KR20230047569A - 콤마 코팅기를 이용하는 열전도성 시트의 제조 방법 - Google Patents

콤마 코팅기를 이용하는 열전도성 시트의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콤마 코팅기를 이용하는 열전도성 시트의 제조 방법에 관한 것으로서, 폴리머, 이방성 열전도성 필러, 충전제를 함유하는 열전도성 조성물을, 제1 중심축을 따라 회전하는 코팅 롤러와 콤마 부재를 포함하는 콤마 코팅기에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러를 상기 제1 중심축과 교차하는 제2 중심축을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물을 획득하는 콤마 성형 공정; 상기 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물을 획득하는 적층 공정; 프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 상기 적층 성형물의 이방성 열전도성 필러를 상기 두께 방향과 교차하는 방향으로 배향시킨 2차 예비 성형물을 획득하는 프레스 성형 공정; 상기 2차 예비 성형물을 경화시킴으로써 경화 성형물을 획득하는 경화 공정; 상기 경화 성형물을, 상기 제2 중심축과 교차하는 절단 방향으로 절단하여 미리 정한 두께를 가지도록 하는 절단 공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 압출성형 자체의 한계로 인하여 시트모재의 직경이 제한되는 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트를 제조할 수 있으며, 대량생산 또한 이루어지기 용이하다는 효과가 있다.

Description

콤마 코팅기를 이용하는 열전도성 시트의 제조 방법 {Manufacturing Method of Thermally Conductive Sheet using Comma Coater}
본 발명은 열전도성 시트의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트를 대량으로 생산할 수 있는 열전도성 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터, 휴대용 개인단말기, 통신기 등의 전자제품은 그 시스템 내부에서 발생한 과도한 열을 외부로 확산시키지 못해 잔상문제 및 시스템 안정성에 심각한 우려를 내재하고 있다. 이러한 열은 제품의 수명을 단축하거나 고장, 오동작을 유발하며, 심한 경우에는 폭발 및 화재의 원인을 제공하기도 하므로, 전자부품에서 발생되는 열을 효율적으로 방열하는 것이 중요해지고 있다.
종래에는 발생된 열을 효율적으로 제어하기 위한 수단으로 방열핀, 방열시트 및 히트싱크 등이 사용되고 있으나, 상기 방열핀 및 히트싱크는 전자제품의 발열체에서 나오는 열량보다 히트싱크가 방출할 수 있는 열량이 작아 효율이 매우 낮아 방열팬을 함께 설치해야 하는 문제점이 있었다.
특히, 방열팬의 동시 설치로 인해, 방열팬에서 발생되는 소음 및 진동의 문제점이 발생될 뿐 아니라, 경량화와 슬림(slim)화가 요구되고 있는 제품에는 적용할 수 없는 문제점이 있어, 최근에는 불리는 방열시트가 널리 이용되고 있다.
종래에 사용되고 있는 방열시트는 열전도성 시트의 일종으로서, 수지조성물에 열전도성을 구비하는 구리, 알루미나, 페라이트, 질화알루미늄, 수산화 알루미늄 등의 무기물 필러를 분산 함유시킨 것이 널리 사용되고 있다.
그러나, 이러한 방열시트는 무기물 필러의 함량이 적을 경우, 열전도가 매우 낮고, 무기물 필러의 함량이 높을 경우, 다른 구성성분의 함유량이 적게 되어 분말 상호간의 결합력이 떨어질 뿐 아니라, 시트의 유연성 및 성형성이 저하되는 문제점이 발생되고 있을 뿐 아니라, 무기물 필러가 함유된 종래의 열전도성 시트는 무기물 필러의 함량을 높이더라도 열전도도가 1.5∼5 W/mㆍK 로 매우 낮아 효율적으로 열이 방열되지 못하는 문제점이 있었다.
최근에는 상기와 같은 무기물 필러가 함유된 방열시트의 문제점을 해소하기 위하여, 이방성을 구비하는 탄소섬유 등을 더 함유시켜 열전도성을 증대시킨 방열시트가 제조되고 있으며, 한국공개특허(공개번호 10-2013-0117752 공개일자 2013년10월28일)에는 압출성형에 의해 시트모재를 형성하고, 경화된 시트모재를 소정의 두께로 슬라이스하여 방열시트를 제조하는 기술이 공개되어 있다.
