KR20230140132A - 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 무기 입자의 크기 및 함량을 특정 범위로 조절하여 방열시트의 열도도가 높고 인장강도가 우수한 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법{HIGH THERMAL CONDUCTIVE HEAT RADIATION SHEET HAVING HIGH TENSILE STRENGTH AND MAKING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 무기 입자의 크기 및 함량을 특정 범위로 조절하여 방열시트의 열도도가 높고 인장강도가 우수한 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼에 플라스마 처리를 실시하기 위해서, 진공 챔버의 내부에 웨이퍼를 설치하는 적재대를 갖는 플라스마 처리 장치가 사용되고 있다. 최근, 반도체 웨이퍼의 대직경화와 가공 정밀도의 미세화가 진행되고 있으며, 웨이퍼에 대하여 균일하게 플라스마 처리를 행하기 위해서, 온도 분포를 균일하게 적용할 필요가 있다. 그래서, 적재대의 외주부에 히터를 설치하고, 그 위에 열전도성 시트를 통해 포커스 링을 설치하여 가열하여 사용되고 있다.
최근 파워 반도체 등의 반도체 모듈로부터 발생한 열을 히트 싱크에 전열하여 효율적으로 방열하기 위해서, 반도체 모듈과 히트 싱크 사이에 접촉 열저항을 저감시키는 열전도성 시트를 설치하는 기술이 개발되고 있다.
한편, 전기 전자 제품의 소형화 및 고전력화로 인해 소비전력이 크게 증가하였으며 이에 수반된 부품들의 방열 문제가 이슈화 되고 있다.
이러한 방열 문제를 개선하기 위하여 방열성이 우수한 열전도성 시트로서, 폴리오르가노실록산, 무기 충전재를 함유하는 수지 조성물을 부재 상에서 경화시킨 방열 시트가 개발되고 있으나, 방열 시트의 열전도도를 높이기 위해 무기 필러 충전량을 80 vol% 이상으로 증가시킴에 따라 방열시트의 인장강도가 낮아지고 이로 인한 방열시트 사용 시 작업성에 문제가 발생하고 있다. 따라서, 고열전도 특성을 갖고 있으면서 고인장특성을 갖는 방열 시트에 관한 연구개발이 필요한 실정이다.
참고문헌 1: 한국특허공개번호 제10-2021-0114507호 참고문헌 2: 한국특허번호 제10-2176129호 참고문헌 3: 한국특허공개번호 제10-2006-0080690호 참고문헌 4: 한국특허공개번호 제10-2016-0096539호 참고문헌 5: 한국특허번호 제10-1555396호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 열전도도를 10 W/mK 이상을 구현하고, 방열시트를 부품 및 모듈에 적용하기 위한 타발, 트리밍, 라우팅 작업 등과 같은 기계적 가공을 위한 작업성과 피착제로의 부착/탈착 작업용이성, 사용 후 재작업성이 가능하며, 방열 시트의 인장강도를 0.2 MPa~1.0 MPa 개선한 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태인 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트는 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자를 함유한다.
상기 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자 800 중량부 내지 1100중량부, 상기 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자 450 중량부 내지 550 중량부, 상기 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자 200 중량부 내지 350 중량부를 함유한다.
또한, 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자의 성분량을 X 중량부, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 성분량을 Y 중량부, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 성분량을 Z 중량부라고 정의하면, 하기 관계식 (1)을 만족한다.
0.4 ≤ Y/X ≤ 0.7 (관계식 1)
또한, 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자의 성분량을 X 중량부, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 성분량을 Y 중량부, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 성분량을 Z 중량부라고 정의하면, 하기 관계식 (2)을 만족한다.
0.2 ≤ Z/X ≤ 0.4 (관계식 2)
상기 방열시트의 열전도도가 10 W/mK 이상인 것을 특징으로 하는 고인장강도를 갖는다.
상기 방열시트의 인장강도가 0.2 MPa 이상인 것을 사용한다.
상기 방열시트의 인열강도가 0.03 kgf/cm 이상인 것을 사용한다.
상기 방열시트는 프레스 가공시 찢김성을 갖지 않는 것을 사용한다.
본 발명의 일 실시형태인 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트의 제조방법은 AlN 입자, Al2O3 입자를 함유하는 무기입자, 고분자 바인더, 표면처리제, 촉매를 프리믹스하는 제1 단계; 고분자 매트릭스와 혼합하는 제2 단계; 열정도성 시트를 제조하는 제3 단계;를 포함한다.
상기 무기 입자는 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자를 함유한다.
