KR102623805B1 - 전기 및 열 도전성 가스켓 - Google Patents
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Abstract
전기 및 열 도전성 가스켓은 복수의 면을 포함하는 탄성 코어와, 탄성 코어의 복수의 면 중 적어도 두 면을 따라 배치되는 열분산기와, 전기 도전층을 포함하되, 전기 도전층은 열분산기의 적어도 일부가 탄성 코어와 전기 도전층 사이에 위치하도록 열분산기의 적어도 일부를 따라 배치되어 해당 일부를 덮는다. 가스켓은 제1 표면과 제2 표면 사이에 배치 가능하고 압축 가능하여 제1 표면과 제2 표면 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 한정한다.
Description
본 발명은 전기 및 열 도전성 가스켓에 관한 것이다.
본 절은 반드시 선행 기술인 것만은 아닌 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공한다.
전자 장치는 일반적으로 구성 요소 사이에 배치되는 하나 이상의 가스켓을 포함한다. 가스켓은 도전성 직물로 감싸인 폼 코어를 포함할 수 있다.
본 절은 본 발명의 일반적 요약을 제공하는 것으로 본 발명의 전 범위나 본 발명의 구성 모두를 포괄적으로 개시하는 것은 아니다.
전기 및 열 전도성 가스켓은 복수의 면을 포함하는 탄성 코어와, 탄성 코어의 복수의 면 중 적어도 두 면을 따라 배치되는 열분산기와, 전기 도전층을 포함하되, 전기 도전층은 열분산기의 적어도 일부가 탄성 코어와 도전층 사이에 위치하도록 열분산기의 적어도 일부를 따라 배치되고/되거나 열분산기의 적어도 일부를 덮는다. 가스켓은 제1 표면과 제2 표면 사이에 배치 가능하고/하거나 압축 가능하여 제1 표면과 제2 표면 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 한정한다.
또 다른 적용 가능 분야는 본 명세서에서 제공하는 설명을 통해 명백하게 드러날 것이다. 본 요약부의 설명 및 특정 예는 단지 예시를 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
본 명세서에서 인지하는 바와 같이, 종래의 전기 도전성 폼과 FOF(fabric-over-foam) 가스켓은 비교적 불량한 열전달 성능을 갖는 경향이 있다. 그러나 많은 경우에, 장치 구성 요소의 표면들 사이에 배치되는 가스켓은 압축 가능하고 복원력이 있으면서 우수한 열 전도도 및 전기 전도도 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 인지하는 바와 같이, 이들 특성은 가스켓의 탄성 코어의 일부(또는 전부)를 따라 열분산기를 배치하고(예컨대 감싸고) 열분산기의 일부(또는 전부)를 따라 전기 도전층 또는 도전재를 배치함으로써(예컨대 감쌈으로써) 달성될 수 있다.
예를 들어, 열분산기(예컨대 흑연 등)는 우수한 면내 열전도도(예컨대 X-Y 방향)을 나타낼 수 있다. 이로써 열이 열분산기를 통해 가스켓의 일측으로부터 가스켓의 타측으로 이동할 수 있다. 전기 도전층(예컨대 구리 등)은 열분산기의 기계적 강도, 내마모성 및/또는 보호를 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 전기 도전층은 흑연 보호용으로 종래에 사용되었던 절연성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름보다 훨씬 우수한 전기 전도성 및 추가적인 열 전달을 제공한다.
몇몇 실시예에서, 전기 및 열 도전성 가스켓은 GOF (graphite-over-foam) 가스켓의 외부 또는 외주(perimeter) 둘레를 감싸는 구리 층(예컨대 구리 포일 등)을 포함한다. 구리 층은 흑연의 기계적 강도, 내마모성 및/또는 보호를 제공할 수 있다(예컨대 흑연이 박리되거나(flaking) 파손되는 것을 방지할 수 있다). 구리 층은 전기 전도도와 추가적인 열 전달도 제공한다.
본 명세서에서 설명되는 도면들은 모든 가능한 구현예가 아니라 선정된 실시예만을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로, 탄성 코어, 탄성 코어의 둘레를 감싸는 열분산기 및 열분산기의 둘레를 감싸는 전기 도전층을 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 것으로, 두 표면 사이에 배치되어 표면들 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 형성하는 도 1의 가스켓을 포함하는 장치의 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 정면도이다.
도 5는 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 압력(단위:N/㎠ ) 대 변위(단위:% 압축비)를 나타내는 선그래프이다.
도 6은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 Z축 전기저항(단위:Ω) 대 변위(단위: % 압축비)를 나타내는 선그래프이다.
도 7은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 50% 압축비 조건 하의 차폐 효과(단위: dB, I.A.W MIL-DTL-83528C(수정본)에 의거) 대 주파수(30 MHz 내지 18 GHz)를 나타내는 선그래프이다.
도 8은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 압축비: 25%, 가스켓 폭: 5 mm, 가스켓 길이: 25 mm 조건 하의 열 저항(단위: ㎠ ℃/W) 대 가스켓 높이(단위: mm)를 나타내는 선그래프이다.
도 9는 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 압축비: 25%, 가스켓 폭: 5 mm, 가스켓 길이: 25 mm 조건 하의 열전도도(단위: W/mK) 대 가스켓 높이(단위: mm)를 나타내는 선그래프이다.
도 10은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 가스켓 폭: 5 mm, 가스켓 길이: 25 mm, 가스켓 높이: 1 mm, 2.5 mm, 5 mm, 10 mm 조건 하의 열 저항(단위: ㎠ ℃/W) 대 압축비(단위: %)를 나타내는 선그래프이다.
도 11은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 가스켓 폭: 5 mm, 가스켓 길이: 25 mm, 가스켓 높이: 1 mm, 2.5 mm, 5 mm, 10 mm 조건 하의 Z축 전기 저항(단위: Ω) 및 힘(단위: N) 대 압축비(단위: %)를 나타내는 선그래프이다.
도면의 여러 도해들을 통틀어, 대응하는 참조 부호는 대응하는(그러나 반드시 동일하지는 않은) 부분을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로, 탄성 코어, 탄성 코어의 둘레를 감싸는 열분산기 및 열분산기의 둘레를 감싸는 전기 도전층을 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 것으로, 두 표면 사이에 배치되어 표면들 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 형성하는 도 1의 가스켓을 포함하는 장치의 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 정면도이다.
도 5는 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 압력(단위:N/㎠ ) 대 변위(단위:% 압축비)를 나타내는 선그래프이다.
도 6은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 Z축 전기저항(단위:Ω) 대 변위(단위: % 압축비)를 나타내는 선그래프이다.
도 7은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 50% 압축비 조건 하의 차폐 효과(단위: dB, I.A.W MIL-DTL-83528C(수정본)에 의거) 대 주파수(30 MHz 내지 18 GHz)를 나타내는 선그래프이다.
도 8은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 압축비: 25%, 가스켓 폭: 5 mm, 가스켓 길이: 25 mm 조건 하의 열 저항(단위: ㎠ ℃/W) 대 가스켓 높이(단위: mm)를 나타내는 선그래프이다.
도 9는 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 압축비: 25%, 가스켓 폭: 5 mm, 가스켓 길이: 25 mm 조건 하의 열전도도(단위: W/mK) 대 가스켓 높이(단위: mm)를 나타내는 선그래프이다.
도 10은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 가스켓 폭: 5 mm, 가스켓 길이: 25 mm, 가스켓 높이: 1 mm, 2.5 mm, 5 mm, 10 mm 조건 하의 열 저항(단위: ㎠ ℃/W) 대 압축비(단위: %)를 나타내는 선그래프이다.
