KR102644754B1 - 엣지부 단차가 최소화된 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 적용한 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엣지부 단차가 최소화된 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 적용한 전자기기에 관한 발명으로서, 구체적으로는 적층 구조의 복합 방열 시트에서 흑연 입자의 비산을 방지하기 위한 실링재를 포함하면서도 엣지부에서 표면 레벨링이 최적화되어 단차가 최소화된 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 적용한 전자 기기에 관한 발명이다.
Description
본 발명은 엣지부 단차가 최소화된 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 적용한 전자기기에 관한 발명으로서, 구체적으로는 적층 구조의 복합 방열 시트에서 흑연 입자의 비산을 방지하기 위한 실링재를 포함하면서도 엣지부에서 표면 레벨링이 최적화되어 단차가 최소화된 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 적용한 전자 기기에 관한 발명이다.
스마트폰, 노트북, 태블릿 컴퓨터 및 스마트 워치 등 휴대용 전자기기의 발전이 가속화되어 현대인의 일상에서 전자기기는 점점 사용자와의 거리가 가까워지고 있다.
이러한 전자기기 사용 습관은 전원으로부터 전자기기의 거리를 멀어지게 하므로, 사용자는 필요할 때에 전자 기기에 전원을 공급하기 어려워졌다. 따라서, 이러한 휴대용 전자기기는 점차 성능을 향상시키는 것 외에도 충분한 전력을 공급할 수 있도록 발전되어 왔다.
이는 배터리의 용량을 확대하는 것 외에도 전자 소자, 즉 프로세서나 통신 칩 등 반도체 소자가 적절한 성능을 유지하면서도 전력 소비량을 최소화하는 데에도 연구 개발의 무게가 쏠려 있음을 의미한다. 그리고, 전력 소비량을 줄이는 것 외에도 소자에 전류가 통하면서도 과열되는 경우 쓰로틀링(throttling) 현상이 발생하므로 만족스러운 성능을 발휘하지 못하게 되는 문제가 있었다.
이에 따라서 소자 자체를 저전력으로 설계하거나 발열을 줄이는 것 외에도 발생한 열을 효과적으로 방출시키기 위해서 소자의 쿨링(cooling) 수단 또한 함께 발전해 왔는데, 전원을 지속적으로 공급받으면서 작동시킬 수 있는 데스크탑 pc와 같은 경우 소자에 직접 공랭식 쿨러인 팬을 달거나 수냉식 쿨러를 장착하여 소자의 열을 식혀줄 수 있지만, 휴대용 기기에서는 그러한 수단을 갖추기가 물리적으로 어렵다.
따라서, 효과적으로 열을 방출할 수 있도록 히트 파이프(heat pipe) 또는 방열 시트를 탑재하는 쪽으로 설계가 발전해 왔는데, 특히 방열 시트는 소형화하기가 용이하여 휴대용 기기에서 종종 채택되는 방열 수단이다.
방열 시트는 주로 열전도율이 높고 값이 싼 흑연 시트가 자주 사용된다. 그러나, 흑연 시트는 그 재질 특징상 분진이 발생하기 쉽고, 실링(sealing)이 충분히 되지 않는다면 흑연 시트에서 떨어져 나온 흑연 입자가 소자에 침투하는 등 기기 결함을 발생시킬 수 있고, 최종적으로는 방열 시트의 내구성 또한 감소되는 문제가 생길 수 있으므로, 흑연의 실링이 중요한 문제이다.
일반적으로 흑연 시트의 상하부는 보호 필름 등이 적층되어 실링에 문제가 없으나, 그 사이드부의 실링이 문제가 되는데, 종래의 방식에 따르는 경우, 그 흑연 시트 엣지부에서 접합, 접착 등의 방식을 사용하는 바, 에어 갭(air gap)이 발생하거나, 엣지부에 표면 단차(step)가 발생하므로 방열 시트의 품질이 저하되는 문제가 있었다. 소형화된 기기에 적용하기 위해서는 이러한 방열 시트를 정확한 규격으로 제작하는 것이 중요한 바 이런 엣지부의 마감 품질 향상을 위하여 이러한 단차를 제거하는 기술의 도입이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 엣지부에서의 단차가 현저히 저감되어 마감 품질이 우수한 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 포함하는 전자 기기를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 흑연을 포함하는 코어(core) 시트;
상기 방열 필름의 양면에 각각 적층되고, 둘 중 적어도 하나는 상기 방열 필름보다 큰 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백을 형성하는 제1 보호 필름과 제2 보호 필름; 및
상기 여백의 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이에 충진되어 상기 방열 필름의 흑연 입자 비산을 방지하는 실링재;를 포함하는 복합 방열 시트로서,
상기 복합 방열 시트의 방열 필름을 포함하는 영역의 두께(dc)와 상기 여백 영역의 두께(de)가 하기 조건식 1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트를 제공한다.
1)
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백은 그 폭이 0.05㎜ ~ 5㎜일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 이루 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, SUS, 금속, 금속 합금, 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화실리콘(SiC), 알루미나(Al2O3) 및 유리로 어진 군에서 선택된 하나 이상의 필름일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자 및 폴리카보네이트계 고분자 중 선택된 하나 이상의 수지 필름일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 실링재는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 실록산 수지 중에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 복합 방열 시트는 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백 영역에 에어 갭(air gap)이 존재하지 않을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 방열 필름은 흑연 시트를 포함하는 다층의 복합 시트일 수 있다. 바람직하게는 상기 방열 필름은 2층 이상의 다층 구조를 갖되, 적어도 1층은 흑연 시트이며, 나머지 층은 SUS, 알루미늄, 구리, 인바(Invar), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 알루미나(Al2O3) 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 필름일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름과 제2 보호 필름은 동일 면적인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름 중 일면 상에 이형 필름(release film)이 더 구비되어 있을 수 있다.
본 발명은 또한, 1) 제1 보호 필름, 방열 필름 및 제2 보호 필름을 적층하되 상기 방열 필름이 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름보다 작은 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백이 형성되도록 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및
2) 상기 적층체의 여백부에 액상의 실링재를 주입하는 단계;
를 포함하는 복합 방열 시트의 제조 방법을 제공한다.
상기 제조방법에서, 방열 필름은 흑연 시트를 포함하는 다층의 복합 시트이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 액상의 실링재는 그 점도가 50cps ~ 50000cps 일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법은 상기 2) 단계 이후, 상기 액상의 실링재를 경화하는 3) 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 1) 단계에서는 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 필요 크기보다 큰 면적을 갖는 것을 사용하여 적층체를 형성하며, 상기 3) 경화 단계 이후에는 4) 상기 여백부를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 상술한 복합 방열 시트를 포함하는 전자 기기를 제공한다.
본 발명의 복합 방열 시트는 흑연시트의 흑연 입자를 효과적으로 실링하면서도, 엣지부에 단차가 크게 나타나지 않고, 실질적으로 단차가 존재하지 않아 마감 품질이 우수하고 다양한 크기와 형태로 제작이 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 방열시트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따라 제조된 복합 방열 시트의 엣지 부분에서 에어 갭(air gap)이 발생한 모습을 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 제조된 복합 방열 시트의 층상 구조 및 엣지부의 마감 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따라 제조된 복합 방열 시트의 층상 구조 및 엣지부의 마감 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 층상 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따라 제조된 복합 방열 시트의 엣지 부분에서 에어 갭(air gap)이 발생한 모습을 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 제조된 복합 방열 시트의 층상 구조 및 엣지부의 마감 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따라 제조된 복합 방열 시트의 층상 구조 및 엣지부의 마감 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 층상 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 구성 및 효과에 대하여 더욱 상세히 설명하기에 앞서서, 본 명세서에서 사용된 용어의 의미를 정의한다.
