KR20180112980A - Heat dissipation sheet containing Whisker type Cu―CuO as filler - Google Patents

Heat dissipation sheet containing Whisker type Cu―CuO as filler Download PDF

Info

Publication number
KR20180112980A
KR20180112980A KR1020170044069A KR20170044069A KR20180112980A KR 20180112980 A KR20180112980 A KR 20180112980A KR 1020170044069 A KR1020170044069 A KR 1020170044069A KR 20170044069 A KR20170044069 A KR 20170044069A KR 20180112980 A KR20180112980 A KR 20180112980A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sheet
cuo
heat
filler
radiating
Prior art date
Application number
KR1020170044069A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이동우
배범용
주제욱
Original Assignee
주식회사 영일프레시젼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 영일프레시젼 filed Critical 주식회사 영일프레시젼
Priority to KR1020170044069A priority Critical patent/KR20180112980A/en
Publication of KR20180112980A publication Critical patent/KR20180112980A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
    • H05K7/20472Sheet interfaces
    • H05K7/20481Sheet interfaces characterised by the material composition exhibiting specific thermal properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/092Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising epoxy resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302Conductive

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

The present invention relates to a heat radiation sheet with excellent radiation characteristics and insulation characteristics. According to the present invention, the heat radiation sheet is manufactured by laminating a first sheet and a third sheet including Cu-CuO with excellent insulation characteristics as a filler above and below a second sheet containing Cu with excellent conductivity as a filler.

Description

휘스커 타입 Cu―CuO 복합 필러를 포함하는 방열시트{Heat dissipation sheet containing Whisker type Cu―CuO as filler}[0001] Heat-dissipating sheet containing Whisker type Cu-CuO composite filler [0002]

방열시트는 방열 기능을 위해 우수한 열전도성이 필요하나, 이러한 열전도성을 높이기 위해 사용되는 성분으로 인해 통상적으로 전기전도성도 함께 증가하기 때문에, 절연성이 필요한 장치에는 사용이 제한적일 수밖에 없으나, 본 발명은 열전도성과 전기절연성을 동시에 확보한 방열시트에 관한 것이다. The heat-radiating sheet needs to have good thermal conductivity for the heat-dissipating function. However, because the components used for enhancing the thermal conductivity of the heat-radiating sheet usually increase the electrical conductivity, the use of the heat- And a heat-radiating sheet which simultaneously secures electrical conductivity and electrical insulation.

전자부품의 고집적화로 인해 부품작동 시 높은 열이 발생하여 제품에 과부하를 가할 뿐만 아니라, 제품의 성능 및 수명에 큰 영향을 끼치고 있다. 이러한 전자부품의 발열 문제를 해결하기 위한 수단으로 방열재료를 적용함으로 제품의 성능을 확대시키고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 방열재료로서 방열시트가 다양한 전자부품에 사용되고 있다. Due to the high integration of electronic components, high heat is generated during operation of the components, which not only overloads the product, but also has a great influence on the performance and life of the product. Researches for expanding the performance of a product by applying a heat dissipating material as a means for solving the problem of heat generation of such electronic parts have been actively conducted. As such a heat dissipating material, a heat dissipating sheet is used in various electronic parts.

방열시트는 고분자 수지와 열전도성이 뛰어난 필러(filler)를 포함하여 시트(sheet) 형상으로 제조되는데, 통상 여러 장의 시트를 적층하여 하나의 방열시트를 제조하는 것이 일반적이다. The heat-radiating sheet includes a polymer resin and a filler excellent in thermal conductivity, and is generally formed into a sheet. Generally, one heat-radiating sheet is manufactured by laminating several sheets.

방열시트와 관련된 선행 특허를 살펴보면, 특허공개 제10-2017-0011501호는 면상형태로 스프레딩된 탄소섬유층; 상기 스프레딩된 탄소섬유에 도포되어 상기 탄소섬유를 고정하기 위한 접착층; 및 탄화되어 공급되고, 상기 접착층에 부착되는 면상 형태의 필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유가 포함된 방열시트에 관한 기술을 공개하고 있다. In the prior art related to the heat-radiating sheet, Patent Document 10-2017-0011501 discloses a carbon fiber layer spread in a planar shape; An adhesive layer applied to the spread carbon fiber to fix the carbon fiber; And a film layer in the form of a planar shape which is carbonized and adhered to the adhesive layer, and discloses a technique relating to a heat-radiating sheet containing carbon fibers.

