KR20160106579A - 열전도성 시트용 수지 조성물, 열전도성 시트, 수지 피막 금속 및 전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전도성 시트의 형성이 용이한 열전도성 시트용 수지 조성물로서, 두께 방향 및 면 방향의 열전도성이 우수한 열전도성 시트를 형성할 수 있는 수지 조성물이다. 본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물은 폴리우레탄 수분산 입자와, 육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체(11)인 제1 필러와, 상기 폴리우레탄 수분산 입자와 상기 제1 필러가 분산된 물을 포함한다. 육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체를 포함함으로써, 형성된 시트는 결정의 배향이 일정 방향으로 한정되지 않고, 도 1에 나타내는 바와 같이 두께(종) 방향과 면(수평) 방향으로 열전도성을 가질 수 있다.

Description

열전도성 시트용 수지 조성물, 열전도성 시트, 수지 피막 금속 및 전자 기기{RESIN COMPOSITION FOR HEAT-CONDUCTIVE SHEET, HEAT-CONDUCTIVE SHEET, RESIN-COATED METAL, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 열전도성 시트용 수지 조성물에 관한 것이다. 특히, 취급이 용이한 수지 조성물로서 열전도성이 우수한 시트의 형성이 용이한 수지 조성물에 관한 것이다.

발열하는 기계ㆍ전기 부품에 장착하여 열의 방산에 의해 온도를 낮추는 것을 목적으로 하는 부품으로서 히트 싱크(heat sink)가 알려져 있다. 이러한 히트 싱크에는 주로 열을 전도하기 쉬운 알루미늄이나 구리 등의 금속이 재료로 이용되는 경우가 많다.

방열의 일반적인 방법으로서 반도체 패키지와 같은 발열체와 알루미늄이나 구리로 이루어진 히트 싱크 사이에 수지제의 열전도성 시트를 끼우고, 발열체와 히트 싱크를 밀착시켜 발열체에 발생한 열을 효율적으로 히트 싱크에 전달하여 방열하는 방법이 있다.

열전도성 시트의 열전도성을 향상시키기 위해 시트 중에 열전도율이 높은 무기 입자를 함유시키는 경우가 있다. 특히, 입자의 형상에 장축 방향을 갖는 입자를 이용하는 경우, 열전도성 시트의 두께 방향으로 입자의 장축 방향을 자장 배향시켜 두께 방향의 열전도성을 향상시키는 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

그러나, 상기 두께 방향 이외의 방향의 열전도성을 향상시킬 수는 없다.

또한, 상기와 같이 두께 방향으로 입자의 장축 방향을 배향시킨 열전도성 시트에 대하여 열 프레스를 반복하여 실시하고, 입자의 방향을 시트면에 평행한 방향(면 방향)으로 배향시켜 면 방향의 열전도성을 향상시키는 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

그러나, 상기 면 방향 이외의 방향의 열전도성을 향상시킬 수는 없다.

일본 공개 특허 공보 특개2008-280496호 일본 공개 특허 공보 특개2012-039060호

따라서, 본 발명은 두께 방향 및 면 방향의 열전도성이 우수한 열전도성 시트를 형성할 수 있는 열전도성 시트용 수지 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은 상술한 과제를 해결하기 위해 예의 검토하였다. 그 결과, 육방정계의 질화물 결정이 응집된 응집체와 폴리우레탄 입자를 수중에 분산시킨 수분산액을 이용하면 용이하게 열전도성 시트를 형성할 수 있으며, 또한 형성된 시트는 두께 방향 및 면 방향으로 열전도성을 가질 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.

본 발명의 제1 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물은, 폴리우레탄 수분산 입자와; 도 1에 나타내는 바와 같은 육방정계의 질화물 결정이 응집된 응집체(11)인 제1 필러와; 상기 폴리우레탄 수분산 입자와 상기 제1 필러가 분산된 물을 포함한다. 여기서, "폴리우레탄 수분산 입자"란 폴리우레탄 수지를 용해하지 않는 분산매(수성의 액체 또는 물 등) 중에 분산되어 있는 고형 성분으로서의 폴리우레탄 수지를 의미하고, 전술한 폴리우레탄의 입자와 같은 뜻이다. 또한, "결정이 응집된 응집체"란 복수의 결정이 응집 덩어리로 된 것을 말한다. 응집체의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 눈사람 형상으로 둥글게 된 것, 구 형상, 대략적인 구 형상, 편구 형상이어도 되고, 또한 럭비볼과 같은 형상이어도 된다. 그 밖에, 초코 플레이트나 사막의 장미(Desert Rose)(광물 결정), 도롱이 벌레의 자루형상 집과 같은 다른 형상이어도 된다.

이와 같이 구성하면 열전도성 시트용 수지 조성물은 수성이기 때문에 도포나 운반 등의 취급이 용이하게 된다. 또한, 도포 후에 건조(수분을 제거)함으로써, 용이하게 제막할 수 있다. 또한, 수지 조성물이 폴리우레탄을 베이스로 하고 있기 때문에, 아크릴이나 아크릴 실리콘을 베이스로 한 수지 조성물에 비하여 형성된 열전도성 시트가 금속 표면 등으로의 밀착성이나 내열성이 우수하고, 연성이 높은 시트가 될 수 있다. 또한, 실리콘계를 베이스로 하는 경우에 우려되는 저분자 실록산에 의한 오염이 발생되지 않는다. 또한, 수지 조성물이 함유하는 육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체에 의해 형성된 시트 중에서 결정의 배향이 일정 방향으로 한정되지 않고, 도 1에 나타내는 바와 같이 두께(종) 방향과 면(수평) 방향으로 열전도성을 가질 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물은 상술한 본 발명의 제1 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물에서 상기 폴리우레탄 수분산 입자를 구성하는 재료가 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄, 지방산 변성 폴리우레탄, 방향족 폴리우레탄 및 폴리에테르 폴리우레탄으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종이다.

이와 같이 구성하면 폴리우레탄의 특성이 특히 우수한 열전도성 시트가 형성 가능한 열전도성 시트용 수지 조성물이 된다.

본 발명의 제3 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물은 상술한 본 발명의 제1 양태 또는 제2 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물에서 상기 제1 필러가 육방정계의 질화붕소이다.

이와 같이 구성하면 열전도성 시트용 수지 조성물로 형성된 시트는 질화붕소의 응집체(11)에 의해 높은 열전도성을 가질 수 있다.

본 발명의 제4 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물은 상술한 본 발명의 제1 양태 내지 제3 양태 중에서 어느 하나의 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물에서 상기 폴리우레탄 수분산 입자 100중량부에 대하여 상기 제1 필러를 5중량부 내지 150중량부 함유한다.