그러나 이렇게 압출성형에 의해 형성된 시트모재를 슬라이스하여 방열시트로 제조할 경우, 압출성형 자체의 한계로 인하여 시트모재의 직경이 제한되므로, 대형 사이즈의 방열시트를 제조할 수 없으며, 대량생산이 이루어질 수 없는 등 여러가지 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트를 대량으로 생산할 수 있도록 개선된 열전도성 시트의 제조 방법을 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열전도성 시트의 제조 방법은, 폴리머, 이방성 열전도성 필러, 충전제를 함유하는 열전도성 조성물을, 제1 중심축을 따라 회전하는 코팅 롤러와 콤마 부재를 포함하는 콤마 코팅기에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러를 상기 제1 중심축과 교차하는 제2 중심축을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물을 획득하는 콤마 성형 공정; 상기 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물을 획득하는 적층 공정; 프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 상기 적층 성형물의 이방성 열전도성 필러를 상기 두께 방향과 교차하는 방향으로 배향시킨 2차 예비 성형물을 획득하는 프레스 성형 공정; 상기 2차 예비 성형물을 경화시킴으로써 경화 성형물을 획득하는 경화 공정; 상기 경화 성형물을, 상기 제2 중심축과 교차하는 절단 방향으로 절단하여 미리 정한 두께를 가지도록 하는 절단 공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 적층 공정에서는, 상기 콤마 성형 공정에서 획득된 상기 1차 예비 성형물을 미리 정한 길이로 절단한 후 두께 방향으로 복수 개 적층함으로써, 상기 적층 성형물을 획득하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 적층 공정에서는, 상기 콤마 성형 공정에서 획득된 상기 1차 예비 성형물을 상기 제1 중심축을 회전 중심으로하는 롤 형태로 복수 회 말아서 적층함으로써, 상기 적층 성형물을 획득하는 것일 수도 있다.
여기서, 상기 프레스 성형 공정에서는, 상기 적층 성형물을 미리 정한 형상의 금형 부재에 삽입한 상태로, 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 콤마 부재는, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있는 단위 홈부가 상기 제1 중심축을 따라 복수 개 나열됨으로써 형성되는 성형 홈을 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 단위 홈부의 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 단위 홈부의 폭은, 1 내지 10mm인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 성형 홈은, 상기 제1 중심축을 따라 10 내지 50cm의 폭을 가지며, 상기 제2 중심축을 따라 2 내지 20cm의 길이를 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 폴리머는, 실리콘 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 충전제는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화아연, 실리콘 가루, 금속 가루 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 충전제는, 평균 입자경이 0.1μm ~ 45μm 인 구형상의 산화알루미늄 입자를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 충전제는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 40 체적%인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 이방성 열전도성 필러는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 50 체적%인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 이방성 열전도성 필러는, 질화붕소 (BN) 분말, 흑연(Graphite), 탄소 섬유, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 폴리머, 이방성 열전도성 필러, 충전제를 함유하는 열전도성 조성물을, 제1 중심축을 따라 회전하는 코팅 롤러와 콤마 부재를 포함하는 콤마 코팅기에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러를 상기 제1 중심축과 교차하는 제2 중심축을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물을 획득하는 콤마 성형 공정; 상기 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물을 획득하는 적층 공정; 프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 상기 적층 성형물의 이방성 열전도성 필러를 상기 두께 방향과 교차하는 방향으로 배향시킨 2차 예비 성형물을 획득하는 프레스 성형 공정; 상기 2차 예비 성형물을 경화시킴으로써 경화 성형물을 획득하는 경화 공정; 상기 경화 성형물을, 상기 제2 중심축과 교차하는 절단 방향으로 절단하여 미리 정한 두께를 가지도록 하는 절단 공정;을 포함하므로, 압출성형 자체의 한계로 인하여 시트모재의 직경이 제한되는 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트를 제조할 수 있으며, 대량생산 또한 이루어지기 용이하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트를 제조하기 위하여 사용되는 콤마 코팅기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 콤마 부재의 A-A선 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 콤마 부재의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 콤마 코팅기에 의하여 제조된 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층한 적층 성형물을 프레스 성형기에 장착한 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 2차 예비 성형물을 획득하는 과정을 설명하기 도면이다.
도 6은 도 10에 도시된 절단 공정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 절단 공정에 의하여 완성된 열전도성 시트의 단면을 나타내는 확대도이다.
도 8은 콤마 코팅기에 의하여 제조된 1차 예비 성형물을 롤 형태로 복수 회 말아서 적층함으로써, 적층 성형물을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 롤 형태의 적층 성형물을 프레스 성형기에 장착한 상태로 가압하는 과정을 설명하기 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트의 제조 방법의 주요 공정을 실행했을 때 발생되는 이방성 열전도성 필러의 배향 각도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트를 제조하기 위하여 사용되는 콤마 코팅기를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 콤마 부재의 A-A선 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 콤마 부재의 평면도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예인 열전도성 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전도성 시트의 제조 방법은, 휴대용 개인단말기, 통신기 등의 전자제품에서 발생한 과도한 열을 외부로 방열시키기 위하여 사용되는 열전도성 시트(100)를 제조하기 위한 방법으로서, 콤마 성형 공정(S10)과 적층 공정(S20)과 프레스 성형 공정(S30)과 경화 공정(S40)과 절단 공정(S50)을 포함한다.
