KR20230046051A - Composite and method for manufacturing the composite - Google Patents

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KR20230046051A
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신종민
이연수
유동우
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주식회사 엘지화학
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Abstract

Provided are a composite material and a manufacturing method of the composite material. The composite material of the present application has excellent heat dissipation properties as well as electrical insulation properties. Therefore, a heat generated in an electronic component, and so on can be effectively dissipated and overcurrent or electric leakage can be blocked. Additionally, the composite material has a simple process and can be manufactured in large areas. The composite material comprises a metal sheet and a nanowire layer.

Description

복합재 및 복합재의 제조방법{Composite and method for manufacturing the composite}Composite and method for manufacturing the composite

본 출원은 복합재 및 복합재의 제조방법에 관한 것이다. This application relates to composites and methods of manufacturing composites.

전기 제품, 전자 제품 또는 이차 전지 등의 배터리에서 발생되는 열의 처리가 중요한 이슈가 되면서 다양한 방열 대책이 제안되어 있다. 방열 대책에 이용되는 열전도성 재료 중에는 수지에 열전도성의 필러를 배합한 수지 조성물이 알려져 있다.As the treatment of heat generated from electric products, electronic products, or batteries such as secondary batteries has become an important issue, various heat dissipation measures have been proposed. Among thermally conductive materials used for heat dissipation measures, a resin composition in which a thermally conductive filler is blended with a resin is known.

이러한 수지 조성물에는 열전도성의 필러로 금속 또는 카본 소재를 적용하는 경우가 있었는데, 이 경우에는 방열 특성은 좋아지나 전기 전도성도 향상되어 전자 부품에 사용하기에는 제한적이었다.There was a case where a metal or carbon material was applied as a thermally conductive filler to such a resin composition, but in this case, heat dissipation characteristics were improved, but electrical conductivity was also improved, so its use in electronic parts was limited.

한편, 우수한 방열 특성과 낮은 전기 전도성을 확보하기 위해서 수지에 다량의 세라믹 방열 필러를 적용하는 경우가 있었다. 특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 제10-2016-0105354호)에서는 이러한 수지 조성물을 적용한 배터리 모듈을 개시하고 있다. 다만, 이 경우에는 수지 조성물의 경화물이 딱딱해져서 내구성이 약하다는 단점이 있었다.On the other hand, in order to secure excellent heat dissipation characteristics and low electrical conductivity, a large amount of ceramic heat dissipation filler may be applied to the resin. Patent Document 1 (Korean Patent Publication No. 10-2016-0105354) discloses a battery module to which such a resin composition is applied. However, in this case, there was a disadvantage that the cured product of the resin composition became hard and the durability was weak.

또한, 상기 방열 대책에 이용되는 열전도성 재료 중에는 금속 표면에 세라믹 코팅층을 도입한 재료를 사용하는 경우가 있었다. 여기서, 상기 세라믹 코팅층을 실란(SiH4) 가스를 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition)으로 형성하는 방식이 있으나 이는 유독 가스를 사용하며 대면적 제조에 불리한 단점이 있다. 또한, 세라믹 코팅층을 금속 표면에 실리콘(Si)을 도금하여 형성하는 방식이 있으나 대면적에서 균일한 도금이 어렵고 충분한 두께를 가지도록 제조하는 것이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 세라믹 코팅층을 전자빔 리소그래피 장비를 이용하여 포토레지스트를 나노 크기로 패터닝하고 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 사용하여 실리콘을 나노 크기로 식각함으로써 형성하는 방식이 있으나, 이는 공정이 복잡하고 제조비용이 높아 대량 생산에 부적합하다는 단점이 있다.In addition, among the heat conductive materials used for the heat dissipation countermeasure, a material in which a ceramic coating layer is introduced into a metal surface has been used in some cases. Here, there is a method of forming the ceramic coating layer by chemical vapor deposition of silane (SiH 4 ) gas, but this method uses toxic gas and has disadvantages in large-area manufacturing. In addition, there is a method of forming a ceramic coating layer by plating silicon (Si) on a metal surface, but there is a disadvantage in that it is difficult to uniformly plate on a large area and to have a sufficient thickness. In addition, there is a method of forming a ceramic coating layer by patterning a photoresist into a nanoscale using electron beam lithography equipment and etching silicon into a nanoscale using the patterned photoresist as a mask, but this process is complicated and the manufacturing cost is high. The disadvantage is that it is not suitable for mass production.

따라서, 뛰어난 방열 특성과 전기 절연성을 동시에 확보하여 열전도성 재료로 사용할 수 있하면서도 대면적에서도 제조가 용이한 복합재가 요구되었다. Accordingly, a composite material that can be used as a thermally conductive material by securing excellent heat dissipation characteristics and electrical insulation properties at the same time and is easy to manufacture even in a large area has been required.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0105354호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0105354

본 출원은 우수한 방열 특성은 물론 전기 절연성을 동시에 확보하여 전자 부품 등에 발생하는 열을 효과적으로 방열시키고 과전류 또는 누전을 차단할 수 있는 복합재를 제공할 수 있다.The present application can provide a composite material capable of effectively dissipating heat generated in electronic components and blocking overcurrent or electric leakage by securing excellent heat dissipation characteristics and electrical insulation at the same time.

본 출원은 공정이 단순하고 대면적으로 제조가 가능한 상기 복합재의 제조방법을 제공할 수 있다. The present application can provide a manufacturing method of the composite material that is simple in process and can be manufactured in a large area.

본 출원에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 물성에 영향을 미치는 경우, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온에서 측정한 물성이다. 본 출원에서 사용하는 용어인 상온은 가열되거나 냉각되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 예를 들면, 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 예를 들면, 약 15 ℃ 이상, 약 18 ℃ 이상, 약 20 ℃ 이상, 약 23℃ 이상, 약 27℃ 이하이거나 또는 25 ℃인 온도를 의미할 수 있다. Among the physical properties mentioned in this application, if the measurement temperature affects the physical property, the corresponding physical property is a physical property measured at room temperature unless otherwise specified. As used in this application, room temperature is a natural temperature that is not heated or cooled, for example, any temperature within the range of 10 ° C to 30 ° C, for example, about 15 ° C or higher, about 18 ° C or higher, It may mean a temperature of about 20 ° C or higher, about 23 ° C or higher, about 27 ° C or lower, or 25 ° C.

본 출원에서 사용하는 용어인 a 내지 b는, a 및 b를 포함하면서 a와 b 사이의 범위 내를 의미한다. 예를 들면, a 내지 b 중량부로 포함한다는 a 내지 b 중량부의 범위 내로 포함한다는 의미와 동일하다.The terms a to b used in this application mean within the range between a and b while including a and b. For example, including a to b parts by weight is the same as meaning included within the range of a to b parts by weight.

본 출원에서 사용하는 용어인 나노 크기 또는 나노는 이에 제한되는 것은 아니지만 1 nm 이상 1,000 nm 미만을 의미할 수 있다.The term nano size or nano used in this application may mean, but is not limited thereto, greater than or equal to 1 nm and less than 1,000 nm.

본 출원에서 사용하는 용어인 금속폼은 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 포함한다는 것은 금속폼의 전체 중량 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 의미할 수 있다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 금속의 비율은 100 중량% 이하 또는 100 중량% 미만일 수 있다. The term metal foam used in this application refers to a porous structure containing metal as a main component. Including metal as a main component in the above means that the ratio of the metal based on the total weight of the metal foam is 55% by weight or more, 60% by weight or more, 65% by weight or more, 70% by weight or more, 75% by weight or more, 80% by weight or more, It may mean a case of 85% by weight or more, 90% by weight or more, or 95% by weight or more. The upper limit of the ratio of the metal included as the main component is not particularly limited. For example, the proportion of the metal may be less than or equal to 100% by weight or less than 100% by weight.

본 출원에서 사용하는 용어인 다공성은 기공도(porosity)가 적어도 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55 % 이상, 60% 이상, 65% 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 또는 약 98% 이하정도일 수 있다. 상기 기공도는 금속폼의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다.The term porosity used in this application means that the porosity is at least 30% or more, 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more. It may mean a case of more than 75% or more or 80% or more. The upper limit of the porosity is not particularly limited, and may be, for example, less than about 100%, less than about 99%, or less than about 98%. The porosity can be calculated by a known method by calculating the density of the metal foam.

본 출원에서 사용하는 용어인 금속 호일은 금속을 주성분으로 포함하는 박막(filme)을 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 포함한다는 것은 금속폼의 전체 중량 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 의미할 수 있다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 금속의 비율은 100 중량% 이하 또는 100 중량% 미만일 수 있다. The term metal foil used in this application means a thin film containing metal as a main component. Including metal as a main component in the above means that the ratio of the metal based on the total weight of the metal foam is 55% by weight or more, 60% by weight or more, 65% by weight or more, 70% by weight or more, 75% by weight or more, 80% by weight or more, It may mean a case of 85% by weight or more, 90% by weight or more, or 95% by weight or more. The upper limit of the ratio of the metal included as the main component is not particularly limited. For example, the proportion of the metal may be less than or equal to 100% by weight or less than 100% by weight.

본 출원에서 사용하는 용어인 중량부는 특별히 달리 규정하지 않는 한 각 성분간의 중량의 비율을 의미한다.Part by weight, a term used in this application, refers to the ratio of the weight of each component unless otherwise specified.

