KR20150029446A - 방열 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물은 바인더 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충전재 0.01 내지 750 중량부를 포함하고, 상기 바인더 조성물은 알루미나 졸(Alumina Sol) 100 중량부에 대하여 알콕시 실란 50 내지 500 중량부를 포함한다.

Description

방열 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판{COMPOSITE FOR REDIATION OF HEAT AND PRINTED CIRCUIT BOARD USING THE SAME}
본 발명은 방열 조성물 및 이를 이용한 방열층에 관한 것이다.
전자 기기, 자동차, 전동차 등에 포함되는 전자 부품은 발열 소자일 수 있다. 발열 소자가 방출하는 열은 전자 부품의 성능을 떨어뜨릴 수 있다.
전자 부품의 고집적화 및 고용량화에 따라, 전자 부품의 방열에 대한 관심은 더욱 커지고 있다.
전자 부품의 방열을 위하여 고방열, 고내열 특성을 가지는 방열 조성물이 개발되고 있다. 방열 조성물로는, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 등의 유기 수지, 무기 충전재 및 무기 안료를 포함하는 유기 조성물, 실란 가수분해물, 유기 수지, 무기 충전재 및 무기 안료를 포함하는 유무기 복합 조성물, 콜로이달 실리카, 무기 충전재 및 무기 안료를 포함하는 무기 조성물 등이 있다.
일반적으로, 유기 수지는 금속이나 무기 수지에 비하여 열전도도가 낮다. 따라서, 유기 조성물 또는 유무기 복합 조성물에 비하여 무기 조성물의 방열 특성이 우수하다. 전자 부품의 고집적화 및 고용량화에 따라 요구되는 방열 수준은 더욱 높아지고 있으므로, 이를 만족시키는 새로운 무기 조성물이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방열 조성물 및 이를 이용한 방열층을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물은 바인더 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충전재 0.01 내지 750 중량부를 포함하고, 상기 바인더 조성물은 알루미나 졸(Alumina Sol) 100 중량부에 대하여 알콕시 실란 50 내지 500 중량부를 포함한다.
상기 알콕시 실란은 메틸트리메톡실란, 메틸트리에톡실란, 에틸트리메톡실란, 에틸트리에톡실란, n-프로필트리에톡실란, i-프로필트리메톡실란, n-프로필트리에톡실란, 페닐트리메톡실란, 페닐트리에톡실란, 테트라에틸오소실리케이트 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나를 포함할 수 있다.
용매 및 첨가제를 더 포함하며, 상기 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 용매 50 내지 1000 중량부 및 첨가제 0.01 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 무기산, 유기산, 침강 방지제 및 레벨링제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 무기 충전재 100 중량부에 대하여 상기 침강 방지제 0.01 내지 2 중량부를 포함할 수 있다.
상기 무기 충전재는 탄소나노튜브, 그라핀 및 그라파이트로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄회로기판은 금속 플레이트, 상기 금속 플레이트 상에 형성되는 절연층, 그리고 상기 절연층 상에 형성되는 회로 패턴을 포함하며, 상기 절연층은 바인더 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충전재 0.01 내지 750 중량부를 포함하고, 상기 바인더 조성물은 알루미나 졸(Alumina Sol)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고방열, 고방사, 고내열 특성을 가지는 방열 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 방열 조성물을 적용하여, 방열 성능이 개선된 전자 부품을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 힛싱크의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 힛 싱크의 상면에 배치된 광원을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물의 방열 성능을 측정하기 위한 장치이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서 wt%는 중량부로 대체될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 바인더(binder) 조성물 및 무기 충전재를 포함하되, 바인더 조성물은 알루미나 졸(Alumina sol) 및 알콕시 실란을 포함하는 방열 조성물을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물은 바인더 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충전재 0.01 내지 750 중량부를 포함한다. 바인더 조성물에 포함되는 알루미나 졸(Alumina Sol)은 콜로이달 알루미나(colloidal alumina)와 혼용될 수 있으며, 알루미나 수화물(AlOOH)이 콜로이드 형태로 물에 분산된 상태를 의미한다. 알루미나 졸은 조막성이 뛰어나 접착 결합성이 좋으며, 내열성이 우수하다. 알루미나 졸은 물 또는 유기 용매를 분산매로 할 수 있다. 알루미나 졸은, 예를 들면 10 내지 30wt%의 고형분과 70 내지 90wt%의 물을 포함할 수 있다.
