KR20140050920A - 방열패드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열패드 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 열 방출 효율을 향상시킬 수 있는 방열 패드 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 방열패드는 그라파이트 시트; 상기 그라파이트 시트를 관통하도록 형성된 다수의 홀; 및 상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면과 상기 다수의 홀 내에 형성된 전도성 잉크층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방열패드 및 그 제조 방법{HEAT DISSIPATION PAD AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 방열패드 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 열 방출 효율을 극대화시킬 수 있는 방열패드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 영상표시를 위해 방전현상을 이용하므로, 이로 인해 화상이 구현되는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)에서는 많은 열이 발생하게 된다.
따라서, 플라즈마 디스플레이 패널과 플라즈마 디스플레이 패널의 구동에 필요한 회로부가 배면에 설치되는 샤시베이스 사이에 방열패드가 구비된다.
플라즈마 디스플레이 패널에서 발생되는 열을 제거하기 위한 방열패드의 종래 기술에 의하면, 상기 방열패드는 방열패드용 수지조성물에 구리분말, 흑연분말, 알루미늄분말 등의 열전도성 필러를 함유시켜 구비된다.
본 발명에 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0026675호(2005.03.15. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 방열시트 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 다수의 홀을 구비하는 그라파이트 시트의 표면에 전도성 필름 또는 전도성 잉크를 코팅하여 그라파이트 방열패드가 쉽게 파손되는 문제점을 해결함과 더불어, 열 방출 효율을 극대화시킬 수 있는 방열패드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 그라파이트 시트에 다수의 홀을 형성하고, 상기 다수의 홀과 그라파이트 시트의 표면에 전도성 필름 또는 전도성 잉크를 형성시킴으로써, 상기 다수의 홀이 그라파이트 시트의 표면적을 확장시키는 경로로 작용되도록 하여 열 방출 효율을 극대화시킬 수 있는 방열패드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 방열패드를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방열패드는 그라파이트 시트; 상기 그라파이트 시트를 관통하도록 형성된 다수의 홀; 및 상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면과 상기 다수의 홀 내에 형성된 전도성 잉크층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방열패드 제조 방법은 그라파이트 시트; 상기 그라파이트 시트를 관통하도록 형성된 다수의 홀; 및 상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면에 각각 부착되어, 상기 상면 및 하면과 상기 다수의 홀 내에 배치된 제1 및 제2 전도성 필름;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방열패드 제조 방법은 그라파이트 시트를 관통하는 다수의 홀을 형성시키는 단계; 상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면과 상기 다수의 홀 내에 전도성 잉크를 도포하는 단계; 및 상기 도포된 전도성 잉크를 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방열패드 및 그 제조 방법은 그라파이트 시트를 관통하는 다수의 홀을 형성하고, 상기 그라파이트 시트의 표면과 다수의 홀 내에 전도성 필름 또는 전도성 잉크를 형성함으로써, 방열패드의 표면적을 확장시키는 효과로 인해 열 방출 효율을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 있어서 Ⅱ-Ⅱ'선 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열패드를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열패드를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드의 제조방법을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드의 홀 형성 단계를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드의 전도성 잉크 도포 단계를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드의 전도성 잉크 경화 단계를 도시한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방열패드 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 방열패드(100)는 그라파이트 시트(110), 상기 그라파이트 시트(110)를 관통하도록 형성되는 다수의 홀(120) 및 그라파이트 시트(110)의 상면 및 하면과 다수의 홀(120) 내에 형성되는 전도성 잉크층(130)을 포함한다.
도 2는 도 1에 있어서 Ⅱ-Ⅱ'선 단면도이다.
도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 방열패드(100)를 상세히 설명하기로 한다.
그라파이트 시트(110)는 열과 부식에 대단히 강하며, 높은 열전도율과 전기전도율을 갖추고 있는 장점이 있다. 특히, 불활성 분위기에서는 대략 3000℃의 고온에서 견딜 수 있다.
그러나, 그라파이트 시트(110)는 탄소 원자들간의 거리가 떨어져 있으며, 아주 느슨하게 결합된 층으로 구성되어 있다. 따라서, 약한 충격에도 부서지거나 긁히기 쉽고 분진이 많이 발생하는 단점이 있다.
