KR20050113937A

KR20050113937A - 점착 방열시트

Info

Publication number: KR20050113937A
Application number: KR1020040039090A
Authority: KR
Inventors: 이병수; 이근희; 유승민; 김욱; 김장순; 김우하; 이재관; 조병규; 장석기
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-05
Also published as: KR100721462B1

Abstract

본 발명은 각종 전자제품에 방열을 목적으로 적용되는 점착 방열시트에 관한 것이다. 본 발명은 열전도성의 금속판(10)과, 이 금속판(10)의 적어도 하나의 면에 형성되고 그 내부에 폼구조를 가지는 점착성의 폼시트(20)를 포함하여 이루어진 점착 방열시트를 제공한다. 폼시트(20)는 그 내부에 폼구조를 갖도록 다수의 셀(20a)이 형성되어 있다. 또한, 폼시트(20)의 내부에는 열전도성 필러(24)가 충진될 수 있다. 본 발명에 따르면, 점착성과 폼구조를 가지는 폼시트(20)가 대상물품(전자제품의 발열체)과의 결합력 및 접착면적을 증가시켜 효과적인 열전도 및 분산을 가능케 한다. 이는 결국 전자제품의 성능과 안정성을 보장하게 하여 수요자의 신뢰성을 높인다. 본 발명은 일반적인 전자제품은 물론 플라즈마 디스플레이 패널 등과 같이 방열이 요구되는 제품에 유용하게 적용된다.

Description

점착 방열시트 {ADHESIVE RADIATION SHEET}

본 발명은 각종 전자제품에 방열(放熱)을 목적으로 적용되는 방열시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전도율이 우수한 금속판에 점착성의 폼시트를 형성시킴으로써 전자제품과의 결합력 및 접촉면적을 향상시켜 우수한 방열효과를 갖는 점착 방열시트에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터, 휴대용 개인단말기, 통신기 등의 전자제품은 그 시스템 내부에서 발생한 과도한 열에너지를 외부로 확산시키지 못해 잔상문제 및 시스템 안정성에 심각한 우려를 내재하고 있다. 이러한 열에너지는 제품의 수명을 단축하거나 고장, 오동작을 유발하며, 심한 경우에는 폭발 및 화재의 원인을 제공하기도 한다. 특히 최근 그 수요가 증가되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), LCD 모니터 등에게는 선명도, 색상도 등을 떨어뜨려 제품에 대한 신뢰성과 안정성을 저하시키고 있다. 따라서 시스템 내부에서 발생한 열에너지는 외부로 방출되거나 자체 냉각되어져야 한다.

종래 전자제품의 열 냉각 방법으로는 히트싱크(heat sink) 또는 방열팬을 설치하는 방법이 일반적이었다. 그러나 히트싱크의 경우에는 전자제품의 발열체에서 나오는 열량보다 히트싱크가 방출할 수 있는 열량이 작아 효율이 매우 낮다. 이에 따라 히트싱크와 함께 방열팬을 동시에 설치하여 히트싱크의 열을 강제로 배출시키고 있다. 그러나 방열팬은 소음과 진동을 발생하며 무엇보다 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 노트북 컴퓨터, 휴대용 개인단말기 등과 같이 경량화와 슬림(slim)화가 요구되고 있는 제품에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 경량화와 슬림화가 요구되는 제품에 이용될 수 있는 방법으로서, 아크릴 수지 또는 실리콘 수지에 열전도성 필러를 혼합시켜 이를 전자제품의 발열체에 코팅하는 방법과, 그라파이트 계열의 판상을 고정용 테이프로 발열체에 부착하는 방법이 시도되었다. 그러나 열전도성 필러를 이용한 방법은 열전도율 및 열분산성이 매우 낮아 실용화에 한계가 나타났다. 또한, 그라파이트 계열의 판상을 사용하는 경우에는 비용 면에서 불리하고 이는 특히 고정용 테이프가 사용되어 작업성이 떨어지는 것은 물론 발열체와의 접촉 면적이 작아 방열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편, 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0078953호에는 전자제품의 발열체에 면 접촉되는 것으로서, 금속재 박판을 이용한 방열시트가 제시되어 있다. 구체적으로 상기 공개특허공보에는 세라믹층, 금속재 박판, 접착제층, 폴리에스터 필름 및 단열재가 순차적으로 적층된 5층 구조의 방열시트가 제시되어 있다. 이는 세라믹층, 금속재 박판 및 단열재에 의한 열전달 및 열분산 효과를 얻고자 하는 것으로서, 특히 열전도에 효과적인 금속재 박판이 이용되어 발열체와 높은 접촉면적만 갖는다면 방열에 효과적일 수 있다. 그러나 이는 다수의 적층구조를 가짐에 따라 제조방법이 까다롭고 각 층간에 마련된 계면이 많이 존재하여 전체적인 열전달 효율이 떨어지며, 성능 대비 가격이 높은 점이 문제점으로 지적된다. 특히 상기 공개특허공보에 제시된 방열시트는 접착수단이 없이 발열체에 단순 적층되는 구성으로서 발열체와의 결합이 견고하지 못하고, 무엇보다 접촉 면적이 작아 효과적인 열전도 및 분산 기능을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열전도율이 높은 금속판을 갖게 하되, 이 금속판에 점착성과 폼구조를 가지는 폼시트를 접합 구성함으로써 발열체와의 결합력 및 접촉면적을 증가시켜 효과적인 열전도 및 분산이 가능케 하고, 간단하게 제조되어 비용 면에서 유리한 점착 방열시트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 열전도성의 금속판과, 이 금속판의 적어도 하나의 면에 형성되고 그 내부에 폼구조를 가지는 점착성의 폼시트를 포함하는 점착 방열시트를 제공한다.

