KR102502563B1 - 저주파 안테나용 방열 시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자기기 - Google Patents

Abstract

저주파 안테나용 방열시트가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트는 동작주파수가 50㎑ ~ 350㎑인 저주파 안테나 상에 배치되는 저주파 안테나용 방열시트로서, 매트릭스, 및 상기 매트릭스 내 분산되며 그라파이트를 포함하는 방열필러를 구비하여 구현된다. 이에 의하면, 저주파수 대역에서 동작하는 안테나의 특성 저하 없이 안테나로부터 발생된 열을 빠르게 외부로 전달할 수 있음에 따라서 전자기기 등의 산업전반의 각종 물품에 널리 응용될 수 있다.

Description

저주파 안테나용 방열 시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자기기{Heat radiation sheet for low frequency, method for manufacturing thereof, and electronic device comprising the same}

본 발명은 방열시트에 대한 것이며, 보다 상세하게는 저주파 안테나용 방열시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.

최근 전자기기는 경박단소화 및 다기능화에 따라 고집적화 되면서 발열이 증가하여 이에 대한 대책이 요구되고 있다. 특히 전자기기 내에 발생하는 열을 방출시키는 것은 기기의 신뢰성 및 수명과 밀접한 관련이 있어서 매우 중요하다.

종래에는 방열팬, 방열핀, 히트파이프 등의 다양한 방열 기구들이 개발되었으며, 최근에는 고분자 재료에 방열성능을 발현하는 필러를 첨가한 방열패드, 방열시트, 방열도료 등의 다양한 방열 소재들도 개발되어 방열 기구를 보조하거나 대체하고 있다.

그러나 방열 성능이 높다고 알려진 재료들은 일반적으로 저항이 낮고, 고유전율을 가짐으로써 방열 소재가 적용되는 전자기기 내 다른 부품, 일예로 안테나에서 송신되는 전자기파 또는 안테나로 수신되는 전자기파를 방열 소재가 차단시켜 안테나 성능을 저하시키거나, 안테나를 통해 목적한 기능 자체를 상실케 하는 문제점이 있다.

이에 따라서 안테나와 같은 부품의 성능 저하를 방지하면서도 우수한 방열특성을 갖는 방열소재의 개발이 시급한 실정이다.

등록특허공보 제10-1817746호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 안테나 특히, 저주파수 대역을 동작주파수로 갖는 안테나 특성을 감쇄시키지 않고 상기 안테나로부터 발생하는 열을 빠르게 외부로 전달시킬 수 있는 저주파 안테나용 방열시트 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 우수한 방열성능을 갖도록 설계됨에도 시트의 깨짐, 수축, 기공발생이 최소화 또는 방지되며, 우수한 유연성을 가져서 안테나와의 밀착력을 향상시킬 수 있는 방열시트 및 이의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

나아가 본 발명은 방열시트를 구성하는 이종 재질간의 상용성이 향상됨에 따라서 보다 향상된 방열성능을 갖는 저주파 안테나용 방열시트 및 이의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

더불어 본 발명은 본 발명에 따른 방열시트를 구비함을 통해 저주파 안테나에서 발생된 열로 인한 기능 저하가 방지되는 동시에 저주파 안테나가 초도 설계된 작동효율을 그대로 작동되는 전자기기 등의 산업전반의 각종 물품을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 동작주파수가 50㎑ ~ 350㎑인 저주파 안테나 상에 배치되는 저주파 안테나용 방열시트로서, 매트릭스, 및 상기 매트릭스 내 분산되며 그라파이트를 포함하는 방열필러를 구비하는 저주파 안테나용 방열시트를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 매트릭스는 포옥사이드계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 가교제를 통해서 가교된 고무계 수지를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고무계 수지는 이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 고무, 아크릴 고무, 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 및 실리콘 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 고무계 수지는 이소시아네이트계 및 포옥사이드계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 가교제를 통해 가교된 것일 수 있다.

또한, 상기 방열필러는 방열시트 전체 중량의 80중량% 이상 구비될 수 있다.

또한, 상기 그라파이트는 표면이 아미노 실란 화합물로 개질된 것일 수 있다. 이때, 상기 아미노 실란 화합물은 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필메틸디메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 아미노 실란 화합물은 방열필러 100 중량부에 대해서 1.0 ~ 4.0 중량부로 함유될 수 있다.

또한, 상기 그라파이트는 그라파이트 플레이크일 수 있다.

또한, 상기 그라파이트는 평균입경이 70 ~ 120㎛일 수 있다.

또한, 상기 방열시트는 밀도가 1.7g/㎥ 이상일 수 있다.

또한, 상기 방열시트는 표면저항이 0.1 ~ 100Ω/□ 이고, 열전도도가 80 ~ 150 W/m·k 일 수 있다.

또한, 상기 매트릭스는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)가 이소시아네이트계 화합물인 가교제로 가교된 가교물을 포함하고, 그라파이트는 표면이 아미노 실란 화합물로 개질된 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 (1) 그라파이트를 포함하는 방열필러를 준비하는 단계 및(2) 상기 방열필러를 매트릭스 형성성분과 혼합하여 예비시트를 제조하는 단계를 포함하는 저주파 안테나용 방열시트 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 매트릭스 형성성분은 고무계 수지를 포함하고, 상기 예비시트는 가교제를 더 포함하며, 상기 (2) 단계 이후, (3) 제조된 예비시트를 가압하며 고무계 수지를 가교시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 (3) 단계는 예비시트에 대하여 100 ~ 180℃ 온도로 열 및 압력을 가하면서 가교시키는 단계, 및 가교시킨 예비시트를 압력을 가하면서 18 ~ 60℃ 온도로 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 50㎑ ~ 350㎑의 주파수를 동작주파수로 갖는 저주파 안테나, 본 발명에 따른 방열시트, 및 자기장 차폐시트를 포함하는 저주파 안테나 모듈을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 저주파 안테나는 상기 방열시트와 상기 자기장 차폐시트 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 저주파 안테나 모듈은 송신용 모듈 또는 수신용 모듈일 수 있다.

또한, 본 발명은 50㎑ ~ 350㎑의 주파수를 동작주파수로 갖는 송신용 저주파 안테나로부터 송신된 무선신호를 수신하는 수신용 저주파 안테나 모듈에 있어서, 상기 수신용 저주파 안테나 모듈은 50㎑ ~ 350㎑의 주파수를 동작주파수로 갖는 수신용 저주파 안테나 및 방열시트를 포함하고, 상기 방열시트는 매트릭스 내 분산된 그라파이트를 포함하는 방열필러를 구비하고, 송신용 저주파 안테나와 수신용 저주파 안테나 사이의 무선신호 이동경로 상에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 수신용 저주파 안테나 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 안테나 모듈을 포함하는 전자기기를 제공한다.

이하, 본 발명에서 사용된 용어에 대해 설명한다.

본 발명에서 구성 간의 위치관계를 설명하는데 사용한 "A 상에 배치된 B"에서 "상"은 A와 B 간에 직접 맞닿아 적층되는 것 및 A와 B 사이에 다른 구성 C가 개재되어 적층되는 경우를 모두 포함한다.

본 발명에 의하면, 방열시트는 저주파수 대역에서 동작하는 안테나의 특성 저하 없이 안테나로부터 발생된 열을 빠르게 외부로 전달할 수 있다. 또한, 방열시트를 구성하는 폴리머와 방열필러와 같은 이종 재질 간의 상용성의 증가에 따라서 보다 향상된 방열성능을 갖는다. 나아가 우수한 방열성능을 갖도록 방열필러가 고함량으로 구비되도록 설계됨에도 시트의 깨짐, 수축, 기공발생이 최소화 또는 방지되며, 우수한 유연성을 가질 수 있다. 더불어 우수한 유연성으로 인해 안테나와의 밀착력이 향상되며 이로 인해 방열효율이 증가될 수 있다. 이러한 효과를 갖는 방열시트는 저주파 안테나 특성의 저하 없이 우수한 방열특성을 발현함에 따라서 전자기기 등의 산업전반의 각종 물품에 널리 응용될 수 있다.

도 1은 송신용 안테나와 수신용 안테나 사이에 방열시트가 배치된 경우를 나타내는 모식도,
도 2 내지 도 4는 본 발명의 여러 실시예에 따른 저주파 안테나 모듈에 대한 사시도,
도 5 및 도 6은 실시예 및 비교예에 따른 방열시트의 무선전력전송효율에 대한 영향과 방열특성을 평가하는데 사용한 무선전력전송 송신용 안테나, 무선전력전송 수신용 안테나 및 방열시트 간의 위치관계를 나타낸 모식도,
도 7 및 도 8은 각각 실험예2 및 실험예3에서 촬영된 열화상 사진,
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의해 제조방법을 달리한 방열시트 표면의 SEM 사진,
도 11 내지 도 13은 각각 실시예 4, 실시예 22 및 실시예 23에 따른 방열시트에 대한 보호필름 박리 후 매트릭스의 분리 여부를 확인한 실험결과 사진, 그리고
도 14 내지 도 17은 각각 실시예 4, 실시예 26, 실시예 22 및 실시예 23에 대한 보호필름 박리길이에 따른 점착력 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 의한 방열시트는 저주파 안테나, 일예로 동작주파수가 50㎑ ~ 350㎑인 저주파 안테나 상에 배치되는 저주파 안테나용 방열시트로서, 매트릭스, 및 상기 매트릭스 내 분산되며 그라파이트를 포함하는 방열필러를 구비한다.