상기 기술한 그라파이트 시트(110)의 단점을 극복하기 위해 그라파이트 시트(110)의 상면 및 하면에 전도성 잉크층(130)을 형성시켜 그라파이트 시트(110)의 파손을 방지할 수 있다.
그라파이트 시트(110)의 두께는 5㎛~2,000㎛인 것이 바람직하다. 5㎛ 미만일 경우에는 시트가 너무 얇아 열확산 및 방열효율이 부족할 수 있고, 반면에 2,000㎛를 초과하는 경우에는 굽힘성이 좋지 않을 수 있다.
전도성 잉크층(130)은 고분자 수지에 열전도성금속분말, CNT(carbon nano tube) 및 그래핀 등을 혼합하여 제조할 수 있다.
이 때, 고분자 수지는 폴리우레탄, 아크릴, 불소수지 또는 실리콘 등으로 형성될 수 있으며, 열전도성금속분말은 금, 은, 구리, 알루미늄, 알루미나, 및 니켈 등과 같은 열전도성이 높은 금속분말을 적어도 1종 이상 혼합하여 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명의 전도성 잉크층(130)이 형성된 방열패드(100)는 그라파이트 시트(110)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 상기 방열패드(100)는 디스플레이 장치로부터 방출되는 전자파를 차단하는 기능을 더 수행할 수 있다.
전도성 잉크층(130)은 1㎛~500㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 두께가 1㎛ 이하인 경우에는 코팅층의 효과를 기대하기 어렵고 반면에, 500㎛보다 두꺼울 경우 그라파이트 시트(110)의 방열 기능을 저해하는 요인이 될 수 있다.
그라파이트 시트(110)에 상기 그라파이트 시트를 관통하는 다수의 홀(120)을 형성함으로써, 그라파이트 시트(110)가 발열체와 접촉하는 표면적이 극대화되어 방열효과가 향상된다.
이 때, 다수의 홀(120)은 그라파이트 시트(110) 전체에 다양한 크기와 형상으로 분포될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 방열패드를 나타낸 단면도이다.
도 3은 그라파이트 시트(110)와 상기 그라파이트 시트(110)를 관통하도록 형성되는 다수의 홀(120)내에 형성되는 전도성 잉크층(130)을 도시한다.
나머지 구성은 도 2에서와 동일할 수 있으므로, 이에 대한 중복된 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
전도성 잉크층(130)은 그라파이트 시트(110)의 상면과 하면 뿐만 아니라 전면에 걸쳐 형성될 수도 있다.
따라서, 그라파이트 시트(110)의 표면 중 가장 많이 훼손될 수 있는 가장자리까지 전도성 잉크층(130)으로 코팅하여 방열패드(100)의 사용 및 취급 시 발생할 수 있는 파손을 최소화 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열패드를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 방열패드(200)는 그라파이트 시트(210), 그라파이트 시트를 관통하도록 형성되는 다수의 홀(220) 및 그라파이트 시트(210)의 상면 및 하면에 각각 부착되어, 상기 상면 및 하면과 다수의 홀(220) 내에 배치된 제1 및 제2 전도성 필름(230, 232)을 포함한다.
나머지 구성은 도 2에서와 동일할 수 있으므로, 이에 대한 중복된 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
제1 및 제2 전도성 필름(230, 232)은 그라파이트 시트(210)의 상면과 하면에 각각 열압착 방법에 의해 부착된다. 이 때, 그라파이트 시트(210)의 상면에 부착된 제1 전도성 필름(230)과 하면에 부착된 제2 전도성 필름(232)은 다수의 홀(220) 내에서 서로 부착된다. 따라서, 다수의 홀(220)내에도 제1 및 제2 전도성 필름(230, 232)이 배치될 수 있다.