특허등록 제10-1125266호는 그라파이트 시트와 카본나노 복합체를 함유하는 열전도성 점착제를 이용한 방열시트에 관한 기술을 공개하고 있다. Patent Registration No. 10-1125266 discloses a technique relating to a heat-radiating sheet using a thermoconductive adhesive containing a graphite sheet and a carbon nanocomposite.

특허등록 제10-1656600호는 그래핀 옥사이드의 나노 복합체를 포함하는 방열시트에 관한 기술을 공개하고 있다. Patent Registration No. 10-1656600 discloses a technique relating to a heat-radiating sheet comprising graphene oxide nanocomposite.

상기 종래 선행 문헌들은 주로 방열시트의 열전도성 향상에 초점을 맞춘 기술이다. 그러나 열전도성을 높이기 위해 사용되는 필러 성분으로 인해 전기전도성도 함께 증가함으로써, 절연성이 필요한 장치에는 쇼트 등의 문제로 인하여 사용이 제한적일 수밖에 없는 문제점이 있다. The above prior art documents mainly focus on improving the thermal conductivity of the heat radiation sheet. However, since the electric conductivity is also increased due to the filler component used for increasing the thermal conductivity, there is a problem that the use of the device requiring insulation is limited due to a problem such as shot.

특허공개 제10-2017-0011501호Patent Publication No. 10-2017-0011501 특허등록 제10-1125266호Patent Registration No. 10-1125266 특허등록 제10-1656600호Patent No. 10-1656600

본 발명은 방열시트에 있어서, 고열전도성 및 고절연성을 동시에 갖는 방열시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of the Invention An object of the present invention is to provide a heat-radiating sheet having high heat conductivity and high insulation at the same time.

특히, 본 발명은 적층형 구조의 방열시트를 통해 고열전도성 및 고절연성을 동시에 만족하는 방열시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, it is an object of the present invention to provide a heat-radiating sheet which simultaneously satisfies high heat conductivity and high insulation through a heat-radiating sheet having a laminate structure.

본 발명은 고분자 수지 및 필러를 포함하여 이루어지는 제1시트 및 제3시트; 및 상기 제1시트와 제3시트의 사이에 적층되어 있으며, 고분자 수지 및 필러를 포함하는 제2시트를 포함하여 이루어지는 방열시트로서, 상기 제1시트 및 제3시트는 필러로서, 내측의 코어(core)는 Cu이며, 외측의 쉘(shell) 부분이 휘스커 결정 구조의 CuO인 Cu-CuO 복합 필러를 사용하며, 상기 제2시트는 필러로서 Cu를 사용하는 것을 특징으로 하는 방열시트를 제공한다.The present invention relates to a first sheet and a third sheet comprising a polymer resin and a filler; And a second sheet laminated between the first sheet and the third sheet, the second sheet including a polymer resin and a filler, wherein the first sheet and the third sheet serve as pillars, core is Cu and the outer shell is CuO of whisker crystal structure and Cu is used as the filler in the second sheet.

특히, 상기 휘스커 결정 구조의 Cu-CuO 복합 필러는, Cu 입자를 염기성 용액에서 반응하여 외측의 쉘 부분이 산화되어 휘스커 결정 구조의 CuO로 결정성장된 것이 바람직하다. Particularly, it is preferable that the Cu-CuO composite filler having the whisker crystal structure reacts with Cu particles in a basic solution, and the outer shell portion is oxidized and crystal-grown to CuO having a whisker crystal structure.

특히, 상기 복합 필러는 방열시트 총중량 중 50 ~ 80 중량%로 포함하는 것이 바람직하다.In particular, the composite filler preferably comprises 50 to 80% by weight of the total weight of the heat dissipating sheet.

특히, 상기 제1시트, 제2시트 및 제3시트의 상기 고분자 수지는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지인 것이 바람직하다.In particular, the polymer resin of the first sheet, the second sheet and the third sheet is preferably a silicone resin or an epoxy resin.

특히, 상기 제1시트, 제2시트 및 제3시트는 필러로서, Al2O3 , AlN(Aluminium Nitride) 및 BN(Boron Nitride) 중 어느 하나 이상을 더 사용할 수 있다.In particular, the first sheet, the second sheet and the third sheet may use any one or more of Al 2 O 3, AlN (Aluminum Nitride) and BN (Boron Nitride) as fillers.