먼저, 상기 열전도성 시트의 제조 방법의 공정들(S10 내지 S50)을 설명하기에 앞서서, 도 1 내지 도 3에 도시된 콤마 코팅기(200) 및 상기 열전도성 시트(100)의 모재가 되는 열전도성 조성물(M)을 먼저 설명하기로 한다.
상기 콤마 코팅기(comma coater)(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이 코팅 롤러(210)와 필름 부재(220)와 댐 부재(230)와 승강 부재(240)와 콤마 부재(250)와 이송 장치(260)를 포함한다.
상기 코팅 롤러(210)는, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 중심축(C1)을 따라 회전하는 원형 롤러로서, 상기 필름 부재(220)를 이송하는 기능을 수행한다.
상기 필름 부재(220)는, 상기 코팅 롤러(210)의 외주면에 밀착하여 이송되는 시트 부재로서, 상기 댐 부재(230)에 의하여 갇혀진 액상의 열전도성 조성물(M)이 코팅되는 대상이다.
상기 필름 부재(220)가 상기 댐 부재(230)의 내부에 수용된 열전도성 조성물(M)에 접촉한 상태로 상기 코팅 롤러(210)에 의하여 회전되면, 상기 열전도성 조성물(M)이 상기 필름 부재(220)의 상면에 코팅된다.
상기 댐 부재(230)는, 도 1에 도시된 바와 같이 액상의 열전도성 조성물(M)을 수용하기 위한 공간을 형성하는 부재이다.
본 실시예에서 상기 댐 부재(230)과 상기 콤마 부재(250)와 상기 필름 부재(220)이 서로 협력하여 상기 열전도성 조성물(M)을 수용하는 공간이 형성된다.
상기 승강 부재(240)는, 상기 콤마 부재(250)의 일단부와 상대 이동 불가능하게 결합된 부재로서, 상기 이송 장치(260)에 의하여 상하로 위치 이동가능하다.
상기 승강 부재(240)의 하단부에는 도 1에 도시된 바와 같은 경사면(241)이 형성되어 있다.
상기 콤마 부재(250)는, 상기 필름 부재(220)의 상면에 코팅되는 열전도성 조성물(M)의 두께(H)를 조절하기 위한 부재로서, 판상의 금속 부재로 마련되어 있다.
본 실시예에서 상기 콤마 부재(250)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)과 수직한 제2 중심축(C2)을 따라 미리 정한 길이(L)만큼 연장되어 있다.
상기 콤마 부재(250)의 하면에는, 도 2에 도시된 바와 같이 미리 정한 형상의 성형 홈(251)이 형성되어 있다.
상기 성형 홈(251)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제2 중심축(C2)을 따라 미리 정한 길이(L)만큼 연장되어 있으며, 상기 제1 중심축(C1)의 방향으로 미리 정한 폭(W)을 가진다.
상기 성형 홈(251)은 양단부가 도 2에 도시된 바와 같이 개구되어 있는 터널형 홈부이다.
본 실시예에서 상기 성형 홈(251)은, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 연장되어 있는 단위 홈부(251a)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 복수 개 나열됨으로써 형성된다.
상기 단위 홈부(251a)의 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등 다양한 형상을 가질 수 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 반원형으로 마련되어 있다.
상기 단위 홈부(251a)의 폭은, 다양한 값을 가질 수 있으나 1 내지 10mm인 것이 바람직하다.
상기 성형 홈(251)은, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 10 내지 50cm의 폭(W)을 가지며, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 2 내지 20cm의 길이를 가지는 것이 바람직하다.
상기 이송 장치(260)는, 상기 콤마 부재(250)의 하면과 상기 필름 부재(220)의 상면 사이의 간격을 조절하기 위한 장치로서, 상기 승강 부재(240)를 상하 이동시키기 위한 장치이다.
본 실시예에서 상기 이송 장치(260)는, 모터(261)와 수부재(262)와 암부재(263)를 포함한다.
상기 모터(261)은 전기에 의해서 회전하는 모터로서 상기 수부재(262)를 양방향으로 회전시킬 수 있다.
상기 수부재(262)는, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 연장된 수나사 부재로서, 상기 모터(261)에 의하여 회전 가능하다.
상기 암부재(263)는, 상기 수부재(262)에 나사결합되어 있는 암나사 부재로서, 상기 수부재(262)가 회전하면 상기 제2 중심축(C2)을 따라 좌우로 위치이동 가능하다.
상기 암부재(263)의 상단부는 상기 승강 부재(240)의 경사면(241)에 미끄럼운동 가능하게 접촉되어 있다.
따라서 상기 암부재(263)가 상기 제2 중심축(C2)을 따라 좌우로 위치이동하면, 상기 승강 부재(240)가 상하로 위치이동하게 된다.
상기 이송 장치(260)의 작동 원리는, 당업자에게 널리 알려져 있는 볼 스크류(Ball Screw)의 작동 원리와 실질적으로 유사하다.
