KR102602785B1 - Manufacturing Method of Thermally Conductive Sheet using Comma Coater - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콤마 코팅기를 이용하는 열전도성 시트의 제조 방법에 관한 것으로서, 폴리머, 이방성 열전도성 필러, 충전제를 함유하는 열전도성 조성물을, 제1 중심축을 따라 회전하는 코팅 롤러와 콤마 부재를 포함하는 콤마 코팅기에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러를 상기 제1 중심축과 교차하는 제2 중심축을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물을 획득하는 콤마 성형 공정; 상기 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물을 획득하는 적층 공정; 프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 상기 적층 성형물의 이방성 열전도성 필러를 상기 두께 방향과 교차하는 방향으로 배향시킨 2차 예비 성형물을 획득하는 프레스 성형 공정; 상기 2차 예비 성형물을 경화시킴으로써 경화 성형물을 획득하는 경화 공정; 상기 경화 성형물을, 상기 제2 중심축과 교차하는 절단 방향으로 절단하여 미리 정한 두께를 가지도록 하는 절단 공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 압출성형 자체의 한계로 인하여 시트모재의 직경이 제한되는 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트를 제조할 수 있으며, 대량생산 또한 이루어지기 용이하다는 효과가 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a thermally conductive sheet using a comma coating machine, wherein a thermally conductive composition containing a polymer, an anisotropic thermally conductive filler, and a filler is applied to a comma coating machine including a coating roller rotating along a first central axis and a comma member. By adding the anisotropic thermally conductive filler to orient the anisotropic thermally conductive filler along a second central axis that intersects the first central axis, to obtain a sheet-shaped primary preform extending along the second central axis and having a predetermined thickness. Comma forming process; A stacking process of obtaining a laminated molded product by stacking a plurality of the primary preforms in the thickness direction; A press molding process of obtaining a secondary preform in which the anisotropic heat conductive filler of the laminated molded product is oriented in a direction intersecting the thickness direction by pressing the laminated molded product along the thickness direction of the laminated molded product using a press molding machine; A curing process of obtaining a cured molded product by curing the secondary preform; and a cutting process of cutting the cured molded product in a cutting direction that intersects the second central axis to have a predetermined thickness.
According to the present invention, unlike the conventional manufacturing method in which the diameter of the sheet base material is limited due to the limitations of extrusion molding itself, a large-sized thermal conductive sheet can be manufactured, and mass production is also easy to achieve.
Description
본 발명은 열전도성 시트의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트를 대량으로 생산할 수 있는 열전도성 시트의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a thermally conductive sheet, and in particular, to a method of manufacturing a thermally conductive sheet that can produce large-sized thermally conductive sheets in large quantities, unlike conventional manufacturing methods.
일반적으로 컴퓨터, 휴대용 개인단말기, 통신기 등의 전자제품은 그 시스템 내부에서 발생한 과도한 열을 외부로 확산시키지 못해 잔상문제 및 시스템 안정성에 심각한 우려를 내재하고 있다. 이러한 열은 제품의 수명을 단축하거나 고장, 오동작을 유발하며, 심한 경우에는 폭발 및 화재의 원인을 제공하기도 하므로, 전자부품에서 발생되는 열을 효율적으로 방열하는 것이 중요해지고 있다.In general, electronic products such as computers, portable personal devices, and communication devices are unable to dissipate excessive heat generated inside the system to the outside, raising serious concerns about afterimage problems and system stability. This heat shortens the lifespan of the product, causes failure or malfunction, and in severe cases can even cause explosion or fire, making it important to efficiently dissipate the heat generated from electronic components.
종래에는 발생된 열을 효율적으로 제어하기 위한 수단으로 방열핀, 방열시트 및 히트싱크 등이 사용되고 있으나, 상기 방열핀 및 히트싱크는 전자제품의 발열체에서 나오는 열량보다 히트싱크가 방출할 수 있는 열량이 작아 효율이 매우 낮아 방열팬을 함께 설치해야 하는 문제점이 있었다.Conventionally, heat dissipation fins, heat dissipation sheets, and heat sinks have been used as a means to efficiently control the generated heat. However, the heat dissipation fins and heat sinks are less efficient because the heat sink can emit less heat than the amount of heat emitted from the heating element of electronic products. This was very low, so there was a problem that a heat dissipation fan had to be installed together.
특히, 방열팬의 동시 설치로 인해, 방열팬에서 발생되는 소음 및 진동의 문제점이 발생될 뿐 아니라, 경량화와 슬림(slim)화가 요구되고 있는 제품에는 적용할 수 없는 문제점이 있어, 최근에는 불리는 방열시트가 널리 이용되고 있다.In particular, the simultaneous installation of heat dissipation fans not only causes problems with noise and vibration generated from the heat dissipation fans, but also has the problem of not being applicable to products that require weight reduction and slimness, so it is recently called heat dissipation. Sheets are widely used.
종래에 사용되고 있는 방열시트는 열전도성 시트의 일종으로서, 수지조성물에 열전도성을 구비하는 구리, 알루미나, 페라이트, 질화알루미늄, 수산화 알루미늄 등의 무기물 필러를 분산 함유시킨 것이 널리 사용되고 있다.Heat dissipation sheets used conventionally are a type of thermally conductive sheet, and are widely used in which inorganic fillers such as copper, alumina, ferrite, aluminum nitride, and aluminum hydroxide, which have thermal conductivity, are dispersed in a resin composition.
그러나, 이러한 방열시트는 무기물 필러의 함량이 적을 경우, 열전도가 매우 낮고, 무기물 필러의 함량이 높을 경우, 다른 구성성분의 함유량이 적게 되어 분말 상호간의 결합력이 떨어질 뿐 아니라, 시트의 유연성 및 성형성이 저하되는 문제점이 발생되고 있을 뿐 아니라, 무기물 필러가 함유된 종래의 열전도성 시트는 무기물 필러의 함량을 높이더라도 열전도도가 1.5∼5 W/mㆍK 로 매우 낮아 효율적으로 열이 방열되지 못하는 문제점이 있었다. However, when the content of the inorganic filler is low, these heat dissipation sheets have very low heat conduction, and when the content of the inorganic filler is high, the content of other components is low, which not only reduces the bonding power between the powders, but also reduces the flexibility and formability of the sheet. Not only is this problem of deterioration occurring, but the conventional thermal conductive sheet containing inorganic filler has a very low thermal conductivity of 1.5 to 5 W/m·K even if the content of inorganic filler is increased, making it difficult to dissipate heat efficiently. There was a problem.
최근에는 상기와 같은 무기물 필러가 함유된 방열시트의 문제점을 해소하기 위하여, 이방성을 구비하는 탄소섬유 등을 더 함유시켜 열전도성을 증대시킨 방열시트가 제조되고 있으며, 한국공개특허(공개번호 10-2013-0117752 공개일자 2013년10월28일)에는 압출성형에 의해 시트모재를 형성하고, 경화된 시트모재를 소정의 두께로 슬라이스하여 방열시트를 제조하는 기술이 공개되어 있다. Recently, in order to solve the problems of heat dissipation sheets containing the above-described inorganic fillers, heat dissipation sheets with increased thermal conductivity by further containing anisotropic carbon fiber, etc. have been manufactured, and Korean Patent Publication (Publication No. 10- 2013-0117752 (publication date: October 28, 2013) discloses a technology for manufacturing a heat dissipation sheet by forming a sheet base material by extrusion molding and slicing the hardened sheet base material to a predetermined thickness.
