KR102638219B1 - 복합 열전시트 - Google Patents

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KR102638219B1
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Abstract

면방향과 두께방향으로 모두 우수한 열전도성을 갖는 복합 열전시트가 개시된다. 상기 복합 열전시트는, 제1방향으로 나란히 배열되는 다수의 금속 스트립; 및 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 나란히 배열되는 다수의 그라파이트 스트립을 포함하며, 상기 금속 스트립과 상기 그라파이트 스트립은 서로 밀착하게 직조되어 결합한다.

Description

복합 열전시트{Composite heat transfer sheet}
본 발명은 복합 열전시트에 관한 것으로, 특히 면방향과 두께방향으로 모두 우수한 열전도성을 갖는 복합 열전시트에 관련한다.
스마트폰이나 컴퓨터 등에 내장된 반도체 칩이나 LCD 등의 발열 소스에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위해 열전시트를 적용한다.
열전시트의 일 예로, 본 발명의 출원인에 의해 출원되어 공개된 특허공개 2021-0122623을 보면, 구리 포일과, 상기 구리 포일 사이에 연속적으로 개재되는 그라파이트 포일로 구성된 적층 포일을 지지 롤에 일정한 힘으로 감아 서로 밀착한 상태에서 열처리하여 상기 열 처리된 구리 포일 및 그라파이트 포일이 서로 점착되어 구성된 구리 포일 어셈블리를 개시하고 있다.
그 결과, 일정 이상의 두께를 가지며 열전도가 향상된 구리 포일 어셈블리를 얻을 수 있다.
그러나 두께방향으로 높은 열전도율을 갖는 구리 포일을 면 방향으로 높은 열전도율을 갖는 그라파이트 포일이 적층하고 있기 때문에 궁극적으로 그라파이트 포일에 의해 두께방향의 열전도율이 영향을 받는다는 단점이 있다.
또한, 같은 원리로 구리 포일에 의해 면 방향의 열전도율이 영향을 받는 다는 단점이다.
또한, 그라파이트 포일은 그래핀 층이 다수 적층된 구조를 이루고 있어 구리 포일 어셈블리에 힘을 가하거나 구부리면 구리 포일은 그라파이트 포일에서 분리되기 용이하고, 그라파이트 포일은 이형성이 있어 대향하여 점착하는 대상물과 신뢰성 있는 점착을 유지하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 그라파이트 포일은 열과 압력에 의해 용융되지 않아 대향하는 대상물과 접합이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 면방향으로의 열 확산 및 두께 방향으로의 열전달이 잘 되는 유연성이 있고 경제성이 있는 구조의 복합 열전시트를 경제성 있게 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 그라파이트 스트립과 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립이 신뢰성 있게 접촉할 수 있는 복합 열전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 그라파이트 스트립과 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립이 신뢰성 있게 서로 분리되지 않으면서 유연성 있는 구조를 갖는 복합 열전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외부에서 제공되는 힘을 분산하여 흡수할 수 있으며 전체적으로 기계적 강도가 좋아 취급이나 가공이 용이한 복합 열전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대향하는 대상물과 신뢰성 있는 점착을 제공할 수 있는 복합 열전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대향하는 대상물과 신뢰성 있게 탄성을 가지며 접촉할 수 있는 복합 열전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 솔더에 의해 솔더링이 되고 전자파를 차폐할 수 있는 복합 열전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 두께가 두꺼운 신뢰성 있는 복합 열전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대향하는 대상물과 열과 압력에 의해 용융되어 접합할 수 있는 복합 열전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 제1방향으로 나란히 배열되는 다수의 제1열전 스트립; 및 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 나란히 배열되는 다수의 제2열전 스트립을 포함하며, 상기 제1 및 제2열전 스트립 중 어느 하나는 면 방향의 열전도율이 두께방향의 열전도율보다 크고, 상기 제1 및 제2열전 스트립은 서로 직조되어 결합하는 것을 특징으로 하는 복합 열전시트가 제공된다.