알콕시 실란은 RnSi(OR')4-n으로 나타낼 수 있다. 여기서, R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기이며, R'은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 아실기일 수 있다. 알콕시 실란은, 예를 들면 메틸트리메톡실란, 메틸트리에톡실란, 에틸트리메톡실란, 에틸트리에톡실란, n-프로필트리에톡실란, i-프로필트리메톡실란, n-프로필트리에톡실란, 페닐트리메톡실란, 페닐트리에톡실란, 테트라에틸오소실리케이트 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다.
알콕시 실란은 알루미나 졸의 물과 반응하여 실라놀기를 형성하며, 상온 또는 가온 조건에서 탈수 축합 반응이 일어나 도막을 형성하게 된다. 이에 따라, 도료의 부착성, 경도, 열전도도, 절연성능 등을 향상시킬 수 있다. 이때, 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 알콕시 실란 50 내지 500 중량부를 포함할 수 있다. 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 알콕시 실란이 50 중량부 미만으로 함유되는 경우, 도막 형성이 용이하지 않으며, 저장성이 불량해질 수 있다. 그리고, 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 알콕시 실란이 500 중량부를 초과하여 함유되는 경우, 잉여 실란의 자체 축합이 일어나 바인더 성능이 낮아지게 된다.
본 발명의 한 실시예에 따른 바인더 조성물은 용매 및 첨가제를 더 포함할 수 있다. 용매는 물 또는 유기 용매일 수 있다. 이때, 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 용매 50 내지 1000 중량부를 포함할 수 있다. 유기 용매는 저급 지방족 알코올, 고급 지방족 알코올, 케톤류 용매, 방향족 용매 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다. 저급 지방족 알코올은, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다. 유기 용매로 저급 지방족 알코올 또는 고급 지방족 알코올이 사용되는 경우, 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 유기 용매가 50 중량부보다 낮게 함유되면 도장면이 좋지 않고 가사 시간이 줄어들게 된다. 그리고, 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 유기 용매가 1000 중량부보다 높게 함유되면 알코올의 강한 수소 결합력으로 인하여 중합 반응이 지속적으로 일어나며, 가사 시간이 줄어들고 열전도도, 절연 성능이 낮아지게 된다.
용매는 본 발명의 실시예에 따른 방열 조성물이 도장되는 피도물의 종류, 예를 들면 금속, 비금속, 유리, 플라스틱 등에 따라 달라질 수 있다.
첨가제는 무기산 또는 유기산, 침강 방지제 및 레벨링제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 첨가제 0.01 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 첨가제 0.01 내지 10 중량부를 포함하면, 방열 조성물의 pH를 조절할 수 있고, 침강 방지 효과를 얻을 수 있다.
무기산 또는 유기산은 인산, 염산, 황산, 질산, 초산, 옥살산, 개미산 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다. 무기산 또는 유기산은 알콕시 실란과 알루미나 졸을 가수분해 하며, 바인더 조성물의 pH를 2 내지 5로 조절할 수 있다. 바인더 조성물의 pH가 2 이하이면 제조 후 저장성이 불량해지고, pH가 5 이상이면 안정성이 떨어져 접착 결합성이 떨어지게 된다.
침강 방지제는 무기 충전재의 침전을 방지한다. 세라믹계 무기 충전재는 비중이 높아, 제조 후 시간이 지날수록 침전되는 문제가 있다. 따라서, 방열 조성물에 침강 방지제를 첨가하여 무기 충전재의 침전을 방지하고자 한다. 침강 방지제는, 예를 들면 클레이계 침강 방지제 또는 실리카계 침강 방지제일 수 있다. 침강 방지제는 무기 충전재 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부 로 함유될 수 있다. 침강 방지제가 무기 충전재 100 중량부에 대하여 0.01중량부보다 적게 함유되면, 침강 방지 효과를 얻을 수 없다. 침강 방지제가 무기 충전재 100 중량부에 대하여 2 중량부보다 많이 함유되면, 접착 결합성 및 방열성이 떨어지게 된다.