상기 무기입자는 1500 내지 1800 중량부, 고분자 바인더는 50 내지 100 중량부, 촉매는 0.1 내지 3중량부, 표면 처리제는 1 내지 10 중량부를 사용한다.
본 발명의 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트 및 이의 제조방법에 의하면, 무기 필럼의 특정 성분으로 질화알루미늄 화합물과 산화알루미늄을 사용하여 고열전도도와 고인장강도 및 고인열강도를 갖는 효과가 있다. 나아가, 기계적 가공을 위한 작업성과 피착제로의 부착과 탈착을 진행할 때 작업의 용이성을 갖고, 열전도성 시트의 사용 후에 재작업성이 가능한 효과가 있다.
이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트의 제조방법은 무기 필러, 고분자 바인더, 표면처리제, 촉매를를 함유하는 혼합물을 프리 믹스하고, 프리 믹스된 혼합물을 고분자 매트릭스에 혼합하고, 그 후 열정도성 시트를 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 고열전도성 방열시트에 사용되는 무기 필러는 AlN 입자 및 Al2O3 입자를 바람직하게 함유하여 고열전도도를 유지하면서 고인장강도 및 고인열강도를 갖는다.
인장강도(tensile strength)는 고열전도성 방열시트를 양측에서 잡아당겼을때 끊어지지 않고 견디는 정도를 나타내는 파라미터이며, 인열강도(tear strength)는 고열전도성 방열시트를 찢는데 필요한 힘이며, 고열전도성 방열시트의 성능병화를 측정하는데 사용될 수 있다.
고열전도성 방열시트의 인장강도와 인열강도와 같은 기계적 특성을 결정하는 중요한 요소로서 방열시트를 구성하고 있는 고분자 매트릭스의 종류 및 함량, 무기 필러의 종류 및 함량, 무기 필러의 표면처리제 등에 영향을 받는다. 또한, 고열전도성 방열시트의 기계적 특성을 결정하는 다른 중요한 요소로서 방열시트를 가공 방법에 의하여도 의존할 수 있다. 예를 들어 습식법, 건식법, 인테그럴 블렌드법과 같은 무기 필러에 표면처리제를 코팅하는 방법, 연속식 중합 공정, 회분식 중합 공정과 같은 표면처리된 무기 필러를 고분자 매트릭스에 혼합하는 방법, 열전도성 시트 조성물을 기재에 코팅하고 경화시키는 방법 등 다양한 공정 조건에 의하여 고열전도성 방열시트의 기계적 특성은 달라질 수 있다.
본 발명에서는 고열전도성 방열시트에서 인장강도와 인열강도를 만족할 수 있는 하기 i) 내지 iii)의 AlN 입자, Al2O3 입자의 특정 파라미터를 정의한다.
i) AlN 입자의 크기 40㎛ 내지 100㎛
ii) Al2O3 입자의 크기 2㎛ 내지 10㎛
iii) Al2O3 입자의 크기 0.1㎛ 내지 1㎛
여기서, i) 조건인 AlN 입자는 크기 40㎛ 내지 100㎛ 의 함량은 800 중량부 내지 1100중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, AlN 입자는 크기 40㎛ 내지 100㎛ 의 함량은 900 중량부 내지 1100중량부를 함유하는 것이 열전도도와 인장강도의 측면에서 더욱 바람직하다.
또한, ii) 조건인 Al2O3 입자의 크기 2㎛ 내지 10㎛ 의 함량은 450 중량부 내지 550 중량부를 함유하는 것이 바람직하고, Al2O3 입자는 크기 2㎛ 내지 10㎛ 의 함량은 450 중량부 내지 500 중량부를 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, iii) 조건인 Al2O3 입자의 크기 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 함량은 200 중량부 내지 350 중량부를 함유하는 것이 바람직하고, Al2O3 입자는 크기 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 함량은 200 중량부 내지 300 중량부를 함유하는 것이 열전도도와 인장강도의 측면에서 좋다.
한편, 본 발명의 열전도성 시트는, 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자 X 중량부, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 Y 중량부, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 Z 중량부라고 정의하면, 하기 관계식 (1)을 만족하는 것이 바람직하다.
0.4 ≤ Y/X ≤ 0.7 (관계식 1)
또한, 본 발명의 열전도성 시트는, 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자 X 중량부, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 Y 중량부, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자 Z 중량부라고 정의하면, 하기 관계식 (2)을 만족하는 것이 바람직하다.
0.2 ≤ Z/X ≤ 0.4 (관계식 2)
상기 관계식 1 및 2를 만족하게 되면 방열시트의 프레스 가공시 찢김성을 방지할 수 있다.