이 때, 제1 및 제2 전도성 필름(230, 232)의 일면은 그라파이트 시트(210)에 부착된다. 이에 따라, 그라파이트 시트(210)에 부착되는 제1 및 제2 전도성 필름(230, 232)의 일면에 점착제가 도포되는 것이 보다 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드의 제조방법을 도시한 것이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드의 제조방법을 각 단계별로 도시한 것이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열패드(100)의 제조방법은 그라파이트 시트(110)를 관통하는 다수의 홀(120)을 형성시키는 홀 형성 단계(S110)와 홀이 형성된 그라파이트 시트(110)의 상면 및 하면에 전도성 잉크(135)를 도포하는 전도성 잉크 도포 단계(S120) 및 상기 도포된 전도성 잉크(135)를 경화시키는 전도성 잉크 경화 단계(S130)를 포함한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 홀 형성 단계(S110)에서는 그라파이트 시트(110)를 관통하는 다수의 홀(120)이 형성된다. 이 때, 생성되는 다수의 홀(120)은 펀치 프레스의 직경에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 전도성 잉크 도포 단계(S120)는 슬러리 형태의 고분자 수지와 금속분말의 혼합물인 전도성 잉크(135)를 그라파이트 시트(110)와 다수의 홀(120)에 도포한다. 일례로, 전도성 잉크(135)는 슬릿코팅방법을 이용하여 코팅층을 형성할 수 있다. 슬릿코팅방법은 전도성 잉크(135)를 그라파이트 시트(110)와 상기 그라파이트 시트(110)에 형성된 다수의 홀(120)에 직접 분사하는 형태로써, 슬릿코터의 이동속도를 제어하여 균일한 코팅층을 형성할 수 있다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 전도성 잉크 경화 단계(S130)는 슬러리 형태의 전도성 잉크를 UV램프 또는 IR히터를 조사하여 전도성 잉크(135)를 경화한다. 이에 따라, 그라파이트 시트(110)의 상면 및 하면과 다수의 홀(120)내에 전도성 잉크층(130)을 형성시킨다.
제 1 및 제 2 전도성 필름(230, 232)을 포함하는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방열패드(200) 제조방법은 도 5에 도시된 내용과 일부 동일할 수 있으므로, 이에 대한 중복된 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 방열패드(200) 제조방법은 그라파이트 시트(210)에 다수의 홀(220)을 형성하는 홀 형성 단계와 다수의 홀(220)이 형성된 그라파이트 시트(210)의 상면 및 하면에 제 1 및 제 2 전도성 필름(230, 232)을 열압착 방법에 의해 부착시키는 전도성 필름 부착 단계를 포함한다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100, 200 : 방열패드 110, 210 : 그라파이트 시트
120, 220 : 다수의 홀 130 : 전도성 잉크층
135 : 전도성 잉크 230 : 제1 전도성 필름
232 : 제2 전도성 필름
S110 : 홀 형성 단계
S120 : 전도성 잉크 도포 단계
S130 : 전도성 잉크 경화 단계

Claims (10)

  1. 그라파이트 시트;
    상기 그라파이트 시트를 관통하도록 형성된 다수의 홀; 및
    상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면과 상기 다수의 홀 내에 형성된 전도성 잉크층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 잉크층은
    고분자 수지와, 상기 고분자 수지에 혼합된 열전도성금속분말, CNT(carbon nano tube) 및 그래핀 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열패드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고분자 수지는
    폴리우레탄, 아크릴, 불소수지 및 실리콘 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열패드.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 열전도성금속분말은
    금, 은, 구리, 알루미늄, 알루미나 및 니켈을 포함하는 금속분말 중 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방열패드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 잉크층은
    상기 그라파이트 시트의 측면을 더 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 방열패드.
  6. 그라파이트 시트;
    상기 그라파이트 시트를 관통하도록 형성된 다수의 홀; 및
    상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면에 각각 부착되어, 상기 상면 및 하면과 상기 다수의 홀 내에 배치된 제1 및 제2 전도성 필름; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열패드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전도성 필름은
    상기 그라파이트 시트에 열압착 방법으로 부착되는 것을 특징으로 하는 방열패드.
  8. 그라파이트 시트를 관통하는 다수의 홀을 형성시키는 단계;
    상기 그라파이트 시트의 상면 및 하면과 상기 다수의 홀 내에 전도성 잉크를 도포하는 단계; 및
    상기 도포된 전도성 잉크를 경화시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열패드 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전도성 잉크는
    고분자 수지와, 상기 고분자 수지에 혼합된 열전도성금속분말, CNT(carbon nano tube) 및 그래핀 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열패드 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 폴리우레탄 또는 실리콘으로 형성되고,
    상기 열전도성금속분말은 금, 은, 구리, 알루미늄, 알루미나, 및 니켈을 포함하는 금속분말 중 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방열패드 제조 방법.
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