바람직하게, 상기 제1열전 스트립은 구리, 알루미늄 또는 열전도성 폴리머로 구성되고, 상기 제2열전 스트립은 인조 그라파이트로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1열전 스트립은 솔더에 의해 솔더링 되고, 상기 제2열전 스트립은 솔더에 의해 솔더링이 되지 않을 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2열전 스트립의 적어도 어느 하나의 상면이나 하면, 또는 양면 위에 커버층이 형성될 수 있고, 상기 커버층은 실리콘고무, 아크릴수지, 금속도금층, 스퍼터링층 또는 폴리머 필름 중 어느 하나일 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2열전 스트립이 교차에 의해 겹친 부분은 열전도성 점착제에 의해 상기 제1 및 제2열전 스트립이 서로 점착될 수 있다.
바람직하게, 상기 복합 열전시트의 상면이나 하면, 또는 양면 위에는 열전도성 폴리머층이 점착될 수 있다.
바람직하게, 상기 복합 열전시트의 적어도 한 면 위에는 상기 제1 및 제2열전 스트립을 덮는 유연성이 있는 열전도성 폴리머층이 형성될 수 있고, 상기 열전도성 폴리머층은 아크릴 수지 또는 실리콘고무로 이루어지며, 상기 아크릴 수지 또는 상기 실리콘고무는 자기점착력을 갖고, 상기 열전도성 폴리머층에 의해 상기 복합 열전시트의 표면은 평면을 이룰 수 있다.
바람직하게, 상기 복합 열전시트의 적어도 한 면 위에는 상기 제1 및 제2열전 스트립을 덮는 점착 보호필름이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 복합 열전시트의 적어도 한 면 위에 도금에 의한 금속층이 형성되고, 상기 금속층은 구리, 주석 또는 니켈 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 복합 열전시트의 적어도 한 면 위에 증착이나 스퍼터링에 의한 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층은 세라믹, 폴리머, 그라파이트 또는 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 복합 열전시트는 압연 공정에 의해 눌려 제공될 수 있고, 상기 압연 공정에 의해 상기 직조된 사이의 틈이 작아진다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 제1방향으로 나란히 배열되는 다수의 금속 스트립; 및 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 나란히 배열되는 다수의 그라파이트 스트립을 포함하며, 상기 금속 스트립과 상기 그라파이트 스트립은 서로 직조되어 결합하여 구성되는 복합 열전시트이고, 상기 그라파이트 스트립은 면 방향의 열전도율이 두께방향의 열전도율보다 크고, 상기 복합 열전시트의 적어도 한 면 위에 상기 금속 스트립이 대향하는 금속판과 용융 접합된 것을 특징으로 하는 복합 열전시트가 제공된다.
바람직하게, 상기 금속판의 재료는 상기 금속 스트립과 동일 또는 유사한 합금일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 제1방향으로 나란히 배열되는 다수의 금속 스트립; 및 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 나란히 배열되는 다수의 그라파이트 스트립을 포함하며, 상기 금속 스트립과 상기 그라파이트 스트립은 서로 직조되어 결합하여 구성되는 복합 열전시트이고, 상기 그라파이트 스트립은 면 방향의 열전도율이 두께방향의 열전도율보다 크고, 상기 복합 열전시트의 다수가 적층되고, 진공로나 분위기로에서 적층된 금속 스트립끼리 용융 접합에 의해 서로 접합된 것을 특징으로 하는 복합 열전시트가 제공된다.
본 발명에 의하면, 상하에 위치하는 대상물 사이에 복합 열전시트가 개재되어 대상물이 각각 그라파이트 스트립과 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립에 접촉하게 됨으로써, 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립에 의해 두께 방향으로 열전도가 원활하게 이루어지고, 그라파이트 스트립에 의해 면방향의 열전도와 열확산이 원활하게 이루어진다.