상기 폼시트는 점착성과 쿠션성을 갖는 것으로서, 이는 발열체와 견고하게 접착 결합되게 하면서 발열체와의 접촉면적을 증가시켜 두께 방향 및 수평방향으로 효과적인 열전달 및 분산을 가능케 한다. 폼시트는 그 내부에 다수의 셀(cell)이 형성되어 폼구조를 가지며, 셀의 형성은 물리적 또는 화학적 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어 점착성의 혼합물을 금속판 상에 코팅한 후, 여기에 기포 형성이 가능한 기체를 주입 분산하거나, 자체 셀 구조를 갖는 물질을 혼합물 내에 충진시키는 방법이 이용될 수 있으며, 또는 열발포제(화학발포제)와 같은 셀형성제를 혼합물 내에 함유시켜 가열을 통해 열 발포시키는 등의 다양한 방법이 이용될 수 있다. 또한 상기 폼시트의 내부에는 향상된 열전도율을 갖도록 열전도성 필러가 충진될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 구현예를 보인 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 점착 방열시트의 제1 구현예를 보인 단면 구성도이다.

먼저 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 점착 방열시트는 열전도성의 금속판(10)과, 이 금속판(10)의 적어도 하나의 면에 접합되는 점착성의 폼시트(20)를 포함하여 구성된다. 폼시트(20)는 금속판(10)의 한면에만 접합되거나 양면 모두에 접합될 수 있다. 도 1에는 양면 모두에 접합된 모습을 예시하였다.

폼시트(20)는 점착성과 폼(foam)구조를 갖는 것이면 본 발명에 포함된다. 구체적으로, 폼시트(20)는 대상물품과 접착력을 갖도록 적어도 대상물품과 맞닿는 접촉면은 점착성을 가지며, 그 내부에는 폼구조를 갖도록 다수의 셀(20a)이 형성된 것이다. 여기서 대상물품은 전자제품의 발열체, 및 전자제품의 방열을 목적으로 사용되는 통상의 히트싱크나 방열판 등의 방열제품이다.

본 발명의 점착 방열시트를 전자제품에 적용함에 있어서, 발열체와 방열제품의 사이에 개재시키는 경우 본 발명의 점착 방열시트는 도 1에 보인 바와 같이 금속판(10)의 양면 모두에 폼시트(20)가 접합된 구조를 갖는다. 그리고 발열체에만 접착시키는 경우에는 금속판(10)의 한면에만 폼시트(20)가 접합된 구조를 갖는다.

도 2는 본 발명에 따른 점착 방열시트의 제2 구현예를 보인 단면 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 점착 방열시트는 금속판(10)의 한면에는 폼시트(20)가 형성되고, 이에 대향한 타면에는 점착제층(30)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 이때 폼시트(20)가 접합된 면이 전자제품의 발열체와 접착되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 점착 방열시트는 폼시트(20) 및 점착제층(30)의 점착성이 보호되도록 이들의 표면에 부착되는 박리지(도시하지 않음)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 박리지는 착탈(着脫)이 자유로운 것으로서 비닐재 필름, 폴리에스터 필름, 이형성 피복물이 코팅된 종이 등이 사용될 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 점착 방열시트는 금속판(10)의 한면 또는 양면에 폼시트(20)가 접합된 구조이거나, 금속판(10)을 사이에 두고 그 양쪽에 폼시트(20) 및 점착제층(30)이 접합된 구조, 또는 폼시트(20) 및 점착제층(30)의 표면에 박리지가 더 부착된 간단한 적층구조를 갖는다. 박리지는 전자제품에 부착 시 제거된다.