상기 방열필러는 방열시트에 열전도성을 부여하는 성분으로서 그라파이트를 포함한다. 상기 그라파이트는 공지된 여러 종류의 그라파이트의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 일예로 상기 그라파이트는 인조흑연, 그라파이트 플레이크 및 팽창흑연 등을 1종 이상 구비할 수 있는데, 바람직하게는 그라파이트 플레이크를 포함할 수 있다. 그라파이트로써 그라파이트 플레이크를 구비한 방열시트의 경우 저주파 안테나가 무선신호인 전자기파를 송신 또는 수신하는 방향을 고려하지 않고 방열시트를 자유롭게 배치시킬 수 있는 이점이 있다. 이를 도 1을 참조하여 설명하면, 송신용 안테나(1)로부터 수신용 안테나(2)를 향해 전자기파(S)가 송신된다고 할 때, 송신되는 전자기파(P)를 가로막도록 배치되는 방열시트(3)는 방열시트(3)의 전기적 특성에 따라서 수신용 안테나(2)의 전자기파(S) 수신 효율을 저하시킬 우려가 있다. 예를 들어 상기 방열시트(3)로써 구리 시트, 알루미늄 시트, 또는 그라파이트 시트를 사용할 경우 우수한 방열특성을 얻을 수 있음에도 불구하고 송신된 전자기파(S)가 방열시트(3)에 의해 차단됨에 따라서 신호의 전송효율이 현저히 저하되거나 신호의 전송 자체가 되지 않을 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트, 특히 그라파이트 플레이크를 구비한 방열시트의 경우 전자기파가 송수신되는 경로상에 위치하더라도 전자기파의 송수신 효율을 저하시키지 않거나 최소한의 저하만으로 우수한 방열특성을 발현할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 그라파이트를 포함하는 방열필러는 평균입경이 1 ~ 200㎛, 보다 바람직하게는 70 ~ 120㎛일 수 있고, 더 바람직하게는 70 ~ 100㎛일 수 있다. 그라파이트를 포함하는 방열필러의 입경을 적절한 수준으로 조절할 경우 방열시트 내 방열필러의 함량을 증가시키기 용이해지고, 시트형성성도 향상되는 이점이 있으며, 시트 형성 후 방열필러가 표면에 묻어나는 현상이 방지되어 표면품질이 향상될 수 있다. 만일 방열필러의 평균입경이 200㎛를 초과할 경우 폴리머를 통해 구현되는 매트릭스 내 함량 증가가 어려울 수 있고, 시트 형성이 매우 용이하지 않을 수 있으며, 표면품질이 저하될 우려가 있다. 또한, 입경이 증가해도 개선되는 방열성능이 미미할 수 있고, 오히려 매트릭스 함유되는 기공이 많아져서 방열성능을 오히려 저하시킬 우려가 있다. 다만, 상기 방열필러는 평균입경이 1㎛ 이상, 바람직하게는 50㎛ 이상, 보다 바람직하게는 70㎛ 이상일 수 있는데, 이를 통해 매트릭스 내 분산성 및 함유량을 더욱 증가시킬 수 있어서 이를 통해 열전도성을 보다 향상시킬 수 있고, 열전도 균일성을 개선할 수 있는 이점이 있다. 한편, 본 발명에서 방열필러의 입경은 형상이 구상인 경우 직경이며, 형상이 판상이 아닌 다면체이거나 비정형일 경우 표면의 서로 다른 두 지점 간 직선거리 중 최장거리, 형상이 판상인 경우 윗면 또는 아랫면 테두리의 서로 다른 두 지점 간 직선거리 중 최장거리를 의미한다.

한편, 방열필러는 매트릭스를 형성하는 폴리머 수지와의 상용성이 문제될 수 있다. 상용성이 좋지 못한 경우 매트릭스와 방열필러 계면에서의 열전도도가 감소할 수 있고, 상기 계면에서의 미세들뜸 현상이 발생할 수 있어서 이로 인해 방열성능이 더욱 감소할 수 있다. 또한, 해당 부분에서 크랙이 발생될 수 있어서 방열시트의 내구성도 저하될 수 있다. 나아가 매트릭스 내 방열필러의 분산성을 현저히 저하시켜 균일한 방열특성을 발현하기 어려울 수 있고, 방열시트 내 방열필러의 함량을 고함량으로 설계하기 매우 어려울 수 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 표면이 개질된 방열필러를 구비시킨다. 표면이 개질된 방열필러는 매트릭스를 형성하는 수지, 특히 가교된 고무계 수지, 더욱 구체적으로는 스티렌-부타디엔 고무 수지가 이소시아네이트계 가교제로 가교된 매트릭스와의 상용성을 증가시켜 상술한 문제들을 최소화 또는 방지할 수 있다.

이를 위한 그라파이트를 포함하는 방열필러의 표면 개질은 방열필러와 매트릭스를 형성하는 수지 간 상용성을 증가시킬 수 있는 공지된 개질의 경우 제한 없이 이용될 수 있다. 다만, 바람직하게는 상기 개질은 실란 화합물을 통한 개질일 수 있다. 상기 실란 화합물은 일예로 아미노 실란 화합물, 에폭시 실란 화합물, 비닐 실란 화합물 및 금속원소를 포함하는 실란 화합물일 수 있으며, 이와 같은 실란 화합물 사용을 통해서 매트릭스와 방열필러 간 계면특성을 향상시켜서 개선된 방열특성을 발현시킬 수 있는 이점이 있다. 더욱 바람직하게는 상기 실란 화합물은 아미노 실란 화합물일 수 있는데, 다른 종류의 실란 화합물을 사용하는 경우 방열시트 내 매트릭스 부분의 손상을 방지하기 어렵고 손상으로 인해서 방열특성도 함께 저하될 우려가 있다. 또한, 에폭시 실란의 경우 방열특성을 오히려 저하시킬 수 있다. 특히, 방열필러가 매트릭스 내 90중량% 이상이 되도록 고함량으로 구비되고, 이에 더하여 방열필러의 형상이 판상이거나, 방열필러 표면의 조도가 낮아 매끈한 경우, 실란 화합물로 방열필러 표면이 개질된 경우에도 방열시트에 가해지는 신장력 등의 외력에 의해서 매트릭스 부분의 박리, 크랙, 쪼개짐 등이 손상이 발생하기 매우 쉽다. 그러나 실란 화합물 중에서도 아미노 실란 화합물의 경우 이러한 손상을 최소화하거나 방지할 수 있고, 방열특성을 개선하면서도 외력이 가해지는 환경에서도 방열 특성을 장시간 발현할 수 있는 이점이 있다. 나아가 경화된 고무계 수지를 포함하는 매트릭스가 극한의 조건에서도 두께가 변화하는 것을 다른 종류의 실란 화합물에 대비해 개선시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 아미노 실란 화합물은 공지된 아미노 실란 화합물을 사용할 수 있고, 일예로 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필디메틸에톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 4-아미노부틸트리메톡시실란, 3-(메타-아미노페녹시)프로필트리메톡시실란, 및 노르말-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필메틸디메톡시실란을 사용할 수 있다.

또한, 상기 아미노 실란 화합물은 방열필러 100 중량부에 대해서 1.0 ~ 4.0 중량부로 구비될 수 있으며, 보다 바람직하게는 2.5 ~ 4.0 중량부로 구비될 수 있고, 이를 통해 방열특성을 개선하는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 유리하면서도 동시에 매트릭스의 점착력이 균일하도록 개선시킬 수 있는 이점이 있다. 만일 아미노 실란 화합물이 1.0 중량부 미만으로 함유 시 아미노 실란 화합물을 통한 목적한 효과의 달성이 미미할 수 있다. 또한, 만일 아미노 실란 화합물이 4.0 중량부를 초과하여 구비되는 경우 이형필름 제거 시 이형필름 제거가 용이하지 않을 수 있고, 방열필러가 이형필름에 묻어날 수 있다. 또한, 방열시트의 유연성이 저하될 우려가 있다.

한편, 상기 아미노 실란 화합물은 방열필러 표면에 구비되는데, 매트릭스 형성 시 아미노 실란 화합물을 포함시킬 경우 방열필러와 매트릭스 간 계면특성은 개선되기 어려울 수 있다.

상기 방열필러는 상술한 그라파이트 이외에 방열시트에 사용되거나 열전도성이 있는 것으로 공지된 금속, 합금, 세라믹 및 다른 종류의 탄소계 성분을 더 포함할 수 있다. 일예로 방열시트가 보다 낮은 유전율 특성을 갖도록 하기 위해서 상기 방열필러는 알루미나, 이트리아, 지르코니아, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소, 탄화규소 및 단결정 실리콘 등을 더 포함할 수 있다. 한편, 그라파이트가 아닌 다른 종류의 방열필러가 더 구비되는 경우 상술한 그라파이트에 대한 평균입경, 표면개질이 추가로 구비되는 방열필러에도 동일하게 적용될 수 있다.

한편, 그라파이트가 아닌 다른 종류의 방열필러가 더 구비되는 경우 추가되는 방열필러의 전기적 특성에 따라서 저주파 안테나의 무선신호 송수신에 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라서 추가로 구비되는 다른 종류의 방열필러는 구현된 방열시트가 저주파 안테나의 무선신호 송수신에 영향을 미치지 않거나 최소화 할 수 있는 수준에서 적절한 종류 것이 적절한 함량으로 구비됨이 바람직하다.