본 발명에서는 전도성이 우수한 Cu를 필러로 포함하는 제2시트와, 상기 제2시트의 상하부에는 절연특성이 우수한 휘스커 타입의 Cu-CuO를 필러로 포함하는 제1시트 및 제3시트를 적층한 최소 3층 구조의 방열시트를 제공함으로써, 열전도성 및 절연특성을 모두 만족하는 방열시트를 제조할 수 있다.In the present invention, a second sheet containing Cu with excellent conductivity is provided on the upper and lower portions of the second sheet. The first sheet and the third sheet each including a whisker type Cu-CuO as a filler, By providing a heat-radiating sheet of a three-layer structure, it is possible to manufacture a heat-radiating sheet that satisfies both thermal conductivity and insulation characteristics.

도 1은 본 발명의 방열시트의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1시트 및 제3시트에 사용되는 Cu-CuO 복합 필러의 형상을 설명하는 도면이다.
도 3는 본 발명의 제1시트 및 제3시트에 사용되는 Cu-CuO 복합 필러의 제조 과정으로서, Cu 입자로부터 산화 과정을 통해서 쉘(shell)에 휘스커(whisker) 결정 구조의 CuO를 갖는 Cu-CuO 복합 필러를 제조하는 과정을 도식화한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1시트 및 제3시트에 사용되는 Cu-CuO 복합 필러 샘플의 배율을 달리한 SEM 측정 이미지이다.
도 6은 본 발명의 방법으로 제조된 방열시트의 SEM 사진이다.
1 is a sectional view of a heat-radiating sheet of the present invention.
Fig. 2 is a view for explaining the shape of the Cu-CuO composite filler used in the first and third sheets of the present invention. Fig.
FIG. 3 is a process for producing a Cu-CuO composite filler for use in the first and third sheets of the present invention, wherein a Cu- CuO composite filler according to the present invention.
Figs. 4 and 5 are SEM measurement images showing different magnifications of the Cu-CuO composite filler sample used in the first and third sheets of the present invention. Fig.
6 is a SEM photograph of a heat-radiating sheet manufactured by the method of the present invention.

본 발명에서는 안정적인 열전도도와 절연전압을 가지는 방열시트를 제공한다. 본 발명의 방열시트는 최소 3단의 시트가 적층된 구조이다. 이하에서는 도면을 참고하면서 본 발명에 대하여 자세히 설명하기로 한다. The present invention provides a heat-radiating sheet having stable thermal conductivity and insulating voltage. The heat-radiating sheet of the present invention is a structure in which a minimum of three sheets are laminated. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 방열시트(100)의 단면도이다. 본 발명은 고분자 수지 및 필러를 포함하여 이루어지는 제1시트(10) 및 제3시트(30); 및 상기 제1시트(10)와 제3시트(30)의 사이에 적층된 고분자 수지 및 필러를 포함하는 제2시트(20)를 포함하여 이루어지는 방열시트(100)로서, 상기 제1시트(10) 및 제3시트(30)는 필러로서, 내측의 코어(core)는 Cu이며, 외측의 쉘(shell) 부분이 휘스커 결정 구조의 CuO인 Cu-CuO 복합 필러를 사용하며, 상기 제2시트(20)의 필러로서 Cu를 사용하는 것을 특징으로 한다. 1 is a sectional view of a heat-radiating sheet 100 of the present invention. The present invention relates to a first sheet (10) and a third sheet (30) comprising a polymer resin and a filler; And a second sheet (20) including a polymer resin and a filler laminated between the first sheet (10) and the third sheet (30), wherein the first sheet (10 ) And the third sheet 30 are pillars, the inner core is Cu, and the outer shell portion is CuO of whisker crystal structure, and the second sheet 20). ≪ / RTI >

제1시트 및 제3시트The first sheet and the third sheet

전술한 바와 같이, 상기 제1시트(10) 및 제3시트(30)는 필러로서 내측의 코어(core)는 Cu이며, 외측의 쉘(shell) 부분이 휘스커 결정 구조의 CuO인 Cu-CuO 복합 필러를 사용한다는 점에서 공통되며, 그 이외에 고분자 수지는 서로 상이하게 사용할 수 있도 있다. 다만, 제조의 편의상 제1시트(10) 및 제3시트(30)는 동일한 성분으로 제조되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 고분자 수지로서는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. As described above, the first sheet 10 and the third sheet 30 are fillers, and the inner core is Cu, and the outer shell portion is a Cu-CuO composite having CuO of whisker crystal structure And the polymer resin may be used differently from each other. However, for convenience of manufacture, the first sheet 10 and the third sheet 30 may be preferably made of the same components. As the polymer resin, a silicone resin or an epoxy resin is preferably used.

