KR20220049369A - 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트 - Google Patents

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KR20220049369A
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Abstract

열전도에 근거하는 방열성과 제조원가의 최적화에 따른 기계적 강도의 보장이 가능하도록, 알루미늄시트, 상기 알루미늄시트 상의 그라파이트레이어를 순차적으로 형성하여 가지는 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트(ST)에 있어서; 상기 방열시트(ST)는, 상기 알루미늄시트(AS)의 일면에 형성된 제1그라파이트레이어(GL1)의 후면에 점착제레이어(AL)를 더 형성, 개재하여 박막필름인 필름라이너(PF)를 보호필름으로 점착하여 가지고, 상기 알루미늄시트(AS)의 상기 제1그라파이트레이어(GL1) 형성면의 타측 면에 제2그라파이트레이어(GL2)를 더 형성하여 가짐으로서, 상기 제1그라파이트레이어(GL1)-알루미늄시트(AS)-제2그라파이트레이어(GL2)가 열적인 급속 전도성을 가지도록 배설한 것을 특징으로 한다.

Description

히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트{THERMAL SPREADING THIN FILM COATED SHEET }
본 발명은 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 전자,전기 기기용의 방열, 냉열 수단으로써 제공되는 다양한 형태의 히트싱크용 부재의 제작을 위하여 제공되는 시트형 판재의 제공에 관한 것이다.
다양한 종류의 전자,전기 기기, 예를 들면 각종의 TV, 모니터,앰프, 오디오 등의 발열부품이나 발열개소를 피복시키거나 또는 발열 개소를 박스체로 그 내방에 수납하는 등의 다양한 형태로서의 히트싱크(Heat Sink) 부재가 부품으로서 채용되고 있다.
이러한 히트싱크 부재는 통상, 제조공장에서 만들어지는 다양한 종류의 판재인 히트싱크 부재용의 메탈 플레이트 또는 메탈 시트를 피냉각 또는 피방열 부품에 맞게 가공하여 이를 절단, 절곡하여 특정의 형태, 예를 들면 박스수용체,커버체 등의 형태로 만들게 된다.
따라서, 상기의 용도로서의 히트싱크 플레이트(이하에서는 '시트'를 포함한다.)는 다양한 소재와 형태로서 제공될 수 있고, 통상 제조공장에서 판상의 플레이트로서 제공되는 히트싱크 플레이트는 알루미늄이나 구리 등의 금속판재가 바람직하게 사용된다.
그러나, 이러한 히트싱크 플레이트는 피냉각 또는 피방열되는 부품이나 부품그룹에 대한 보조적인 부재이므로 제품원가의 앙등을 방지하면서 기계적인 내구성을 보장하면서도 최대의 방열효과를 발할 수 있도록 소재의 선택이나 가공 등을 수행할 필요가 있다.
특히, 히트싱크 플레이트 또는 시트는 전체 제품 원가를 저감시켜야 하는 주요한 부재로서 원가에 대한 고려가 매우 주요한 관점이 되고 있다.
그에 따라 최대한 저렴하면서도 방열 또는 냉각성이 우수한 히트싱크 플레이트의 소재판이 요청되어 왔다. 그러나 기본 모재판인 알루미늄이나 구리의 두께를 얇게 하면 원가적인 측면에서는 바람직하나, 기계적인 강도가 저하되어 적정한 방열부재로서의 형상을 유지하지 못하는 문제점이 있었다.
좀 더 구체적으로는 알루미늄의 열전도율은 237 W/(K·m)이고 구리의 열전도율은 401 W/(K·m)로서 구리가 약 1.7배 더 열을 더 전달하나, 가격이 상대적으로 매우 높아 대체품으로서 알루미늄을 사용하고 있으며 히트싱크에 가장 많이 사용되는 A1050는 99.5% 순도의 알루미늄이나 강도가 약한 단점이 있다. 따라서 기계적인 강도가 보장되는 최적의 두께를 얻을 필요성이 있다.
최근에는 종래 알루미늄 또는 구리 소재의 히트싱크 플레이트에 대하여 그라파이트 층을 형성하여 기계적인 강도를 보장하면서도 방열성을 제고하고자 하는 드양한 시도가 있오 왔다.
카본을 공기가 차단된 조건에서 약 2주 동안 고온(2,500~3,000℃)으로 소성시키면 6각(Hexagonal)의 안정된 조직으로 바뀌는데 이것이 그라파이트(Graphite)로서 알루미늄의 열전도율에 비하여 면방향의 열전도율이 약 3배이상 높다.