또한, 그라파이트 스트립과 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립이 직조에 의해 단단히 결합하게 형성되어 복합 열전시트는 외부의 힘을 분산하여 흡수하기 용이하고 또한 기계적 강도가 좋으며 일체로 된 형상을 유지하기 용이하다.
또한, 외부로 노출된 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립은 대향하는 대상물이 제공하는 점착력을 수용하기 용이하다.
또한, 직조된 그라파이트 스트립과 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립은 롤로 제조되어 경제성이 있다.
또한, 직조된 그라파이트 스트립과 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립을 압연하여 직조된 틈새를 적게 할 수 있고 또한 그 위에 도금 등의 표면처리를 하여 그 틈새를 더욱 적게 할 수 있다.
또한, 직조된 그라파이트 스트립과 금속 스트립이나 열전도성 폴리머 스트립 위에 열전도성 부재나 보호필름을 덮게 형성하여 대향하는 대상물과 접촉하는 표면을 평면으로 제공할 수 있다.
또한, 구리 스트립의 경우, 솔더에 의해 솔더링 되며 구리 스트립과 그라파이트 스트립은 전자파를 차폐할 수 있다.
또한, 복합 열전시트를 다수 적층하여 분위기로에서 열을 가하여 압착하면 두께가 두꺼운 신뢰성 있는 복합 열전시트를 제공할 수 있다.
또한, 복합 열전시트의 금속 스트립은 열과 압력에 의해 용융되어 대향하는 대상물과 접합할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 열전시트를 보여준다.
도 2는 도 1의 2-2를 따라 절단한 단면의 일부를 보여준다.
도 3a과 3b은 각각 다른 패턴의 복합 열전시트의 예를 보여준다.
도 4는 다른 실시 예의 복합 열전시트를 보여준다.
도 5는 복합 열전시트가 대상물 사이에 개재되어 열전도 상태를 보여준다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 열전시트(100)를 보여주고, 도 2는 도 1의 2-2를 따라 절단한 단면의 일부를 보여준다.
복합 열전시트(100)는, 가령 X 방향으로 나란히 배열되는 다수의 금속 스트립(110)과, Y 방향으로 나란히 배열되는 다수의 그라파이트 스트립(120)으로 구성되고, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)이 서로 밀착하게 직조되어 결합하여 이루어진다.
금속 스트립(110)은 구리 또는 알루미늄 재질로 구성될 수 있고, 포일 정도의 얇은 두께와 일정한 폭으로 이루어져 롤로 공급될 수 있다.
금속 스트립(110)이 구리인 경우, 솔더에 의한 솔더링이 가능하다.
그라파이트 스트립(120)은 바람직하게 인조 그라파이트 재질로 구성되고 포일 정도의 얇은 두께와 일정한 폭으로 이루어져 롤로 공급될 수 있다.
바람직하게, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)의 두께는 0.01mm 내지 0.1mm일 수 있고 폭은 1mm 내지 20mm일 수 있고, 금속 스트립(110)은 열전도율이 크고 기계적 강도가 크게 압연된 구리나 알루미늄이고 그라파이트 스트립(120)은 폴리머 수지를 탄화 및 흑연화한 인조 그라파이트 일수 있다.
여기서, 금속 스트립(110)의 두께와 그라파이트 스트립(120)의 두께는 서로 같거나 다를 수 있으나, 바람직하게 복합 열전시트(100)의 표면이 평면을 유지하기 용이하게 서로 같거나 비슷하다.
통상, 금속 스트립(110)이 구리인 경우 열전도율은 면 방향과 두께 방향 모두 350W 정도인데 인조 그라파이트인 경우 인조 그라파이트를 구성하는 그래핀층의 구조에 의해 열전도율은 면 방향으로는 1,000W 정도이나 두께 방향으로는 50W 정도로 매우 낮다.
바람직하게, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)은 수직 방향으로 교차하게 직조되어 복합 열전시트(100)는 사각형의 격자 형상을 이루나 이에 한정되지는 않으며 또한 신뢰성 있는 특성을 갖도록 느슨하지 않게 가능한 꽉 짜이게 직조된다.