상기 열전도성 조성물(M)은, 도 10에 도시된 바와 같이 폴리머(3), 이방성 열전도성 필러(1), 충전제(2)를 함유한다.
상기 폴리머(3)는, 특별히 제한은 없고, 열전도성 시트(100)에 요구되는 성능에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어 열가소성 폴리머 또는 열경화성 폴리머를 들 수 있다.
상기 열가소성 폴리머로는, 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 또는 이들 폴리머 알로이 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 ; 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아세트산비닐, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리아세탈, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴 로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS) 수지, 폴리페닐렌에테르, 변성 폴리페닐렌에테르, 지방족 폴리아미드류, 방향족 폴리아미드류, 폴리아미드이미드, 폴리메타크릴산 또는 그 에스테르, 폴리아크릴산 또는 그 에스테르, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌술파이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르니트릴, 폴리에테르케톤, 폴리케톤, 액정 폴리머, 실리콘 수지, 아이오노머 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 열가소성 엘라스토머로는, 예를 들어 스티렌-부타디엔 공중합체 또는 그 수첨 폴리머, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 또는 그 수첨 폴리머 등의 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 염화비닐계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 열경화성 폴리머로는, 예를 들어 가교 고무, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 벤조시 클로부텐 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르, 디알릴프탈레이트 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄, 폴리이미드실리콘, 열경화형 폴리페닐렌에테르, 열경화형 변성 폴리페닐렌에테르 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 가교 고무로는, 예를 들어 천연 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 수첨 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 염소화폴리에틸렌, 클로로술폰화폴리에틸렌, 부틸 고무, 할로겐화부틸 고무, 불소 고무, 우레탄 고무, 아크릴 고무, 폴리이소부틸렌 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
이들 중에서도, 성형 가공성, 내후성이 우수함과 함께, 전자 부품에 대한 밀착성 및 추종성 면에서, 실리콘 수지가 특히 바람직하다.
상기 실리콘 수지로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 부가 반응형 액상 실리콘 고무, 과산화물을 가황으로 사용하는 열 가황형 미러블 타입의 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 전자 기기의 방열 부재로는, 전자 부품의 발열면과 히트 싱크면의 밀착성이 요구되기 때문에, 부가 반응형 액상 실리콘 고무가 특히 바람직하다.
상기 이방성 열전도성 필러(1)는, 그 형상에 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 인편상, 판상, 원주상, 각주상, 타원상, 편평형상 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 이방성 열전도성 면에서 편평형상이 특히 바람직하다.
상기 이방성을 갖는 필러로는, 예를 들어 질화붕소 (BN) 분말, 흑연(Graphite), 탄소 섬유, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 이방성 열전도성 면에서 탄소 섬유가 특히 바람직하다.
상기 탄소 섬유로는, 예를 들어 피치계, PAN 계, 아크 방전법, 레이저 증발법, CVD 법 (화학 기상 성장법), CCVD 법 (촉매 화학 기상 성장법) 등에 의해 합성된 것을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 열전도성 면에서 피치계 탄소 섬유가 특히 바람직하다.
상기 탄소 섬유는, 필요에 따라, 그 일부 또는 전부를 표면 처리하여 사용할 수 있다. 상기 표면 처리로는, 예를 들어, 산화 처리, 질화 처리, 니트로화, 술폰화, 혹은 이들의 처리에 의해 표면에 도입된 관능기 혹은 탄소 섬유의 표면에, 금속, 금속 화합물, 유기 화합물 등을 부착 혹은 결합시키는 처리 등을 들 수 있다. 상기 관능기로는, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 카르보닐기, 니트로기, 아미노기 등을 들 수 있다.
상기 탄소 섬유의 평균 장축 길이 (평균 섬유 길이) 는 100 ㎛ 이상이 바람직하고, 120 ㎛ ∼ 6 ㎜ 가 보다 바람직하다. 상기 평균 장축 길이가 100 ㎛ 미만이면, 이방성 열전도성이 충분히 얻어지지 않는 경우가 있고, 열저항이 높아지는 경우가 있다. 상기 탄소 섬유의 평균 단축 길이는 6 ㎛ ∼ 15 ㎛ 가 바람직하고, 8 ㎛ ∼ 13 ㎛ 가 보다 바람직하다.
상기 탄소 섬유는, 애스팩트비 (평균 장축 길이/평균 단축 길이) 가 8 이상이 바람직하고, 12 ∼ 30 이 보다 바람직하다. 상기 애스팩트비가, 8 미만이면, 탄소 섬유의 섬유 길이 (장축 길이) 가 짧기 때문에, 열전도율이 저하되는 경우가 있다.
상기 이방성 열전도성 필러는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 50 체적%인 것이 바람직하다. 여기서 상기 함유량이 20 체적% 미만이면, 성형체에 충분한 열전도성을 부여할 수 없는 경우가 있고, 50 체적%를 초과하면, 성형성 및 배향성에 영향을 미치는 경우가 있다.