다음으로 상술한 그라파이트를 포함하는 방열필러가 분산되는 기재인 매트릭스에 대해 설명한다. 상기 매트릭스는 방열필러를 수용하는 담체이며, 방열시트의 형상을 유지시킨다. 상기 매트릭스는 통상적인 시트를 제조하는데 사용되는 폴리머인 매트릭스 형성성분을 통해 형성된 것일 수 있다. 다만, 방열시트가 보다 증가된 함량으로 방열필러를 함유하면서도, 구현된 방열시트의 깨짐, 수축 및 기공 발생과 같은 현상을 최소화 또는 방지하기 위해서 상기 매트릭스는 고무계 수지를 포함하는 주제수지로 형성된 것일 수 있다. 또한, 상기 고무계 수지는 방열시트에 가요성을 부여하고, 단차가 형성된 면에도 뛰어난 밀착력을 발현하는데 보다 유리할 수 있다.

상기 고무계 수지는 공지된 고무계 수지의 경우 제한 없이 선택될 수 있으며, 일예로 이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 부틸고무(IIR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 고무, 아크릴 고무, 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 플루오로 고무, 우레탄고무 및 실리콘 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 일예로 상기 고무계 수지는 스티렌-부타디엔 고무일 수 있는데, 다른 종류에 대비해 용매에 대한 우수한 용해성, 생산단가가 낮고, 경화제 선택의 폭이 증가하고, 밀도가 낮은 점에서 이점이 있다.

또한, 고무계 수지는 적정 범위의 중량평균분자량으로 조절됨이 바람직하다. 저분자량의 고무계 수지는 방열필러의 함량을 높게 설계하기 유리하나 열전도도 측면에서 불리할 수 있고, 고분자량의 고무계 수지는 열전도도는 유리하나 방열시트 내 방열필러의 함량을 높게 설계하기 어려울 수 있다.

또한, 주제수지의 종류에 따라서 방열필러의 함량이 달라질 수 있는데, 방열필러의 함유량 측면에서 낮은 밀도를 갖는 주제수지를 사용하는 것이 좋을 수 있고, 일예로 밀도가 1g/㎥ 이하인 것일 수 있다. 만일 이를 초과하는 밀도를 갖는 주제수지를 사용할 경우 방열시트 내 방열필러의 함량을 고함량으로 설계하기 어려울 수 있고, 이에 따라서 충분한 방열특성의 달성이 어려울 수 있다.

한편, 상술한 고무계 수지 이외에 다른 종류의 수지를 보조적으로 더 함유할 수 있는데, 이때에도 매트릭스 내 방열필러의 함량을 증가시키기 위하여 낮은 밀도를 갖는 수지를 사용하는 것이 좋을 수 있고, 일예로 밀도가 1g/㎥ 이하인 것일 수 있다. 다만, 보조적으로 다른 종류의 수지를 포함하는 경우에 있어서도 매트릭스 전체 중량의 10중량% 이하로 사용됨이 바람직하다. 상기 다른 종류의 수지는 일 예로 고밀도폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리비닐클로라이드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리이소부틸렌, 변성 폴리프로필렌에테르(PPE), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 아크릴로나이트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 에폭시계, 아크릴계, 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

한편, 고무계 수지는 구체적인 종류에 따라서 그 정도가 상이하나 일정수준 이상의 탄성복원력을 가짐에 따라서 시트 내 방열필러를 고함량으로 구비시키기에 유리해도 얇은 두께로 구현하기 용이하지 않다. 즉, 방열시트의 밀도를 높이기 용이하지 않으며, 밀도를 높이고 매트릭스 내부에 포함될 수 있는 기공을 제거시키기 위해서 방열시트를 압착시키는 공정을 거치게 되는데, 고무계 수지를 포함해서 구현된 시트는 목적하는 소정의 두께로 압착된 후에도 소정의 시간이 경과한 뒤에는 탄성복원력에 의해 압착 전 두께로 회복됨에 따라서 밀도를 증가시키는 것이 용이하지 않다. 이에 본 발명의 매트릭스는 가교된 고무계 수지를 포함하며, 이를 통해 압착 후 밀도를 시간이 경과하더라도 유지할 수 있으며 매트릭스를 구성하는 성분들 간 결합력의 증가로 기계적 강도가 향상될 수 있는 이점이 있다. 또한, 방열시트의 두께방향으로 방열필러 간 거리가 가까워지거나 방열필러간 접촉이 현저히 증가할 수 있어서 수직방향으로의 열전도도 향상에 보다 유리할 수 있다.

상기 가교는 가교제를 통해 달성할 수 있다. 상기 가교제는 선택되는 고무계 수지 종류를 고려해 가교에 적합한 공지된 가교제의 경우 제한없이 사용할 수 있다. 일예로 상기 가교제는 폴리올레핀계, 이소시아네이트계 및 포옥사이드계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있는데, 바람직하게는 고무계 수지, 특히 스티렌-부타디엔 고무를 가교 후 여러 사용조건에서 발생할 수 있는 두께 증가를 최소화하여 초도 설정된 밀도 유지에 유리한 측면에서 이소시아네이트계 및 포옥사이드계 중 1종 이상일 수 있다. 한편, 대량생산 측면에서 시트를 형성하는 조성물의 저장안정성 및 시트 형성 시 표면 품질 측면에서 이소시아네이트계 가교제가 더 유리할 수 있다. 상기 이소시아네이트계 가교제의 경우 공지된 것을 사용할 수 있고, 일예로 블록 이소시아네이트계 가교제를 사용할 수 있다.

또한, 상기 가교제는 고무계 수지 100 중량부에 대해서 1 ~ 10 중량부, 보다 바람직하게는 3 ~ 7중량부로 함유될 수 있다. 만일 가교제가 10 중량부를 초과 시 유연성이 저하되고, 매트릭스 경도 및 브리틀한 특성이 증가하여 매트릭스가 깨지는 등의 파손이 쉽게 발생할 우려가 있다. 또한, 가교제가 1중량부 미만일 경우 방열시트의 시트형성성, 형태 안정성, 및 내열성이 저하될 수 있으며, 목적하는 수준으로의 방열시트 밀도를 구현하기 어려울 수 있다.

상술한 그라파이트를 포함하는 방열필러는 방열시트 전체 중량의 80중량% 이상, 다른 일예로 90중량% 이상, 다른 일예로 92중량% 이하로 구비될 수 있다 방열필러가 고함량으로 방열필러가 구비된 상태에서도 깨지거나 크랙이 발생하지 않을 수 있고, 우수한 유연성을 발현할 수 있다. 만일 방열필러가 92중량%를 초과하여 포함되는 경우 시트형성이 어려울 수 있다. 또한, 매트릭스 내 기공이 포함되어 단열효과가 발현됨에 따라서 방열특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 방열시트는 밀도가 1.7g/㎡ 이상, 보다 더 바람직하게는 1.8g/㎡ 이상 일 수 있고, 이를 통해 매우 얇은 두께로 구현되면서도 방열필러가 높은 충진율로 분산된 것일 수 있어서 우수한 방열특성을 달성하기에 유리할 수 있다.

또한, 상기 방열시트는 두께가 5 ~ 200㎛일 수 있으며, 20 ~ 100㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 적용처, 방열성능 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.

또한, 상기 방열시트는 표면저항이 0.1 ~ 100Ω/□ 이고, 28㎓ 주파수에서 비유전율이 100 이하이며, 열전도도가 60 ~ 150W/m·k이고, 보다 바람직하게는 열전도도가 80 ~ 150W/m·k 일 수 있다. 도 1을 참조하여 상술하였듯이 높은 열전도도를 발현하는 방열시트는 저주파 안테나의 무선신호 송수신을 방해할 수 있는데, 표면저항이 0.1 ~ 100Ω/□인 방열시트는 저주파 안테나의 무선신호 송수신에 미치는 신호 교란, 신호감쇄, 및/또는 신호차단 등의 영향을 최소화 또는 방지하기에 보다 적합할 수 있다. 특히, 표면저항이 위의 범위를 벗어나 전기 전도성이 증가하면 무선신호 전송효율이 현저히 저하되거나 기능이 상실될 수 있는 우려가 있다. 또한, 무선신호의 송수신에 영향을 미치지 않는 수준의 표면저항을 가지면서도 열전도도가 60 ~ 150 W/m·k일 경우 저주파 안테나로부터 발생된 열을 보다 빠르게 외부로 방출시켜 발생된 열로 인한 저주파 안테나 특성의 저하나, 주변 부품의 기능저하 또는 열화를 방지하기에 유리하다.

또한, 상기 방열시트는 28㎓ 주파수에서 비유전율이 100 이하일 수 있고, 이를 통해 무선신호의 송수신의 영향을 보다 최소화할 수 있는 이점이 있다. 더욱 구체적으로 소정의 주파수, 일예로 1GHz, 5GHz, 10GHz, 15GHz, 20GHz, 25GHz, 28GHz, 30GHz, 또는 35GHz에서 비유전율이 100 이하일 수 있다.

상술한 방열시트는 후술하는 제조방법에 의해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트는 (1) 그라파이트를 포함하는 방열필러를 준비하는 단계 및 (2) 상기 방열필러를 매트릭스 형성성분과 혼합하여 예비시트를 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

먼저 (1) 단계로서, 그라파이트를 포함하는 방열필러를 준비하는 단계를 수행한다. 이때, 상기 그라파이트는 표면을 개질시키는 공정을 수행한 것일 수 있다. 상기 표면 개질은 개질의 종류에 따른 공지된 방법을 적절히 채용하여 수행될 수 있다. 일예로 에탄올 등의 유기용매를 이용해 방열필러를 적신 후 실란 화합물과 혼합시킨 뒤 40 ~ 80℃에서 3시간 이상 교반하고, 이후 세척 및 건조과정을 거쳐서 표면이 개질된 방열필러를 수득할 수 있다.

