KR20190033876A

KR20190033876A - 필름의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190033876A
Application number: KR1020170122575A
Authority: KR
Inventors: 김소진; 신종민; 유동우
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-04-01
Also published as: CN111107945B; JP2020534188A; EP3685929B1; EP3685929A1; JP7205974B2; KR102316016B1; US20200246873A1; CN111107945A; EP3685929A4; WO2019059731A1

Abstract

본 출원은 필름의 제조 방법을 제공한다. 본 출원에서는, 예를 들면, 히트 파이프와 같은 방열 소재의 제조에 적용될 수 있는 필름의 제조 방법이 제공될 수 있다.

Description

필름의 제조 방법{PREPARATION METHOD FOR FILM}

본 출원은 필름의 제조 방법에 대한 것이다.

방열 소재는 다양한 용도에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 배터리나 각종 전자 기기는 작동 과정에서 열이 발생하기 때문에, 이러한 열을 효과적으로 제어할 수 있는 소재가 요구된다.

대표적인 방열 소재로는, 열전도도가 높은 세라믹 소재 등을 고분자 매트릭스 내에 분산시킨 필름이 알려져 있다. 그렇지만, 이러한 필름들은 대체로 열전도도가 만족스럽지 않다.

다른 방열 소재로서, 소위 히트 파이프(Heat Pipe)도 알려져 있다. 이 소재는 우수한 방열 효율을 나타내면서도 가격도 저렴한 편이고, 따라서 최근 많이 활용되고 있다.

그렇지만, 상기 히트 파이프는 대부분 두께가 두껍고, 이에 따라서 적용 용도가 제한된다.

본 출원은, 필름, 예를 들면, 히트 파이프와 같은 방열 소재에 사용될 수 있는 필름의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 제조 방법은, 금속 기판상에 열전도성 금속 입자를 포함하는 슬러리를 직접 코팅 및 소결하여 다공성 금속층을 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 방식에 의해서 상기 다공성 금속층이 얇은 두께이면서 높은 기공도와 작은 기공 크기를 가지고, 또한 금속 기판과 우수한 밀착성을 가지도록 할 수 있다.

본 출원에서 용어 다공성 금속층은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은, 금속층의 전체 중량을 기준으로 금속의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%일 수 있다.

용어 다공성은, 기공도(porosity)가 적어도 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 기공도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100% 미만, 약 99% 이하, 약 98% 이하, 약 95% 이하 또는 약 90% 이하 정도일 수 있다. 상기에서 기공도는 금속층의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다.

본 출원의 제조 방법에서 상기 슬러리는 열전도성 금속 입자를 기본적으로 포함한다.

상기 금속 입자는, 일 예시에서 열전도도가, 약 8 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상, 약 15 W/mK 이상, 약 20 W/mK 이상, 약 25 W/mK 이상, 약 30 W/mK 이상, 약 35 W/mK 이상, 약 40 W/mK 이상, 약 45 W/mK 이상, 약 50 W/mK 이상, 약 55 W/mK 이상, 약 60 W/mK 이상, 약 65 W/mK 이상, 약 70 W/mK 이상, 약 75 W/mK 이상, 약 80 W/mK 이상, 약 85 W/mK 이상 또는 약 90 W/mK 이상일 수 있다. 금속 입자는, 열전도도가 높을수록 우수한 방열 효율을 가지는 필름이 얻어질 수 있어서, 그 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 1,000 W/mK 이하 정도일 수 있다.

본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 해당 물성에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 그 물성은 상온에서 측정한 것이다. 용어 상온은 가온 또는 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 예를 들면, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 약 23℃ 또는 약 25℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다.

상기 금속 입자의 구체적인 종류는, 상기 언급된 열전도도를 가진다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 구리, 금, 은, 알루미늄, 은, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐, 백금, 마그네슘 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 상기 중 2종 이상의 합금 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 금속 입자의 형태는 목적하는 다공성 금속층의 기공도나 기공크기 또는 기공 형태 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 입자는, 대략 구형, 침상, 판형, 덴드라이트형 또는 성형(star shape) 등의 다양한 형태를 가질 수 있다.

