KR20130106749A - 전도성 폴리머 발포 탄성체 - Google Patents

Abstract

전도성 폴리머 발포 탄성체가 개시된다. 상기 탄성체는, 상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체; 및 상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층을 포함하며, 상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 관계없이 내부에 위치한 상기 폴리머 발포체의 오픈 셀 구조에 의해 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 오픈 셀 구조를 갖고, 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체를 상하방향으로 가압할 때, 상기 폴리머 발포체의 두께가 감소함으로써 상기 기공의 내면에 형성된 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층의 전도성이 증가한다.

Description

전도성 폴리머 발포 탄성체{Conductive Polymer foam elastic member}

본 발명은 전도성 폴리머 발포 탄성체에 관한 것으로, 특히 누르는 힘이 낮고 탄성 복원력이 좋으며 외부의 힘에 의해 전도성이 향상되는 전도성 폴리머 발포 탄성체에 관련한다.

전자기기와 정보통신기기에 사용하는 고주파용 전자부품 또는 모듈에서 발생한 전자파를 외부로 보내지 않게 하거나, 외부에서 발생한 전자파로부터 내부의 고주파용 부품 또는 모듈을 보호하기 위해서 누르는 힘이 적게 들며 복원력과 탄성이 좋고 전기전도성이 좋은 전자파 차폐용 개스킷이 사용된다.

이들 전기전도성 개스킷은 전기전도성이 좋아 전기저항이 낮아야 하며, 예를 들어 전기전항이 1오옴 이하로 낮을수록 좋고, 또한 반복하여 인가되는 힘에 복원이 잘 되도록 탄성이 좋아야 한다.

이러한 전기전도성을 제조하는 종래 기술의 일 실시 예에 의하면, 탄성과 복원력이 좋게 기공이 형성된 폴리우레탄(PU) 등의 탄성 발포체의 외부에 무전해 도금으로 금속 층을 형성하여 전기를 통하게 하여 제조할 수 있다..

이러한 기술에 의한 전기전도성 탄성 발포체는 오픈 셀(open cell) 구조를 가져 외부로부터 제공되는 반복적인 힘에 의해 탄성 발포체의 외부에 도금에 의해 얇게 형성된 금속 도금 층이 절단되거나 분리되기 용이하여 전체적으로 전기전도성 탄성 발포체의 전기전도성이 저하되고 또한 분리된 금속 도금 부스러기는 주변의 회로에 나쁜 영향을 미친다는 단점이 있다. 즉, 외부로부터 반복적으로 제공되는 힘에의해 외부로 노출된 탄성이 없는 금속 층은 절단되거나 탄성 발포체로부터 분리되기 용이하다. 더욱이, 폴리우레탄 같은 비교적 사용 온도가 낮은 재료를 탄성 발포체로 사용한 경우 비교적 고온에서 실시되는 리플로우 솔더링의 온도 조건을 견디기 어렵다는 단점이 있다.

다른 종래의 기술에 의하면, 탄성을 갖는 비발포 실리콘 고무 시트 같은 절연 탄성체에 일정한 크기를 갖는 다수의 구멍을 형성한 후 구멍에 탄성을 갖는 전기전도성 재료, 예를 들면 전기전도성 실리콘 고무를 삽입하여 전기를 통하게 할 수 있다.

이러한 기술에 의한 비발포 실리콘 고무 시트에 다수의 작은 구멍을 형성하는 것은 비용이 비싸고 비교적 작은 치수의 구멍에 균일하게 전기전도성 실리콘 고무를 삽입하기 어렵다는 단점이 있다.

또한, 전기전도성을 좋게 하기 위해 혼합된 니켈, 은 또는 구리 같은 금속 파우더에 의해 전기전도성을 복원력과 탄성이 저하되고 비교적 누르는 힘이 커진다는 단점이 있다.

상기에서는 전기전도성을 갖는 탄성체를 예로 들어 설명하였으나 전기적으로 비 전도성이지만 열을 잘 전달하는 열 전도성 탄성체의 경우도 상기와 같은 방법 등으로 제조될 수 있기 때문에 상기와 유사한 단점이 있다.