본 출원에서 사용하는 용어인 우수한 전기 절연성이란 4 point probe 면저항 측정에 의해 측정된 면저항이 약 1 mΩ/□ 이상, 2 mΩ/□ 이상, 3 mΩ/□ 이상, 4 mΩ/□ 이상, 5 mΩ/□ 이상 또는 6 mΩ/□ 이상인 때를 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 열확산도는 하기 물성 측정 방법에 따라 측정된 것일 수 있다.The term excellent electrical insulation used in this application means that the sheet resistance measured by 4-point probe sheet resistance measurement is about 1 mΩ/□ or more, 2 mΩ/□ or more, 3 mΩ/□ or more, 4 mΩ/□ or more, 5 mΩ/□ or more. It can mean more than □ or more than 6 mΩ/□. Specifically, the thermal diffusivity may be measured according to the method for measuring physical properties below.

본 출원에서 사용하는 용어인 우수한 열확산도란 ASTM D4935 규격을 통해서 수평 방향(in-plane direction)으로 측정하였을 때, 측정된 열확산도가 약 10 mm2/s 이상, 12 mm2/s 이상, 14 mm2/s 이상, 16 mm2/s 이상, 18 mm2/s 이상, 20 mm2/s 이상 또는 22 mm2/s 이상 정도인 때를 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 열확산도는 하기 물성 측정 방법에 따라 측정된 것일 수 있다. Excellent thermal diffusivity, as a term used in this application, is about 10 mm 2 /s or more, 12 mm 2 /s or more, 14 mm when measured in the horizontal direction (in-plane direction) through the ASTM D4935 standard. 2 /s or more, 16 mm 2 /s or more, 18 mm 2 /s or more, 20 mm 2 /s or more, or 22 mm 2 /s or more. Specifically, the thermal diffusivity may be measured according to the method for measuring physical properties below.

복합재 composite

본 출원의 일 예에 따른 복합재는 금속 시트 및 나노 와이어(nano wire)층을 포함할 수 있다.A composite material according to an example of the present application may include a metal sheet and a nano wire layer.

본 출원의 일 예에 따르면 나노 와이어층의 두께는 1 ㎛ 이상, 1.25 ㎛ 이상, 1.5 ㎛ 이상, 1.75 ㎛ 이상, 2 ㎛ 이상, 2.25 ㎛ 이상, 2.5 ㎛ 이상, 2.75 ㎛ 이상 또는 3 ㎛ 이상일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 나노 와이어층의 두께는 20 ㎛ 이하, 18 ㎛ 이하, 16 ㎛ 이하, 14 ㎛ 이하, 12 ㎛ 이하 또는 10 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 나노 와이어층의 두께는 상기 나열된 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 상기 나노 와이어층이 상기 범위의 두께를 가지는 경우에는 목적하는 열확산도와 전기 절연성을 확보할 수 있다.According to an example of the present application, the thickness of the nanowire layer may be 1 μm or more, 1.25 μm or more, 1.5 μm or more, 1.75 μm or more, 2 μm or more, 2.25 μm or more, 2.5 μm or more, 2.75 μm or more, or 3 μm or more. . In another example, the thickness of the nanowire layer may be 20 μm or less, 18 μm or less, 16 μm or less, 14 μm or less, 12 μm or less, or 10 μm or less. The thickness of the nanowire layer may be within a range formed by appropriately selecting the upper and lower limits listed above. In addition, when the nanowire layer has a thickness within the above range, desired thermal diffusivity and electrical insulation properties can be secured.

본 출원의 일 예에 따르면 금속 시트의 두께(A1)와 나노 와이어층의 두께(A2) 비율(A2/A1)은 0.001 내지 10, 0.005 내지 8 또는 0.001 내지 5 의 범위 내일 수 있다. 또한, 상기 두께 비율(A2/A1)이 상기 범위를 만족하면 대면적에서도 우수한 열확산도 및 전기 절연성을 확보할 수 있다. According to an example of the present application, the ratio (A2/A1) between the thickness A1 of the metal sheet and the thickness A2 of the nanowire layer may be in the range of 0.001 to 10, 0.005 to 8, or 0.001 to 5. In addition, when the thickness ratio (A2/A1) satisfies the above range, excellent thermal diffusivity and electrical insulation properties can be secured even in a large area.

본 출원의 일 예에 따른 금속 시트는 그 재료가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 열확산도를 확보하기 위해서 구리, 금, 은, 알루미늄, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속이나 상기 중 2종 이상의 합금을 포함할 수 있다.The material of the metal sheet according to an example of the present application is not particularly limited, but is selected from the group consisting of copper, gold, silver, aluminum, nickel, iron, cobalt, magnesium, molybdenum, tungsten, and zinc in order to secure thermal diffusivity. Any selected metal or an alloy of two or more of the above may be included.

또한, 본 출원의 일 예에 따른 금속 시트는 열전도도가 높은 소재일 수 있다. 상기 금속 시트는 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 이상인 금속 또는 금속 합금을 포함하거나, 그로부터 이루어질 수 있다. 상기 열전도도는, 그 수치가 높을수록 적은 양의 금속 시트를 적용하면서 목적하는 열 제어 특성을 확보할 수 있기 때문에 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 1,000 W/mK 이하 정도일 수 있다.In addition, the metal sheet according to an example of the present application may be a material having high thermal conductivity. The metal sheet has a thermal conductivity of about 8 W/mK or more, about 10 W/mK or more, about 15 W/mK or more, about 20 W/mK or more, about 25 W/mK or more, about 30 W/mK or more, about 35 W/mK or more, about 40 W/mK or more, about 45 W/mK or more, about 50 W/mK or more, about 55 W/mK or more, about 60 W/mK or more, about 65 W/mK or more, about 70 W/mK or greater, about 75 W/mK or greater, about 80 W/mK or greater, about 85 W/mK or greater, or about 90 W/mK or greater. The thermal conductivity is not particularly limited because, as the value is higher, desired thermal control characteristics can be secured while using a smaller amount of the metal sheet, and may be, for example, about 1,000 W/mK or less.

본 출원의 일 예에 따른 금속 시트는 금속 호일(foil) 또는 금속폼(foam)일 수 있다. A metal sheet according to an example of the present application may be a metal foil or a metal foam.

또한, 상기 금속 호일 또는 금속폼은 필름 형태일 수 있다. 이러한 경우에 필름의 두께는 후술하는 방식에 따라 복합재를 제조함에 있어서, 목적하는 열확산도나 두께 비율 등을 고려하여 조절될 수 있다. 상기 필름의 두께는, 목적으로 하는 열전도도의 확보를 위해, 예를 들면, 약 10μm 이상, 약 20μm 이상, 약 30μm 이상, 약 40μm 이상, 약 45 μm 이상 또는 약 50 μm 이상일 수 있다. 상기 필름의 두께의 상한은 목적에 따라서 제어되는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 약 1,000 μm 이하, 약 900 μm 이하, 약 800 μm 이하, 약 700 μm 이하, 약 600 μm 이하 또는 약 500 μm 이하 정도일 수 있다.In addition, the metal foil or metal foam may be in the form of a film. In this case, the thickness of the film may be adjusted in consideration of a desired thermal diffusivity or thickness ratio in manufacturing a composite material according to a method described below. The thickness of the film may be, for example, about 10 μm or more, about 20 μm or more, about 30 μm or more, about 40 μm or more, about 45 μm or more, or about 50 μm or more in order to secure the desired thermal conductivity. The upper limit of the thickness of the film is controlled according to the purpose and is not particularly limited, but is, for example, about 1,000 μm or less, about 900 μm or less, about 800 μm or less, about 700 μm or less, about 600 μm or less, or about 500 μm or less. It may be on the order of μm or less.

본 출원에서 사용하는 용어인 두께는 해당 대상의 두께가 일정하지 않은 경우에는, 그 대상의 최소 두께, 최대 두께 또는 평균 두께일 수 있다.Thickness, a term used in this application, may be the minimum thickness, maximum thickness, or average thickness of the object when the thickness of the object is not constant.

본 출원의 일 예에서 사용할 수 있는 금속 호일과 금속폼은 다양하게 공지되어 있고, 금속 호일과 금속폼을 제조하는 방법 역시 다양하게 공지되어 있다. 본 출원에서는 이러한 공지의 금속 호일 또는 금속폼이나 상기 공지의 방식으로 제조한 금속 호일 또는 금속폼이 적용될 수 있다.Various metal foils and metal foams that can be used in an example of the present application are known, and various methods of manufacturing the metal foils and metal foams are also known. In the present application, such a known metal foil or metal form or a metal foil or metal form manufactured by the known method may be applied.

금속폼을 제조하는 방식으로는, 염 등의 기공 형성제와 금속의 복합 재료를 소결하는 방식, 고분자 폼 등의 지지체에 금속을 코팅하고, 그 상태로 소결하는 방식이나 슬러리법 등이 알려져 있다. As a method for producing a metal foam, a method of sintering a composite material of a pore former such as salt and a metal, a method of coating a metal on a support such as a polymer foam and sintering in the state, a slurry method, and the like are known.