그러나 이렇게 압출성형에 의해 형성된 시트모재를 슬라이스하여 방열시트로 제조할 경우, 압출성형 자체의 한계로 인하여 시트모재의 직경이 제한되므로, 대형 사이즈의 방열시트를 제조할 수 없으며, 대량생산이 이루어질 수 없는 등 여러가지 문제점이 있었다.However, when the sheet base material formed by extrusion is sliced and manufactured into a heat dissipation sheet, the diameter of the sheet base material is limited due to the limitations of the extrusion molding itself, so large-sized heat dissipation sheets cannot be manufactured and mass production cannot be achieved. There were various problems, including:
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트를 대량으로 생산할 수 있도록 개선된 열전도성 시트의 제조 방법을 제공하기 위함이다.The present invention was devised to solve the above problem, and its purpose is to provide an improved method of manufacturing a thermally conductive sheet that can mass-produce large-sized thermally conductive sheets, unlike conventional manufacturing methods.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열전도성 시트의 제조 방법은, 폴리머, 이방성 열전도성 필러, 충전제를 함유하는 열전도성 조성물을, 제1 중심축을 따라 회전하는 코팅 롤러와 콤마 부재를 포함하는 콤마 코팅기에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러를 상기 제1 중심축과 교차하는 제2 중심축을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물을 획득하는 콤마 성형 공정; 상기 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물을 획득하는 적층 공정; 프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 상기 적층 성형물의 이방성 열전도성 필러를 상기 두께 방향과 교차하는 방향으로 배향시킨 2차 예비 성형물을 획득하는 프레스 성형 공정; 상기 2차 예비 성형물을 경화시킴으로써 경화 성형물을 획득하는 경화 공정; 상기 경화 성형물을, 상기 제2 중심축과 교차하는 절단 방향으로 절단하여 미리 정한 두께를 가지도록 하는 절단 공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of manufacturing a thermally conductive sheet according to the present invention includes a thermally conductive composition containing a polymer, an anisotropic thermally conductive filler, and a filler, a coating roller rotating along a first central axis, and a comma member including a comma member. By introducing the anisotropic thermally conductive filler into a coating machine, the anisotropic thermally conductive filler is oriented along a second central axis that intersects the first central axis, and a sheet-shaped primary preform extending along the second central axis and having a predetermined thickness is obtained. comma forming process; A stacking process of obtaining a laminated molded product by stacking a plurality of the primary preforms in the thickness direction; A press molding process of obtaining a secondary preform in which the anisotropic heat conductive filler of the laminated molded product is oriented in a direction intersecting the thickness direction by pressing the laminated molded product along the thickness direction of the laminated molded product using a press molding machine; A curing process of obtaining a cured molded product by curing the secondary preform; and a cutting process of cutting the cured molded product in a cutting direction that intersects the second central axis to have a predetermined thickness.
여기서, 상기 적층 공정에서는, 상기 콤마 성형 공정에서 획득된 상기 1차 예비 성형물을 미리 정한 길이로 절단한 후 두께 방향으로 복수 개 적층함으로써, 상기 적층 성형물을 획득하는 것이 바람직하다.Here, in the lamination process, it is preferable to obtain the lamination molding product by cutting the primary preform obtained in the comma forming process to a predetermined length and then stacking a plurality of pieces in the thickness direction.
여기서, 상기 적층 공정에서는, 상기 콤마 성형 공정에서 획득된 상기 1차 예비 성형물을 상기 제1 중심축을 회전 중심으로하는 롤 형태로 복수 회 말아서 적층함으로써, 상기 적층 성형물을 획득하는 것일 수도 있다.Here, in the lamination process, the lamination molding may be obtained by rolling and stacking the primary preform obtained in the comma forming process multiple times into a roll shape with the first central axis as the center of rotation.
여기서, 상기 프레스 성형 공정에서는, 상기 적층 성형물을 미리 정한 형상의 금형 부재에 삽입한 상태로, 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압하는 것이 바람직하다.Here, in the press molding process, it is preferable to press the laminated molded product along the thickness direction of the laminated molded product while inserting the laminated molded product into a mold member of a predetermined shape.
여기서, 상기 콤마 부재는, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있는 단위 홈부가 상기 제1 중심축을 따라 복수 개 나열됨으로써 형성되는 성형 홈을 구비하는 것이 바람직하다.Here, the comma member preferably has a forming groove formed by arranging a plurality of unit groove parts extending along the second central axis along the first central axis.
여기서, 상기 단위 홈부의 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.Here, the cross-sectional shape of the unit groove portion is preferably at least one selected from the group including circular, semi-circular, oval, semi-elliptical, square, rectangular, and triangular.
여기서, 상기 단위 홈부의 폭은, 1 내지 10mm인 것이 바람직하다.Here, the width of the unit groove portion is preferably 1 to 10 mm.
여기서, 상기 성형 홈은, 상기 제1 중심축을 따라 10 내지 50cm의 폭을 가지며, 상기 제2 중심축을 따라 2 내지 20cm의 길이를 가지는 것이 바람직하다.Here, the forming groove preferably has a width of 10 to 50 cm along the first central axis and a length of 2 to 20 cm along the second central axis.
여기서, 상기 폴리머는, 실리콘 수지를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the polymer preferably contains a silicone resin.
여기서, 상기 충전제는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화아연, 실리콘 가루, 금속 가루 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the filler preferably includes at least one of aluminum oxide, aluminum nitride, zinc oxide, silicon powder, and metal powder.
여기서, 상기 충전제는, 평균 입자경이 0.1μm ~ 45μm 인 구형상의 산화알루미늄 입자를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the filler preferably contains spherical aluminum oxide particles with an average particle diameter of 0.1 μm to 45 μm.
여기서, 상기 충전제는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 40 체적%인 것이 바람직하다.Here, the content of the filler in the thermally conductive composition is preferably 20% to 40% by volume.
여기서, 상기 이방성 열전도성 필러는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 50 체적%인 것이 바람직하다.Here, the content of the anisotropic thermally conductive filler in the thermally conductive composition is preferably 20% to 50% by volume.
여기서, 상기 이방성 열전도성 필러는, 질화붕소 (BN) 분말, 흑연(Graphite), 탄소 섬유, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the anisotropic thermally conductive filler preferably includes at least one selected from the group including boron nitride (BN) powder, graphite, carbon fiber, and carbon nanotube (Carbon nanotube, CNT).