종래의 열 전도성이 좋은 전도성 비발포 실리콘 고무는 비교적 누르는 힘이 많이 들고, 복원력과 탄성이 나쁘다는 단점이 있다.

즉, 열 전도성을 좋게 하기 위하여 첨가되는 세라믹 파우더에 의해 또한 실리콘 고무 시트가 비발포이기 때문에 비교적 누르는 힘이 크고 탄성 및 복원력이 나쁘다.

여기서, 비 전도성 실리콘 고무에 전기전도성을 부여하기 위하여 카본, 니켈, 구리 또는 은 등의 금속 파우더가 혼합한 재료를 사용할 수 있으며, 열 전도성을 부여하기 위해 알루미나 또는 보론 등의 세라믹 파우더가 혼합한 재료를 사용할 수 있다.

이와 같이 종래의 기술에 의하면 전도성, 즉, 전기전도성 또는 열 전도성이 좋고, 누르는 힘이 적게 들며, 복원력 및 탄성이 좋은 전도성 탄성체 즉, 전도성 실리콘 발포 고무를 제조하기 어렵기 때문이다.

또한, 상면과 하면 및 내부에 기공이 오픈 셀 구조를 갖게 형성되고, 두께가 일정하며 전도성이 좋은 실리콘 발포 고무 시트를 제조하기가 더욱 용이하지 않았다.

따라서, 본 발명의 목적은 누르는 힘이 적고 복원력과 탄성이 우수하며 전도성이 좋은 전도성 폴리머 발포 탄성체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하고 생산성이 좋은 전도성 폴리머 발포탄성체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부의 힘으로 눌렀을 때 수직방향으로 전도성이 증가하는 전도성 폴리머 발포 탄성체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부에서 힘을 반복하여 가하는 경우에도 전도성 재료가 손상되지 않는 전도성 폴리머 발포 탄성체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내열 온도가 향상된 전도성 폴리머 발포 탄성체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 진공픽업에 의한 표면실장과 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능한 전도성 폴리머 발포 탄성체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전도성 폴리머 탄성 코팅층의 하나를 스킨 층으로 형성하여 진공 픽업이 잘 되고, 방수성이 향상되고, 먼지 등의 이물질이 삽입되지 않고 외관이 미려하며, 상하면을 육안으로 용이하게 구별할 수 있는 전도성 폴리머 발포 탄성체를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체; 및 상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공의 내면에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층을 포함하는 전도성 폴리머 발포 탄성체가 제공된다.

상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 관계없이 내부에 위치한 상기 폴리머 발포체의 오픈 셀 구조에 의해 오픈 셀 구조를 갖고, 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체를 상하 방향으로 가압할 때, 상기 기공의 용적률이 감소하여 상기 기공 간의 접촉 증가로 전도성이 증가한다.

바람직하게, 전도성은 열 전도성 또는 전기 전도성 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

바람직하게, 상기 폴리머 발포체는, 상면과 하면 및 기공의 내면이 금속으로 도금될 수 있으며, 상기 폴리머 발포체에는, 상기 폴리머 발포체를 상하 관통하고 상기 기공보다 직경이 큰 관통구멍이 더 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층의 폴리머 수지는 상기 폴리머 발포체의 폴리머 수지와 화학 조성이 다를 수 있다.

바람직하게, 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층의 내열 온도가 상기 폴리머 발포체의 내열 온도와 같거나 그보다 높을 수 있으며, 상기 폴리머 발포체는 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 의해 리플로우 솔더링의 온도조건을 만족한다.

바람직하게, 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층은 비 발포 수지로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체; 상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층; 및 상기 폴리머 발포체의 상면 또는 하면에 상기 경화에 의해 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 접착된 솔더링이 가능한 금속 박을 포함하는 전도성 폴리머 발포 탄성체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체; 상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층; 상기 폴리머 발포체의 상면 또는 하면 중 어느 한 면에 상기 경화에 의해 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 접착된 솔더링이 가능한 금속 박; 및 상면 또는 하면 중 다른 한 면에 상기 경화에 의해 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 접착된 전도성 탄성부재를 포함하는 전도성 폴리머 발포 탄성체가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체; 상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층; 및 상기 발포체의 상면과 하면에 각각 상기 경화에 의해 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 접착된 전도성 탄성부재를 포함하는 전도성 폴리머 발포 탄성체가 제공된다.