다음으로 본 발명의 (2) 단계로서, 준비된 방열필러를 매트릭스 형성성분과 혼합하여 예비시트를 제조하는 단계를 수행한다.

상기 예비시트는 매트릭스 형성성분과 방열필러를 포함하는 통상적인 방열시트 형성 조성물을 이용해 방열시트를 제조하는 통상적인 방법을 통해 제조될 수 있다. 구체적으로 상기 방열시트 형성 조성물은 상기 매트릭스 형성성분을 용해하기에 적합한 공지된 용매를 더 포함할 수 있으며, 일예로 상기 용매는 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 에탄올 등이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 용매의 함량은 상기 매트릭스 형성성분 100 중량부에 대하여 100 내지 1,000 중량부일 수 있으며, 시트 형성방법에 따라서 적절한 점도나, 매트릭스 형성성분의 종류를 고려하여 그 함량은 조절될 수 있다.

또한, 상기 매트릭스 형성성분은 일예로 고무계 수지일 수 있으며, 방열시트 형성 조성물은 상기 고무계 수지를 가교시킬 수 있는 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 가교제는 고무계 수지 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부, 보다 바람직하게는 3 ~ 7중량부로 구비될 수 있으며, 가교제의 함량이 1 중량부 미만일 경우 방열시트의 시트형성성, 형태 안정성, 및 내열성이 저하될 수 있으며, 목적하는 수준으로의 방열시트 밀도를 구현하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 가교제의 함량이 10중량부를 초과할 경우 경도가 커지고 유연성이 저하될 우려가 있다. 한편, 예비시트에서 고무계 수지는 가교제를 통한 가교반응이 전혀 일어나지 않은 상태일 수 있으나, 부분적으로 가교반응이 발생한 B-스테이지 상태일 수도 있다.

상기 방열시트 형성 조성물은 pH 조절제, 난연제, 레벨링제, 분산제, 소포제 등 공지된 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제의 구체적 종류와 함량에 대해 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.

상기 방열시트 형성 조성물은 방열필러를 균일하게 분산하고 적절한 점도를 얻기 위하여 3-Roll-Mill 및/또는 PL mixer를 사용하여 교반공정을 수행할 수 있다. 상기 교반공정은 방열필러의 분산성을 향상시키고, 방열시트의 열전도도, 밀도 및 유연성을 향상시키기 위해 3-Roll-Mill과 같은 고출력 분산기를 사용할 수 있다.

또한, 교반 공정에서 발생하는 기포를 제거하기 위한 탈포공정을 상기 교반공정과 함께, 또는 교반공정 후 수행할 수 있다.

이후 균질하게 제조된 방열시트 형성 조성물은 통상의 방법으로 시트 상으로 제조될 수 있는데, 일예로 기판 상에 처리하여 시트 형상을 할 수 있다. 상기 방열시트 형성 조성물을 기판상에 처리하는 방법은 공지된 코팅방법을 채용할 수 있으며, 일예로 콤마 코터를 이용한 나이프 코팅이 이용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 기판 상에 시트 상으로 처리된 방열시트 형성 조성물은 70℃ 내지 130℃에서 건조될 수 있다. 다른 일예로 상기 방열시트 형성 조성물은 초기 온도 70 ~ 85℃에서 건조가 시작된 후 건조온도를 상승시켜 최종 110 ~ 130℃ 온도에서 건조를 종료할 수 있다. 또한, 건조시간은 건조온도에 따라서 달라질 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 한편, 건조까지 완료된 예비시트는 낱 장의 두께가 80 ~ 150㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

다음으로 (3) 단계로서 방열시트 형성 조성물이 가교제를 구비한 경우 준비된 예비시트에 포함된 고무계 수지에 대한 가교공정을 더 수행할 수 있다.

상기 가교공정은 고무계 수지 종류 및 가교제의 종류에 따라서 적절한 방법으로 수행될 수 있다. 일예로 열처리에 의한 열 가교반응이나 광 조사에 의한 광 가교반응일 수 있다. 일예로 열처리에 의해 가교반응을 유도하는 경우 120℃내지 170℃의 열을 가하여 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 상기 (3) 단계는 상기 예비시트를 여러 장 적층시킨 뒤 적층된 상태로 예비시트에 열 및/또는 광, 및 압력을 가하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.

예비시트를 여러 장 적층시킨 상태에서 열 및/또는 광과, 압력을 가할 경우, 1장의 예비시트에 대해 열 및/또는 광과, 압력을 가할 경우에 대비해 목적하는 수준의 방열시트 두께, 밀도 등을 구현하기에 유리할 수 있다. 또한, 가해지는 압력을 통해 방열 시트 내에서 방열필러들의 배향성이 향상되고, 수직방향인 두께방향으로의 방열필러들 간 이격거리가 현저히 감소할 수 있어서 수직 및 수평방향의 열전도도 향상에 유리할 수 있다.

상기 예비시트는 바람직하게는 2 ~ 5 장의 예비시트를 적층할 수 있으며, 만일 5장을 초과할 경우 적층된 예비시트를 가압하는 과정에서 예비시트의 밀림이 발생할 수 있어서 균일한 가압이 수행되지 않을 수 있고, 방열시트가 위치별로 두께편차가 발생할 우려도 있다.

다만, 예비시트 1장의 두께가 매우 얇은 경우(예를 들어 40㎛ 이하) 예비시트를 적층시키는 것이 공정상 용이하지 않음에 따라서 여러 장 적층하지 않고 1장에 대해 (3) 단계를 수행함이 바람직할 수 있다.

한편, 상술한 (2)단계를 통해 제조되는 예비시트와 (3) 단계를 통해 제조된 방열시트는 하기의 수학식 1에 따른 두께 감소율이 20%이상, 보다 바람직하게는 25%, 더욱 바람직하게는 40% 이상일 수 있으며, 이를 통해 방열시트 내 방열필러의 고함량 및 고밀도 설계가 가능한 이점이 있고, 방열특성 향상에 보다 유리할 수 있다.

[수학식 1]

또한, (3) 단계를 통해서 제조된 방열시트는 고무계 수지를 사용하여 매트릭스를 구현함에도 40℃에서 50시간 방치 후 하기 수학식 2에 따라 계산한 두께 변화율이 10% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하, 이 보다 바람직하게는 2% 이하일 수 있고, 이 보다 바람직하게는 1% 이하, 더 바람직하게는 0.5% 이하일 수 있으며, 이를 통해 방열시트의 구현 후 두께가 변동하거나 불균일해지는 형상 변형에 따른 품질저하나 두께가 커짐에 따라서 발생하는 방열특성 저하를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.

[수학식 2]

본 발명의 일 실시예에 의한 상기 (3) 단계는 적어도 1장의 상기 예비시트에 대하여 열 및 압력을 가하면서 가교시키는 단계 및 가교시킨 예비시트를 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 가교시키는 단계는 압력을 가하면서 열 가교반응을 유도할 수 있는데, 이를 통해 목적하는 두께를 구현하는 것 이외에 방열시트의 밀도를 높이고, 단위부피 당 방열필러의 함량을 더욱 높일 수 있는 동시에, 가해지는 압력에 따라서 방열필러 간 거리가 짧아질 수 있어서 방열특성을 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 방열필러의 형상이 판상형일 경우 방열시트 내에서 수평방향으로의 배향성이 향상되고, 방열필러 간 수직거리는 짧아져서 수평방향 및 수직방향의 방열특성을 모두 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 이때 가해지는 압력은 2.5 ~ 5kgf/㎜²의 일 수 있으며, 이를 통해 본 발명이 목적하는 효과를 달성하기 유리할 수 있다.

또한, 상기 가교시키는 단계에서 가해지는 열은 100 내지 180℃, 보다 바람직하게는 110 ~ 170℃, 더 바람직하게는 150 ~ 180℃일 수 있고, 수행시간은 10 ~ 60분, 보다 바람직하게는 15 ~ 55분일 수 있다.

또한, 상기 냉각시키는 단계는 열을 통한 가교 후에 실온에서 방치 시 발생하는 매트릭스 팽창에 따른 밀도감소, 두께 불균일 문제를 방지하는 단계로서, 보다 고밀도이면서 균일한 두께 갖는 방열시트를 구현시키는 이점이 있다. 또한, 냉각시키는 단계를 통해서 보다 우수한 표면품질을 갖는 방열시트를 구현시킬 수 있는데, 도 9 및 도 10에 도시된 것과 같이 열을 통해 가교 시킨 뒤 냉각시키는 단계를 수행하지 않은 도 9의 방열시트 표면에 대비해서 냉각시키는 단계를 수행한 도 10의 방열시트의 표면품질이 더 우수한 것을 확인할 수 있다.

상기 냉각시키는 단계는 제조된 방열시트를 60℃이하의 온도, 보다 바람직하게는 18 ~ 60℃, 더 바람직하게는 18 ~ 50℃로 냉각되었을 때 종료될 수 있다. 또한, 냉각시키는 단계는 수행시간이 10 ~ 60분, 보다 바람직하게는 15 ~ 55분일 수 있다. 또한, 냉각속도는 일예로 5 ~ 30℃/분일 수 있다. 만일 냉각온도가 60℃를 초과하면 두께 변동의 우려가 있으며, 냉각 시키는 공정에서 방열시트가 냉각장치, 일예로 프레스 표면에 들러붙어서 잘 떨어지지 않을 수 있고, 이로 인해 방열시트 표면 품질의 저하가 현격히 증가하며, 생산성이 저하될 우려가 있다.

