP2015028188A (ja) 2014-11-10 2015-02-12 株式会社朝日ラバー シリコーン樹脂基材
JP2017088642A (ja) * 2015-11-02 2017-05-25 住友化学株式会社 充填剤
KR101887841B1 (ko) 2014-12-25 2018-08-10 셍기 테크놀로지 코. 엘티디. 유기 실리콘 수지 조성물 및 이를 사용한 프리프레그, 적층판, 동박적층판 및 알루미늄기판

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100559366B1 (ko) * 2004-04-28 2006-03-10 한국과학기술연구원 하이브리드 무기입자 충전재를 포함하는 열전도성 물질 및이의 제조방법
JP5392274B2 (ja) * 2011-01-25 2014-01-22 信越化学工業株式会社 高熱伝導性シリコーンゴムスポンジ組成物の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003253136A (ja) 2002-03-05 2003-09-10 Polymatech Co Ltd 熱伝導性シート
KR101274975B1 (ko) 2011-10-17 2013-06-17 한국과학기술연구원 열전도성 중공형 입자체를 포함하는 열전도성 복합재 및 이의 제조방법
JP2015028188A (ja) 2014-11-10 2015-02-12 株式会社朝日ラバー シリコーン樹脂基材
KR101887841B1 (ko) 2014-12-25 2018-08-10 셍기 테크놀로지 코. 엘티디. 유기 실리콘 수지 조성물 및 이를 사용한 프리프레그, 적층판, 동박적층판 및 알루미늄기판
JP2017088642A (ja) * 2015-11-02 2017-05-25 住友化学株式会社 充填剤

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