예를 들어, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)은 90도 방향으로 교차하게 직조되나 이에 한정되지는 않는다.
이러한 구성에 의하면, 상하 방향에 위치하는 대상물 사이에 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)이 밀착하게 직조된 복합 열전시트(100)가 개재되면, 대상물이 각각 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)에 직접 접촉하게 된다.
그 결과, 금속 스트립(110)에 의해 두께 방향으로 열전도가 원활하게 이루어지고, 그라파이트 스트립(120)에 의해 면방향의 열전도와 열확산이 원활하게 이루어진다.
이와 같이, 복합 열전시트(100)은 적어도 어느 하나의 스트립이 면방향의 열전도율이 두께방향의 열전도율보다 큰 재질로 구성되며, 예를 들어, 구리 스트립(110)과 인조 그라파이트 스트립(120)이 적용된다.
이 실시 예에서, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)을 예로 들고 있는데, 금속 스트립 대신 탄성을 가지며 유연성이 있는 실리콘고무 또는 아크릴고무를 포함하는 열전도성 폴리머 스트립이 적용될 수 있다.
열전도성 폴리머 스트립을 적용하는 경우에 각각의 금속 스트립(110)은 서로 전기 절연을 이룰 수 있으며 복합 열전시트(100)가 대향하는 대상물 사이에 눌리게 개재될 때 대상물과 보다 넓은 면적에서 탄성을 갖고 접촉할 수 있다.
도 2를 보면, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)이 단차를 이루는데, 이는 직조에 따라 자연적으로 생기는 결과이며, 직조된 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)의 상면이나 하면 또는 양면에 열전도층, 가령 열전도성 실리콘고무층이나 열전도성 아크릴수지층을 추가로 형성함으로써 상면이나 하면 또는 양면 모두가 평면을 이루도록 할 수 있다.
직조된 복합 열전시트(100)의 적어도 한 면 위에 열전도층을 형성함으로써, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120) 사이에 형성된 틈새를 열전도층으로 채워서 복합 열전시트(100)는 열전달을 잘 할 수 있고 그래핀층이 분리되기 쉬운 그라파이트 스트립(120)을 보호할 수 있다.
또한, 열전도층에 의해 복합 열전시트(100)의 표면은 평면을 이루기 용이하여 대향하는 대상물과 넓은 면적으로 접촉하기 용이하다.
여기서, 열전도층은 액상의 열전도성 실리콘고무 또는 열전도성 아크릴 수지를 캐스팅하거나 코팅하여 형성하거나, 또는 고상의 자기점착력을 갖는 시트 상의 열전도성 실리콘고무 또는 열전도성 아크릴 수지를 점착하여 형성할 수 있다.
액상의 열전도성 실리콘고무, 또는 열전도성 아크릴수지를 캐스팅하거나 코팅을 하면 액상의 열전도성 실리콘고무 또는 열전도성 아크릴수지가 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120) 사이에 형성된 틈새를 채워서 복합 열전시트(100)는 열전달을 보다 잘 할 수 있다.
이때, 열전도층은 그라파이트 스트립(120)의 이형성에 의해 그라파이트 스트립(120)과 점착이 잘 안되나 금속 스트립(110)과는 점착이 잘되므로 그라파이트 스트립(120)이 아주 큰 면적을 차지하지 않는다면 전체적으로 열전도층은 복합 열전시트(100)의 표면 위에 신뢰성 있게 점착되어 형성될 수 있다.
또 다른 실시 예로, 직조된 복합 열전시트(100)의 적어도 한 면 위에 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)을 덮는 얇은 두께의 점착 보호필름이 점착되어 형성될 수 있다.
