KR20180013404A - Boron nitride complex and preparing method thereof - Google Patents

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KR20180013404A KR1020160097086A KR20160097086A KR20180013404A KR 20180013404 A KR20180013404 A KR 20180013404A KR 1020160097086 A KR1020160097086 A KR 1020160097086A KR 20160097086 A KR20160097086 A KR 20160097086A KR 20180013404 A KR20180013404 A KR 20180013404A
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박성대
원준성
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Abstract

A high strength boron nitride composite material excellent in thermal conductivity and a preparing method thereof are suggested. The boron nitride composite material according to the present invention includes a boron nitride aggregate in which two or more plate-shaped boron nitride are aggregated, and a glass particle melted and positioned inside the boron nitride aggregate.

Description

보론 나이트라이드 복합소재 및 제조방법{Boron nitride complex and preparing method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a boron nitride complex,

본 발명은 보론 나이트라이드 복합소재 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전도도가 우수한 고강도 보론 나이트라이드 복합소재 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a boron nitride composite material and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a high strength boron nitride composite material having excellent thermal conductivity and a manufacturing method thereof.

최근 스마트폰, 컴퓨터 등의 전자기기가 소형화되고 가벼워짐에 따라 반도체 패키지의 고밀도 패키징과 직접회로에서 소자의 고집적화 및 고속화 등이 요구되고 있다. 이에 따라, 각종 전자부품에서 발생되는 열을 외부로 방출하여 열에 의한 부품 손상을 방지하는 것으로 방열판 또는 방열시트에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, electronic devices such as smart phones and computers have become smaller and lighter, requiring high-density packaging of semiconductor packages and high integration and speeding up of devices in integrated circuits. Accordingly, heat generated from various electronic components is discharged to the outside to prevent damage to the component due to heat, so that research on a heat radiating plate or a heat radiating sheet has been actively conducted.

종래에 사용되는 방열판으로는 열전도성이 좋은 금속 예를 들면, 알루미늄과 같은 방열판이 사용되었다. 하지만 방열판 소재로 금속을 사용하게 되면 낮은 성형성, 생산성 및 부품 디자인의 한계가 있어 이를 대체할 수 있는 물질에 대한 연구가 진행되고 있다. As a conventional heat sink, a heat-radiating metal such as aluminum is used. However, when metal is used as a heat sink material, there are limitations on low formability, productivity and part design, and research is being conducted to replace this material.

따라서 금속을 베이스로 한 전자재료를 대신하여 다양한 고분자 재료들을 기본으로 한 카본계 재료 (그래핀, 탄소나노튜브), 산화물(Al2O3, SiO2, ZnO), 실리콘 카바이드(SiC), 질화물(AlN, BN, SI3N4) 등의 세라믹 충진제(충진제)를 접목시킨 열적으로 우수한 소재를 이용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 다양한 열전도도 예측 모델에 따르면 열전도도는 재료 자체가 가지는 열전도도 특성 및 첨가하는 충진제의 양에 따라 좌우된다. 따라서 열전도도가 높은 소재를 제작하려면 열전도도가 높은 충진제 및 고분자를 선택하는 것이 좋다. Therefore, in place of a metal-based electronic material, a carbon-based material (graphene, carbon nanotube), oxide (Al 2 O 3 , SiO 2 , ZnO), silicon carbide (SiC) (Filler) such as AlN, BN, SI 3 N 4 and the like have been studied. According to various thermal conductivity prediction models, the thermal conductivity depends on the thermal conductivity characteristics of the material itself and the amount of filler added. Therefore, it is better to select fillers and polymers with high thermal conductivity to produce materials with high thermal conductivity.

알루미늄 나이트라이드(Aluminium nitride, AlN)은 높은 열전도도, 고온저항성, 전기절연능 및 우수한 기계적 안정성 등을 나타내기 때문에 매우 유용한 충진제로 사용된다. 그러나 AlN은 공기 중의 수분에 쉽게 가수분해되어 수산화알루미늄이 표면에 생겨 전자기기에 부정적인 영향을 끼친다. Aluminum nitride (AlN) is used as a very useful filler because it exhibits high thermal conductivity, high temperature resistance, electrical insulation ability and excellent mechanical stability. However, AlN is easily hydrolyzed to moisture in the air, resulting in aluminum hydroxide on the surface, which negatively affects electronic devices.

이러한 AlN의 문제로 또 다른 무기 충진제인 보론 나이트라이드(Boron itride, BN)가 주목 받고 있다. BN은 흑연과 같은 결정학적으로 이등방성의 구조를 갖는 판상형 재료이며, 표면에 좋은 배리어를 갖고 있어 열적 기계적 특성이 우수하고 매우 강한 소수성 특성을 나타낸다. 또한, 이등방성 소재이기 때문에 BN을 충진제로 사용하면 고분자 매트릭스 내부에서의 열흐름이 BN의 배향 방향에 따라 달라지게 된다. BN분말은 결정학적 이방성으로 열전도도가 Z축 방향으로 2~3W/mK 이지만 x-와 y-축방향으로는 160W/mK의 특성을 나타낸다. Boron isride (BN), another inorganic filler, is attracting attention as a problem of AlN. BN is a plate-like material having a crystallographically isotropic structure such as graphite, has a good barrier property on the surface, has excellent thermal and mechanical properties, and exhibits very strong hydrophobic properties. Also, because of this isotropic material, when BN is used as a filler, the heat flow inside the polymer matrix changes depending on the orientation direction of BN. BN powder is a crystallographic anisotropy with a thermal conductivity of 2 to 3 W / mK in the Z-axis direction, but a characteristic of 160 W / mK in the x- and y-axis directions.

일반적인 열 전도성 시트는 충진제 및 열 경화성 고분자를 포함한 조성물을 프레스 성형, 사출 성형, 압출, 닥터블레이드 성형 등의 방법에 따라 시트 모양으로 만든 후 경화시켜 제조한다. 그러나, BN을 포함하는 조성물을 전술한 방법으로 성형하면, 압력 및 유동에 따라 판상형 BN이 시트 안에서 무너진 상태, 즉 고분자 매트릭스 내부에 BN이 지면과 수평으로 배향되기 쉽다. A typical thermally conductive sheet is prepared by forming a composition containing a filler and a thermosetting polymer into a sheet shape by a method such as press molding, injection molding, extrusion, doctor blade molding and curing. However, when the composition containing BN is molded by the above-described method, the sheet-like BN is liable to be collapsed in the sheet depending on the pressure and the flow, that is, the BN is liable to be aligned horizontally with the ground inside the polymer matrix.