일반적으로 그라파이트는 시트 형태로 제작되어 TV, 모니터 등과 같은 전자기기의 내부에서 방열이 필요한 위치에 부착되어 사용되는데, 그라파이트 시트는 천연흑연을 압착 롤러 방식에 의해서 공고하게 결합시켜 만들어진 것으로, 액체가 투과되지 않으며, 화학적으로 매우 균질한 소재이고, 광범위한 온도 범위에 걸쳐서 사용이 가능한 장점이 있으며, 다양한 두께와 밀도 그리고 흑연의 포함순도 등을 조절할 수 있어 롤 형태 또는 판재 형태로 제조 및 공급이 가능한 장점이 있다.
또한, 측방 열전도가 좋아 면전체에 균일하게 열을 확산하여 히트싱크 전체의 방열성이 증대됨에 기인하여 방열성을 증대시키면서도 전체 두께를 줄이는 기술이 제안되어 있다.
종래의 그라파이트 방열 시트의 경우 그라파이트 소재 특성상, 수평면 방향의 열확산 특성은 매우 우수한 반면 수직 방향의 열전도 성능은 다소 떨어지는 특성이 있는 문제점이 있다.
상기하는 관점에서 종래로부터도 다양한 히트싱크 플레이트에 대한 기술이 개발되고 안출되어 왔다.
선원으로서의 한국 공개특허공보 제10-2017-0030711호에는 "그라파이트를 주성분으로 하고 방열원으로부터 전달된 열을 확산 배출하는 그라파이트 방열 시트에 있어서, 그라파이트 분말; 상기 그라파이트 분말들 사이에 충전되며, 유기화합물 바인더를 열처리하여 생성된 바인더 탄화물; 을 포함하여 구성된 그라파이트 방열 시트. 그라파이트를 주성분으로 하고 방열원으로부터 전달된 열을 확산 배출하는 그라파이트 방열 시트에 있어서, (a) 그라파이트 분말과; 상기 그라파이트 분말들 사이에 충전되며 유기화합물 바인더의 열처리에 의해 생성된바인더 탄화물;을 포함하는 그라파이트 층;(b) 상기 그라파이트 층의 일측면 또는 양측면에 일체로 적층되는 금속 박판층;을 포함하여 구성된 그라파이트 방열 시트를 구성하되, 금속 박판층은 동박(copper foil)인 것을 특징으로 하는 구성이 개시된다.
또한, 한국 특허 제10-1796206호 공보(2017년 11월 03일)에는 PCB 기판과 같은 전자소자 표면에 부착되는 방열패드에 있어서, 상기 방열패드는 알루미늄으로 이루어진 제1 열전도층; 제1 그라파이트 아크릴 점착제층; 알루미늄, 구리 및 그라파이트 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진제2 열전도층; 제2 그라파이트 아크릴 점착제층; PET층; 제3 그라파이트 아크릴 점착제층으로 구성된 것이며, 상기 제1 열전도층은 200㎛이고, 제1 그라파이트 아크릴 점착제층은 25㎛이며, 제2 열전도층은 70㎛이고, 제1그라파이트 아크릴 점착제층은 27.5㎛이며, PET층은 50㎛이고, 제3 그라파이트 아크릴 점착제층은 27.5㎛인 것이며, 상기 그라파이트 아크릴 점착제층은 알루미늄 26 내지 72 중량%, 아크릴 폴리머 20 내지 44 중량% 및 그라파이트 분말 8 내지 30 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 구성이 안출되어 개시되었다. 본 선원에서는 접착제로서 그라파이트 아크릴를 복수층으로서 사용하여 열전도율을 증대하는 기술을 개시한다.
한국 공개특허공보 제10-2017-0030711호(2017.03.20) 한국 특허공보 제10-1796206호 (2017. 11. 03)
상기하는 종래 선원에서와 같이, 알루미늄이나 구리판 등의 다양한 금속판 상에 그라파이트층을 형성하는 기술은 기히 공지의 기술로서 인식되고 있으며,
본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트를 포함한 종래로부터의 관점은 최적의 기술적인 사상은 알루미늄, 구리판 - 그라파이트층을 형성함에 있어서 원가의 절감과 방열냉각성의 최대화라는 2가지의 목적을 달성할 수 있는 최적의 배열과 층의 형성값의 구성의 발견에 있다.
이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서,
열전도에 근거하는 방열성과 제조원가의 최적화에 따른 기계적 강도의 보장이 가능하도록, 알루미늄시트, 상기 알루미늄시트 상의 그라파이트레이어를 순차적으로 형성하여 가지는 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트에 있어서;