이와 같이 구성하면 제1 필러의 함유량을 적량으로 할 수 있다.

본 발명의 제5 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물은 상술한 본 발명의 제1 양태 내지 제4 양태 중에서 어느 하나의 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물에서 상기 제1 필러는 분말이고, 상기 제1 필러의 평균 입경은 0.5㎛ 내지150㎛이다.

이와 같이 구성하면, 제1 필러의 평균 입경이 0.5㎛ 이상이기 때문에 열전도성 시트용 수지 조성물로 형성된 시트는 충분한 열전도성을 가질 수 있다. 또한, 150㎛ 이하이기 때문에 시트의 표면에 요철이 생기지 않는다.

본 발명의 제6 양태에 관한 열전도성 시트용 수지 조성물은 상술한 본 발명의 제1 양태 내지 제5 양태 중에서 어느 하나의 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물에서 질화붕소, 코디어라이트(cordierite), 멀라이트(mullite), 실리카, 알루미나, 산화아연 및 흑연으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 제2 필러를 추가로 포함한다.

이와 같이 구성하면, 열전도성 시트용 수지 조성물로 형성된 시트의 열전도성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제7 양태에 관한 열전도성 시트는 상술한 본 발명의 제1 양태 내지 제6 양태 중에서 어느 하나의 양태에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물을 건조시켜 얻어진다.

이와 같이 구성하면, 열전도성, 내열성 및 밀착성이 우수한 열전도성 시트를 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명의 제8 양태에 따른 열전도성 시트는 상술한 본 발명의 제7 양태에 따른 열전도성 시트에서 표면 온도가 50℃에서의 ASKER C 경도가 25 내지 80이다. 또한, ASKER C 경도란 C형 듀로미터로 측정한 경도를 의미하고 있며, 측정 방법은 (재)일본 고무 협회 표준 기준 SRIS 0101에 준한다. 또한, SRIS 0101은 현재 폐지 기준이지만 일반적으로는 SRIS 0101의 기재로 측정 방법을 특정할 수 있다.

이와 같이 구성하면, 예를 들어 열전도성 시트를 금속성의 발열 부재와 금속성의 방열 부재로 끼운 경우에 시트가 양 금속의 요철에 추종하여 밀착하고, 발열부재에서 발생한 열을 효율적으로 전도하여 방열 부재에 전달시킬 수 있다.

본 발명의 제9 양태에 따른 열전도성 시트는 상술한 본 발명의 제7 양태 또는 제8 양태에 따른 열전도성 시트에서 두께가 5㎛ 내지 500㎛이다.

이와 같이 구성하면, 특히 일렉트로닉스 분야에서 열전도성 시트로서 사용할 수 있다.

본 발명의 제10 양태에 따른 수지 피막 금속은, 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이 상술한 본 발명의 제7 양태 내지 제9 양태 중에서 어느 하나의 양태에 따른 열전도성 시트(1)와; 상기 열전도성 시트에 의해 피막된 금속 부품(21)을 구비한다.

이와 같이 구성하면, 열전도성 시트를 개재하여 금속 부품을 다른 금속에 밀착시킬 수 있다.

본 발명의 제11 양태에 따른 전자 기기는, 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이 상술한 본 발명의 제10 양태에 따른 수지 피막 금속과; 발열부를 갖는 전자 디바이스(22)를 구비하고; 상기 수지 피막 금속의 열전도성 시트(1)가 상기 발열부에 접촉하도록 상기 전자 디바이스(22)에 배치된다.

이와 같이 구성하면, 전자 디바이스에서 발생한 열을 효율적으로 금속제의 방열 부재 등에 전달하여 전자 디바이스의 방열 효과를 높일 수 있다.

본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물은 분산매가 물(또는 수성의 액체 등)이기 때문에 취급이 용이하다. 이러한 수지 조성물은 도포하여 건조(수분을 제거)함으로써 용이하게 열전도성 시트를 형성할 수 있다. 또한, 형성된 열전도성 시트는 열전도성, 내열성 및 밀착성이 우수하다. 특히, 열전도성 시트가 육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체를 함유하기 때문에 결정의 배향이 일정 방향으로 한정되지 않으며, 열전도성 시트는 두께 방향과 면 방향으로 열전도성을 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전도성 시트(1)의 단면 모식도이다.
도 2는 필러로서 인편상의 질화붕소를 함유하는 열전도성 시트의 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 열전도성 시트의 제조공정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전도성 시트(1)의 사용예를 나타내는 도면이다.

본 출원은 일본에서 2014년 1월 8일에 출원된 특원2014-001985호에 기초하고 있으며, 그 내용은 본 출원의 내용으로서 그 일부를 형성한다. 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 더욱 완전하게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명의 추가적인 응용 범위는 이하의 상세한 설명에 의해 명백해 질 것이다. 그러나, 본원의 상세한 설명 및 특정의 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예들이며, 설명의 목적을 위해서만 기재되어 있는 것이다. 이러한 상세한 설명으로부터 각종 변경 및 개변이 본 발명의 사상과 범주 내에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하기 때문이다. 출원인은 기재된 실시예들을 모두 공중에 헌상할 의도는 없으며, 개변 및 대체안 중에서 특허청구범위 내에 문언상 포함되지 않을지도 모르는 경우도 균등론 하에서 본 발명의 일부로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에서 서로 동일 또는 상당하는 부분에는 동일 혹은 유사한 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 발명이 이하의 실시예들에 의해 제한되는 것은 아니다.

열전도성 시트용 수지 조성물

본 발명의 제1 실시예에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물은 폴리우레탄 수분산 입자와; 육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체(11)인 제1 필러와; 상기 폴리우레탄 수분산 입자와 상기 제1 필러가 분산되는 물을 포함한다. 즉, 열전도성 시트용 수지 조성물이란 수중(또는 수성의 액체 중)에 분산 가능한 폴리우레탄 수분산 입자와 제1 필러로서의 육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체를 포함한 수분산액이다.

폴리우레탄 수분산 입자

폴리우레탄 수분산 입자는 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄, 지방산 변성 폴리우레탄, 방향족 폴리우레탄 및 폴리에테르 폴리우레탄으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자를 들 수 있다.

폴리우레탄은 내열성, 금속 등과의 말착성이 우수하기 때문에 바람직하고, 상기 폴리우레탄은 특히 내열성/밀착성이 우수한 열전도성 시트를 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 이들 중에서도 폴리에스테르 폴리우레탄이 가장 바람직하다. 폴리에스테르 폴리우레탄으로 형성된 열전도성 시트는 유연성이 우수하고, 제막 후에 턱(tuck)성이 발현되기 때문에 금속 등의 표면의 요철로 추종하여 특히 밀착성이 우수하다는 이점이 있다.