하나의 예시에서 상기 금속 입자의 평균 입경은, 약 100 nm 내지 200 ㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 범위 내에서 목적하는 다공성 금속층의 기공도나 기공크기 또는 기공 형태 등을 고려하여 평균 입경이 적절하게 선택될 수 있다.

일 예시에서 상기 슬러리는, 적정한 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속을 적어도 포함할 수 있다. 이러한 금속의 적용은, 본 출원의 하나의 예시에 따라서 상기 슬러리를 소결할 때에 유도 가열 방식이 적용될 경우에 해당 방식에 따른 소결이 원활하게 수행되도록 할 수 있다.

예를 들면, 상기 금속으로는, 상대 투자율이 90 이상인 금속이 사용될 수 있다. 상기에서 상대 투자율(μr)은, 해당 물질의 투자율(μ)과 진공속의 투자율(μ0)의 비율(μ/μ0)이다. 본 출원에서 사용하는 상기 금속은 상대 투자율이 95 이상, 100 이상, 110 이상, 120 이상, 130 이상, 140 이상, 150 이상, 160 이상, 170 이상, 180 이상, 190 이상, 200 이상, 210 이상, 220 이상, 230 이상, 240 이상, 250 이상, 260 이상, 270 이상, 280 이상, 290 이상, 300 이상, 310 이상, 320 이상, 330 이상, 340 이상, 350 이상, 360 이상, 370 이상, 380 이상, 390 이상, 400 이상, 410 이상, 420 이상, 430 이상, 440 이상, 450 이상, 460 이상, 470 이상, 480 이상, 490 이상, 500 이상, 510 이상, 520 이상, 530 이상, 540 이상, 550 이상, 560 이상, 570 이상, 580 이상 또는 590 이상일 수 있다. 상기 상대 투자율은 그 수치가 높을 수록 후술하는 유도 가열을 위한 전자기장의 인가 시에 보다 높은 열을 발생하게 되므로 그 상한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 상대 투자율의 상한은 예를 들면, 약 300,000 이하일 수 있다.

상기 금속은 20℃에서의 전도도가 약 8 MS/m 이상, 9 MS/m 이상, 10 MS/m 이상, 11 MS/m 이상, 12 MS/m 이상, 13 MS/m 이상 또는 14.5 MS/m 이상인 금속 또는 그러한 합금일 수 있다. 상기 전도도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 30 MS/m 이하, 25 MS/m 이하 또는 20 MS/m 이하일 수 있다.

본 출원에서 상기와 같은 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속은 단순하게 전도성 자성 금속으로도 호칭될 수 있다.

상기 전도성 자성 금속을 적용함으로써, 후술하는 유도 가열 공정이 진행될 경우에 소결을 보다 효과적으로 진행할 수 있다. 이와 같은 금속으로는 니켈, 철 또는 코발트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 슬러리는 바인더를 추가로 포함할 수 있다. 적용 가능한 바인더의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 슬러리의 제조 시에 적용된 금속 입자나 분산제 등의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 바인더로는, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스 또는 카복시메틸셀룰로오스 암모늄 등의 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가지는 알킬 셀룰로오스 또는 알킬 셀룰로오스 암모늄, 폴리프로필렌 카보네이트 또는 폴리에틸렌 카보네이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬렌 단위를 가지는 폴리알킬렌 카보네이트 또는 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐아세테이트 등의 폴리비닐알코올계 바인더 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기와 같은 슬러리 내에서 각 성분의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 이러한 비율은 슬러리를 사용한 공정 시에 코팅성이나 성형성 등의 공정 효율을 고려하여 조절될 수 있다.

예를 들면, 슬러리 내에서 바인더는 전술한 금속 입자 100 중량부 대비 약 5 내지 200 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 10 중량부 이상, 약 15 중량부 이상, 약 20 중량부 이상 또는 약 25 중량부 이상일 수 있거나, 약 190 중량부 이하, 180 중량부 이하, 170 중량부 이하, 160 중량부 이하, 150 중량부 이하, 140 중량부 이하, 130 중량부 이하, 120 중량부 이하, 110 중량부 이하, 100 중량부 이하, 90 중량부 이하, 80 중량부 이하, 70 중량부 이하, 60 중량부 이하, 50 중량부 이하 또는 40 중량부 이하일 수 있다.