상기 충전제(2)는, 그 형상, 재질, 평균 입경 등에 대해서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 상기 형상으로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 구상, 타원 구상, 괴상, 입상, 편평상, 침 형상 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 구상, 타원 형상이 충전성 면에서 바람직하고, 구상이 특히 바람직하다.
상기 충전제(2)의 재질로는, 예를 들어 질화알루미늄, 실리카, 알루미나, 질화붕소, 티타니아, 유리, 산화아연, 탄화규소, 실리콘 가루, 산화규소, 산화알루미늄, 금속 가루 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용 해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화아연, 실리카가 바람직하고, 열전도율 면에서 알루미나, 질화알루미늄이 특히 바람직하다.
또한, 상기 충전제(2)는, 표면 처리를 실시해도 된다. 상기 표면 처리로서 커플링제로 처리하면 분산성이 향상되고, 열전도성 시트(100)의 유연성이 향상된다. 또한, 절단에 의해 얻어진 표면 조도를 보다 작게 할 수 있다.
본 실시예에서 상기 충전제(2)는, 평균 입자경이 0.1μm ~ 45μm 인 구형상의 산화알루미늄 입자를 포함하고 있다. 상기 평균 입자경이, 0.1 ㎛ 미만이면, 경화 불량의 원인이 되는 경우가 있고, 45 ㎛를 초과하면, 탄소 섬유의 배향을 저해하여 경화 성형물(10c)의 열전도율이 낮아지는 경우가 있다.
본 실시예에서 상기 충전제(2)는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 40 체적%이다.
상기 열전도성 조성물에는, 추가로 필요에 따라, 예를 들어 용제, 칙소성 부여제, 분산제, 경화제, 경화 촉진제, 지연제, 미점착 부여제, 가소제, 난연제, 산화 방지제, 안정제, 착색제 등의 그 밖의 성분을 배합할 수 있다.
여기서, 칙소성(Thixotropic)은, 유동시 액체성 가까운 졸(SOL) 상태가 되고, 안정된 상태에서는 점도가 올라가는 겔(GEL) 상태를 유지하는 성질로서, 도포 작업시에는 묽게 잘 나오고 도포가 매끄럽게 되며, 피착재에 도포된 상태에서는 흘러내리지 않는 성질로서, 일종의 시간 의존성 점도를 부여할 수 있는 성질이다.
상기 열전도성 조성물은, 상기 폴리머(3), 상기 이방성 열전도성 필러(1), 및 상기 충전제(2), 또한 필요에 따라 상기 그 밖의 성분을, 믹서 등을 사용하여 혼합함으로써 조제할 수 있다.
이하에서는, 상기 열전도성 시트의 제조 방법에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.
상기 콤마 성형 공정(S10)은, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 열전도성 조성물(M)을 상기 콤마 코팅기(200)에 투입하여 미리 정한 두께(H)를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물(10a)을 획득하는 단계이다.
즉, 미리 정한 점도를 가지는 상기 열전도성 조성물(M)을 상기 댐 부재(230)에 투입한 후, 상기 콤마 코팅기(200)를 작동시킴으로써, 상기 필름 부재(220)의 상면에 상기 1차 예비 성형물(10a)을 획득하는 공정이다.
이때, 상기 1차 예비 성형물(10a)의 내부에서는, 무질서하게 배향되어 있던 상기 이방성 열전도성 필러(1)가, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 1차 예비 성형물(10a)의 상기 제1 중심축(C1)과 실질적으로 수직한 길이 방향(C2)과 미리 정한 각도 이내의 각도를 가지도록 어느 정도 나란하게 배향된다. (콤마 성형 공정: S10)
이어서 상기 콤마 성형 공정(S10)에서 제조된 상기 1차 예비 성형물(10a)을 미리 정한 길이로 절단한 후, 도 4에 도시된 바와 같이 두께(H) 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물(S)을 획득하게 된다.
본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이 미리 정한 길이로 절단된 복수 개이 1차 예비 성형물(10a)을 후술할 프레스 성형기(300)의 금형 부재(320)의 내부에 차곡 차곡 적층한다. (적층 공정: S20)
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 상기 프레스 성형기(300)의 가압 부재(310)를 가압 방향(P)을 따라 하강시킴으로써, 상기 적층 성형물(S)의 두께(H) 방향을 따라 상기 적층 성형물(S)을 가압하게 되면, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 적층 성형물(S)의 이방성 열전도성 필러(1)를 상기 두께(H) 방향과 수직한 방향(C2)과 미리 정한 각도 이내로 더욱 더 나란하게 배향시킨 2차 예비 성형물(10b)을 획득하게 된다.