본 발명에 따르면, 폴리머, 이방성 열전도성 필러, 충전제를 함유하는 열전도성 조성물을, 제1 중심축을 따라 회전하는 코팅 롤러와 콤마 부재를 포함하는 콤마 코팅기에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러를 상기 제1 중심축과 교차하는 제2 중심축을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물을 획득하는 콤마 성형 공정; 상기 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물을 획득하는 적층 공정; 프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 상기 적층 성형물의 이방성 열전도성 필러를 상기 두께 방향과 교차하는 방향으로 배향시킨 2차 예비 성형물을 획득하는 프레스 성형 공정; 상기 2차 예비 성형물을 경화시킴으로써 경화 성형물을 획득하는 경화 공정; 상기 경화 성형물을, 상기 제2 중심축과 교차하는 절단 방향으로 절단하여 미리 정한 두께를 가지도록 하는 절단 공정;을 포함하므로, 압출성형 자체의 한계로 인하여 시트모재의 직경이 제한되는 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트를 제조할 수 있으며, 대량생산 또한 이루어지기 용이하다는 효과가 있다.According to the present invention, a thermally conductive composition containing a polymer, an anisotropic thermally conductive filler, and a filler is introduced into a comma coater including a coating roller rotating along a first central axis and a comma member, thereby forming the anisotropic thermally conductive filler into the first central axis. A comma forming process of obtaining a sheet-shaped primary preform oriented along a second central axis that intersects the first central axis, extending along the second central axis, and having a predetermined thickness; A stacking process of obtaining a laminated molded product by stacking a plurality of the primary preforms in the thickness direction; A press molding process of obtaining a secondary preform in which the anisotropic heat conductive filler of the laminated molded product is oriented in a direction intersecting the thickness direction by pressing the laminated molded product along the thickness direction of the laminated molded product using a press molding machine; A curing process of obtaining a cured molded product by curing the secondary preform; A cutting process of cutting the cured molded product in a cutting direction intersecting the second central axis to have a predetermined thickness; thus, a conventional manufacturing method in which the diameter of the sheet base material is limited due to the limitations of the extrusion molding itself. Unlike, it is possible to manufacture large-sized thermally conductive sheets, and mass production is also easy to achieve.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트를 제조하기 위하여 사용되는 콤마 코팅기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 콤마 부재의 A-A선 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 콤마 부재의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 콤마 코팅기에 의하여 제조된 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층한 적층 성형물을 프레스 성형기에 장착한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 2차 예비 성형물을 획득하는 과정을 설명하기 도면이다.
도 6은 도 10에 도시된 절단 공정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 절단 공정에 의하여 완성된 열전도성 시트의 단면을 나타내는 확대도이다.
도 8은 콤마 코팅기에 의하여 제조된 1차 예비 성형물을 롤 형태로 복수 회 말아서 적층함으로써, 적층 성형물을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 롤 형태의 적층 성형물을 프레스 성형기에 장착한 상태로 가압하는 과정을 설명하기 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트의 제조 방법의 주요 공정을 실행했을 때 발생되는 이방성 열전도성 필러의 배향 각도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 1 is a diagram showing a comma coater used to manufacture a thermally conductive sheet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the comma member shown in FIG. 1.
Figure 3 is a plan view of the comma member shown in Figure 1.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a laminated molded product in which a plurality of primary preforms manufactured by the comma coater shown in FIG. 1 are stacked in the thickness direction is mounted on a press molding machine.
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of obtaining a secondary preform by pressing the laminated molded product along the thickness direction of the laminated molded product using the press molding machine shown in FIG. 4.
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the cutting process shown in FIG. 10.
FIG. 7 is an enlarged view showing a cross section of a thermally conductive sheet completed through the cutting process shown in FIG. 6.
Figure 8 is a diagram illustrating the process of obtaining a laminated molded product by rolling and stacking the primary preform manufactured by a comma coater multiple times into a roll shape.
FIG. 9 is a diagram illustrating the process of pressing the roll-shaped laminated molded product shown in FIG. 8 while mounted on a press molding machine.
Figure 10 is a diagram for explaining the change in the orientation angle of the anisotropic thermally conductive filler that occurs when performing the main process of the method of manufacturing a thermally conductive sheet according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a thermally conductive sheet according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트를 제조하기 위하여 사용되는 콤마 코팅기를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 콤마 부재의 A-A선 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 콤마 부재의 평면도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 1 is a diagram showing a comma coating machine used to manufacture a thermally conductive sheet according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of the comma member shown in Figure 1. Figure 3 is a plan view of the comma member shown in Figure 1, and Figure 11 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a thermally conductive sheet according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전도성 시트의 제조 방법은, 휴대용 개인단말기, 통신기 등의 전자제품에서 발생한 과도한 열을 외부로 방열시키기 위하여 사용되는 열전도성 시트(100)를 제조하기 위한 방법으로서, 콤마 성형 공정(S10)과 적층 공정(S20)과 프레스 성형 공정(S30)과 경화 공정(S40)과 절단 공정(S50)을 포함한다.Referring to FIG. 11, the method of manufacturing a thermally conductive sheet according to a preferred embodiment of the present invention involves manufacturing a thermally
먼저, 상기 열전도성 시트의 제조 방법의 공정들(S10 내지 S50)을 설명하기에 앞서서, 도 1 내지 도 3에 도시된 콤마 코팅기(200) 및 상기 열전도성 시트(100)의 모재가 되는 열전도성 조성물(M)을 먼저 설명하기로 한다.First, before explaining the processes (S10 to S50) of the method of manufacturing the thermally conductive sheet, the thermal conductive material that is the base material of the
상기 콤마 코팅기(comma coater)(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이 코팅 롤러(210)와 필름 부재(220)와 댐 부재(230)와 승강 부재(240)와 콤마 부재(250)와 이송 장치(260)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
상기 코팅 롤러(210)는, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 중심축(C1)을 따라 회전하는 원형 롤러로서, 상기 필름 부재(220)를 이송하는 기능을 수행한다.The coating roller 210 is a circular roller that rotates along the first central axis C1, as shown in FIG. 1, and performs the function of transporting the
상기 필름 부재(220)는, 상기 코팅 롤러(210)의 외주면에 밀착하여 이송되는 시트 부재로서, 상기 댐 부재(230)에 의하여 갇혀진 액상의 열전도성 조성물(M)이 코팅되는 대상이다.The
상기 필름 부재(220)가 상기 댐 부재(230)의 내부에 수용된 열전도성 조성물(M)에 접촉한 상태로 상기 코팅 롤러(210)에 의하여 회전되면, 상기 열전도성 조성물(M)이 상기 필름 부재(220)의 상면에 코팅된다.When the
상기 댐 부재(230)는, 도 1에 도시된 바와 같이 액상의 열전도성 조성물(M)을 수용하기 위한 공간을 형성하는 부재이다.The
본 실시예에서 상기 댐 부재(230)과 상기 콤마 부재(250)와 상기 필름 부재(220)이 서로 협력하여 상기 열전도성 조성물(M)을 수용하는 공간이 형성된다.In this embodiment, the
상기 승강 부재(240)는, 상기 콤마 부재(250)의 일단부와 상대 이동 불가능하게 결합된 부재로서, 상기 이송 장치(260)에 의하여 상하로 위치 이동가능하다.The