도 1은 BN을 포함하는 열전도성 시트의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 원하는 열흐름이 수직방향인 경우에도 BN의 특성상 수평방향으로 위치하게 되어 열흐름은 수평방향으로 진행되어 열전도도가 낮아지게 된다. 즉, 원하는 열흐름방향과 BN의 배향이 수직이 되어 열전도성이 충분하지 않게 되어 BN이 갖고있는 우수한 열전도특성이 발현되지 못하는 문제점이 있다. 1 is a cross-sectional view of a thermally conductive sheet including BN. Referring to FIG. 1, even when the desired heat flow is in the vertical direction, the BN is positioned in the horizontal direction, and the heat flow progresses in the horizontal direction to lower the thermal conductivity. That is, the desired heat flow direction and the orientation of the BN are perpendicular to each other, and the thermal conductivity is insufficient, so that the excellent heat conduction characteristics of the BN can not be exhibited.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열전도도가 우수한 고강도 보론 나이트라이드 복합소재 및 제조방법을 제공하는데 있다. It is an object of the present invention to provide a high-strength boron nitride composite material having excellent thermal conductivity and a manufacturing method thereof.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 보론 나이트라이드 복합소재는 2이상의 판상형 보론 나이트라이드가 응집되어 있는 보론 나이트라이드 응집체; 및 보론 나이트라이드 응집체 내부에 용융되어 위치하는 유리입자;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a boron nitride composite material comprising: a boron nitride aggregate having two or more plate-shaped boron nitride aggregated; And glass particles melted and positioned within the boron nitride agglomerate.

본 발명에 따른 보론 나이트라이드 복합소재는 판상형 보론 나이트라이드;를 더 포함할 수 있다. The boron nitride composite material according to the present invention may further include a plate-shaped boron nitride.

보론 나이트라이드 응집체는 등방성 열전도도 특성을 나타낼 수 있다. The boron nitride agglomerates may exhibit isotropic thermal conductivity characteristics.

유리입자는 B2O3, MgCO3, ZnO, SiO2 및 Al2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The glass particles may include at least one of B 2 O 3 , MgCO 3 , ZnO, SiO 2 and Al 2 O 3 .

유리입자는 융점이 300℃ 내지 1500℃일 수 있고, 또는, 유리입자는 융점이 판상형 보론 나이트라이드의 소결온도 미만일 수 있다. The glass particles may have a melting point of 300 ° C to 1500 ° C or the glass particles may have a melting point lower than the sintering temperature of the plate-shaped boron nitride.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 용매와 혼합하는 단계; 혼합액을 분무건조시켜 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 형성하는 단계; 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 열처리하여 유리입자를 보론 나이트라이드 응집체 내에서 융용시키는 단계;를 포함하는 보론 나이트라이드 복합소재 제조방법이 제공된다. 열처리는 300℃ 내지 1500℃에서 수행될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: mixing a plate-shaped boron nitride and glass particles with a solvent; Spray-drying the mixed solution to form a boron nitride agglomerate including glass particles; And heat treating the boron nitride agglomerate containing the glass particles to melt the glass particles in the boron nitride agglomerate. The heat treatment may be performed at 300 ° C to 1500 ° C.

본 발명에 따르면, 보론 나이트라이드의 우수한 물성을 방열소재에 구현하기 위하여 보론 나이트라이드를 구형화된 응집체 형태로 구현하고, 유리입자를 함께 사용하여 열처리를 통해 유리입자를 용융시켜 보론 나이트라이드 응집체의 결합력을 증가시킨 우수한 열전도성 등의 물성을 나타내는 고강도의 보론 나이트라이드 복합소재를 얻는 효과가 있다. According to the present invention, in order to realize excellent physical properties of boron nitride in a heat dissipation material, boron nitride is realized as spherical agglomerate, and glass particles are used together to melt the glass particles by heat treatment to form a boron nitride agglomerate It is possible to obtain a high-strength boron nitride composite material exhibiting properties such as excellent thermal conductivity and increased bonding strength.

도 1은 종래 판상형 보론 나이트라이드를 포함하는 방열시트의 열흐름을 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에서 얻은 유리입자의 SEM이미지이다.
도 3은 실시예에서 얻은 판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체의 SEM이미지이다.
도 4 및 도 5는 각각 실시예에서 얻은 열처리 전의 보론 나이트라이드 복합소재 및 열처리 후의 보론 나이트라이드 복합소재를 기계적 교반한 후의 SEM이미지들이다.
도 6은 비교예 1의 열전도성 필름의 SEM이미지이다.
도 7은 실시예 1의 열전도성 필름의 SEM이미지이다.
도 8은 실시예 2의 열전도성 필름의 SEM이미지이다.
도 9는 실시예 1 및 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 열전도성 필름의 전체 필름 부피에 따른 보론 나이트라이드의 부피분율별 열전도도를 도시한 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a heat flow of a heat radiation sheet including a conventional plate-shaped boron nitride. FIG.
2 is an SEM image of the glass particles obtained in the examples.
Figure 3 is an SEM image of a boron nitride agglomerate comprising a tabular boron nitride and glass particles obtained in the examples.
FIGS. 4 and 5 are SEM images after mechanical annealing of the boron nitride composite material before heat treatment and the boron nitride composite material after heat treatment obtained in the examples, respectively.
6 is an SEM image of the thermally conductive film of Comparative Example 1. Fig.
7 is an SEM image of the thermally conductive film of Example 1. Fig.
8 is an SEM image of the thermally conductive film of Example 2. Fig.
9 is a graph showing thermal conductivities of the thermal conductive films of Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2 according to the volume fraction of boron nitride according to the total film volume.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. It should be understood that while the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein, The present invention is not limited thereto.

본 발명의 일측면에 따른 보론 나이트라이드 복합소재는 2이상의 판상형 보론 나이트라이드가 응집되어 있는 보론 나이트라이드 응집체; 및 보론 나이트라이드 응집체 내부에 용융되어 위치하는 유리입자;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a boron nitride composite material comprising: a boron nitride aggregate in which two or more plate-shaped boron nitride are aggregated; And glass particles melted and positioned within the boron nitride agglomerate.