여기서 상기 2차 예비 성형물(10b)의 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)가 상기 1차 예비 성형물(10a)의 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)보다 그 배향성이 더욱 향상된 상태를 가지게 된다. 즉 도 10에 도시된 바와 같이 상기 2차 예비 성형물(10b)의 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)가 상기 2차 예비 성형물(10b)의 길이 방향(C2)과 더욱 더 나란하게 배열된다.
본 실시예에서 상기 프레스 성형기(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 가압 방향(P)을 따라 하강하거나 그 반대 방향으로 상승할 수 있는 직사각형 가압 부재(310)와, 상기 가압 부재(310)와 대응되도록 미리 정한 형상의 직육면체형 내부 공간을 가진 금형 부재(320)를 포함한다. (프레스 성형 공정: S30)
이렇게 상기 프레스 성형기(300)를 이용하여 상기 2차 예비 성형물(10b)을 성형한 후, 상기 2차 예비 성형물(10b)을 경화시켜, 도 5에 도시된 바와 같은 직육면체형 경화 성형물(10c)을 획득하게 된다. 이때, 사용하는 폴리머(3)에 따라 적절한 경화 반응에 의해 완성된 경화 성형물(10c)을 얻을 수 있다.
상기 2차 예비 성형물(10b)의 경화 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 폴리머로서 실리콘 수지 등의 열경화성 수지를 사용한 경우에는, 가열에 의해 경화시키는 것이 바람직하다.
상기 가열에 사용하는 장치로는, 예를 들어 원적외로, 열풍로 등을 들 수 있다. 상기 가열 온도로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 예를 들어 40 ℃ ∼ 150 ℃에서 실시하는 것이 바람직하다.
상기 실리콘 수지가 경화된 실리콘 경화 성형물(10c)의 유연성은, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 실리콘의 가교 밀도, 열전도성 필러의 충전량 등에 의해 조정할 수 있다. (경화 공정; S40)
이어서, 상기 경화 공정(S40)을 통하여 경화된 경화 성형물(10c)은, 도 6에 도시된 바와 같이 초음파 커터(400)를 사용하여 절단됨으로써, 도 7에 도시된 바와 같이 미리 정한 두께(t)를 가지는 열전도성 시트(100)가 완성된다.
이때, 상기 초음파 커터(400)의 칼날은, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 경화 성형물(10c)의 길이 방향(C2)과 실질적으로 수직한 진동 방향(V)을 따라 진동하면서 서서히 하강함으로써, 상기 경화 성형물(10c)이 절단된다. (절단 공정; S50)
한편, 도 8에는 상기 적층 공정(S20)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 즉 이 실시예에서는, 상기 콤마 코팅기(200)에 의하여 제조된 1차 예비 성형물(10a)을 짧은 길이로 절단하지 않고 롤(roll) 형태로 복수 회 말아서 적층함으로써, 롤(roll) 형태의 적층 성형물(S)을 획득하는 점에서, 상기 1차 예비 성형물(10a)을 미리 정한 길이로 비교적 짧게 절단한 후, 도 4에 도시된 바와 같이 두께(H) 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물(S)을 획득하는 상기 적층 공정(S20)과는 차이점이 있다.
이렇게 상기 롤(roll) 형태의 적층 성형물(S)을, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 프레스 성형기(300)의 금형 부재(320)의 내부에 차곡 차곡 적층한 후, 상기 프레스 성형기(300)의 가압 부재(310)를 가압 방향(P)을 따라 하강시킴으로써, 상기 적층 성형물(S)의 두께(H) 방향을 따라 상기 적층 성형물(S)을 가압하여 상기 2차 예비 성형물(10b)을 획득하는 점은, 상술한 프레스 성형 공정(S30)과 동일하다.
본 실시예에서와 같이, 롤(roll) 형태의 적층 성형물(S)을 사용하게 되면, 콤마 코팅기(200)에 의하여 제조된 1차 예비 성형물(10a)을 짧은 길이로 절단한 후 하나 하나 적층하는 공정을 생략할 수 있어, 덩어리 형태이 적층 성형물(S)을 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.
물론 상기 롤(roll) 형태의 적층 성형물(S)을 상기 프레스 성형기(300)에 의하여 가압한 후 얻은 2차 예비 성형물(10b)의 양측단부는, 도 9에 도시된 바와 같이 이방성 열전도성 필러(1)의 배향성이 불량할 수 있으므로 상기 절단 공정(S50)에 앞서서 제거되는 것이 바람직하다.