상기 폴리우레탄은 단일 종류로 이용해도 되고 복수의 종류들을 혼합하여 이용해도 된다.

폴리우레탄 수분산 입자의 평균 입경은 10nm 내지 500nm인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10nm 내지 100nm이다. 평균 입경이 10nm 이상이면 수중에서 응집이 일어나기 어렵다. 또한, 500nm 이하이면 수중에서 분산이 가능하게 된다.

또한, 본 명세서에서 평균 입경이란 레이저 회절ㆍ산란법에 의한 입도 분포 측정에 기초한다. 즉, 프라운 호퍼 회절 이론 및 미의 산란 이론에 의한 해석을 이용하여 습식법에 의해 분말체를 어느 입경으로부터 2개로 나누었을 때에 큰 쪽과 작은 쪽이 등량(체적 기준)이 되는 직경을 메디안 직경으로 하였다.

제1 필러

제1 필러는 복수의 결정들이 집합 응집체(덩어리)로 되어 존재하는 것이 바람직하다. 응집은 화학적인 응집이어도 되고 물리적인 응집이어도 되며, 제막 후에 수지 중의 필러가 결정의 랜덤 배향에 의해 다방향으로 열전도성을 발현할 수 있는 것이면 된다.

응집체를 구성하는 각 결정의 형상은 랜덤 배향에 유리한 형상이면 되며, 예를 들어 인편상(鱗片狀), 판상(板狀), 타구상(楕球狀) 또는 봉형상 등의 비구상인 것이 바람직하다.

제1 필러로서는 질화붕소, 질화규소, 질화알루미늄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 열전도성이 우수하기 때문에 육방정계의 질화물인 질화붕소가 바람직하다.

제1 필러로서 응집체를 이용하는 이유를 질화붕소를 예로 들어 설명한다.

질화붕소는 인편상의 결정 구조를 가지며, 이러한 인편상의 결정이 겹쳐지는 일정 방향으로 배향한 상태로 존재한다. 따라서, 질화붕소의 열전도성은 인편상의 결정의 장축 방향에서는 우수하지만 장축 방향에 수직인 방향에서는 뒤떨어진다. 즉, 질화붕소를 함유하는 열전도성 시트는 결정의 장축 방향으로 우수한 열전도성을 가진다. 예를 들어, 도 2에 나타내는 열전도성 시트(2)는 인편상의 결정(13)이 면 방향(수평 방향)으로 배향되어 있고, 면 방향의 열전도율은 커지지만, 두께 방향(수직 방향)의 열전도율은 작아진다.

본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물은 육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체로서, 결정의 배향이 랜덤한 응집체를 함유한다. 이에 따라, 응집체를 구성하는 결정의 장축 방향이 다양성이 풍부하여 전체 방향으로의 열전도성이 확보된다. 열전도성 시트용 수지 조성물을 건조(수분을 제거)하여 고화시키면 형성된 시트는 열전도성을 면 방향 및 두께 방향에서 가질 수 있는 것으로 생각된다.

제1 필러는 분말, 페이스트, 와이어 형상 등이 바람직하다. 특히 수분산액인 수지 조성물 중에서 균일한 상태가 얻어지기 때문에 분말로서 수지 조성물 중에 혼합하는 것이 바람직하다. 분말의 경우에 그 평균 입경은, 예를 들어, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 150㎛이다. 보다 바람직하게는 15㎛ 내지 100㎛이다. 0.5㎛ 이상이면 수지 조성물의 점도가 너무 높아지지는 않아 도포 공정의 작업성이 좋다. 또한, 수지 조성물로 형성된 열전도성 시트의 열전도율이 나빠지는 일도 없다. 150㎛ 이하이면 수지 조성물로 형성된 열전도성 시트의 표면에 요철이 생기지 않는다. 또한, 필러의 침강이 빨라서 수지 조성물의 보존 안정성이 나빠지는 일이 없다. 그러나, 상술한 수치는 예시이며, 제1 필러의 입경이 반드시 전술한 범위일 필요는 없다. 열전도성 시트의 두께에 따라 시트의 두께와 같거나 조금 작은 정도가 가장 열전달율이 높아지므로 바람직하다.

또한, 폴리우레탄 수분산 입자의 평균 입경보다도 제1 필러의 평균 입경을 크게 하면 필러끼리 접촉하기 쉬워져 열전도성이 향상되기 때문에 바람직하다.

제2 필러

제1 필러에 추가하는 형태로 제2 필러를 더해도 된다. 제2 필러로서는 질화붕소, 코디어라이트(cordierite), 멀라이트(mullite), 실리카, 알루미나, 산화아연 및 흑연으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 특히 질화붕소, 코디에라이트, 멀라이트, 알루미나, 흑연은 수지 조성물로 형성된 열전도성 시트의 열전도성을 보다 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 실리카는 칙소성을 부여할 수 있고, 수지 조성물의 점도를 조절할 수 있으며, 액흘림 방지 효과를 가지기 때문에 바람직하다. 알루미나는 그 입경이 큰 경우, 알루미나 입자 간에 있는 질화물의 응집이 쉽게 붕괴되지 않기 때문에(결정편이 산산이 흩어지는 것을 방지할 수 있다) 바람직하다. 산화아연은 분산성이 우수하여 제1 필러의 결정 배향을 더욱 흩뜨릴 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 본 명세서에 있어서, 제2 필러로서의 질화붕소는 인편상의 것을 말하며, 응집체를 형성하고 있지 않은 것을 말한다. 응집체를 형성하는 질화붕소는 제1 필러이다.

제2 필러의 형상도 분말, 페이스트, 와이어 형상 등이 바람직하다. 특히, 수분산액인 수지 조성물 중에서 균일한 상태가 얻어지기 때문에, 분말로서 수지 조성물 중에 혼합하는 것이 바람직하다. 분말의 경우, 그 평균 입경은 예를 들어 바람직하게는 0.01㎛ 내지 150㎛이다. 보다 바람직하게는 0.05㎛ 내지 100㎛이다. 0.01㎛ 이상이면 수지 조성물의 점도가 너무 높아지지는 않아 도포 공정의 작업성이 좋다. 또한, 열전도율이 나빠지는 일도 없다. 150㎛ 이하이면 수지 조성물로 형성된 열전도성 시트의 표면에 요철이 생기지 않는다. 또한, 필러의 침강이 빨라서 수지 조성물의 보존 안정성이 나빠지는 일이 없다.

또한, 폴리우레탄 수분산 입자의 평균 입경보다도 제2 필러의 평균 입경을 크게 하면 필러끼리 접촉하기 쉬워져서 열전도성이 향상되기 때문에 바람직하다.