Cu를 포함하는 종래의 방열시트에 비하여, 본 발명에서는 Cu를 포함하는 방열시트(제2시트)의 상하면에 Cu--CuO 복합 필러를 포함하는 방열시트(제1시트 및 제3시트)를 적층함으로써, 종래 기술에 비해, 열전도성은 크게 떨어트리지 않으면서도 절연특성이 우수한 결과를 얻을 수 있다. 이하에서는 본 발명의 제1시트(10) 및 제3시트(30)에 사용되는 Cu-Cuo 복합 필러에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다. (First sheet and third sheet) including a Cu-CuO composite filler is laminated on the upper and lower surfaces of a heat-radiating sheet (second sheet) containing Cu in comparison with a conventional heat-radiating sheet containing Cu, As a result, compared with the prior art, excellent thermal conductivity can be obtained without deteriorating the thermal conductivity. Hereinafter, the Cu-Cuo composite filler used for the first sheet 10 and the third sheet 30 of the present invention will be described in more detail.

도 2은 본 발명의 Cu-CuO 복합 필러의 형상을 도식화한 것이다. 코어(core) 부분은 Cu 성분으로 이루어져 있으며, 상기 Cu 성분의 코어의 외측에는 CuO가 휘스커(whisker, 침상) 결정 구조이다. 코어 부분의 Cu로 인하여 열전도성은 크게 저하되지 않으면서, 쉘측의 CuO로 인해 절연특성이 좋아진다. CuO 휘스커 결정 구조는 주위의 다른 고방열 세라믹 필러, 예를 들어, AlN와의 접촉을 용이하게 만들어주어 열전도의 흐름을 높여줄 수 있다. CuO는 수nm ~ 수㎛의 직경을 가지는 Cu 입자로부터 염기성반응을 통해 Cu의 표면이 CuO구조로 성장되며, CuO의 직경은 수십 nm ~수백 nm를 가지면서 약 수백 nm에서 수 ㎛의 길이를 가진 구조를 형성한다. CuO는 절연특성을 나타내는데, 이는 Cu가 가지는 금속전도체의 특성을 저하시킴으로 전기적 쇼트를 방지하면서 Cu가 가지는 열전도도는 그대로 전달시킴으로서 본 발명이 목적으로 하는 높은 열전도도 및 절연특성을 부여한다.2 is a schematic view of the shape of the Cu-CuO composite filler of the present invention. The core portion is made of a Cu component, and CuO is whisker (needle-shaped) crystal structure on the outer side of the core of the Cu component. The Cu content of the shell portion is improved because the Cu of the core portion does not significantly deteriorate the thermal conductivity. The CuO whisker crystal structure facilitates contact with other high heat dissipation ceramic fillers, e.g., AlN, to enhance the flow of heat conduction. CuO is grown from the Cu particles having a diameter of several nm to several 탆 through a basic reaction and the surface of the Cu is grown into a CuO structure. The diameter of CuO is several tens nm to several hundreds nm and forms a structure having a length of about several hundred nm to several mu m. The CuO exhibits an insulating property, which deteriorates the characteristics of the metal conductor of Cu, thereby preventing electrical shorting and transferring the thermal conductivity of Cu as it is, thereby imparting the desired high thermal conductivity and insulating properties of the present invention.