본 발명에서 보론 나이트라이드 응집체는 2이상의 판상형 보론 나이트라이드가 응집된 상태를 의미한다. 보론 나이트라이드는 압력과 온도에 따라 육방정계 결정구조 또는 큐빅형 결정구조를 갖는다. 본 발명에서의 보론 나이트라이드 응집체는 판상형 보론 나이트라이드로서, 육방정계 결정구조의 보론 나이트라이드(Hexagonal Boron Nitride)를 포함한다. In the present invention, the boron nitride aggregate means a state in which two or more plate-shaped boron nitride is aggregated. The boron nitride has a hexagonal crystal structure or a cubic crystal structure depending on the pressure and temperature. The boron nitride agglomerates in the present invention are plate-shaped boron nitrides and include hexagonal boron nitride.

보론 나이트라이드(Boron itride, BN)는 열전도율이 높고, 방열성과 화학적인 안정성이 뛰어나며, 열충격에 강하고 단단한 물성을 나타낸다. 보론 나이트라이드는 절연 특성을 갖는 세라믹이면서도 금속과 유사한 열전도 특성을 갖는 비산화물계 세라믹이다. 이에 따라, 보론 나이트라이드는 윤활유, 그리스, 물, 용제등에 분산시켜 윤활제의 첨가제로 사용할 수 있으며, 강력한 열저항성을 이용하여 고온 윤활용 첨가제로 사용할 수 있다. 또한 보론 나이트라이드는 높은 절연파괴강도와 저항성을 가지고 있으므로, 전기절연체로 활용할 수 있다. 반도체 기판, 전자레인지의 투명 유리창, 연료전지와 배터리 전극과 촉매, 밀봉제 등과 같은 전자산업의 전기절연체로 사용되며 절연과 방열을 위한 충전재료로 이용될 수 있다. Boron isride (BN) has high thermal conductivity, excellent heat dissipation and chemical stability, and is resistant to thermal shock and exhibits rigid physical properties. Boron nitride is a non-oxide ceramics which is a ceramic with an insulating property but also has a thermal conductivity similar to that of a metal. Accordingly, boron nitride can be dispersed in lubricating oil, grease, water, solvent or the like to be used as an additive for a lubricant, and can be used as a high temperature lubricant additive utilizing strong heat resistance. In addition, boron nitride has high dielectric breakdown strength and resistance, so it can be used as an electrical insulator. Semiconductor substrates, transparent glass windows for microwave ovens, electrical insulators for fuel cells, battery electrodes, catalysts, encapsulants and the like, and can be used as filling materials for insulation and heat dissipation.

보론 나이트라이드는 흑연과 비슷하게 방정계 구조를 가지고 있으나, 흑연을 방열시트로 적용할 경우 절연성을 부여하기 힘들며 이산화탄소의 배출량이 많은데에 반해, 보론 나이트라이드는 전기적으로 뛰어난 절연체이면서, 신소재 세라믹스 중에서는 유일하게 기계 가공성이 뛰어난 물질에 해당한다. Although boron nitride has a crystal structure similar to that of graphite, it is difficult to provide insulation when graphite is applied as a heat-dissipating sheet. In contrast to carbon dioxide emissions, boron nitride is an excellent electrically insulating material and is unique among new material ceramics It is a material with excellent machinability.

또한, 보론 나이트라이드는 가스 진공 등 불활성 분위기에서는 최대 3,000℃까지 안정하고, 이 온도에서는 승화되지 않기 때문에 연화되지 않으며, 이는 스테인리스 스틸 정도의 높은 열전도율을 가지고 있어 방열시트에 적용하는 경우 열충격 저항이 크고, 1,500℃ 정도의 급가열 및 급냉각을 반복하여도 균열이나 파손이 되지 않을 정도로 열적 우수성을 가진다. 아울러, 보론 나이트라이드는 유기용매에 대한 내식성이 뛰어나 금속, 유리 및 실리콘 고무 등과 같은 용융물과 반응하지 않아 본 발명에서와 같이 유리입자의 용융에 의한 반응문제가 발생되지 않는다. In addition, boron nitride is stable to a maximum of 3,000 DEG C in an inert atmosphere such as a gas vacuum and is not softened because it does not sublimate at this temperature. This has a high thermal conductivity as high as that of stainless steel, , It has thermal excellence to such an extent that cracking or breakage does not occur even if rapid heating and quenching of about 1,500 ° C are repeated. In addition, the boron nitride is excellent in corrosion resistance against an organic solvent and does not react with a melt such as metal, glass, and silicone rubber, so that there is no reaction problem due to melting of the glass particles as in the present invention.

이러한 보론 나이트라이드를 이용하여 방열소재를 제조하는 경우, 보론 나이트라이드가 우수한 물성과 열전도성 및 방열성을 나타내는 것에 비해 원하는 방열특성을 얻기 어렵다. 이는 보론 나이트라이드의 판상의 형상에 기인한 것으로, 보론 나이트라이드를 이용한 방열시트는 일반적으로 수평방향으로는 약 120W/mk의 열전도도를 나타내나 수직방향으로는 약 3W/mk정도의 낮은 열전도도를 나타낸다. 사용용도에 따라 다르나, PCB나 LED백라이트 등과 같이 기판상에 발열대상이 실장된 제품에 보론 나이트라이드를 이용한 방열시트가 사용되는 경우, 상하부 방향 즉, 수직방향의 열전도도에 따라 방열특성이 결정된다. 따라서, 판상형 보론 나이트라이드는 형상의 제한때문에 원하는 방향으로의 열전도도특성이 발현되지 못한다. When the heat dissipation material is manufactured using such a boron nitride, it is difficult to obtain the desired heat dissipation characteristics as compared with the boron nitride which exhibits excellent physical properties, thermal conductivity, and heat dissipation. This is due to the plate shape of boron nitride. The heat radiation sheet using boron nitride generally exhibits a thermal conductivity of about 120 W / mk in the horizontal direction and a low thermal conductivity of about 3 W / mk in the vertical direction . When the heat-radiating sheet using boron nitride is used for a product on which a heat-generating object is mounted on a substrate such as a PCB or an LED backlight, the heat-radiating property is determined depending on the thermal conductivity in the vertical direction . Therefore, the plate-like boron nitride can not exhibit thermal conductivity characteristics in a desired direction due to restriction of the shape.