여기서 점착 보호필름은 얇은 두께의 PET 필름에 점착제가 형성된 점착 테이프일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
이러한 점착 보호필름은 금속 스트립(110)의 표면과 신뢰성 있는 점착을 유지하면서 인접한 그라파이트 스트립(120)을 보호해 주고 복합 열전시트(100)의 표면에 전기절연의 성능을 제공한다.
또 다른 실시 예로, 직조된 복합 열전시트(100)의 적어도 한 면 위에는 증착이나 스퍼터링에 의한 코팅층이 형성될 수 있고, 코팅층은 세라믹, 폴리머, 그라파이트 또는 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
이러한 코팅층의 재료에 의해 복합 열전시트(100)는 다양한 전기적, 기계적 및 열적인 특성을 구현할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 직조된 복합 열전시트(100)의 적어도 한 면 위에 구리나 니켈 등의 금속 도금층을 형성할 수 있다.
이러한 코팅층이나 금속 도금층은 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120) 사이에 형성된 틈새를 채워서 복합 열전시트(100)의 열전달을 보다 잘 할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 상기에서 언급한 실시 예들의 복합 열전시트(100)를 압연기로 눌러서 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)의 표면이 보다 평면을 이루게 하여 전체적으로 보다 편평한 상태를 만들 수 있다.
이 경우에 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120) 사이에 형성된 틈새가 보다 채워져서 복합 열전시트(100)는 열전달을 보다 잘 할 수 있다.
여기서 압연할 때 열이 가해지는 경우에 복합 열전시트(100)의 표면을 보다 편평하게 하면서 틈새에 보다 많이 채워지게 할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)이 직조에 의해 교차하여 겹쳐진 부분은 얇은 두께의 점착제에 의해 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)이 서로 점착될 수 있고 이 경우에 복합 열전시트(100)은 보다 안정적인 기구적 성능을 갖는다.
상기의 실시 예에서, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120) 각각이 배열되는 X 방향(제1방향)과 Y 방향(제2방향)은 서로 수직을 이루지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)은 각각 일정 간격으로 배열되는데, 금속 스트립(110)끼리의 간격과 그라파이트 스트립(120)끼리의 간격은 서로 같거나 다를 수 있다.
또한, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)은 각각 서로 밀착하여 접촉하도록 배열되게 직조하여 인접하는 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120) 사이에 틈이 거의 생기지 않거나 좁도록 할 수 있다.
도 3a과 3b은 각각 다른 패턴의 복합 열전시트의 예를 보여준다.
도 3a을 보면, 금속 스트립(110, 112)의 폭이 서로 다르게 이루어지고, 그라파이트 스트립(120, 122)의 폭도 서로 다르게 이루어진다.
마찬가지로, 금속 스트립(110)의 폭이 그라파이트 스트립(120)의 폭과 다르게 형성될 수 있다.
바람직하게, 금속 스트립(110, 112)과 그라파이트 스트립(120, 122)은 서로 밀착하여 접촉하게 직조된다.
또한, 도 3b을 보면, 복합 열전시트가 도 3a과 같은 크기를 구비하지만, 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)의 폭을 크게 함으로써 4개의 스트립으로 복합 열전시트를 구성하고 있다.
이 실시 예에서, 복합 열전시트의 가장자리는 폭이 작은 4개의 금속 그라파이트(124)로 직조되어 기계적 강도가 낮은 그라파이트 스트립(110)의 끝 부분을 금속 그라파이트(124)가 지지하여 보호하는 역할을 한다.
그라파이트 스트립(110)의 끝 부분과 금속 그라파이트(124)가 겹치는 부분에는 점착 필름 등의 다른 부재를 사용하여 마무리 할 수도 있다.
이와 같이 복합 열전시트는 사용 용도에 적합한 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 4는 다른 실시 예의 복합 열전시트를 보여준다.
이 실시 예에 의하면, 그라파이트 스트립(220)의 상면에 열전도성 실리콘고무층(222)을 형성하여 그라파이트 스트립(220)를 전기 절연하면서 기계적으로 보호할 수 있다.