도 11은 가스켓의 저부를 따라 배치되는 도전성 PSA가 없는 도 4의 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓의 가스켓 폭: 5 mm, 가스켓 길이: 25 mm, 가스켓 높이: 1 mm, 2.5 mm, 5 mm, 10 mm 조건 하의 Z축 전기 저항(단위: Ω) 및 힘(단위: N) 대 압축비(단위: %)를 나타내는 선그래프이다.
도면의 여러 도해들을 통틀어, 대응하는 참조 부호는 대응하는(그러나 반드시 동일하지는 않은) 부분을 나타낼 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예들을 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서 인지하는 바와 같이, 종래의 전기 도전성 폼과 FOF(fabric-over-foam) 가스켓은 비교적 불량한 열전달 성능을 갖는 경향이 있다. 그러나 많은 경우에, 장치 구성 요소의 표면들 사이에 배치되는 가스켓은 압축 가능하고 복원력이 있으면서 우수한 열 전도도 및 전기 전도도 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 인지하는 바와 같이, 이들 특성은 가스켓의 탄성 코어의 일부(또는 전부)를 따라 열분산기를 배치하고(예컨대 감싸고) 열분산기의 일부(또는 전부)를 따라 전기 도전층 또는 도전재를 배치함으로써(예컨대 감쌈으로써) 달성될 수 있다.
예를 들어, 열분산기(예컨대 흑연 등)는 우수한 면내 열전도도(예컨대 X-Y 방향)을 나타낼 수 있다. 이로써 열이 열분산기를 통해 가스켓의 일측으로부터 가스켓의 타측으로 이동할 수 있다. 전기 도전층(예컨대 구리 등)은 열분산기의 기계적 강도, 내마모성 및/또는 보호를 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 전기 도전층은 흑연 보호용으로 종래에 사용되었던 절연성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름보다 훨씬 우수한 전기 전도성 및 추가적인 열 전달을 제공한다.
몇몇 실시예에서, 전기 및 열 도전성 가스켓은 GOF (graphite-over-foam) 가스켓의 외부 또는 외주(perimeter) 둘레를 감싸는 구리 층(예컨대 구리 포일 등)을 포함한다. 구리 층은 흑연의 기계적 강도, 내마모성 및/또는 보호를 제공할 수 있다(예컨대 흑연이 박리되거나(flaking) 파손되는 것을 방지할 수 있다). 구리 층은 전기 전도도와 추가적인 열 전달도 제공한다.
흑연을 덮고/덮거나 보호하기 위해 절연성 PET 필름 대신 구리를 사용함으로써, 가스켓은 단일 제품 형태로, 예컨대 COGOF(copper-over-graphite-over-foam) 전기 및 열 도전성 가스켓 형태로, FOF(fabric-over-foam) 가스켓과 유사한 EMI 차폐 목적의 우수한 전기 전도도와 높은 열 전도도를 모두 가질 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 전기 및 열 도전성 가스켓의 실시예는 두 개의 개별 제품, 즉 (1) 열계면재(TIM)와 (2) FOF(fabric-over-foam) 가스켓을 대체하고 이들 두 제품을 사용할 필요성을 없애는 단일 제품으로 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 예시적인 전기 및 열 도전성 가스켓은 예컨대 장치의 구성 요소의 표면들 사이의 비교적 큰 간극 내에 배치되어 EMI 차폐를 위한 전기 접지 및 열 전달 모두를 위해 사용될 수 있다. 이로써, 예컨대 공간이 한정되어 FOF 가스켓을 통한 전기 접지와 TIM을 통한 열 전달을 따로따로 제공할 여유가 부족한 소형 장치에 있어서, 본 명세서에 개시된 가스켓에 의해 열 경로와 전기 경로를 모두 겸비하는 보다 단순한 시스템 설정이 가능해진다.
장치 내 구성 요소의 표면들 사이에 압축 가능하고/하거나 배치 가능한 전기 및 열 도전성 가스켓의 실시예가 개시된다. 예시적인 전기 및 열 도전성 가스켓은 탄성 코어(예컨대 폼 등)와, 탄성 코어의 외주의 적어도 일부를 따라 배치되는 열분산기(예컨대 흑연 등)와, 열분산기의 적어도 일부를 따라 배치되고/되거나 열분산기의 적어도 일부를 덮는 전기 도전층(예컨대, 구리 등)을 포함한다. 본 명세서에 개시된 가스켓은 종래의 가스켓에 비해 향상된 전기적 및 열적 특성(예컨대, 도 5 내지 도 11)을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 가스켓의 실시예는 하기 특성을 갖도록 구성될 수 있다:
● 도 5 및 도 11에 도시된 바와 같이 약 40% 내지 약 70% 범위 내의 최대 압축비; 및/또는
● 도 6에 도시된 바와 같이 약 0% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비에 대해 0.04 Ω 미만의 Z축 전기 저항; 및/또는
● 도 7에 도시된 바와 같이 50% 압축비에서 30 MHz 내지 18 GHz 범위 내의 주파수에 대해 60 ㏈보다 큰 차폐 효과(I.A.W MIL-DTL-83528C(수정본)에 의거); 및/또는
● 도 8에 도시된 바와 같이 25% 압축비, 5 mm의 가스켓 폭, 25 mm의 가스켓 길이 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에서 8 ㎠ ℃/W 미만의 열 저항; 및/또는
● 도 9에 도시된 바와 같이 25% 압축비, 5 mm의 가스켓 폭, 25 mm의 가스켓 길이 및 1 mm 이상의 가스켓 높이에서 2 W/mK보다 높은 열 전도도; 및/또는
● 도 10에 도시된 바와 같이 15% 내지 75% 범위 내의 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에서 8 ㎠ ℃/W 미만의 열 저항; 및/또는
● 도 11에 도시된 바와 같이 약 5% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에서 0.01 Ω 미만의 Z축 전기 저항.
또한, 본 명세서에 개시된 가스켓은 우수한 압축성 및 탄력 복원성을 가질 수 있다. 예를 들어, 가스켓은 (예컨대 Z 방향 높이가) 원 상태(비압축 상태)의 약 15% 내지 60%까지 압축될 수 있다. 원 상태(비압축 상태)의 25% 미만으로 압축될 경우, 가스켓은 원 상태(비압축 상태)의 90% 내지 100%까지 복원될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓(100)을 도시한다. 전기 및 열 도전성 가스켓(100)은 탄성 코어(102)와, 탄성 코어(102)를 따라 배치되는 열분산기(104)를 포함한다. 전기 도전층(1906)은 열분산기(104)의 적어도 일부가 탄성 코어(102)와 도전층(106) 사이에 위치하도록 열분산기(104)의 적어도 일부를 따라 배치되어 해당 일부를 덮는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가스켓(100)은 직사각형 형상을 갖는다. 예를 들어, 가스켓(100)은 가스켓(100)의 외주를 한정하기 위한 여섯 개의 면(108, 110, 112, 114, 116, 118)을 포함한다. 도 1의 실시예에서, 면(108, 110)은 가스켓(100)의 대향하는 양단부를 형성하고, 면(112, 114)은 대향하는 양측부를 형성하고, 면(116, 118)은 대향하는 상부 및 저부를 형성한다. 도 1에는 가스켓(100)이 직사각형이고 여섯 개의 면을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 보다 많거나 적은 면을 포함하는 다른 적절한 형상의 가스켓이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 채택될 수 있다는 것이 기술분야의 당업자에게는 명백할 것이다.
가스켓(100)은 장치의 구성 요소의 하나 이상의 표면 사이에서 압축될 수 있다. 예를 들어, 코어(102), 열분산기(104) 및 전기 도전층(106)은 가스켓(100)에 힘이 가해질 때 압축될 수 있다. 또한, 코어(102)는 일반적으로 탄력복원성을 가질 수 있고, 이로써 코어(102)가 원래의 비압축 또는 정상 상태로 복원되도록 촉구할 수 있다. 코어(102)의 이런 탄력복원성으로 인해, 가스켓(100)이 구성 요소 표면 사이에 배치될 때 전기 도전층(106)은 구성 요소 표면에 밀착될 수 있다.