본 출원의 일 예에서 사용할 수 있는 금속폼은 금속 성분을 포함하는 금속폼 전구체를 소결하는 단계를 포함하는 금속폼의 제조방법에 따라 제조될 수 있다. The metal foam that can be used in one example of the present application may be manufactured according to a method for manufacturing a metal foam including sintering a metal foam precursor containing a metal component.

본 출원의 일 예에 따른 금속폼 전구체는 상기 소결 등과 같이 금속폼을 형성하기 위해 수행되는 공정을 거치기 전의 구조체, 즉 금속폼이 생성되기 전의 구조체를 의미한다. 또한, 상기 금속폼 전구체는 다공성 금속폼 전구체라고 호칭되더라도 반드시 그 자체로 다공성일 필요는 없으며, 최종적으로 다공성의 금속 구조체인 금속폼을 형성할 수 있는 것이라면, 편의상 다공성 금속폼 전구체라고 호칠될 수 있다. A metal foam precursor according to an example of the present application refers to a structure before a process performed to form a metal foam, such as the sintering, that is, a structure before the metal foam is generated. In addition, even if the metal foam precursor is called a porous metal foam precursor, it does not necessarily have to be porous per se, and if it can form a metal foam, which is a porous metal structure, it can be called a porous metal foam precursor for convenience. .

본 출원의 일 예에 따른 금속폼 전구체는 금속 성분, 분산제 및 바인더를 포함하는 슬러리로 형성할 수 있다.The metal foam precursor according to an example of the present application may be formed of a slurry including a metal component, a dispersant, and a binder.

상기 금속 성분으로는 금속 분말이 적용될 수 있다. 적용될 수 있는 금속 분말의 예는 목적에 따라 정해지는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 구리 분말, 금 분말, 은 분말, 알루미늄 분말, 니켈 분말, 철 분말, 코발트 분말, 마그세늄 분말, 몰리브덴 분말, 텅스텐 분말 및 아연 분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 분말, 상기 중 2종 이상이 혼합된 금속 분말 또는 상기 중 2 종 이상의 합금의 분말 등이 예시될 수 있다. Metal powder may be applied as the metal component. Examples of the metal powder that can be applied are not particularly limited to those determined according to the purpose, and examples thereof include copper powder, gold powder, silver powder, aluminum powder, nickel powder, iron powder, cobalt powder, magnesium powder, and molybdenum powder. , any one powder selected from the group consisting of tungsten powder and zinc powder, a metal powder in which two or more of the above are mixed, or a powder of an alloy of two or more of the above.

상기 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.As the dispersant, for example, alcohol may be applied. As alcohol, methanol, ethanol, propanol, pentanol, octanol, ethylene glycol, propylene glycol, pentanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, glycerol, texanol Alternatively, a monohydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms such as terpineol or a dihydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms or more polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, hexanediol, octanediol or pentanediol may be used. However, the type is not limited to the above.

상기 바인더로는 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 슬러리의 제조 시에 적용된 금속 성분이나 분산제 등의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 바인더로는, 메틸 셀룰로오스 또는 에틸 셀룰로오스 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가지는 알킬 셀룰로오스, 폴리프로필렌 카보네이트 또는 폴리에틸렌 카보네이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬렌 단위를 가지는 폴리알킬렌 카보네이트 또는 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐아세테이트 등의 폴리비닐알코올계 바인더(이하, 폴리비닐알코올 화합물로 호칭할 수 있다.) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The type of the binder is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the type of metal component or dispersing agent used in preparing the slurry. For example, as the binder, an alkyl cellulose having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms such as methyl cellulose or ethyl cellulose, a polyalkylene carbonate having an alkylene unit having 1 to 8 carbon atoms such as polypropylene carbonate or polyethylene carbonate, or A polyvinyl alcohol-based binder such as polyvinyl alcohol or polyvinyl acetate (hereinafter, may be referred to as a polyvinyl alcohol compound) may be exemplified, but is not limited thereto.

또한, 상기 금속폼은 본 출원인의 선행 출원인 한국출원 제10-2018-0055426호, 제2017-0086014호, 제2017-0040971호, 제2017-0040972호, 제2016-0162154호, 제2016-0162153호 또는 제2016-0162152호 등에 개시된 방식에 따라서도 제조될 수 있다.In addition, the metal foam is a prior application of the present applicant, Korean Application Nos. Alternatively, it may be manufactured according to the method disclosed in No. 2016-0162152 or the like.

본 출원의 일 예에 따른 나노 와이어(nano wire)층은 금속 시트의 적어도 일면에 형성된 하나 이상의 나노 와이어(nano wire)를 포함할 수 있다. 즉, 나노 와이어층은 상기 금속 시트의 적어도 일면에 형성된 나노 와이어의 집합체를 의미할 수 있다. A nano wire layer according to an example of the present application may include one or more nano wires formed on at least one surface of a metal sheet. That is, the nanowire layer may refer to an aggregate of nanowires formed on at least one surface of the metal sheet.

본 출원의 일 예에 따른 나노 와이어는 소정의 길이와 두께를 가지면서, 두께가 나노 크기이며, 두께에 비해 길이가 긴 와이어 구조체를 의미한다. 도 1은 본 출원의 일 예에 따른 복합재의 구조를 간단히 나타낸 것이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 나노 와이어층(20)은 금속 시트(10)의 적어도 일면에 형성된 나노 와이어(21)들의 집합체를 의미할 수 있다. 즉, 본 출원의 일 예에 따른 나노 와이어층(20)은 상기 나노 와이어(21)에 의해 표면이 편평(flat)하지 않을 수 있다. A nanowire according to an example of the present application means a wire structure having a predetermined length and thickness, a nanoscale thickness, and a longer length than the thickness. 1 simply shows the structure of a composite material according to an example of the present application. As shown in FIG. 1 , the nanowire layer 20 may refer to an assembly of nanowires 21 formed on at least one surface of the metal sheet 10 . That is, the surface of the nanowire layer 20 according to an example of the present application may not be flat due to the nanowire 21 .

본 출원의 일 예에 따른 나노 와이어(nano wire)층을 구성하는 나노 와이어는 두께(D)가 10 nm 이상, 12.5 nm, 15 nm 이상, 17.5 nm 이상, 20 nm 이상, 22.5 nm 이상, 25 nm 이상, 27.5 nm 이상 또는 30 nm 이상일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 나노 와이어는 두께(D)가 300 nm 이하, 275 nm 이하, 250 nm 이하, 225 nm 이하, 200 nm 이하, 175 nm 이하 또는 150 nm 이하일 수 있다. 상기 나노 와이어의 두께는 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다. The nanowire constituting the nanowire layer according to an example of the present application has a thickness (D) of 10 nm or more, 12.5 nm, 15 nm or more, 17.5 nm or more, 20 nm or more, 22.5 nm or more, 25 nm or more, 27.5 nm or more, or 30 nm or more. In another example, the nanowire may have a thickness (D) of 300 nm or less, 275 nm or less, 250 nm or less, 225 nm or less, 200 nm or less, 175 nm or less, or 150 nm or less. The thickness of the nanowire may be within a range formed by appropriately selecting the above upper and lower limits.

본 출원의 일 예에 따른 나노 와이어(nano wire)층을 구성하는 나노 와이어는 길이(L)가 1 ㎛ 이상, 1.5 ㎛ 이상, 2 ㎛ 이상, 2.5 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 3.5 ㎛ 이상, 4 ㎛ 이상, 4.5 ㎛ 이상, 5 ㎛ 이상, 5.5 ㎛ 이상, 6 ㎛ 이상, 6.5 ㎛ 이상, 7㎛ 이상, 7.5 ㎛ 이상, 8 ㎛ 이상, 8.5 ㎛ 이상 또는 9 ㎛ 이상일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 나노 와이어는 길이(L)가 100 ㎛ 이하, 90 ㎛ 이하, 80 ㎛ 이하, 70 ㎛ 이하, 60 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하 또는 10 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 나노 와이어의 길이는 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 상기 나노 와이어의 길이는 복합재의 나노 와이어층의 두께를 결정할 수 있다. 본 출원의 일 예에서는 상기 나노 와이어의 길이(나노 와이어가 복수개인 경우에는 평균길이)가 상기 복합재의 나노 와이어층의 두께일 수 있다.The nanowire constituting the nanowire layer according to an example of the present application has a length (L) of 1 μm or more, 1.5 μm or more, 2 μm or more, 2.5 μm or more, 3 μm or more, 3.5 μm or more, 4 μm or more μm or more, 4.5 μm or more, 5 μm or more, 5.5 μm or more, 6 μm or more, 6.5 μm or more, 7 μm or more, 7.5 μm or more, 8 μm or more, 8.5 μm or more, or 9 μm or more. In another example, the nanowire has a length (L) of 100 μm or less, 90 μm or less, 80 μm or less, 70 μm or less, 60 μm or less, 50 μm or less, 40 μm or less, 30 μm or less, 20 μm or less, or 10 μm or less It may be less than μm. The length of the nanowire may be within a range formed by appropriately selecting the above upper and lower limits. In addition, the length of the nanowire may determine the thickness of the nanowire layer of the composite material. In an example of the present application, the length of the nanowire (average length when there are a plurality of nanowires) may be the thickness of the nanowire layer of the composite material.