상기 방열시트는, 상기 알루미늄시트의 일 면에 형성된 제1그라파이트레이어의 후면에 점착제레이어를 더 형성, 개재하여 박막필름인 필름라이너를 보호필름으로 점착하여 가지고, 상기 알루미늄시트의 상기 제1그라파이트레이어 형성면의 타측 면에 제2그라파이트레이어를 더 형성하여 가짐으로써, 상기 제1그라파이트레이어-알루미늄시트-제2그라파이트레이어가 열적인 급속 전도성을 가지는 열전도 특성을 가지도록 배설구성한 것을 기본적인 층상구성의 특징으로 한다.
또한, 열전도에 근거하는 방열성과 제조원가의 최적화에 따른 기계적 강도의 보장이 가능하도록, 알루미늄시트, 상기 알루미늄시트 상의 그라파이트레이어를 순차적으로 형성하여 가지는 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트에 있어서;
상기 방열시트는, 0.3mm 두께를 기계적 강도와 원가성의 최적값으로 하는 알루미늄시트, 상기 알루미늄시트 양면에, 0.01mm 두께를 방열성과 원가의 최적값으로 하면서 제1그라파이트레이어와, 제2그라파이트레이어를 각각 형성하고, 상기 방열시트의 권취롤의 외측면이 되는 제1그라파이트레이어의 외면에, 0.01mm 두께를 반복 박리의 점착성과 원가성의 최적값으로 하는 점착제레이어와,상기 점착제레이어(AL)에 0.05mm 두께를 표면 내마모성과 원가 최적값으로 하는 필름라이너를 점착하여; 구성되는 것은 필수적인 수치한정값으로 한다.
본 발명은 알루미늄시트를 사용하는 히트싱크 플레이트를 제공함에 있어서, 최적 두께의 알루미늄시트와 그라파이트레이어를 제공하고 부수적인 필름라이너를 더 제공한다.
이러한 구성으로서 열전도성을 최적화하여 방열성을 극대화하면서도 제조원가가 대단히 저렴한 다양한 형태와 용도의 히트싱크부재를 제공할 수 있으며, 운반이나 물류 이동 중의 그라파이트레이어의 심각한 긁힘이나 박리 등의 손상을 방지할 수 있어 품질관리에도 유용한 히트싱크 플레이트를 제공한다.
나아가, 제품생산성의 증대와 다양한 형상과 크기의 히트싱크부재를 구성할 수 있는 소재로서의 선택의 자유성을 제공함으로써 히트싱크부재의 설계의 유연성을 증대한다.
도 1은 본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트가 적용되는 예시적인 LED TV의 백라이트의 방열케이싱의 사진.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에서의 그라파이트증착 방열시트의 단면도.
도 3은 본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트의 제조공정도.
도 4는 본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트 제조공정의 흐름도.
도 5는 본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트의 유용성을 설명하는 설명도.
도 6은 본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트의 샘플의 사시사진이다.
이하, 본 발명의 히트싱크 플레이트의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트가 적용되는 예시적인 LED TV의 백라이트의 방열케이싱의 사진, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에서의 그라파이트증착 방열시트의 단면도, 도 3은 그라파이트증착 방열시트의 제조공정도, 도 4는 그라파이트증착 방열시트 제조공정의 흐름도, 도 5는 그라파이트증착 방열시트의 유용성을 설명하는 설명도, 도 6은 그라파이트증착 방열시트의 샘플의 사시사진이다.
본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트는 다양한 전자제품 등에 적용이 가능한 방열구성체, 즉 히트싱크부재를 형성하기 위한 모재로서의 기본적인 판상 소재이다.
예를 들면 도 1에 사진으로 도시하는 바와 같이,