본 명세서에서 단위 중량부는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 각 성분간의 중량의 비율을 의미한다.

상기 슬러리는 또한 분산제를 추가로 포함할 수 있다. 상기에서 분산제로는, 예를 들면, 알코올이 적용될 수 있다. 알코올로는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 펜탄올, 옥타놀, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 펜탄놀, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 글리세롤, 텍사놀(texanol) 또는 테르피네올(terpineol) 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 1가 알코올 또는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥산디올, 옥탄디올 또는 펜탄디올 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 2가 알코올 또는 그 이상의 다가 알코올 등이 사용될 수 있으나, 그 종류가 상기에 제한되는 것은 아니다.

슬러리 내에서 분산제는, 상기 금속 입자 100 중량부 대비 약 10 내지 500 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 20 중량부 이상, 30 중량부 이상, 40 중량부 이상, 50 중량부 이상, 60 중량부 이상, 70 중량부 이상, 80 중량부 이상, 90 중량부 이상, 100 중량부 이상, 110 중량부 이상, 120 중량부 이상, 130 중량부 이상, 140 중량부 이상, 150 중량부 이상 또는 160 중량부 이상일 수 있고, 약 490 중량부 이하, 480 중량부 이하, 470 중량부 이하, 460 중량부 이하, 450 중량부 이하, 440 중량부 이하, 430 중량부 이하, 420 중량부 이하, 410 중량부 이하, 400 중량부 이하, 390 중량부 이하, 380 중량부 이하, 370 중량부 이하, 360 중량부 이하, 350 중량부 이하, 340 중량부 이하, 330 중량부 이하, 320 중량부 이하, 310 중량부 이하, 300 중량부 이하, 290 중량부 이하, 280 중량부 이하, 270 중량부 이하, 260 중량부 이하, 250 중량부 이하, 240 중량부 이하, 230 중량부 이하, 220 중량부 이하, 210 중량부 이하, 200 중량부 이하, 190 중량부 이하 또는 180 중량부 이하 정도일 수도 있다.

슬러리는 필요하다면, 용매를 추가로 포함할 수 있다. 용매로는 슬러리의 성분, 예를 들면, 상기 금속 입자나 바인더 등의 용해성을 고려하여 적절한 용매가 사용될 수 있다. 예를 들면, 용매로는, 유전 상수가 약 10 내지 120의 범위 내에 있는 것을 사용할 수 있다. 상기 유전 상수는 다른 예시에서 약 20 이상, 약 30 이상, 약 40 이상, 약 50 이상, 약 60 이상 또는 약 70 이상이거나, 약 110 이하, 약 100 이하 또는 약 90 이하일 수 있다. 이러한 용매로는, 물이나 에탄올, 부탄올 또는 메탄올 등의 탄소수 1 내지 8의 알코올, DMSO(dimethyl sulfoxide), DMF(dimethyl formamide) 또는 NMP(N-methylpyrrolidinone) 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

용매가 적용될 경우에 상기는 상기 바인더 100 중량부 대비 약 50 내지 400 중량부의 비율로 슬러리 내에 존재할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

슬러리는 상기 언급한 성분 외에 추가적으로 필요한 공지의 첨가제를 포함할 수도 있다.

본 출원에서는 상기와 같은 슬러리를 금속 기판상에 패턴 인쇄하는 단계를 포함한다. 상기에서 패턴 인쇄는 슬러리를 금속 기판상에 소정 패턴으로 형성하는 것을 의미한다. 이 때 적용되는 패턴의 형태는 특별히 제한되지 않고, 필름의 적용 용도 등을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 필름은 히트 파이프의 제조에 적용될 수 있고, 이 경우 상기 다공성 금속층은, 소위 히트 파이프의 Wick로서 작용할 수 있다. 상기 Wick은 히트 파이프에서 유체 등이 이동하는 통로로서 작용할 수 있는데, 상기 패턴은 상기 유체의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 정해질 수 있다. 관련 업계에서는 유체의 흐름이 원활하게 수행될 수 있도록 하는 다양한 패턴이 알려져 있고, 본 출원에서는 이러한 내용이 모두 적용될 수 있다.