상기 나노 와이어의 두께와 길이가 상기 범위를 만족하는 경우에는 복합재가 우수한 전기 전도성을 가질 수 있다.When the thickness and length of the nanowires satisfy the above ranges, the composite material may have excellent electrical conductivity.

상기 나노 와이어의 두께(D)와 길이(L)는 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 측정할 수 있고, 상기 나노 와이어가 하나인 경우에는 그의 두께 및 길이를 의미하고, 상기 나노 와이어가 복수개인 경우에는 이들의 평균 두께 및 평균 길이일 수 있다.The thickness (D) and length (L) of the nanowire can be measured using a scanning electron microscope (SEM), and when the nanowire is one, it means its thickness and length, and when the nanowire is plural. In this case, it may be their average thickness and average length.

본 출원의 일 예에 따른 나노 와이어(nano wire)층을 구성하는 나노 와이어는 복합재의 전기 절연성을 확보하기 위해서 절연 물질을 포함할 수 있다. 본 출원에서 특별히 언급하지 않는 한 절연성은 전기 절연성을 의미한다.The nanowire constituting the nanowire layer according to an example of the present application may include an insulating material to secure electrical insulation of the composite material. Insulation means electrical insulation unless otherwise specified in this application.

상기 절연 물질은 전기 절연성이 있는 공지된 물질이라면 특별히 제한없이 사용할 수 있으나, 나노 와이어의 형성이 용이한 실리콘(Si)일 수 있다. 또한, 나노 와이어의 형성 용이성을 고려하면, 상기 절연 물질은 산화물을 실질적으로 포함하고 있지 않는 것이 유리할 수 있다. 본 출원에서 사용하는 용어인 실질적으로 포함하고 있지 않다는 것은 의도적으로 그 성분을 포함하지 않는 것을 의미할 수 있고, 의도적으로 그 성분을 포함하지 않는다면 자연적으로 포함되어 있더라도 실질적으로 포함하고 있지 않다고 할 수 있다. 또한, 상기 실질적으로 포함하고 있지 않다는 것은 자연적으로 포함되어 있더라도 전체 중량 대비 1 중량% 미만, 0.1 중량% 미만, 0.01 중량% 미만 또는 0.001 중량% 미만인 경우를 의미할 수도 있다.The insulating material can be used without particular limitation as long as it is a known material having electrical insulating properties, but may be silicon (Si), which is easy to form nanowires. In addition, considering the ease of formation of the nanowire, it may be advantageous that the insulating material does not substantially include an oxide. As used in this application, the term "substantially not included" may mean that the component is not intentionally included, and if the component is not intentionally included, it may be said that the component is not substantially included even if it is naturally included. . In addition, the substantially not included may mean less than 1% by weight, less than 0.1% by weight, less than 0.01% by weight, or less than 0.001% by weight relative to the total weight even if it is naturally included.

본 출원의 일 예에 따른 복합재는 4 point probe 면저항 측정에 의해 측정된 면저항이 약 1 mΩ/□ 이상, 2 mΩ/□ 이상, 3 mΩ/□ 이상, 4 mΩ/□ 이상, 5 mΩ/□ 이상 또는 6 mΩ/□ 이상일 수 있다. 면저항이 높을수록 전기 절연성이 우수한 것으로서 특별히 상한은 제한되지 않으나, 열확산 성능을 가지는 범위 내에서 상기 복합재의 면저항은 약 100 mΩ/□ 이하일 수 있다. 상기 복합재의 면저항은 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다.The composite material according to an example of the present application has a sheet resistance of about 1 mΩ/□ or more, 2 mΩ/□ or more, 3 mΩ/□ or more, 4 mΩ/□ or more, 5 mΩ/□ or more, measured by 4-point probe sheet resistance measurement. or 6 mΩ/□ or greater. The higher the sheet resistance, the better the electrical insulation. The upper limit is not particularly limited, but the sheet resistance of the composite material may be about 100 mΩ/□ or less within a range having thermal diffusion performance. The sheet resistance of the composite material may be within a range formed by appropriately selecting the above upper and lower limits.

본 출원의 일 예에 따른 복합재는 ASTM D4935 규격을 통해서 수평 방향(in-plane direction)으로 측정한 열확산도가 약 35 mm2/s 이상, 37 mm2/s 이상, 39 mm2/s 이상, 41 mm2/s 이상, 43 mm2/s 이상, 45 mm2/s 이상 또는 47 mm2/s 이상일 수 있다. 열확산도가 높을수록 방열 특성이 우수한 것으로서 특별히 상한은 제한되지 않으나 상기 복합재의 열확산도는 약 120 mm2/s 이하일 수 있다. 상기 복합재의 열확산도는 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다.The composite material according to an example of the present application has a thermal diffusivity of about 35 mm 2 /s or more, 37 mm 2 /s or more, 39 mm 2 /s or more, measured in the horizontal direction (in-plane direction) through the ASTM D4935 standard, 41 mm 2 /s or more, 43 mm 2 /s or more, 45 mm 2 /s or more, or 47 mm 2 /s or more. The higher the thermal diffusivity, the better the heat dissipation characteristics. The upper limit is not particularly limited, but the thermal diffusivity of the composite material may be about 120 mm 2 /s or less. The thermal diffusivity of the composite material may be within a range formed by appropriately selecting the upper limit and the lower limit described above.

복합재의 제조방법 Manufacturing method of composite material

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법은 금속 시트의 적어도 일면에 절연 물질 분산액을 코팅하는 단계 및 상기 절연 물질 분산액이 코팅된 금속 시트를 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 코팅하는 단계는 딥 코팅(dip coating), 블레이드 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 수행하는 것일 수 있다. 상기 금속 시트가 금속폼(foam)인 경우에는 내부 기공을 고려하여 고른 코팅을 위해 딥 코팅이 적합할 수 있다. A method of manufacturing a composite material according to an example of the present application includes coating an insulating material dispersion on at least one surface of a metal sheet and heat-treating the metal sheet coated with the insulating material dispersion, wherein the coating step includes dip coating. (dip coating), it may be to perform at least one selected from the group consisting of blade coating and spin coating. When the metal sheet is a metal foam, dip coating may be suitable for uniform coating in consideration of internal pores.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법은 종래의 복잡하고 제조비용이 높은 공정과 달리 간단한 방법에 의해 제조할 수 있고, 대면적에서도 제조가 용이하다. 여기서, 대면적이란 가로 및 세로가 수 십 cm 이상인 경우(일 예시로, 210 Х 297 mm 정도)를 의미한다. 종래의 경우에는 가스를 이용하는 등의 이유로 수 십 cm 이상인 경우에는 나노 와이어층의 형성이 어려웠으나, 본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법은 딥 코팅(dip coating), 블레이드 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 수행함으로써 대면적에서도 나노 와이어층의 제조가 가능하다. The manufacturing method of the composite material according to an example of the present application can be manufactured by a simple method, unlike the conventional complicated and high manufacturing cost process, and is easy to manufacture even in a large area. Here, the large area means a case where the width and length are more than several tens of cm (for example, about 210 Х 297 mm). In the prior art, it was difficult to form a nanowire layer when it was several tens of cm or more for reasons such as using gas. However, the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application includes dip coating, blade coating, and spin coating. By performing at least one selected from the group consisting of, it is possible to manufacture a nanowire layer even in a large area.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 절연 물질 분산액은 절연 물질 및 분산 용매를 포함한 것일 수 있다. 상기 절연 물질 분산액은 분산액이란 명칭에도 불구하고 절연 물질이 분산 용매에 함유된 상태 자체를 의미할 수 있고, 바람직하게는 절연 물질이 분산 용매에 분산된 상태를 의미할 수 있다.In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the insulating material dispersion may include an insulating material and a dispersion solvent. Despite the name of the dispersion, the insulating material dispersion may refer to a state in which the insulating material is contained in a dispersion solvent, and preferably may refer to a state in which the insulating material is dispersed in a dispersion solvent.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 상기 절연 물질은 전기 절연성이 있는 공지된 물질이라면 특별히 제한없이 사용할 수 있으나, 나노 와이어의 형성이 용이한 실리콘(Si) 분말일 수 있다. 또한, 나노 와이어의 형성 용이성을 고려하면, 상기 절연 물질은 산화물을 실질적으로 포함하고 있지 않는 것이 유리할 수 있다.In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the insulating material may be any known material having electrical insulation properties without particular limitation, but may be silicon (Si) powder, which is easy to form nanowires. In addition, considering the ease of formation of the nanowire, it may be advantageous that the insulating material does not substantially include an oxide.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 상기 절연 물질은 입자평균입경이 100 nm 이상, 120 nm 이상, 140 nm 이상, 160 nm 이상, 180 nm 이상, 200 nm 이상, 220 nm 이상, 240 nm 이상, 260 nm 이상, 280 nm 이상 또는 300 nm 이상일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 절연 물질은 입자평균입경이 2,000 nm 이하, 1,900 nm 이하, 1,800 nm 이하, 1,700 nm 이하, 1,600 nm 이하, 1,500 nm 이하, 1,400 nm 이하, 1,300 nm 이하, 1,200 nm 이하, 1,100 nm 이하 또는 1,000 nm 이하일 수 있다. 상기 절연 물질의 입자평균입경은 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 상기 절연 물질의 입자평균입경이 상기 범위를 만족하는 경우에는 분산 용매 내에서 분산성 확보와 분산성의 유지에 유리하고, 이로 인하여 균일한 전기 전도성을 발현하는 복합재를 제조할 수 있다.In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the insulating material has an average particle diameter of 100 nm or more, 120 nm or more, 140 nm or more, 160 nm or more, 180 nm or more, 200 nm or more, 220 nm or more, 240 nm or more. nm or more, 260 nm or more, 280 nm or more, or 300 nm or more. In another example, the insulating material has an average particle diameter of 2,000 nm or less, 1,900 nm or less, 1,800 nm or less, 1,700 nm or less, 1,600 nm or less, 1,500 nm or less, 1,400 nm or less, 1,300 nm or less, 1,200 nm or less, 1,100 nm or less or less than 1,000 nm. The average particle diameter of the insulating material may be within a range formed by appropriately selecting the above upper and lower limits. In addition, when the average particle diameter of the insulating material satisfies the above range, it is advantageous to ensure dispersibility and maintain dispersibility in a dispersion solvent, and thereby, a composite material exhibiting uniform electrical conductivity can be manufactured.

