KR102545691B1 - 플렉시블 방열 점착 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

플렉시블 방열 점착 시트 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플렉시블 방열 점착 시트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 플렉시블 방열 점착 시트(A)는, 박막의 구리시트(110)와, 상기 구리시트(110)의 일면에 형성된 열전도성 점착층(120)과, 상기 구리시트(110)의 타면에 형성되고, 그래핀(graphene)과 합성수지가 혼합된 그래핀층(130)을 포함하여 구성되고, 본 발명에 의한 플렉시블 방열 점착 시트의 제조 방법은, 박막의 구리시트(110)를 제작하여 준비되는 단계(S210)와, 이형 필름(140)에 열전도성 점착층(120)을 형성하는 단계(S220)와, 열전도성 점착층(120)이 구리시트(110)의 일면에 접착하도록 이형 필름(140)과 구리시트(110)를 합지하는 단계(S230)와, 구리시트(110)의 타면에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀수지를 도포하고 건조하여 그래핀층(130)이 형성되는 단계(S240)를 포함하여 구성되고, 방열 성능이 우수하고 박박의 방열 점착 시트를 구현할 수 있는 이점이 있다.

Description

플렉시블 방열 점착 시트 및 그 제조 방법{Flexible heat dissipation adhesive sheet and manufacturing method thereof}
본 발명은 플렉시블 방열 점착 시트에 관한 것으로, 특히 방열 성능이 우수하고 두께가 매우 얇은 플렉시블 방열 점착 시트에 관한 것이다.
최근 이동통신 단말기 중에서 화면부(디스플레이부)가 2 곳 또는 3 곳에서 접히는 소위 "폴더블 폰"이 출시되고 있다.
이 폴더블 폰이 접히는 곳에는 접힘을 유지하면서 방열을 위한 방열 시트가 부착되어 있다.
기존의 폴더블 폰에 부착되는 방열 시트는 두 개의 방열 점착 시트로 부착되어 있어서 열확산성 저하의 문제가 있었다.
문헌1: 공개특허공보 제10-2020-0132237호(공개일: 2020.11.25) 문헌2: 공개특허공보 제10-2020-0120007호(공개일: 2020.10.21)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 플렉시블 방열 점착 시트 및 그 제조 방법의 목적은,
첫째, 구리시트와 그래핀층의 복합층에 의해서 수직방향으로 방열한 후에 다시 전체 표면을 따라서 수평방향으로 열이 빠르게 전도될 수 있도록 하여서 전체적으로 방열 성능이 매우 우수하도록 하고,
둘째, 구리시트와 그래핀층의 복합층에 의해서 별도의 후공정이 없이 방열 점착 시트를 제작할 수 있도록 하여서 제작이 용이하고 제작 비용을 절감할 수 있도록 하며,
셋째, 인조 그라파이트보다 단가가 저렴한 그래핀을 이용함으로써 방열 점착 시트에 대한 부품 원가를 절감할 수 있도록 하며,
넷째, 구리시트를 얇은 박막으로 제작할 수 있도록 함으로써 수직 열전도성을 확보하면서도 플렉시블한 유연성을 구현할 수 있도록 하며,
다섯째, 방열 점착 시트를 구성하는 구리시트를 0.3 ~ 3.0 um의 매우 얇은 두께로 형성할 수 있도록 하며,
여섯째, 방열 점착 시트를 구성하는 구리시트를 0.3 ~ 1.0 um의 초박막의 두께로 형성할 수 있도록 하며,
일곱째, 방열 시트의 핵심 레이어인 구리시트의 두께를 매우 얇게 형성할 수 있도록 함으로써, 방열 점착 시트가 실장되는 완제품인 전자기기(예컨대 5G 이동통신단말기으로서 폴더블 폰)의 배터리 모듈의 두께를 얇게 하여서 완제품인 전자기기의 두께를 얇게 할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 플렉시블 방열 점착 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 플렉시블 방열 점착 시트는, 박막의 구리시트와, 상기 구리시트의 일면에 형성된 열전도성 점착층과, 상기 구리시트의 타면에 형성되고, 그래핀(graphene)과 합성수지가 혼합된 그래핀층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 플렉시블 방열 점착 시트의 제조 방법은, 박막의 구리시트를 제작하여 준비되는 단계와, 이형 필름에 열전도성 점착층을 형성하는 단계와, 열전도성 점착층이 구리시트의 일면에 접착하도록 이형 필름과 구리시트를 합지하는 단계와, 구리시트의 타면에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀수지를 