LED TV의 후방의 백라이트를 덮어씌우는 형태의 커버케이싱으로서의 히트싱크체의 가공에 사용되기 위하여 제공되는 메탈시트인 것이다. 따라서, 히트싱크부재의 기계적인 형상을 유지하면서도 최소의 두께로서 성형이 가능하여야 제조원가의 앙등을 방지할 수 있게 된다. 물론 이러한 두께의 최적화의 있어서 방열성의 증대 또한 중요한 관점이다.
상술한 바와 같이, 알루미늄 등의 소재로서 만들어지는 히트싱크 플레이트의 두께 최적화와 방열성의 증대라는 목적을 위하여 그라파이트가 기본 모재인 알루미늄판 또는 동판에 적용된다.
본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트(ST)는 도 3에서와 같이,
급송용의 시트롤(도시하지 아니함)에 권취되고 미리 그 표면이 세정된 두께 0.3mm 의 알루미늄시트(AS)는 급송로울러(RF)에 의하여 후공정으로 급송된다.
급송된 알루미늄시트(AS)는 증착챔버(VC)로 투입되고, 증착챔버(VC) 내에서 진공 상태에서 증발(Evaporation) 방법, 또는 캐리어 가스 내에서 그라파이트타켓(TG)을 이용한 스퍼터링(Sputtering) 방법 등으로 통과하는 알루미늄시트(AS)의 양쪽의 표면에 제1그라파이트레이어(GL1)와 제2그라파이트레이어(GL2)를 0.01mm 두께로 동시에 형성한다.
이 경우, 그라파이트레이어를 형성하는 그라파이트타겟(TG)의 소스는 시판되는 통상의 벌크 그라파이트 또는 벌크 그라파이트를 액화 처리하여 사용함은 주지의 기술이다.
상기의 그라파이트레이어가 양면에 형성된 알루미늄시트(AS)의 제1그라파이트레이어(GL1)와 제2그라파이트레이어(GL2)의 어느 하나의 외면( 롤로서 권취되는 경우 권취면 외측면이 되는 면의)에 반복하여 박리가 가능한 부착제로서의 점착제레이어(AL)를 형성한다.
점착제레이어(AL)에는 다양한 종류의 점착제가 채용될 수 있으며 실리콘계, 우레탄계, 아크릴계, 합성고무계 등으로 시판의 제품을 사용한다. 그러나 바람직하게는 박리 후에 흔적이 남지 않는 아크릴계 점착제가 사용하기에 적합하다.
도 3에서와 같이, 제1그라파이트레이어(GL1)와 제2그라파이트레이어(GL2)의 어느 하나의 후면(롤로서 권취되는 경우 권취면 외측면이 되는 면의)에 점착제레이어(AL)를 점착롤러(AR)로서 롤링 도포, 또는 스프레이 도포 방식으로 두께 0.01mm로 하여 도포하고,
도포된 점착제레이어(AL)에 대하여 역시 권취되어 공급되는 0.05mm 두께의 필름라이너(PF)를 롤링 또는 스크린푸싱시켜 점착시킨다.
상기에서 점착제레이어(AL)를 사용하여 필름라이너(PF)를 부착하는 이유는 제조된 히트싱크 플레이트(H)를 다시 권취하여 후속 공정의 제조업체에 이동시키고 기계적인 가공 시에 그라파이트레이어(GL)의 긁힘이나 박리 등의 손상을 방지하여 방열성을 최대한 보장하기 위한 것으로서 물류 등의 관리에 있어 매우 중요한 문제가 된다.
대부분 롤의 형태로서 권취되어 제공되므로 일 측에만 점착제레이어(AL) 및 필름라이너(PF)를 형성하면 된다.
통상 히트싱크 부품제조를 위한 1차 제품으로서의 방열시트(ST)는 롤형태로 권취되어 제공되고 금형 등으로 프레스가압 시에도 프레스가압되는 일 측에만 기계적인 충격이 대부분 가해지므로, 롤권취된 상태에서 노출된 측의 그라파이트레이어(본 발명에서는 제1그라파이트레이어(GL1))에만 보호시트인 필름라이너(PF)를 부착하여 출하하여도 운송 물류중의 일측면 만의 긁힘 등은 품질관리상, 문제가 되지 아니한다.
이렇게 하여 도 2의 단면도에서와 같은 히트싱크 플레이트(ST)가 최종적으로 완성되는 것이다.
본 발명의 히트싱크 플레이트(ST)의 제조흐름을 공정도로서 설명하면 도 4에서와 같이,
0.3mm 두께의 알루미늄시트(AS)의 급송(100)하는 공정, 상기 급송된 알루미늄시트(AS)의 증착챔버(VC)로의 투입과 0.01mm 두께의 제1그라파이트레이어(GL1)와 제2그라파이트레이어(GL2)의 동시 형성(110)하는 공정, 알루미늄시트(AS)의 일 측면의 제1그라파이트레이어(GL1) 후면에 점착제레이어(AL)를 두께 0.01mm 로 롤링도포 또는 스프레이 도포(120)하는 공정, 도포된 점착제레이어(AL) 상에 0.05mm 두께의 필름라이너(PF)의 롤링점착(130)하는 공정, 롤의 재권취 출하(140) 공정으로 구성되게 된다.
(본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트(ST)의 최적 두께값)