본 출원에서 사용되는 용어인 입자평균입경은, 특별한 언급이 없는 한 소위 D50 입경(메디안 입경)으로서 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자 지름을 의미할 수 있다. 즉, 체적 기준으로 입도 분포를 구하고, 전 체적을 100%로 한 누적 곡선에서 누적치가 50%가 되는 지점의 입자 지름을 상기 평균 입경을 볼 수 있다. 상기와 같은 D50 입경은 레이저 회절법(laser Diffraction) 방식으로 측정할 수 있다. The term average particle diameter used in this application is a so-called D50 particle diameter (median particle diameter), unless otherwise specified, and may mean a particle diameter at 50% cumulative volume basis of the particle size distribution. That is, the particle size distribution is obtained on a volume basis, and the particle diameter at the point where the cumulative value is 50% in the cumulative curve with the total volume as 100% can be seen as the average particle diameter. The D50 particle diameter as described above can be measured by a laser diffraction method.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 상기 분산 용매는 절연 물질을 분산시킬 수 있다면 특별히 제한없이 사용할 수 있으나, 상기 절연 물질이 나노 와이어 형성에 유리한 물질로 선택될 것을 고려하면 극성 용매를 포함하는 것이 바람직하다.In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the dispersing solvent may be used without particular limitation as long as it can disperse the insulating material, but considering that the insulating material is selected as a material favorable for nanowire formation, a polar solvent It is preferable to include

상기 극성 용매는 물, 알코올 및 산(acid)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 알코올은 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 있고, 산(acid)은 예를 들면 황산, 염산, 인산, 질산 또는 아세트산 등을 사용할 수 이에 제한되는 것은 아니다.The polar solvent may include one or more selected from the group consisting of water, alcohol, and acid. The alcohol is methanol, ethanol, propanol, pentanol, octanol, ethylene glycol, propylene glycol, pentanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, glycerol, texanol, or A monohydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms such as terpineol or a dihydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms such as ethylene glycol, propylene glycol, hexanediol, octanediol or pentanediol or more polyhydric alcohols may be used. And, the acid (acid) is not limited to, for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid or acetic acid can be used.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 절연 물질 분산액은 절연 물질을 전체 중량 대비 5 중량% 이상, 5.5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 6.5 중량% 이상, 7 중량% 이상, 7.5 중량% 이상, 8 중량% 이상, 8.5 중량% 이상, 9 중량% 이상, 9.5 중량% 이상 또는 10 중량% 이상으로 포함할 수 있다. 다른 예시에서, 절연 물질 분산액은 절연 물질을 전체 중량 대비 40 중량% 이하, 39 중량% 이하, 38 중량% 이하, 37 중량% 이하, 36 중량% 이하, 35 중량% 이하, 34 중량% 이하, 33 중량% 이하, 32 중량% 이하, 31 중량% 이하 또는 30 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 절연 물질의 함량 비율은 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 상기 절연 물질의 함량 비율이 상기 범위를 만족하는 경우에는 절연 물질 분산액의 분산성을 확보하면서도 우수한 전기 절연성을 확보할 수 있는 나노 와이어를 형성할 수 있다.In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the insulating material dispersion contains 5% by weight or more, 5.5% by weight or more, 6% by weight or more, 6.5% by weight or more, 7% by weight or more, or 7.5% by weight or more based on the total weight of the insulating material. % or more, 8% by weight or more, 8.5% by weight or more, 9% by weight or more, 9.5% by weight or more, or 10% by weight or more. In another example, the insulating material dispersion contains, by weight, less than 40%, less than 39%, less than 38%, less than 37%, less than 36%, less than 35%, less than 34%, less than 33% by weight of the insulating material, by weight of the total weight. It may include less than 32% by weight, less than 31% by weight or less than 30% by weight. The content ratio of the insulating material may be within a range formed by appropriately selecting the above upper and lower limits. In addition, when the content ratio of the insulating material satisfies the above range, it is possible to form a nanowire capable of securing excellent electrical insulation while securing the dispersibility of the insulating material dispersion.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 절연 물질 분산액은 분산 용매를 상기 절연 물질 100 중량부 대비 150 중량부 이상, 175 중량부 이상, 200 중량부 이상, 225 중량부 이상, 250 중량부 이상, 275 중량부 이상, 300 중량부 이상, 325 중량부 이상, 350 중량부 이상, 375 중량부 이상 또는 400 중량부 이상으로 포함할 수 있다. 다른 예시에서, 상기 절연 물질 분산액은 분산 용매를 상기 절연 물질 100 중량부 대비 2,000 중량부 이하, 1,800 중량부 이하, 1,600 중량부 이하, 1,400 중량부 이하, 1,200 중량부 이하 또는 1,000 중량부 이하로 포함할 수 있다. 상기 분산 용매의 함량 비율은 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 상기 분산 물질의 함량 비율이 상기 범위를 만족하는 경우에는 절연 물질 분산액의 분산성을 확보할 수 있다.In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the insulating material dispersion is prepared by adding a dispersion solvent in an amount of 150 parts by weight or more, 175 parts by weight or more, 200 parts by weight or more, 225 parts by weight or more, or 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the insulating material. Or more, 275 parts by weight or more, 300 parts by weight or more, 325 parts by weight or more, 350 parts by weight or more, 375 parts by weight or more, or 400 parts by weight or more. In another example, the insulating material dispersion includes 2,000 parts by weight or less, 1,800 parts by weight or less, 1,600 parts by weight or less, 1,400 parts by weight or less, 1,200 parts by weight or less, or 1,000 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the insulating material. can do. The content ratio of the dispersion solvent may be within a range formed by appropriately selecting the above upper and lower limits. In addition, when the content ratio of the dispersed material satisfies the above range, the dispersibility of the insulating material dispersion may be secured.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 열처리 하는 단계는 800 ℃ 이상, 820 ℃ 이상, 840 ℃ 이상, 860 ℃ 이상, 880 ℃ 이상, 900 ℃ 이상, 920 ℃ 이상, 940 ℃ 이상, 960 ℃ 이상, 980 ℃ 이상 또는 1,000 ℃ 이상의 열처리 온도에서 열처리를 수행할 수 있다. 다른 예시에서 상기 열처리 온도의 상한은 2,000 ℃ 이하, 1,800 ℃ 이하, 1,600 ℃ 이하 또는 1,500 ℃ 이하일 수 있다. 상기 열처리 온도는 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 상기 열처리 온도가 상기 범위를 만족하는 경우에는 대면적에서도 나노 와이어를 효과적으로 형성시킬 수 있다.In the manufacturing method of the composite material according to an example of the present application, the heat treatment step is 800 ℃ or more, 820 ℃ or more, 840 ℃ or more, 860 ℃ or more, 880 ℃ or more, 900 ℃ or more, 920 ℃ or more, 940 ℃ or more, 960 ℃ Heat treatment may be performed at a heat treatment temperature of 980 °C or higher, or 1,000 °C or higher. In another example, the upper limit of the heat treatment temperature may be 2,000 °C or less, 1,800 °C or less, 1,600 °C or less, or 1,500 °C or less. The heat treatment temperature may be within a range formed by appropriately selecting the above upper and lower limits. In addition, when the heat treatment temperature satisfies the above range, nanowires can be effectively formed even in a large area.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 열처리 하는 단계는 상기 열처리 온도를 유지한 채 약 30 분 이상, 40 분 이상, 50 분 이상 또는 60 분 이상의 열처리 시간으로 수행할 수 있다. 다른 예시에서, 열처리 하는 단계는 상기 열처리 온도를 유지한 채 약 500 분 이하, 450 분 이하, 400 분 이하, 350 분 이하 또는 300 분 이하의 열처리 시간으로 수행할 수 있다. 상기 열처리 시간은 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다.In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the heat treatment may be performed with a heat treatment time of about 30 minutes, 40 minutes, 50 minutes, or 60 minutes while maintaining the heat treatment temperature. In another example, the heat treatment may be performed with a heat treatment time of about 500 minutes or less, 450 minutes or less, 400 minutes or less, 350 minutes or less, or 300 minutes or less while maintaining the heat treatment temperature. The heat treatment time may be within a range formed by appropriately selecting the above upper and lower limits.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 열처리 하는 단계는 상온에서 열처리 온도까지 승온시킬 때 5 ℃/min 이상, 5.5 ℃/min 이상, 6 ℃/min 이상, 6.5 ℃/min 이상, 7 ℃/min 이상, 7.5 ℃/min 이상 또는 8 ℃/min 이상의 속도로 승온시킬 수 있다. 다른 예시에서, 열처리 하는 단계는 상온에서 열처리 온도까지 승온시킬 때 20 ℃/min 이하, 18 ℃/min 이하, 16 ℃/min 이하, 14 ℃/min 이하, 12 ℃/min 이하 또는 10 ℃/min 이하의 속도로 승온시킬 수 있다. 상기 승온 속도는 전술한 상한 및 하한을 적절히 선택하여 형성된 범위 내에 있을 수 있다.In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the heat treatment step is 5 ℃ / min or more, 5.5 ℃ / min or more, 6 ℃ / min or more, 6.5 ℃ / min or more, 7 ℃ / min or more when the temperature is raised from room temperature to the heat treatment temperature. The temperature may be raised at a rate of °C/min or more, 7.5 °C/min or more, or 8 °C/min or more. In another example, the heat treatment step is 20 °C/min or less, 18 °C/min or less, 16 °C/min or less, 14 °C/min or less, 12 °C/min or less, or 10 °C/min when the temperature is raised from room temperature to the heat treatment temperature. The temperature can be raised at the following rate. The heating rate may be within a range formed by appropriately selecting the upper and lower limits described above.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법에서, 열처리 하는 단계는 수소 및 불활성 기체가 포함된 환경에서 수행될 수 있다. 수소 및 불활성 기체가 포함된 환경에서 열처리를 수행하는 경우에는 산소를 차단하여 실리콘(Si)의 산화를 방지할 수 있다. 특히, 산소가 있는 환경에서 열처리가 수행되는 경우에는 실리콘(Si)이 산화되어 나노 와이어의 형성에 불리할 수 있다. In the method for manufacturing a composite material according to an example of the present application, the heat treatment may be performed in an environment containing hydrogen and an inert gas. When heat treatment is performed in an environment containing hydrogen and an inert gas, oxidation of silicon (Si) may be prevented by blocking oxygen. In particular, when heat treatment is performed in an oxygen environment, silicon (Si) is oxidized, which may be detrimental to the formation of nanowires.