또한, 상기 냉각시키는 단계 역시 압력을 가하면서 수행될 수 있고, 이를 통해 방열시트의 두께 변동을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 이때 가해지는 압력은 일예로 2.5 ~ 5kgf/㎜²의 일 수 있다.

한편, 상기 가교시키는 단계는 및 냉각시키는 단계는 서로 온도가 상이한 제1프레스 및 제2프레스를 통해 압력을 가하면서 수행될 수 있다. 이 경우 1개의 프레스를 이용해서 온도 조건을 변경하여 수행할 때에 대비해 생산성을 보다 향상시킬 수 있고, 가교시키는 단계와 냉각시키는 단계 사이의 시간을 최소화하거나 목적하는 수준으로 쉽게 조절할 수 있어서 방열시트의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 상기 제1프레스의 온도 및 가압시간은 상술한 가교시키는 단계에서의 온도 및 수행 시간일 수 있고, 제2프레스의 온도 및 가압시간은 상술한 냉각시키는 단계에서의 온도 및 수행 시간일 수 있다.

상술한 방법을 통해 제조된 방열시트는 50㎑ ~ 350㎑의 주파수를 동작주파수로 갖는 저주파 안테나 및 자기장 차폐시트와 함께 저주파 안테나 모듈을 구현할 수 있다.

상기 저주파 안테나는 50㎑ ~ 350㎑의 주파수 대역을 동작주파수로 갖는 것으로서, 일예로 무선전력 전송용(WPT) 안테나 또는 마그네틱 보안 전송용(MST) 안테나일 수 있다. 상기 무선전력 전송용 안테나는 상기 주파수 대역에서 자기유도 방식으로 작동하는 Qi 규격 또는 PMA 규격의 안테나일 수 있다. 또는 상기 마그네틱 보안전송용 안테나는 마그네틱 보안 전송 기법에 의해 마그네틱 카드와 동일한 방식으로 POS 단말로 카드 정보를 전송하여 스마트폰과 같은 휴대용 기기를 이용하여 결제를 수행할 수 있도록 POS 단말로부터 일정 거리를 이격되어도 상기 POS 단말 내의 리더 헤드로 관통할 수 있는 무지향 전자기파를 발생시킬 수 있는 공지된 규격의 안테나일 수 있다.

이하, 상기 저주파 안테나(200)가 무선전력 전송용 안테나인 경우를 상정하여 구체적으로 설명한다. 도 2를 참고하여 설명하면 상기 무선전력 전송용 안테나는 일정길이를 갖는 도전성부재가 시계방향 또는 반시계 방향으로 복수 회 권선되는 원형, 타원형 또는 사각형상의 평판형 코일(210)과 상기 코일을 지지하는 지지부재(220)로 구성될 수 있다. 상기 지지부재(220)는 코일(210)을 지지할 목적과 함께 코일로 송신 또는 수신되는 무선신호를 제어하기 위한 회로부를 포함하는 회로기판일 수 있다. 또는 상기 지지부재(220)는 지지할 목적과 함께 코일에서 발생되는 열을 하방으로 전달시키기 위한 방열특성을 갖도록 설계된 방열지지부재일 수 있다. 상기 방열지지부재는 일예로 공지된 열전도성 필러를 함유하여 사출 성형된 방열플라스틱일 수 있다.

한편, 도 3 및 4에 도시된 것과 같이 무선전력 전송용 안테나는 상기 지지부재(220) 없이 평판형 코일(210)로 구성될 수 있다. 이 경우 평판형 코일(210)은 직접 자기장 차폐시트(300) 또는 방열시트(100) 상에 배치될 수 있다.

또는, 상기 무선전력 전송용 안테나는 회로기판의 일면에 동박 등과 같은 전도체를 루프 형태로 패터닝 하거나 전도성 잉크를 사용하여 루프 형상의 금속 패턴을 형성시켜 구현된 것일 수 있다. 여기서, 상기 회로기판은 PI, PET 등과 같은 재질로 이루어진 연성회로기판일 수도 있고, FR4 등과 같은 재질로 이루어진 경성회로기판일 수도 있다. 무선전력 전송용 안테나가 회로기판 상에 패터닝된 금속패턴인 경우 본 발명의 일 실시예에 의한 방열시트는 상기 금속패턴이 형성된 회로기판 일면의 반대면에 부착되거나 또는 금속패턴 상에 직접 맞닿도록 부착될 수도 있다.

다음으로 자기장 차폐시트(300)는 저주파 안테나에 유기되는 무선신호에 의해 발생되는 자기장을 차폐함과 아울러 소요의 방향으로 자기장의 집속도를 높여서 무선신호의 전송효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 자기장 차폐시트는 소정 면적을 갖는 판상의 부재일 수 있다.

또한, 상기 자기장 차폐시트(300)는 안테나와 함께 사용되는 공지된 자기장 차폐시트의 경우 제한 없이 사용될 수 있는데, 일예로 자성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 상기 자성을 갖는 재질은 연자성 재료일 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로써 규소 강판, 퍼멀로이와 같은 순철이나 합금강재이거나, Fe-Co계 합금, Fe-Si계 합금 등 비정질 또는 나노결정립의 Fe계 합금일 수 있다. 또는 Mn-Zn, Ni-Zn, Mg-Zn 등의 공지된 연질 페라이트일 수 있다.

더하여, 상기 자기장 차폐시트(300)는 복수 개의 자성시트가 접착층을 매개로 다층으로 적층된 형태일 수 있고, 상기 복수 개의 자성시트는 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리된 형태일 수 있으며, 서로 이웃하는 미세 조각들은 전체적으로 절연되거나 부분적으로 절연될 수도 있다.

또한, 상기 자기장 차폐시트(300)는 상기 저주파 안테나(200)의 성능을 높일 수 있도록 저주파 안테나(200)에 대응되는 영역을 커버할 수 있는 적절한 크기로 구비될 수 있다.

상술한 저주파 안테나 모듈(1000,1000')은 무선신호를 송신하는 송신용 모듈이거나 무선신호를 수신하는 수신용 모듈일 수 있다.

도 2 내지 4를 참고하여 방열시트(100), 저주파 안테나(200)(또는 평판형 코일(210)) 및 자기장 차폐시트(300)의 배치에 대해 설명하면,

도 2 및 도 3의 저주파 안테나 모듈(1000,1000')은 방열시트(100)가 저주파 안테나(200)의 평판형 코일(210) 상부를 직접 덮도록 배치된다. 이때, 상기 평판형 코일(210)의 상부 방향은 저주파 안테나 모듈(1000,1000')이 수신용 안테나 모듈일 경우 무선신호의 수신방향일 수 있다. 또한, 상기 자기장 차폐시트(300)는 상기 평판형 코일(210)의 하부 상에 배치되어 평판형 코일(210)의 상방에서 수신되는 무선신호의 집속도를 높여줄 수 있다. 상술한 것과 같이 본 발명에 따른 방열시트(100)는 도 2 및 도 3과 같이 무선신호가 수신되는 경로 상에 위치해도 무선신호의 수신에 미치는 영향이 거의 없기 때문에 종래에 안테나와 함께 사용되던 방열시트에 대비해서 배치위치의 제한을 받지 않고도 방열성능을 발현할 수 있게 하며, 이를 통해 자유로운 모듈 설계가 가능한 이점이 있다.

또는, 도 4와 같이 저주파 안테나 모듈(1000")은 방열시트(100)가 저주파 안테나(200)의 평판형 코일(210) 하부면을 지지하도록 배치되고, 상기 방열시트(100) 하부 상에 자기장 차폐시트(300)가 구비될 수도 있다. 한편, 도 4에 도시된 것과 다르게 도 4에서의 방열시트(100)와 자기장 차폐시트(300)의 위치를 바꿔서 저주파 안테나 모듈을 구현할 수도 있다.

한편, 저주파 안테나 모듈(1000,1000')이 자기장 차폐시트(300)를 포함하는 것으로 설명하였지만, 상기 자기장 차폐시트는 모듈 구성에 있어서 생략될 수도 있음을 밝혀둔다.

또한, 상술한 방열시트(100) 또는 상기 방열시트(100)가 구비된 저주파 안테나 모듈(1000,1000',1000")을 구비하여 전자기기를 구현할 수 있다. 상기 전자기기는 무선 신호를 송수신하는 안테나를 구비하는 공지된 전자기기일 수 있으며, 일예로 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 PC 등과 같이 통신 수단을 갖는 전자 장치 및 사물 인터넷 기술 등에 따라 통신 기술이 확대 적용될 수 있는 가전 제품 등과 같은 각종 전자기기일 수 있다. 일예로 상기 방열시트(100)는 5G용 스마트폰이나, 태블릿 PC와 같은 발열이 높고, 이에 따라서 기기의 성능이 저하될 수 있는 전자기기에 매우 유용할 수 있다.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

<실시예1>

SBR(200℃ MFR 5g/min, 중량평균분자량 90만) 100 중량부에 대해서 퍼옥사이드계 가교제인 비스(터트-부틸페녹시-2-이소프로필)벤젠 3중량부, 평균입경이 80㎛이며, 표면이 아미노 실란 화합물인 3-아미노프로필트리에톡시실란으로 개질된 그라파이트 플레이크 1200 중량부, 용매로써 톨루엔을 혼합, 교반하여 점도가 약 2500cps인 방열시트 형성 조성물을 제조하였다. 이때, 표면이 아미노 실란 화합물로 개질된 그라파이트 플레이크는 그라파이트 플레이크를 에탄올에 적힌 후 3-아미노프로필트리에톡시실란을 혼합하고 60℃, 4시간 교반 후 세척 및 건조시켜 제조했고, 최종 수득된 표면이 아미노 실란 화합물로 개질된 그라파이트 플레이크는 그라파이트 플레이크 100 중량부에 대해서 아미노 실란화합물이 2.5중량부 구비되었다.