본 명세서에서, “여백”이란, 흑연 시트와 보호 필름을 적층하였을 때, 보호 필름의 면적이 방열 필름보다 크기 때문에 방열 필름 엣지부를 따라 보호 필름이 남는 영역을 의미하며, 본 발명의 경우에는 방열 필름의 실링(sealing)을 위하여 4면으로 여백이 존재한다.
본 명세서에서, “단차”란, 시트(sheet) 상의 물체에서 재질이 상이해지는 지점의 전후로 두께가 상이해지므로 표면이 고르지 못하게 된 현상을 의미한다.
본 명세서에서, “방열 필름을 포함하는 영역의 두께(dc)”란, 본 발명의 복합 방열 시트에서, 제1 보호 필름, 방열 필름 및 제2 보호 필름의 순서로 적층된 부분의 임의의 10점에 대하여 두께를 측정하여 낸 평균값을 의미한다.
본 명세서에서, “여백 영역의 두께(de)”란, 상기 방열 필름의 엣지부를 따라 형성된 여백에서 제1 보호 필름, 실링재, 제2 보호 필름의 순서로 적층된 부분의 임의의 10점에 대하여 두께를 측정하여 낸 평균값을 의미한다.
이하, 본 발명의 구성 및 효과에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 흑연을 포함하는 코어(core) 시트;
상기 방열 필름의 양면에 각각 적층되고, 둘 중 적어도 하나는 상기 방열 필름보다 큰 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백을 형성하는 제1 보호 필름과 제2 보호 필름; 및
상기 여백의 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이에 충진되어 상기 방열 필름의 흑연 입자 비산을 방지하는 실링재;를 포함하는 복합 방열 시트로서,
상기 복합 방열 시트의 방열 필름을 포함하는 영역의 두께(dc)와 상기 여백 영역의 두께(de)가 하기 조건식 1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트를 제공한다.
1)
이러한 구성을 갖춤으로써, 본 발명에 따른 복합 방열 시트는 실링재에 의하여 흑연을 포함하는 방열 필름을 실링하는 복합 방열시트의 엣지부 마감 품질을 우수하게 할 수 있으며, 엣지부에 발생하는 단차를 제거하여 동일한 열 유속(heat flux)을 발생함으로서 방열시트로서 그 품질을 제고할 수 있는 장점이 있다.
만일, dc와 de의 두께 차이가 3%를 초과하는 경우, 그 단차로 인하여 두께가 얇은 엣지부 쪽으로 열이 갇힐 수 있다. 따라서 동일한 두께를 통한 동일한 열 유속을 갖는 것이 매우 중요하다.
상기 방열 필름은 흑연을 포함하여 높은 열전도도로 인하여 전자 기기 내부에 위치하여 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있게 하는 역할을 한다.
상기 방열 필름은 바람직하게는 흑연 시트를 포함하여 다층 구조를 갖는 복합 시트일 수 있다. 즉, 상기 방열 필름은 흑연 시트를 포함하는 다층의 필름이 적층된 구조의 적층체일 수 있다.
구체적으로는, 상기 방열 필름은 2층 이상의 다층 구조를 갖되, 적어도 1층은 흑연 시트이며, 나머지 층은 SUS, 알루미늄(Aluminium, Al), 구리(Copper, Cu), 인바(Invar), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 알루미나(Al2O3) 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 필름일 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 방열 필름은 3층의 구조로서 흑연 시트가 가운데 위치하고, 상기 흑연 시트의 양면에 각각 독립적으로 SUS, 알루미늄, 구리, 인바, 질화붕소, 질화알루미늄, 탄화규소 및 알루미나 필름 중에서 선택된 하나의 필름이 적층된 구조일 수 있다.
상기 방열 필름이 복합 시트인 경우, 흑연 시트의 두께는 10㎛ ~ 2,000㎛일 수 있고, 방열 필름 전체의 두께는 50㎛ ~ 3,000㎛일 수 있다.
대형 디스플레이와 같이 면적이 큰 열원이 존재하는 물품에 본 발명의 복합 방열 시트를 적용하는 경우, 열을 방출하기 위하여 열 유속을 증가시킬 필요가 있고, 이에 따라서 방열 시트의 두께가 두꺼워질 수 있다. 그러나, 방열 시트의 핵심 재료인 흑연 시트가 두꺼워져 2,000㎛를 초과하거나, 전체 방열 필름의 두께가 3,000㎛를 초과하게 되더라도, 더 방열성능이 특별히 향상되지 않으며, 무게와 부피가 증가하고 원가를 절감해야 하는 측면을 고려하면 상기 범위 내로 두께를 조절함이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열시트의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이다. 도 1은 실링재가 생략된 형태만을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 복합 방열시트(100)는 흑연 시트(110)를 포함하는 방열 필름(110, 120의 적층체) 및 상기 방열 필름의 양면에 적층된 제1 보호 필름(130) 및 제2 보호 필름(130)를 포함하고 있습니다.
상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)는 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 갖고 있어 각각의 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)에는 상기 방열 필름과 접촉하지 않는 여백이 상기 방열 필름의 엣지부를 따라서 형성되어 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백은 그 폭이 0.05㎜~5㎜일 수 있다. 바람직하게는 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백은 0.1㎜~1㎜일 수 있다.
만일 상기 여백이 0.05mm 미만인 경우, 실링이 제대로 되지 않거나 공정 과정에서 불량률이 높아지게 될 우려가 있으며, 5mm를 초과하는 경우, 복합 방열 시트 크기에 비하여 방열 필름, 특히 방열 기능의 핵심인 흑연 시트의 크기가 지나치게 작아지므로 방열 성능이 저하될 수 있다.
상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 상기 흑연을 포함하는 방열 필름, 또는 상기 방열 필름 내 포함된 흑연 시트의 상면 및 하면을 실링하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 개략적인 제조 방법 및 그에 따라 제조된 복합 방열 시트의 사시도를 나타낸 것이다. 도 2를 참고하면, 복합 방열 시트(100)는 방열 필름(110) 및 상기 방열 필름(110)의 상하면에 적층된 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)를 포함하고 있으며, 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)는 상기 방열 필름(110)에 비하여 넓은 면적을 갖고 있어 상기 방열 필름(110)와 접촉하지 않는 여백이 상기 방열 필름(110)의 엣지부를 따라 형성되어 있으며, 상기 엣지부에서 상기 제1 보호 필름과 제2 보호 필름(130)의 사이에는 실링재(140)가 충전되어 있다.
상기 실링재(140)는 상기 방열 필름(110)에 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)을 각각 적층한 후, 그 사이로 주입 및 경화되어 형성된 것으로서, 상기 방열 필름의 흑연이 입자가 비산하는 것을 방지하도록 실링(sealing)하는 역할을 하며, 공정 순서상 방열 필름 양면에 보호 필름이 적층된 후 그 여백부에 주입되기 때문에 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 방열 필름으로부터 직선상으로 연장되어, 상기 방열 필름의 엣지부에서 단차가 나타나지 않는 특징이 있다.
단차(step)가 나타나지 않음으로써, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 종래에 보호 필름을 흑연 시트의 끝단에서 접착시키는 방식에 비하여 복합 방열 시트를 부착하는 대상 물품에 대한 밀착성이 우수해지는 장점이 있다.
또한, 이러한 공정 방식을 택함으로써 엣지부에 보호 필름 간의 접착에 의하여 나타나는 에어 갭(air gap) 또한 발생하지 않는 장점이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, SUS, 금속, 금속 합금, 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화실리콘(SiC), 알루미나(Al2O3) 및 유리로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 필름일 수 있다. 그러나 반드시 이것으로 제한되는 것은 아니며, 공정 방법 및 사용 용도에 따라서 당업계에서 일반적으로 쓰이는 다른 시트도 물성에 따라 적절히 선택할 수 있다.