상기 금속판(10)은 폼시트(20)로부터 전달된 열을 흡수 저장 및 외부로 방출하는 것으로서, 이는 열전도성을 갖는 금속이면 가능하며, 순수 금속판 및 합금판을 포함한다. 구체적으로 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 은(Ag) 등으로부터 선택된 1종의 금속으로 된 순수 금속판이거나, 상기 금속들 중에서 2종 이상이 선택되어 구성된 합금판이 사용될 수 있다. 바람직하게는 비용, 중량 및 열전도도 등에서 유리한 알루미늄, 구리 및 주석으로부터 선택된 순수 금속판 또는 합금판이며, 더욱 바람직하게는 순수 알루미늄판 또는 알루미늄을 주재료로 한 알루미늄 합금판이다.

금속판(10)의 두께는 전자제품에 따라서 자유롭게 설정될 수 있으며, 바람직하게는 0.01mm ~ 5.0mm 범위의 두께가 좋다. 더욱 구체적으로, 노트북용으로는 0.1mm 이하의 두께, 즉 0.01mm ~ 0.1mm범위의 두께를 가지는 금속판(10)이 바람직하며, 플라즈마 디스플레이용으로는 0.1mm 이상의 두께, 즉 0.1mm ~ 5.0mm범위의 두께를 가지는 금속판(10)이 좋다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 사용되는 금속판(10)의 평면도를 보인 것이다.

금속판(10)은 다수의 타공(10a)이 형성된 망상의 타공판 또는 타공(10a)이 형성되지 않은 판이 사용될 수 있다. 이하 본 발명을 설명함에 있어 타공(10a)이 형성되지 않은 판을 평판이라 한다. 도 3a는 타공판을 예시한 것이며, 도 3b는 평판을 예시한 것이다. 본 발명에 따르면, 타공판을 사용하는 경우 평판에 비해 쿠션성이 우수해져 접착면적이 향상되는 이점이 있으며, 폼시트(20)를 금속판(10)의 양면 모두에 형성하는 경우에는 특히 금속판(10)과 폼시트(20)의 결합력이 향상되는 이점이 있다. 그리고, 평판은 타공판에 비해 열전도율이 높아지는 이점이 있다.

상기 타공(10a)은 금속판(10) 상에 규칙적, 불규칙적 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있으며, 타공(10a)의 형상은 원형, 타원형, 다각형 또는 이들의 조합을 포함한다. 그리고, 타공(10a)의 크기(size)는 특별히 한정하는 것은 아니지만 1.0mm ~ 100mm 범위가 될 수 있다.

상기 폼시트(20)는 전술한 바와 같이 점착성과 쿠션성을 갖는 것으로서, 이는 점착성 혼합물로부터 형성된다. 이때, 점착성 혼합물에는 적어도 점착제가 혼합되어 있다. 상기 점착제는 점착성을 갖게 하는 수지이면 사용 가능하며, 열경화형 및 광경화형을 포함한다. 예를 들어, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 및 폴리우레탄계 수지 등으로부터 선택될 수 있다.

또한, 폼시트(20)는 그 내부에 다수의 셀(20a)이 형성되어 있는 데, 상기 셀(20a)에 의해 폼시트(20)는 쿠션성(폼구조)을 갖는다. 본 발명에서 상기 셀(20a)은 오픈 셀(open cell)과 밀폐 셀(closed cell) 그리고 이들의 혼합을 포함한다. 즉, 인접하는 셀(20a)과 셀(20a) 간에는 통로가 형성되어 셀(20a)들이 오픈 되어 있거나, 통로가 없이 셀(20a)들이 서로 차단되어 있는 것, 또는 이들의 혼합으로 이루어질 수 있다.

폼시트(20)의 내부에 셀(20a)을 형성시키는 방법으로는 외부에서 기체를 불어 넣어 기포 분산에 의해 셀을 형성시키거나, 또는 셀형성제를 이용하는 방법이 이용될 수 있다. 이때, 셀형성제는 미소중공구, 열발포제(화학발포제) 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있으며, 미소중공구가 유용하게 이용된다.