가스켓(100)은 구성 요소 표면 사이에 배치될 때 전기 도전성 경로와 열 도전성 경로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 2는 간극(206)만큼 이격된 두 개의 구성 요소(202, 204)를 포함하는 장치(200)를 예시한다. 가스켓(100)은 간극(206)에 배치되어 구성 요소(202, 204) 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가스켓(100)의 대향하는 양면(116, 118)(예컨대 대향하는 상부 및 저부)은 구성 요소(202, 204)와 각각 접촉한다. 이런 예에서, 전기 도전성 경로는 구성 요소(202, 204)의 대응하는 부분과 접촉하는 전기 도전층(106)을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 탄성 코어(102)는 전기 도전층(106)을 압박하여 구성 요소(202)의 전기 도전부 및 구성 요소(204)의 전기 도전부와 접촉하게 한다. 이는 전류가 전기 도전층(106)을 통해 일 구성 요소(예컨대 구성 요소(202))에서 타 구성 요소(예컨대 구성 요소(204))로 흐를 수 있는 경로를 생성한다. 그 결과, 가스켓(100)은 차폐(예컨대 고주파 차폐를 포함하는 전자파 장해(EMI) 차폐) 및/또는 전기 접지에 도움이 될 수 있다.
또한, 가스켓(100)은 구성 요소(202, 204)의 대응하는 부분과 열적으로 연통하는 전기 도전층(106)과 열분산기(104)을 통해 구성 요소(202, 204) 사이에 열 도전성 경로를 형성할 수 있다. 이에 따라, 열 경로가 전기 도전층(106)과 열분산기(104)를 통해 일 구성요소(예컨대 구성 요소(202))에서 타 구성 요소(예컨대 구성 요소(204))까지 형성된다.
다시 도 1을 참조하면, 열분산기(104)는 가스켓(100)의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 도 1의 실시예에서, 열분산기(104)는 면(112, 114, 116, 118)을 덮지만 가스켓(100)의 단부(108, 110)는 덮지 않는다. 이런 예에서, 열분산기(104)는 가스켓(100)의 면(108, 110) 사이에서 탄성 코어(102)를 완전히 둘러싸도록 연장된다. 도전층(106)도 가스켓(100)의 단부(108, 110)를 덮지 않는다. 탄성 코어(102)는 도 1에 도시된 바와 같이 단부(108, 110)에서 노출될 수 있다. 다른 실시예에서, 열분산기(104) 및/또는 전기 도전층(106)은 가스켓(100)의 단부(108, 110)도 덮을 수 있다.
전기 도전층(106)은 열분산기(104)의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 마찬가지로, 열분산기(104)는 탄성 코어(102)의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2는 탄성 코어(102)의 상부, 저부 및 측부 각각을 감싸는 열분산기(104)를 도시한다. 달리 말하면, 열분산기(104)는 코어의 상부, 저부 및 측부에 의해 한정되는 탄성 코어(102)의 전체 외주를 감싼다. 전기 도전층(106)도 열분산기(104)의 상부, 저부, 및 측부 각각을 감쌀 수 있다. 달리 말하면, 전기 도전층(106)은 열분산기의 상부, 저부 및 측부에 의해 한정되는 열분산기(104)의 전체 외주를 감쌀 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓(300)을 도시한다. 가스켓(300)은 탄성 코어(302)와, 열분산기(304)와, 도전층(306)을 포함한다. 열분산기(304)는 탄성 코어(302)의 네 개의 면에 의해 한정되는 탄성 코어(302)의 외주 둘레에 배치된다. 전기 도전층(306)은 열분산기(304)의 네 개의 면에 의해 한정되는 외주 둘레에 배치되며, 이로써 열분산기(306)는 전기 도전층(306)으로 덮이게 된다(예컨대, 전기 도전층(306)에 의해 보호된다).
이 실시예에서, 열분산기(304)와 전기 도전층(306)은 서로 적층된 다음 탄성 코어(302)의 둘레를 감쌀 수 있다. 예를 들어, 가스켓(300)은 전기 도전층(306)(예컨대 구리 포일, 여타의 금속 포일, 금속화 플라스틱, 전기 도전성 직물 등)이 적층된 열분산기(304)(예컨대 가요성 천연 흑연 및/또는 인조 흑연 시트)를 포함하는 적층체를 포함할 수 있다. 적층체는 열분산기(304)와 전기 도전층(306) 사이에 배치되어 열분산기(304)와 도전층(306)을 점착식으로 접합하는 점착제(324)(예컨대 감압 점착제 등)를 포함할 수 있다. 열분산기(304), 점착제(324) 및 도전층(306)은 탄성 코어(302)의 복수의 면에 의해 한정되는 탄성 코어(302)(예컨대 실리콘 폼, 폴리우레탄 폼, 여타의 폼, 여타의 탄성 재료 등)의 외주 둘레를 적층체 형태로 집단적으로 함께 감쌀 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가스켓(300)은 테이프(328)(예컨대 점착제가 도포된 PET 필름 등)와, 점착제(332)와, 점착제(336)(예컨대 전기 도전성 및 열 도전성 감압 점착제 등)를 추가로 포함할 수 있다. 테이프(328)는 예컨대 열분산기(304)의 기계적 강도, 내마모성 및/또는 보호를 제공하기 위해(예컨대 흑연이 박리되거나 파손 분리되는 것을 방지하기 위해) 열분산기(304)의 저부를 따라 배치될 수 있다. 점착제(332)는 예컨대 탄성 코어(302)에 적층체를 접합하기 위해 테이프(328)와 탄성 코어(302) 사이에 배치될 수 있다.
점착제(336)는 가스켓(100)의 외부(예컨대 저부 등)을 따라 배치된다. 점착제(336)는 구성 요소(예컨대 도 2의 구성 요소(200) 등)의 대응하는 표면에 가스켓(100)을 점착식으로 접합하고, 전기적으로 연결하고, 열적으로 연결하기 위해 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 및 열 도전성 가스켓(400)을 도시한다. 가스켓(400)은 실리콘 폼 코어(402)와, 흑연 층(404)과, 구리 층(406)을 포함한다. 흑연 층(404)은 실리콘 폼 코어(402)의 네 개의 면에 의해 한정되는 실리콘 폼 코어(402)의 외주 둘레에 배치된다. 구리 층(406)은 흑연 층이 구리 층(406)으로 덮이도록(예컨대 구리층(406)에 의해 보호되도록) 열분산기(404)의 네 개 면에 의해 한정되는 외주 둘레에 배치된다.
이 실시예에서, 흑연 층(404)과 구리 층(406)은 서로 적층된 다음 실리콘 폼 코어(402) 둘레를 감쌀 수 있다. 예를 들어, 가스켓(400)은 구리 층(406)(예컨대 구리 포일 등)이 적층된 흑연 층(404)(예컨대 가요성 천연 흑연 및/또는 인조 흑연 시트)을 포함하는 적층체를 포함할 수 있다. 적층체는 흑연 층(404)과 구리 층(406) 사이에 배치되어 흑연 층(404)과 구리 층(406)를 점착식으로 접합하는 접착제(424)(예컨대 감압 접착제 등)를 포함할 수 있다. 흑연 층(404), 점착제(424) 및 구리 층(406)은 실리콘 폼 코어(402)의 복수의 면에 의해 한정되는 실리콘 폼 코어(402)의 외주 둘레를 적층체 형태로 집단적으로 함께 감쌀 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가스켓(400)은 PET 테이프(428)(예컨대 점착제가 도포된 PET 필름 등)와, 점착제(432)와, 전기 도전성 및 열 도전성 감압 점착제(PSA)(436)를 추가로 포함할 수 있다. PET 테이프(428)는 예컨대 흑연 층(404)의 기계적 강도, 내마모성 및/또는 보호를 제공하기 위해(예컨대 흑연이 박리되거나 파손 분리되는 것을 방지하기 위해) 흑연 층(404)의 저부를 따라 배치될 수 있다. 점착제(432)는 예컨대 실리콘 폼 코어(402)에 적층체를 접합하기 위해 PET 테이프(428)와 실리콘 폼 코어(402) 사이에 배치될 수 있다.