바람직하게, 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 릴 테이프에 포장되어 진공픽업에 의해 리플로우 솔더링이 가능하다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 내부에 서로 연결되는 다수의 기공이 형성된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체; 및 상기 폴리머 발포체의 한 면과 다른 면, 상기 기공의 내면에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층을 포함하며, 상기 한 면에 형성된 상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층은 스킨 층을 형성하고, 상기 다수의 기공은 상기 다른 면에만 연결되고, 상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 관계없이 내부에 위치한 상기 폴리머 발포체의 오픈 셀 구조에 의해 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 오픈 셀 구조를 갖고, 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체를 상하 방향으로 가압할 때, 상기 기공의 용적률이 감소하여 상기 기공 간의 접촉 증가로 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체의 전도성이 증가하는 전도성 폴리머 발포 탄성체가 제공된다.

상기의 구조에 의하면, 전도성 폴리머 발포 탄성체는 오픈 셀 구조를 가져 누르는 힘이 적고 복원력과 탄성이 좋다.

또한, 비교적 오픈 셀 구조를 갖도록 생산하기 용이한 폴리머 발포체 위에 비교적 오픈 셀 구조를 갖도록 생산하기 어려운 전도성 폴리머 탄성 코팅층을 형성하여 전체적으로 제조가 용이하고 생산성이 좋다.

또한, 오픈 셀 구조에 형성된 기공의 내면과 상하에 형성된 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 의해 외부에서 힘을 가해 누를 때 전도성이 증가한다.

또한, 외부에 전도성이 좋은 전도성 폴리머 탄성 코팅층이 형성되어 전도성이 나쁜 내부의 폴리머 발포체 만으로 제조된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체보다 전도성이 좋다.

또한, 외부에 노출된 전도성 재료가 탄성을 갖는 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 일체로 혼합되어 외부에서 가해지는 반복되는 힘에 의해 전도성 재료의 손상이 적다.

또한, 내부의 폴리머 발포체보다 외부의 전도성 폴리머 탄성 코팅층의 내열 온도가 높아 결론적으로 외부에서 높은 온도가 가해졌을 때 외부의 전도성 폴리머 탄성 코팅층이 내부의 폴리머 발포체를 보호해 주어 전체적으로는 내열 온도가 향상된다.

또한, 내열 온도가 높고 표면이 수평이고 이면에 금속 박이 형성되어 진공 픽업에 의한 표면실장과 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하다.

또한, 전도성 폴리머 탄성 코팅층의 하나를 스킨 층으로 형성함으로써, 스킨 층에서의 진공 픽업이 잘 되고, 방수성이 향상되고, 먼지 등의 이물질이 삽입되지 않고 외관이 미려하며, 스킨 층과 반대 면에서의 빛의 반사 정도의 차이로 인하여 육안으로의 구별이 용이하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 폴리머 발포 탄성체를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전도성 폴리머 발포 탄성체를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전도성 폴리머 발포 탄성체를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전도성 폴리머 발포 탄성체를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)를 나타낸다.

전도성 폴리머 발포 탄성체(100)는, 두께 방향으로 연결되는 다수의 기공(12)이 형성된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체(10)와, 폴리머 발포체(10)의 상면과 하면 그리고 기공(12)의 내면에 전도성 파우더가 고루 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 전기적 또는 열적으로 서로 연결된 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)을 포함한다.

기공(12)은, 잘 알려진 것처럼, 화학 발포제 등에 의해 형성되는데, 동굴 형상으로 형성되어 오픈 셀 구조에서는 서로 연통되며, 내면 즉 내부 측벽 위에 전도성 폴리머 탄성 코팅층(24)이 형성된다.