슬러리를 기판에 패턴 인쇄하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 적절한 인쇄 수단, 예를 들면, 각종 디스펜서 등을 사용하여 진행할 수 있다.

상기 금속 기판으로도 열전도성 기판을 사용할 수 있다. 일 예시에서 상기 기판은, 열전도도가, 약 8 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상, 약 15 W/mK 이상, 약 20 W/mK 이상, 약 25 W/mK 이상, 약 30 W/mK 이상, 약 35 W/mK 이상, 약 40 W/mK 이상, 약 45 W/mK 이상, 약 50 W/mK 이상, 약 55 W/mK 이상, 약 60 W/mK 이상, 약 65 W/mK 이상, 약 70 W/mK 이상, 약 75 W/mK 이상, 약 80 W/mK 이상, 약 85 W/mK 이상 또는 약 90 W/mK 이상일 수 있다. 금속 기판은, 열전도도가 높을수록 우수한 방열 효율을 가지는 필름이 얻어질 수 있어서, 그 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 1,000 W/mK 이하 정도일 수 있다.

상기 금속 기판의 구체적인 종류는, 상기 언급된 열전도도를 가진다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, SUS(Stainless Steel), 구리, 금, 은, 알루미늄, 은, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐, 백금, 마그네슘 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 상기 중 2종 이상의 합금의 기판 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 예시에서 상기 금속 기판은 상기 슬러리 내의 열전도성 입자와 동일 재질이거나, 다른 재질의 기판일 수 있다.

본 출원에서는 상기와 같이 금속 기판상에 슬러리를 패턴 인쇄한 후, 그 인쇄된 슬러리를 소결하는 공정을 거쳐 다공성 금속층을 형성한다. 도 1은, 상기와 같은 과정에 따라서 금속 기판(100)상에 슬러리(200)를 패턴 인쇄하고, 이를 소결하여 금속층(300)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 것이다.

필요한 경우에 상기 인쇄와 소결 공정의 사이에 인쇄된 슬러리를 적정 조건에서 건조하는 단계가 수행될 수도 있다. 건조 공정이 진행될 경우에 그 조건은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 20℃ 내지 150℃ 정도의 범위 내의 온도에서 약 20분 내지 5 시간 정도 동안 수행할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기에서 소결을 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 인쇄된 슬러리의 재료 구성이나 형태 등을 감안하여 적정한 열을 인가하는 공지의 소결법을 적용할 수 있다. 이 때 적용되는 소결 온도와 소결 시간은 특별히 제한되지 않고, 슬러리의 재료 구성이나, 형태 등을 감안하여 설정될 수 있다.

상기 기존의 공지 방식과는 다른 방식으로서, 본 출원에서는 상기 소결을 유도 가열 방식으로도 수행할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 슬러리가 전도성 자성 금속을 포함하는 경우에는 유도 가열 방식이 적용될 수 있다. 이러한 방식에 의해서 균일하게 형성된 기공을 포함하면서, 기계적 특성이 우수하며, 기공도도 목적하는 수준으로 조절된 금속층의 제조가 보다 원활하게 될 수 있다.

상기에서 유도 가열은, 전자기장이 인가되면 특정 금속에서 열이 발생하는 현상이다. 예를 들어, 적절한 전도성과 투자율을 가지는 전도성 자성 금속에 전자기장을 인가하면, 금속에 와전류(eddy currents)가 발생하고, 금속의 저항에 의해 줄열(Joule heating)이 발생한다. 본 출원에서는 이러한 현상을 통한 소결 공정을 수행할 수 있다. 본 출원에서는 이와 같은 방식을 적용하여 금속폼의 소결을 단시간 내에 수행할 수 있어서 공정성을 확보하고, 동시에 기공도가 높은 박막 형태이면서도, 작은 기공 크기를 가지고, 금속 기판과의 밀착성도 우수한 금속폼을 제조할 수 있다.

따라서, 상기 소결 공정은, 상기 패턴 인쇄된 슬러리에 열 또는 전자기장을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기에서 열의 인가는 오븐 등의 적절한 수단을 사용하여 패턴 인쇄된 슬러리를 약 300℃ 내지 2,000℃의 범위 내의 온도에서 30분 내지 10 시간의 범위 내의 시간 동안 처리하여 수행할 수 있다.