도전성 PSA(436)는 가스켓(100)의 외부(예컨대 저부 등)을 따라 배치된다. 도전성 PSA(436)는 구성 요소(예컨대 도 2의 구성요소(200) 등)에 가스켓(100)을 점착식으로 접합하고, 전기적으로 연결하고, 열적으로 연결하기 위해 사용될 수 있다.
단지 예로서, 구리 층(406)은 약 2 μ 내지 약 20 μ 범위 내의 두께를 갖는 구리 포일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구리 포일은 두께가 약 5 μ일 수 있다.
점착제(424)는 약 1 μ 내지 약 10 μ 범위 내의 두께를 갖는 감압 점착층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 감압 점착층은 두께가 약 3 μ일 수 있다.
흑연 층(404)은 약 9 μ 내지 약 100 μ 범위 내의 두께를 갖는 인조 흑연 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인조 흑연 시트는 두께가 약 25 μ 또는 40 μ일 수 있다.
PET 테이프(428)는 약 5 μ 내지 약 50 μ 범위 내의 두께를 갖는 점착제 도포 PET 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 점착제 도포 PET 필름은 두께가 약 20 μ일 수 있다.
점착제(432)는 약 30 μ 내지 약 120 μ 범위 내의 두께를 갖는 점착층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 점착층은 두께가 약 70 μ일 수 있다.
폼 코어(402)는 실리콘 폼 코어(예컨대 125℃용), 폴리우레탄 폼, 여타의 폼, 여타의 탄성 재료 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폼 코어(402)는 약 0.5 mm 내지 약 60 mm 범위 내의 두께를 갖는 실리콘 또는 폴리우레탄 폼을 포함할 수 있다.
도전성 PSA(436)는 열 및 전기 도전성을 갖는 아크릴 또는 실리콘 PSA를 포함할 수 있다. 도전성 PSA(436)는 약 0.005 mm 내지 약 0.15 mm 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예에서, 열분산기는 탄성 코어의 전부 또는 일부의 둘레를 감쌀 수 있다(광범위하게는 배치될 수 있다). 그런 다음, 전기 도전층은 열분산기의 전부 또는 일부의 둘레를 감쌀 수 있다(광범위하게는 배치될 수 있다). 대안으로서, 적어도 열분산기와 전기 도전층으로 적층체를 형성한 다음 적층체로 탄성 코어의 둘레를 감쌀 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예에서, 탄성 코어, 열분산기 및 도전층은 가스켓이 무할로겐으로 정의되도록 모두 합하여 최대 900 ppm 이하의 염소와 최대 900 ppm 이하의 브롬과 최대 1,500 ppm 이하의 총 할로겐을 함유한다. 본 명세서에 개시된 실시예에서, 가스켓은 언더라이터 랩(UL) 94 규격에 따른 난연 등급이 V-0이다.
본 명세서에 개시된 가스켓 중 어느 것이든 장치의 구성 요소들 사이에 배치되어 구성 요소들 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 한정할 수 있다. 예를 들어, 가스켓 중 어느 것이든 도 2의 장치(200)의 구성 요소들(202, 204) 사이 및/또는 장치(200) 및/또는 다른 적합한 장치의 타 구성 요소들 사이에 배치될 수 있다. 도 2의 실시예에서, 구성 요소들(202, 204)은 실질적으로 평행한 평면으로 연장되고 그 사이에 간극(206)을 한정한다. 간극(206)은 임의의 적절한 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 간극(206)은 폭이 약 3 mm일 수 있다. 대안으로서, 간극(206)은 폭이 1 mm 내지 2.5 mm이거나, 3.5 mm 내지 7 mm이거나, 1 mm 미만일 수 있다. (예컨대 압축 상태 또는 비압축 상태인) 가스켓(100)이 구성 요소들(202, 204) 사이에 위치될 때, 가스켓(100)은 대향하는 면들(116, 118) 사이의 폭과 유사한 폭을 가질 수 있다.
구성 요소들이 실질적으로 평행한 평면으로 연장됨으로 인해, 대향하는 평행 연장 면을 갖는 가스켓이 구성 요소들(202, 204) 사이에 배치하는 데 가장 적합할 수 있다. 이런 가스켓은 대체로 직육면체 형상의 가스켓을 포함하거나, 정육면체 형상의 가스켓, 평행육면체 형상의 가스켓, 원기둥 형상의 가스켓, 절두체 형상의 가스켓과 같은 다른 적절한 형상의 가스켓을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 가스켓은 예컨대 장치 내의 구성 요소의 배열에 따라 다른 적합한 형상을 취할 수 있다.
본 명세서에 개시된 장치는 하나 이상의 열원, 차폐 구조 또는 구성 요소, 제열/방열 구조 또는 구성요소, 및/또는 여타의 적절한 형상부를 갖는 전자 장치를 포함할 수 있다. 차폐 구조 또는 구성 요소는, 예컨대 보드 레벨 EMI 차폐 구조 또는 구성 요소를 포함할 수 있다. 제열/방열 구조 또는 구성 요소는, 예컨대 열분산기, 히트 싱크, 히트 파이프, 장치 외장 케이스 등을 포함할 수 있다. 일반적으로, 열원은 열이 열원에 의해 생성되든 아니면 단순히 열원을 통해 전달되든 상관없이 가스켓보다 높은 온도를 갖거나 아니면 가스켓에 열을 제공하거나 전달하는 임의의 구성 요소 또는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 열원은 하나 이상의 발열 구성 요소 또는 장치(예컨대 CPU, 언더필을 갖는 다이, 반도체 장치, 플립 칩 장치, 그래픽 처리 장치(GPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), 멀티프로세서 시스템, 집적 회로, 멀티코어 프로세서 등), 기판(예컨대 인쇄회로기판 등과 같은 회로기판) 등을 포함한다. 따라서, 본 발명의 양태는 어느 한 유형의 열원, 전자 장치, 제열/방열 구조 등과 관련한 특별한 용도에 제한되어서는 안 된다.
본 명세서에 개시된 구성 요소는 장치에 포함되는 임의의 적합한 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구성 요소는 위에서 설명한 바와 같은 열원, 차폐 구조 또는 구성 요소, 제열/방열 구조 또는 구성 요소 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 열분산기는 흑연(예컨대 천연 흑연, 인조 흑연, 이들의 조합 등), 금속 재질(예컨대 구리, 알루미늄, 금 및/또는 이들의 합금 등) 구성 요소 또는 구조, 및/또는 여타의 적합한 열분산 구성 요소 또는 구조를 포함할 수 있다. 금속 재질 구성 요소 또는 구조는 구리, 알루미늄, 금 및/또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다. 흑연은 하나 이상의 티곤(상표)(Tgon™) 800 시리즈 천연 흑연 시트(예컨대 Tgon™ 805, 810, 820 등), 티곤(상표)(Tgon™) 8000 시리즈 흑연 시트, 티곤(상표)(Tgon™) 9000 시리즈 인조 흑연 시트(예컨대 Tgon™ 9017, 9025, 9040, 9070, 9100 등), 여타의 흑연 시트 재료 등과 같은 하나 이상의 흑연 시트로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 재질 구성 요소 또는 구조는 금속 포일, 다적층 구조 등을 포함할 수 있다. 다적층 구조는 금속과 플라스틱으로 이루어진 다적층 구조를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 열분산기(예컨대 104(도 1), 304(도 3), 404(도 4) 등)는 가용성 천연 및/또는 인조 흑연 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흑연은 Tgon™ 9017, Tgon™ 9025, Tgon™ 9040, Tgon™ 9070 및/또는 Tgon™ 9100 인조 흑연 시트와 같은 레어드 테크롤로지사의 흑연 시트(예컨대 티곤(상표)(Tgon™) 9000 시리즈 흑연 시트 등)를 포함할 수 있다. 아래의 표 1에는 레어드 테크롤로지사의 티곤(상표)(Tgon™) 9000 시리즈 인조 흑연 시트에 대한 추가 세부 정보가 포함되어 있다.