상술한 구성의 열전도성 시트의 제조 방법은, 폴리머(3), 이방성 열전도성 필러(1), 충전제(2)를 함유하는 열전도성 조성물(M)을, 제1 중심축(C1)을 따라 회전하는 코팅 롤러(210)와 콤마 부재(250)를 포함하는 콤마 코팅기(200)에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러(1)를 상기 제1 중심축(C1)과 실질적으로 수직한 제2 중심축(C2)을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께(H)를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물(10a)을 획득하는 콤마 성형 공정(S10); 상기 1차 예비 성형물(10a)을 두께(H) 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물(S)을 획득하는 적층 공정(S20); 프레스 성형기(300)를 사용하여 상기 적층 성형물(S)의 두께(H) 방향을 따라 상기 적층 성형물(S)을 가압함으로써, 상기 적층 성형물(S)의 이방성 열전도성 필러(1)를 상기 두께(H) 방향과 실질적으로 수직하게 배향시킨 2차 예비 성형물(10b)을 획득하는 프레스 성형 공정(S30); 상기 2차 예비 성형물(10b)을 경화시킴으로써 경화 성형물(10c)을 획득하는 경화 공정(S40); 상기 경화 성형물(10c)을, 상기 제2 중심축(C2)과 실질적으로 수직한 절단 방향(V)으로 절단하여 미리 정한 두께(t)를 가지도록 하는 절단 공정(S50);을 포함하므로, 압출성형 자체의 한계로 인하여 시트모재의 직경이 제한되는 종래의 제조 방법과 달리, 대형 사이즈의 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있으며, 대량생산 또한 이루어지기 용이하다는 장점이 있다.
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 적층 공정(S20)에서, 상기 콤마 성형 공정(S10)에서 획득된 상기 1차 예비 성형물(10a)을 미리 정한 길이로 절단한 후 두께 방향으로 복수 개 적층함으로써, 상기 적층 성형물(S)을 획득하므로, 대형 사이즈의 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있도록 비교적 부피가 큰 적층 성형물(S)을 획득하기 용이하다는 장점이 있다.
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 프레스 성형 공정(S30)에서, 상기 적층 성형물(S)을 미리 정한 형상의 금형 부재(320)에 삽입한 상태로, 상기 적층 성형물(S)의 두께(H) 방향을 따라 상기 적층 성형물(S)을 가압하므로, 상기 적층 성형물(S)을 미리 정한 형상의 2차 예비 성형물(10b)로 변환시킬 수 있으며, 상기 프레스 성형 공정(S30)의 효율도 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 콤마 부재(250)가 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제2 중심축(C2)을 따라 연장되어 있는 단위 홈부(251a)가 상기 제1 중심축(C1)을 따라 복수 개 나열됨으로써 형성되는 성형 홈(251)을 구비하므로, 상기 1차 예비 성형물(10a) 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)의 배향성을 향상시키는 동시에 비교적 폭(W)이 넓은 1차 예비 성형물(10a)을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 단위 홈부(251a)의 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이므로, 상기 성형 홈(251)이 단순한 사각형 판상의 단일 홈인 경우에 비하여 상기 1차 예비 성형물(10a) 내부에 존재하는 이방성 열전도성 필러(1)의 배향성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 단위 홈부(251a)의 폭은, 1 내지 10mm이므로, 상기 이방성 열전도성 필러(1)인 탄소 섬유의 평균 장축 길이 (평균 섬유 길이)가 120 ㎛ ∼ 6 ㎜ 인 점을 고려할 때, 상기 이방성 열전도성 필러(1)의 배향성을 향상시키기에 적합하다는 장점이 있다.
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 성형 홈(251)이, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 10 내지 50cm의 폭(W)을 가지며, 상기 제2 중심축(C2)을 따라 2 내지 20cm의 길이(L)를 가지므로, 비교적 폭(W)이 넓은 1차 예비 성형물(10a)을 신속하게 대량으로 확보할 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 폴리머(3)가, 실리콘 수지를 포함하므로, 상기 열전도성 시트(100)의 성형 가공성, 내후성이 우수하고, 전자 부품에 대한 밀착성 및 추종성이 우수하다는 장점이 있다.
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 충전제(2)가, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화아연, 실리콘 가루, 금속 가루 중 적어도 하나를 포함하므로, 열전도성이 우수한 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 충전제(2)가, 평균 입자경이 0.1μm ~ 45μm 인 구형상의 산화알루미늄 입자를 포함하므로, 열전도성 및 충전성이 우수한 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 충전제(2)가, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 40 체적%이므로, 적정한 유연성과 열전도율을 가진 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 이방성 열전도성 필러(1)가, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 50 체적%이므로, 성형체에 충분한 열전도성을 부여하면서도, 동시에 성형성 및 배향성이 우수한 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 열전도성 시트의 제조 방법은, 상기 이방성 열전도성 필러(1)가, 질화붕소 (BN) 분말, 흑연(Graphite), 탄소 섬유, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하므로, 열전도성 및 내구성이 우수한 열전도성 시트(100)를 제조할 수 있는 장점이 있다.
이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.