바람직하게, 폴리머 발포체(10)의 폴리머 수지와 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)의 폴리머 수지의 화학 조성이 다를 수 있으며, 중요한 것은 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)의 전도성이 폴리머 발포체(10)의 전도성보다 우수하다는 것이며, 이에 의해 전체적으로 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)의 전도성이 향상된다.

전도성은 열 전도성 또는 전기 전도성 중 어느 하나이거나 또는 양자를 모두 포함할 수 있다. 다시 말해, 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)에 열 전도성 또는 전기 전도성 파우더 중 어느 하나가 함유되거나 양자가 모두 함유될 수 있다.

전도성 파우더가 전기 전도성 파우더인 경우, 전기저항이 1오옴 이하로 낮을수록 좋으나 본 발명은 이에 한정하지 않고 정전기를 용이하게 제거하기 위해 폴리머 발포체(10)의 전기저항보다 낮을 수 있다. 또한, 전도성 파우더가 열 전도성 파우더인 경우, 열 전도성이 1W/m.k 이상으로 클수록 좋지만 이에 한정하지 않고 폴리머 발포체(10)의 열 전도성보다 좋을 수 있다.

본 발명에 의하면, 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)는 두께 방향으로 눌릴 때 전도성이 증가되며, 바람직하게, 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)는 두께 방향으로 5% 이상 눌려서 사용될 수 있다.

폴리머 발포체(10)는 비교적 사용 온도가 낮으며 오픈 셀 구조로 제조하기 용이한 재료를 사용하여 제조되며, 바람직하게, 폴리머 발포체(10)를 구성하는 재료의 내열 온도보다 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)을 구성하는 재료의 내열온도가 높다.

폴리머 발포체(10)는 열 가소성 수지이나 이에 한정되지는 않으며, 가령 PE, EVA 또는 PU 수지일 수 있다.

폴리머 발포체(10)는 상하면에 스킨 층(Skin layer)가 형성되지 않아 상하로 기공이 연속하여 형성된 오픈 셀 구조일 수 있다.

바람직하게, 폴리머 발포체(10)는 두께가 균일하고 얇은 시트 형상으로, 가령 폴리머 발포체(10)의 두께는 0.2㎜ 내지 3㎜일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.

바람직하게, 폴리머 발포체(10)는 진공 픽업이 용이하게 평면을 이룬다.

이와 같이, 비교적 낮은 내열온도를 가지며 오픈 셀 구조로 제조가 용이한 폴리머 발포체(10)가 내부 코어(Core)로 제공된다.

이러한 구조에 의하면, 비교적 내열 온도가 낮고 오픈 셀 구조로 제조가 용이한 폴리머 발포체(10)를 내부 코어로 사용함으로써 전체적으로 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)는 누르는 힘이 적고 복원력 및 탄성이 좋으며 제조가 용이하고 생산성이 좋다.

바람직하게, 기공(12)을 통한 전도성 부여만으로 부족한 경우, 폴리머 발포체(10)를 상하 관통하고 기공(12)보다 직경이 큰 관통구멍이 추가로 형성하여 그 내면에 전도성 폴리머 탄성 코팅층을 추가로 형성되도록 함으로써 전도성을 증가시킬 수 있다.

폴리머 전도성 탄성 코팅층(20, 22, 24)은 카본, 니켈, 구리 또는 은 등의 전기전도성 파우더가 고루 분산된 액상의 전기전도성 폴리머 또는 알루미나와 보론 같은 열 전도성 세라믹 파우더가 고루 분산된 액상의 열 전도성 폴리머가 경화에 의해 형성되는데, 액상의 폴리머로는 실리콘 고무 또는 불소 수지 등이 사용될 수 있다.

전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)의 폴리머 수지는 열 경화성이나 본 발명은 이에 한정하지는 않으며, 액상의 전기전도성 또는 열 전도성 폴리머는 경화하면서 폴리머 발포체(10)와 경화에 의해 자기 접착된다.

바람직하게, 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)는 비 발포 코팅층일 수 있다.

전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)의 내열 온도는 발포체(10)의 내열 온도와 같거나 이보다 높아 전체적으로 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)의 내열 온도가 높다.