본 발명의 무기 필러를 사용함으로서 상기 방열시트의 열전도도가 10 W/mK 이상을 얻을 수 있고, 더욱 바람직하게는 14 W/mK 이상을 얻을 수 있고, 가장 바람직하게는 20 W/mK 이상을 얻을 수 있다.
또한, 이러한 무기 필러를 사용함으로서 상기 방열시트의 인장강도가 0.2 MPa 이상 1.0 MPa 이하를 얻을 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.3 MPa 이상을 얻을 수 있고, 가장 바람직하게는 0.5 MPa 이상을 얻을 수 있다. 인장강도가 상기 범위보다 작은 경우 작업성에 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 방열 시트의 경도나 열저항은 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 무기 필러의 직경이 큰 입자 사이에 무기 필러의 직경이 작은 입자가 채워지고, 최밀 충전에 가까운 상태로 충전할 수 있어, 고열전도성을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 무기 필러를 사용하게 되면, 혼합물 열전도성이 높고, 전기 절연성이 우수하고, 열전도성 조성물 시트의 원료로서 사용하기에 적합하다.무기 필러의 형상은 구형, 편형, 다면체형 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 무기 필러는 열전도성 조성물 시트에 대하여, 80vol% 이상, 더욱 바람직하게는 85vol% 이상, 가장 바람직하게는 90vol% 이상을 사용하여 고충전된 고열전도 시트를 얻을 수 있다.
본 발명의 고열전도성 방열시트의 제조 방법은, AlN 입자, Al2O3 입자를 함유하는 무기입자, 고분자 바인더, 표면처리제, 촉매를 프리믹스하는 제1 단계; 고분자 매트릭스와 혼합하는 제2 단계; 열정도성 시트를 제조하는 제3 단계;를 포함할 수 있다.
상기 표면처리제는 실란 화합물, 혹은 그 부분 가수분해물을 사용하는 것이 바람직하다. 실란 화합물의 예로서, 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 펜틸트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 데실트리에톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 도데실트리에톡시실란, 헥사데실트리메톡시실란, 헥사데실트리에톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 옥타데실트리에톡시실란에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 표면처리에 의하여 무기 필러의 표면을 처리하는 것은 공유결합 등과 같은 화학적 결합외에 물리적 흡착도 포함한다.
상기 제1 단계에서 추가로 용매를 더욱 포함하여 프리믹스할 수 있다. 여기서, 상기 용매는 물, N－메틸－2－피롤리돈, N, N－디메틸폼아미드, N, N－디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, 헥사메틸렌포스포늄트리아미드, 아세토니트릴, 벤조니트릴 등으로 대표되는 극성 용매； 크레졸, 페놀, 자일레놀 등으로 대표되는 페놀류； 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등으로 대표되는 알코올류； 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등으로 대표되는 케톤류； 초산에틸, 초산프로필, 초산부틸 등으로 대표되는 에스터류； 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등으로 대표되는 탄화수소류； 폼산, 초산 등으로 대표되는 카복실산； 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 등으로 대표되는 카보네이트 화합물； 디옥산, 디에틸에테르 등으로 대표되는 에테르 화합물； 에틸렌글리콜디알킬에테르, 프로필렌글리콜디알킬에테르, 폴리에틸렌글리콜디알킬에테르, 폴리프로필렌글리콜디알킬에테르 등으로 대표되는 쇄상 에테르류； 3－메틸－2－옥사졸리디논 등으로 대표되는 복소환 화합물； 아세토니트릴, 글루타로디니트릴, 메톡시아세토니트릴, 프로피오니트릴, 벤조니트릴 등으로 대표되는 니트릴 화합물 등을 적합하게 예시할 수 있다. 무기 필러의 표면에 표면처리제가 코팅되기 쉬운 관점에서 용매의 종류를 적절하게 혼합하여 사용할 수 있고, 비점이 낮은 용매를 사용하게 되면 후공정의 컴파운딩 시에 공정 온도를 낮게 할 수 있고, 공정 시간을 단축할 수 있어 생산성을 높일 수 있다.
상기 촉매는 고온 및 진공 컴파운딩할 때 경화를 촉진하기 위한 것이며, 촉매의 예로서, 백금흑, 염화 제2 백금산, 염화 백금산, 염화 백금산과 1가 알코올의 반응물, 염화 백금산과 올레핀류나 비닐실록산의 착체, 백금 비스아세토아세테이트 등의 백금계 촉매, 팔라듐계 촉매, 로듐계 촉매 등의 백금족계 금속촉매를 사용할 수 있다. 촉매의 함량은 경화에 필요한 양이면 되고, 원하는 경화 속도 등에 따라 적절하게 조정할 수 있다.