* 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 *
1: 이방성 열전도성 필러
2: 충전제
3: 폴리머
10c: 경화 성형물
10a: 1차 예비 성형물
10b: 2차 예비 성형물
100: 열전도성 시트
200: 콤마 코팅기
210: 코팅 롤러
220: 필름 부재
230: 댐 부재
240: 승강 부재
241: 경사면
250: 콤마 부재
251a: 단위 홈부
251: 성형 홈
260: 이송 장치
261: 모터
262: 수부재
263: 암부재
300: 프레스 성형기
310: 가압 부재
320: 금형 부재
400: 초음파 커터
P: 가압 방향
S: 적층 성형물
V: 진동 방향

Claims (14)

  1. 폴리머, 이방성 열전도성 필러, 충전제를 함유하는 열전도성 조성물을, 제1 중심축을 따라 회전하는 코팅 롤러와 콤마 부재를 포함하는 콤마 코팅기에 투입시킴으로써, 상기 이방성 열전도성 필러를 상기 제1 중심축과 교차하는 제2 중심축을 따라 배향시키고, 상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있으며 미리 정한 두께를 가지는 시트 형상의 1차 예비 성형물을 획득하는 콤마 성형 공정;
    상기 1차 예비 성형물을 두께 방향으로 복수 개 적층하여 적층 성형물을 획득하는 적층 공정;
    프레스 성형기를 사용하여 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압함으로써, 상기 적층 성형물의 이방성 열전도성 필러를 상기 두께 방향과 교차하는 방향으로 배향시킨 2차 예비 성형물을 획득하는 프레스 성형 공정;
    상기 2차 예비 성형물을 경화시킴으로써 경화 성형물을 획득하는 경화 공정;
    상기 경화 성형물을, 상기 제2 중심축과 교차하는 절단 방향으로 절단하여 미리 정한 두께를 가지도록 하는 절단 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적층 공정에서는,
    상기 콤마 성형 공정에서 획득된 상기 1차 예비 성형물을 미리 정한 길이로 절단한 후 두께 방향으로 복수 개 적층함으로써, 상기 적층 성형물을 획득하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적층 공정에서는,
    상기 콤마 성형 공정에서 획득된 상기 1차 예비 성형물을 상기 제1 중심축을 회전 중심으로하는 롤 형태로 복수 회 말아서 적층함으로써, 상기 적층 성형물을 획득하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프레스 성형 공정에서는,
    상기 적층 성형물을 미리 정한 형상의 금형 부재에 삽입한 상태로, 상기 적층 성형물의 두께 방향을 따라 상기 적층 성형물을 가압하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 콤마 부재는,
    상기 제2 중심축을 따라 연장되어 있는 단위 홈부가 상기 제1 중심축을 따라 복수 개 나열됨으로써 형성되는 성형 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 단위 홈부의 단면 형상은, 원형, 반원형, 타원형, 반타원형, 정사각형, 직사각형, 삼각형을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 단위 홈부의 폭은, 1 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 성형 홈은,
    상기 제1 중심축을 따라 10 내지 50cm의 폭을 가지며, 상기 제2 중심축을 따라 2 내지 20cm의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리머는, 실리콘 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 충전제는, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화아연, 실리콘 가루, 금속 가루 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 충전제는, 평균 입자경이 0.1μm ~ 45μm 인 구형상의 산화알루미늄 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 충전제는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 40 체적%인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 이방성 열전도성 필러는, 상기 열전도성 조성물 중의 함유량이 20 체적% ~ 50 체적%인 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 이방성 열전도성 필러는, 질화붕소 (BN) 분말, 흑연(Graphite), 탄소 섬유, 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 시트의 제조 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101715988B1 (ko) * 2010-06-17 2017-03-13 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 열전도성 시트 및 그 제조 방법
KR20180116259A (ko) * 2016-02-25 2018-10-24 니폰 제온 가부시키가이샤 적층체 및 그 제조 방법, 그리고 2차 시트 및 2차 시트의 제조 방법
JP2018165035A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 日本ゼオン株式会社 熱伝導シートの製造方法
KR102039136B1 (ko) * 2019-07-22 2019-10-31 태양쓰리시 주식회사 플렉서블 특성이 우수한 고열전도성 방열 시트 및 그 제조 방법
KR20210105952A (ko) * 2019-01-25 2021-08-27 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 열전도성 시트의 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101715988B1 (ko) * 2010-06-17 2017-03-13 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 열전도성 시트 및 그 제조 방법
KR20180116259A (ko) * 2016-02-25 2018-10-24 니폰 제온 가부시키가이샤 적층체 및 그 제조 방법, 그리고 2차 시트 및 2차 시트의 제조 방법
JP2018165035A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 日本ゼオン株式会社 熱伝導シートの製造方法
KR20210105952A (ko) * 2019-01-25 2021-08-27 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 열전도성 시트의 제조 방법
KR102039136B1 (ko) * 2019-07-22 2019-10-31 태양쓰리시 주식회사 플렉서블 특성이 우수한 고열전도성 방열 시트 및 그 제조 방법

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