상기 열발포제는 가열에 의해 가스를 발생시키는 것으로서, 폼시트(20) 내에 셀(20a)을 형성시킬 수 있는 것이면 사용 가능하다. 열발포제로는 예를 들어, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드), 벤젠술포닐하이드라지드, 톨루엔술포닐하이드라지드 등의 술포닐하이드라지드, 아조디카르본아미드(ADCA), 아조비스이소프틸로니트릴 등의 아조화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드 등의 니트로소화합물 등과 같은 유기 발포제; 그리고 중탄산나트륨, 중탄산암모늄 등과 같은 무기 발포제를 들 수 있다.

도 4는 본 발명에 유용하게 적용되는 미소중공구의 단면 구성도이다.

도 4에 도시한 바와 같이 미소중공구(22)는 외피(22b)와 중공(22a)을 갖는 것으로서, 이는 폼시트(20)의 내부에 충진되어 중공(22a)이 셀(20a)을 구성하게 된다. 이때, 상기 외피(22b)는 고분자로 되거나 유리로 된 것을 사용할 수 있다. 즉, 상기 미소중공구(22)는 고분자 미소중공구, 유리 미소중공구 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 외피(22b)가 고분자로 된 고분자 미소중공구로서, 그 중공(22a)에 가스가 포집되어 있는 것을 사용하는 것이 좋다. 이때, 가스는 부탄, 이소부탄, 펜탄, 이소펜탄 등과 같이 비교적 낮은 끓는점(boiling-point)을 갖는 것이 좋다.

본 발명에서 미소중공구(22)를 사용하여 셀(20a)을 형성함에 있어서, 이는 별도로 미리 발포(확장)된 후 점착성 혼합물에 함유되어 셀(20a)을 형성하거나, 점착성 혼합물에 함유된 후 열발포되어 셀(20a)을 형성할 수 있으며, 또는 미리 발포된 후 점착성 혼합물에 함유된 다음 다시 열발포되어 셀(20a)을 형성할 수 있다. 그리고 충분한 중공(22a)을 갖는 미소중공구(22)의 경우에는 발포 과정이 없이 함유에 의해 중공(22a) 자체가 셀(20a)을 구성할 수 있다(도 5 참조).

전술한 바와 같이, 폼시트(20)는 적어도 점착제가 함유된 점착성 혼합물로부터 형성될 수 있는 데, 이러한 점착성 혼합물에는 폼구조 형성을 위하여 상기와 같은 셀형성제가 함유된다. 이때, 점착성 혼합물 내에 함유된 셀형성제는 점착제 100중량부에 대하여 0.1 ~ 10.0중량부가 함유되는 것이 바람직하다.(점착제 : 셀형성제 = 100 : 0.1 ~ 10.0) 또한, 셀형성제로서 고분자 미소중공구를 사용하는 경우에는 점착제 100중량부에 대하여 0.5 ~ 5.0중량부가 함유되는 것이 더욱 바람직하다. 셀형성제가 0.1중량부 미만으로 함유되는 경우에는 양호한 폼구조를 얻기 어려우며, 10.0중량부를 초과하는 경우에는 열전도율이 떨어져 바람직하지 않다.

미소중공구(22)로서 바람직한 고분자 미소중공구는 그 밀도가 0.01g/㎤ 이상인 것, 구체적으로는 0.01g/㎤ ~ 0.1 g/㎤의 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 밀도가 너무 낮은 경우에는 점착제와 혼합하기 위해 이송할 때 흩날려 작업성이 떨어지며 원하는 함량을 정확하게 조절하기 어렵다.

도 5는 본 발명에 따른 점착 방열시트의 제3 구현예를 보인 단면 구성도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 폼시트(20)의 내부에는 열전도성 필러(24)가 충진될 수 있다. 이때 폼시트(20) 형성용 점착성 혼합물에는 열전도성 필러(24)가 함유된다.

따라서 폼시트(20) 형성용 점착성 혼합물에는 적어도 점착제가 함유되어 있으며, 선택적으로 미소중공구(22), 열발포제와 같은 셀형성제, 그리고 열전도성 필러(24)가 함유되어 조성된다. 또한 사용되는 점착제의 종류에 따라 가교제, 광개시제, 가교촉진제, 발포촉진제, 그리고 폼시트(20)의 물성을 개선시킬 수 있는 고분자 등이 필요에 따라 혼합 조성될 수 있다.