흑연 시트(들)는 탄소 면내 단결정 구조를 갖는 인조 흑연 열계면재를 포함하고 초박형이고 경량성 및 가요성을 가지며 우수한 면내 열 전도도를 제공하는 하나 이상의 티곤(상표)(Tgon™) 9000 시리즈 흑연 시트를 포함할 수 있다. 티곤(상표)(Tgon™) 9000 시리즈 흑연 시트는 면내 열전도도가 관건이 되고 공간상의 제약이 있는 다양한 열분산 적용 분야에 유용하다. 티곤(상표)(Tgon™) 9000 시리즈 흑연 시트는 약 500 W/mK 내지 약 1,900 W/mK의 열 전도도를 가질 수 있고, 과열점을 줄이고 민감한 영역을 보호하는 데 도움이 될 수 있고, 약 17 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 초박형 시트 두께로 인해 슬림한 장치 설계를 가능하게 할 수 있고, 경량일 수 있으며(예컨대 약 17 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께에 대해 약 2.05 g/㎤ 내지 2.25 g/㎤의 밀도), 가요성이어서 반경 5 mm의 굽힘을 10,000회 이상 견딜 수 있다.
| 제품명 | 시험 방법 | Tgon 9017 | Tgon 9025 | Tgon 9040 | Tgon 9070 | Tgon 9100 | |
| 두께(mm) | ASTM D374 | 0.017±0.005 | 0.025±0.005 | 0.04±0.005 | 0.07±0.01 | 0.1±0.01 | |
| 열전도도(W/mK) | X, Y 방향 | ASTM E1461 | 1650~1900 | 1500~1700 | 1150~1400 | 700~1000 | 500~700 |
| Z 방향 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | ||
| 열확산도(㎠/s) | ASTM E1461 | 9 | 9 | 8 | 7 | 7 | |
| 밀도(g/㎤) | ASTM D792 | 2.05~2.25 | 2.05~2.25 | 1.65~1.85 | 1.0~1.3 | 0.7~1.0 | |
| 비열(50℃)(J/gK) | ASTM E1269 | 0.85 | 0.85 | 0.85 | 0.85 | 0.85 | |
| 열저항(℃) | 100시간 이상 시험 | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 | |
| 신장강도(MPa) | X, Y 방향 | ASTM F152 | 39 | 28 | 23 | 20 | 19.2 |
| Z 방향 | 0.1 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.65 | ||
| 굽힘 시험 (횟수)(R5/180°) |
ASTM D2176 | 10,000회 이상 | 10,000회 이상 | 10,000회 이상 | 10,000회 이상 | 10,000회 이상 | |
| 전기전도도(S/cm) | ASTM E1269 | 20000 | 20000 | 20000 | 96000 | 96000 | |
본 명세서에 개시된 탄성 코어는 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 탄성 코어는 폼 재료(예컨대, 실리콘 폼 재료, 폴리머 엘라스토머 재료, 셀룰러 폴리머 폼(예컨대 개방형 폼, 밀폐형 폼, 네오프렌 폼, 우레탄 폼(폴리에스테르 폼, 폴리에테르 폼, 이들의 조합 등), 폴리우레탄 폼 등), 실리콘 고무 재료 등으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 탄성 코어는 압출될 수 있다.
탄성 코어는 전기 도전성 및/또는 열 도전성일 수 있다. 예를 들어, 탄성 코어는 전기 도전성 입자(예컨대 충전제 등)가 내부에 분산될 수 있다. 일 실시예에서는, 하나 이상의 첨가제 또는 충전제가 탄성 코어용으로 사용되는 탄성 재료에 첨가될 수 있다. 다양한 첨가제 또는 충전제가 탄성 코어의 특성(들)을 맞춤화, 개질 및/또는 기능적으로 조정하기 위해 탄성 코어 재료(예컨대 실리콘 폼, 폴리우레탄 폼 등)에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 충전제는 기능성 나노입자, 전기 도전성 충전제, 열 도전성 충전제, EMI 또는 마이크로파 흡수 충전제, 자성 충전제, 유전성 충전제, 코팅형 충전제, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 예시적인 충전제는 카본 블랙, 질화붕소, 니켈 코발트, 카보닐 철, 철 실리사이드, 철 입자, 철-크롬 화합물, 은, 철 85%, 규소 9.5% 및 알루미늄 5.5%를 함유하는 합금, 철 약 20% 및 니켈 80%를 함유하는 합금, 페라이트, 자성 합금, 자성 분말, 자성 박편, 자성 입자, 니켈계 합금 및 분말, 크롬 합금, 산화알루미늄, 구리, 산화아연, 알루미나, 알루미늄, 흑연, 세라믹, 탄화규소, 아연 망간, 유리 섬유, 이들의 조합 등을 포함한다. 충전제는 과립, 회전 타원체, 미소구체, 타원체, 불규칙한 회전 타원체, 가닥, 박편, 분말 및/또는 이들 형상 일부 또는 전부의 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예는 상이한 등급의(예컨대, 크기, 순도, 형상 등이 상이한) 동일한(또는 상이한) 충전제를 포함할 수도 있다.
본 명세서에 개시된 전기 도전층은 하나 이상의 전기 도전성 포일(예컨대 구리 포일, 여타의 포일 등), 금속화되고/되거나 도금된 직물(예컨대 니켈-구리 도금된 나일론 등) 등을 포함할 수 있다. 전기 도전층은 금속 도금 또는 전기 도전성 잉크 또는 페이스트(예컨대 은 잉크 또는 페이스트 등)가 필름의 일면 또는 양면에 도포(예컨대 도금 또는 인쇄)된 것일 수 있다. 예를 들어, 전기 도전층은 금속 도금된 폴리이미드 직물, 금속화 및 도금된 폴리이미드 직물, 폴리포일(예컨대 폴리에스테르 또는 PET, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 여타의 폴리머 등에 적층된 금속 포일) 등을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전기 도전층은 마일라(등록상표)(Mylar®) 폴리에스테르 필름, 여타의 폴리에스테르 필름, 폴리이미드(PI) 필름, PET 필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 필름 등을 포함할 수 있다.
몇몇 예에서, 열분산기, 전기 도전층 및/또는 탄성 코어는 서로 점착될 수 있다. 이런 예에서, 가스켓은 이들 층 중 적어도 두 개를 서로 접합하기 위해 점착제를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 점착제는 실리콘계 도전성 점착제(예컨대 실리콘 PSA 등)와 같은 전기 도전성 점착제일 수 있다. 다른 실시예에서, 점착제는 금속화 필름(예컨대 니켈, 구리 등)이 있거나 없는 양면 테이프(예컨대 하나 이상의 스트립)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 점착제는 용매계 폴리에스테르 점착제, 에폭시계 점착제, 속건성 접착제, 이들의 조합 등과 같은 점착제를 포함할 수 있다.