프리 믹스된 혼합물에서 상기 무기 필러의 표면을 처리는 건식법, 인테그럴 블렌드법, 반습식법 등을 사용할 수 있고, 무기 필러의 표면 처리 후 고분자 매트릭스와 혼합은 연속식 컴파운딩인 연속식 중합 공정(continuous polymerization process) 에 의하여 진행될 수 있고, 회분식 컴파운딩인 회분식 중합 공정(batch polymerization process)에 의하여 진행될 수 있다.
상기 고분자 매트릭스는 실리콘 폴리머를 함유할 수 있다. 실리콘 폴리머의 예로서 알케닐기가 결합한 규소원자를 함유하는 오르가노폴리실록산을 사용할 수 있다. 또한, 실리콘 폴리머에 비닐기, 알릴기 등의 탄소 원자수 2～8를 갖는 오르가노폴리실록산을 병용하여도 된다. 실리콘 폴리머의 분자 구조는 직쇄형, 환형, 분지형, 3차원 망형의 어느 분자구조를 사용해도 되고, 치환기나 분자 구조를 적절하게 선택하여 고분자 매트릭스 혼합물의 점도를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 고분자 매트릭스는 필요에 따라서 무기 필러와 고분자 매트릭스의 결합을 강화하기 위한 접착성 폴리머를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 열전도성 시트를 제조하는 공정에 대하여 설명하면, 지지체 상에 잔여 용매가 제거된 혼합물을 코팅하고 건조, 가열 처리를 통하여 경화시킨 후, 지지체 상에 경화물을 박리하여 얻어질 수 있다. 지지체는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리페닐렌술피드 필름, 폴리이미드 필름 등을 사용할 수 있고, 필요에 따라 지지체의 표면에 실리콘, 실란 커플링제, 알루미늄 킬레이트제 등에 의해 표면 처리를 실시하게 되면, 열전도성 시트와 지지체의 밀착성 및 박리성을 향상시킬 수 있다. 또한, 지지체 상에 잔여 용매가 제거된 혼합물을 도포하는 방법은 스피너를 사용한 회전 도포, 스프레이 도포, 롤 코팅, 스크린 인쇄, 블레이드 코터, 다이 코터, 캘린더 코터, 메니스커스 코터, 바 코터, 롤 코터, 콤마 롤 코터, 그라비아 코터, 스크린 코터, 슬릿 다이 코터 등에서 도포 두께나 생산성 등을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. 도포 후의 건조 및 경화는 오븐, 핫 플레이트, 적외선 등을 사용가능하다.
(실시예)
하기 표 1과 같이, 실시예 1 내지 4에서 고분자 바인더로서 비닐기 폴리디메틸실록산 (PDMS) (A), 수소기 폴리디메틸실록산 (B)를 사용하고, 촉매는 백금 촉매를 사용하고, 표면처리제로서 메틸트리메톡시실란 (MTMS)을 사용하였다. 그리고, 무기 필러를 AlN granule 80㎛, AlN granule 50㎛, Al2O3 granule 5㎛, Al2O3 granule 3㎛, Al2O3 granule 0.5㎛를 표 1의 비율로 혼합하여 열전도성 시트를 제조하였다. 열전도도와 인장강도를 측정하였고, 작업성을 판단하였다. 여기서, 성분비는 중량부(g)을 나타낸다.
본 발명의 열전도성 시트의 물성을 나타내기 위한 파라미터로서, 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자 X 중량부, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 Y 중량부, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 Z 중량부로 정의하였다.
[표 1]
표 1에 나타난 것처럼, 실시예 1 내지 4에서는 AlN 과 Al2O3 가 상기 범위 내에서 우수한 열전도도와 인장강도, 인열강도를 갖고 있으며, 프레스 가공시 찢김성을 갖지 않았다. 특히, 실시예 1에서 가장 우수한 효과를 나타내는 것을 확인하였다. 그러나, 비교예 1 내지 4에서는 열전도도가 낮고, 인장강도, 인열강도도 낮아 프레스 가공시 찢김성을 갖는 것을 확인하였다.
또한, 표면 처리제의 효과를 확인하기 위하여 하기 표 2과 같이, 실시예 1 및 2에서 표면처리제를 사용하고, 비교예 5 및 6에서 표면 처리제를 사용하지 않았다. 여기서, 성분비는 중량부(g)을 나타낸다.