도포하고 건조하여 그래핀층이 형성되는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 플렉시블 방열 점착 시트 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 구리시트와 그래핀층의 복합층에 의해서 수직방향으로 방열한 후에 다시 전체 표면을 따라서 수평방향으로 열이 빠르게 전도될 수 있는 효과가 있고, 그 결과 방열 성능이 매우 우수한 방열 점착 시트를 구현할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 구리시트와 그래핀층의 복합층에 의해서 별도의 후공정이 없이 방열 점착 시트를 제작할 수 있도록 하여서 제작이 용이하고 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 인조 그라파이트보다 단가가 저렴한 그래핀을 이용함으로써 방열 점착 시트에 대한 부품 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 구리시트를 얇은 박막으로 제작할 수 있도록 함으로써 수직 열전도성을 확보하면서도 플렉시블한 유연성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 방열 점착 시트를 구성하는 구리시트의 두께를 0.3 ~ 3.0 um으로 매우 얇게 구현할 수 있는 효과가 있다.
여섯째, 방열 점착 시트를 구성하는 구리시트의 두께를 0.3 ~ 1.0 um으로 매우 얇게 구현할 수 있는 효과가 있다.
일곱째, 방열 시트의 핵심 레이어인 구리시트의 두께를 매우 얇게 형성할 수 있어서, 방열 점착 시트가 실장되는 완제품인 전자기기(예컨대 5G 이동통신단말기)의 배터리 모듈의 두께를 얇게 하여서 완제품인 전자기기의 두께를 얇게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착 시트(A)의 레이어 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착 시트를 제조하는 방법의 공정 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착 시트를 제조하는 방법에 있어서, 구리시트(110)를 제조하는 구체적인 공정의 순서도이다.
다음은 본 발명인 플렉시블 방열 점착 시트 및 그 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 플렉시블 방열 점착 시트는 폴더블 폰을 비롯한 접힘을 요하는 곳에 적용 가능한 플렉시블 방열 시트이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착 시트(A)는 폴더블 폰을 비롯한 접힘을 요하는 곳에 적용 가능한 플렉시블 방열 시트(A)이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착 시트(A)는, 박막의 구리시트(110)와, 상기 구리시트(110)의 일면에 형성된 열전도성 점착층(120)과, 상기 구리시트(110)의 타면에 형성되고, 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀층(130)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하면, 구리시트(110)가 열원의 열을 수직으로 이동시키고, 그래핀층(130)이 열을 수평으로 전도(수평 열전도)시키기 때문에 열 확산 효과가 크고, 열전도성이 우수하게 된다.
종래의 그라파이트 시트는 분진 문제로 인해 상단과 하단 그리고 측면을 점착테이프를 활용하여 포켓 형태로 제작하였으나, 본원발명에 의한 그래핀층(130)과 구리시트(110)의 복합층에 의하면, 후공정이 없이 사용이 가능하며, 인조 그라파이트보다 물질의 단가도 저렴하다. 따라서 방열 점착 시트에 대한 제작이 용이하고 원가를 절감할 수 있게 된다.
그리고, 일반 동박의 경우 금속 특성상 유연성이 낮지만, 후술하는 바와 같이 구리시트(110)를 매우 얇은 박막으로 형성함으로써 수직 열전도성을 확보하면서도 플렉시블한 유연성을 구현할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착시트(A)에 있어서, 상기 그래핀층(130)은, 그래핀과 합성수지의 전체 중량 대비 그래핀이 30 ~ 90 중량%인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 그래핀층(130)은, 그래핀과 합성수지가 55 : 45 의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기의 조성비는 코팅성과 열전도성 및 내마모성 등의 물성 특성을 고려하였다.