상기 승강 부재(240)의 하단부에는 도 1에 도시된 바와 같은 경사면(241)이 형성되어 있다.An
상기 콤마 부재(250)는, 상기 필름 부재(220)의 상면에 코팅되는 열전도성 조성물(M)의 두께(H)를 조절하기 위한 부재로서, 판상의 금속 부재로 마련되어 있다.The
본 실시예에서 상기 콤마 부재(250)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)과 수직한 제2 중심축(C2)을 따라 미리 정한 길이(L)만큼 연장되어 있다.In this embodiment, the
상기 콤마 부재(250)의 하면에는, 도 2에 도시된 바와 같이 미리 정한 형상의 성형 홈(251)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 2, a
상기 성형 홈(251)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제2 중심축(C2)을 따라 미리 정한 길이(L)만큼 연장되어 있으며, 상기 제1 중심축(C1)의 방향으로 미리 정한 폭(W)을 가진다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
상기 성형 홈(251)은 양단부가 도 2에 도시된 바와 같이 개구되어 있는 터널형 홈부이다.The forming
본 실시예에서 상기 성형 홈(251)은, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 연장되어 있는 단위 홈부(251a)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 복수 개 나열됨으로써 형성된다.In this embodiment, the forming
상기 단위 홈부(251a)의 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등 다양한 형상을 가질 수 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 반원형으로 마련되어 있다.The cross-sectional shape of the
상기 단위 홈부(251a)의 폭은, 다양한 값을 가질 수 있으나 1 내지 10mm인 것이 바람직하다.The width of the
상기 성형 홈(251)은, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 10 내지 50cm의 폭(W)을 가지며, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 2 내지 20cm의 길이를 가지는 것이 바람직하다.The forming
상기 이송 장치(260)는, 상기 콤마 부재(250)의 하면과 상기 필름 부재(220)의 상면 사이의 간격을 조절하기 위한 장치로서, 상기 승강 부재(240)를 상하 이동시키기 위한 장치이다.The
본 실시예에서 상기 이송 장치(260)는, 모터(261)와 수부재(262)와 암부재(263)를 포함한다.In this embodiment, the
상기 모터(261)은 전기에 의해서 회전하는 모터로서 상기 수부재(262)를 양방향으로 회전시킬 수 있다.The
상기 수부재(262)는, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 연장된 수나사 부재로서, 상기 모터(261)에 의하여 회전 가능하다.The
상기 암부재(263)는, 상기 수부재(262)에 나사결합되어 있는 암나사 부재로서, 상기 수부재(262)가 회전하면 상기 제2 중심축(C2)을 따라 좌우로 위치이동 가능하다.The
상기 암부재(263)의 상단부는 상기 승강 부재(240)의 경사면(241)에 미끄럼운동 가능하게 접촉되어 있다.The upper end of the
따라서 상기 암부재(263)가 상기 제2 중심축(C2)을 따라 좌우로 위치이동하면, 상기 승강 부재(240)가 상하로 위치이동하게 된다.Therefore, when the
상기 이송 장치(260)의 작동 원리는, 당업자에게 널리 알려져 있는 볼 스크류(Ball Screw)의 작동 원리와 실질적으로 유사하다.The operating principle of the
상기 열전도성 조성물(M)은, 도 10에 도시된 바와 같이 폴리머(3), 이방성 열전도성 필러(1), 충전제(2)를 함유한다.The thermally conductive composition (M) contains a polymer (3), an anisotropic thermally conductive filler (1), and a filler (2), as shown in FIG. 10.
상기 폴리머(3)는, 특별히 제한은 없고, 열전도성 시트(100)에 요구되는 성능에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어 열가소성 폴리머 또는 열경화성 폴리머를 들 수 있다.The
상기 열가소성 폴리머로는, 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 또는 이들 폴리머 알로이 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 ; 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아세트산비닐, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리아세탈, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴 로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS) 수지, 폴리페닐렌에테르, 변성 폴리페닐렌에테르, 지방족 폴리아미드류, 방향족 폴리아미드류, 폴리아미드이미드, 폴리메타크릴산 또는 그 에스테르, 폴리아크릴산 또는 그 에스테르, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르니트릴, 폴리에테르케톤, 폴리케톤, 액정 폴리머, 실리콘 수지, 아이오노머 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.Examples of the thermoplastic polymer include thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, and alloys of these polymers. The thermoplastic resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples include ethylene-α-olefin copolymers such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene copolymer; Fluorine-based resins such as polymethyl pentene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol, polyacetal, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; Polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polyacrylonitrile, styrene-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, polyphenylene ether, modified poly. Phenylene ether, aliphatic polyamides, aromatic polyamides, polyamidoimide, polymethacrylic acid or its ester, polyacrylic acid or its ester, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyethersulfone, polyethernitrile. , polyether ketone, polyketone, liquid crystal polymer, silicone resin, ionomer, etc. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
상기 열가소성 엘라스토머로는, 예를 들어 스티렌-부타디엔 공중합체 또는 그 수첨 폴리머, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 또는 그 수첨 폴리머 등의 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 염화비닐계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. The thermoplastic elastomers include, for example, styrene-based thermoplastic elastomers such as styrene-butadiene copolymer or its hydrogenated polymer, styrene-isoprene block copolymer or its hydrogenated polymer, olefin-based thermoplastic elastomer, vinyl chloride-based thermoplastic elastomer, and polyester-based thermoplastic elastomer. Thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, and polyamide-based thermoplastic elastomers may be included. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
상기 열경화성 폴리머로는, 예를 들어 가교 고무, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 벤조시 클로부텐 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르, 디알릴프탈레이트 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄, 폴리이미드실리콘, 열경화형 폴리페닐렌에테르, 열경화형 변성 폴리페닐렌에테르 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.Examples of the thermosetting polymer include crosslinked rubber, epoxy resin, polyimide resin, bismaleimide resin, benzoxychlorbutene resin, phenol resin, unsaturated polyester, diallyl phthalate resin, silicone resin, polyurethane, and polyimide. Silicone, thermosetting polyphenylene ether, thermosetting modified polyphenylene ether, etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
상기 가교 고무로는, 예를 들어 천연 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 수첨 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 염소화폴리에틸렌, 클로로술폰화폴리에틸렌, 부틸 고무, 할로겐화부틸 고무, 불소 고무, 우레탄 고무, 아크릴 고무, 폴리이소부틸렌 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. Examples of the cross-linked rubber include natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, butyl rubber, halogenated butyl rubber, fluorine rubber, Examples include urethane rubber, acrylic rubber, polyisobutylene rubber, and silicone rubber. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
이들 중에서도, 성형 가공성, 내후성이 우수함과 함께, 전자 부품에 대한 밀착성 및 추종성 면에서, 실리콘 수지가 특히 바람직하다. Among these, silicone resin is particularly preferable in terms of excellent molding processability and weather resistance, as well as adhesion and followability to electronic components.
상기 실리콘 수지로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 부가 반응형 액상 실리콘 고무, 과산화물을 가황으로 사용하는 열 가황형 미러블 타입의 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 전자 기기의 방열 부재로는, 전자 부품의 발열면과 히트 싱크면의 밀착성이 요구되기 때문에, 부가 반응형 액상 실리콘 고무가 특히 바람직하다.The silicone resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples include addition reaction type liquid silicone rubber, heat vulcanization type mirrorable type silicone rubber that uses peroxide as vulcanization, and the like. Among these, addition reaction type liquid silicone rubber is particularly preferable as a heat dissipation member for electronic devices because adhesion between the heating surface and the heat sink surface of the electronic component is required.