이후, 콤마코터를 이용해 시트를 제조한 뒤, 120℃에서 건조 후 두께 110㎛인 예비시트를 제조하였다. 이후 예비시트를 2장 적층시킨 뒤 최상부 예비시트 상에 이형필름을 부착 후 160℃ 온도의 제1프레스를 이용해서 3.1kgf/㎜²의 압력을 가해 40분 간 열가교 반응을 유도했다. 이후 온도 50℃인 제2프레스를 이용해서 3.1kgf/㎜²을 가한 상태에서 40분간 냉각공정을 수행하여 낱 장의 최종 두께가 50㎛이고, 방열필러의 함량이 90중량%인 방열시트를 제조하였다.

<실시예 2>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 개질된 그라파이트 플레이크 대신에 동일하게 개질된 인조 그라파이트로 변경하여 동일 두께의 방열시트를 제조하였다.

<비교예1>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 개질된 그라파이트 플레이크 대신에 동일하게 개질된 질화붕소로 변경하여 동일 두께의 방열시트를 제조하였다.

<비교예2>

방열시트로써 두께 0.05㎜인 동박을 준비하였다.

<실험예1>

실시예1, 실시예2, 비교예1 및 비교예2에 따른 방열시트에 대한 하기 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

1. 비유전율

28㎓의 주파수에서의 비유전율을 네트워크어닐라이져 장비를 이용해 측정하였다.

2. 열전도도

ASTM E1461에 의거해 LFA로 측정하였다.

또한, LED를 직경이 25㎜인 원의 원주 상에 소정의 간격을 두고 이격해서 배치시킨 뒤, 상기 원의 중심에 온도계를 배치시키고 LED에 소정의 전압을 인가할 수 있도록 측정장비를 제조한 뒤, 상기 측정장비를 가로, 세로, 높이 각각 32㎝×30㎝×30㎝인 아크릴 챔버 내부에 위치시키고, 아크릴 챔버 내부의 온도를 25±0.2℃가 되도록 조절하였다. 이후 상기 측정장비의 LED 상에 방열시트를 올려놓은 뒤 LED에 소정의 입력전력을 인가하였고, 소정의 시간 경과 후 방열시트 상부에서 열화상 촬영 및 측정 장비 내 온도계의 온도를 측정하였다. 이후 열화상 촬영의 결과를 통해 LED에 대응되는 방열시트 부분의 평균온도를 산출하여 평균온도로 나타내었고, 측정 장비 내 온도계를 통해 산출된 온도를 T.C 값으로 각각 나타내었다.

또한, 방열성능을 평가하는 기준으로 방열시트가 없는 상태에서 측정 장비 LED에 동일한 입력전력을 인가하고, 동일 시간 경과 후 LED 상부에서 열화상 촬영 및 측정 장비 내 온도계의 온도를 측정하여 그 결과를 디폴트 값으로 하였고, 방열시트 없는 상태의 열화상 촬영된 평균온도는 53.8℃, T.C.는 66.3℃ 이었다.

<실험예2>

저주파수 안테나로서 무선전력전송용 안테나를 사용하여 실시예1, 실시예2, 비교예1 및 비교예2에 따른 방열시트에 대한 무선전력 전송효율과 방열특성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 방열특성 평가시 촬영한 열화상은 사진은 도 7에 나타내었다. 한편, 방열시트가 없을 때 무선전력전송 효율과 방열특성을 함께 실험하여 그 결과값을 기준(default) 값으로 하였다.

구체적으로 저주파수 안테나를 주파수 105 ~ 205 ㎑를 동작주파수로 갖는 무선전력전송용 송신안테나 및 수신안테나를 준비한 뒤, 도 5와 같이 송신안테나에서 평판형 코일이 배치된 면의 반대쪽에 방열시트를 배치시키고, 송신안테나와 수신안테나를 각각의 평판형 코일이 서로 마주보도록 한 뒤 각각의 안테나에서 평판형 코일 간 이격거리가 1㎜가 되도록 배치하였다. 이후 무선전력전송용 송신안테나에 12V의 전압 인가 후 무선전력전송용 수신안테나의 Power(W)별 load를 부가하여 효율을 측정하였다.

또한, 방열특성은 무선전력 전송용 송신안테나에 12V의 전압을 인가 후 무선전력전송용 수신안테나의 상부방향에서 촬영한 열화상 사진을 이용해 열화상 사진에서 가장 온도가 높은 지점의 온도를 측정했다.

	비유전율 (ⓐ28㎓)	열전도도 (W/m·K)	무선전력전송 시
			무선전력전송 효율(%)	방열특성 (최고온도(℃))
default	-	-	80.5	54.8
실시예1	90.2	89.2	80.8	50.3
실시예2	85.0	1500	79.1	51.2
비교예1	3.2	42.1	81.0	53.2
비교예2	미측정	400	77.2	56.1

표 1을 통해 알 수 있듯이, 그라파이트를 방열필러로 사용한 실시예1과 실시예2는 무선전력전송 시 효율이 방열시트가 구비되지 않은 default인 경우와 대비해 증가하면서도 무선전력수신용 안테나에서 발생된 열을 외부로 빠르게 전달함에 따라서 최고점의 온도가 3.6 ~ 4.5℃ 낮은 수준으로 측정되어 방열특성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.

그러나 비교예 1의 경우 무선전력 전송효율은 실시예1, 실시예2 대비해 동등수준 또는 다소 우위에 있으나 방열특성이 현저히 좋지 못한 것을 알 수 있습니다.

또한, 비교예2의 경우 열전도도가 실시예1 대비 매우 우수함에도 불구하고 무선전력전송에 채용 시 무선전력전송 효율도 현저히 저하시키고, 방열특성에서도 방열시트가 없는 default에 대비해 오히려 증가한 것을 확인할 수 있다.

<실험예3>

실험예2와 동일한 방법으로 실시예 및 비교예에 따른 무선전력전송 효율과 방열특성을 평가하되, 방열시트의 배치 위치를 도 6과 같이 무선전력전송 송신용 안테나의 평판형 코일과, 무선전력전송 수신용 평판형 코일 사이에 위치시키고, 방열시트와 무선전력전송 송신용안테나에서 평판형 코일 간 이격거리가 1㎜가 되도록 변경 배치하였다. 평가된 무선전력전송 효율과 방열특성의 결과는 표 2와 도 8에 나타내었다.

	비유전율 (ⓐ28㎓)	열전도도 (W/m·K)	무선전력전송 시
			무선전력전송 효율(%)	방열특성 (최고온도(℃)
default	-	-	80.5	52.8
실시예1	90.2	89.2	79.9	49.0
실시예2	85.0	1500	0	미측정
비교예1	3.2	42.1	80.5	59.9
비교예2	미측정	400	0	미측정

표 2에서 확인할 수 있듯이, 무선전력전송 신호의 이동 경로상에 방열시트가 위치하는 경우에 비교예2의 동박인 방열시트는 무선전력전송 기능 자체가 동작하지 않았고, 이는 방열시트가 무선전력전송 신호를 차단했기 때문으로 예상된다.

또한, 비교예 1의 방열시트는 무선전력전송 효율은 실시예1 보다 다소 우위에 있으나 방열특성에 있어서 방열시트가 없는 default의 경우보다 현저히 증가하여 방열특성 자체가 발현되지 않는 것을 확인할 수 있다.

한편, 인조 그라파이트를 방열필러로 사용한 실시예2의 경우 무선전력전송 신호의 이동 경로상에 위치했을 때 무선전력전송 신호가 차단된 것을 확인할 수 있으며, 이러한 결과를 통해 실시예2의 경우 도 5와 같이 무선전력전송 신호의 이동 경로가 아닌 곳에 위치하는 경우에만 저주파 안테나에 채용되는 방열시트로 사용할 수 있음을 확인할 수 있다. 그러나 실시예1에 따른 방열시트의 경우 무선전력전송 신호의 이동 경로상에 위치했을 때에도 무선전력전송 효율의 저하가 최소화되면서도 우수한 방열특성을 발현함을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 무선전력전송 신호의 이동 경로를 고려해서 배치해야 하는 종래의 방열시트 배치 위치의 제한성을 극복한 것으로서 그라파이트 플레이크를 사용한 방열시트가 저주파 안테나 모듈을 구현하는데 있어서 매우 적합하다는 것을 확인할 수 있다.

<실시예 3>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 최종 방열시트의 두께를 60㎛로 변경하여 하기 표 3과 같은 방열시트를 제조하였다.

<비교예 3>

실시예3과 동일하게 실시하여 제조하되, 매트릭스 형성성분으로 비스페놀A에폭시 성분(국도, YG-011) 100 중량부에 대하여 경화제 DICY를 3 중량부, 용매로써 메틸에틸케톤 200 중량부 혼합하여 시트 형성조성물을 제조하였고, 제조된 시트 형성조성물을 기재 상에 콤마코터를 이용해 소정의 두께로 처리한 뒤, 150℃로 30분 간 경화시킨 뒤 실시예1과 동일하게 냉각공정을 수행하여 최종두께가 60㎛이고, 방열필러의 함량이 약 90중량%인 방열시트를 제조하였다.