도 3은 Cu 입자의 표면에 있는 Cu가 산화되어 산소와 결합반응하면서, 쉘 부분이 휘스커(whisker) 결정 구조의 CuO를 형성하는 과정을 설명하는 도면이다. 본 발명에서는 Cu 입자로부터 시작하여, 쉘 부분을 CuO 휘스커 결정구조로 변환하여 제조된다. Cu로부터 CuO로의 결정 성장은 화학적 침전법으로 가능하다. 하지만 CuO 형상은 일반적 침전법으로 제어하기 어려우며, 수용액 상에서 합성하면 입자형태는 침상형으로 만들어진다. 액상법에 의해 제조되는 CuO 분체는 수화반응에 의해 구형의 Cu(OH)2로 합성한다. 이렇게 제조된 분체는 숙성을 통해 침상형 CuO로 제조되고 입자가 커지게 된다. 그 이유는 수용액 상에 존재하는 OH-가 입자 간의 응집을 일으키기 때문이다. 따라서 CuO의 크기제어는 용매 내의 OH- 농도를 제어해야 한다. OH- 농도를 제어하는 방법은 용매를 수용액에서 유기용매로 바꾸는 것이 있다. 이와 같은 방법은 CuO 나노분체의 합성에서 많이 이용하고 있다.FIG. 3 is a view illustrating a process in which Cu on the surface of Cu particles is oxidized to react with oxygen to form CuO having a whisker crystal structure. In the present invention, starting from Cu particles, the shell portion is converted into a CuO whisker crystal structure. Crystal growth from Cu to CuO is possible by the chemical precipitation method. However, it is difficult to control the shape of CuO by the general precipitation method. When the solution is synthesized in an aqueous solution, the particle shape is made acicular. The CuO powders prepared by the liquid phase method are synthesized as spherical Cu (OH) 2 by hydration reaction. The powder thus prepared is aged to be made into acicular CuO and the particle size is increased. The reason for this is that OH - present in the aqueous solution causes agglomeration between the particles. Therefore, the size control of CuO should control the OH - concentration in the solvent. The method of controlling the OH - concentration is to change the solvent from an aqueous solution to an organic solvent. This method is widely used in the synthesis of CuO nano powder.

특히, 상기 복합 필러는 제1자성시트(10)와 제3자성시트(30) 총중량 중 50 ~ 80 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 범위 이하로 사용하는 경우 필러로서의 열전도성 기여 효과가 약하며, 상기 범위 이상으로 사용하는 경우 고분자 수지의 함량이 너무 작아서 필름(시트)로의 제조가 어려우며, 필름으로 제조되더라도 쉽게 찢어진다. In particular, the composite filler preferably includes 50 to 80 wt% of the total weight of the first magnetic sheet 10 and the third magnetic sheet 30. When used below the above range, the effect of contributing thermally conductive filler is weak. When used above the above range, the content of the polymer resin is too small to be easily produced into a film (sheet).

특히, 상기 제1시트(10), 제3시트(30)는 필러로 Al2O3 , AlN(Aluminium Nitride) 및 BN(Boron Nitride) 중 하나 이상을 더 추가할 수 있다. 특히, AlN(Aluminium Nitride)을 더 포함하는 것이 바람직하다. AlN 입자는 통상 20nm ~ 50㎛의 직경을 가지는 구형 및 판형의 형태를 가진다. AlN은 높은 열전도성을 갖고 있으며, 전기절연성도 우수하기 때문에 일반적으로 방열시트의 필러로서 많이 사용되는 성분이다. Al2O3 , AlN(Aluminium Nitride) 및 BN(Boron Nitride) 등의 추가적인 필러가 사용될 수 있다.In particular, the first sheet 10 and the third sheet 30 may further include at least one of Al 2 O 3, AlN (Aluminum Nitride), and BN (Boron Nitride) as fillers. Particularly, it is preferable to further include AlN (Aluminum Nitride). AlN particles usually have a spherical shape and a plate shape with a diameter of 20 nm to 50 탆. AlN is a component widely used as a filler of a heat-radiating sheet because it has high thermal conductivity and excellent electrical insulation. Additional fillers such as Al 2 O 3, AlN (Nitride) and BN (Boron Nitride) may be used.

제2시트The second sheet

본 발명의 제2시트는 Cu를 필러로 사용하되, Al2O3 , AlN(Aluminium Nitride) 및 BN(Boron Nitride) 중 하나 이상을 더 추가할 수 있다. 제2시트의 총중량 중에서 Cu는 50 ~ 80 중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 제2시트의 상기 고분자 수지는 실리콘계 스지 또는 에폭시계 수지인 것이 바람직하다.The second sheet of the present invention uses Cu as a filler, and at least one of Al 2 O 3, AlN (Aluminum Nitride) and BN (Boron Nitride) can be further added. It is preferable that Cu is used in an amount of 50 to 80% by weight in the total weight of the second sheet. The polymer resin of the second sheet is preferably a silicon-based woven or epoxy resin.

이하에서는 실험예를 통하여 본 발명의 효과에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail through experimental examples.