상기 이방성 열전도성 필러(1)는, 그 형상에 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 인편상, 판상, 원주상, 각주상, 타원상, 편평형상 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 이방성 열전도성 면에서 편평형상이 특히 바람직하다. The shape of the anisotropic thermally
상기 이방성을 갖는 필러로는, 예를 들어 질화붕소 (BN) 분말, 흑연(Graphite), 탄소 섬유, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 이방성 열전도성 면에서 탄소 섬유가 특히 바람직하다. Examples of the filler having the anisotropy include boron nitride (BN) powder, graphite, carbon fiber, and carbon nanotube (CNT). Among these, carbon fiber is particularly preferable in terms of anisotropic thermal conductivity.
상기 탄소 섬유로는, 예를 들어 피치계, PAN 계, 아크 방전법, 레이저 증발법, CVD 법 (화학 기상 성장법), CCVD 법 (촉매 화학 기상 성장법) 등에 의해 합성된 것을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 열전도성 면에서 피치계 탄소 섬유가 특히 바람직하다. As the carbon fiber, for example, those synthesized by pitch-based, PAN-based, arc discharge method, laser evaporation method, CVD method (chemical vapor growth method), CCVD method (catalytic chemical vapor growth method), etc. can be used. Among these, pitch-based carbon fiber is particularly preferable in terms of thermal conductivity.
상기 탄소 섬유는, 필요에 따라, 그 일부 또는 전부를 표면 처리하여 사용할 수 있다. 상기 표면 처리로는, 예를 들어, 산화 처리, 질화 처리, 니트로화, 술폰화, 혹은 이들의 처리에 의해 표면에 도입된 관능기 혹은 탄소 섬유의 표면에, 금속, 금속 화합물, 유기 화합물 등을 부착 혹은 결합시키는 처리 등을 들 수 있다. 상기 관능기로는, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 카르보닐기, 니트로기, 아미노기 등을 들 수 있다.The carbon fiber can be used by subjecting part or all of it to surface treatment, if necessary. The surface treatment includes, for example, oxidation treatment, nitridation treatment, nitration, sulfonation, or a functional group introduced to the surface by these treatments, or attaching a metal, metal compound, organic compound, etc. to the surface of the carbon fiber. Or, a combining process may be used. Examples of the functional group include hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, nitro group, amino group, etc.
상기 탄소 섬유의 평균 장축 길이 (평균 섬유 길이) 는 100 ㎛ 이상이 바람직하고, 120 ㎛ ∼ 6 ㎜ 가 보다 바람직하다. 상기 평균 장축 길이가 100 ㎛ 미만이면, 이방성 열전도성이 충분히 얻어지지 않는 경우가 있고, 열저항이 높아지는 경우가 있다. 상기 탄소 섬유의 평균 단축 길이는 6 ㎛ ∼ 15 ㎛ 가 바람직하고, 8 ㎛ ∼ 13 ㎛ 가 보다 바람직하다.The average major axis length (average fiber length) of the carbon fiber is preferably 100 μm or more, and more preferably 120 μm to 6 mm. If the average major axis length is less than 100 μm, sufficient anisotropic thermal conductivity may not be obtained and thermal resistance may increase. The average minor axis length of the carbon fiber is preferably 6 μm to 15 μm, and more preferably 8 μm to 13 μm.
상기 탄소 섬유는, 애스팩트비 (평균 장축 길이/평균 단축 길이) 가 8 이상이 바람직하고, 12 ∼ 30 이 보다 바람직하다. 상기 애스팩트비가, 8 미만이면, 탄소 섬유의 섬유 길이 (장축 길이) 가 짧기 때문에, 열전도율이 저하되는 경우가 있다. The carbon fiber preferably has an aspect ratio (average major axis length/average minor axis length) of 8 or more, and more preferably 12 to 30. If the aspect ratio is less than 8, the thermal conductivity may decrease because the fiber length (major axis length) of the carbon fiber is short.
상기 이방성 열전도성 필러는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 50 체적%인 것이 바람직하다. 여기서 상기 함유량이 20 체적% 미만이면, 성형체에 충분한 열전도성을 부여할 수 없는 경우가 있고, 50 체적%를 초과하면, 성형성 및 배향성에 영향을 미치는 경우가 있다.The content of the anisotropic thermally conductive filler in the thermally conductive composition is preferably 20% to 50% by volume. Here, if the content is less than 20 volume%, sufficient thermal conductivity may not be provided to the molded article, and if it exceeds 50 volume%, moldability and orientation may be affected.
상기 충전제(2)는, 그 형상, 재질, 평균 입경 등에 대해서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 상기 형상으로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 구상, 타원 구상, 괴상, 입상, 편평상, 침 형상 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 구상, 타원 형상이 충전성 면에서 바람직하고, 구상이 특히 바람직하다. The
상기 충전제(2)의 재질로는, 예를 들어 질화알루미늄, 실리카, 알루미나, 질화붕소, 티타니아, 유리, 산화아연, 탄화규소, 실리콘 가루, 산화규소, 산화알루미늄, 금속 가루 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용 해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화아연, 실리카가 바람직하고, 열전도율 면에서 알루미나, 질화알루미늄이 특히 바람직하다. Examples of the material of the
또한, 상기 충전제(2)는, 표면 처리를 실시해도 된다. 상기 표면 처리로서 커플링제로 처리하면 분산성이 향상되고, 열전도성 시트(100)의 유연성이 향상된다. 또한, 절단에 의해 얻어진 표면 조도를 보다 작게 할 수 있다.Additionally, the
본 실시예에서 상기 충전제(2)는, 평균 입자경이 0.1μm ~ 45μm 인 구형상의 산화알루미늄 입자를 포함하고 있다. 상기 평균 입자경이, 0.1 ㎛ 미만이면, 경화 불량의 원인이 되는 경우가 있고, 45 ㎛를 초과하면, 탄소 섬유의 배향을 저해하여 경화 성형물(10c)의 열전도율이 낮아지는 경우가 있다.In this embodiment, the
본 실시예에서 상기 충전제(2)는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 40 체적%이다.In this example, the content of the filler (2) in the thermally conductive composition is 20% to 40% by volume.
상기 열전도성 조성물에는, 추가로 필요에 따라, 예를 들어 용제, 칙소성 부여제, 분산제, 경화제, 경화 촉진제, 지연제, 미점착 부여제, 가소제, 난연제, 산화 방지제, 안정제, 착색제 등의 그 밖의 성분을 배합할 수 있다. The thermal conductive composition may further contain, if necessary, solvents, thixotropic agents, dispersants, curing agents, curing accelerators, retardants, non-tackifiers, plasticizers, flame retardants, antioxidants, stabilizers, colorants, etc. External ingredients can be mixed.
여기서, 칙소성(Thixotropic)은, 유동시 액체성 가까운 졸(SOL) 상태가 되고, 안정된 상태에서는 점도가 올라가는 겔(GEL) 상태를 유지하는 성질로서, 도포 작업시에는 묽게 잘 나오고 도포가 매끄럽게 되며, 피착재에 도포된 상태에서는 흘러내리지 않는 성질로서, 일종의 시간 의존성 점도를 부여할 수 있는 성질이다.Here, thixotropic is the property of being in a sol (SOL) state close to liquid when flowing and maintaining a gel (GEL) state with increasing viscosity in a stable state. During application, it comes out thin and is applied smoothly. , It is a property that does not flow when applied to the adherend, and is a property that can provide a type of time-dependent viscosity.
