WO2016182171A1 - 그라파이트 방열시트의 제조방법 - Google Patents

그라파이트 방열시트의 제조방법 Download PDF

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황정태
서동량
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(주)제너코트
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Definitions

  • the present invention relates to a graphite heat dissipation sheet, and more particularly, to a method for manufacturing a graphite heat dissipation sheet that rapidly diffuses and releases heat generated inside an electronic device.
  • a heat dissipation pad, a heat dissipation sheet, a heat dissipation paint, and the like have been widely used as a cooling means mainly in smart phones, tablet PCs, thin-film displays, and the like.
  • the heat dissipation sheet increases the cooling performance by diffusing heat from the heat source to the sheet, and products using graphite materials are rapidly being applied.
  • graphite is used in the market divided into natural graphite and artificial graphite, but artificial graphite is excellent in performance, but due to the cost of the manufacturing process, there is a limit to the expansion and application.
  • the conventional graphite heat dissipation sheet is a limiting factor to improve the thermal conductivity due to the difficult to implement the graphite content of more than 80% by weight of the total sheet and the thickness of the graphite laminate is also 20 ⁇ m or less, it is laminated with a metal sheet There is a problem in that air bubbles are generated or impurities are present at the interface of the graphite layer to inhibit rapid heat transfer from the metal thin plate to the graphite layer.
  • An object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to provide a method for manufacturing a graphite heat dissipation sheet to quickly transfer the heat of the metal sheet to the graphite layer by implementing a high density graphite layer having high conductivity.
  • Method for producing a graphite heat dissipation sheet of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: mounting the wound metal thin plate on the winder of the load chamber; Plasma treating the thin metal plate surface in a pretreatment chamber; Depositing a graphite layer on the surface of the plasma-treated metal sheet passing through the main drum of the deposition chamber by an evaporation method or a sputtering method; Irradiating an ion gun in depositing the graphite layer; And winding a graphite heat dissipation sheet having a graphite layer deposited on the surface of the metal thin plate on a rewinder of the unload chamber.
  • the thickness of the metal thin plate is characterized in that 1 ⁇ 200 ⁇ m.
  • the metal thin plate is characterized in that any one of copper, aluminum, nickel, sus.
  • the graphite layer is deposited on the surface of the metal thin plate to a thickness of 0.1 ⁇ 10 ⁇ m.
  • the thin metal plate is characterized by advancing at a rate of 0.5-50m / min.
  • the step of depositing the graphite layer is characterized in that the deposition by mixing any one or more of copper (Cu), silver (Ag), gold (Au).
  • the adhesion of the graphite layer is improved by plasma pretreatment on the metal thin plate, thereby increasing the bonding force with the metal thin plate.
  • the graphite layer is deposited on the thin metal plate by the evaporation method or the sputtering method, air bubbles or other impurities do not exist at the interface between the thin metal plate and the graphite layer, and when the graphite layer is deposited, the ion layer is irradiated.
  • heat is quickly transferred from the thin metal sheet to the graphite layer, as well as a rapid heat release effect from the graphite layer.
  • Figure 1 shows an apparatus for producing a graphite heat dissipation sheet according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows a process flow chart for manufacturing a graphite heat dissipation sheet according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 shows an apparatus for producing a graphite heat dissipation sheet according to an embodiment of the present invention.
  • the graphite heat dissipation sheet manufacturing apparatus of the present invention includes a load chamber 10, a pretreatment chamber 20, a deposition chamber 30, and an unload chamber 40.
  • the chambers 10, 20, 30, 40 are generally connected via a gate valve (not shown).
  • the load chamber 10 is maintained in a vacuum state of about 10 ⁇ 6 torr, and the metal thin plate 12 wound to a thickness of 1 to 200 ⁇ m is mounted on the winder Winder 11 in the load chamber 10.
  • the metal thin plate 12 is preferably used copper foil (Copper Foil), in addition to the heat conductive metal may be used aluminum, nickel, sus or alloys thereof.
  • the pretreatment chamber 20 is maintained in a vacuum state of 10 ⁇ 3 to 10 ⁇ 5 torr, in a gas atmosphere of any one of nitrogen (N 2 ), argon (Ar), or oxygen (O 2 ), or a mixed gas atmosphere.
  • the surface of the metal thin plate 12 is subjected to plasma treatment to modify the surface of the metal thin plate 12. That is, foreign matter and organic matter on the surface of the metal thin plate 12 are removed by plasma treatment, and adhesion to the graphite layer to be deposited is improved.
  • the deposition chamber 30 has a graphite layer of 0.1 to 10 ⁇ m thick on the surface of the metal sheet 12 passing through the main drum 31 by evaporation in a vacuum state of 10 ⁇ 2 to 10 ⁇ 6 torr.
  • argon (Ar) which is a carrier gas, in a vacuum state of 10 -2 to 10 -5 torr, and passes through the main drum 31 by a sputtering method using a graphite 32 target.
  • a graphite layer is deposited to a thickness of 0.1 to 10 ⁇ m on the surface of the metal thin plate 12.
  • the evaporation method is implemented by an electron beam (E-beam) or thermal (Thermal) method, wherein the graphite source can be used by liquefying the bulk graphite 32 or bulk graphite (32).
  • an ion gun 33 is irradiated onto the thin metal plate 12 on which the graphite layer is deposited with a power of several KW to several hundred KW. This improves the graphite grains, strengthens the adhesion between the thin metal plate 11 and the graphite layer, and also increases the graphite density.
  • the graphite layer may be deposited by partially mixing any one or more of copper (Cu), silver (Ag), and gold (Au) to improve heat transfer during deposition.
  • the unload chamber 40 is maintained in a vacuum state of 10 ⁇ 6 torr and the graphite heat dissipation sheet having a graphite layer deposited on the metal thin plate 12 is wound on a rewinder 41.
  • the winder 11 and the rewinder 41 rotates at a speed of 0.5 to 50 m / min using a motor including a reducer to move the metal sheet.
  • Figure 2 shows a process flow chart for manufacturing a graphite heat dissipation sheet according to an embodiment of the present invention.
  • a wound metal thin plate 12 having a thickness of 1 to 200 ⁇ m is mounted on a winder 11 in a load chamber 10 maintaining a vacuum of about 10 ⁇ 6 torr (S100).
  • the graphite layer is deposited on the surface of the plasma-treated metal sheet 12 passing through the main drum 31 in a deposition chamber 30 of 10 -2 to 10 -6 torr vacuum by evaporation to a thickness of 0.1 to 10 ⁇ .
  • the ion gun 33 is irradiated onto the surface of the metal thin plate 12 on which the graphite layer is deposited at a power of several to several hundred KW (S400).
  • the graphite layer can be combined with the metal sheet with good adhesion by plasma pretreatment before depositing the graphite layer on the metal sheet.
  • the graphite layer is deposited on the metal sheet by vacuum evaporation method or sputtering method, air bubbles or other impurities do not exist at the metal plate and graphite interface, and the graphite layer is deposited by ion gun irradiation when the graphite layer is deposited.
  • the present invention is possible to produce a continuous graphite sheet due to the roll-to-roll deposition method can reduce the loss rate of the graphite sheet according to the product design.
  • the present invention can increase productivity by increasing the number of deposition chambers, and can add a deposition boat, a sputtering target, and an ion gun device in the deposition chamber.