또한, 제2 필러가 구형상의 입자인 경우, 제1 필러의 평균 입경보다도 제2 필러의 평균 입경을 작게 하면 응집체인 제1 필러의 간극에 들어갈 수 있고, 열전도성을 향상시킬 수 있어 바람직하다.

특히 제2 필러를 착색 용도로 첨가하는 경우, 제1 필러보다도 평균 입경이 작은 입자를 이용하면 균일하게 분산되기 쉽고, 또한 제1 필러끼리의 접촉을 저해하지 않기 때문에 열전도성이 나빠지는 일 없이 바람직하다.

제1 필러는 폴리우레탄 수분산 입자 100중량부에 대하여 5중량부 내지 150중량부를 혼합시키면 양호한 열전도 효과가 얻어진다. 열전도성 시트용 수지 조성물을 도포하는 공정의 작업 효율을 고려하면, 제1 필러는 폴리우레탄 수분산 입자 100중량부에 대하여 10중량부 내지 150중량부인 것이 바람직하다. 제1 필러가 5중량부 이상이면 필러의 열전도특성을 충분히 얻을 수 있다. 또한, 150중량부 이하이면, 수지 조성물의 점도가 너무 상승하여 조작성이 나빠지는 일이 없어 필러가 수지 조성물 중에서 응집되는 등의 문제도 발생되지 않는다. 또한, 제막 후에 폴리우레탄 수지가 너무 적어서 필러끼리의 접착이 약하게 형성된 열전도성 시트에 크랙이 발생되는 것을 회피할 수 있다. 또한, 열전도성 시트가 너무 단단하게 되어 금속 표면 등으로의 추종성이 나빠지는 등의 문제점도 발생되지 않는다.

또한, 필러의 총량은 상기와 같이 폴리우레탄 수분산 입자 100중량부에 대하여 5중량부 내지 150중량부이다. 제2 필러를 추가하는 경우, 제2 필러는 제1 필러 100중량부에 대하여 1중량부 내지 100중량부로 하는 것이 바람직하다.

상술한 범위이면 분산매 건조 후에 남는 고형층으로부터 필러가 돌출되는 일 없이, 상기 폴리우레탄 수지의 층 중에 매몰하는 상태로 열전도성 시트가 얻어진다.

첨가제

열전도성 시트용 수지 조성물에는 첨가제로서 추가로 분산제/소포제/착색안료/실란 커플링제를 더해도 된다.

분산제로는 수산기 함유 카본산 에스테르, 장쇄 폴리아미노아미드와 고분자량 산에스테르의 염, 고분자량 폴리카본산의 염, 장쇄 폴리아미노아미드와 극성 산에스테르의 염, 고분자량 불포화산 에스테르, 고분자 공중합물, 변성 우레아, 변성 폴리우레탄, 변성 폴리아크릴레이트, 폴리에테르에스테르형 아니온계 활성제, 나프탈렌술폰산 포르말린 축합물염, 방향족 술폰산 포르말린 축합물염, 폴리옥시에틸렌알킬인산에스테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥실렌모노알킬에테르, 스테아릴아민아세테이트 등을 이용한다. 필러 100중량부에 대하여 1중량부 내지 35중량부 첨가하여 사용함으로써, 필러의 응집을 방지하여 열전도성 시트용 수지 조성물의 보존 안정성을 향상시킬 수 있다.

소포제로는 실리콘계 소포제, 변성 실리콘계 소포제, 실리카계 소포제, 왁스, 폴리실록산, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산, 파포성 폴리머, 파라핀계 오일, 파포성 지방족 유도체 등을 들 수 있다. 열전도성 시트용 수지 조성물 100중량부에 대하여 0.01중량부 내지 5중량부 첨가함으로써 소포성을 나타내고, 수지 조성물의 도포 공정의 작업성이 향상된다.

착색 안료에는 유기계 안료와 무기 안료를 사용할 수 있다. 무기계 안료가 바람직하다.

실란 커플링제로는 시판되는 커플링제를 이용한다. 그 중에서도 JNC(주)사 제품인 실란 커플링제 사일러에이스(등록 상표)(S330, S510, S520, S530)가 바람직하다. 폴리우레탄 수분산 입자 100중량부에 대하여 1중량부 내지 10중량부 첨가하여 사용함으로써 금속판과 열전도성 시트용 수지 조성물로 형성된 시트와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

열전도성 시트용 수지 조성물의 조제는 폴리우레탄 수분산 입자를 함유하는 물의 분산액(디스퍼전액)에 제1 필러(필요에 따라 추가로 제2 필러)의 분말을 첨가하고, 자전ㆍ공정 믹서 등의 교반기를 이용하여 교반ㆍ탈포하고, 필러의 응집이 해소되는 정도까지 혼합시킨다(도 3의 S01). 예를 들어 볼 밀을 이용하여 3시간 정도 분산ㆍ분쇄 후, 자전 공전믹서를 이용하여 회전수 2200rpm으로 20분간 탈포한다.

혼합 시에 필요에 따라 분산제 등의 첨가제를 더해도 되고, 제2 필러를 더하여 열전도성 시트용 수지 조성물의 점도를 도포 방법에 따라 조정해도 된다. 폴리우레탄 수분산 입자가 수중으로 분산되는 것을 돕기 위해 추가로 1-메틸-2-피롤리돈(NMP)이나 글리콜류 등의 소량의 유기 용매를 더하여 혼합해도 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물은 분산매로서 물을 사용하고 있기 때문에 유기 용제 등을 이용한 도료 등과 비교하여 취급이 쉽고 또한 운반 등도 용이하게 된다. 또한, VOC(Vilatile Organic Compounds/휘발성 유기 화합물) 대책이 될 수도 있다. 또한, 본원의 열전도성 시트용 수지 조성물은 분산매가 물이기 때문에 유기 용제에 가용성인 수지 표면 등에도 사용 가능하다. 본원의 열전도성 시트용 수지 조성물은 도포후 건조함으로써 용이하게 열전도성을 갖는 열전도성 시트를 형성할 수 있다.

열전도성 시트

도 1에 나타내는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전도성 시트는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물로 형성된 수지를 시트 형상으로 한 것이다. 이러한 열전도성 시트는 상기 수지 조성물을 도포 후에 건조시킴으로써 용이하게 얻을 수 있다.

열전도성 시트용 수지 조성물을 도포하는 방법(도 2의 S02)은 수분산액을 균일하게 코팅하는 습식 코팅법을 이용하는 것이 바람직하다. 습식 코팅법 중에서 소량을 작성하는 경우에는 간편하고 균질한 제막이 가능한 스핀코트법이 바람직하다. 생산성을 중시하는 경우에는 그라비아 코트법, 다이 코트법, 바 코트법, 리버스 코트법, 롤 코트법, 슬릿 코트법, 딥핑법, 스프레이 코트법, 키스 코트법, 리버스키스 코트법, 에어나이프 코트법, 커튼 코트법, 롯드 코트법 등이 바람직하다. 습식 코팅법은 이들 방법에서 필요로 하는 막 두께, 점도나 건조 조건 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.