예를 들어, 폴리머 발포체(10)의 폴리머 수지 재료가 내열성이 낮은 PE이고 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)의 폴리머 수지 재료가 내열성이 높고 탄성이 좋은 실리콘 고무일 수 있다.

이러한 구조에 의하면, 고온의 리플로우 솔더링 조건이나 고온에서 사용시 비교적 내열 온도가 낮은 폴리머 발포체(10)를 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)이 보호해 줄 수 있다.

따라서, 폴리머 발포체(10) 만으로는 리플로우 솔더링 조건을 만족할 수 없으나 폴리머 발포체(10) 위에 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)이 접착되어 일체로 형성된 경우 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)에 의해 리플로우 솔더링 조건을 만족할 수도 있다.

또한, 이러한 구조에 의하면, 가격이 비교적 저렴하면서 제조하기 용이하고 상하에 스킨 층이 형성되지 않은 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체(10) 재료를 사용하여 내열 온도를 올릴 수 있어 전체적으로 적당한 품질을 적당한 가격에 제공할 수 있다는 이점이 있다.

더욱이, 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)에 관계없이 가격이 비교적 저렴하면서 제조하기 용이한 폴리머 발포체(10)의 오픈 셀 구조를 이용하여 전도성 폴리머 발포 탄성체(100) 자체가 오픈 셀 구조를 갖도록 할 수 있다.

또한, 폴리머 발포체(10)의 오픈 셀 구조에 의해, 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)를 상하방향으로 가압할 때, 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)의 전도성이 증가한다. 이는, 가압에 의해 폴리머 발포체(10)의 두께가 감소하는 경우, 기공(12)으로부터 공기가 외부로 배출되어 기공(12)이 차지하는 용적률이 감소하고 그에 따라 기공(12) 간의 접촉이 증가함으로써 전도성 폴리머 탄성 코팅층(24)의 전도성이 증가하기 때문이다.

여기서, 기공(12)의 내면에 형성된 전도성 폴리머 탄성 코팅층(24)의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 기공(12)을 모두 메우면 전도성은 좋지만 누르는 압력이 커지고 복원력 및 탄성이 나빠지는 단점이 있다. 따라서, 폴리머 발포체(10)를 수평으로 절단한다고 가정할 때, 전도성 폴리머 탄성 코팅층(24)의 수평 단면적이 기공(12)의 수평 단면적의 90% 이하가 되도록 전도성 폴리머 탄성 코팅층(24)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 바람직하게, 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)의 총 무게는 폴리머 발포체(10)의 총 무게보다 무거울 수 있다.

도시되지는 않았지만 또 다른 일 실시 예로 폴리머 발포체(10)는 상면과 하면 및 기공(12)의 내면이 모두 금속으로 도금층이 형성된 전기전도성 폴리머 발포체일 수 있다.

이러한 폴리머 발포체는 기본적으로 전기전도성이 우수하지만, 상기한 것처럼, 외부의 환경에 의해 금속 도금층이 손상을 입기 쉽다. 그러나, 이러한 폴리머 발포체에 본 발명의 구조를 적용함으로써 외부로부터 전도성 재료를 보호할 수 있으며, 한 예로 외부로부터 반복되어 가해지는 힘에 의해서도 탄성이 없는 전도성 재료가 깨지지 않고 부스러기도 적게 생긴다.

상기의 실시 예에 의한 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)를 제조하는 방법은 다양할 수 있지만 통상적인 제조 방법의 일 예를 들면 다음과 같다.

상면과 하면에 스킨 층이 형성되지 않고 상하를 포함하여 전체적으로 오픈 셀 구조를 갖는 두께가 대략 2㎜ 정도인 시트 형상의 폴리우레탄(PU) 발포체(10) 위에 0.035㎜ 정도 이하의 크기를 갖는 은이 코팅된 구리 파우더가 고루 혼합된 액상의 전기전도성 실리콘 고무를 붓고 스퀴즈 인쇄로 액상의 전기전도성 실리콘 고무가 발포체(10)의 기공(12) 사이로 충분히 침투되도록 한다.