실험예Experimental Example 1 : Cu-CuO 복합 필러의 제조 1: Preparation of Cu-CuO composite filler

약 100nm의 Cu 입자를 NaOH를 함유하는 염기성수용액에 고루 분산시킨 뒤 약 80℃에서 반응시켜 Cu 입자표면에 CuO를 형성시켰다. 참고로 CuO는 시간 및 온도에 따라 다른 애스펙트비를 가지는 산화막을 형성하게 되고 이를 통해 최적의 CuO 휘스커 타입의 입자형성이 가능해진다. 과도한 시간 및 온도를 주게 되면 Cu입자가 모두 CuO로 변화하게 되어 Cu가 가지는 금속전도성의 특성이 모두 사라지게 되어 특성을 성능향상을 꾀하기가 어려워지게 되므로 최적의 온도와 시간반응이 매우 중요하며, 본 실험에서는 100nm Cu입자에 30분 동안 반응시켰으며, Cu 입자 주변에 수십 개의 CuO 휘스커가 형성되게 하였다. 즉, 약 100nm 크기의 Cu로부터 산화반응을 통해 표면에 CuO가 휘스커(Whisker)처럼 형성된 입자를 제조하였으며, 전체 직경은 CuO의 결정성장으로 인하여 100nm보다 조금 큰 수준으로 제조되었다. Cu particles of about 100 nm were uniformly dispersed in a basic aqueous solution containing NaOH and reacted at about 80 캜 to form CuO on the surface of Cu particles. For reference, CuO forms an oxide film having different aspect ratios depending on time and temperature, thereby enabling formation of optimum CuO whisker type particles. If excessive time and temperature are given, all the Cu particles will be changed to CuO, so that the characteristics of the metal conductivity of Cu will disappear, which makes it difficult to improve the characteristics. Therefore, the optimum temperature and time reaction are very important, , CuO particles were reacted with 100 nm Cu particles for 30 minutes and dozens of CuO whiskers were formed around the Cu particles. That is, CuO was formed as whisker on the surface through oxidation reaction from Cu of about 100 nm in size, and the total diameter was made to be slightly larger than 100 nm due to the crystal growth of CuO.

도 4 및 5는 상기 방법에 의해 제조된 본 발명의 Cu-CuO 복합 필러의 배율을 달리한 SEM 측정 이미지이다. 도 4 및 5와 같이, 본 발명의 Cu의 표면에 CuO가 휘스커 결정 구조로 형성된 것을 확인할 수 있었다. FIGS. 4 and 5 are SEM measurement images of the Cu-CuO composite filler of the present invention prepared by the above-described method at different magnifications. As shown in Figs. 4 and 5, it was confirmed that CuO was formed in the whisker crystal structure on the Cu surface of the present invention.

실험예 2 : 복합시트의 물성 비교 실험Experimental Example 2: Comparison of physical properties of composite sheet

본 발명의 실시예로서 Cu-CuO/Cu/Cu-CuO의 방열시트를 제조하였다. 제1시트 및 제3시트로서의 Cu-CuO 방열시트는 Cu-CuO 80 중량부와 에폭시 수지(국도사 제품 사용) 20 중량부를 혼합하여 시트화하였다. 제2시트인 Cu 방열시트도, Cu 80 중량부와 에폭시 수지 20 중량부를 혼합하여 제조하였다. 그 결과 도 6과 같이 3중 구조의 방열시트를 확인할 수 있었다. A heat-radiating sheet of Cu-CuO / Cu / Cu-CuO was produced as an example of the present invention. Cu-CuO heat-radiating sheets as the first and third sheets were prepared by mixing 80 parts by weight of Cu-CuO and 20 parts by weight of an epoxy resin (used by National Taiwan Company). The Cu heat-radiating sheet as the second sheet was also produced by mixing 80 parts by weight of Cu and 20 parts by weight of an epoxy resin. As a result, a heat-radiating sheet having a triple structure was confirmed as shown in Fig.

비교예의 방열시트로는 Cu 방열시트와, Cu-CuO/Cu의 2 layer 시트의 두 가지를 비교실험하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.As the heat-radiating sheet of the comparative example, two types of Cu heat-radiating sheet and Cu-CuO / Cu two-layer sheet were compared. The results are shown in Table 1 below.