이러한 보론 나이트라이드의 이방성 열전도도 특성을 보완하기 위하여, 본 발명에서는 판상형 보론 나이트라이드를 사용하지 않고, 판상형 보론 나이트라이드를 응집체로 구현하여 방열체로 사용한다. 즉, 본 발명에서는 2이상의 판상형 보론 나이트라이드를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체 내부에 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 복합소재로서, 유리입자는 보론 나이트라이드 응집체 내부에서 용융되어 보론 나이트라이드의 결합력을 높이고 있는 보론 나이트라이드 복합소재가 제안된다. In order to compensate for the anisotropic thermal conductivity of the boron nitride, the present invention uses a plate-like boron nitride as an aggregate and uses it as a heat radiator without using a plate-like boron nitride. That is, in the present invention, as a boron nitride composite material containing glass particles in a boron nitride agglomerate including two or more plate-like boron nitride, the glass particles are melted in the boron nitride agglomerate to increase the bonding strength of the boron nitride A boron nitride composite is proposed.

보론 나이트라이드 응집체는 보론 나이트라이드 입자들끼리의 결합력이 약해 방열시트를 제조하기 위한 고분자 수지와의 혼합과정에서 다시 판상형 보론 나이트라이드 입자 상태로 복귀할 수 있다. 따라서, 이러한 결합력 약화로 인한 내구성저하를 방지하기 위하여 보론 나이트라이드 응집체 형성시 유리입자를 추가하고, 이를 열처리하여 유리입자의 용융을 유도하여 보론 나이트라이드 응집체의 내구성을 향상시킬 수 있다. The boron nitride agglomerates are weak in bonding strength between the boron nitride particles and can be returned to the plate-like boron nitride particle state in the mixing process with the polymer resin for producing the heat-radiating sheet. Therefore, in order to prevent deterioration of durability due to weakening of the bonding force, glass particles are added to form boron nitride aggregates, and the glass particles are heat-treated to induce melting of the glass particles, thereby improving the durability of the boron nitride aggregates.

유리입자로는 B2O3, MgCO3, ZnO, SiO2, Al2O3, MgO, TiO2, Na2O, K2O, CaO, SrO, BaO, V2O5, MoO3, Cr2O3, WO3, MnO, P2O5, CdO, Ag2O, AgI, AgBr, 또는 AgCl 등이 사용될 수 있다. 유리입자는 저융점유리인 것이 바람직하다. 또한, 유리입자는 융점이 판상형 보론 나이트라이드의 소결온도 미만인 것이 바람직하다. 유리입자의 융점이 판상형 보론 나이트라이드의 소결온도 이상인 경우, 유리입자가 용융되기 전에 판상형 보론 나이트라이드가 소결되어 파손의 위험성이 높아지고, 보론 나이트라이드의 소결온도가 3,000℃ 이상이므로 고온공정이 요구되어 공정비용이 상승할 수 있다. 유리입자는 융점이 300℃ 내지 1500℃인 것이 바람직하다. As the glass particles, B 2 O 3 , MgCO 3 , ZnO, SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, TiO 2 , Na 2 O, K 2 O, CaO, SrO, BaO, V 2 O 5 , MoO 3 , Cr 2 O 3 , WO 3 , MnO, P 2 O 5 , CdO, Ag 2 O, AgI, AgBr, or AgCl. The glass particles are preferably low melting glass. Further, the glass particles preferably have a melting point lower than the sintering temperature of the plate-shaped boron nitride. When the melting point of the glass particles is higher than the sintering temperature of the plate-like boron nitride, the plate-like boron nitride is sintered before the glass particles are melted, thereby increasing the risk of breakage. Since the sintering temperature of the boron nitride is higher than 3,000 ° C, The process cost may increase. The glass particles preferably have a melting point of 300 ° C to 1500 ° C.

본 발명에서 사용될 수 있는 유리입자로는 서로 다른 유리입자들을 2 이상 혼합하여 사용하거나, 2이상의 서로 다른 유리입자들을 혼합하여 용융시키고 이를 분쇄하여 사용할 수 있다. 서로 다른 유리입자를 용융시켜 한종류의 유리입자를 사용하는 경우, 각각의 유리입자의 융점과 혼합비율을 조절하여 원하는 용융온도를 얻을 수 있다. As the glass particles which can be used in the present invention, two or more different glass particles may be mixed or used, or two or more different glass particles may be mixed and melted and pulverized. In the case of using one kind of glass particles by melting different glass particles, a desired melting temperature can be obtained by controlling the melting point and mixing ratio of each glass particle.

본 발명의 보론 나이트라이드 응집체는 판상형 보론 나이트라이드와 달리 등방성 열전도도 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 이에 따라 본 발명의 보론 나이트라이드 응집체는 그 형상이 등방성 열전도도를 나타낼 수 있도록 구현된다. 예르 들어, 보론 나이트라이드 응집체는 판상형 보론 나이트라이드들이 구형으로 응집되고, 내부의 빈공간에 유리입자가 용융되어 존재하는 형상으로 구현될 수 있다. The boron nitride agglomerates of the present invention preferably exhibit an isotropic thermal conductivity characteristic unlike the plate-shaped boron nitride. Accordingly, the boron nitride agglomerates of the present invention are implemented so that their shapes can exhibit an isotropic thermal conductivity. For example, the boron nitride agglomerates can be realized in such a shape that the plate-shaped boron nitride is aggregated in a spherical shape and the glass particles are present in an empty space.

보론 나이트라이드 응집체가 등방성 열전도도 특성을 나타내므로, 이를 포함하는 보론 나이트라이드 복합소재를 방열시트로 구현하면, 수평방향으로 높은 판상형 보론 나이트라이드와 달리 수평방향과 수직방향 모두 우수한 열전도도특성을 나타낼 수 있다. Since the boron nitride agglomerate exhibits isotropic thermal conductivity characteristics, when a boron nitride composite material containing the boron nitride composite material is subjected to heat treatment, unlike the high-plate-type boron nitride in the horizontal direction, it exhibits excellent thermal conductivity in both the horizontal direction and the vertical direction .

본 발명에 따른 보론 나이트라이드 복합소재는 판상형 보론 나이트라이드;를 더 포함할 수 있다. 보론 나이트라이드 응집체가 등방성 열전도도 특성을 나타내기 위해서는 판상형의 형상보다 구형의 뭉쳐진 형태의 응집체 형상을 나타내기 때문에 보론 나이트라이드 응집체와 보론 나이트라이드 응집체 사이에는 빈공간이 형성될 가능성이 높다. 따라서, 이러한 빈공간으로 인하여 방열특성이 저하될 수 있으므로 보론 나이트라이드 복합소재는 보론 나이트라이드 응집체 이외에 판상형 보론 나이트라이드를 더 포함하여 보론 나이트라이드 응집체 사이의 빈공간을 채워 방열특성을 향상시킬 수 있다. The boron nitride composite material according to the present invention may further include a plate-shaped boron nitride. In order to exhibit the isotropic thermal conductivity characteristics of the boron nitride agglomerate, it is more likely that void spaces are formed between the boron nitride agglomerates and the boron nitride agglomerates because the agglomerates exhibit spherical agglomerate shape rather than a plate-like shape. Therefore, since the heat dissipation characteristics may be deteriorated due to such empty space, the boron nitride composite material may further include a plate-shaped boron nitride in addition to the boron nitride aggregate to improve the heat radiation characteristics by filling void spaces between the boron nitride aggregates .