바람직하게, 외부로 노출된 열전도성 실리콘고무층은 자기 점착력을 갖거나 갖지 않을 수 있다.
열전도성 실리콘고무층(222)은 그라파이트 스트립(220)의 하면에도 형성될 수 있고 금속 스트립(210)과 그라파이트 스트립(220)의 상면이나 하면 또는 양면 모두에 열전도성 실리콘고무층(210, 220)이 각각 형성하여 금속 스트립(210)을 전기적으로 절연하면서 기계적으로 보호할 수 있다.
이러한 스트립(210, 220)에 형성된 실리콘고무층(212, 222)은 복합 열전시트를 직조하기 용이하게 하거나 또는 대향하는 대상물과 탄성을 가지며 많이 접촉하는데 도움을 준다.
또한, 스트립(210, 220)에 형성된 실리콘고무층(212, 222)은 복합 열전시트가 다양한 물리적 또는 전기적 성능을 갖게 한다.
본 발명은 이에 한정하지 않고 열전도성 실리콘고무층에 대신에 열전도성 아크릴수지층, 폴리머 점착 필름 또는 금속 포일을 적용할 수도 있다.
금속 포일을 적용하는 경우에 구리나 알루미늄일 수 있다.
이러한 복합 열전시트는 열전도성 실리콘고무층(212, 222)이 각각 형성된 금속 스트립(210)과 그라파이트 스트립(220)을 직조하여 제조된다.
도 5는 복합 열전시트가 대상물 사이에 개재되어 열전달 상태를 보여준다.
도 5에서, 복합 열전시트(100)는 압연 공정에 의해 눌려 금속 스트립(110)과 그라파이트 스트립(120)의 상하면이 대략적으로 편평한 상태를 보여준다.
실선의 화살표로 나타낸 것처럼, 대상물(10, 20)이 복합 열전시트(100)의 금속 스트립(110)에 직접 접촉되어 두께 방향으로 열전도가 이루어지고, 마찬가지로 점선의 화살표로 나타낸 것처럼, 대상물(10, 20)이 복합 열전시트(100)의 그라파이트 스트립(120)에 직접 접촉되어 면방향으로 열전도가 이루어지고 열확산이 이루어진다.
이러한 복합 열전시트(100)는 면 방향으로 열전도율이 좋은 그라파이트 스트립(120)을 통하여 면 방향으로 열 전달을 잘 하면서 두께 방향으로 열전도율이 좋은 금속 스트립(110)을 통하여 두께 방향으로 열 전달을 잘 할 수 있다.
또한, 그라파이트 스트립(120)과 금속 스트립(110)이 밀착되게 직조되어 충분한 기계적인 강도를 갖기 용이하며 금속 스트립(110)에 의해 대향하는 대상물과 신뢰성 있는 점착을 유지하기 용이하다.
본 발명에서 복합 열전시트(100)의 전체적인 열전도율은 대향하는 대상물에 적용되는 그라파이트 스트립(120)과 금속 스트립(110)의 폭, 두께 및 표면적에 따라 달라지므로 이들을 조합하여 적절한 복합 열전시트(100)를 제공한다.
또한, 복합 열전시트(100)의 적어도 한 면 위에 또는 스트립 위에 열전도성층 등의 부재를 신뢰성 있게 점착하여 다양한 용도의 복합 열전시트(100)을 제공할 수 있다.
본 발명의 복합 열전시트의 적어도 한 부위는 대향하는 발열체 및 냉각체의 사이에 눌리게 개재되어 사용되는 것이 바람직하지만 이에 한정하지 않고 먼 거리에 열과 전기를 전달하는 용도로도 적용이 가능하다.
특히, 금속 스트립이 구리 재료인 경우에 솔더에 의해 솔더링 되므로 구리 스트립이 회로기판 등에 솔더링 되면 회로기판의 열과 전기를 다른 부위로 전달할 수 있으며, 그라파이트 스트립은 면 방향으로 열을 잘 전달하므로 먼 길이에도 열을 전달하기 용이하고, 구리 스트립과 그라파이트 스트립은 전기전도성이므로 전자파를 차폐하는 효과가 있다.