이때, 발포체(10)를 누르는 스퀴즈의 압력과 시간을 적절하게 조절함으로써, 또는 공급되는 액상의 전도성 실리콘 고무의 양을 조정함으로써 발포체(10)의 기공(12)으로 침투하는 액상의 전도성 실리콘 고무의 양을 조절하여, 최종적으로 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)가 열 저항이나 전기 저항이 낮고 복원력 및 탄성이 좋도록 하는 것이 중요하다.

그 결과, 발포체(10)의 상면과 하면 및 기공(12)의 내면에는 액상의 전도성 실리콘 고무가 연속되게 일정하게 도포된다.

이 상태에서, 액상의 전도성 실리콘 고무를 열로서 경화하면, 발포체(10)의 상면과 하면 및 기공(12)의 내면에 도포된 액상의 전도성 실리콘 고무는 발포체(10)에 접착되어 전도성 탄성 코팅층(20, 22, 24)을 형성하여 결과적으로 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)가 제조된다.

전도성 폴리머 발포 탄성체(100)에서 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22, 24)의 무게가 전체 무게의 60% 이상을 차지하도록 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전도성 폴리머 발포 탄성체(200)를 나타낸다.

이 실시 예에 의하면, 발포체(10)의 하면에 형성된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층(22)은 스킨 층(28)을 형성하고, 다수의 기공(12)은 상면에만 연결된다.

두께가 비교적 얇아 찢어지기 용이한 발포체(10)는 대량 생산을 위해 필름을 적용하여 롤 투 롤(Roll to Roll) 공법을 적용한다.

구체적으로, 발포체(10)를 원활하게 이송하기 위해 PET 필름과 같은 폴리머 필름 위에 발포체(10)를 합지하여 롤 상태로 공급하면서 전도성 파우더를 함유한 액상의 전도성 실리콘 고무에 연속하여 함침하여 액상의 전도성 실리콘 고무가 발포체(10)의 기공에 충분히 스며들게 한 후 발포체(10)의 기공에 스며든 액상의 전도성 실리콘고무의 일부를 롤 또는 칼날 등으로 연속적으로 스퀴즈하여 제거한 후 열 처리로를 통과시켜 연속적으로 열처리 하여 경화하여 연속적으로 전도성 폴리머 발포 탄성체를 제조한다.

이와 같이, 롤투롤 방식으로 전도성 폴리머 발포 탄성체(100)가 제조되도록 폴리머 발포체(10)가 필름 위에 형성되는 경우, 폴리머 발포체(10)의 필름과 접촉하는 부분에는 중력에 의해 발포체(10)의 하면으로 이동한 액상의 전도성 실리콘 고무에 의해 기공(12)이 막히면서 스킨 층(28, Skin layer)이 형성된다.

즉, 스킨 층(28)은 비 발포 전도성 탄성 코팅층이면서 기공(12)이 형성되지 않고, 함유된 전도성 파우더의 밀도가 증가하여 전도성이 증가한 새로운 층이다.

롤투롤 방식에서는 통상 폴리머 필름이 당겨지기 때문에 폴리머 필름 위에 합지된 발포체(10)와의 사이에서 슬립이 발생하여 당겨지지 않을 수 있으므로 이를 방지하기 위해 한 면에 자기점착성 점착제(PSA)가 형성된 폴리머 필름을 적용하여 점착제 위에 발포체(10)를 합지할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 액상의 전도성 폴리머에 고루 혼합된 전도성 파우더가 자중에 의해 하방으로 이동함으로써 스킨 층(28)에서의 전도성 파우더의 밀도가 크게 증가하여 전도성이 증가할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 스킨 층(28)에서 기공(12)이 막히기 때문에 스킨 층(28)에서의 진공 픽업이 잘 되고, 방수성이 향상되고, 먼지 등의 이물질이 삽입되지 않고 외관이 미려하다는 이점이 있다.