또한, 전자기장의 인가에 의해서도 상기 전도성 자성 금속에서 유도 가열 현상에 의해서 줄열이 발생하고, 이에 의해 구조체는 소결될 수 있다. 이 때 전자기장을 인가하는 조건은 슬러리 내의 전도성 자성 금속의 종류 및 비율 등에 따라서 결정되는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 유도 가열은, 코일 등의 형태로 형성된 유도 가열기를 사용하여 진행할 수 있다. 또한, 유도 가열은, 예를 들면, 100A 내지 1,000A 정도의 전류를 인가하여 수행할 수 있다. 상기 가해지는 전류의 크기는 다른 예시에서, 900A 이하, 800 A 이하, 700 A 이하, 600 A 이하, 500 A 이하 또는 400 A 이하일 수 있다. 상기 전류의 크기는 다른 예시에서 약 150 A 이상, 약 200 A 이상 또는 약 250 A 이상일 수 있다.

유도 가열은, 예를 들면, 약 100kHz 내지 1,000kHz의 주파수로 수행할 수 있다. 상기 주파수는, 다른 예시에서, 900 kHz 이하, 800 kHz 이하, 700 kHz 이하, 600 kHz 이하, 500 kHz 이하 또는 450 kHz 이하일 수 있다. 상기 주파수는, 다른 예시에서 약 150 kHz 이상, 약 200 kHz 이상 또는 약 250 kHz 이상일 수 있다.

상기 유도 가열을 위한 전자기장의 인가는 예를 들면, 약 1분 내지 10시간의 범위 내에서 수행할 수 있다. 상기 인가 시간은 다른 예시에서 약 10분 이상, 약 20 분 이상 또는 약 30 분 이상일 수 있다. 상기 인가 시간은, 다른 예시에서, 약 9시간 이하, 약 8 시간 이하, 약 7 시간 이하, 약 6 시간 이하, 약 5 시간 이하, 약 4 시간 이하, 약 3 시간 이하, 약 2 시간 이하, 약 1 시간 이하 또는 약 30분 이하일 수 있다.

상기 언급한 유도 가열 조건, 예를 들면, 인가 전류, 주파수 및 인가 시간 등은 전술한 바와 같이 전도성 자성 금속의 종류 및 비율 등을 고려하여 변경될 수 있다.

상기 소결은, 상기 열 또는 전자기장의 인가 중 어느 하나의 수단에 의해서 수행하거나, 양자를 동시에 적용하는 방식, 즉 전자기장의 인가와 함께 적절한 열을 인가하는 방식으로도 수행할 수도 있다.

상기와 같은 본 출원의 방식에 따라 제조된 다공성 금속층은, 얇은 두께이면서 높은 기공도와 작은 기공 크기를 가지고, 또한 금속 기판과 우수한 밀착성을 가질 수 있다.

일 예시에서 상기 금속층은, 다공성이면서 평균 기공의 크기가 100 ㎛ 이하일 수 있다. 이러한 기공의 크기는 예를 들면, SEM(Scanning electron microscope) 이미지 분석 등의 방식으로 확인할 수 있다. 상기 기공 크기의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 1 nm 내지 1㎛ 정도일 수 있다.

일 예시에서 상기 금속층은, 기공도가 약 30% 이상일 수 있다. 상기에서 기공도는 금속층의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다. 상기 기공도는 다른 예시에서 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상 또는 65% 이상이거나, 99% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하 또는 75% 이하 정도일 수 있다.

일 예시에서 상기 금속층은, 두께가 약 500㎛ 이하일 수 있다. 상기 두께는 다른 예시에서 약 450㎛ 이하, 400㎛ 이하, 350㎛ 이하, 300㎛ 이하, 250㎛ 이하, 200㎛ 이하 또는 150㎛ 이하일 수 있다. 상기 두께의 하한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 약 1㎛ 이상, 5㎛ 이상 또는 10㎛ 이상 정도일 수 있다.