상기 열전도성 조성물은, 상기 폴리머(3), 상기 이방성 열전도성 필러(1), 및 상기 충전제(2), 또한 필요에 따라 상기 그 밖의 성분을, 믹서 등을 사용하여 혼합함으로써 조제할 수 있다.The thermally conductive composition can be prepared by mixing the polymer (3), the anisotropic thermally conductive filler (1), the filler (2), and, if necessary, the other components using a mixer or the like.
이하에서는, 상기 열전도성 시트의 제조 방법에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.Below, a detailed description of the manufacturing method of the thermally conductive sheet will be provided.
상기 콤마 성형 공정(S10)은, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 열전도성 조성물(M)을 상기 콤마 코팅기(200)에 투입하여 미리 정한 두께(H)를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물(10a)을 획득하는 단계이다.In the comma forming process (S10), as shown in FIG. 1, the thermally conductive composition (M) is inputted into the
즉, 미리 정한 점도를 가지는 상기 열전도성 조성물(M)을 상기 댐 부재(230)에 투입한 후, 상기 콤마 코팅기(200)를 작동시킴으로써, 상기 필름 부재(220)의 상면에 상기 1차 예비 성형물(10a)을 획득하는 공정이다.That is, after the thermally conductive composition (M) having a predetermined viscosity is introduced into the
이때, 상기 1차 예비 성형물(10a)의 내부에서는, 무질서하게 배향되어 있던 상기 이방성 열전도성 필러(1)가, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 1차 예비 성형물(10a)의 상기 제1 중심축(C1)과 실질적으로 수직한 길이 방향(C2)과 미리 정한 각도 이내의 각도를 가지도록 어느 정도 나란하게 배향된다. (콤마 성형 공정: S10)At this time, inside the
이어서 상기 콤마 성형 공정(S10)에서 제조된 상기 1차 예비 성형물(10a)을 미리 정한 길이로 절단한 후, 도 4에 도시된 바와 같이 두께(H) 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물(S)을 획득하게 된다.Next, the primary preform (10a) manufactured in the comma forming process (S10) is cut to a predetermined length, and then stacked in plural pieces in the thickness (H) direction as shown in FIG. 4 to form a laminated molding (S). is obtained.
본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이 미리 정한 길이로 절단된 복수 개이 1차 예비 성형물(10a)을 후술할 프레스 성형기(300)의 금형 부재(320)의 내부에 차곡 차곡 적층한다. (적층 공정: S20)In this embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 상기 프레스 성형기(300)의 가압 부재(310)를 가압 방향(P)을 따라 하강시킴으로써, 상기 적층 성형물(S)의 두께(H) 방향을 따라 상기 적층 성형물(S)을 가압하게 되면, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 적층 성형물(S)의 이방성 열전도성 필러(1)를 상기 두께(H) 방향과 수직한 방향(C2)과 미리 정한 각도 이내로 더욱 더 나란하게 배향시킨 2차 예비 성형물(10b)을 획득하게 된다.And, as shown in FIG. 4, by lowering the
여기서 상기 2차 예비 성형물(10b)의 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)가 상기 1차 예비 성형물(10a)의 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)보다 그 배향성이 더욱 향상된 상태를 가지게 된다. 즉 도 10에 도시된 바와 같이 상기 2차 예비 성형물(10b)의 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)가 상기 2차 예비 성형물(10b)의 길이 방향(C2)과 더욱 더 나란하게 배열된다. Here, the anisotropic thermally
본 실시예에서 상기 프레스 성형기(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가압 방향(P)을 따라 하강하거나 그 반대 방향으로 상승할 수 있는 직사각형 가압 부재(310)와, 상기 가압 부재(310)와 대응되도록 미리 정한 형상의 직육면체형 내부 공간을 가진 금형 부재(320)를 포함한다. (프레스 성형 공정: S30)In this embodiment, the
이렇게 상기 프레스 성형기(300)를 이용하여 상기 2차 예비 성형물(10b)을 성형한 후, 상기 2차 예비 성형물(10b)을 경화시켜, 도 5에 도시된 바와 같은 직육면체형 경화 성형물(10c)을 획득하게 된다. 이때, 사용하는 폴리머(3)에 따라 적절한 경화 반응에 의해 완성된 경화 성형물(10c)을 얻을 수 있다.After molding the
상기 2차 예비 성형물(10b)의 경화 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 폴리머로서 실리콘 수지 등의 열경화성 수지를 사용한 경우에는, 가열에 의해 경화시키는 것이 바람직하다.The method of curing the
상기 가열에 사용하는 장치로는, 예를 들어 원적외로, 열풍로 등을 들 수 있다. 상기 가열 온도로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 예를 들어 40 ℃ ∼ 150 ℃에서 실시하는 것이 바람직하다.Examples of devices used for the heating include a far-infrared furnace and a hot stove. The heating temperature is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose; for example, it is preferably carried out at 40°C to 150°C.
상기 실리콘 수지가 경화된 실리콘 경화 성형물(10c)의 유연성은, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 실리콘의 가교 밀도, 열전도성 필러의 충전량 등에 의해 조정할 수 있다. (경화 공정; S40)The flexibility of the silicone cured
이어서, 상기 경화 공정(S40)을 통하여 경화된 경화 성형물(10c)은, 도 6에 도시된 바와 같이 초음파 커터(400)를 사용하여 절단됨으로써, 도 7에 도시된 바와 같이 미리 정한 두께(t)를 가지는 열전도성 시트(100)가 완성된다.Subsequently, the cured molded
이때, 상기 초음파 커터(400)의 칼날은, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 경화 성형물(10c)의 길이 방향(C2)과 실질적으로 수직한 진동 방향(V)을 따라 진동하면서 서서히 하강함으로써, 상기 경화 성형물(10c)이 절단된다. (절단 공정; S50)At this time, the blade of the
한편, 도 8에는 상기 적층 공정(S20)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 즉 이 실시예에서는, 상기 콤마 코팅기(200)에 의하여 제조된 1차 예비 성형물(10a)을 짧은 길이로 절단하지 않고 롤(roll) 형태로 복수 회 말아서 적층함으로써, 롤(roll) 형태의 적층 성형물(S)을 획득하는 점에서, 상기 1차 예비 성형물(10a)을 미리 정한 길이로 비교적 짧게 절단한 후, 도 4에 도시된 바와 같이 두께(H) 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물(S)을 획득하는 상기 적층 공정(S20)과는 차이점이 있다.Meanwhile, Figure 8 shows another example of the stacking process (S20). That is, in this embodiment, the
이렇게 상기 롤(roll) 형태의 적층 성형물(S)을, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 프레스 성형기(300)의 금형 부재(320)의 내부에 차곡 차곡 적층한 후, 상기 프레스 성형기(300)의 가압 부재(310)를 가압 방향(P)을 따라 하강시킴으로써, 상기 적층 성형물(S)의 두께(H) 방향을 따라 상기 적층 성형물(S)을 가압하여 상기 2차 예비 성형물(10b)을 획득하는 점은, 상술한 프레스 성형 공정(S30)과 동일하다.As shown in FIG. 9, the roll-shaped laminated molding (S) is stacked one after another inside the
본 실시예에서와 같이, 롤(roll) 형태의 적층 성형물(S)을 사용하게 되면, 콤마 코팅기(200)에 의하여 제조된 1차 예비 성형물(10a)을 짧은 길이로 절단한 후 하나 하나 적층하는 공정을 생략할 수 있어, 덩어리 형태이 적층 성형물(S)을 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.As in this embodiment, when using a roll-shaped laminated molding (S), the first preform (10a) manufactured by the
물론 상기 롤(roll) 형태의 적층 성형물(S)을 상기 프레스 성형기(300)에 의하여 가압한 후 얻은 2차 예비 성형물(10b)의 양측단부는, 도 9에 도시된 바와 같이 이방성 열전도성 필러(1)의 배향성이 불량할 수 있으므로 상기 절단 공정(S50)에 앞서서 제거되는 것이 바람직하다.Of course, both ends of the secondary preform (10b) obtained after pressing the roll-shaped laminated product (S) by the press molding machine (300) are anisotropic thermally conductive filler ( Since the orientation of 1) may be poor, it is preferable to remove it prior to the cutting process (S50).