상기 열전도성 필러(24)는 폼시트(20)에 열전도성을 부여하기 위해 함유되는 것으로서, 이는 열전도성을 갖는 물질로서 분말상이면 사용 가능하다. 구체적으로 금속분말, 세라믹분말 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 금속분말은 금속판(10)과 동일한 금속이 바람직하며, 세라믹분말은 탄산칼슘(CaCO₃), 산화알루미늄(Al₂O₃), 수산화알루미늄(Al(OH)₃), 탄화규소(SiC), 질화붕소(BN) 및 질화알루미늄(AlN) 등으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 열전도성 필러(24)는 점착제 100중량부에 대하여 20 ~ 200중량부가 함유되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 50 ~ 200중량부가 함유되는 것이 좋다. 이때, 20중량부 미만으로 함유되는 경우 함유에 따른 효과가 미미하며, 200중량부를 초과하는 경우에는 점착성 및 코팅성이 떨어져 바람직하지 않다. 또한, 열전도성 필러(24)는 코팅성 및 필러의 침강을 감안하여 평균직경이 100㎛를 넘지 않는 것이 좋다.

한편, 위와 같은 점착성 혼합물을 가지고 금속판(10)에 폼시트(20)를 접합 형성함에 있어서는, 금속판(10) 상에 점착성 혼합물을 코팅한 후 발포 경화시켜 형성하는 방법과, 점착성 혼합물을 시트 상으로 미리 발포 제조한 후(폼시트(20)를 별도로 제조) 이를 금속판(10)에 합판하는 방법이 이용될 수 있다. 이때, 폼시트(20)의 두께는 적용되는 전자제품에 따라 다양하게 조절될 수 있으며, 구체적으로는 50㎛ ~ 1,000㎛의 두께가 바람직하다. 폼시트(20)의 두께가 50㎛ 미만인 경우에는 너무 얇아 점착성 및 쿠션성이 떨어져 이에 의한 효과가 미미하며, 1,000㎛를 초과한 경우에는 금속판(10)과의 거리가 멀어짐에 따라 열전도율이 떨어져 바람직하지 않다.

폼시트(20)는 위와 같이 점착성 혼합물로부터 점착성과 폼구조를 동시에 갖도록 형성될 수 있으며, 또는 폼구조를 가지는 시트와 이 시트 상에 코팅된 점착제로 구성될 수 있다. 즉, 비점착성의 합성수지에 셀형성제를 혼합한 다음 이를 발포, 경화시켜 폼구조를 가지는 시트를 제조하고, 이 시트에 점착제를 코팅하여 구성할 수 있다.

또한, 폼시트(20)는 금속판(10)의 면을 모두 덮거나 또는 금속판(10)의 면 중 일부분만을 덮어지게 형성될 수 있다. 폼시트(20)는 점착성 혼합물이 금속판(10) 상에 코팅되어 접합, 형성될 수 있는데, 이때 점착성 혼합물을 전면 코팅하게 되면 금속판(10)의 면을 모두 덮는 형태로 형성되며, 부분 코팅하게 되면 금속판(10)의 면을 부분적으로 덮는 형태로 형성된다.

도 6은 본 발명에 따른 점착 방열시트의 제4 구현예를 보인 단면 구성도로서, 이는 금속판(10) 상에 폼시트(20)가 부분적으로 형성된 구조를 갖는 모습을 보여준다.

도 7은 본 발명에 따른 점착 방열시트의 제5 구현예를 보인 단면 구성도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 폼시트(20)는 그 표면에 엠보(emboss, 25)가 형성될 수 있다. 여기서 표면은, 즉 엠보(25)가 형성된 면은 대상물품과 접착되는 면이다. 이와 같이 엠보(25)가 형성된 경우 방열시트를 대상물품에 접착 시 엠보(25)의 음각부분으로 공기가 빠져나가 초기 부착성이 좋아진다. 그리고, 시간이 지나게 되면, 수지 고분자로 된 폼시트(20)는 웨팅(wetting)성을 가지는 데, 이때 음각부분도 부풀어 올라 대상물품에 붙게 된다. 따라서, 엠보(25)가 형성된 경우 공기 통로가 마련되어 초기 부착을 용이하게 하며, 접착 후에는 엠보(25)가 없는 경우와 같은 접착면적을 갖는다.