또한, 복합 열전시트를 다수 적층한 후 진공이나 분위기로에서 열을 가하여 압착하면 금속 스트립끼리 서로 용융되어 접착하므로 두께가 두꺼운 신뢰성 있는 복합 열전시트를 제공할 수 있다. 여기서 그라파이트 스트립은 열과 압력에 의해 용융되지 않아 다른 대상물과 신뢰성 있는 접합을 이루기 어렵다.
또한, 복합 열전시트의 금속 스트립은 열과 압력에 의해 용융되어 대향하는 금속 스트립과 동일한 또는 유사한 합금의 재료로 된 금속판과 신뢰성 있게 강하게 접합할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 복합 열전시트
110: 금속 스트립
120: 그라파이트 스트립

Claims (29)

  1. 제1방향으로 나란히 배열되는 다수의 제1열전 스트립; 및
    상기 제1방향과 다른 제2방향으로 나란히 배열되는 다수의 제2열전 스트립을 포함하며,
    상기 제1 및 제2열전 스트립은 서로 직조되어 결합하고,
    상기 제1열전 스트립은 솔더에 의해 솔더링 되고, 상기 제2열전 스트립은 솔더에 의해 솔더링이 되지 않는 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에서,
    상기 제1 및 제2열전 스트립 중 어느 하나는 면 방향의 열전도율이 두께방향의 열전도율보다 큰 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
  4. 청구항 1에서,
    상기 제1 및 제2열전 스트립의 적어도 어느 하나의 상면이나 하면, 또는 양면 위에는 커버층이 형성되고,
    상기 커버층은 실리콘고무, 아크릴수지, 금속도금층, 스퍼터링층 또는 폴리머 필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 4에서,
    상기 실리콘고무와 상기 아크릴수지는 자기 점착력을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 청구항 1에서,
    상기 복합 열전시트의 적어도 한 면 위에 도금에 의한 금속층이 형성된 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
  22. 삭제
  23. 청구항 1에서,
    상기 복합 열전시트의 적어도 한 면 위에 증착이나 스퍼터링에 의한 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
  24. 청구항 23에서,
    상기 코팅층은 세라믹, 폴리머, 그라파이트 또는 금속 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 제1방향으로 나란히 배열되는 다수의 금속 스트립; 및
    상기 제1방향과 다른 제2방향으로 나란히 배열되는 다수의 그라파이트 스트립을 포함하며,
    상기 금속 스트립과 상기 그라파이트 스트립은 서로 직조되어 결합하여 구성되는 복합 열전시트이고,
    상기 그라파이트 스트립은 면 방향의 열전도율이 두께방향의 열전도율보다 크고,
    상기 복합 열전시트의 적어도 한 면 위에 상기 금속 스트립이 대향하는 금속판과 용융 접합된 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
  28. 삭제
  29. 제1방향으로 나란히 배열되는 다수의 금속 스트립; 및
    상기 제1방향과 다른 제2방향으로 나란히 배열되는 다수의 그라파이트 스트립을 포함하며,
    상기 금속 스트립과 상기 그라파이트 스트립은 서로 직조되어 결합하여 구성되는 복합 열전시트이고,
    상기 그라파이트 스트립은 면 방향의 열전도율이 두께방향의 열전도율보다 크고,
    상기 복합 열전시트의 다수가 적층되고, 진공로나 분위기로에서 적층된 금속 스트립끼리 용융 접합에 의해 서로 접합된 것을 특징으로 하는 복합 열전시트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016154264A (ja) * 2010-08-31 2016-08-25 ポリマテック・ジャパン株式会社 熱伝導性シート
WO2019176344A1 (ja) * 2018-03-13 2019-09-19 信越ポリマー株式会社 放熱構造体およびそれを装着したバッテリー

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