또한, 자중에 의해 스킨 층(28)에서의 전도성 파우더의 밀도 증가로 수평 전도도가 크게 증가하는 이점이 있다,

또한, 스킨 층(28)과 반대 면에서의 빛의 반사 정도의 차이로 인하여 육안으로의 구별이 용이하여 상하 구별이 명확해진다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전도성 폴리머 발포 탄성체(300)를 나타낸다.

이 실시 예에 의한 전도성 폴리머 발포 탄성체(300)에 의하면, 폴리머 발포체(10)의 상면에서 솔더링이 가능한 금속 박(30)이 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20)에 경화에 의해 접착되고, 하면에서 비 발포 전도성 탄성부재(40)가 전도성 폴리머 탄성 코팅층(22)에 경화에 의해 접착된다.

여기서, 금속 박(30)과 비 발포 전도성 탄성부재(40)는 각각 하면과 상면에 적층되어도 무방하며, 어느 하나에만 적층될 수도 있다.

또한, 비 발포 전도성 탄성부재(40)는 전도성 폴리머 탄성 코팅층(20, 22)과 같은 재질로 구성될 수 있다.

비 발포 전도성 탄성부재(40)와 금속 박(30)에 의해 폴리머 발포체(10)의 내부의 기공(12)은 상면과 하면을 통과하지 못하여 외관이 미려하고 표면을 통해 물 및 이물질 등이 침투하지 않는다는 장점이 있다.

제조시에는 폴리머 발포체(10)의 상면과 하면에 액상의 전도성 실리콘 고무를 도포한 후 금속 박(30)과 비 발포 전도성 탄성부재(40)를 각각 상면과 하면에 위치시킨 후 일체로 경화시킴으로써 금속 박(30)과 비 발포 전도성 탄성부재(40)가 전기전도성 탄성 코팅층(20, 22)에 접착되도록 한다.

비 발포 전도성 탄성부재(40)의 전도성은, 상기한 것처럼, 전기 전도성 또는 열 전도성의 어느 하나이거나 모두일 수 있다.

금속 박(30)이 한 면에 형성된 전도성 폴리머 발포 탄성체(300)는 캐리어 테이프에 릴 포장되며, 표면실장 공정에 의해 리플로우 솔더링이 가능하다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전도성 폴리머 발포 탄성체(400)를 나타낸다.

이 실시 예에 의하면, 폴리머 발포체(10)의 상면과 하면에 각각 비 발포 전도성 탄성부재(40)가 경화에 의해 전도성 탄성 코팅층(20, 22)에 접착된다.

이러한 구조에 의하면, 폴리머 발포체(10)의 상면과 하면에 모두 전도성이 좋고 탄성과 유연성이 좋은 비 발포 전도성 탄성부재(40)가 적층됨으로써, 전도성이 증가할 뿐만 아니라 도 2의 실시 예와 비교하여 유연성이 향상된다.

바람직하게, 비 발포 전도성 탄성부재(40)에 의해 폴리머 발포체(10)의 내부의 기공(12)은 상면과 하면을 통과하지 못하여 외관이 미려하고 표면을 통해 물 및 이물질 등이 침투하지 않는다는 장점이 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 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

10: 폴리머 발포체
12: 기공
20: 전도성 폴리머 탄성 코팅층
30: 금속 박
40: 비 발포 전도성 탄성부재
100, 400, 400: 전도성 폴리머 발포 탄성체

Claims (15)