그러나, 바람직하게는, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자 및 폴리카보네이트계 고분자 중 선택된 하나 이상의 수지 필름일 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 폴리에스테르계 고분자 필름일 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 50㎛ ~ 300㎛의 두께를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 100㎛ ~ 150㎛의 두께를 가질 수 있다. 만일 상기 보호 필름의 두께가 각각 50㎛ 미만인 경우, 지나치게 그 두께가 얇으므로 실링재를 주입하는 과정에서 표면장력에 의하여 그 형태가 변형되므로 방열 필름의 엣지부에서 변형이 일어나 단차가 발생하게 될 우려가 있으며, 절단 공정에서 손상되는 등 마감에 문제가 발생할 수 있다. 또한 반대로 각각의 두께가 300㎛를 초과하는 경우에는 보호 필름의 낮은 열전도도로 인하여 전체 방열 시트의 방열 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 실링재는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 실록산 수지 중에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다. 그러나, 상기 실링재가 반드시 이들로 제한되는 것은 아니고, 방열 시트의 용도에 따라서 일반적으로 사용되는 실링재 가운데 최적의 것을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 복합 방열 시트는 상술한 바와 같은 공정에 따라 제작됨에 의하여 상기 방열 필름 또는 흑연 시트의 엣지부를 따라 형성된 여백 영역에 에어 갭(air gap)이 존재하지 않을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름과 상기 방열 필름; 및 상기 제2 보호 필름과 상기 방열 필름; 중 적어도 하나는 접착제에 의하여 접착된 것일 수 있다.
즉, 상기 보호 필름은 상기 방열 필름과 접착제로 접착될 수 있으며, 이 때 접착제는 동일 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 접착제로 적당한 것을 통상의 기술자가 선택할 수 있으며, 바람직하게는 핫멜트계 접착제일 수 있으며, 구체적으로는 에폭시계 접착제, 실리콘계 접착제, 아크릴계 접착제 및 우레탄계 접착제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 또한, 상기 제1 보호 필름은 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 가지나, 제2 보호 필름은 상기 방열 필름과 동일 면적을 가지는 것일 수 있다. 반대로 제2 보호 필름이 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 갖되 상기 제1 보호 필름은 상기 방열 필름과 동일한 면적을 가질 수도 있다. 이는 도 3에 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 또한 상기 방열 필름의 일면에 상기 방열 필름보다 큰 면적을 가지는 제1 보호 필름이 적층되어 있고, 제1 보호 필름은 상기 방열 필름에 접하지 않는 여백부를 상기 방열 필름의 엣지부를 따라 가지며, 상기 방열 필름의 반대면과 및 상기 제1 보호 필름의 여백부는 모두 실링재로 실링되어 상기 방열 필름에서 흑연 입자가 비산하는 것을 방지할 수 있다. 이는 도 4에 도시되어 있다.
도 3은 종래 기술에 따라 방열 필름의 양면에 보호 필름을 적층하고, 상기 방열 필름의 엣지부에서 상기 양면의 보호 필름을 접착하는 방식에 의하여 복합 방열 시트를 제조하였을 때, 엣지부에서 보호 필름 간에 밀착이 되지 않아 에어 갭이 발생한 것을 촬영한 사진이다.
본 발명에 따른 경우, 그 공정상 방열 필름의 여백부에는 실링재가 주입되어 공기를 모두 빼내기 때문에 에어 갭은 발생하지 않는다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복합 방열 시트는 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름 중의 일면 상에 이형 필름(release film)을 더 구비하고 있을 수 있다. 상기 이형 필름은 바람직하게는 접착제에 의하여 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름에 접착되어 있을 수 있다.
상기 이형 필름 및 이형 필름을 보호 필름에 접착시키는 접착제는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 소재를 사용하고, 그 두께 범위 또한 당업계에서 일반적인 수준 내에서 정해질 수 있으며, 이는 통상의 기술자가 발명의 목적에 따라서 적절히 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
도 6은 이형 필름을 더 포함하는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 층상 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 방열 필름(110, 120)은 흑연 시트(110) 및 상기 흑연 시트 양면에 구비되고, 각각 독립적으로 SUS, 알루미늄(Aluminium, Al), 구리(Copper, Cu), 인바(Invar), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 알루미나(Al2O3) 중 선택된 하나 이상을 포함하는 다른 방열 필름(120)이 3층 구조로 적층된 층상 구조를 가지는 복합 시트이며, 상기 방열 필름(110, 120)의 양면에는 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)이 각각 적층되어 있으며, 이들은 접착제(미도시)에 의하여 접착되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)은 각각 상기 방열 필름(110, 120)보다 큰 면적을 갖고 있어 여백부가 발생하며, 상기 여백부에는 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이에 방열 필름이 존재하지 않고, 이 부분에 실링재(140)가 주입되어 여백을 채우고 있는 것을 확인할 수 있다.
이 때, 실링재는 후술할 복합 방열 시트의 제조방법에 따라 두 보호 필름이 적층된 후 액상을로 주입되기 때문에 상기 방열 필름(110, 120)의 엣지부에서 보호 필름(130)의 단차가 나타나지 않고 평탄도가 우수하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 6에 따르면, 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름(130)의 일면 상에는 접착제(150)에 의하여 이형 필름(160)이 적층되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 의하여 목표로 하는 물품에 이형 필름을 제거하고 용이하게 상기 복합 방열 시트(100)를 대상 물품에 접착시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 1) 제1 보호 필름, 방열 필름 및 제2 보호 필름을 적층하되 상기 방열 필름이 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름보다 작은 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백이 형성되도록 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및
2) 상기 적층체의 여백부에 액상의 실링재를 주입하는 단계;
를 포함하는 복합 방열 시트의 제조 방법을 제공한다.
상기 방열 필름은 상기 복합 방열 시트의 구조를 설명할 때 설명한 방열 필름과 동일하며 그 구조와 물성 또한 동일한 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 액상의 실링재는 그 점도가 50cps ~ 50,000cps일 수 있다. 상기 실링재의 액상 점도가 50 cps 미만인 경우, 제1 보호 필름과 제2 보호 필름의 형태가 제대로 유지되지 않아, 방열 필름 엣지부에서의 단차를 제거하지 못하게 될 수 있다. 반대로 점도가 50,000 cps를 초과하는 고점도의 액체인 경우, 공정상 발생되는 기포발생 및 제거가 어려워 보이드(void)를 형성하는 문제가 있다. 즉, 여백을 액상의 실링재로 제대로 채우기 어려워 에어 갭이 생기는 문제가 있다.
액상의 실링재는 상기 복합 방열 시트의 구조에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법은 상기 2) 단계 이후, 상기 액상의 실링재를 경화하는 3) 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법은 상기 1) 단계에서 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 필요 크기보다 큰 면적을 갖는 것을 사용하여 적층체를 형성하며, 3) 단계의 경화 이후 상기 여백부의 제1 보호 필름, 실링재 및 제2 보호 필름의 적층체를 절단하여 상기 1) 단계에서 형성된 크기보다 작은 크기의 여백을 갖도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법으로 복합 방열 시트를 제조하는 경우, 절단부가 깔끔하게 절단될 수 있어 종래 기술과 같이 순서대로 적층하는 방법에 비하여 좀더 방열 필름의 엣지부가 단차 없이 깔끔한 마감을 가질 수 있도록 제조할 수 있으며, 또한 방열 필름 또는 방열 필름 내의 흑연 시트의 측면부를 효과적으로 실링할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 제조된 복합 방열 시트 제조방법에 따라 제조된 복합 방열 시트의 측면 적층 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
반면에, 도 7은 종래 기술에 따라서 복합 방열 시트를 제조한 것의 측면 적층 구조를 개략적으로 나타낸 것인데, 도 6의 본 발명이 방열 필름(110)의 양 면에 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 각각 적층한 후 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이의 여백부로 액상 실링재를 주입 및 경화(또는 추가적으로 절단 공정)하여 복합 방열 시트를 제조함에 따라서 말단부가 깔끔한 직선의 단면을 갖는 반면에, 종래 기술에서는 제1 보호 필름(아래), 방열 필름을 적층하고 실링재를 도포한 후 그 위에 제2 보호 필름(위)를 적층함으로써, 실링재가 시트 면에 대하여 수직이 아니라 표면장력에 의하여 둥글게 되어 완벽한 실링이 되지 않는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 또한 상술한 복합 방열 시트를 포함하는 전자 기기를 제공한다.