그리고, 상기 그래핀층(130)을 구성하는 합성수지는, 폴리에스터(PET) 수지 또는 우레탄 수지 중에서 선택되는 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이는 내마모성과 코팅성 등의 물성 특성을 고려한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착시트(A)에 있어서, 상기 구리시트(110)는 0.3 ~ 3.0 um의 두께의 매우 얇은 박막인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 구리시트(110)는 0.3 ~ 1.0 um의 두께의 매우 얇은 박막인 것을 특징으로 한다.
상기 그래핀층(130)은 1.0 ~ 10.0 um인 것을 특징으로 한다.
이는 개발 제품 특성에 따라 열전도의 효율을 고려하여 두께를 선택한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착시트(A)에 있어서, 상기 박막의 구리시트(110)는, 기재 필름(Sa)의 일면(예컨대 상면)에 구리 입자를 진공 증착[스퍼터링(sputtering)]하여 하부 구리층(111)을 형성하고, 스퍼터링에 의해서 형성된 하부 구리층(111)에 스테인레스스틸(SUS: 상품명, 이하, "서스" 라고 약칭) 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여 서스층(112)을 형성하며, 상기 서스층(112)에 구리 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여서 상부 구리층(110)을 형성하며, 상기 상부 구리층(110)이 형성된 후에, 하부 구리층(111)과 서스층(112)이 순차 형성된 기재 필름(Sa)을 제거하여서 상부 구리층(110)이 구리시트(110)로 되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 구리시트(110)의 두께를 0.3 ~ 3.0 um의 매우 얇은 박막으로 제작할 수 있는 이점이 있다.
상기와 같은 구성에 의하면, 구리시트(110)의 두께를 0.3 ~ 3.0 um의 초박막으로 제작할 수 있는 이점이 있다.
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착 시트의 제조 방법에 대하여 기술한다.
먼저, 박막의 구리시트(110)를 제작하여 준비한다(S210).
구리시트(110)의 제작과는 별도로 이형 필름(140)에 열전도성 점착층(120)을 형성한다(S220).
이제 열전도성 점착층(120)이 형성된 이형 필름(140)과 구리시트(110)를 합지한다.
구체적으로는 열전도성 점착층(120)이 구리시트(110)의 일면(예컨대 하면)에 접착하도록 이형 필름(140)과 구리시트(110)를 합지한다(S230).
그리고, 구리시트(110)의 타면(예컨대 상면)에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀수지를 도포하고 건조하여 그래핀층(130)을 형성한다(S240).
이로써 플렉시블 방열 점착 시트(A)가 완성된다.
다음은 상기 박막의 구리시트(110)를 제작하는 단계(S210)의 구체적인 공정에 대해서 설명한다.
먼저, 기재 필름(Sa)이 준비된다(S310)[도 3의 (a)].
상기 기재 필름(Sa)의 일면(예컨대 상면)에 구리 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링(sputtering)하여 하부 구리층(111)을 형성한다(S320)[도 3의 (b)].
다음으로 스퍼터링에 의해서 형성된 하부 구리층(111)에 스테인레스스틸(SUS: 상품명, 이하, "서스"라고 약칭함) 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여 서스층(112)을 형성한다(S330)[도 3의 (c)].
상기 서스층(112)에 구리 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여서 상부 구리층(110)을 형성한다(S340)[도 3의 (d)].
마지막으로, 상기와 같이 상부 구리층(110)이 형성된 후에, 하부 구리층(111)과 서스층(112)이 순차 형성된 기재 필름(Sa)을 제거하여서 상부 구리층(110)이 구리시트(110)로 완성된다(S350)[도 3의 (e)].
서스층(112)에 구리 입자가 부착되지 않지만 서스 입자는 구리층에 잘 부착되므로 상기와 같은 공정이 가능하다.
여기서, 하부 구리층(111)과 서스층(112)이 순차 형성된 기재 필름(Sa)은 상기 상부 구리층(110)에 대하여 이형 필름을 역할을 하게 된다.