아울러, 판상형 보론 나이트라이드만 존재하는 경우에는 판상형 보론 나이트라이드의 형상의 특성상 수평방향 열전도도 특성이 우수하나, 보론 나이트라이드 응집체와 함께 존재하는 경우 판상형 보론 나이트라이드가 수평으로 위치하기 보다 수직방향으로 위치하게 될 가능성이 높아진다. 따라서, 보론 나이트라이드 응집체및 판상형 보론 나이트라이드가 함께 보론 나이트라이드 복합소재로 구현되면, 이를 포함하는 방열시트의 수평방향 및 수직방향의 열전도도 특성을 함께 향상시킬 수 있다. In addition, in the case where only a plate-shaped boron nitride is present, the horizontal heat conductivity characteristic is excellent due to the shape of the plate-shaped boron nitride. However, when the boron nitride is present together with the boron nitride aggregate, The possibility of being located is increased. Accordingly, when the boron nitride agglomerate and the plate-like boron nitride are combined together as the boron nitride composite material, the thermal conductivity characteristics in the horizontal direction and the vertical direction of the heat radiation sheet including the boron nitride composite material can be improved.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 용매와 혼합하는 단계; 혼합액을 분무건조시켜 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 형성하는 단계; 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 열처리하여 유리입자를 보론 나이트라이드 응집체 내에서 융용시키는 단계;를 포함하는 보론 나이트라이드 복합소재 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따른 보론 나이트라이드 복합소재 제조에는 분무건조법(spray dry method)이 사용될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: mixing a plate-shaped boron nitride and glass particles with a solvent; Spray-drying the mixed solution to form a boron nitride agglomerate including glass particles; And heat treating the boron nitride agglomerate containing the glass particles to melt the glass particles in the boron nitride agglomerate. A spray dry method may be used to manufacture the boron nitride composite material according to the present invention.

분무건조법은 액상의 원료를 분무하고, 미립화한 후 고온을 가하면 순간적으로 용매가 증발되고 건조되어 분립상을 얻을 수 있는 공정이다. 보론 나이트라이드 입자와 유리입자를 용매와 혼합하여 용액을 얻고, 이를 노즐을 통해 분무시키면 미립화되어 낙하하는데 낙하와 동시에 열풍 등을 통해 건조시키면 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 얻을 수 있다. 이 때 얻는 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체는 보론 나이트라이드 사이 또는 보론 나이트라이드와 유리입자 사이에 약한 결합력을 나타낸다. The spray drying method is a process in which a liquid raw material is sprayed, atomized, and then the solvent is evaporated instantaneously at a high temperature and dried to obtain a separated phase. When the boron nitride particles and the glass particles are mixed with a solvent to obtain a solution and sprayed through the nozzle, the particles are atomized and dropped. When the particles are dropped and dried through hot air or the like, boron nitride and boron nitride aggregates containing glass particles are obtained . The resulting boron nitride and boron nitride agglomerates including glass particles exhibit a weak bonding force between boron nitride or between boron nitride and glass particles.

보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체는 이후 열처리된다. 보론 나이트라이드 응집체 내부에 유리입자가 포함되어 있기 때문에 열처리를 통해 유리입자의 용융을 유도하고, 판상형 보론 나이트라이드 간의 결합력을 증가시켜 우수한 물성의 보론 나이트라이드 복합소재를 얻는다. The boron nitride agglomerates comprising boron nitride and glass particles are then heat treated. Since the glass particles are contained in the boron nitride agglomerate, the heat treatment induces the melting of the glass particles, and the bonding strength between the plate-like boron nitride is increased to obtain a boron nitride composite material having excellent properties.

열처리는 유리입자의 융점보다 높은 온도로 수행될 수 있다. 예를 들어, 열처리는 300℃ 내지 1500℃에서 수행될 수 있다. The heat treatment can be performed at a temperature higher than the melting point of the glass particles. For example, the heat treatment may be performed at 300 ° C to 1500 ° C.

이하에서는 본 발명의 구체적인 시험예에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 하기의 시험예는 본 발명을 한정하지 않는다. Hereinafter, specific test examples of the present invention will be described. However, the following test examples do not limit the present invention.

본 시험예에서는 먼저 유리입자를 준비하고, 분무건조법을 이용하여 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 형성하고, 이를 열처리한 후, 시트형태로 제조하여 특성을 시험하기로 한다. In this test example, first, glass particles are prepared, and boron nitride and boron nitride agglomerates including glass particles are formed by a spray drying method. Then, the glass particles are heat-treated and then formed into a sheet form to test the characteristics.

[원료물질][Raw materials] 구성Configuration 원료물질Raw material 제조사 manufacturer 형태shape 크기size 고분자수지Polymer resin 에폭시 수지Epoxy resin Mitsubishi ChemicalMitsubishi Chemical -- -- 4,4′-디하이드록시비페닐4,4'-dihydroxybiphenyl Sigma-AldrichSigma-Aldrich -- -- 유리입자Glass particles B2O3 B 2 O 3 KOJUNDO KOREAKOJUNDO KOREA -- -- MgCO3 MgCO 3 KOJUNDO KOREAKOJUNDO KOREA -- -- ZnOZnO KOJUNDO KOREAKOJUNDO KOREA -- -- SiO2 SiO 2 KOJUNDO KOREAKOJUNDO KOREA -- -- Al2O3 Al 2 O 3 KOJUNDO KOREAKOJUNDO KOREA -- -- 보론 나이트라이드Boron nitride 판상형 보론나이트라이드 IPlate Type Boron Nitride I DENKADENKA 판상형Plate type 8 μm8 μm 판상형 보론나이트라이드 IIPlate Type Boron Nitride II Saint GobainSaint Gobain 판상형Plate type 18~25 μm18 to 25 μm 폴리에틸렌글리콜Polyethylene glycol SAMCHUN chemicalSAMCHUN chemical -- -- 판상형
보론나이트라이드
Plate type
Boron nitride
판상형 보론나이트라이드 IIIPlate Type Boron Nitride III DENKADENKA flakeflake 27 μm27 μm
KBM-403KBM-403 Shinetsu ChemicalShinetsu Chemical -- --