상기의 전자 기기는 포터블 기기일 수 있으며, 스마트폰, 웨어러블 전자기기, 태블릿 컴퓨터 등 전원을 제 때 공급하기 어려운 기기일 수 있다.
본 발명에 따른 복합 방열 시트를 포함함으로써 전자 기기는 흑연 입자의 비산에 따른 회로의 훼손을 방지할 수 있으며, 엣지부의 단차를 줄일 수 있으므로 목적하는 물품에 대하여 우수한 밀착성을 갖는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 구성 및 효과에 대하여 더욱 상세히 설명하기에 앞서서, 본 명세서에서 사용된 용어의 의미를 정의한다.
본 명세서에서, “여백”이란, 흑연 시트와 보호 필름을 적층하였을 때, 보호 필름의 면적이 방열 필름보다 크기 때문에 방열 필름 엣지부를 따라 보호 필름이 남는 영역을 의미하며, 본 발명의 경우에는 방열 필름의 실링(sealing)을 위하여 4면으로 여백이 존재한다.
본 명세서에서, “단차”란, 시트(sheet) 상의 물체에서 재질이 상이해지는 지점의 전후로 두께가 상이해지므로 표면이 고르지 못하게 된 현상을 의미한다.
본 명세서에서, “방열 필름을 포함하는 영역의 두께(dc)”란, 본 발명의 복합 방열 시트에서, 제1 보호 필름, 방열 필름 및 제2 보호 필름의 순서로 적층된 부분의 임의의 10점에 대하여 두께를 측정하여 낸 평균값을 의미한다.
본 명세서에서, “여백 영역의 두께(de)”란, 상기 방열 필름의 엣지부를 따라 형성된 여백에서 제1 보호 필름, 실링재, 제2 보호 필름의 순서로 적층된 부분의 임의의 10점에 대하여 두께를 측정하여 낸 평균값을 의미한다.
이하, 본 발명의 구성 및 효과에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 흑연을 포함하는 코어(core) 시트;
상기 방열 필름의 양면에 각각 적층되고, 둘 중 적어도 하나는 상기 방열 필름보다 큰 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백을 형성하는 제1 보호 필름과 제2 보호 필름; 및
상기 여백의 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이에 충진되어 상기 방열 필름의 흑연 입자 비산을 방지하는 실링재;를 포함하는 복합 방열 시트로서,
상기 복합 방열 시트의 방열 필름을 포함하는 영역의 두께(dc)와 상기 여백 영역의 두께(de)가 하기 조건식 1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트를 제공한다.
1)
이러한 구성을 갖춤으로써, 본 발명에 따른 복합 방열 시트는 실링재에 의하여 흑연을 포함하는 방열 필름을 실링하는 복합 방열시트의 엣지부 마감 품질을 우수하게 할 수 있으며, 엣지부에 발생하는 단차를 제거하여 동일한 열 유속(heat flux)을 발생함으로서 방열시트로서 그 품질을 제고할 수 있는 장점이 있다.
만일, dc와 de의 두께 차이가 3%를 초과하는 경우, 그 단차로 인하여 두께가 얇은 엣지부 쪽으로 열이 갇힐 수 있다. 따라서 동일한 두께를 통한 동일한 열 유속을 갖는 것이 매우 중요하다.
상기 방열 필름은 흑연을 포함하여 높은 열전도도로 인하여 전자 기기 내부에 위치하여 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있게 하는 역할을 한다.
상기 방열 필름은 바람직하게는 흑연 시트를 포함하여 다층 구조를 갖는 복합 시트일 수 있다. 즉, 상기 방열 필름은 흑연 시트를 포함하는 다층의 필름이 적층된 구조의 적층체일 수 있다.
구체적으로는, 상기 방열 필름은 2층 이상의 다층 구조를 갖되, 적어도 1층은 흑연 시트이며, 나머지 층은 SUS, 알루미늄(Aluminium, Al), 구리(Copper, Cu), 인바(Invar), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 알루미나(Al2O3) 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 필름일 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 방열 필름은 3층의 구조로서 흑연 시트가 가운데 위치하고, 상기 흑연 시트의 양면에 각각 독립적으로 SUS, 알루미늄, 구리, 인바, 질화붕소, 질화알루미늄, 탄화규소 및 알루미나 필름 중에서 선택된 하나의 필름이 적층된 구조일 수 있다.
상기 방열 필름이 복합 시트인 경우, 흑연 시트의 두께는 10㎛ ~ 2,000㎛일 수 있고, 방열 필름 전체의 두께는 50㎛ ~ 3,000㎛일 수 있다.
대형 디스플레이와 같이 면적이 큰 열원이 존재하는 물품에 본 발명의 복합 방열 시트를 적용하는 경우, 열을 방출하기 위하여 열 유속을 증가시킬 필요가 있고, 이에 따라서 방열 시트의 두께가 두꺼워질 수 있다. 그러나, 방열 시트의 핵심 재료인 흑연 시트가 두꺼워져 2,000㎛를 초과하거나, 전체 방열 필름의 두께가 3,000㎛를 초과하게 되더라도, 더 방열성능이 특별히 향상되지 않으며, 무게와 부피가 증가하고 원가를 절감해야 하는 측면을 고려하면 상기 범위 내로 두께를 조절함이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열시트의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이다. 도 1은 실링재가 생략된 형태만을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 복합 방열시트(100)는 흑연 시트(110)를 포함하는 방열 필름(110, 120의 적층체) 및 상기 방열 필름의 양면에 적층된 제1 보호 필름(130) 및 제2 보호 필름(130)를 포함하고 있습니다.
상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)는 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 갖고 있어 각각의 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)에는 상기 방열 필름과 접촉하지 않는 여백이 상기 방열 필름의 엣지부를 따라서 형성되어 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백은 그 폭이 0.05㎜~5㎜일 수 있다. 바람직하게는 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백은 0.1㎜~1㎜일 수 있다.
만일 상기 여백이 0.05mm 미만인 경우, 실링이 제대로 되지 않거나 공정 과정에서 불량률이 높아지게 될 우려가 있으며, 5mm를 초과하는 경우, 복합 방열 시트 크기에 비하여 방열 필름, 특히 방열 기능의 핵심인 흑연 시트의 크기가 지나치게 작아지므로 방열 성능이 저하될 수 있다.
상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 상기 흑연을 포함하는 방열 필름, 또는 상기 방열 필름 내 포함된 흑연 시트의 상면 및 하면을 실링하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 개략적인 제조 방법 및 그에 따라 제조된 복합 방열 시트의 사시도를 나타낸 것이다. 도 2를 참고하면, 복합 방열 시트(100)는 방열 필름(110) 및 상기 방열 필름(110)의 상하면에 적층된 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)를 포함하고 있으며, 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)는 상기 방열 필름(110)에 비하여 넓은 면적을 갖고 있어 상기 방열 필름(110)와 접촉하지 않는 여백이 상기 방열 필름(110)의 엣지부를 따라 형성되어 있으며, 상기 엣지부에서 상기 제1 보호 필름과 제2 보호 필름(130)의 사이에는 실링재(140)가 충전되어 있다.