용도Usage

본 출원의 일 예에 따른 장치는 발열성 소자; 및 냉각 부위를 포함하고, 상기 발열성 소자 및 냉각 부위의 사이에 상기 양자를 열적 접촉시키고 있는 본 출원의 일 예에 따른 복합재를 포함한 것일 수 있다. An apparatus according to an example of the present application includes a heating element; and a cooling portion, and may include the composite material according to an example of the present application in which the heating element and the cooling portion are brought into thermal contact with each other.

본 출원의 일 예에 따른 장치는 예를 들면 다리미, 세탁기, 건조기, 의류 관리기, 전기 면도기, 전자레인지, 전기오븐, 전기밥솥, 냉장고, 식기세척기, 에어컨, 선풍기, 가습기, 공기청정기, 휴대폰, 무전기, 텔레비전, 라디오, 컴퓨터, 노트북 등 다양한 전기 제품 및 전자 제품 또는 이차 전지 등의 배터리 등이 있고, 상기 복합재는 상기 장치에서 발생되는 열을 방열시키면서 상기 장치에 내장된 전자소자에 발생된 전류를 차단시킬 수 있다. Devices according to an example of the present application include, for example, an iron, a washing machine, a dryer, a clothes care machine, an electric shaver, a microwave oven, an electric oven, an electric rice cooker, a refrigerator, a dishwasher, an air conditioner, a fan, a humidifier, an air purifier, a mobile phone, and a walkie-talkie. , TVs, radios, computers, laptops, and other various electrical and electronic products, or batteries such as secondary batteries, and the composite material blocks current generated in electronic elements embedded in the device while dissipating heat generated in the device can make it

상기 복합재는 발열성 소자 및 냉각 부위 사이에 위치하여 이들을 열적 접촉시킬 수 있다. 열적 접촉이란, 상기 복합재는 발열성 소자 및 냉각 부위와 물리적으로 직접 접촉하여 상기 발열성 소자에서 발생된 열을 상기 냉각 부위로 방열하거나, 상기 복합재가 발열성 소자 및/또는 냉각 부위와 직접 접촉하지 않더라도(즉, 복합재와 발열성 소자 및/또는 냉각 부위 사이에 별도 층이 존재) 상기 발열성 소자에서 발생된 열을 상기 냉각 부위로 방열하도록 하는 것을 의미한다.The composite can be placed between the exothermic element and the cooling section to bring them into thermal contact. Thermal contact means that the composite material directly physically contacts the exothermic element and the cooling part to dissipate heat generated from the exothermic element to the cooling part, or the composite material does not directly contact the exothermic element and/or the cooling part. (ie, a separate layer exists between the composite material and the exothermic element and/or the cooling part) means that the heat generated from the exothermic element is dissipated to the cooling part.

또한, 상기 복합재는 발열성 소자에서 발생될 수 있는 전류를 다른 구성으로 전달되는 것을 차단하는 전기 절연체일 수 있고, 이를 통해 과전류의 발생 또는 누전을 차단할 수 있다. In addition, the composite material may be an electrical insulator that blocks current that may be generated in a heating element from being transferred to other components, and through this, generation of overcurrent or leakage of current may be blocked.

본 출원의 일 예에 따른 복합재는 우수한 방열 특성은 물론 전기 절연성을 동시에 확보하여 전자 부품 등에 발생하는 열을 효과적으로 방열시키고 과전류 또는 누전을 차단할 수 있다.The composite material according to an example of the present application secures excellent heat dissipation characteristics and electrical insulation properties at the same time, thereby effectively dissipating heat generated in electronic components and the like, and blocking overcurrent or electric leakage.

본 출원의 일 예에 따른 복합재의 제조방법은 공정이 단순하고 대면적으로 제조가 가능하다. The method for manufacturing a composite material according to an example of the present application has a simple process and can be manufactured in a large area.

도 1은 본 출원의 일 예에 따른 복합재의 구조를 간단히 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 1에서 제조한 복합재의 나노 와이어층의 일부를 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로 나타낸 것이다: (a) 배율 Х2,000 (b) 배율 Х27,000
도 3은 실시예 6에서 제조한 복합재의 나노 와이어층의 일부를 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로 나타낸 것이다: (a) 배율 Х200 (b) 배율 Х5,000
도 4는 실시예 9에서 제조한 복합재의 나노 와이어층의 일부를 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)으로 나타낸 것이다: (a) 배율 Х1,000 (b) 배율 Х10,000
1 is a diagram briefly showing the structure of a composite material according to an example of the present application.
Figure 2 shows a part of the nanowire layer of the composite prepared in Example 1 with a scanning electron microscope (SEM): (a) Magnification Х2,000 (b) Magnification Х27,000
3 is a scanning electron microscope (SEM) showing a part of the nanowire layer of the composite prepared in Example 6: (a) Magnification Х200 (b) Magnification Х5,000
4 is a scanning electron microscope (SEM) showing a part of the nanowire layer of the composite prepared in Example 9: (a) Magnification Х1,000 (b) Magnification Х10,000

이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 내용으로 인해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described through examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited due to the contents presented below.

실시예 1 Example 1

입자평균입경이 약 500 nm인 실리콘 분말을 포함하는 절연 물질(A) 및 에탄올(E)을 1:9(A:E)의 중량 비율로 혼합하고, 상기 혼합물을 초음파 및 믹서(mixer)로 약 1 시간동안 분산시켜서 절연 물질 분산액을 제조하였다.An insulating material (A) containing silicon powder having an average particle diameter of about 500 nm and ethanol (E) were mixed in a weight ratio of 1:9 (A:E), and the mixture was mixed with ultrasonic waves and a mixer to about An insulating material dispersion was prepared by dispersing for 1 hour.

가로 500 mm 세로 100 mm 및 두께 100 ㎛로 제단된 구리 금속폼(기공도 약 70%)을 상기 제조된 절연 물질 분산액을 통해 딥 코팅(dip coating)을 수행하였고, 코팅한 후에 상온에서 수분이 충분하게 마를 때까지 건조시켰다.A copper metal form (about 70% porosity) cut into a width of 500 mm, length of 100 mm, and thickness of 100 μm was subjected to dip coating through the prepared insulating material dispersion, and after coating, sufficient moisture at room temperature dried until dry.

상기 절연 물질 분산액이 코팅된 구리 금속폼을 소성로에 투입하고, 수소 및 아르곤을 포함하는 혼합 가스를 약 1시간동안 상기 소성로에 주입하여 상기 소성로를 수소 및 아르곤이 포함된 환경으로 형성하였다. The copper metal foam coated with the insulating material dispersion was put into a sintering furnace, and a mixed gas containing hydrogen and argon was injected into the sintering furnace for about 1 hour to form the sintering furnace into an environment containing hydrogen and argon.