1. 전도성 폴리머 발포 탄성체에 있어서,
   상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체; 및
   상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공의 내면에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층을 포함하며,
   상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 관계없이 내부에 위치한 상기 폴리머 발포체의 오픈 셀 구조에 의해 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 오픈 셀 구조를 갖고,
   상기 전도성 폴리머 발포 탄성체를 상하 방향으로 가압할 때, 상기 기공의 용적률이 감소하여 상기 기공 간의 접촉 증가로 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체의 전도성이 증가하는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전도성은 열 전도성 또는 전기 전도성 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 폴리머 발포체는, 상면과 하면 및 기공의 내면이 금속으로 도금된 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 폴리머 발포체에는, 상기 폴리머 발포체를 상하 관통하고 상기 기공보다 직경이 큰 관통구멍이 더 형성된 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층의 폴리머 수지는 상기 폴리머 발포체의 폴리머 수지와 화학 조성이 다른 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층의 내열 온도가 상기 폴리머 발포체의 내열 온도와 같거나 그보다 높은 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 폴리머 발포체는 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 의해 리플로우 솔더링의 온도조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층은 비 발포 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
9. 전도성 폴리머 발포 탄성체에 있어서,
   상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체;
   상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 전도성 폴리머 탄성 코팅층; 및
   상기 폴리머 발포체의 상면 또는 하면에 상기 경화에 의해 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 접착된 솔더링이 가능한 금속 박을 포함하며,
   상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 관계없이 내부에 위치한 상기 폴리머 발포체의 오픈 셀 구조에 의해 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 오픈 셀 구조를 갖고,
   상기 전도성 폴리머 발포 탄성체를 상하 방향으로 가압할 때, 상기 기공의 용적률이 감소하여 상기 기공 간의 접촉 증가로 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체의 전도성이 증가하는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
10. 전도성 폴리머 발포 탄성체에 있어서,
    상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체;
    상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 전도성 폴리머 탄성 코팅층;
    상기 폴리머 발포체의 상면 또는 하면 중 어느 한 면에 상기 경화에 의해 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 접착된 솔더링이 가능한 금속 박; 및
    상면 또는 하면 중 다른 한 면에 상기 경화에 의해 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 접착된 전도성 탄성부재를 포함하며,
    상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 관계없이 내부에 위치한 상기 폴리머 발포체의 오픈 셀 구조에 의해 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 오픈 셀 구조를 갖고,
    상기 전도성 폴리머 발포 탄성체를 상하 방향으로 가압할 때, 상기 기공의 용적률이 감소하여 상기 기공 간의 접촉 증가로 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체의 전도성이 증가하는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
11. 전도성 폴리머 발포 탄성체에 있어서,
    상면과 하면에 스킨 층이 없어 상하로 다수의 기공이 연결된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체;
    상기 폴리머 발포체의 상면과 하면, 상기 기공에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 전도성 폴리머 탄성 코팅층; 및
    상기 발포체의 상면과 하면에 각각 상기 경화에 의해 상기 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 접착된 전도성 탄성부재를 포함하며,
    상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 관계없이 내부에 위치한 상기 폴리머 발포체의 오픈 셀 구조에 의해 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 오픈 셀 구조를 갖고,
    상기 전도성 폴리머 발포 탄성체를 상하 방향으로 가압할 때, 상기 기공의 용적률이 감소하여 상기 기공 간의 접촉 증가로 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체의 전도성이 증가하는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
12. 청구항 9, 10 및 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성은 열 전도성 또는 전기 전도성 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
13. 청구항 9 또는 10에 있어서,
    상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 릴 테이프에 포장되어 진공픽업에 의해 리플로우 솔더링이 가능한 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
14. 전도성 폴리머 발포 탄성체에 있어서,
    내부에 서로 연결되는 다수의 기공이 형성된 오픈 셀 구조의 폴리머 발포체; 및
    상기 폴리머 발포체의 한 면과 다른 면, 상기 기공의 내면에 전도성 파우더가 혼합된 액상의 전도성 폴리머가 경화에 의해 접착 형성되어 서로 연결된 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층을 포함하며,
    상기 한 면에 형성된 상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층은 스킨 층을 형성하고, 상기 다수의 기공은 상기 다른 면에만 연결되고,
    상기 비 발포 전도성 폴리머 탄성 코팅층에 관계없이 내부에 위치한 상기 폴리머 발포체의 오픈 셀 구조에 의해 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체는 오픈 셀 구조를 갖고,
    상기 전도성 폴리머 발포 탄성체를 상하 방향으로 가압할 때, 상기 기공의 용적률이 감소하여 상기 기공 간의 접촉 증가로 상기 전도성 폴리머 발포 탄성체의 전도성이 증가하는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 스킨 층에서 진공 픽업이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 발포 탄성체.

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