상기 실링재(140)는 상기 방열 필름(110)에 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)을 각각 적층한 후, 그 사이로 주입 및 경화되어 형성된 것으로서, 상기 방열 필름의 흑연이 입자가 비산하는 것을 방지하도록 실링(sealing)하는 역할을 하며, 공정 순서상 방열 필름 양면에 보호 필름이 적층된 후 그 여백부에 주입되기 때문에 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 방열 필름으로부터 직선상으로 연장되어, 상기 방열 필름의 엣지부에서 단차가 나타나지 않는 특징이 있다.
단차(step)가 나타나지 않음으로써, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 종래에 보호 필름을 흑연 시트의 끝단에서 접착시키는 방식에 비하여 복합 방열 시트를 부착하는 대상 물품에 대한 밀착성이 우수해지는 장점이 있다.
또한, 이러한 공정 방식을 택함으로써 엣지부에 보호 필름 간의 접착에 의하여 나타나는 에어 갭(air gap) 또한 발생하지 않는 장점이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, SUS, 금속, 금속 합금, 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화실리콘(SiC), 알루미나(Al2O3) 및 유리로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 필름일 수 있다. 그러나 반드시 이것으로 제한되는 것은 아니며, 공정 방법 및 사용 용도에 따라서 당업계에서 일반적으로 쓰이는 다른 시트도 물성에 따라 적절히 선택할 수 있다.
그러나, 바람직하게는, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자 및 폴리카보네이트계 고분자 중 선택된 하나 이상의 수지 필름일 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 폴리에스테르계 고분자 필름일 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 50㎛ ~ 300㎛의 두께를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 100㎛ ~ 150㎛의 두께를 가질 수 있다. 만일 상기 보호 필름의 두께가 각각 50㎛ 미만인 경우, 지나치게 그 두께가 얇으므로 실링재를 주입하는 과정에서 표면장력에 의하여 그 형태가 변형되므로 방열 필름의 엣지부에서 변형이 일어나 단차가 발생하게 될 우려가 있으며, 절단 공정에서 손상되는 등 마감에 문제가 발생할 수 있다. 또한 반대로 각각의 두께가 300㎛를 초과하는 경우에는 보호 필름의 낮은 열전도도로 인하여 전체 방열 시트의 방열 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 실링재는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 실록산 수지 중에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다. 그러나, 상기 실링재가 반드시 이들로 제한되는 것은 아니고, 방열 시트의 용도에 따라서 일반적으로 사용되는 실링재 가운데 최적의 것을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 복합 방열 시트는 상술한 바와 같은 공정에 따라 제작됨에 의하여 상기 방열 필름 또는 흑연 시트의 엣지부를 따라 형성된 여백 영역에 에어 갭(air gap)이 존재하지 않을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름과 상기 방열 필름; 및 상기 제2 보호 필름과 상기 방열 필름; 중 적어도 하나는 접착제에 의하여 접착된 것일 수 있다.
즉, 상기 보호 필름은 상기 방열 필름과 접착제로 접착될 수 있으며, 이 때 접착제는 동일 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 접착제로 적당한 것을 통상의 기술자가 선택할 수 있으며, 바람직하게는 핫멜트계 접착제일 수 있으며, 구체적으로는 에폭시계 접착제, 실리콘계 접착제, 아크릴계 접착제 및 우레탄계 접착제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 또한, 상기 제1 보호 필름은 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 가지나, 제2 보호 필름은 상기 방열 필름과 동일 면적을 가지는 것일 수 있다. 반대로 제2 보호 필름이 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 갖되 상기 제1 보호 필름은 상기 방열 필름과 동일한 면적을 가질 수도 있다. 이는 도 3에 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 또한 상기 방열 필름의 일면에 상기 방열 필름보다 큰 면적을 가지는 제1 보호 필름이 적층되어 있고, 제1 보호 필름은 상기 방열 필름에 접하지 않는 여백부를 상기 방열 필름의 엣지부를 따라 가지며, 상기 방열 필름의 반대면과 및 상기 제1 보호 필름의 여백부는 모두 실링재로 실링되어 상기 방열 필름에서 흑연 입자가 비산하는 것을 방지할 수 있다. 이는 도 4에 도시되어 있다.
도 3은 종래 기술에 따라 방열 필름의 양면에 보호 필름을 적층하고, 상기 방열 필름의 엣지부에서 상기 양면의 보호 필름을 접착하는 방식에 의하여 복합 방열 시트를 제조하였을 때, 엣지부에서 보호 필름 간에 밀착이 되지 않아 에어 갭이 발생한 것을 촬영한 사진이다.
본 발명에 따른 경우, 그 공정상 방열 필름의 여백부에는 실링재가 주입되어 공기를 모두 빼내기 때문에 에어 갭은 발생하지 않는다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복합 방열 시트는 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름 중의 일면 상에 이형 필름(release film)을 더 구비하고 있을 수 있다. 상기 이형 필름은 바람직하게는 접착제에 의하여 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름에 접착되어 있을 수 있다.
상기 이형 필름 및 이형 필름을 보호 필름에 접착시키는 접착제는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 소재를 사용하고, 그 두께 범위 또한 당업계에서 일반적인 수준 내에서 정해질 수 있으며, 이는 통상의 기술자가 발명의 목적에 따라서 적절히 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
도 6은 이형 필름을 더 포함하는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 층상 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 방열 필름(110, 120)은 흑연 시트(110) 및 상기 흑연 시트 양면에 구비되고, 각각 독립적으로 SUS, 알루미늄(Aluminium, Al), 구리(Copper, Cu), 인바(Invar), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 알루미나(Al2O3) 중 선택된 하나 이상을 포함하는 다른 방열 필름(120)이 3층 구조로 적층된 층상 구조를 가지는 복합 시트이며, 상기 방열 필름(110, 120)의 양면에는 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)이 각각 적층되어 있으며, 이들은 접착제(미도시)에 의하여 접착되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)은 각각 상기 방열 필름(110, 120)보다 큰 면적을 갖고 있어 여백부가 발생하며, 상기 여백부에는 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이에 방열 필름이 존재하지 않고, 이 부분에 실링재(140)가 주입되어 여백을 채우고 있는 것을 확인할 수 있다.
이 때, 실링재는 후술할 복합 방열 시트의 제조방법에 따라 두 보호 필름이 적층된 후 액상을로 주입되기 때문에 상기 방열 필름(110, 120)의 엣지부에서 보호 필름(130)의 단차가 나타나지 않고 평탄도가 우수하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 6에 따르면, 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름(130)의 일면 상에는 접착제(150)에 의하여 이형 필름(160)이 적층되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 의하여 목표로 하는 물품에 이형 필름을 제거하고 용이하게 상기 복합 방열 시트(100)를 대상 물품에 접착시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 1) 제1 보호 필름, 방열 필름 및 제2 보호 필름을 적층하되 상기 방열 필름이 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름보다 작은 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백이 형성되도록 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및
2) 상기 적층체의 여백부에 액상의 실링재를 주입하는 단계;
를 포함하는 복합 방열 시트의 제조 방법을 제공한다.
상기 방열 필름은 상기 복합 방열 시트의 구조를 설명할 때 설명한 방열 필름과 동일하며 그 구조와 물성 또한 동일한 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 액상의 실링재는 그 점도가 50cps ~ 50,000cps일 수 있다. 상기 실링재의 액상 점도가 50 cps 미만인 경우, 제1 보호 필름과 제2 보호 필름의 형태가 제대로 유지되지 않아, 방열 필름 엣지부에서의 단차를 제거하지 못하게 될 수 있다. 반대로 점도가 50,000 cps를 초과하는 고점도의 액체인 경우, 공정상 발생되는 기포발생 및 제거가 어려워 보이드(void)를 형성하는 문제가 있다. 즉, 여백을 액상의 실링재로 제대로 채우기 어려워 에어 갭이 생기는 문제가 있다.