<비교예 4>

실시예1과 동일한 방열필러를 사용하되, 매트릭스 형성성분을 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 변경한 것을 제외하고 실시예1과 동일하게 실시하여 최종두께가 60㎛이고, 방열필러의 함량이 약 90중량%인 방열시트를 제조하였다.

<실험예 4>

실시예 3 및 비교예 3 ~ 4에 따른 방열시트를 동일 크기로 각각 100개씩 제조한 뒤 100개의 시편 중 크랙이나 깨짐이 발생한 시편의 개수, 시트가 수축되거나 표면에 기공이 발생한 시편의 개수를 카운팅하여 하기 표 3에 백분율로 나타내었다.

	실시예3	비교예3	비교예4
매트릭스 형성성분	고무계 성분(SBR)	에폭시 성분	폴리우레탄 성분
크랙/깨짐 발생 시트비율(%)	0	80	0
수축 및 기공 발생 시트비율(%)	1	0	53

표 3을 통해 확인할 수 있듯이, 매트릭스 형성성분으로 고무계 성분을 사용한 실시예3의 방열시트가 크랙이나 깨짐 발생이 없고, 수축 등의 형상 변화가 없으며, 표면품질이 우수한 것을 확인할 수 있다.

<실시예 4>

실시예 3과 동일하게 실시하여 제조하되, 표면이 개질된 그라파이트 함량을 1200 중량부로 변경하여 하기 표 4와 같은 방열시트를 제조하였다.

<실시예 5>

실시예 3과 동일하게 실시하여 제조하되, 가교제의 종류를 헥사메틸렌디이소시아네이트로 변경하여 예비시트를 제조하였고, 가교 및 냉각 공정을 거쳐 하기 표 4와 같은 방열시트를 제조하였다.

<비교예 5>

실시예3과 동일하게 실시하여 제조하되, 가교제를 투입하지 않고 하기 표 4와 같은 방열시트를 제조하였다.

<실험예 5>

실시예 3 ~ 5 및 비교예5에 따른 방열시트에 대하여 하기의 물성을 평가한 뒤 그 결과를 표 4에 나타내었다.

구체적으로 방열시트 제조 직후의 두께 등 치수와 중량을 측정한 뒤, 하기 수학식 1에 따른 두께감소율을 계산했다. 또한, 제조된 방열시트를 40℃에서 50시간 방치 후 하기 수학식 2에 따라 두께 변화율을 계산했다.

[수학식 1]

[수학식 2]

	실시예4	실시예5	비교예5
매트릭스형성성분	SBR	SBR	SBR
가교제 종류	퍼옥사이드계	이소시아네이트계	미사용
예비시트 두께(㎛)	140	140	140
제조 직후방열시트 두께(㎛)	82.0	82.0	101.0
두께감소율(%)	41.4	41.4	27.9
밀도(g/㎡)	1.81	1.81	1.71
50시간 방치후 방열시트 두께(㎛)	82.2	90.2	138
두께 변화율(%)	0.3	10.0	36.6

*

표 4를 통해 확인할 수 있듯이 가교제를 퍼옥사이드계로 사용한 실시예 4 및 이소시아네이트계를 사용한 실시예 5의 경우 제조한 후 두께변화율이 10%이하로 비교예 5 보다 우수한 것을 확인할 수 있다.

<실시예 6 ~ 8>

실시예 4와 동일하게 실시하여 제조하되, 냉각온도를 하기 표 5와 같이 변경하여 하기 표 5와 같은 방열시트를 제조하였다.

<실험예 6>

실시예4, 실시예 6 ~ 8의 방열시트에 대해서 실험예 5와 동일방법으로 두께변화율을 계산했다. 또한, 각 실시예 별로 총 1000개의 방열시트를 제조하는 중 제2프레스에 들러붙은 방열시트의 개수를 카운팅하여 하기 표 5에 나타내었다.

	실시예4	실시예6	실시예7	실시예8
매트릭스형성성분	SBR	SBR	SBR	SBR
가교제 종류	퍼옥사이드계	퍼옥사이드계	퍼옥사이드계	퍼옥사이드계
냉각온도(℃)	50	60	65	70
예비시트 두께(㎛)	140	140	140	140
제조 직후방열시트 두께(㎛)	82.0	82.0	82.0	82.0
두께감소율(%)	41.4	41.4	41.4	41.4
50시간 방치후 방열시트 두께(㎛)	82.2	82.74	83.80	86.76
두께 변화율(%)	0.3	0.9	2.2	5.8
제2프레스에 들러붙은 방열시트 개수	0	3	26	100

표 5를 통해 확인할 수 있듯이, 냉각온도가 60℃를 초과한 실시예7, 8은 제2프레스에 들러 붙는 방열시트의 개수가 증가하고, 두께 변화율도 커지는 것을 알 수 있다.

<실시예 9>

실시예 3과 동일하게 실시하여 제조하되, 냉각공정을 수행하지 않고 방열시트를 제조하였다.

<실험예 7>

실시예 4 및 실시예 9에 따른 방열시트에 대해서 표면 SEM 사진을 촬영하여 그 결과를 도 9(실시예 9) 및 도 10(실시예 4)에 나타내었다.

도 9 및 도 10을 통해 알 수 있듯이, 냉각공정을 거치지 않은 실시예 9의 방열시트에 대한 사진인 도 9는 표면이 매끄럽지 못하고 거친 반면에 냉각공정을 거친 실시예 4의 방열시트는 표면품질이 우수한 것을 확인할 수 있다.

<실시예 10 ~ 21>

실시예 4와 동일하게 실시하여 제조하되, 방열필러의 입경 및 방열필러 함량을 하기 표 6 및 표 7과 같이 변경하여 하기 표 6 및 표 7과 같은 방열시트를 제조하였다.

<실험예 8>

실시예4, 실시예 10 ~ 21에 따른 방열시트에 대해서 하기 물성을 평가하여 하기 표 6 및 표 7에 나타내었다.

1. 방열특성 평가

열전도도는 LFA를 이용해서 측정한 열확산도, DSC를 통해 측정된 비열, 및 방열시트의 밀도를 통해서 산출하였다.

또한, LED를 직경이 25㎜인 원의 원주 상에 소정의 간격을 두고 이격해서 배치시킨 뒤, 상기 원의 중심에 온도계를 배치시키고 LED에 소정의 전압을 인가할 수 있도록 측정장비를 제조한 뒤, 상기 측정장비를 가로, 세로, 높이 각각 32㎝Х30㎝Х30㎝인 아크릴 챔버 내부에 위치시키고, 아크릴 챔버 내부의 온도를 25±0.2℃가 되도록 조절하였다. 이후 상기 측정장비의 LED 상에 방열시트를 올려놓은 뒤 LED에 소정의 입력전력을 인가하였고, 소정의 시간 경과 후 방열시트 상부에서 열화상 촬영 및 측정 장비 내 온도계의 온도를 측정하였다. 이후 열화상 촬영의 결과를 통해 LED에 대응되는 방열시트 부분의 평균온도를 산출하여 평균온도로 나타내었고, 측정 장비 내 온도계를 통해 산출된 온도를 T.C 값으로 각각 나타내었다.

또한, 방열성능을 평가하는 기준으로 방열시트가 없는 상태에서 측정 장비 LED에 동일한 입력전력을 인가하고, 동일 시간 경과 후 LED 상부에서 열화상 촬영 및 측정 장비 내 온도계의 온도를 측정하여 그 결과를 디폴트 값으로 하였고, 방열시트 없는 상태의 열화상 촬영된 평균온도는 53.8℃ T.C.는 66.3이었다.

2. 표면품질

방열시트 표면에서 묻어나오는 방열필러의 양을 평가하기 위해서 제조된 방열시트와 동일크기의 점착시트를 방열시트 일면에 부착 후 떼어 내었다. 떼어 낸 점착시트를 가로, 세로 10등분하여 총 100개의 셀로 구획하고, 방열필러가 묻어나온 셀의 개수를 카운팅하였다.

3. 유연성 평가

각 실시예별 총 1000개의 방열시트에 대해서 곡률 20㎜로 휘었을 때 크랙, 깨짐이 발생하는지를 관찰하여 발생한 시트의 개수를 카운팅한 후 실시예10의 개수를 100%로 기준해 나머지 실시예들의 깨진 시트 개수를 상대적인 백분율로 나타내었다.

		실시예4	실시예10	실시예11	실시예12	실시예13	실시예14	실시예15
방열시트 두께(㎛)		60	60	60	60	60	60	60
방열필러	총함량(wt%)	90	92	93	90	88	88	90
	평균입경 (㎛)	80	80	80	70	120	130	60
열전도도(W/mK)		120	125	측정불가	110	120	118	90
유연성(%)		25	100	-	10	49	143	5
표면품질		7	45	-	17	46	65	33

표 6을 통해 확인할 수 있듯이, 실시예 11과 같이 방열필러 함량이 92중량% 초과해 고충진되는 경우 방열시트 자체가 제조되기 어려운 것을 확인할 수 있다. 또한, 평균입경이 다소 큰 실시예 14의 경우 표면품질이 좋지 않고, 유연성도 현저히 저하된 것을 알 수 있다. 한편, 평균입경이 과소한 실시예15의 경우 표면품질이 나빠진 것을 알 수 있다.