구성요소

선정 두께
두께 선정변수

제2그라파이트레이어(GL)

0.01mm

최적 열전도성과 원가성

알루미늄시트(AS)
0.3 mm
최적 기계적 강도와 원가성

제1그라파이트레이어(GL)

0.01mm
최적 열전도성과 원가성
기계적 가공성

점착제레이어(AL)

0.01mm
최적 부착력의 제공과 원가성

필름라이너(PF)

0.05mm
최적 표면 내마모성과 원가성
상기에서 0.3mm 두께의 알루미늄시트(AS), 0.01mm 두께의 제1그라파이트레이어(GL1)와 제2그라파이트레이어(GL2), 0.01mm 두께의 점착제레이어(AL), 0.05mm 두께의 필름라이너(PF)의 각각의 두께는 기계적인 강도를 보장하면서도 방열성, 점착성 및 표면 내마모성, 원가저감 실현성을 최대한 보장할 수 있는 값의 조합이다.
이는 본 발명의 출원인의 실험적 계산과 반복적인 실험에 의하여 구하여진 값으로서 다른 값의 선택 시에, 원가와 전체 구성요소의 성능 간의 밸런스가 유지되지 못하는 것으로서 판단된 최적값이다.
또한, 그러한 실험값은 다양한 히트싱크부재, 즉 박스형, 커버형, 판형, 핀형 등의 다양한 형상과 치수의 것에 대응하여 특정할 수 없어 실시예적인 값은 기술적인 의미가 없다. 즉, 상기 두께 값은 히트싱크부재가 작용되는 부분에 따라서 종류가 너무나 다양하게 많고 크기 및 적용 개소가 상이하여 열역학적인 계산으로 구할 수 있는 값이 아니고 특정한 몇가지의 실시예로서 얻을 수 있는 값도 아닌 실험적인 값인 것이다.따라서 이 두께 값들은 변경불가능한 확정적인 것으로서, 본 발명의 중요한 기술적인 데이터가 된다.
상기의 제2그라파이트레이어(GL1)- 알루미늄시트(AS) - 제1그라파이트레이어(GL1) - 점착제레이어(AL) - 필름라이너(PF)의 다층구성을 구현함에 있어서, 알루미늄시트(AS)-제1그라파이트레이어(GL1)로서 그 배열을 형성한 것은 그라파이트층이 알루미늄시트에 비하여 3배 이상의 열전도성을 가지고 있기 때문에,
박스체 등의 히트싱크체를 형성하는 경우, 내방에 수용하는 반도체 또는 트랜스, 백라이트 등의 발열체로부터의 발열을 급속히 흡수하고, 이 흡수된 발열을 접속하고 있는 낮은 열전도성의 알루미늄시트에 대하여 부가적인 제2그라파이트레이어(GL1)를 더 형성함으로써 하기와 같은 효과를 가진다.
본 발명의 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트(ST)에서, 알루미늄시트(AS)의 양 측에 그라파이트레이어를 각각 형성하는 이유는 도 5의 설명도에서와 같이,
히트싱크 부재의 제조현장에서 방열시트(ST)의 롤권취가 해제되고, 필름라이너(PF)가 제거된 상태에서 기계가공되어 히트싱크 부재(HP)가 제조되는 경우,
하방의 열원(ES)에서의 방열은 상방으로 전도되어 제1그라파이트레이어(GL1)의 높은 열전도성으로 인하여 급격하게 히트플로우(HF)가 상방으로 전달되나, 강도보장과 원가저감을 위하여 부득불 채택한 알루미늄시트(AS)에서는 이 열전도가 저하되어 히트플로우(HF)의 흐름이 늦어진다.
그러나, 상방의 제2그라파이트레이어(GL2)의 높은 열전도성이 하방의 알루미늄시트(AS)로까지 전달된 열을 급격하게 흡수(Sudden Suction)하여 마치 펌프로 빨아들이는 듯한 열적인 전도동작이 이루어지는 것으로써,
이로써 알루미늄시트와 그라파이트층의 복층적인 조합으로서 최대한 강도를 보장하면서도 최대한 저렴한 히트싱크 부재(HP)의 제조가 가능한 히트싱크 플레이트(ST)를 제공할 수 있게 되는 것이다.
도 6에 본 발명에 따라 제조된 히트싱크 플레이트(ST)의 시편(Specimen)이 사진으로 도시되어 있으며, 필름라이너(PF)에 의하여 제1그라파이트레이어(GL1)가 매우 안정적으로 보호되고 있음을 알 수 있다. 제1그라파이트레이어(GL1)는 메쉬상으로 도포가 되어 있다.
AS: 알루미늄시트
RF: 급송송로울러
VC: 증착챔버
TG: 그라파이트 타겟
GL1: 제1그라파이트레이어
GL2: 제2그라파이트레이어
AL: 점착제레이어
PF: 필름라이너