폼시트(20)에 엠보(25)를 형성시키는 방법은 여러 가지 방법이 이용될 수 있으며, 예를 들어 폼시트(20) 형성용 점착성 혼합물을 코팅 경화시 엠보롤을 사용하여 코팅하는 방법과, 엠보(25)가 형성된 필름을 전사시키는 방법이 유용하게 이용될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 점착 방열시트의 제6 구현예를 보인 단면 구성도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 금속판(10)과 폼시트(20)의 계면에는 요철구조가 형성될 수 있다. 이러한 요철구조는 금속판(10)과 폼시트(20)의 접촉면적을 증가시켜 신속한 열전달을 도모하는 이점이 있다. 금속판(10)과 폼시트(20)의 계면에 요철구조를 형성시키는 방법은 여러 가지 방법이 이용될 수 있으나, 금속판(10)에 에칭(etching) 또는 엠보싱(embossing) 처리를 하여 요철(15)을 형성시킨 다음, 상기 요철(15)이 형성된 면에 폼시트(20) 형성용 점착성 혼합물을 코팅, 경화시키는 방법이 유용하게 이용될 수 있다.

또한, 상기 요철구조는 금속판(10)과 점착제층(30)의 계면에도 형성될 수 있다.(도 2 참조) 아울러, 점착제층(30)은 그 표면에 엠보가 형성될 수 있으며, 이는 또한 금속판(10) 상에 전면 코팅 또는 부분 코팅되어 금속판(10)의 면을 모두 덮거나 또는 금속판(10)의 면 중 일부분만을 덮어지게 형성될 수 있다.

상기 점착제층(30)은 점착제가 금속판(10) 상에 코팅되어 형성되며, 상기 점착제는 아크릴계, 실리콘계, 폴리우레탄계 등의 점착성을 가지는 수지이면 사용 가능하다. 본 발명에서 폼시트(20)는 점착성과 폼구조를 모두 갖는 것이며, 점착제층(30)은 폼구조를 갖지 않는다. 또한, 상기 점착제층(30)의 내부에는 점착성을 방해하지 않는 범위 내에서 열전도성 필러(24)가 충진될 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 시험 실시예 및 비교예를 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

2-에틸 헥실 아크릴레이트 95중량부와 극성 모노머 아크릴산 5부를 1리터의 유리 반응기에서 투입한 후 열중합시켜 점도 3500cP의 시럽을 얻었다. 얻어진 시럽 100중량부에 광개시제로서 이가큐어-651(α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논) 0.2중량부, 가교제로서 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 0.35중량부를 혼합한 후 충분히 교반하였다. 그리고 여기에 셀형성제로서 직경 40㎛의 고분자 미소중공구(Expancel 092 DET 40 d25, AKZO NOBEL 제품) 0.5중량부와, 직경 120㎛의 고분자 미소중공구(Expancel 092 DET 120 d30, AKZO NOBEL 제품) 0.5중량부를 투입한 다음, 열전도성 필러로서 평균직경이 70㎛인 수산화알루미늄(H-100, (주)Showa Denko 제품) 100중량부를 투입하여 충분히 균일해질 때까지 혼합, 교반하였다. 얻어진 점착성 혼합물을 진공펌프를 이용하여 감압 탈포하였다. 그리고 마이크로 바를 이용하여 두께가 0.45mm인 알루미늄(Al) 타공판(직경 1.5mm의 원형 타공이 형성)과, 두께가 0.45mm인 알루미늄(Al) 평판의 양쪽면 위에 각각 상기 혼합물을 두께 200㎛로 코팅하였다. 다음으로 산소를 차단하기 위해 폴리에스테르 필름을 코팅층 위에 씌운 후 UV 램프를 이용하여 3분간 조사하여 경화시킨후 가열하여 본 실시예에 따른 점착 방열시트를 제조하였다.

[실시예 2]

점착성 혼합물을 코팅함에 있어서, Al 타공판 및 Al 평판의 한쪽은 200㎛로 코팅하되, 다른 한쪽은 400㎛로 코팅한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 본 실시예에 따른 점착 방열시트를 얻었다.

[실시예 3]

점착성 혼합물을 코팅함에 있어서, Al 타공판 및 Al 평판의 한쪽은 200㎛로 코팅하되, 다른 한쪽은 600㎛로 코팅한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 본 실시예에 따른 점착 방열시트를 얻었다.