상기와 같이 구리시트(110)[상부 구리층(110)]을 제작하는 방법에 의하면, 0.3 ~ 3 um 두께, 더욱 바람직하게는 0.3 ~ 1.0 um의 매우 얇은 구리시트(110)를 제작할 수 있게 된다.
한편, 구리 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여서 구리층을 형성하는 입자 진공 증착 스퍼터링 방법과, 서스 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여서 서스층을 형성하는 입자 진공 증착 스퍼터링 방법 그 자체는 본원발명의 출원 전에 공지된 방법이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 공정으로 제작된 구리시트(110)[상부 구리층(110)]는 0.3 ~ 3.0 um의 두께의 매우 얇은 박막인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기와 같은 공정으로 제작된 구리시트(110)[상부 구리층(110)]는 0.3 ~ 1.0 um의 두께의 매우 얇은 박막인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 서스층(112)은 두께 1 um 이하인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
A : 본 발명의 일 실시예에 의한 플렉시블 방열 점착 시트
110 : 구리시트[상부 구리층]
111 : 하부 구리층 112 : 서스층
120 : 열전도성 점착층 130 : 그래핀층
140 : 이형 필름 Sa : 기재필름

Claims (4)

  1. 박막의 구리시트(110)와,
    상기 구리시트(110)의 일면에 형성된 열전도성 점착층(120)과,
    상기 구리시트(110)의 타면에 형성되고, 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀층(130)을 포함하여 구성되고,
    상기 박막의 구리시트(110)는,
    기재 필름(Sa)이 준비되는 단계(S310)와,
    상기 기재 필름(Sa)의 일면에 구리 입자를 진공 증착하여 하부 구리층(111)을 형성하는 단계(S320)와,
    스퍼터링에 의해서 형성된 하부 구리층(111)에 스테인레스스틸 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여 서스층(112)을 형성하는 단계(S330)와,
    상기 서스층(112)에 구리 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여서 상부 구리층(110)을 형성하는 단계(S340)와,
    상부 구리층(110)이 형성된 후에, 하부 구리층(111)과 서스층(112)이 순차 형성된 기재 필름(Sa)을 제거하여서 상부 구리층(110)이 구리시트(110)로 완성되는 단계(S350)의 수행에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 방열 점착 시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구리시트(110)는 0.3 ~ 1.0 um의 두께의 박막인 것을 특징으로 하는 플렉시블 방열 점착 시트.
  3. 박막의 구리시트(110)를 제작하여 준비되는 단계(S210)와,
    이형 필름(140)에 열전도성 점착층(120)을 형성하는 단계(S220)와,
    열전도성 점착층(120)이 구리시트(110)의 일면에 접착하도록 이형 필름(140)과 구리시트(110)를 합지하는 단계(S230)와,
    구리시트(110)의 타면에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀수지를 도포하고 건조하여 그래핀층(130)이 형성되는 단계(S240)를 포함하여 구성되고,
    상기 박막의 구리시트(110)를 제작하는 단계(S210)는,
    기재 필름(Sa)이 준비되는 단계(S310)와,
    상기 기재 필름(Sa)의 일면에 구리 입자를 진공 증착하여 하부 구리층(111)을 형성하는 단계(S320)와,
    스퍼터링에 의해서 형성된 하부 구리층(111)에 서스 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여 서스층(112)을 형성하는 단계(S330)와,
    상기 서스층(112)에 구리 입자를 진공 증착에 의해서 스퍼터링하여서 상부 구리층(110)을 형성하는 단계(S340)와,
    상부 구리층(110)이 형성된 후에, 하부 구리층(111)과 서스층(112)이 순차 형성된 기재 필름(Sa)을 제거하여서 상부 구리층(110)이 구리시트(110)로 완성되는 단계(S350)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 방열 점착 시트의 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 구리시트(110)는 0.3 ~ 1.0 um의 두께의 박막인 것을 특징으로 하는 플렉시블 방열 점착 시트의 제조 방법.
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