포장형 압축 가능 폼 가스켓의 형태로 열전달 성능을 제공하도록 구성되고 전기 전도도를 위한 외부 구리 포일 또는 랩(wrap)을 포함하는 COGOF(copper-over-graphite-over-foam) 전기 및 열 도전성 가스켓의 실시예가 본 명세서에 개시된다. 이런 실시예는 흑연 시트 또는 랩과 관련된 열전달 성능과 폼 코어의 반복 가능한 압축 및 반동(rebound)을 조합하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전기 및 열 도전성 가스켓은 보다 낮은 압축력 및 UL V0 난연 등급을 제공하기 위해 실리콘 폼 코어를 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예(예컨대 가스켓(100)(도 1), 가스켓(300)(도 3), 가스켓(400)(도 4) 등)는 아래에 열거된 장점 또는 특징 중 하나 이상(반드시 일부이거나 전부인 것만은 아님)을 포함하거나 제공할 수 있다.
● EMI 접지를 위한 전기 전도도
● 높은 휨 정도(deflection)
● 반복 가능한 압축 및 반동 사이클
● 우수한 계면 간 열전도율
● 경량성
● 저하중(low force) 열 계면
● 내마모성 외면
● 대량 생산의 용이성
● 환경 기준 요건에 부합
● UL V0 난연 등급
● 삽입 용도에 이상적인 미끄럼 연결을 위한 압축 가능 열 계면을 제공
● EMI 차폐 및 열 관리를 하나의 부품으로 통합 구현할 수 있음
● 기존의 방열 퍼티, 젤 또는 그리스의 이탈이 일어날 수 있는 고운동량 위치에 열 인터페이스가 접촉하는 것을 보장함
● 압력에 민감한 적용 분야에서 기존의 열계면 패드보다 낮은 하중을 제공함
● 전자 제품의 신뢰성 향상
● 유해물질사용제한지침(RoHS) 및 신화학물질관리지침(REACH)에 부합하는 친환경 해법
● 7일 동안 방치 후 125℃에서 2% 미만의 영구압축 변형율
● 23℃ 및 상대습도 60%에서 12개월의 보관 수명
본 개시가 완전한 것이 되고 기술 분야의 당업자에게 보호 범위를 완전히 전달하도록 바람직한 실시예들이 제공된다. 특정 구성 요소, 장치 및 방법의 예와 같은 많은 구체적 세부사항들이 본 개시의 실시예들의 철저한 이해를 제공하도록 기재된다. 기술분야의 당업자라면 구체적 세부사항들이 반드시 채용될 필요는 없다는 것과, 실시예들이 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다는 것과, 실시예들이 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 분명하게 이해할 것이다. 몇몇 실시예에서는, 공지의 공정, 공지의 장치 구조 및 공지의 기술이 상세히 기술되지 않는다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 개시의 하나 이상의 실시예들로 달성할 수 있는 이점과 개선점을 전부 제공하거나 아무것도 제공하지 않을 수 있고 그럼에도 본 개시의 범위에 포함되므로, 상기 이점과 개선점은 예시의 목적으로만 제공되고 본 개시의 범위를 제한하지 않는다.
본 명세서에 개시된 특정 치수, 특정 재료 및/또는 특정 형상은 사실상 예에 지나지 않으며 본 개시의 범위를 제한하지 않는다. 본 명세서에서, 주어진 변수에 대한 구체적인 값 및 구체적인 값 범위의 개시는 본 명세서에 개시된 예들 중 하나 이상에 유용할 수 있는 다른 값 및 다른 값 범위를 배제하지 않는다. 또한, 본 명세서에 기재된 특정 변수에 대한 어떤 두 개의 특정 값은 주어진 변수에 적합할 수 있는 값 범위의 끝점을 규정할 수 있다(즉, 주어진 변수에 대한 제1 값과 제2 값의 개시는 제1 및 제2 값 사이의 어떤 값도 주어진 변수에 대해 채택될 수 있음을 개시하는 것으로 해석될 수 있다). 예를 들어, 변수 X가 본 명세서에서 값 A를 갖는 것으로 예시되고 값 Z를 갖는 것으로도 예시될 경우, 변수 X는 약 A 내지 약 Z의 값 범위를 가질 수 있다. 마찬가지로, 어떤 변수에 대한 둘 이상의 값 범위의 개시는 (이런 범위가 포개지거나 중첩되거나 뚜렷이 구분되는지와는 상관없이) 개시된 범위의 끝점을 사용하여 주장될 수 있는 값 범위의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 변수 X가 본 명세서에서 1 내지 10, 2 내지 9, 또는 3 내지 8 범위 내의 값을 갖는 것으로 예시될 경우, 변수 X는 1 내지 9, 1 내지 8, 1 내지 3, 1 내지 2, 2 내지 10, 2 내지 8, 2 내지 3, 3 내지 10, 3 내지 9 등을 포함하는 다른 값 범위를 가질 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어들은 특정 실시예를 설명하기 위한 목적으로만 사용되며 제한의 의도를 갖지는 않는다. 예를 들어, 예를 들어, "포함할 수 있다"와 같은 허용 문구가 본 명세서에 사용되는 경우, 적어도 하나의 실시예는 형상부(들)을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 본문에 달리 명시되지 않는 한 복수 형태도 포함할 수 있다. 용어 "포함하다", "포함하는" 및 "갖는"은 포괄적인 용어로, 기재된 특징부, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성 요소가 존재함을 명시하지만, 하나 이상의 다른 구성, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성 요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에 기술된 방법 단계, 공정 및 동작은 수행 순서인 것으로 구체적으로 밝혀지지 않는 한, 반드시 언급되거나 예시된 특정한 순서로 수행되어야 하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 물론, 추가적인 단계나 대안적인 단계가 채용될 수도 있다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "접촉", "연결", 또는 "결합"되는 것으로 언급될 경우, 해당 요소 또는 층은 다른 요소 또는 층에 직접적으로 접촉, 연결, 또는 결합될 수 있거나, 개재 요소 또는 층이 존재할 수 있다. 반면에, 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "직접 접촉", "직접 연결", 또는 "직접 결합"되는 것으로 언급 될 경우에는, 개재 요소 또는 층이 존재하지 않을 수 있다. 요소들 사이의 관계를 설명하는 데 사용되는 여타의 용어도 이와 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예컨대, "사이에" 대 "직접적으로 사이에", "인접한" 대 "직접적으로 인접한" 등). 본 명세서에서 사용되는 용어 "및/또는"은 열거된 관련 항목들 중 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
값에 적용될 경우 "약"은 계산 또는 측정이 (실제 값에 육박하거나, 실제 값에 거의 또는 상당히 근접하거나, 실제 값과 거의 다를 바 없는) 해당 값에 대한 약간의 사소한 부정확성을 허용한다는 것을 나타낸다. 만약 어떤 이유로 당업계에서 "약"에 의해 제공되는 부정확성을 이런 통상의 의미를 갖는 것으로 이해하지 않는 경우, 본 명세서에 사용되는 "약"은 이런 파라미터를 측정 또는 사용하는 통상의 방법으로부터 발생할 수 있는 편차를 적어도 나타낸다. 예를 들어 용어 "대체로", "약", 및 "실질적으로"는 제조 공차 내를 의미하는 것으로 본 명세서에 사용될 수 있다.
용어 제1, 제2, 제3 등이 다양한 요소, 구성 요소, 영역, 층 및/또는 섹션을 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이들 요소, 구성 요소, 영역, 층 및/또는 섹션은 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다. 이들 용어는 어느 한 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2" 등과 같은 용어와 여타의 수와 관련된 용어는 본문에서 달리 명시하지 않는 한, 순서를 의미하지 않는다. 따라서, 본 명세서에서 언급되는 제1 요소, 제1 구성 요소, 제1 영역, 제1 층 또는 제1 섹션은 실시예의 설시에서 벗어나지 않고 제2 요소, 제2 구성 요소, 제2 영역, 제2 층 또는 제2 섹션으로 지칭될 수 있다.