레벨링제는 도료의 흐름성을 좋게 하여 작업성을 향상시킨다. 레벨링제는 방향족 또는 지방족 탄화수소 화합물의 혼합용제, 예를 들면 크실렌, 톨루엔, 에텔렌클리콜모노부틸에테르, 메틸에틸케톤 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물은 바인더 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충전재 0.01 내지 750 중량부를 포함한다. 바인더 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충전재가 0.01 내지 750 중량부 포함되는 경우, 방열 조성물의 경도, 내구성, 절연성, 열전도성 및 내열성 등이 개선될 수 있다. 열전도성 및 내열성은 무기 충전재의 첨가량이 많을수록 좋은데, 그 체적 분율에 따라 향상되는 것은 아니며, 특정 첨가량부터 비약적으로 향상된다. 다만, 바인더 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충전재가 0.01 내지 750 중량부보다 많이 포함되면, 점도가 높아져 성형성이 약화된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무기 충전재는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그라핀(graphene), 그라파이트(graphite) 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다. 그리고, 무기 충전재는, 예를 들면 코디어라이트, 게르마늄, 산화철, 운모, 이산화망간, 실리콘카바이드, 맥섬석, 카본, 산화구리, 산화코발트, 산화니켈, 산화주석, 산화크롬, 실리카, 산화마그네슘, 산화아연, 실리카, 알루미나, 바륨타이타네이트, 질화알루미늄, 알루미나의 위스커, 티타니아, 지르코니아 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방열 조성물에서, 알루미나 졸과 무기 충전재의 고형분의 중량비(알루미나 졸/무기 충전재)는 50/50 내지 97/3, 바람직하게는 70/30 내지 95/5일 수 있다. 알루미나 졸과 무기 충전재의 고형분의 중량비가 50/50보다 낮은 경우, 무기 충전재가 알루미나 졸보다 많이 함유된 경우, 도막과 소재 간의 접착 결합성이 떨어져, 전자 부품에 적용하기 어려워진다. 그리고, 알루미나 졸과 무기 충전재의 고형분의 중량비가 97/3보다 큰 경우, 도막과 소재 간의 접착 결합성은 높아지나, 방열 성능이 낮아지게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 방열 조성물은 무기 안료를 더 포함할 수도 있다. 무기 안료는 평균 입자경 0.1nm 내지 20㎛의 루틸(Rutile)형 무기 안료 또는 운모-산화티탄계 등의 무독성 펄안료일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방열 조성물은 알콕시 실란, 알루미나 졸 및 첨가제를 혼합하여 가수분해시킨 후, 용매 및 무기 충전재를 첨가하고 분산기에서 교반하여 얻어질 수 있다. 분산기는, 예를 들면 볼밀, 샌드밀, 링밀, 바스켓밀, 다이노밀, 제트밀 등일 수 있으며, 상온, 상압에서 2 내지 24시간 동안 교반할 수 있다. 이러한 방열 조성물은 금속, 비금속, 유리, 플라스틱 등의 피도물에 도장될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물은 인쇄 회로 기판에 적용될 수 있다. 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 인쇄 회로 기판(100)은 금속 플레이트(110), 절연층(120) 및 회로 패턴(130)을 포함한다.
금속 플레이트(110)는 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 백금 및 이들로부터 선택된 합금으로 이루어질 수 있다.
금속 플레이트(110) 상에는 본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물로 이루어진 절연층(120)이 형성된다. 금속 플레이트(110)를 예열한 후, 금속 플레이트(110)의 표면에 본 발명의 실시예에 따른 방열 조성물을 도포 및 경화하여 절연층을 형성할 수 있다.
절연층(120) 상에는 회로 패턴(130)이 형성된다. 회로 패턴(130)은 구리, 니켈 등의 금속으로 이루어질 수 있다.
절연층(120)은 금속 플레이트(110)와 회로 패턴(130) 사이를 절연한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물을 경화하여 절연층으로 이용함으로써, 방열 성능이 우수한 인쇄 회로 기판을 얻을 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물은 조명의 힛싱크(heatsink)에도 적용될 수 있다. 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 힛싱크의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 힛 싱크의 상면에 배치된 광원을 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 힛 싱크(200)는 조명 장치에 내장되며, 힛 싱크(200)의 상면에는 조명 장치의 광원(300)이 배치될 수 있다. 광원(300)은, 예를 들면 적어도 하나의 LED(Light Emitting Diode) 패키지를 포함할 수 있다. 광원(300)으로부터 발생한 열은 힛 싱크(200)로 전달되며, 외부로 방출된다. 힛 싱크(200)와 공기 간의 접촉 면적을 넓히기 위하여, 힛 싱크(200)의 표면은 요철 형상(210)을 가질 수 있다.
힛 싱크(200)는 본 발명의 실시에에 따른 방열 조성물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 방열 성능이 우수한 힛 싱크를 얻을 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물은 태양 전지 또는 전기 자동차의 배터리에도 적용될 수 있다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 태양 전지(400)는 지지 기판(410), 후면 전극층(420), 광흡수층(430), 버퍼층(440) 및 상면 전극층(450)을 포함한다.
지지 기판(410)은 플레이트 형상이며, 후면 전극층(420), 광흡수층(430), 버퍼층(440) 및 상면 전극층(450)을 지지한다. 지지 기판(410)은 절연체일 수 있다.