<실시예 22 ~ 23>

실시예 4와 동일하게 실시하여 제조하되, 실란 화합물의 종류를 각각 비닐트리메톡시실란인 비닐 실란 화합물 또는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란인 에폭시 실란 화합물로 변경하여 하기 표 7과 같은 방열시트를 제조하였다.

<실시예 24 ~ 27>

실시예 4와 동일하게 실시하여 제조하되, 실란 화합물의 함량을 달리하여 하기 표 8과 같은 방열시트를 제조하였다.

<비교예 6>

실시예 4와 동일하게 실시하여 제조하되, 방열필러를 표면 개질이 안된 그라파이트 플레이크로 변경하고, 표면 개질에 사용된 실란 화합물을 시트 형성 조성물에 추가하여 하기 표 8과 같은 방열시트를 제조했다.

<실험예 9>

실시예 4, 실시예 22 ~ 실시예 27에 따른 방열시트에서 이형필름을 벗겨 낸 후 매트릭스 표면에 두께 2㎛ PET 필름 일면에 3㎛로 점착층이 형성된 두께 5㎛의 보호필름을 부착시켰다. 이후 보호필름과 방열시트 매트릭스 간의 측면 상의 계면을 일부 분리한 뒤 분리된 보호필름을 인장시험기 ASTM D903조건으로 보호필름이 끊어질 때까지 박리시켰고, 이후 벗겨진 방열시트 매트릭스를 관찰하여 매트릭스가 두께방향으로 일부 두께만큼 분리됐는지 여부를 각각의 실시예와 비교예에 대해서 총 20개의 시편에 대해서 실험을 수행하여 확인했고, 20개 시편에 대해서 매트릭스가 벗겨지지 않고 보호필름이 깔끔하게 분리된 경우 ×, 매트릭스가 두께방향으로 일부 분리된 경우 ○로 표시하고, 그 개수를 함께 표기하였다. 하기 표 7에 그 결과를 나타냈다.

또한, 실시예 4와 실시예 22, 23에 대한 평가 후 사진을 촬영하여 각각 도 11 내지 13에 나타내었다.

도 11의 실시예 4의 경우 매트릭스에 찢어짐이 발생하지 않았으나, 도 12 및 도 13의 실시예 22, 실시예 23의 경우 매트릭스에 찢어짐이 발생한 것을 확인할 수 있다.

또한, 실시예 4, 실시예 26, 실시예 22 및 실시예 23에 대한 보호필름 박리길이에 따른 점착력 그래프를 각각 도 14 내지 도 17에 각각 나타내었다.

도 16 및 도 17에서 확인할 수 있듯이 실시예 22 및 실시예 23의 경우 평가 시작 후 얼마 지나지 않아서 점착력이 0 수준으로 현격히 감소했으며, 이를 통해 매트릭스가 두께방향 어느 지점에서 박리가 발생한 것을 알 수 있다.

<실험예 10>

실시예 4, 실시예 22 ~ 실시예 27에 따른 방열시트를 제조한 후 이형필름을 제거하고 난 뒤 이형필름 상에 남아 있는 방열필러 유무를 육안으로 확인하여 하기 표 7에 방열필러가 남아 있는 경우 ○, 남아 있지 않은 경우 ×로 표기했다.

	실시예4	실시예22	실시예23	실시예24	실시예25	실시예26	실시예27
실란 화합물(종류/함량(중량부)	아미노 실란/2.5	비닐 실란/2.5	에폭시 실란 /2.5	아미노 실란 /0.5	아미노 실란 /1.0	아미노 실란 /4.0	아미노 실란 /5.0
실란 화합물 위치	방열필러 표면	방열필러 표면	방열필러 표면	방열필러 표면	방열필러 표면	방열필러 표면	방열필러 표면
열전도도(W/mK)	120	119	114	120	120	121	110
매트릭스 분리여부/개수	×	○/20	○/20	○/19	○/4	×	×
이형필름에 방열필러가 묻어나는지 여부	×	×	×	×	×	×	○

도 11 ~ 17, 표 7을 통해 확인할 수 있듯이,

비닐기, 에폭시기를 갖는 실란화합물로 사용한 실시예 22 및 23에 따른 방열시트는 매트릭스 자체가 일정 두께만큼 분리된 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 그라파이트 플레이크인 방열필러와 매트릭스 간의 계면 결합이 좋지 않아 이들 계면에서 들뜸이 발생하고, 가해지는 외력에 들뜬 부분이 찢겨져 나가는 것으로 예상된다. 그러나 아미노기를 갖는 실란화합물을 사용한 실시예 4의 경우 그라파이트 플레이크인 방열필러와 매트릭스 간의 계면 결합이 좋아서 이들 계면을 기점으로 매트릭스가 분리되는 현상은 발생하지 않음을 알 수 있다.

또한, 아미노 실란 화합물의 함량이 많은 실시예 27의 경우 매트릭스 성분이 이형필름에 묻어나는 현상이 발생한 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (18)

1. 동작주파수가 50㎑ ~ 350㎑인 저주파 안테나 상에 배치되는 저주파 안테나용방열시트로서,
   포옥사이드계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 가교제로 스티렌-부타디엔 고무가 가교된 고무계 수지를 포함하는 매트릭스; 및
   그라파이트를 포함하고 방열시트 전체 중량의 80 ~ 92중량%로 구비되는 방열필러 및 상기 방열필러 100 중량부에 대하여 1.0 ~ 4.0 중량부로 상기 방열필러의 표면을 개질시키는 아미노실란 화합물을 포함하며, 상기 매트릭스 내 분산되는 표면 개질된 방열필러;를 구비하는 저주파 안테나용 방열시트.
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5. 제1항에 있어서,
   상기 그라파이트는 그라파이트 플레이크인 저주파 안테나용 방열시트.
6. 제1항에 있어서,
   상기 방열필러는 평균입경이 70 ~ 120㎛인 저주파 안테나용 방열시트.
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8. 제1항에 있어서,
   상기 아미노 실란 화합물은 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필메틸디메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 저주파 안테나용 방열시트.
9. 제1항에 있어서,
   상기 매트릭스는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)가 이소시아네이트계 화합물인 가교제로 가교된 가교물을 포함하고,
   그라파이트는 표면이 아미노 실란 화합물로 개질된 것을 특징으로 하는 저주파 안테나용 방열시트.
10. 제1항에 있어서,
    상기 방열시트는 밀도가 1.7g/㎥ 이상인 저주파 안테나용 방열시트.
11. 제1항에 있어서,
    상기 방열시트는 표면저항이 0.1 ~ 100 Ω/□ 이고, 열전도도가 80 ~ 150 W/m·k 인 저주파 안테나용 방열시트.
12. (1) 그라파이트를 포함하는 방열필러 100 중량부에 아미노 실란 화합물을 1.0 ~ 4.0 중량부 함유하도록 처리된 표면 개질된 방열필러를 준비하는 단계;
    (2) 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 및 포옥사이드계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 가교제를 포함하는 매트릭스 형성성분과 상기 표면 개질된 방열필러를 혼합하여 예비시트를 제조하는 단계; 및
    (3) 제조된 예비시트를 가압하며 스티렌-부타디엔 고무(SBR)가 가교된 고무계 수지를 포함하는 매트릭스를 형성시키는 단계;를 포함하여 방열시트를 제조하되, 상기 방열필러는 방열시트 전체 중량의 80 ~ 92중량%로 구비되는 저주파 안테나용 방열시트 제조방법.
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14. 제12항에 있어서,
    상기 (3) 단계는 예비시트에 대하여 100 ~ 180℃ 온도로 열 및 압력을 가하면서 가교시키는 단계; 및
    가교시킨 예비시트를 압력을 가하면서 18 ~ 60℃ 온도로 냉각시키는 단계;를 포함하는 저주파 안테나용 방열시트 제조방법.
15. 50㎑ ~ 350㎑의 주파수를 동작주파수로 갖는 저주파 안테나;
    제1항, 제5항, 제6항 및 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방열시트; 및
    자기장 차폐시트;를 포함하는 저주파 안테나 모듈.
16. 제15항에 있어서,
    상기 저주파 안테나는 상기 방열시트와 상기 자기장 차폐시트 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 저주파 안테나 모듈.
17. 50㎑ ~ 350㎑의 주파수를 동작주파수로 갖는 송신용 저주파 안테나로부터 송신된 무선신호를 수신하는 수신용 저주파 안테나 모듈에 있어서,
    상기 수신용 저주파 안테나 모듈은 50㎑ ~ 350㎑의 주파수를 동작주파수로 갖는 수신용 저주파 안테나 및 방열시트를 포함하고, 상기 방열시트는
    포옥사이드계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 가교제로 스티렌-부타디엔 고무가 가교된 고무계 수지를 포함하는 매트릭스; 및
    그라파이트를 포함하고 방열시트 전체 중량의 80 ~ 92중량%로 구비되는 방열필러 및 상기 방열필러 100 중량부에 대하여 1.0 ~ 4.0 중량부로 상기 방열필러의 표면을 개질시키는 아미노실란 화합물을 포함하고, 상기 매트릭스 내 분산되는 표면 개질된 방열필러;를 구비하며,
    상기 방열시트는 송신용 저주파 안테나와 수신용 저주파 안테나 사이의 무선신호 이동경로 상에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 수신용 저주파 안테나 모듈.
18. 제15항에 따른 저주파 안테나 모듈을 포함하는 전자기기.

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