또한, 건조 후의 시트의 두께가 5㎛ 내지 500㎛가 되도록 열전도성 시트용 수지 조성물을 도포하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 50㎛ 내지 300㎛이다. 5㎛ 이상이면, 두꺼울수록 금속 표면 등의 요철로의 추종이 우수하여 충분한 밀착성을 얻을 수 있다. 500㎛ 이하이면, 얇을수록 열전도율이 커진다. 따라서, 용도에 따라 적절한 막 두께를 선택한다.

도포 후에 도막을 건조시켜서 수분을 제거하고, 열전도성 시트용 수지 조성물을 고화시키고 시트를 형성한다(도 3의 S03). 건조는 상온에서의 자연 건조, 드라이어 등에서의 열풍의 송풍 외에, 건조로 등의 기계에 의한 가열 건조여도 된다. 건조는 수지 조성물이 유동성을 잃을 정도로 수분이 제거되어 있으면 된다.

50℃에서의 열전도성 시트용 수지 조성물을 건조하여 얻어진 열전도성 시트(폴리우레탄 수분산 입자, 필러 및 물 등을 포함하는 분산액을 건조시켜 얻어지는 고형물)의 경도는 ASKER C 25 내지 80인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 50℃에서 ASKER C 40 내지 80이다. 더욱 바람직하게는 50℃에서 ASKER C 40 내지 80이며, 또한, 25℃에서 ASKER C 50 이상이다. 열전도성 시트의 25℃에서의 경도가 ASKER C 50 이상이면, 형성된 열전도성 시트의 강도가 유지되기 때문에 핸들링이 더욱 양호하게 되어 분산액의 건조성이 우수하다. 50℃에서 ASKER C 80 이하이면, 적절한 유연성에 의해 크랙의 방지 효과, 및 금속 표면 등의 요철로의 추종성이 얻어진다. 또한, 측정은 온도에 의한 경도의 변화(핸들링성의 차이)를 고려하여 50℃에서의 경도뿐만 아니라, 실온(25℃)에서의 경도도 아울러 수행하였다.

형성된 열전도성 시트(고형물)는 고열전도성을 갖는 육방정계의 질화물을 포함하고 있다. 이로 인하여, 형성된 시트를 히트 싱크 등의 열전도율이 높은 금속부품과 발열부를 갖는 전자 디바이스들 사이에 배치하면 발열부에서 발생된 열이 효율적으로 시트 내를 전도하여 금속 부품으로 전달된다.

또한, 형성된 열전도성 시트는 폴리우레탄 수지를 포함하고 있다. 이에 따라, 내열성이 우수하고, 5%의 질량 손실 온도는 270℃ 이상이다. 금속 표면으로의 밀착성도 우수하기 때문에 시트가 금속 부품과 전자 디바이스의 표면의 요철에 추종하여 금속 부품과 전자 디바이스를 밀착시킬 수 있다. 또한, 연성도 우수하기 때문에 도장 후의 가공도 가능하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물로 형성된 시트는 열전도막으로서 기능한다. 따라서, 열전도성 시트를 형성한 후, 도 4에 나타내는 바와 같이 방열 부재(히트 싱크 등)로서 기능하는 금속 부품(21)과 전자 디바이스(22)로 끼우도록 구성해도 된다. 또는, 본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물은 수성의 분산액이며 제막이 용이하기 때문에, 금속 부품(21)에 직접 도포하고, 이를 건조시켜 제막해도 된다. 제막 후에 열전도성 시트(1)와 전자 디바이스(22)가 직접 접촉하도록 배치하면 된다.

도포 대상이 되는 금속은 특별히 한정되지 않고, 구리, 철, 마그네슘, 알루미늄 및 이들의 합금을 예시할 수 있다. 이들 금속들은 열전도율이 높아 특히 바람직하다.

구체적으로는 도 4에 나타내는 바와 같이 금속 부품(21)은 히트 싱크와 같은 기존의 금속제의 방열 부재여도 된다. 도 4에서는 히트 싱크와 전자 디바이스(22) 사이에 열전도성 시트(1)가 배치되어 있다.

또한, 열전도성 시트를 제막한 금속 부품(수지 피막 금속)은 접착제를 이용하여 전자 디바이스(22)에 접착시킨다. 접착제는 아크릴계, 실리콘계, 또는 에폭시계의 접착제가 바람직하다. 또는, 나사 고정이나 금구 등을 이용하여 수지 피막 금속을 전자 디바이스(22)에 고정해도 된다. 즉, 수지 피막 금속을 전자 디바이스(22)에 밀착시켜서 고정할 수 있는 것이면 된다.

금속 부품(21)이 금속판(판 형상)이고, 금속판을 갖는 수지 피막 금속이어도 된다. 또한, 전자 디바이스(22)는 스마트폰이나 PC 등의 기기의 CPU나 배터리 등의 자기 발열하는 기구, 기계 등이어도 된다.

본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물은 폴리우레탄 수분산 입자, 육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체인 제1 필러, 그리고 물을 포함하는 분산액이다. 이에 따라, 취급이 용이하며, 열전도성, 내열성 및 밀착성이 우수한 열전도성 시트를 용이하게 형성할 수 있다.

실시예

이하 본 발명을 실시예들을 통하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예들에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예들에 사용된 열전도성 시트를 구성하는 성분 재료는 다음과 같다.

＜수성 우레탄 수지 디스퍼전(분산)액＞

ㆍ폴리에스테르-폴리우레탄 수지 디스퍼전액 :

PESU1: 스미카바이엘우레탄(주), (상품명)임프라닐 DLP-R

PESU2: 스미카바이엘우레탄(주), (상품명)바이히드롤 UH650

ㆍ폴리카보네이트-폴리우레탄 수지 디스퍼전액 :

PCU1: 스미카바이엘우레탄(주), (상품명)바이히드롤 UH2606

ㆍ폴리에스테르-폴리카보네이트-폴리우레탄 수지 디스퍼전액 :

PECU1: 스미카바이엘우레탄(주), (상품명)바이히드롤 UHXP2648

(임프라닐 및 바이히드롤은 등록 상표)

표 1에 수성 우레탄 수지 디스퍼전액 및 우레탄 수지막의 특성을 나타낸다.