상기와 같은 방식으로 제조된 본 출원의 필름은 다양한 용도에 적용될 수 있는데, 그 하나의 예시로는 히트 파이프의 제조로의 적용이 있다. 이러한 경우에는 상기 방식으로 제조된 필름 2장을 서로 부착하는 공정이 필요하며, 이러한 과정은 예를 들면, 도 2에 기재되어 있다. 도 2는 금속 기판(100)상에 금속층(300)이 각각 형성된 2개의 상기 필름을 서로 부착하는 과정을 모식적으로 보여준다.

즉, 본 출원은 또한 상기 방법으로 제조된 2장의 필름을 각 필름상에 형성된 다공성 금속층이 서로 마주하도록 위치시킨 상태에서 상기 필름의 금속 기판의 테두리를 접합하는 단계를 포함할 수 있다.

상기에서 금속 기판의 테두리를 접합하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 금속의 부착 방식을 적용할 수 있다.

본 출원에서는, 예를 들면, 히트 파이프와 같은 방열 소재의 제조에 적용될 수 있는 필름의 제조 방법이 제공될 수 있다.

도 1 및 2는, 본 출원에서 개시하는 공정을 모식적으로 표현한 도면이다.
도 3 및 4는 실시예에서 제조된 필름의 형태를 보여주는 사진이다.

이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.

실시예 1.

슬러리의 제조

슬러리는, 구리 입자 파우더(열전도도: 401 W/mK, 형태: dendrite type, 평균 길이: 약 40μm)를 바인더(polyvinylacetate) 및 분산제(terpinol)와 배합하여 제조하였다. 상기에서 구리 입자 파우더의 중량은 약 10 g이고, 바인더(polyvinylacetate)의 중량은 약 3 g이며, 분산제(terpinol)의 중량은 약 17 g이다.

필름의 제조

상기 제조된 슬러리를 기판으로서 구리 포일(Cu foil)상에 패턴인쇄하였다. 패턴 인쇄 형태는 도 3 및 4에 나타난 바와 같다. 이어서, 약 120℃의 온도에서 약 1 시간 동안 건조하여 그린 필름을 형성하였다. 그 후, 그린 필름을 수소/아르곤 가스 분위기에서 약 1000℃의 온도에서 약 2 시간 동안 열처리하여 유기 성분을 제거하고, 다공성 구리층을 형성하였다. 형성된 구리층의 두께는 약 21.5μm이고, 기공도는 약 70% 정도였다.

Claims

열전도성 금속 입자를 포함하는 슬러리를 금속 기판상에 패턴 코팅하고, 상기 패턴 코팅된 슬러리를 소결하여 상기 금속 기판상에 다공성 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 열전도성 금속 입자는 철 입자, 코발트 입자, 구리 입자, 금 입자, 알루미늄 입자, 은 입자, 니켈 입자, 몰리브덴 입자, 백금 입자 및 마그네슘 입자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2개 이상의 혼합인 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 금속 입자의 평균 입경은 100nm 내지 200㎛의 범위 내인 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 슬러리는 바인더를 추가로 포함하는 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 슬러리는 알킬 셀룰로오스, 폴리알킬렌 카보네이트, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 바인더를 추가로 포함하는 필름의 제조 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 바인더는 금속 입자 100 중량부 대비 5 내지 200 중량부의 비율로 슬러리에 포함되는 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 슬러리는 분산제를 추가로 포함하는 필름의 제조 방법.
제 7 항에 있어서, 분산제는 알코올인 필름의 제조 방법.
제 7 항에 있어서, 분산제는 금속 입자 100 중량부 대비 10 내지 500 중량부의 비율로 슬러리에 포함되는 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 두께가 500㎛ 이하인 다공성 금속층을 형성하는 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 평균 기공 크기가 100㎛ 이하인 다공성 금속층 을 형성하는 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 기공율이 30% 이상인 다공성 금속층을 형성하는 필름의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 금속 기판은 철 기판, SUS 기판, 구리 기판, 금 기판, 알루미늄 기판, 은 기판, 니켈 기판, 몰리브덴 기판, 백금 기판 또는 마그네슘 기판인 필름의 제조 방법.
제 1 항의 방법으로 제조된 2장의 필름을 각 필름상에 형성된 다공성 금속층이 서로 마주하도록 위치시킨 상태에서 상기 필름의 금속 기판의 테두리를 접합하는 단계를 포함하는 히트 파이프의 제조 방법.