후면 전극층(420)은 지지 기판(410) 위에 형성되며, 도전층이다.
광흡수층(430)은 후면 전극층(420) 상에 형성되며, Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 족 화합물을 포함할 수 있다.
버퍼층(440)은 광흡수층(430) 상에 형성되며, 에너지 밴드갭이 서로 다른 복수의 버퍼층을 포함할 수 있다.
전면 전극층(450)은 버퍼층(440) 상에 형성되며, 도전층이다.
그리고, 태양 전지(400)는 방열층(460)을 더 포함할 수 있다. 지지 기판(410) 아래에 방열층(460)이 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 방열층(460)은 지지 기판(410)과 후면 전극층(420) 사이, 후면 전극층(420)과 광흡수층(430) 사이, 광흡수층(430)과 버퍼층(440) 사이, 버퍼층(440)과 상면 전극층(450) 사이 또는 상면 전극측(450) 상에 형성될 수 있다.
방열층(460)은 본 발명의 실시에에 따른 방열 조성물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 방열 성능이 우수한 전지를 얻을 수 있다.이하, 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
<실시예 1>
용매 300 중량부에 메틸메톡시실란과 알루미나 졸 100 중량부 및 첨가제 1 중량부를 첨가하고, 그라파이트 2 중량부를 더 첨가하여 교반한 후 실시예 1의 방열 조성물을 얻었다.
<비교예 1>
용매 300 중량부에 메틸메톡시실란과 실리카 졸 100 중량부 및 첨가제 1 중량부를 첨가하고, 그라파이트 2 중량부를 더 첨가하여 교반한 후 비교예 1의 방열 조성물을 얻었다.
<실시예 2>
용매 300 중량부에 메틸메톡시실란과 알루미나 졸 100 중량부 및 첨가제 1 중량부를 첨가하고, 탄소나노튜브 2 중량부를 더 첨가하여 교반한 후 실시예 2의 방열 조성물을 얻었다.
<비교예 2>
용매 300 중량부에 메틸메톡시실란과 실리카 졸 100 중량부 및 첨가제 1 중량부를 첨가하고, 탄소나노튜브 2 중량부를 더 첨가하여 교반한 후 비교예 2의 방열 조성물을 얻었다.
<실시예 3>
용매 300 중량부에 메틸메톡시실란과 알루미나 졸 100 중량부 및 첨가제 1 중량부를 첨가하고, 그라파이트 1 중량부와 탄소나노튜브 1 중량부를 더 첨가하여 교반한 후 실시예 3의 방열 조성물을 얻었다.
<비교예 3>
용매 300 중량부에 메틸메톡시실란과 실리카 졸 100 중량부 및 첨가제 1 중량부를 첨가하고, 그라파이트 1 중량부와 탄소나노튜브 1 중량부를 더 첨가하여 교반한 후 비교예 3의 방열 조성물을 얻었다.
실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3의 방열 조성물을 두께가 0.6mm이고 5cm×5cm 크기의 알루미늄 시편 상에 도장한 후 건조, 경화 시켰다. 그리고, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3의 방열 조성물로 도장한 알루미늄 시편 각각을 가열한 후 정해진 위치에서의 온도를 측정하였다. 도 5 본 발명의 한 실시예에 따른 방열 조성물의 방열 성능을 측정하기 위한 장치이다. 표 1은 그 결과를 나타낸다.
No. P1(℃) P2(℃) P3(℃) △P1(℃) △P2(℃) △P3(℃)
Reference 105.3 94.9 95.5 - - -
비교예 1 91.6 80.1 79.7 -13.7 -14.8 -15.8
실시예 1 87.6 77.9 78.2 -17.7 -17.0 -17.3
비교예 2 90.2 78.4 83.1 -15.0 -16.5 -12.3
실시예 2 88.7 78.0 78.1 -16.6 -16.9 -17.4
비교예 3 90.5 80.7 81.7 -14.7 -14.2 -13.7
실시예 3 87.6 78.3 79.4 -17.7 -16.6 -16.1
표 1에서, P1, P2 및 P3는 각각 도 2의 P1, P2 및 P3에서 측정한 온도(℃)를 나타내고, △P1, △P2 및 △P3는 각각 도장하지 않은 알루미늄 시편(reference)과의 온도 차를 나타낸다.
P1에서, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 비교예 1의 조성물로 도장한 알루미늄 시편 간의 온도 차는 13.7℃인데 반해, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 실시예 1의 조성물로 도장한 알루미늄 시편 간의 온도차는 17.7℃이다.