[실시예 4]

점착성 혼합물을 코팅함에 있어서, Al 타공판 및 Al 평판의 한쪽은 200㎛로 코팅하되, 다른 한쪽은 800㎛로 코팅한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 본 실시예에 따른 점착 방열시트를 얻었다.

[비교예 1]

점착성 혼합물을 조성함에 있어서, 여기에 셀형성제인 고분자 미소중공구를 함유시키지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 본 비교예에 따른 점착 방열시트를 얻었다.

[비교예 2]

점착성 혼합물을 조성함에 있어서, 여기에 셀형성제인 고분자 미소중공구와 열전도성 필러인 수산화알루미늄을 함유시키지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 본 비교예에 따른 점착 방열시트를 얻었다.

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 방열시트를 아래와 같은 방법으로 열전도율 및 접착면적을 측정하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.

< 열전도율 측정 >

상기의 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 시트를 60mm 120mm의 크기로 절단한 다음, 이를 교토전자 공업㈜제 신속 열전도율 측정기 QTM-500을 사용하여 열전도율을 측정하였다.

< 접착면적의 측정 >

먼저, 상기의 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 시트를 150mm 200mm의 크기로 절단하였다. 그리고 알루미늄 기재 위에 절단된 시트를 라미네이션 시킨 후에 시트 위에 두께 3mm의 유리판을 올려놓은 다음, 유리판 위에 2.9kg의 하중을 지닌 추를 두개 올려놓았다. 이때, 알루미늄 기재에는 100㎛ 정도의 돌기를 7개 붙인 후, 이 돌기가 시트와 맞닿도록 하여 테스트를 실시하였다. 추를 올려놓은 후, 1분 30초가 경과한 후에 유리판과 시트가 부착된 면적을 디지털 카메라로 찍은 후 이미지를 분석하여 측정하였다.

비 고	Al 타공판		Al 평판
비 고	열전도율(W/mK)	접착면적(%)	열전도율(W/mK)	접착면적(%)
실시예 1	11.5	55	13.0	45
실시예 2	8.0	50	10.0	50
실시예 3	3.8	56	5.2	54
실시예 4	0.92	59	2.3	58
비교예 1	7.3	25	7.8	22
비교예 2	5.1	24	5.7	18

상기 [표 1]에서 실시예 1과 비교예 1을 비교해 보면, 폼구조를 갖게 한 실시예 1이 비교예 1보다 접착면적이 월등히 향상됨을 알 수 있다. 이때, 열전도율은 실시예 1이 다소 작게 나타나고 있으나, 이는 시트 자체의 열전도율로서 실제 발열체에 부착 적용 시에는 접착면적이 훨씬 넓음에 따라 두께 및 수평방향으로 열전도 및 분산이 효율적으로 진행되어 넓은 면적에서 더 우수한 열전도율을 갖는다.

또한, 실시예 1 내지 4를 비교해보면 폼시트(20)의 두께가 클수록 접착면적이 향상됨을 알 수 있으며, 비교예 1과 비교예 2를 비교해 보면, 열전도성 필러(24)가 충진된 비교예 1이 비교예 2보다 더 향상된 열전도율을 보임을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 다른 재질 대비 열전도율이 높은 금속판(10)을 가지되, 이 금속판(10)에 점착성과 폼구조를 가지는 폼시트(20)가 접합되어 대상물품과의 결합력 및 접착면적이 증가됨에 따라 효과적인 열전도 및 분산이 수행되어 우수한 방열효과를 갖는다. 아울러, 폼시트(20)는 위와 같이 열적 성질을 향상시킬 뿐만 아니라 방열시트의 구조를 이루게 되어 물리적, 기계적 물성을 향상시킨다. 이는 결국 전자제품의 성능과 안정성을 보장하여 수요자의 신뢰성을 높인다. 또한, 본 발명은 금속판(10) 및 폼시트(20)가 적층된 구조로서 층구조가 간단하여 제조비용이 적게 들며, 일반적인 전자제품은 물론 플라즈마 디스플레이 패널 등과 같이 슬림화가 요구되는 제품에 유용하게 적용된다.