액상의 실링재는 상기 복합 방열 시트의 구조에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법은 상기 2) 단계 이후, 상기 액상의 실링재를 경화하는 3) 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법은 상기 1) 단계에서 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 필요 크기보다 큰 면적을 갖는 것을 사용하여 적층체를 형성하며, 3) 단계의 경화 이후 상기 여백부의 제1 보호 필름, 실링재 및 제2 보호 필름의 적층체를 절단하여 상기 1) 단계에서 형성된 크기보다 작은 크기의 여백을 갖도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법으로 복합 방열 시트를 제조하는 경우, 절단부가 깔끔하게 절단될 수 있어 종래 기술과 같이 순서대로 적층하는 방법에 비하여 좀더 방열 필름의 엣지부가 단차 없이 깔끔한 마감을 가질 수 있도록 제조할 수 있으며, 또한 방열 필름 또는 방열 필름 내의 흑연 시트의 측면부를 효과적으로 실링할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 제조된 복합 방열 시트 제조방법에 따라 제조된 복합 방열 시트의 측면 적층 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
반면에, 도 7은 종래 기술에 따라서 복합 방열 시트를 제조한 것의 측면 적층 구조를 개략적으로 나타낸 것인데, 도 6의 본 발명이 방열 필름(110)의 양 면에 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 각각 적층한 후 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이의 여백부로 액상 실링재를 주입 및 경화(또는 추가적으로 절단 공정)하여 복합 방열 시트를 제조함에 따라서 말단부가 깔끔한 직선의 단면을 갖는 반면에, 종래 기술에서는 제1 보호 필름(아래), 방열 필름을 적층하고 실링재를 도포한 후 그 위에 제2 보호 필름(위)를 적층함으로써, 실링재가 시트 면에 대하여 수직이 아니라 표면장력에 의하여 둥글게 되어 완벽한 실링이 되지 않는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 또한 상술한 복합 방열 시트를 포함하는 전자 기기를 제공한다.
상기의 전자 기기는 포터블 기기일 수 있으며, 스마트폰, 웨어러블 전자기기, 태블릿 컴퓨터 등 전원을 제 때 공급하기 어려운 기기일 수 있다.
본 발명에 따른 복합 방열 시트를 포함함으로써 전자 기기는 흑연 입자의 비산에 따른 회로의 훼손을 방지할 수 있으며, 엣지부의 단차를 줄일 수 있으므로 목적하는 물품에 대하여 우수한 밀착성을 갖는 장점이 있다.
본 명세서에서, “여백”이란, 흑연 시트와 보호 필름을 적층하였을 때, 보호 필름의 면적이 방열 필름보다 크기 때문에 방열 필름 엣지부를 따라 보호 필름이 남는 영역을 의미하며, 본 발명의 경우에는 방열 필름의 실링(sealing)을 위하여 4면으로 여백이 존재한다.
본 명세서에서, “단차”란, 시트(sheet) 상의 물체에서 재질이 상이해지는 지점의 전후로 두께가 상이해지므로 표면이 고르지 못하게 된 현상을 의미한다.
본 명세서에서, “방열 필름을 포함하는 영역의 두께(dc)”란, 본 발명의 복합 방열 시트에서, 제1 보호 필름, 방열 필름 및 제2 보호 필름의 순서로 적층된 부분의 임의의 10점에 대하여 두께를 측정하여 낸 평균값을 의미한다.
본 명세서에서, “여백 영역의 두께(de)”란, 상기 방열 필름의 엣지부를 따라 형성된 여백에서 제1 보호 필름, 실링재, 제2 보호 필름의 순서로 적층된 부분의 임의의 10점에 대하여 두께를 측정하여 낸 평균값을 의미한다.
이하, 본 발명의 구성 및 효과에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 흑연을 포함하는 코어(core) 시트;
상기 방열 필름의 양면에 각각 적층되고, 둘 중 적어도 하나는 상기 방열 필름보다 큰 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백을 형성하는 제1 보호 필름과 제2 보호 필름; 및
상기 여백의 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이에 충진되어 상기 방열 필름의 흑연 입자 비산을 방지하는 실링재;를 포함하는 복합 방열 시트로서,
상기 복합 방열 시트의 방열 필름을 포함하는 영역의 두께(dc)와 상기 여백 영역의 두께(de)가 하기 조건식 1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트를 제공한다.
1)
이러한 구성을 갖춤으로써, 본 발명에 따른 복합 방열 시트는 실링재에 의하여 흑연을 포함하는 방열 필름을 실링하는 복합 방열시트의 엣지부 마감 품질을 우수하게 할 수 있으며, 엣지부에 발생하는 단차를 제거하여 동일한 열 유속(heat flux)을 발생함으로서 방열시트로서 그 품질을 제고할 수 있는 장점이 있다.
만일, dc와 de의 두께 차이가 3%를 초과하는 경우, 그 단차로 인하여 두께가 얇은 엣지부 쪽으로 열이 갇힐 수 있다. 따라서 동일한 두께를 통한 동일한 열 유속을 갖는 것이 매우 중요하다.
상기 방열 필름은 흑연을 포함하여 높은 열전도도로 인하여 전자 기기 내부에 위치하여 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있게 하는 역할을 한다.
상기 방열 필름은 바람직하게는 흑연 시트를 포함하여 다층 구조를 갖는 복합 시트일 수 있다. 즉, 상기 방열 필름은 흑연 시트를 포함하는 다층의 필름이 적층된 구조의 적층체일 수 있다.
구체적으로는, 상기 방열 필름은 2층 이상의 다층 구조를 갖되, 적어도 1층은 흑연 시트이며, 나머지 층은 SUS, 알루미늄(Aluminium, Al), 구리(Copper, Cu), 인바(Invar), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 알루미나(Al2O3) 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 필름일 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 방열 필름은 3층의 구조로서 흑연 시트가 가운데 위치하고, 상기 흑연 시트의 양면에 각각 독립적으로 SUS, 알루미늄, 구리, 인바, 질화붕소, 질화알루미늄, 탄화규소 및 알루미나 필름 중에서 선택된 하나의 필름이 적층된 구조일 수 있다.
상기 방열 필름이 복합 시트인 경우, 흑연 시트의 두께는 10㎛ ~ 2,000㎛일 수 있고, 방열 필름 전체의 두께는 50㎛ ~ 3,000㎛일 수 있다.
대형 디스플레이와 같이 면적이 큰 열원이 존재하는 물품에 본 발명의 복합 방열 시트를 적용하는 경우, 열을 방출하기 위하여 열 유속을 증가시킬 필요가 있고, 이에 따라서 방열 시트의 두께가 두꺼워질 수 있다. 그러나, 방열 시트의 핵심 재료인 흑연 시트가 두꺼워져 2,000㎛를 초과하거나, 전체 방열 필름의 두께가 3,000㎛를 초과하게 되더라도, 더 방열성능이 특별히 향상되지 않으며, 무게와 부피가 증가하고 원가를 절감해야 하는 측면을 고려하면 상기 범위 내로 두께를 조절함이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열시트의 개략적인 구조를 나타낸 사시도이다. 도 1은 실링재가 생략된 형태만을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 복합 방열시트(100)는 흑연 시트(110)를 포함하는 방열 필름(110, 120의 적층체) 및 상기 방열 필름의 양면에 적층된 제1 보호 필름(130) 및 제2 보호 필름(130)를 포함하고 있습니다.