P2에서, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 비교예 1의 조성물로 도장한 알루미늄 시편 간의 온도 차는 14.8℃인데 반해, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 실시예 1의 조성물로 도장한 알루미늄 시편 간의 온도차는 17.0℃이다.
P3에서, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 비교예 1의 조성물로 도장한 알루미늄 시편 간의 온도 차는 15.8℃인데 반해, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 실시예 1의 조성물로 도장한 알루미늄 시편 간의 온도차는 17.3℃이다.
실시예 2와 비교예 2, 실시예 3과 비교예 3의 비교에서도 유사하다.
이와 같이, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 알루미나 졸을 포함하는 조성물로 도장한 알루미늄 시편 간의 온도 차가, 도장하지 않은 알루미늄 시편과 실리카 졸을 포함하는 조성물로 도장한 알루미늄 시편 간의 온도 차보다 더 큰 것으로 보아, 알루미나 졸을 포함하는 조성물의 방열 성능이 실리카 졸을 포함하는 조성물의 방열 성능보다 우수함을 알 수 있다.
한편, 이미 상용화되어 있는 방열 조성물을 두께가 0.6mm이고 5cm×5cm 크기의 알루미늄 시편 상에 도장한 후 건조, 경화 시킨 후, 표 1에서와 동일한 방법으로 온도를 측정하였다. 표 2는 그 결과를 나타낸다.
No. P1(℃) P2(℃) P3(℃) △P1(℃) △P2(℃) △P3(℃)
Reference 105.3 94.9 95.5 - - -
조성물 1(M사) 91.0 81.0 82.6 -14.3 -13.9 -12.9
조성물 2(F사) 90.9 82.5 83.0 -14.4 -12.4 -12.5
조성물 3(I사, 백색) 89.6 83.2 82.2 -15.7 -11.7 -13.3
조성물 4(I사, 흑색) 90.5 82.2 82.6 -14.8 -12.7 -12.9
표 2에서, 조성물 1은 에폭시 수지 및 아크릴 수지를 포함하는 방열 조성물이고, 조성물 2는 세라믹 수지를 포함하는 방열 조성물이며, 조성물 3 및 4는 아크릴 수지를 포함하는 방열 조성물이다.
P1, P2 및 P3는 각각 도 2의 P1, P2 및 P3에서 측정한 온도(℃)를 나타내고, △P1, △P2 및 △P3는 각각 도장하지 않은 알루미늄 시편(reference)과의 온도 차를 나타낸다.
표 1의 모든 실시예에서 도장하지 않은 알루미늄 시편과 도장한 알루미늄 시편 간의 온도 차가 16℃ 이상인 것에 비하여, 표 2의 모든 조성물에서 도장하지 않은 알루미늄 시편과 도장한 알루미늄 시편 간의 온도 차가 15℃ 이하이다.
이로 보아, 본 발명의 실시예에 따른 방열 조성물은 시판 중인 다른 방열 조성물에 비하여 우수한 방열 성능이 있음을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 바인더 조성물 100 중량부에 대하여무기 충전재 0.01 내지 750 중량부를 포함하고,
    상기 바인더 조성물은 알루미나 졸(Alumina Sol) 100 중량부에 대하여 알콕시 실란 50 내지 500 중량부를 포함하는 방열 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알콕시 실란은 메틸트리메톡실란, 메틸트리에톡실란, 에틸트리메톡실란, 에틸트리에톡실란, n-프로필트리에톡실란, i-프로필트리메톡실란, n-프로필트리에톡실란, 페닐트리메톡실란, 페닐트리에톡실란, 테트라에틸오소실리케이트 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나를 포함하는 방열 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    용매 및 첨가제를 더 포함하며,
    상기 알루미나 졸 100 중량부에 대하여 용매 50 내지 1000 중량부 및 첨가제 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 방열 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 첨가제는 무기산, 유기산, 침강 방지제 및 레벨링제 중 적어도 하나를 포함하는 방열 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무기 충전재 100 중량부에 대하여 상기 침강 방지제 0.01 내지 2 중량부를 포함하는 방열 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무기 충전재는 탄소나노튜브, 그라핀 및 그라파이트로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 방열 조성물.
  7. 금속 플레이트,
    상기 금속 플레이트 상에 형성되는 절연층, 그리고
    상기 절연층 상에 형성되는 회로 패턴을 포함하며,
    상기 절연층은 바인더 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충전재 0.01 내지 750 중량부를 포함하고, 상기 바인더 조성물은 알루미나 졸(Alumina Sol) 100 중량부에 대하여 알콕시 실란 50 내지 500 중량부를 포함하는 인쇄회로기판.
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