상술한 구성의 열전도성 시트의 제조 방법은, 폴리머(3), 이방성 열전도성 필러(1), 충전제(2)를 함유하는 열전도성 조성물(M)을, 제1 중심축(C1)을 따라 회전하는 코팅 롤러(210)와 콤마 부재(250)를 포함하는 콤마 코팅기(200)에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러(1)를 상기 제1 중심축(C1)과 실질적으로 수직한 제2 중심축(C2)을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께(H)를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물(10a)을 획득하는 콤마 성형 공정(S10); 상기 1차 예비 성형물(10a)을 두께(H) 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물(S)을 획득하는 적층 공정(S20); 프레스 성형기(300)를 사용하여 상기 적층 성형물(S)의 두께(H) 방향을 따라 상기 적층 성형물(S)을 가압함으로써, 상기 적층 성형물(S)의 이방성 열전도성 필러(1)를 상기 두께(H) 방향과 실질적으로 수직하게 배향시킨 2차 예비 성형물(10b)을 획득하는 프레스 성형 공정(S30); 상기 2차 예비 성형물(10b)을 경화시킴으로써 경화 성형물(10c)을 획득하는 경화 공정(S40); 상기 경화 성형물(10c)을, 상기 제2 중심축(C2)과 실질적으로 수직한 절단 방향(V)으로 절단하여 미리 정한 두께(t)를 가지도록 하는 절단 공정(S50);을 포함하므로, 압출성형 자체의 한계로 인하여 시트모재의 직경이 제한되는 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있으며, 대량생산 또한 이루어지기 용이하다는 장점이 있다.The method for producing a thermally conductive sheet having the above-described configuration involves rotating a thermally conductive composition (M) containing a polymer (3), an anisotropic thermally conductive filler (1), and a filler (2) along the first central axis (C1). By inputting the anisotropic heat
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 적층 공정(S20)에서, 상기 콤마 성형 공정(S10)에서 획득된 상기 1차 예비 성형물(10a)을 미리 정한 길이로 절단한 후 두께 방향으로 복수 개 적층함으로써, 상기 적층 성형물(S)을 획득하므로, 대형 사이즈의 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있도록 비교적 부피가 큰 적층 성형물(S)을 획득하기 용이하다는 장점이 있다.In the method of manufacturing the thermally conductive sheet, in the stacking process (S20), the primary preform (10a) obtained in the comma forming process (S10) is cut to a predetermined length and then stacked in plural pieces in the thickness direction. By doing so, since the laminated molded product S is obtained, there is an advantage that it is easy to obtain a relatively voluminous laminated molded product S so that the large-sized thermally
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 프레스 성형 공정(S30)에서, 상기 적층 성형물(S)을 미리 정한 형상의 금형 부재(320)에 삽입한 상태로, 상기 적층 성형물(S)의 두께(H) 방향을 따라 상기 적층 성형물(S)을 가압하므로, 상기 적층 성형물(S)을 미리 정한 형상의 2차 예비 성형물(10b)로 변환시킬 수 있으며, 상기 프레스 성형 공정(S30)의 효율도 증가시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the method of manufacturing the thermally conductive sheet includes, in the press molding process (S30), the laminated molded product (S) being inserted into a
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 콤마 부재(250)가 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제2 중심축(C2)을 따라 연장되어 있는 단위 홈부(251a)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 복수 개 나열됨으로써 형성되는 성형 홈(251)을 구비하므로, 상기 1차 예비 성형물(10a) 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)의 배향성을 향상시키는 동시에 비교적 폭(W)이 넓은 1차 예비 성형물(10a)을 확보할 수 있는 장점이 있다.In the method of manufacturing the thermally conductive sheet, the
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 단위 홈부(251a)의 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이므로, 상기 성형 홈(251)이 단순한 사각형 판상의 단일 홈인 경우에 비하여 상기 1차 예비 성형물(10a) 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)의 배향성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, in the method of manufacturing the thermal conductive sheet, the cross-sectional shape of the
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 단위 홈부(251a)의 폭은, 1 내지 10mm이므로, 상기 이방성 열전도성 필러(1)인 탄소 섬유의 평균 장축 길이 (평균 섬유 길이)가 120 ㎛ ∼ 6 ㎜ 인 점을 고려할 때, 상기 이방성 열전도성 필러(1)의 배향성을 향상시키기에 적합하다는 장점이 있다.In the method of manufacturing the thermally conductive sheet, since the width of the
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 성형 홈(251)이, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 10 내지 50cm의 폭(W)을 가지며, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 2 내지 20cm의 길이(L)를 가지므로, 비교적 폭(W)이 넓은 1차 예비 성형물(10a)을 신속하게 대량으로 확보할 수 있는 장점이 있다.In addition, the method of manufacturing the thermally conductive sheet is such that the
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 폴리머(3)가, 실리콘 수지를 포함하므로, 상기 열전도성 시트(100)의 성형 가공성, 내후성이 우수하고, 전자 부품에 대한 밀착성 및 추종성이 우수하다는 장점이 있다.In addition, the method of manufacturing the thermally conductive sheet has the advantage that the
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 충전제(2)가, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화아연, 실리콘 가루, 금속 가루 중 적어도 하나를 포함하므로, 열전도성이 우수한 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the method of manufacturing the thermally conductive sheet, the
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 충전제(2)가, 평균 입자경이 0.1μm ~ 45μm 인 구형상의 산화알루미늄 입자를 포함하므로, 열전도성 및 충전성이 우수한 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.In the manufacturing method of the thermal conductive sheet, since the
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 충전제(2)가, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 40 체적%이므로, 적정한 유연성과 열전도율을 가진 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.In addition, the method for producing the thermally conductive sheet is such that the content of the
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 이방성 열전도성 필러(1)가, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 50 체적%이므로, 성형체에 충분한 열전도성을 부여하면서도, 동시에 성형성 및 배향성이 우수한 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.In the method of producing the thermal conductive sheet, the anisotropic thermal conductive filler (1) has a content of 20 to 50 vol% in the thermal conductive composition, so that it provides sufficient thermal conductivity to the molded body and at the same time provides formability and orientation. There is an advantage in manufacturing this excellent thermally
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 이방성 열전도성 필러(1)가, 질화붕소 (BN) 분말, 흑연(Graphite), 탄소 섬유, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하므로, 열전도성 및 내구성이 우수한 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.In addition, the method of manufacturing the thermally conductive sheet is that the anisotropic thermally conductive filler (1) is selected from the group including boron nitride (BN) powder, graphite, carbon fiber, and carbon nanotube (Carbon nanotube, CNT). Since it includes at least one, there is an advantage in manufacturing a thermally
이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.Although the present invention has been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the above-described embodiments, and equivalent configurations modified or changed by those skilled in the art may be interpreted as the technical scope of the present invention. It is clear that it does not go beyond the scope of thought.