이후, 8℃/min의 승온 속도로 상온에서부터 열처리 온도인 약 1,000 ℃까지 승온시킨 후, 상기 열처리 온도를 유지하면서 약 5시간동안 열처리를 수행하였다. 열처리가 종료되면 소성로에서 열처리된 절연 물질 분산액이 코팅된 구리 금속폼을 꺼내고 상온에서 충분히 냉각시켜서, 나노 와이어층을 포함하는 최종 복합재를 제조하였다. 이 때, 나노 와이어층의 두께는 3 내지 4 ㎛ 정도 였다. Thereafter, after raising the temperature from room temperature to about 1,000 ° C, which is the heat treatment temperature, at a temperature raising rate of 8 ° C / min, heat treatment was performed for about 5 hours while maintaining the heat treatment temperature. After the heat treatment was completed, the copper metal foam coated with the heat-treated insulating material dispersion was taken out of the firing furnace and sufficiently cooled at room temperature to prepare a final composite material including a nanowire layer. At this time, the thickness of the nanowire layer was about 3 to 4 μm.

또한, 도 2는 주사전자현미경(SEM)으로 나노 와이어층을 측정한 것인데, 상기 나노 와이어의 두께는 대략 100 내지 150 nm 정도이고 길이는 약 10 ㎛ 미만으로 나타난 것을 확인할 수 있다.In addition, FIG. 2 is a measurement of the nanowire layer with a scanning electron microscope (SEM), and it can be seen that the thickness of the nanowire is about 100 to 150 nm and the length is less than about 10 μm.

실시예 2 Example 2

열처리를 약 3 시간동안 수행한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 최종 복합재를 제조하였다. 이 때, 나노 와이어층의 두께는 3 내지 4 ㎛ 정도 였다.A final composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that heat treatment was performed for about 3 hours. At this time, the thickness of the nanowire layer was about 3 to 4 μm.

실시예 3 Example 3

열처리를 약 1 시간동안 수행한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 최종 복합재를 제조하였다. 이 때, 나노 와이어층의 두께는 3 내지 4 ㎛ 정도 였다.A final composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that heat treatment was performed for about 1 hour. At this time, the thickness of the nanowire layer was about 3 to 4 μm.

실시예 4 Example 4

입자평균입경이 약 300 nm인 실리콘 분말을 포함하는 절연 물질(A1) 및 에탄올(E)을 1:9(A:E)의 중량 비율로 혼합하고, 상기 혼합물을 초음파 및 믹서(mixer)로 약 1 시간동안 분산시켜서 절연 물질 분산액을 제조한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 최종 복합재를 제조하였다. 이 때, 나노 와이어층의 두께는 3 내지 4 ㎛ 정도 였다.An insulating material (A1) containing silicon powder having an average particle diameter of about 300 nm and ethanol (E) were mixed in a weight ratio of 1:9 (A:E), and the mixture was mixed with ultrasonic waves and a mixer to about A final composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the insulating material dispersion was prepared by dispersing for 1 hour. At this time, the thickness of the nanowire layer was about 3 to 4 μm.

또한, 도 3은 주사전자현미경(SEM)으로 나노 와이어층을 측정한 것인데, 상기 나노 와이어의 두께는 대략 30 내지 70 nm 정도이고 길이는 약 10 ㎛ 이하로 나타난 것을 확인할 수 있다.In addition, FIG. 3 is a measurement of the nanowire layer with a scanning electron microscope (SEM), and it can be seen that the nanowire has a thickness of about 30 to 70 nm and a length of about 10 μm or less.

실시예 5 Example 5

입자평균입경이 약 1,000 nm인 실리콘 분말을 포함하는 절연 물질(A1) 및 에탄올(E)을 1:9(A:E)의 중량 비율로 혼합하고, 상기 혼합물을 초음파 및 믹서(mixer)로 약 1 시간동안 분산시켜서 절연 물질 분산액을 제조한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 최종 복합재를 제조하였다. 이 때, 나노 와이어층의 두께는 3 내지 4 ㎛ 정도 였다.An insulating material (A1) containing silicon powder having an average particle diameter of about 1,000 nm and ethanol (E) were mixed in a weight ratio of 1:9 (A:E), and the mixture was mixed with ultrasonic waves and a mixer to about A final composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the insulating material dispersion was prepared by dispersing for 1 hour. At this time, the thickness of the nanowire layer was about 3 to 4 μm.

실시예 6 Example 6

입자평균입경이 약 500 nm인 실리콘 분말을 포함하는 절연 물질(A1) 및 에탄올(E)을 1:4(A:E)의 중량 비율로 혼합하고, 상기 혼합물을 초음파 및 믹서(mixer)로 약 1 시간동안 분산시켜서 절연 물질 분산액을 제조한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 최종 복합재를 제조하였다. 이 때, 나노 와이어층의 두께는 10 ㎛ 정도 였다.An insulating material (A1) containing silicon powder having an average particle diameter of about 500 nm and ethanol (E) were mixed in a weight ratio of 1:4 (A:E), and the mixture was mixed with ultrasonic waves and a mixer to about A final composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the insulating material dispersion was prepared by dispersing for 1 hour. At this time, the thickness of the nanowire layer was about 10 μm.

실시예 7 Example 7

입자평균입경이 약 500 nm인 실리콘 분말을 포함하는 절연 물질(A1) 및 에탄올(E)을 1:4(A:E)의 중량 비율로 혼합하고, 상기 혼합물을 초음파 및 믹서(mixer)로 약 1 시간동안 분산시켜서 절연 물질 분산액을 제조하고, 열처리를 약 3 시간동안 수행한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 최종 복합재를 제조하였다. 이 때, 나노 와이어층의 두께는 10 ㎛ 정도 였다.An insulating material (A1) containing silicon powder having an average particle diameter of about 500 nm and ethanol (E) were mixed in a weight ratio of 1:4 (A:E), and the mixture was mixed with ultrasonic waves and a mixer to about A final composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that an insulating material dispersion was prepared by dispersing for 1 hour and heat treatment was performed for about 3 hours. At this time, the thickness of the nanowire layer was about 10 μm.

실시예 8 Example 8

입자평균입경이 약 500 nm인 실리콘 분말을 포함하는 절연 물질(A1) 및 에탄올(E)을 1:4(A:E)의 중량 비율로 혼합하고, 상기 혼합물을 초음파 및 믹서(mixer)로 약 1 시간동안 분산시켜서 절연 물질 분산액을 제조하고, 열처리를 약 1 시간동안 수행한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 최종 복합재를 제조하였다. 나노 와이어층의 두께는 10 ㎛ 정도 였다.An insulating material (A1) containing silicon powder having an average particle diameter of about 500 nm and ethanol (E) were mixed in a weight ratio of 1:4 (A:E), and the mixture was mixed with ultrasonic waves and a mixer to about A final composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that an insulating material dispersion was prepared by dispersing for 1 hour and heat treatment was performed for about 1 hour. The thickness of the nanowire layer was about 10 µm.

실시예 9 Example 9

구리 금속폼 대신에 가로 50 mm, 세로 100 mm 및 두께 50 ㎛의 구리 호일을 사용한 것을 제외하면 상기 실시예 1과 동일한 방식으로 최종 복합재를 제조하였다. 나노 와이어층의 두께는 두께는 10 ㎛ 정도 였다.A final composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that copper foil having a width of 50 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 50 μm was used instead of the copper metal foam. The thickness of the nanowire layer was about 10 µm.

또한, 도 3은 주사전자현미경(SEM)으로 나노 와이어층을 측정한 것인데, 상기 나노 와이어의 두께는 대략 30 내지 70 nm 정도이고 길이는 약 10 ㎛ 이하로 나타난 것을 확인할 수 있다.In addition, FIG. 3 is a measurement of the nanowire layer with a scanning electron microscope (SEM), and it can be seen that the nanowire has a thickness of about 30 to 70 nm and a length of about 10 μm or less.

비교예 1 Comparative Example 1

나노 와이어층을 포함하지 않은 상기 금속폼 제조예 1에서 제조된 구리 금속폼을 준비하였다.The copper metal foam prepared in Preparation Example 1 of the metal foam not including the nanowire layer was prepared.

비교예 2 Comparative Example 2

입자평균입경이 약 1 ㎛인 산화 실리콘(SiO2) 분말(B) 및 폴리디메틸실록산(공급사: DOW, 제품명: sylgard 527, PDMS)을 1:1(B:PDMS)의 중량 비율로 혼합하고, 상기 혼합물을 초음파 및 믹서(mixer)로 약 1 시간동안 분산시켜서 산화 실리콘 분산액을 제조하였다.Silicon oxide (SiO 2 ) powder (B) having an average particle diameter of about 1 μm and polydimethylsiloxane (supplier: DOW, product name: sylgard 527, PDMS) were mixed in a weight ratio of 1: 1 (B: PDMS), The mixture was dispersed for about 1 hour using ultrasonic waves and a mixer to prepare a silicon oxide dispersion.

상기 금속폼 제조예 1에서 제조된 구리 금속폼을 상기 제조된 산화 실리콘 분산액에 딥코팅을 수행하였다.The copper metal foam prepared in Metal Foam Preparation Example 1 was dip-coated on the prepared silicon oxide dispersion.