상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)는 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 갖고 있어 각각의 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)에는 상기 방열 필름과 접촉하지 않는 여백이 상기 방열 필름의 엣지부를 따라서 형성되어 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백은 그 폭이 0.05㎜~5㎜일 수 있다. 바람직하게는 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백은 0.1㎜~1㎜일 수 있다.
만일 상기 여백이 0.05mm 미만인 경우, 실링이 제대로 되지 않거나 공정 과정에서 불량률이 높아지게 될 우려가 있으며, 5mm를 초과하는 경우, 복합 방열 시트 크기에 비하여 방열 필름, 특히 방열 기능의 핵심인 흑연 시트의 크기가 지나치게 작아지므로 방열 성능이 저하될 수 있다.
상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 상기 흑연을 포함하는 방열 필름, 또는 상기 방열 필름 내 포함된 흑연 시트의 상면 및 하면을 실링하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 개략적인 제조 방법 및 그에 따라 제조된 복합 방열 시트의 사시도를 나타낸 것이다. 도 2를 참고하면, 복합 방열 시트(100)는 방열 필름(110) 및 상기 방열 필름(110)의 상하면에 적층된 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)를 포함하고 있으며, 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)는 상기 방열 필름(110)에 비하여 넓은 면적을 갖고 있어 상기 방열 필름(110)와 접촉하지 않는 여백이 상기 방열 필름(110)의 엣지부를 따라 형성되어 있으며, 상기 엣지부에서 상기 제1 보호 필름과 제2 보호 필름(130)의 사이에는 실링재(140)가 충전되어 있다.
상기 실링재(140)는 상기 방열 필름(110)에 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)을 각각 적층한 후, 그 사이로 주입 및 경화되어 형성된 것으로서, 상기 방열 필름의 흑연이 입자가 비산하는 것을 방지하도록 실링(sealing)하는 역할을 하며, 공정 순서상 방열 필름 양면에 보호 필름이 적층된 후 그 여백부에 주입되기 때문에 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 방열 필름으로부터 직선상으로 연장되어, 상기 방열 필름의 엣지부에서 단차가 나타나지 않는 특징이 있다.
단차(step)가 나타나지 않음으로써, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 종래에 보호 필름을 흑연 시트의 끝단에서 접착시키는 방식에 비하여 복합 방열 시트를 부착하는 대상 물품에 대한 밀착성이 우수해지는 장점이 있다.
또한, 이러한 공정 방식을 택함으로써 엣지부에 보호 필름 간의 접착에 의하여 나타나는 에어 갭(air gap) 또한 발생하지 않는 장점이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, SUS, 금속, 금속 합금, 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화실리콘(SiC), 알루미나(Al2O3) 및 유리로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 필름일 수 있다. 그러나 반드시 이것으로 제한되는 것은 아니며, 공정 방법 및 사용 용도에 따라서 당업계에서 일반적으로 쓰이는 다른 시트도 물성에 따라 적절히 선택할 수 있다.
그러나, 바람직하게는, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자 및 폴리카보네이트계 고분자 중 선택된 하나 이상의 수지 필름일 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 폴리에스테르계 고분자 필름일 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 50㎛ ~ 300㎛의 두께를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 100㎛ ~ 150㎛의 두께를 가질 수 있다. 만일 상기 보호 필름의 두께가 각각 50㎛ 미만인 경우, 지나치게 그 두께가 얇으므로 실링재를 주입하는 과정에서 표면장력에 의하여 그 형태가 변형되므로 방열 필름의 엣지부에서 변형이 일어나 단차가 발생하게 될 우려가 있으며, 절단 공정에서 손상되는 등 마감에 문제가 발생할 수 있다. 또한 반대로 각각의 두께가 300㎛를 초과하는 경우에는 보호 필름의 낮은 열전도도로 인하여 전체 방열 시트의 방열 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 실링재는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 실록산 수지 중에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다. 그러나, 상기 실링재가 반드시 이들로 제한되는 것은 아니고, 방열 시트의 용도에 따라서 일반적으로 사용되는 실링재 가운데 최적의 것을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 복합 방열 시트는 상술한 바와 같은 공정에 따라 제작됨에 의하여 상기 방열 필름 또는 흑연 시트의 엣지부를 따라 형성된 여백 영역에 에어 갭(air gap)이 존재하지 않을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 보호 필름과 상기 방열 필름; 및 상기 제2 보호 필름과 상기 방열 필름; 중 적어도 하나는 접착제에 의하여 접착된 것일 수 있다.
즉, 상기 보호 필름은 상기 방열 필름과 접착제로 접착될 수 있으며, 이 때 접착제는 동일 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 접착제로 적당한 것을 통상의 기술자가 선택할 수 있으며, 바람직하게는 핫멜트계 접착제일 수 있으며, 구체적으로는 에폭시계 접착제, 실리콘계 접착제, 아크릴계 접착제 및 우레탄계 접착제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 또한, 상기 제1 보호 필름은 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 가지나, 제2 보호 필름은 상기 방열 필름과 동일 면적을 가지는 것일 수 있다. 반대로 제2 보호 필름이 상기 방열 필름보다 넓은 면적을 갖되 상기 제1 보호 필름은 상기 방열 필름과 동일한 면적을 가질 수도 있다. 이는 도 3에 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트는 또한 상기 방열 필름의 일면에 상기 방열 필름보다 큰 면적을 가지는 제1 보호 필름이 적층되어 있고, 제1 보호 필름은 상기 방열 필름에 접하지 않는 여백부를 상기 방열 필름의 엣지부를 따라 가지며, 상기 방열 필름의 반대면과 및 상기 제1 보호 필름의 여백부는 모두 실링재로 실링되어 상기 방열 필름에서 흑연 입자가 비산하는 것을 방지할 수 있다. 이는 도 4에 도시되어 있다.
도 3은 종래 기술에 따라 방열 필름의 양면에 보호 필름을 적층하고, 상기 방열 필름의 엣지부에서 상기 양면의 보호 필름을 접착하는 방식에 의하여 복합 방열 시트를 제조하였을 때, 엣지부에서 보호 필름 간에 밀착이 되지 않아 에어 갭이 발생한 것을 촬영한 사진이다.
본 발명에 따른 경우, 그 공정상 방열 필름의 여백부에는 실링재가 주입되어 공기를 모두 빼내기 때문에 에어 갭은 발생하지 않는다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복합 방열 시트는 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름 중의 일면 상에 이형 필름(release film)을 더 구비하고 있을 수 있다. 상기 이형 필름은 바람직하게는 접착제에 의하여 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름에 접착되어 있을 수 있다.
상기 이형 필름 및 이형 필름을 보호 필름에 접착시키는 접착제는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 소재를 사용하고, 그 두께 범위 또한 당업계에서 일반적인 수준 내에서 정해질 수 있으며, 이는 통상의 기술자가 발명의 목적에 따라서 적절히 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
도 6은 이형 필름을 더 포함하는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 층상 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 방열 필름(110, 120)은 흑연 시트(110) 및 상기 흑연 시트 양면에 구비되고, 각각 독립적으로 SUS, 알루미늄(Aluminium, Al), 구리(Copper, Cu), 인바(Invar), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 알루미나(Al2O3) 중 선택된 하나 이상을 포함하는 다른 방열 필름(120)이 3층 구조로 적층된 층상 구조를 가지는 복합 시트이며, 상기 방열 필름(110, 120)의 양면에는 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)이 각각 적층되어 있으며, 이들은 접착제(미도시)에 의하여 접착되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름(130)은 각각 상기 방열 필름(110, 120)보다 큰 면적을 갖고 있어 여백부가 발생하며, 상기 여백부에는 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이에 방열 필름이 존재하지 않고, 이 부분에 실링재(140)가 주입되어 여백을 채우고 있는 것을 확인할 수 있다.