"내부", "외부", "아래", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간 관련 상대적 용어는 도면에 도시된 어느 한 요소 또는 형상부와 타 요소 또는 형상부과의 관계를 설명하기 위해 설명의 편의상 본 명세서에 사용될 수 있다. 공간 관련 상대적 용어는 도면에 묘사된 배향 이외에도, 사용 또는 작동 중인 장치의 다양한 배향을 포함하도록 되어 있다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌 경우, 타 요소 또는 형상부 "아래"에 있는 것으로 설명된 요소는 타 요소 또는 형상부 "위"에 위치하게 될 것이다. 따라서, 용어 "아래"는 위와 아래의 배향을 모두 포함할 수 있다. 장치는 달리 배향될 수 있고(예컨대 90도 회전되거나 다른 배향으로 회전될 수 있고), 본 명세서에 사용되는 공간 관련 상대적 기술어는 그에 따라 해석된다.
실시예에 대한 이상의 기술은 예시와 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 모든 것을 망라하거나 본 발명을 제한하도록 의도된 것은 아니다. 특정 실시예의 개개의 요소, 의도되거나 언급된 용도 또는 특징은 일반적으로 해당 특정 실시예로 제한되지 않으며, 해당되는 경우, 구체적으로 나타내거나 설명하지 않더라도 선택된 실시예에 공유되고 사용될 수 있다. 또한 이는 여러 가지 방식으로 변경될 수도 있다. 이런 변경은 본 발명으로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되며, 이런 모든 수정은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 되어 있다.
100, 200: 가스켓
102, 302: 탄성 코어
104, 304: 열분산기
106, 206, 306: 전기 도전층
108, 110, 112, 114, 116, 118: 면
202, 204: 구성 요소
324, 424: 점착제
332, 432: 점착제
328: 테이프
336: 점착제
406: 구리
404: 흑연
428: PET 테이프
402: 실리콘 폼
436: 도전성 PSA
102, 302: 탄성 코어
104, 304: 열분산기
106, 206, 306: 전기 도전층
108, 110, 112, 114, 116, 118: 면
202, 204: 구성 요소
324, 424: 점착제
332, 432: 점착제
328: 테이프
336: 점착제
406: 구리
404: 흑연
428: PET 테이프
402: 실리콘 폼
436: 도전성 PSA
Claims (23)
- 전기 및 열 도전성 가스켓으로서,
복수의 면을 포함하는 탄성 코어와;
상기 탄성 코어의 복수의 면 중 적어도 두 면을 따라 배치되는 열분산기와;
전기 도전층을 포함하되,
상기 전기 도전층은 상기 열분산기의 적어도 일부가 상기 탄성 코어와 상기 전기 도전층 사이에 위치하도록 상기 열분산기의 상기 적어도 일부를 따라 배치되어 상기 적어도 일부를 덮고,
이로써 상기 가스켓은 제1 표면과 제2 표면 사이에 배치 가능하고 압축 가능하여 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 한정하고,
상기 열분산기는 상기 탄성 코어의 외주를 한정하는 상기 탄성 코어의 상기 복수의 면 둘레에 배치되는 흑연 시트를 포함하고;
상기 전기 도전층은 상기 흑연 시트의 외주를 한정하는 상기 흑연 시트의 복수의 면 둘레에 배치되되, 상기 전기 도전층은 상기 전기 도전층으로 덮인 상기 흑연 시트의 부분으로부터 흑연이 박리되거나 파손 분리되는 것을 방지하도록 구성되고;
상기 탄성 코어는 실리콘 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하고;
외부 접착제가 상기 전기 도전층과 상기 열분산기 사이에 배치되어 상기 전기 도전층과 상기 열분산기를 점착식으로 접합하고;
점착제 도포 필름이 상기 열분산기를 따라 배치되고;
내부 점착제가 상기 필름과 상기 탄성 코어 사이에 배치되어 상기 필름과 상기 탄성 코어를 점착식으로 접합하고;
전기 및 열 도전성 접착제가 상기 제2 표면에 상기 가스켓을 점착식으로 접합하기 위해 상기 가스켓의 외부를 따라 배치되고;
상기 탄성 코어, 상기 열분산기 및 상기 전기 도전층은 상기 가스켓이 무할로겐으로 정의되도록 모두 합하여 최대 900 ppm 이하의 염소와 최대 900 ppm 이하의 브롬과 최대 1,500 ppm 이하의 총 할로겐을 함유하고;
언더라이터 랩(UL) 94 규격에 따른 난연 등급이 V-0인 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 열분산기는 상기 탄성 코어의 상기 외주를 한정하는 상기 탄성 코어의 상기 복수의 면 둘레를 감싸는 가요성 흑연 시트를 포함하고;
상기 전기 도전층은 상기 가요성 흑연 시트의 외주를 한정하는 상기 가요성 흑연 시트의 복수의 면 둘레를 감싸는 구리 포일을 포함하고, 이로써 상기 구리 포일은 상기 가요성 흑연 시트를 덮는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 전기 도전층은 상기 흑연 시트의 외주를 한정하는 상기 흑연 시트의 복수의 면 둘레에 배치되는 구리 포일을 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 전기 도전층은 구리를 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 전기 도전층이 적층된 상기 열분산기를 포함하는 적층체를 포함하되, 상기 적층체는 상기 탄성 코어의 상기 외부를 한정하는 상기 탄성 코어의 상기 복수의 면 둘레를 감싸는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 전기 도전층은 구리 포일을 포함하고;
상기 가스켓은 상기 구리 포일이 적층된 상기 흑연 시트를 포함하고 상기 탄성 코어의 상기 외주를 한정하는 상기 탄성 코어의 상기 복수의 면 둘레를 감싸는 적층체를 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제6항에 있어서,
상기 적층체는 상기 열분산기와 상기 전기 도전층 사이에 배치되어 상기 열분산기와 상기 전기 도전층을 점착식으로 접합하는 상기 외부 접착제를 포함하고;
상기 가스켓은 상기 적층체와 상기 탄성 코어 사이에 배치되어 상기 적층체와 상기 탄성 코어를 접합하는 상기 내부 점착제를 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 열분산기와 상기 전기 도전층 사이에 배치되어 상기 열분산기와 상기 전기 도전층을 점착식으로 접합하는 감압 접착제인 상기 외부 접착제와;
상기 열분산기를 따라 배치되는 점착제 도포 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름인 상기 필름과;
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 상기 탄성 코어 사이에 배치되어 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 상기 탄성 코어를 점착식으로 접합하는 상기 내부 점착제를 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 제2 표면에 상기 가스켓을 점착식으로 접합하기 위해 상기 가스켓의 외부를 따라 배치되는 전기 및 열 도전성 감압 접착제인 상기 전기 및 열 도전성 접착제를 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 열분산기는 천연 흑연 시트 또는 인조 흑연 시트를 포함하고;
상기 전기 도전층은 구리 포일을 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
약 40% 내지 약 70% 범위 내의 최대 압축비와;
50% 압축비에서 30 MHz 내지 18 GHz 범위 내의 주파수에 대해 60 ㏈보다 큰 차폐 효과와;
25% 압축비 및 1 mm 이상의 가스켓 높이에서 2 W/mK보다 높은 열 전도도와;
약 0% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비에 대해 0.04 Ω 미만의 Z축 전기 저항과;
약 5% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에 대해 0.01 Ω 미만의 Z축 전기 저항과;
25% 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에 대해 8 ㎠ ℃미만의 열 저항과;
약 15% 내지 75% 범위 내의 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에서 8 ㎠ ℃미만의 열 저항과;을 가지도록 구성되고,