No.No. SheetSheet Layer 수 Number of layers 열전도도
(W/mk)
Thermal conductivity
(W / mk)
절연 전압
(kV/mm)
Isolated voltage
(kV / mm)
두께
(㎛)
thickness
(탆)
비교예 1Comparative Example 1 Cu-CuOCu-CuO 1One 1.911.91 66 ~0.3~ 0.3 비교예 2Comparative Example 2 Cu-CuO/CuCu-CuO / Cu 22 4.724.72 4.24.2 ~0.6~ 0.6 실시예 Example Cu-CuO/Cu/Cu-CuOCu-CuO / Cu / Cu-CuO 33 2.492.49 55 ~1~ 1

비교예 1과 같이 휘스커 타입으로 성장된 Cu-CuO의 방열시트는 열전도도가 1.91 W/mk였으며, 절연전압은 6 kV/mm였다. As in Comparative Example 1, the heat-radiating sheet of Cu-CuO grown in whisker type had a thermal conductivity of 1.91 W / mk and an insulation voltage of 6 kV / mm.

한편, 2 layer 구조의 비교예 2는 두께가 단일층의 비교예 1에 비해 증가하였으며, 열전도도는 4.72 W/mk로 증가하였으며, 절연전압은 4.2 kV/mm로 감소하였다. 이는 비교예 1에 비해 비교예 2에서는 열전도도가 높은 Cu 방열시트를 더 적층함으로써 열전도도가 증가하였으나, 대신 Cu 방열시트의 절연성능이 Cu-CuO에 비해 떨어지므로 절연전압은 낮아졌다.On the other hand, the comparative example 2 of the two-layer structure was increased in thickness compared to the comparative example 1 of the single layer, the thermal conductivity was increased to 4.72 W / mk, and the insulation voltage was reduced to 4.2 kV / mm. In Comparative Example 2, the thermal conductivity was increased by laminating a Cu heat-radiating sheet having a higher thermal conductivity than Comparative Example 1. However, since the insulating performance of the Cu heat-radiating sheet was lower than that of Cu-CuO, the insulation voltage was lowered.

본 발명의 실시예에 의해 제조된 3 layer 구조의 방열시트는 총 3개의 방열시트로 이루어졌으므로, 당연히 비교예들에 비해 두께가 더 증가하여 약 1 ㎛로 증가하였으며, 열전도도는 2.49 W/mk, 절연전압은 5 kV/mm로 비교예 1 및 2의 중간 값을 나타냈다.Since the three-layered heat-radiating sheet manufactured by the embodiment of the present invention is composed of three heat-radiating sheets, the thickness of the heat-radiating sheet is increased to about 1 탆 and the thermal conductivity is 2.49 W / mk , And the insulation voltage was 5 kV / mm, indicating the intermediate values of Comparative Examples 1 and 2.

즉, 본 발명의 방법에 의해 제조된 방열시트는 적절한 열전도도와 절연전압을 유지할 수 있으므로, Cu만으로 이루어진 방열시트보다 상대적으로 열전도도는 낮아도 무방하지만 절연전압이 높아야 하는 용도의 제품에 본 발명의 방열시트를 적용할 수 있다.That is, since the heat-radiating sheet manufactured by the method of the present invention can maintain an appropriate thermal conductivity and insulation voltage, the thermal conductivity may be relatively lower than that of the heat-radiating sheet made of Cu alone. However, Sheets can be applied.

Claims (5)