이 때, 실링재는 후술할 복합 방열 시트의 제조방법에 따라 두 보호 필름이 적층된 후 액상을로 주입되기 때문에 상기 방열 필름(110, 120)의 엣지부에서 보호 필름(130)의 단차가 나타나지 않고 평탄도가 우수하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 6에 따르면, 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름(130)의 일면 상에는 접착제(150)에 의하여 이형 필름(160)이 적층되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 의하여 목표로 하는 물품에 이형 필름을 제거하고 용이하게 상기 복합 방열 시트(100)를 대상 물품에 접착시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 1) 제1 보호 필름, 방열 필름 및 제2 보호 필름을 적층하되 상기 방열 필름이 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름보다 작은 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백이 형성되도록 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및
2) 상기 적층체의 여백부에 액상의 실링재를 주입하는 단계;
를 포함하는 복합 방열 시트의 제조 방법을 제공한다.
상기 방열 필름은 상기 복합 방열 시트의 구조를 설명할 때 설명한 방열 필름과 동일하며 그 구조와 물성 또한 동일한 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 액상의 실링재는 그 점도가 50cps ~ 50,000cps일 수 있다. 상기 실링재의 액상 점도가 50 cps 미만인 경우, 제1 보호 필름과 제2 보호 필름의 형태가 제대로 유지되지 않아, 방열 필름 엣지부에서의 단차를 제거하지 못하게 될 수 있다. 반대로 점도가 50,000 cps를 초과하는 고점도의 액체인 경우, 공정상 발생되는 기포발생 및 제거가 어려워 보이드(void)를 형성하는 문제가 있다. 즉, 여백을 액상의 실링재로 제대로 채우기 어려워 에어 갭이 생기는 문제가 있다.
액상의 실링재는 상기 복합 방열 시트의 구조에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법은 상기 2) 단계 이후, 상기 액상의 실링재를 경화하는 3) 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 방열 시트의 제조 방법은 상기 1) 단계에서 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 필요 크기보다 큰 면적을 갖는 것을 사용하여 적층체를 형성하며, 3) 단계의 경화 이후 상기 여백부의 제1 보호 필름, 실링재 및 제2 보호 필름의 적층체를 절단하여 상기 1) 단계에서 형성된 크기보다 작은 크기의 여백을 갖도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법으로 복합 방열 시트를 제조하는 경우, 절단부가 깔끔하게 절단될 수 있어 종래 기술과 같이 순서대로 적층하는 방법에 비하여 좀더 방열 필름의 엣지부가 단차 없이 깔끔한 마감을 가질 수 있도록 제조할 수 있으며, 또한 방열 필름 또는 방열 필름 내의 흑연 시트의 측면부를 효과적으로 실링할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 제조된 복합 방열 시트 제조방법에 따라 제조된 복합 방열 시트의 측면 적층 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
반면에, 도 7은 종래 기술에 따라서 복합 방열 시트를 제조한 것의 측면 적층 구조를 개략적으로 나타낸 것인데, 도 6의 본 발명이 방열 필름(110)의 양 면에 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름을 각각 적층한 후 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이의 여백부로 액상 실링재를 주입 및 경화(또는 추가적으로 절단 공정)하여 복합 방열 시트를 제조함에 따라서 말단부가 깔끔한 직선의 단면을 갖는 반면에, 종래 기술에서는 제1 보호 필름(아래), 방열 필름을 적층하고 실링재를 도포한 후 그 위에 제2 보호 필름(위)를 적층함으로써, 실링재가 시트 면에 대하여 수직이 아니라 표면장력에 의하여 둥글게 되어 완벽한 실링이 되지 않는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 또한 상술한 복합 방열 시트를 포함하는 전자 기기를 제공한다.
상기의 전자 기기는 포터블 기기일 수 있으며, 스마트폰, 웨어러블 전자기기, 태블릿 컴퓨터 등 전원을 제 때 공급하기 어려운 기기일 수 있다.
본 발명에 따른 복합 방열 시트를 포함함으로써 전자 기기는 흑연 입자의 비산에 따른 회로의 훼손을 방지할 수 있으며, 엣지부의 단차를 줄일 수 있으므로 목적하는 물품에 대하여 우수한 밀착성을 갖는 장점이 있다.
Claims (15)
- 흑연을 포함하는 방열 필름;
상기 방열 필름의 양면에 각각 적층되고, 둘 중 적어도 하나는 상기 방열 필름보다 큰 면적을 가져 상기 방열 필름의 엣지부(edge area)를 따라 여백을 형성하는 제1 보호 필름과 제2 보호 필름; 및
상기 여백의 제1 보호 필름과 제2 보호 필름 사이에 충진되어 상기 방열 필름의 흑연 입자 비산을 방지하는 실링재를 포함하는 복합 방열 시트로서,
상기 복합 방열 시트의 방열 필름을 포함하는 영역의 두께(dc)와 상기 여백 영역의 두께(de)가 하기 조건식 1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트:
1)
- 제1항에 있어서,
상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백은 그 폭이 0.05㎜ ~ 5㎜인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, SUS, 금속, 금속 합금, 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화실리콘(SiC), 알루미나(Al2O3) 및 유리로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 필름인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 제3항에 있어서, 상기 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름은 각각 독립적으로 폴리에스테르계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 우레탄계 고분자, 폴리올레핀계 고분자 및 폴리카보네이트계 고분자 중 선택된 하나 이상의 수지 필름인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 실링재는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 실록산 수지 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 복합 방열 시트는 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 형성된 여백 영역에 에어 갭(air gap)이 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 방열 필름은 흑연 시트를 포함하는 다층의 복합 시트인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 제7항에 있어서,
상기 방열 필름은 2층 이상의 다층 구조를 갖되, 적어도 1층은 흑연 시트이며, 나머지 층은 SUS, 알루미늄, 구리, 인바(Invar), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 및 알루미나(Al2O3) 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 필름인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 보호 필름과 제2 보호 필름은 동일 면적인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름 중 일면 상에 이형 필름(release film)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트.
- 1) 제1 보호 필름, 방열 필름 및 제2 보호 필름을 적층하되 상기 방열 필름이 상기 제1 보호 필름 또는 제2 보호 필름보다 작은 면적을 가져 상기 방열 필름의 가장자리를 따라 여백이 형성되도록 적층하여 적층체를 형성하는 단계;
2) 상기 적층체의 여백부에 액상의 실링재를 주입하는 단계; 및
3) 상기 액상의 실링재를 경화하는 단계;
를 포함하고,
상기 3) 단계 이후에, 상기 여백부의 제1 보호 필름, 실링재 및 제2 보호 필름의 적층체를 절단하여, 상기 1) 단계에서 형성된 크기보다 작은 크기의 여백을 갖도록 하는 단계;를 포함하되,
상기 방열 필름은 흑연 시트를 포함하는 다층의 복합 시트인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 액상의 실링재는 점도가 50cps ~ 50,000cps인 것을 특징으로 하는 복합 방열 시트의 제조 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 복합 방열 시트를 포함하는 전자 기기.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210186762A KR102644754B1 (ko) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 엣지부 단차가 최소화된 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 적용한 전자 기기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210186762A KR102644754B1 (ko) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 엣지부 단차가 최소화된 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 적용한 전자 기기 |
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| KR20230097354A KR20230097354A (ko) | 2023-07-03 |
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| KR1020210186762A KR102644754B1 (ko) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 엣지부 단차가 최소화된 복합 방열 시트, 그 제조방법 및 이를 적용한 전자 기기 |
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| KR102148670B1 (ko) * | 2020-02-28 | 2020-08-27 | 유성운 | 베젤리스 그라파이트 방열시트의 제조방법. |
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