표 1: 수성 우레탄 수지 디스퍼전액 및 우레탄 수지막의 특성

수성 우레탄	pH	막경도(25℃) ASKER C	막경도(50℃) ASKER C
PESU1	6-8	44	25
PESU2	7-8	48	31
PCU1	7-9	92	89
PECU1	ca.8	85	48

＜필러＞

ㆍ질화붕소: 모멘티브ㆍ퍼포먼스ㆍ머티어리얼스ㆍ재팬(동일), PTX25(응집체상, 평균 입경 25㎛), PT120(인편상, 평균 입경 12㎛)

ㆍ합성 코디어라이트: 마루스유약(합자), (상품명)SS-1000(평균 입경 1.7㎛)

ㆍ전융 멀라이트: 타이헤이요우랜덤(주), 70M(상품명)325F

ㆍ이산화규소(실리카): 후지실리카(주), (상품명)사이리시아

ㆍ산화알루미늄(알루미나): 쇼와덴코(주), (상품명)AL-47H

ㆍ산화아연: (주)암텍, (상품명)파나테트라 WZ-05B1

ㆍ흑연: 니폰고쿠엔고교(주), (상품명)인상 흑연분말 F#2

＜첨가제＞

ㆍ소포제: 빅케미ㆍ저팬(주), (상품명)BYK-1710

＜비교 시트＞

ㆍ열전도 양면접착 시트: (주)아이넥스, (상품명)Ainex HT-05

ㆍ열전도 접착제 전사 테이프: 스미토모쓰리엠(주), (상품명)No. 9890

표 2에 비교 시트의 막 두께 실측값을 나타낸다.

표 2: 비교 시트의 막두께 실측값

상품명	실측값(㎛)
열전도 양면접착 시트 HT-05	280
열전도 접착제 전사 테이프 No. 9890	250

＜입도 분포의 측정법＞

각 입자의 평균 입경(메디안 직경)의 측정은 호리바제작소 제품 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치 LA-950V2를 이용하여 측정하였다. 즉, 프라운 호퍼 회절 이론 및 미의 산란 이론에 의한 해석을 이용하여 습식법으로 측정하고, 분말체를 어느 입자 직경으로부터 2개로 나누었을 때, 큰 쪽과 작은 쪽이 등량(체적 기준)이 되는 직경을 메디안 직경으로 하였다. 측정은 습식법, 순수 중에 측정 시료 소량(귀이개 하나 분량 정도)을 가한 후, 초음파 세정기 중에서 3분간 처리하고, 시료가 분산된 용액을 이용하였다. 측정시의 슬러리의 농도는 레이저의 투과율이 80%가 되도록 조제하였다.

＜시료 제작＞

볼 밀을 사용하여 수성 우레탄 수지 디스퍼전액 및 필러의 분말과 φ5mm 지르코니아 볼 500g을 3시간 교반한 후에 지르코니아 볼을 제거하고, 자전ㆍ공정 믹서((주)신키 제품, 아와토리렌타로, ARE-250)를 사용하여 회전수 2200rpm으로 20분간 탈포함으로써 이하의 열전도성 시트용 수지 조성물을 조제하였다.

실시예 1

PESU1, BYK-1710 및 평균 입경 25㎛의 응집체상 질화붕소(PTX25)를 각각 100중량부, 0.06중량부, 21.4중량부 칭량하여 볼 밀로 교반하여 실시예 1의 시료로 하였다.

실시예 2

수성 폴리우레탄 수지 디스퍼전액의 종류가 다른 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 실시예 2의 시료로 하였다.

실시예 3 및 실시예 4

수성 폴리우레탄 수지 디스퍼전액의 종류와 필러의 양이 다른 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 실시예 3 및 4의 시료로 하였다.

실시예 5

필러의 양이 다른 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 실시예 5의 시료로 하였다.

비교예 1 및 비교예 2

필러의 종류가 다른 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 비교예 1 및 2의 시료로 하였다.

표 3에 각 시료의 성분 비율을 나타낸다.

표 3: 각 시료의 성분 비율

	필러의 종류	수지분산액의 종류	수지분산액(중량부)	필러 (중량부)	BYK-1710 (중량부)
실시예 1	질화붕소(PTX25)	PESU1	100	21.4	0.06
실시예 2	질화붕소(PTX25)	PESU2	100	21.4	0.06
실시예 3	질화붕소(PTX25)	PCU1	100	15	0.06
실시예 4	질화붕소(PTX25)	PECU1	100	15	0.06
실시예 5	질화붕소(PTX25)	PESU1	100	12.5	0.06
비교예 1	질화붕소(PT120)	PESU1	100	21.4	0.06
비교예 2	알루미나(AL-47H)	PESU1	100	21.4	0.06

비교예 3

비교 시트로서 열전도 양면점착 시트((주)아이넥스, (상품명)Ainex HT-05)를 이용하였다.

비교예 4

비교 시트로서 열전도 접착제 전사 테이프(스미토모쓰리엠(주), (상품명)No.9890)를 이용하였다.

실시예 6 내지 실시예 12

점도의 조정이나 열전도 성능을 높이기 위해 제1 필러로서 평균 입경 25㎛의 응집체상 질화붕소(PTX25)에 더하여 제2 필러를 첨가하였다. 수성 폴리우레탄 수지 디스퍼전액, BYK-1710 및 필러의 첨가량의 비율을 하기에 나타낸다. 시료의 제작 순서는 실시예 1과 마찬가지이다.

표 4에 각 시료의 비율을 나타낸다.

표 4: 각 시료의 성분 비율

	제1 필러의 종류	제2 필러의 종류	수지분산액의 종류	수지분산액 (중량부)	BYK-1710 (중량부)	제1 필러 (중량부)	제2 필러 (중량부
실시예 6	질화붕소 (PTX25)	코디에라이트	PESU1	100	0.06	14.27	7.13
실시예 7	질화붕소 (PTX25)	멀라이트	PESU1	100	0.06	14.27	7.13
실시예 8	질화붕소 (PTX25)	질화붕소 (PT120)	PESU1	100	0.06	14.27	7.13
실시예 9	질화붕소 (PTX25)	실리카	PESU1	100	0.06	14.27	7.13
실시예 10	질화붕소 (PTX25)	알루미나	PESU1	100	0.06	14.27	7.13
실시예 11	질화붕소 (PTX25)	흑연	PESU1	100	0.06	14.27	7.13
실시예 12	질화붕소 (PTX25)	산화아연	PESU1	100	0.06	14.27	7.13

실시예 13

실시예 1에서 이용한 시료(열전도성 시트용 수지 조성물)를 발열 부재인 LED에 직접 도포하여 건조시키고, 형성된 열전도성 시트를 방열 부재로 한 방열 부재가 딸린 LED를 이하에 나타내는 바와 같이 제작하여 실시예 13으로 하였다.