* 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 *
1: 이방성 열전도성 필러
2: 충전제
3: 폴리머
10c: 경화 성형물
10a: 1차 예비 성형물
10b: 2차 예비 성형물
100: 열전도성 시트
200: 콤마 코팅기
210: 코팅 롤러
220: 필름 부재
230: 댐 부재
240: 승강 부재
241: 경사면
250: 콤마 부재
251a: 단위 홈부
251: 성형 홈
260: 이송 장치
261: 모터
262: 수부재
263: 암부재
300: 프레스 성형기
310: 가압 부재
320: 금형 부재
400: 초음파 커터
P: 가압 방향
S: 적층 성형물
V: 진동 방향* Explanation of symbols for main parts of the drawing *
1: Anisotropic thermally conductive filler
2: Filler
3: polymer
10c: Cured molding
10a: Primary preform
10b: Secondary preform
100: thermally conductive sheet
200: Comma coating machine
210: coating roller
220: Film member
230: Absence of dam
240: Absence of lifting and lowering
241: slope
250: Absence of comma
251a: Unit groove part
251: Molded groove
260: transfer device
261: motor
262: Number member
263: Arm member
300: Press molding machine
310: Pressure member
320: Mold member
400: ultrasonic cutter
P: Pressure direction
S: Laminated molding
V: Vibration direction
Claims (14)
상기 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물을 획득하는 적층 공정;
프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 상기 적층 성형물의 이방성 열전도성 필러를 상기 두께 방향과 교차하는 방향으로 배향시킨 2차 예비 성형물을 획득하는 프레스 성형 공정;
상기 2차 예비 성형물을 경화시킴으로써 경화 성형물을 획득하는 경화 공정;
상기 경화 성형물을, 상기 제2 중심축과 교차하는 절단 방향으로 절단하여 미리 정한 두께를 가지도록 하는 절단 공정;을 포함하며,
상기 콤마 부재는,
상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있는 단위 홈부가 상기 제1 중심축을 따라 복수 개 나열됨으로써 형성되는 성형 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.By introducing a thermally conductive composition containing a polymer, an anisotropic thermally conductive filler, and a filler into a comma coater including a comma member and a coating roller rotating along a first central axis, the anisotropic thermally conductive filler intersects the first central axis. A comma forming process of obtaining a sheet-shaped primary preform oriented along a second central axis, extending along the second central axis, and having a predetermined thickness;
A stacking process of obtaining a laminated molded product by stacking a plurality of the primary preforms in the thickness direction;
A press molding process of obtaining a secondary preform in which the anisotropic heat conductive filler of the laminated molded product is oriented in a direction intersecting the thickness direction by pressing the laminated molded product along the thickness direction of the laminated molded product using a press molding machine;
A curing process of obtaining a cured molded product by curing the secondary preform;
A cutting process of cutting the cured molded product in a cutting direction intersecting the second central axis to have a predetermined thickness,
The absence of the comma is,
A method of manufacturing a thermally conductive sheet, characterized in that it has a forming groove formed by arranging a plurality of unit grooves extending along the second central axis along the first central axis.
상기 적층 공정에서는,
상기 콤마 성형 공정에서 획득된 상기 1차 예비 성형물을 미리 정한 길이로 절단한 후 두께 방향으로 복수 개 적층함으로써, 상기 적층 성형물을 획득하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
In the lamination process,
A method of manufacturing a thermally conductive sheet, characterized in that the laminated molded product is obtained by cutting the primary preform obtained in the comma forming process to a predetermined length and then stacking a plurality of pieces in the thickness direction.
상기 적층 공정에서는,
상기 콤마 성형 공정에서 획득된 상기 1차 예비 성형물을 상기 제1 중심축을 회전 중심으로하는 롤 형태로 복수 회 말아서 적층함으로써, 상기 적층 성형물을 획득하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
In the lamination process,
A method of manufacturing a thermally conductive sheet, characterized in that the laminated molded product is obtained by rolling and stacking the primary preform obtained in the comma forming process a plurality of times into a roll shape with the first central axis as the center of rotation.
상기 프레스 성형 공정에서는,
상기 적층 성형물을 미리 정한 형상의 금형 부재에 삽입한 상태로, 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
In the press molding process,
A method of manufacturing a thermally conductive sheet, characterized in that the laminated molded product is inserted into a mold member of a predetermined shape and the laminated molded product is pressed along the thickness direction of the laminated molded product.
상기 단위 홈부의 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
A method of manufacturing a thermally conductive sheet, characterized in that the cross-sectional shape of the unit groove portion is at least one selected from the group including circular, semi-circular, oval, semi-elliptical, square, rectangular, and triangular.
상기 단위 홈부의 폭은, 1 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
A method of manufacturing a thermally conductive sheet, characterized in that the width of the unit groove is 1 to 10 mm.
상기 성형 홈은,
상기 제1 중심축을 따라 10 내지 50cm의 폭을 가지며, 상기 제2 중심축을 따라 2 내지 20cm의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
The molded groove is,
A method of manufacturing a thermally conductive sheet, characterized in that it has a width of 10 to 50 cm along the first central axis and a length of 2 to 20 cm along the second central axis.
상기 폴리머는, 실리콘 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
A method of manufacturing a thermally conductive sheet, wherein the polymer includes a silicone resin.
상기 충전제는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화아연, 실리콘 가루, 금속 가루 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
The filler is a method of manufacturing a thermally conductive sheet, characterized in that it includes at least one of aluminum oxide, aluminum nitride, zinc oxide, silicon powder, and metal powder.
상기 충전제는, 평균 입자경이 0.1μm ~ 45μm 인 구형상의 산화알루미늄 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
A method for producing a thermally conductive sheet, wherein the filler includes spherical aluminum oxide particles with an average particle diameter of 0.1 μm to 45 μm.
상기 충전제는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 40 체적%인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
A method of producing a thermally conductive sheet, characterized in that the content of the filler in the thermally conductive composition is 20% to 40% by volume.
상기 이방성 열전도성 필러는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 50 체적%인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.According to clause 1,
A method for producing a thermally conductive sheet, wherein the anisotropic thermally conductive filler is contained in the thermally conductive composition in an amount of 20 to 50 vol%.
상기 이방성 열전도성 필러는, 질화붕소 (BN) 분말, 흑연(Graphite), 탄소 섬유, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
According to clause 1,
The anisotropic thermally conductive filler is a thermally conductive sheet comprising at least one selected from the group consisting of boron nitride (BN) powder, graphite, carbon fiber, and carbon nanotube (CNT). Manufacturing method.
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