Claims (2)

  1. 열전도에 근거하는 방열성과 제조원가의 최적화에 따른 기계적 강도의 보장이 가능하도록, 알루미늄시트, 상기 알루미늄시트 상의 그라파이트레이어를 순차적으로 형성하여 가지는 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트(ST)에 있어서;
    상기 방열시트(ST)는,
    상기 알루미늄시트(AS)의 일면에 형성된 제1그라파이트레이어(GL1)의 후면에 점착제레이어(AL)를 더 형성, 개재하여 박막필름인 필름라이너(PF)를 보호필름으로 점착하여 가지고, 상기 알루미늄시트(AS)의 상기 제1그라파이트레이어(GL1) 형성면의 타측 면에 제2그라파이트레이어(GL2)를 더 형성하여 가지는 것을 특징으로 하는 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트.
  2. 열전도에 근거하는 방열성과 제조원가의 최적화에 따른 기계적 강도의 보장이 가능하도록, 알루미늄시트, 상기 알루미늄시트 상의 그라파이트레이어를 순차적으로 형성하여 가지는 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트(ST)에 있어서;
    상기 방열시트(ST)는,
    0.3mm 두께를 기계적 강도와 원가성의 최적값으로 하는 알루미늄시트(AS),
    상기 알루미늄시트(AS) 양면에, 0.01mm 두께를 방열성과 원가의 최적값으로 하는 제1그라파이트레이어(GL1)와, 제2그라파이트레이어(GL2)를 각각 형성하고,
    상기 방열시트(ST)의 권취롤의 외측면이 되는 제1그라파이트레이어(GL1)의 외면에, 0.01mm 두께를 반복 박리의 점착성과 원가성의 최적값으로 하는 점착제레이어(AL)와, 상기 점착제레이어(AL)에 0.05mm 두께를 표면 내마모성과 원가 최적값으로 하는 필름라이너(PF)를 점착하여; 구성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크부재용 그라파이트증착 방열시트.
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KR20170030711A (ko) 2015-09-09 2017-03-20 주식회사 노마드인터내셔널 열적 특성이 우수한 박형 그라파이트 방열 시트의 제조 방법
KR101796206B1 (ko) 2017-06-12 2017-11-10 주식회사 씨엠에스 그라파이트 점착제층 방열패드

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170030711A (ko) 2015-09-09 2017-03-20 주식회사 노마드인터내셔널 열적 특성이 우수한 박형 그라파이트 방열 시트의 제조 방법
KR101796206B1 (ko) 2017-06-12 2017-11-10 주식회사 씨엠에스 그라파이트 점착제층 방열패드

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