실시예 A

실시예 A에서는 열전도성에 대한 평가를 나타낸다.

＜열전도성 시트의 조제＞

애플리케이터를 이용하여 실시예 1 내지 실시예 12 및 비교예 1과 2의 시료(열전도성 시트용 수지 조성물)를 테프론(등록상표) 시트 상에 도포하고, 60℃의 핫플레이트에서 3시간 건조시켰다. 애플리케이터의 클리어런스 갭은 각각의 실시예마다 제막 후 약 250㎛ 또는 약 200㎛가 되도록 조정하였다. 막 두께는 니콘(Nikon)사 제품인 DIGIMICRO FM-501을 사용하여 측정하였다.

건조시킨 수지 조성물을 테프론(등록 상표) 시트에서 박리하여 실시예 1 내지 실시예 12 및 비교예 1과 2의 열전도성 시트로 하였다.

＜방열 부재가 딸린 LED의 조제＞

LED(옵트서플라이사, 100W 백색 LED OSW4XAHAE1E)의 이면측에 실시예 1의 시료(열전도성 시트용 수지 조성물)을 도포하고, 건조시켰다. 건조시킨 도막이 약 250㎛가 되도록 조정하고, 실시예 13의 방열 부재가 딸린 LED로 하였다.

＜열전도성의 평가＞

실시예 1 내지 실시예 12 및 비교예 1 내지 비교예 4에 있어서는 알루미늄제 핀 휜 히트 싱크((주)알파, SO8CZK02)의 이면측과 LED(옵트서플라이사, 100W 백색 LED OSW4XAHAE1E)의 사이에 LED 패키지와 동일한 사이즈로 잘라낸 열전도성 시트 혹은 비교 시트를 삽입하고, 히트 싱크와 시트, 또한 시트와 LED가 밀착하도록 히트 싱크에 LED를 나사 고정하였다. 실시예 13에 있어서는 방열 부재가 딸린 LED의 방열 부재 부위가 히트 싱크에 밀착하도록 LED를 나사 고정하였다. LED의 패키지 표면에 열전대(리카고교(주), ST-50)을 장착하고, 데이터로거를 이용하여 퍼스널 컴퓨터로 그 온도를 기록하였다. 이러한 히트 싱크를 장착한 LED를 40℃로 설정한 항온조 중앙에 정치하고, LED의 온도가 40℃에서 일정하게 된 것을 확인한 후, LED에 직류 안정화 전원을 이용하여 10V를 인가하고, LED 패키지의 표면의 온도 변화를 측정하였다.

실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1과 2의 열전도성 시트 또는 비교예 3과 4의 비교 시트를 이용하여 그 열전도성을 평가하였다. 표 5에 각 시트를 이용한 경우의 LED 패키지의 표면 온도를 나타낸다.

표 5: LED 패키지의 표면 온도

	사양	막두께/실측값(㎛)	표면온도(℃)
실시예 1	PESU1/질화붕소(PTX25_30%)	250	51.4
실시예 2	PESU2/질화붕소(PTX25_30%)	250	51.7
실시예 3	PCU1/질화붕소(PTX25_30%)	250	53.3
실시예 4	PECU1/질화붕소(PTX25_30%)	250	50.8
실시예 5	PESU/질화붕소(PTX25_20%)	250	54.6
비교예 1	PESU/질화붕소(PT120_30%)	250	53.9
비교예 2	PESU1/알루미나(AL-47H_30%)	250	56.3
비교예 3	열전도 양면점착시트(HT-05)	280	56.3
비교예 4	열전도 접착제 전사테이프(No.9890)	250	53.2

표 5에 나타내는 결과에서, 본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물로 형성된 질화붕소를 함유하는 실시예 1 내지 실시예 5의 열전도성 시트는 우수한 방열 효과를 유지하고 있다. 예를 들어 실시예 1과 비교예 2 내지 비교예 4의 열전도성 시험 결과를 비교하면 폴리우레탄과 질화붕소를 함유하는 실시예 1의 열전도성 시트는 우수한 방열 효과를 갖고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1과 비교예 1의 열전도성 시험 결과에서, 인편상의 질화붕소보다도 응집체상의 질화붕소 필러가 바람직한 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1과 실시예 5의 열전도성 시험 결과에서, 응집체상의 질화붕소의 함유비율이 많은 쪽이 바람직한 것을 알 수 있다.

실시예 6 내지 실시예 12의 열전도성 시트를 이용하여 그 열전도성을 평가하였다. 표 6에 각 시트를 이용한 경우의 LED 패키지의 표면 온도를 나타낸다.

표 6: LED 패키지의 표면 온도

	폴리우레탄 수지의 종류	제1 필러의 종류	제2 필러의 종류	막 두께(㎛)	표면 온도(℃)
실시예 6	PESU1	질화붕소 PTX25	코디에라이트	200	52.6
실시예 7	PESU1	질화붕소 PTX25	멀라이트	200	53.5
실시예 8	PESU1	질화붕소 PTX25	질화붕소 PT120	200	51.7
실시예 9	PESU1	질화붕소 PTX25	실리카	200	53.7
실시예 10	PESU1	질화붕소 PTX25	알루미나	200	52.3
실시예 11	PESU1	질화붕소 PTX25	흑연	200	51.7
실시예 12	PESU1	질화붕소 PTX25	산화아연	200	51.1

표 6에 나타내는 결과에서, 본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물로 형성된 질화붕소와 제2 필러를 함유하는 실시예 6 내지 실시예 12의 열전도성 시트는 우수한 방열 효과를 유지하고 있다. 또한, 실시예 8 및 실시예 11에서, 구형상의 질화붕소의 응집체가 존재함으로써 제2 필러인 인편상의 질화붕소 및 흑연의 배향이 흐트러졌다고 생각되며, 열전도성이 향상되어 있어 바람직하다. 또한, 실시예 12에서, 제2 필러에 산화아연을 이용함으로써, 필러의 분산을 촉진하여 제1 필러인 질화붕소의 배향을 흐트릴 수 있어 바람직하다.

실시예 13의 방열 부재가 딸린 LED를 이용하여 그 열전도성을 평가하였다. 표 7에 LED 패키지의 표면 온도를 나타낸다.