[유리입자 제조][Production of glass particles]

표 1의 유리입자들을 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone, MEK)와 함께 도가니에 넣고 1시간 교반한다. 그리고 MEK를 휘발시킨 도가니를 box furnace에 넣어 1300℃에서 용융하고 완전히 녹아있는 혼합물을 물로 냉각하고 벌크타입의 유리를 얻는다. 이렇게 얻어진 유리는 막자사발(mortar)를 이용해 1차 분쇄하고 볼밀(ball-milling) 공정을 통해 2차 분쇄를 하여 1 내지 2㎛사이즈로 만든다. The glass particles in Table 1 were placed in a crucible together with methyl ethyl ketone (MEK) and stirred for 1 hour. Then, the crucible in which the MEK is volatilized is put into a box furnace and melted at 1300 ° C., and the completely melted mixture is cooled with water to obtain a bulk type glass. The glass thus obtained is first pulverized using a mortar and then subjected to a second milling process through a ball-milling process to obtain a size of 1 to 2 탆.

도 2는 얻은 유리입자의 SEM(SNE 1500M, SEC Co.)이미지이다. 2 is an SEM (SNE 1500M, SEC Co.) image of the obtained glass particles.

[판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체 제조][Manufacture of a boron nitride agglomerate containing a plate-like boron nitride and a glass particle]

NaOH를 이용해 pH를 9로 맞춘 증류수를 폴리에틸렌글리콜과 유리입자 순으로 첨가하고 상온에서 혼합한다. 그리고 표 1의 판상형 보론 나이트라이드 I 및 판상형 보론 나이트라이드 II를 혼합되고 있는 용액에 천천히 첨가하여 분무건조할 슬러리를 준비한다. 슬러리를 분무건조장치를 이용해 160℃ 공기 분위기에서 분무건조시켜 판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 얻었다. 얻은 보론 나이트라이드 응집체는 도 3에 도시하였다. 도 3을 참조하면, 보론 나이트라이드 응집체는 판상형 보론 나이트라이드 들이 응집되면서 구형화된 것을 알 수 있다. Add distilled water, adjusted to pH 9 with NaOH, in the order of polyethylene glycol and glass particles, and mix at room temperature. Then, the slurry to be spray-dried is prepared by slowly adding the plate-like boron nitride I and the plate-like boron nitride II of Table 1 to the mixed solution. The slurry was spray-dried in an air atmosphere at 160 캜 using a spray dryer to obtain a boron nitride agglomerate containing a plate-like boron nitride and glass particles. The obtained boron nitride agglomerates are shown in Fig. Referring to FIG. 3, it can be seen that the boron nitride agglomerates are sphered with the agglomeration of the plate-shaped boron nitride.

[열처리][Heat treatment]

열처리 전의 판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체는 폴리에틸렌글리콜의 약한 결합력만으로 붙어있는 상태이므로 열처리를 통해 열처리를 통해 유리입자를 용융시켜 결합력을 증가시킨다. 판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 유리입자의 융점인 1125℃에서 15분 열처리하였다. 열처리가 끝나면, 분쇄 및 체를 이용하여 걸러낸 보론 나이트라이드 복합소재의 크기는 35내지 50㎛이었다. The plate-like boron nitride before the heat treatment and the boron nitride agglomerate including the glass particles are attached only by the weak binding force of the polyethylene glycol. Therefore, the glass particles are heat-treated through the heat treatment to increase the bonding force. The plate-like boron nitride and the boron nitride agglomerates including the glass particles were heat-treated at the melting point of the glass particles at 1125 DEG C for 15 minutes. After the heat treatment, the size of the boron nitride composite material sieved by pulverization and sieving was 35 to 50 mu m.

[열전도성 필름제작] [Production of thermally conductive film]

MEK에 녹아 있는 에폭시와 DHBP 용액에 표면 처리를 한 각각의 보론 나이트라이드 분말을 원하는 충진제 부피%에 따라 맞추어 첨가한 뒤 마그네틱 스터러를 이용해 슬러리를 제조하였다. 그 후 테이프로 성형하기 위해 혼합액을 1분 30초 탈포 처리한 후 PET필름위에 약300㎛의 두께로 도포하여 열전도성 필름을 얻는다. 제작된 열전도성 필름은 60℃ 오븐에서 1시간 30분 예비건조하여 PET필름에서 도포층을 떼어낸 후 6장 정도의 시트를 포개어 3Mpa의 압력에서 105℃ 20분, 135℃ 40분 가열 및 가압하여 샘플을 제작하였다. Each boron nitride powder surface-treated with epoxy and DHBP solution dissolved in MEK was added according to the volume percentage of the desired filler, and a slurry was prepared using a magnetic stirrer. Thereafter, the mixture solution is degassed for 1 minute and 30 seconds to form a tape, and then the PET film is coated on the PET film to a thickness of about 300 mu m to obtain a thermally conductive film. The prepared thermally conductive film was preliminarily dried in an oven at 60 ° C. for 1 hour and 30 minutes to peel off the coating layer from the PET film, and then the sheet was laminated with about 6 sheets and heated at 105 ° C. for 20 minutes and at 135 ° C. for 40 minutes under pressure of 3 Mpa A sample was prepared.

<평가><Evaluation>

[강도평가][Strength evaluation]