고분자 수지 및 필러를 포함하여 이루어지는 제1시트 및 제3시트; 및 상기 제1시트와 제3시트의 사이에 적층된 고분자 수지 및 필러를 포함하는 제2시트를 포함하여 이루어지는 방열시트로서,
상기 제1시트 및 제3시트는 필러로서, 내측의 코어(core)는 Cu이며, 외측의 쉘(shell) 부분이 휘스커 결정 구조의 CuO인 Cu-CuO 복합 필러를 포함하며,
상기 제2시트의 필러는 Cu를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열시트.
A first sheet and a third sheet comprising a polymer resin and a filler; And a second sheet including a polymer resin and a filler laminated between the first sheet and the third sheet,
Wherein the first sheet and the third sheet are fillers, the inner core is Cu, and the outer shell portion is a CuO of whisker crystal structure,
Wherein the filler of the second sheet comprises Cu.
제1항에서, 상기 휘스커 결정 구조의 Cu-CuO는, Cu 입자를 염기성 용액에서 반응하여 외측의 쉘 부분이 산화되어 휘스커 결정 구조의 CuO로 결정성장된 것을 특징으로 하는 방열시트.
The heat-radiating sheet according to claim 1, wherein the Cu-CuO of the whisker crystal structure is formed by reacting Cu particles in a basic solution, and an outer shell portion is oxidized to be crystal-grown as CuO having a whisker crystal structure.
제1항에서, 상기 제1시트 및 제3시트의 Cu-CuO 복합 필러는 시트 총중량 중 50 ~ 80 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 방열시트.
The heat-radiating sheet according to claim 1, wherein the Cu-CuO composite filler of the first and third sheets comprises 50 to 80 wt% of the total weight of the sheet.
제1항에서, 상기 제1시트, 제2시트 및 제3시트의 상기 고분자 수지는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지인 것을 특징으로 하는 방열시트.
The heat radiation sheet according to claim 1, wherein the polymer resin of the first sheet, the second sheet and the third sheet is a silicone resin or an epoxy resin.
제1항에서, 상기 제1시트, 제2시트 및 제3시트는 필러로 Al2O3 , AlN(Aluminium Nitride) 및 BN(Boron Nitride) 중 하나 이상을 더 추가하는 것을 특징으로 하는 방열시트.The heat-radiating sheet according to claim 1, wherein the first sheet, the second sheet and the third sheet further comprise at least one of Al 2 O 3, AlN (Aluminum Nitride) and BN (Boron Nitride) as fillers.
KR1020170044069A 2017-04-05 2017-04-05 Heat dissipation sheet containing Whisker type Cu―CuO as filler KR20180112980A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170044069A KR20180112980A (en) 2017-04-05 2017-04-05 Heat dissipation sheet containing Whisker type Cu―CuO as filler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170044069A KR20180112980A (en) 2017-04-05 2017-04-05 Heat dissipation sheet containing Whisker type Cu―CuO as filler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180112980A true KR20180112980A (en) 2018-10-15

Family

ID=63865869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170044069A KR20180112980A (en) 2017-04-05 2017-04-05 Heat dissipation sheet containing Whisker type Cu―CuO as filler

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180112980A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6351585B2 (en) Resin-impregnated boron nitride sintered body and use thereof
KR101442070B1 (en) Radiant heat sheet comprising complex of graphene, graphite nanoplate, carbon nanotube and nanometal, and preparing method thereof
TWI700243B (en) Hexagonal boron nitride powder, its manufacturing method, and its composition and heat dissipation material
US8206815B2 (en) Metal-based composite material containing both micron-size carbon fiber and nano-size carbon fiber
JP6262522B2 (en) Resin-impregnated boron nitride sintered body and use thereof
WO2018181606A1 (en) Heat-conducting member and heat-dissipating structure including said heat-conducting member
JP6023474B2 (en) Thermally conductive insulating sheet, metal base substrate and circuit board, and manufacturing method thereof
JP5185582B2 (en) Thermally conductive sheet
US20210017084A1 (en) Thermally conductive composite particles, method for producing same, insulating resin composition, insulating resin molded body, laminate for circuit boards, metal base circuit board and power module
CN113355058A (en) Two-dimensional carbon-metal configuration composite material and preparation method and application thereof
KR102645530B1 (en) Multifunctional composite film having heat dissipation and electronmagnetic shielding/absorption cpapticy and method for manufacturing thereof
JP2010040883A (en) Heat dissipation sheet, heat dissipation device, and method of manufacturing heat dissipation sheet
JP2013136658A (en) Thermally conductive filler
CN110235531B (en) Heat dissipation circuit substrate
KR101704793B1 (en) Printed circuit boards using the epoxy resin composition and its manufacturing method
Ni et al. Coordinating of thermal and dielectric properties for cyanate ester composites filled with silica‐coated sulfonated graphene oxide hybrids
CN112823214B (en) Aluminium-carbon particle composite material and its production method
KR20180112980A (en) Heat dissipation sheet containing Whisker type Cu―CuO as filler
KR101531630B1 (en) Thin-heat film and heat-radiation sheet comparing the same
Muhsan et al. Fabrication and characterization of graphene-based paper for heat spreader applications
KR101458832B1 (en) A composite film of copper layers with insulation layers and conductive adhesion layers and method of fabricating the same.
KR20200080961A (en) Insulated heat dissipating nanowires, methods of making the same, and composites comprising the same
JP2020053613A (en) Composite substrate
JP2017092322A (en) High thermal conductivity, high insulation heat dissipation sheet
KR101789172B1 (en) heat dissipation paste composition using thermal conductive material coated nano carbonaceous materials and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application