표 7: LED 패키지의 표면 온도

	사양	표면온도(℃)
실시예 13	방열 부재가 딸린 LED	49.7

실시예 1과 비교하면 실시예 13은 본 발명의 열전도성 시트용 수지 조성물의 조성 및 막 두께는 동일하지만, LED 패키지의 표면 온도는 떨어진 것을 알 수 있다. 이것은 냉각하고 싶은 발열 부위에 직접, 열전도성 시트용 수지 조성물을 도포하고 건조시켜 제막함으로써 발열 부재와 열전도성 수지 조성물 사이에 공기 등이 들어가는 일도 없고, 발열 부재의 요철에 이미 추종한 상태에서 막이 형성되어 보다 밀착된 상태를 만들어낼 수 있기 때문이다. 또한, 히트 싱크 등의 방열 부재에 열전도성 시트용 수지 조성물을 도포하고 건조시켜 제막한 경우에도 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 부재에 열전도성 시트용 수지 조성물을 직접 도포하고 제막함으로써 열전도성 시트의 막 두께를 얇게 해도 핸들링이 나빠지는 일이 없기 때문에 바람직하다.

실시예 B

실시예 B에서는 제작한 열전도성 시트의 막의 물성에 대한 평가를 나타낸다.

＜경도의 평가＞

실시예 1 내지 실시예 4의 열전도성 시트 및 비교예 4의 비교 시트를 잘라내고, 고무ㆍ플라스틱 경도계 GS-701N((주)테크록사 제품)을 이용하여 경도를 측정하였다. 측정 방법은 SRIS 0101에 준한다. 표 8에 각 시트의 경도를 나타낸다. 또한, 온도가 50℃일 때의 측정은 52℃로 설정한 핫 플레이트 상에 설치한 시트를 이용하여 통상의 측정과 동일한 조작을 수행하였다.

표 8: 경도

	ASKER C
온도	25℃	50℃
실시예 1	67	60
실시예 2	71	60
실시예 3	97	93
실시예 4	95	78
비교예 4	41	37

실시예 1 내지 실시예 4와 비교예 4를 비교하면, 실시예는 온도가 25℃일 때의 경도가 커서 핸들링이 좋기 때문에 바람직하다. 실시예 1 및 2는 실시예 3과 비교하면, 온도가 25℃일 때도 50℃일 때에도 경도가 작아 기재 등에 추종할 수 있기 때문에 바람직하다. 실시예 4는 실시예 3과 비교하면 온도가 50℃일 때에 경도가 작아 기재 등에 추종할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 실시예 4는 실시예 1 및 2와 비교하면 25℃일 때의 경도가 커서 핸들링이 좋기 때문에 바람직하다.

본 명세서 중에서 인용하는 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 문헌은 각 문헌을 개별적으로 구체적으로 나타내고, 참조하여 편입시키는 것과 또한 그 내용의 모두를 여기에서 서술하는 것과 동일한 한도로 여기에서 참조하여 편입시킨다.

본 발명의 설명에 관련하여(특히 이하의 청구항에 관련하여) 이용되는 명사 및 동일한 지시어의 사용은 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나 명확하게 문맥과 모순되지 않는 한, 단수 및 복수의 양방에 미치는 것으로 해석된다. '구비하다', '가진다', '함유한다', '포함한다' 등의 표현은 특별히 한정되지 않는 한, 오픈 앤드 텀(즉, '∼을 포함하지만 한정하지 않는다'는 의미)으로서 해석된다. 본 명세서 중의 수치 범위의 구진은 본 명세서 중에서 특별히 지적하지 않는 한, 단지 그 범위 내에 해당하는 각 값을 개별적으로 언급하기 위한 약기법으로서의 역할을 담당하는 것만을 의도하고, 각 값은 본 명세서 중에서 개별적으로 열거된 바와 같이 명세서에 편입된다. 본 명세서 중에서 설명되는 모든 방법은 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나 분명히 문맥과 모순되지 않는 한, 모든 적절한 순서로 행할 수 있다. 본 명세서 중에서 사용하는 모든 예 또는 예시적인 표현(예를 들면, '등')은 특별히 주장하지 않는 한, 단지 본 발명을 더 잘 설명하는 것만을 의도하고, 본 발명의 범위에 대한 제한을 마련하는 것은 아니다. 명세서 중의 어떠한 표현도 본 발명의 실시에 불가결한, 청구항에 기재되지 않은 요소를 나타내는 것이라고는 해석되지 않는 것으로 한다.

본 명세서 중에서는 본 발명을 실시하기 위해 본 발명자가 알고 있는 최선의 형태를 포함시키고, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하고 있다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 설명을 읽은 후에 이들 바람직한 실시예의 변형이 명확해질 것이다. 본 발명자는 해당 기술 분야의 숙련자가 적절히 이와 같은 변형을 적용할 것을 기대하고 있고, 본 명세서 중에서 구체적으로 설명되는 이외의 방법으로 본 발명이 실시될 것을 예정하고 있다. 따라서, 본 발명은 준거법으로 허용되어 있는 바와 같이 본 명세서에 첨부된 청구항에 기재된 내용의 수정 및 균등물을 모두 포함한다. 또한, 본 명세서 중에서 특별히 지적하거나 명확히 문맥과 모순되지 않는 한, 모든 변형에서의 상술한 요소의 어떤 조합도 본 발명에 포함된다.

1: 열전도성 시트
2: 인편상의 질화붕소를 포함하는 열전도성 시트
11: 응집체
12: 수지
13: 인편상 결정
21: 금속 부품
22: 전자 디바이스

Claims (11)

1. 폴리우레탄 수분산 입자와,
   육방정계의 질화물의 결정이 응집된 응집체인 제1 필러와,
   상기 폴리우레탄 수분산 입자와 상기 제1 필러가 분산된 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트용 수지 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 수분산 입자를 구성하는 재료는 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄, 지방산 변성 폴리우레탄, 방향족 폴리우레탄 및 폴리에테르 폴리우레탄으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트용 수지 조성물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1 필러가 육방정계의 질화붕소인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트용 수지 조성물.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 수분산 입자 100중량부에 대하여 상기 제1 필러를 5중량부 내지 150중량부 함유하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트용 수지 조성물.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필러는 분말이며,
   상기 제1 필러의 평균 입경은 0.5㎛ 내지 150㎛인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트용 수지 조성물.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 질화붕소, 코디어라이트(cordierite), 멀라이트(mullite), 실리카, 알루미나, 산화아연 및 흑연으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 제2 필러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트용 수지 조성물.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 열전도성 시트용 수지 조성물을 건조시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트.
8. 제 7 항에 있어서, 50℃에서의 ASKER C 경도가 25 내지 80인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 두께가 5㎛ 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 열전도성 시트와,
    상기 열전도성 시트에 의해 피막된 금속 부품을 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 피막 금속.
11. 제 10 항에 따른 수지 피막 금속과,
    발열부를 갖는 전자 디바이스를 구비하고,
    상기 수지 피막 금속의 열전도성 시트가 상기 발열부에 접촉하도록 상기 전자 디바이스에 배치된 것을 특징으로 하는 전자 기기.

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