코팅된 구리 금속폼을 오븐에 투입하고 약 120 ℃에서 약 30분동안 두어 경화시킴으로써 산화 실리콘 코팅층을 포함하는 최종 복합재를 제조하였다. 이 때, 산화 실리콘 코팅층의 두께는 5 ㎛ 였다. The coated copper metal form was put into an oven and cured by placing it at about 120° C. for about 30 minutes to prepare a final composite material including a silicon oxide coating layer. At this time, the thickness of the silicon oxide coating layer was 5 μm.

본 실시예 및 비교예에서 제시되는 물성은 하기의 방식으로 평가하였다.Physical properties presented in Examples and Comparative Examples were evaluated in the following manner.

<물성 측정 방법><How to measure physical properties>

1. 면저항 측정 방법 1. Sheet resistance measurement method

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 복합재에 대해서 4 point probe 면저항 측정 방식에 따라서 면저항을 측정하였다. 구체적으로, 4개의 프로브(probe)를 약 1 mm정도로 동일한 간격으로 나란히 배열시켜 상기 복합재의 표면에 장착하여 면저항을 측정하였다.Sheet resistance was measured according to the 4 point probe sheet resistance measurement method for each composite material prepared in the above Examples and Comparative Examples. Specifically, four probes were arranged side by side at equal intervals of about 1 mm and mounted on the surface of the composite to measure sheet resistance.

2. 열확산도 측정 방법 2. Thermal diffusivity measurement method

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 복합재에 대해서, 열확산도 측정 장치(공급사: Netzsch, 제품명: LFA467)를 통해서 ASTM D4935 규격으로 수평 방향(in-plane direction)에 대해서 측정하였다.For each of the composite materials prepared in the above Examples and Comparative Examples, the thermal diffusivity was measured in an in-plane direction according to the ASTM D4935 standard through a thermal diffusivity measuring device (Supplier: Netzsch, product name: LFA467).

상기 실시예 및 비교예에서 측정한 시험 데이터의 결과는 하기 표 1에 정리하였다.The results of the test data measured in the above Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1 below.

구분division 면저항(mΩ/□)Sheet resistance (mΩ/□) 열확산도(mm2/s)Thermal diffusivity (mm 2 /s) 실시예 1Example 1 1313 5252 실시예 2Example 2 1212 5252 실시예 3Example 3 99 5050 실시예 4Example 4 1212 5151 실시예 5Example 5 1111 5050 실시예 6Example 6 2020 5151 실시예 7Example 7 1818 4949 실시예 8Example 8 1717 5050 실시예 9Example 9 66 7676 비교예 1Comparative Example 1 0.80.8 6060 비교예 2Comparative Example 2 360360 3131

상기 표 1을 참조하면 실시예 1 내지 9는 적절한 면저항을 가져 전기 절연성을 확보하면서도 우수한 열확산도를 확보하고 있음을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that Examples 1 to 9 have appropriate sheet resistance and secure excellent thermal diffusivity while securing electrical insulation.

반면에, 비교예 1은 적절한 열확산도를 가지고 있으나 낮은 면저항을 가져 전기 절연성이 확보되지 못하였고, 비교예 2는 적절한 면저항을 가지고 있으나 낮은 열확산도를 가지고 있음을 알 수 있다. On the other hand, it can be seen that Comparative Example 1 has an appropriate thermal diffusivity but low sheet resistance and electrical insulation is not secured, and Comparative Example 2 has an appropriate sheet resistance but low thermal diffusivity.

10: 금속 시트 20: 나노 와이어층10: metal sheet 20: nano wire layer

Claims (20)

금속 시트 및 나노 와이어층을 포함하고,
상기 나노 와이어층은 상기 금속 시트의 적어도 일면에 형성된 하나 이상의 나노 와이어(nano wire)를 포함하는 복합재.
A metal sheet and a nanowire layer,
The nanowire layer includes one or more nanowires formed on at least one surface of the metal sheet.
제1항에 있어서, 금속 시트는 구리, 금, 은, 알루미늄, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속이나 상기 중 2종 이상의 합금을 포함하는 복합재.The method of claim 1, wherein the metal sheet is a composite material containing any one metal selected from the group consisting of copper, gold, silver, aluminum, nickel, iron, cobalt, magnesium, molybdenum, tungsten, and zinc, or an alloy of two or more of the above. . 제1항에 있어서, 금속 시트는 금속 호일(foil) 또는 금속폼(foam)인 복합재.The composite according to claim 1, wherein the metal sheet is a metal foil or a metal foam. 제1항에 있어서, 하나 이상의 나노 와이어(nano wire)는 두께(D)와 길이(L)의 비율(L/D)이 10 이상인 복합재.The composite material according to claim 1, wherein the ratio (L/D) of the thickness (D) to the length (L) of the at least one nano wire is 10 or more. 제1항에 있어서, 하나 이상의 나노 와이어(nano wire)는 두께(D)가 10 내지 300 nm의 범위 내인 복합재.The composite material according to claim 1, wherein the one or more nano wires have a thickness (D) in the range of 10 to 300 nm. 제1항에 있어서, 하나 이상의 나노 와이어(nano wire)는 길이(L)가 1 내지 100㎛의 범위 내인 복합재.The composite material according to claim 1, wherein the length (L) of one or more nano wires is in the range of 1 to 100 μm. 제1항에 있어서, 하나 이상의 나노 와이어(nano wire)는 절연 물질을 포함하는 복합재.The composite of claim 1 , wherein the one or more nano wires include an insulating material. 제1항에 있어서, 나노 와이어층의 두께는 1 내지 20 ㎛의 범위 내인 복합재.The composite material according to claim 1, wherein the thickness of the nanowire layer is in the range of 1 to 20 μm. 제1항에 있어서, 금속 시트의 두께(A1)와 나노 와이어층의 두께(A2)의 비율(A2/A1)은 0.001 내지 10의 범위 내인 복합재.The composite according to claim 1, wherein the ratio (A2/A1) of the thickness of the metal sheet (A1) and the thickness of the nanowire layer (A2) is in the range of 0.001 to 10. 제1항에 있어서, 면저항이 1 mΩ/□ 이상이고, ASTM D4935 규격에 따른 열확산도가 35 mm2/s 이상인 복합재.The composite according to claim 1, wherein the sheet resistance is 1 mΩ/□ or more, and the thermal diffusivity according to ASTM D4935 is 35 mm 2 /s or more. 금속 시트의 적어도 일면에 절연 물질 분산액을 코팅하는 단계 및
상기 절연 물질 분산액이 코팅된 금속 시트를 열처리 하는 단계를 포함하고,
상기 코팅하는 단계는 딥 코팅(dip coating), 블레이드 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 수행하는 복합재의 제조방법.
coating an insulating material dispersion on at least one surface of the metal sheet; and
Heat-treating the metal sheet coated with the insulating material dispersion,
Wherein the coating step is performed by at least one selected from the group consisting of dip coating, blade coating and spin coating.
제11항에 있어서, 절연 물질 분산액은 절연 물질 및 분산 용매를 포함하고,
상기 절연 물질의 입자평균입경은 100 내지 2,000 nm의 범위를 가지는 복합재의 제조방법.
12. The method of claim 11, wherein the insulating material dispersion comprises an insulating material and a dispersing solvent,
The average particle diameter of the insulating material is a method for producing a composite material having a range of 100 to 2,000 nm.
제12항에 있어서, 절연 물질은 실리콘(Si) 분말을 포함하는 복합재의 제조방법.13. The method of claim 12, wherein the insulating material includes silicon (Si) powder. 제12항에 있어서, 분산 용매는 극성 용매를 포함하는 복합재의 제조방법.13. The method of claim 12, wherein the dispersing solvent includes a polar solvent. 제12항에 있어서, 절연 물질 분산액은 절연 물질을 전체 중량 대비 5 내지 40 중량%의 범위 내로 포함하는 복합재의 제조방법.13. The method of claim 12, wherein the insulating material dispersion includes the insulating material in a range of 5 to 40% by weight based on the total weight. 제11항에 있어서, 열처리 하는 단계는 800 ℃ 이상의 열처리 온도에서 수행하는 복합재의 제조방법.The method of claim 11, wherein the heat treatment is performed at a heat treatment temperature of 800 °C or higher. 제16항에 있어서, 열처리 하는 단계는 열처리 온도를 유지한 채 30 내지 500 분의 범위 내의 열처리 시간으로 수행하는 복합재의 제조방법.The method of claim 16, wherein the heat treatment step is performed with a heat treatment time in the range of 30 to 500 minutes while maintaining the heat treatment temperature. 제16항에 있어서, 열처리 하는 단계는 상온에서 열처리 온도까지 승온시킬 때 5 내지 20 ℃/min의 속도로 수행하는 복합재의 제조방법.The method of claim 16, wherein the heat treatment step is performed at a rate of 5 to 20 °C/min when the temperature is raised from room temperature to the heat treatment temperature. 제11항에 있어서, 열처리 하는 단계는 수소 및 불활성 기체가 포함된 환경에서 수행하는 복합재의 제조방법. The method of claim 11, wherein the heat treatment is performed in an environment containing hydrogen and an inert gas. 발열성 소자; 및 냉각 부위를 포함하고,
상기 발열성 소자 및 냉각 부위 사이에서 상기 양자를 열적 접촉시키고 있는 제1항에 따른 복합재를 포함하는 장치.
exothermic element; and a cooling portion;
A device comprising the composite material according to claim 1 between and in thermal contact with the exothermic element and the cooling section.
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