원 상태(비압축 상태)의 약 15% 내지 60%까지 압축 가능하도록 구성되어, 원 상태(비압축 상태)의 25% 미만으로 압축될 경우 원 상태(비압축 상태)의 90% 내지 100%까지 복원되는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 도전층은 상기 열분산기보다 전기 전도도가 높고;
상기 전기 도전층은 상기 열분산기보다 두께 방향 열 전도도가 높고;
상기 열분산기는 상기 전기 도전층보다 면내 열 전도도가 높은 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 도전층은 상기 전기 도전층으로 덮인 상기 열분산기의 상기 일부에 대한 기계적 강도, 내마모성 및 보호를 제공하도록 구성되는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제13항에 있어서,
상기 전기 도전층은 구리 층을 포함하고;
상기 구리 층은 상기 구리 층으로 덮인 상기 열분산기의 부분으로부터 흑연이 박리되거나 파손 분리되는 것을 방지하도록 구성되는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
약 40% 내지 약 70% 범위 내의 최대 압축비와;
50% 압축비에서 30 MHz 내지 18 GHz 범위 내의 주파수에 대해 60 ㏈보다 큰 차폐 효과와;
약 0% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비에 대해 0.04 Ω 미만의 Z축 전기 저항;을 가지도록 구성되고;
원 상태(비압축 상태)의 약 15% 내지 60%까지 압축 가능하도록 구성되어, 원 상태(비압축 상태)의 25% 미만으로 압축될 경우 원 상태(비압축 상태)의 90% 내지 100%까지 복원되는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
약 40% 내지 약 70% 범위 내의 최대 압축비와;
50% 압축비에서 30 MHz 내지 18 GHz 범위 내의 주파수에 대해 60 ㏈보다 큰 차폐 효과와;
25% 압축비 및 1 mm 이상의 가스켓 높이에서 2 W/mK보다 높은 열 전도도를 갖도록 구성되는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
약 0% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비에 대해 0.04 Ω 미만의 Z축 전기 저항과;
약 5% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에 대해 0.01 Ω 미만의 Z축 전기 저항과;
25% 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에 대해 8 ㎠ ℃미만의 열 저항과;
약 15% 내지 75% 범위 내의 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에서 8 ㎠ ℃미만의 열 저항을 갖도록 구성되는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스켓은,
원 상태(비압축 상태)의 약 15% 내지 60%까지 압축 가능하도록 구성되고;
원 상태(비압축 상태)의 25% 미만으로 압축될 경우 원 상태(비압축 상태)의 90% 내지 100%까지 복원되도록 압축 가능하게 구성되는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 전기 및 열 도전성 가스켓으로서,
복수의 면을 포함하는 탄성 코어와;
상기 탄성 코어의 복수의 면 중 적어도 두 면을 따라 배치되는 열분산기와;
전기 도전층을 포함하되,
상기 전기 도전층은 상기 열분산기의 적어도 일부가 상기 탄성 코어와 상기 전기 도전층 사이에 위치하도록 상기 열분산기의 상기 적어도 일부를 따라 배치되어 상기 적어도 일부를 덮고,
이로써 상기 가스켓은 제1 표면과 제2 표면 사이에 배치 가능하고 압축 가능하여 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 한정하고,
상기 열분산기는 상기 탄성 코어의 외주를 한정하는 상기 탄성 코어의 상기 복수의 면 둘레에 배치되는 흑연 시트를 포함하고;
상기 전기 도전층은 상기 흑연 시트의 외주를 한정하는 상기 흑연 시트의 복수의 면 둘레에 배치되는 구리 포일을 포함하되, 상기 구리 포일은 상기 구리 포일로 덮인 상기 흑연 시트의 부분으로부터 흑연이 박리되거나 파손 분리되는 것을 방지하도록 구성되고;
상기 탄성 코어는 실리콘 폼 또는 폴리우레탄 폼을 포함하고;
감압 접착제가 상기 전기 도전층과 상기 열분산기 사이에 배치되어 상기 전기 도전층과 상기 열분산기를 점착식으로 접합하고;
점착제 도포 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 상기 열분산기를 따라 배치되고;
점착제가 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 상기 탄성 코어 사이에 배치되어 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 상기 탄성 코어를 점착식으로 접합하고;
전기 및 열 도전성 감압 접착제가 상기 제2 표면에 상기 가스켓을 점착식으로 접합하기 위해 상기 가스켓의 외부를 따라 배치되고;
상기 탄성 코어, 상기 열분산기 및 상기 전기 도전층은 상기 가스켓이 무할로겐으로 정의되도록 모두 합하여 최대 900 ppm 이하의 염소와 최대 900 ppm 이하의 브롬과 최대 1,500 ppm 이하의 총 할로겐을 함유하고;
언더라이터 랩(UL) 94 규격에 따른 난연 등급이 V-0인 전기 및 열 도전성 가스켓. - 전기 및 열 도전성 가스켓으로서,
복수의 면을 포함하는 탄성 코어와;
상기 탄성 코어의 복수의 면 중 적어도 두 면을 따라 배치되는 열분산기와;
전기 도전층을 포함하되,
상기 전기 도전층은 상기 열분산기의 적어도 일부가 상기 탄성 코어와 상기 전기 도전층 사이에 위치하도록 상기 열분산기의 상기 적어도 일부를 따라 배치되어 상기 적어도 일부를 덮고,
이로써 상기 가스켓은 제1 표면과 제2 표면 사이에 배치 가능하고 압축 가능하여 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에 전기 도전성 경로 및 열 도전성 경로를 한정하고,
상기 가스켓은,
원 상태(비압축 상태)의 약 15% 내지 60%까지 압축 가능하도록 구성되고;
원 상태(비압축 상태)의 25% 미만으로 압축될 경우 원 상태(비압축 상태)의 90% 내지 100%까지 복원되도록 압축 가능하게 구성되며,
상기 가스켓은,
약 40% 내지 약 70% 범위 내의 최대 압축비와;
50% 압축비에서 30 MHz 내지 18 GHz 범위 내의 주파수에 대해 60 ㏈보다 큰 차폐 효과와;
25% 압축비 및 1 mm 이상의 가스켓 높이에서 2 W/mK보다 높은 열 전도도와;
약 0% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비에 대해 0.04 Ω 미만의 Z축 전기 저항과;
약 5% 압축 내지 약 70% 압축 범위 내의 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에 대해 0.01 Ω 미만의 Z축 전기 저항과;
25% 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에 대해 8 ㎠ ℃미만의 열 저항과;
약 15% 내지 75% 범위 내의 압축비 및 10 mm 이하의 가스켓 높이에 대해 8 ㎠ ℃미만의 열 저항을 갖도록 구성되고;
원 상태(비압축 상태)의 25% 미만으로 압축될 경우 원 상태(비압축 상태)의 90% 내지 100%까지 복원되도록 원 상태(비압축 상태)의 약 15% 내지 60%까지 압축 가능하도록 구성되는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서,
상기 전기 도전층은 전기 도전성 포일, 금속화 플라스틱 및/또는 전기 도전성 직물을 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1항에 있어서, 니켈-구리 도금된 나일론 또는 금속 도금 및/또는 금속화 도금된 폴리이미드 직물을 포함하는 금속화 및/또는 금속 도금된 직물; 및/또는
폴리머에 적층된 금속 포일을 포함하는 폴리포일을 포함하는 전기 및 열 도전성 가스켓. - 제1 표면과 제2 표면을 포함하되, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이의 간극에 제1항 내지 제11항 또는 제19항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 따른 가스켓이 배치되어 전기 접지를 제공하고 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에 열 도전성 경로를 한정하는 장치.
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