열처리 과정을 거치지 않은 판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체와 열처리를 거친 보론 나이트라이드 응집체를 각각 각각 증류수에 넣고 24시간 300rpm으로 교반하였다. 도 4에는 열처리 전의 보론 나이트라이드 응집체의 SEM이미지가, 도 5에는 열처리 후의 보론 나이트라이드 응집체의 SEM이미지가 나타나있다. 분무건조후 후 열처리 과정을 거치지 않은 보론 나이트라이드 응집체는 고분자 바인더로만 결합되어 있는 상태이므로 물 또는 다른 용매에 분말이 들어가면 결합력이 약해져 다시 1차 판상형 보론 나이트라이드로 되돌아가기 쉽다. 이에 따라 도 4에서는 보론 나이트라이드 응집체가 판상형 보론 나이트라이드로 다시 복귀한 것을 확인할 수 있었다. 이와 달리 도 5의 보론 나이트라이드 응집체는 구형화된 입자형상 그대로 유지되어 있어 열처리로 인하여 강도가 높아졌음을 알 수 있다. 이는 열처리 후에 보론 나이트라이드 응집체에 포함된 유리입자가 용용되어 판상형 보론 나이트라이드의 결합력을 증가시켰기 때문으로 추측된다. The plate-like boron nitride not subjected to the heat treatment, the boron nitride agglomerate including the glass particles, and the boron nitride agglomerate after the heat treatment were respectively put into distilled water and stirred at 300 rpm for 24 hours. FIG. 4 shows an SEM image of the boron nitride agglomerate before the heat treatment, and FIG. 5 shows an SEM image of the boron nitride agglomerate after the heat treatment. Since the boron nitride agglomerate which has not undergone the post-heat treatment after spray drying is only bound to the polymer binder, if the powder is introduced into water or another solvent, the binding force becomes weak and it is easy to return to the first plate-like boron nitride. Accordingly, it was confirmed in FIG. 4 that the boron nitride agglomerate returned to the plate-like boron nitride. In contrast, the boron nitride agglomerates of FIG. 5 are retained in the spherical particle shape, indicating that the strength is increased due to the heat treatment. This is presumably because the glass particles contained in the boron nitride agglomerate were dissolved after the heat treatment to increase the binding force of the plate-like boron nitride.

[열전도도 평가][Evaluation of thermal conductivity]

판상형 보론 나이트라이드를 이용한 열전도성 필름(비교예 1), 표면처리를 한 판상형 보론 나이트라이드를 이용한 열전도성 필름(비교예 2), 본 발명에 따라 제조한 보론 나이트라이드 복합소재를 이용한 열전도성 필름(실시예 1), 판상형 보론 나이트라이드를 더 포함하는 보론 나이트라이드 복합소재를 이용한 열전도성 필름(실시예 2)를 이용하여 열전도도 특성을 평가하였다. 비교예 2는 비교예 1의 판상형 보론 나이트라이드에 표면처리를 한 후 열전도성 필름을 제작한 것이다. 표면처리는 고분자 수지와의 계면 향상을 위한 것이다. A thermally conductive film using a plate-like boron nitride (Comparative Example 1), a thermally conductive film using a surface-treated plate-shaped boron nitride (Comparative Example 2), a thermally conductive film using a boron nitride composite material produced according to the present invention (Example 1), and a thermal conductive film (Example 2) using a boron nitride composite material further comprising a plate-like boron nitride was used to evaluate thermal conductivity characteristics. In Comparative Example 2, the surface of the plate-like boron nitride of Comparative Example 1 was subjected to surface treatment, and then a thermally conductive film was produced. The surface treatment is for improving the interface with the polymer resin.

도 6은 판상형 보론 나이트라이드를 포함하는 열전도성 필름(비교예 1)의 SEM이미지이다. 판상형 보론 나이트라이드로만 이루어진 SEM 이미지에서는 2차원 상에 xy축으로 보론 나이트라이드가 수평으로 배향되어 누워있는 형상을 보인다. 따라서, 수직방향으로의 열전도도 특성이 좋지 않을 것으로 예측된다. 6 is an SEM image of a thermally conductive film (Comparative Example 1) comprising a plate-shaped boron nitride. In the SEM image consisting of the plate-shaped boron nitride, the boron nitride is laid horizontally on the two-dimensional xy-axis. Therefore, it is predicted that the thermal conductivity in the vertical direction will be poor.

도 7은 본 발명에 따른 보론나이트라이드 복합소재를 포함하는 열전도성 필름(실시예 1)의 SEM이미지이다. 도 6에서의 판상형 보론 나이트라이드에서와 달리 구형화되어 등방성의 열전도도를 나타낼 것으로 판단된다. 실시예 1의 필름에는 유리입자를 첨가하고 열처리하였기 때문에 보론 나이트라이드 분말들이 깨어지지 않고 형상을 유지한 채로 필름화될 수 있었다. 다만, 보론 나이트라이드 복합소재 중 보론 나이트라이드 응집체 사이사이에 빈공간들이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이러한 빈공간은 고분자 수지, 즉 에폭시 수지가 침투되지 않은 채 남아있을 수 있다. 따라서, 응집체 사이의 빈공간으로 인한 열전도도 감소가 나타날 수 있다. 7 is an SEM image of a thermally conductive film (Example 1) including a boron nitride composite material according to the present invention. It is considered to be spherical and exhibit an isotropic thermal conductivity unlike in the case of the plate-shaped boron nitride shown in Fig. In the film of Example 1, since the glass particles were added and heat-treated, the boron nitride powders could be formed into films while keeping their shapes without breaking. However, it can be seen that vacancies are formed between the boron nitride agglomerates in the boron nitride composite material. This empty space may remain without penetration of the polymeric resin, i.e. the epoxy resin. Thus, a decrease in thermal conductivity due to void spaces between aggregates may occur.

도 8은 실시예 1의 보론 나이트라이드 복합소재가 판상형 보론 나이트라이드를 더 포함하고 있는 열전도성 필름(실시예 2)의 SEM이미지이다. 즉, 실시예 2의 열전도성 필름 내부에는 구형화된 보론 나이트라이드 응집체와 함께 판상형 보론 나이트라이드 입자가 포함된다. 보론 나이트라이드 응집체와 판상형 보론 나이트라이드의 부피비는 4:6이다. 따라서, 도 8을 참조하면 원형으로 표시된 보론 나이트라이드 응집체 간의 빈공간을 직선으로 표시된 판상형 보론 나이트라이드가 채우고 있다. 즉, 보론 나이트라이드 응집체간의 빈공간에 판상형 보론 나이트라이드가 침투하여 고분자 수지내의 충진체들의 구조를 더욱 치밀하게 하고 빈공간을 감소시키면서 열전도성이 뛰어난 판상형 보론 나이트라이드를 수직방향으로의 열전도도 발현에 참여시켜 열전도도를 향상시킬 수 있다. 8 is an SEM image of a thermally conductive film (Example 2) in which the boron nitride composite material of Example 1 further comprises a plate-shaped boron nitride. That is, in the thermally conductive film of Example 2, spherical boron nitride agglomerates and plate-like boron nitride particles are included. The volume ratio of the boron nitride agglomerate to the plate-like boron nitride is 4: 6. Thus, referring to FIG. 8, the vacant space between the circularly indicated boron nitride agglomerates is filled with a plate-shaped boron nitride that is indicated by a straight line. That is, the plate-shaped boron nitride penetrates into the vacant space between the boron nitride agglomerates to make the structure of the filler in the polymer resin more dense and reduce the vacancy, while the plate-shaped boron nitride having a high thermal conductivity is expressed in the vertical direction Thereby improving the thermal conductivity.