[표 2]
표 2에 나타난 것처럼, 실시예 1 및 2에서는 우수한 열전도도와 인장강도, 인열강도를 갖고 있으며, 프레스 가공시 찢김성을 갖지 않았다. 그러나, 비교예 5 및 6에서는 열전도도가 낮고, 인장강도, 인열강도도 낮아 프레스 가공시 찢김성을 갖는 것을 확인하였다.
본 발명의 열전도도는 Siemens Mentor Graphics DynTIM S (ASTM D5470)을 사용하였고, 인장강도는 Instron 3367 (ASTM D412)을 사용하였고, 인열강도는 Instron 3367 (ASTM D1004)를 사용하여 측정하였다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자를 함유하는 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자 800 중량부 내지 1100중량부, 상기 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자 450 중량부 내지 550 중량부, 상기 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자 200 중량부 내지 350 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자의 성분량을 X 중량부, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 성분량을 Y 중량부, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 성분량을 Z 중량부라고 정의하면, 하기 관계식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트.
    0.4 ≤ Y/X ≤ 0.7 (관계식 1)
  4. 청구항 1에 있어서,
    40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자의 성분량을 X 중량부, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 성분량을 Y 중량부, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자의 성분량을 Z 중량부라고 정의하면, 하기 관계식 (2)을 만족하는 것을 특징으로 하는 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트.
    0.2 ≤ Z/X ≤ 0.4 (관계식 2)
  5. 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열시트의 열전도도가 10 W/mK 이상인 것을 특징으로 하는 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트.
  6. 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열시트의 인장강도가 0.2 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트.
  7. 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열시트의 인열강도가 0.03 kgf/cm 이상인 것을 특징으로 하는 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트.
  8. 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열시트는 프레스 가공시 찢김성을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 고인장강도를 갖는 고열전도성 방열시트.
  9. AlN 입자, Al2O3 입자를 함유하는 무기입자, 고분자 바인더, 표면처리제, 촉매를 프리믹스하는 제1 단계;
    고분자 매트릭스와 혼합하는 제2 단계;
    열정도성 시트를 제조하는 제3 단계;를 포함하는 고열전도성 방열시트의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 무기 입자는 40㎛ 내지 100㎛ 입자 크기를 갖는 AlN 입자, 2㎛ 내지 10㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자, 0.1㎛ 내지 1㎛ 의 입자 크기를 갖는 Al2O3 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 고열전도성 방열시트의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 무기입자는 1500 내지 1800 중량부, 고분자 바인더는 50 내지 100 중량부, 촉매는 0.1 내지 3중량부, 표면 처리제는 1 내지 10 중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 고열전도성 방열시트의 제조방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060080690A (ko) 2005-01-06 2006-07-11 주식회사 엠피코 금속 화이버를 이용한 방열시트 및 제조방법
KR101555396B1 (ko) 2008-05-08 2015-09-23 후지고분시고오교오가부시끼가이샤 열전도성 수지 조성물
KR20160096539A (ko) 2013-12-11 2016-08-16 후지고분시고오교오가부시끼가이샤 축열성 조성물
KR102176129B1 (ko) 2019-04-03 2020-11-09 (주)이녹스첨단소재 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트
KR20210114507A (ko) 2019-12-18 2021-09-23 후지고분시고오교오가부시끼가이샤 열전도성 조성물 및 그 제조 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5381102B2 (ja) * 2006-11-01 2014-01-08 日立化成株式会社 熱伝導シート、その製造方法及び熱伝導シートを用いた放熱装置
KR101271965B1 (ko) * 2011-07-13 2013-06-07 주식회사 노루코일코팅 표면 처리용 수지 조성물 및 이에 의해 코팅된 강판
KR101436468B1 (ko) * 2012-11-30 2014-09-01 한국과학기술원 고강도 질화알루미늄(AlN) 소결체 및 이의 저온 소결방법
KR20150120765A (ko) * 2014-04-18 2015-10-28 주식회사 네원 박막 열방사 시트
KR101828515B1 (ko) * 2016-04-27 2018-02-12 주식회사 영우 방열 필름 및 이를 포함하는 열전도성 복합 시트

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060080690A (ko) 2005-01-06 2006-07-11 주식회사 엠피코 금속 화이버를 이용한 방열시트 및 제조방법
KR101555396B1 (ko) 2008-05-08 2015-09-23 후지고분시고오교오가부시끼가이샤 열전도성 수지 조성물
KR20160096539A (ko) 2013-12-11 2016-08-16 후지고분시고오교오가부시끼가이샤 축열성 조성물
KR102176129B1 (ko) 2019-04-03 2020-11-09 (주)이녹스첨단소재 방열시트 및 이를 포함하는 전자파 차폐-방열 복합시트
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