한편, 본 발명에서의 점착성 폼시트(20)는 다른 산업분야, 즉 점착테이프, 라벨, 스티커 등의 제조분야에서 수지 및 첨가제의 성분 및 함량을 응용하여 접착면적을 향상시킬 목적으로 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 사용되는 금속판의 평면도를 보인 것으로서, 도 3a는 원형 모양의 타공이 형성된 타공판을 도시한 것이고, 도 3b는 평판을 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 점착 방열시트의 제4 구현예를 보인 단면 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 금속판 10a : 타공

15 : 요철 20 : 폼시트

22 : 미소중공구 22a : 중공

22b : 외피 24 : 열전도성 필러

25 : 엠보 30 : 점착제층

Claims

열전도성의 금속판(10)과, 이 금속판(10)의 적어도 하나의 면에 형성되고 그 내부에 폼구조를 가지는 점착성의 폼시트(20)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항에 있어서, 폼시트(20)는 금속판(10)의 한면 또는 양면에 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항에 있어서, 금속판(10)의 한면에는 폼시트(20)가 형성되고, 이에 대향한 타면에는 점착제층(30)이 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항에 있어서, 폼시트(20)는 금속판(10)의 면을 모두 덮어지게 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항에 있어서, 폼시트(20)는 금속판(10)의 면 중 일부분만을 덮어지게 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항에 있어서, 폼시트(20)는 그 표면에 엠보(25)가 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 3항에 있어서, 점착제층(30)은 금속판(10)의 면을 모두 덮어지게 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 3항에 있어서, 점착제층(30)은 금속판(10)의 면 중 일부분만을 덮어지게 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 3항에 있어서, 점착제층(30)은 그 표면에 엠보가 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 금속판(10)은 순수 금속판 또는 합금판인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 금속판(10)의 두께는 0.01mm ~ 5.0mm인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 금속판(10)은 타공(10a)이 형성된 타공판인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 12항에 있어서, 타공(10a)의 크기는 1.0mm ~ 100mm인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 12항에 있어서, 타공(10a)은 규칙적, 불규칙적 또는 이들의 조합으로 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 금속판(10)은 평판(타공이 형성되지 않은 것)인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 금속판(10)은 요철(15)이 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 폼시트(20)의 두께는 50㎛ ~ 1,000㎛인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 폼시트(20)의 폼구조는 기포 분산에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 폼시트(20)의 폼구조는 셀형성제에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 열전도 점착시트.
제 19항에 있어서, 폼시트(20)는 점착제와 셀형성제가 함유된 점착성 혼합물로 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 20항에 있어서, 점착제는 아크릴계 또는 실리콘계 수지인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 20항에 있어서, 셀형성제는 미소중공구(22), 열발포제 또는 이들의 혼합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 22항에 있어서, 미소중공구(22)는 고분자 미소중공구이고, 이 고분자 미소중공구가 미리 발포된 후 점착성 혼합물에 함유되어 폼구조가 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 22항에 있어서, 미소중공구(22)는 고분자 미소중공구이고, 이 고분자 미소중공구가 미리 발포된 후 점착성 혼합물에 함유된 다음, 다시 발포되어 폼구조가 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 22항에 있어서, 고분자 미소중공구는 그 밀도가 0.01g/㎤ ~ 0.1 g/㎤ 인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 20항에 있어서, 폼시트(20)는 점착성 혼합물이 금속판(10) 상에 코팅된 후 경화, 발포되어 형성된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 20항에 있어서, 폼시트(20)는 점착성 혼합물이 미리 시트 상으로 경화, 발포 제조된 후, 금속판(10) 상에 합판된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 20항에 있어서, 점착성 혼합물에는 점착제 100중량부에 대하여 셀형성제가 0.1 ~ 10.0중량부 함유된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 28항에 있어서, 셀형성제는 고분자 미소중공구이고, 이 고분자 미소중공구는 점착성 혼합물 내에 점착제 100중량부에 대하여 0.5 ~ 5.0중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 폼시트(20)는 그 내부에 열전도성 필러(24)가 충진된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 30항에 있어서, 열전도성 필러(24)는 금속분말, 세라믹분말 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 31항에 있어서, 세라믹분말은 탄산칼슘(CaCO₃), 산화알루미늄(Al₂O₃), 수산화알루미늄(Al(OH)₃), 탄화규소(SiC), 질화붕소(BN) 및 질화알루미늄(AlN)으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.
제 30항에 있어서, 폼시트(20)는 점착제, 셀형성제 및 열전도성 필러가 함유된 점착성 혼합물로 형성되고, 점착성 혼합물에는 점착제 100중량부에 대하여 열전도성 필러(24)가 50 ~ 200중량부 함유된 것을 특징으로 하는 점착 방열시트.