도 9는 실시예 1 및 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 열전도성 필름의 전체 필름 부피에 따른 보론 나이트라이드의 부피분율별 열전도도를 도시한 그래프이다. 열전도도는 Thermal diffusivity, density, specific heat capacity의 곱으로 구할 수 있으며, 각각을 laser flash method (LFA; LFA 447, NETZSCH Co.), Gas Displacement Pycnometry System (AccuPyc 1330, Micromeritics Co.), differential scanning calorimetry (DSC; DSC 200 F3, NETZSCH Co.)를 이용하여 측정하였다.  9 is a graph showing thermal conductivities of the thermal conductive films of Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2 according to the volume fraction of boron nitride according to the total film volume. Thermal conductivity can be obtained by multiplying thermal diffusivity, density and specific heat capacity by using laser flash method (LFA; LFA 447, NETZSCH Co.), Gas Displacement Pycnometry System (AccuPyc 1330, Micromeritics Co.), differential scanning calorimetry (DSC; DSC 200 F3, NETZSCH Co.).

비교예 1 및 비교예 2의 경우는 판상형 보론 나이트라이드가 모두 수평방향으로 배향된 실선과 유사한 곡선으로 나타나 판상형 보론 나이트라이드가 실제로 열전도성 필름에 적용되었을 때 수평방향으로 배향되어 낮은 열전도도를 나타냄을 알 수 있었다. 이에 반해, 본 발명에 따른 보론 나이트라이드 복합소재를 이용한 실시예 1은 비교예 1 및 비교예 2보다 우수한 열전도도를 나타내어 본 발명에 따라 판상형 보론 나이트라이드를 응집시키고, 유리입자를 용융시켜 결합력을 증가시킨 보론 나이트라이드 복합소재를 이용하면 열전도도 향상이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 즉, 유리입자의 용융으로 인하여 결합력이 증가되어, 에폭시 수지 등에 추가하여 열전도성 필름 제조시 다시 판상형 보론 나이트라이드로의 복귀가 방지된 것으로 추측된다. In the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the plate-like boron nitride exhibits a curved line similar to a solid line oriented in the horizontal direction, and when the plate-shaped boron nitride is actually applied to the thermally conductive film, it is aligned in the horizontal direction and exhibits low thermal conductivity And it was found. On the contrary, Example 1 using the boron nitride composite material according to the present invention exhibited thermal conductivity superior to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, so that the plate-shaped boron nitride was aggregated according to the present invention, It was confirmed that the thermal conductivity can be improved by using the increased boron nitride composite material. That is, it is presumed that the bonding force is increased due to the melting of the glass particles, and the return to the plate-shaped boron nitride is prevented again in the production of the thermally conductive film in addition to the epoxy resin.

보론 나이트라이드 복합소재에 판상형 보론 나이트라이드를 더 추가한 실시예 2의 경우에는 가장 높은 수준의 열전도도를 나타내었는데, 열전도성 필름 제조시 보론 나이트라이드 응집체 사이의 빈공간을 채워 등방성 보론 나이트라이드 응집체의 열전도도에 추가적으로 판상형 보론 나이트라이드의 열전도도 특성을 부가하여 우수한 열전도특성을 갖는 열전도성 필름제조가 가능함을 확인할 수 있었다. In the case of Example 2 in which a plate-shaped boron nitride was added to the boron nitride composite material, the highest thermal conductivity was exhibited. In the production of the thermally conductive film, the vacancy space between the boron nitride and the isotropic boron nitride aggregates It is possible to manufacture a thermally conductive film having excellent thermal conductivity characteristics by adding the thermal conductivity property of the plate-shaped boron nitride to the thermal conductivity of the thermally conductive film.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

Claims (8)

2이상의 판상형 보론 나이트라이드가 응집되어 있는 보론 나이트라이드 응집체; 및
상기 보론 나이트라이드 응집체 내부에 용융되어 위치하는 유리입자;를 포함하는 보론 나이트라이드 복합소재.
A boron nitride agglomerate in which two or more plate-shaped boron nitride is aggregated; And
And glass particles melted and positioned inside the boron nitride agglomerate.
청구항 1에 있어서,
판상형 보론 나이트라이드;를 더 포함하는 보론 나이트라이드 복합소재.
The method according to claim 1,
A boron nitride composite material further comprising a plate-shaped boron nitride.
청구항 1에 있어서,
상기 보론 나이트라이드 응집체는 등방성 열전도도 특성을 나타내는 것인 보론 나이트라이드 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein said boron nitride agglomerates exhibit isotropic thermal conductivity characteristics.
청구항 1에 있어서,
상기 유리입자는 B2O3, MgCO3, ZnO, SiO2 및 Al2O3 중 적어도 하나를 포함하는 것인 보론 나이트라이드 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the glass particles comprise at least one of B 2 O 3 , MgCO 3 , ZnO, SiO 2 and Al 2 O 3 .
청구항 1에 있어서,
상기 유리입자는 융점이 300℃ 내지 1500℃인 보론 나이트라이드 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the glass particles have a melting point of 300 ° C to 1500 ° C.
청구항 1에 있어서,
상기 유리입자는 융점이 상기 판상형 보론 나이트라이드의 소결온도 미만인 보론 나이트라이드 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the glass particles have a melting point lower than the sintering temperature of the plate-like boron nitride.
판상형 보론 나이트라이드 및 유리입자를 용매와 혼합하는 단계;
상기 혼합액을 분무건조시켜 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 형성하는 단계; 및
상기 유리입자를 포함하는 보론 나이트라이드 응집체를 열처리하여 상기 유리입자를 상기 보론 나이트라이드 응집체 내에서 융용시키는 단계;를 포함하는 보론 나이트라이드 복합소재 제조방법.
Mixing the plate-shaped boron nitride and the glass particles with a solvent;
Spray-drying the mixed solution to form a boron nitride agglomerate including glass particles; And
And thermally treating the boron nitride agglomerate containing the glass particles to melt the glass particles in the boron nitride agglomerate.
청구항 7에 있어서,
상기 열처리는 300℃ 내지 1500℃에서 수행되는 것인 보론 나이트라이드 복합소재 제조방법.

The method of claim 7,
Wherein the heat treatment is performed at 300 ° C to 1500 ° C.

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