Abstract

본 발명은 그라파이트 방열시트의 제조방법에 관한 것으로，로드 챔버 내의 와인더에 권취된 금속 박판을 장착하는 단계와, 상기 금속 박판을 전처리 챔버에서 플라즈마 처리하는 단계와, 증착 챔버의 메인 드럼을 통과하는 상기 프라즈마 처리된 금속 박판에 증발 방법이나 스퍼터링 방법으로 그라파이트층을 증착하는 단계와, 상기 그라파이트층을 증착하는 단계에서 이온 건을 조사하는 단계, 및 상기 금속 박판에 그라파이트층이 증착된 그라파이트 방열시트를 언로드 챔버의 리와인더에 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

그라파이트 방열시트의 제조방법
본 발명은 그라파이트 방열시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 기기 등의 내부에서 발생되는 열을 빠르게 확산시켜 방출하는 그라파이트 방열시트의 제조방법에 관한 것이다.
전자 제품에 포함된 소자들의 구동으로 기기 내에서 발생되는 열을 적절하게 외부로 방출시키지 못할 경우 내부 온도 상승에 의해 제품의 성능이 저하되고, 과도한 발열에 의해 오작동 또는 시스템 다운이 일어나거나 기기의 수명이 감소될 수 있으며，심한 경우 고장에 이르게 될 수 있다.
이와 같은 발열 문제의 해소 방법으로는 이전부터 히트 싱크，냉각팬，히트 파이프 등 다양한 방열 기구들이 사용되어 왔으나，이들 방식의 경우 기본적으로 상당 부피를 가지므로 최근 슬럼화되고 소형화되어 가는 전자 제품들에 적용되기에는 적합하지 않은 문제가 있었다.
따라서, 최근 들어 스마트 폰，태블릿 PC, 박막형 디스플레이 제품 등을 중심으로 방열패드，방열시트, 방열도료 등이 냉각 수단으로서 널리 사용되고 있다.
이 중 방열시트는 열원으로부터 열을 시트로 확산시켜 냉각 성능을 증대시키는 것으로 그라파이트(Graphite) 재료를 이용한 제품이 급속히 적용되어 지고 있다.
그러나, 그라파이트는 천연 그라파이트와 인조 그라파이트로 나뉘어 시장에서 사용되고 있으나 인조 그라파이트의 경우 성능은 우수하나 그 제조공정에 따른 비용으로 인해 고가로 확대 적용에 한계가 있다.
또한, 최근 들어 금속 박판(Foil)에 그라파이트 분말이 압축되어 굳어진 그라파이트층을 적층하거나 그라파이트 슬러리를 도포하여 그라파이트층을 적층하여 제작된 그라파이트 방열시트도 출시되고 있다.
그러나, 종래의 그라파이트 방열시트는 그라파이트의 함량이 전체 시트 중 80 중량%를 넘기기 어려우며 그라파이트 적층의 두께도 20㎛이하로 구현하기 어려운 한계로 인하여 열전도율을 개선하는 제한 요인이 되고, 금속 박판과 적층된 그라파이트층의 계면에 에어 버블(Air Bubble)이 발생하거나 불순물이 존재하여 금속 박판으로부터 그라파이트층으로의 빠른 열전달을 저해하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전도율이 높은 고밀도 그라파이트층을 구현하여 금속 박판의 열을 그라파이트층으로 빠르게 전달하는 그라파이트 방열시트의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 그라파이트 방열시트의 제조방법은, 권취된 금속 박판을 로드 챔버의 와인더에 장착하는 단계와; 상기 금속 박판 표면을 전처리 챔버에서 플라즈마 처리하는 단계와; 증착 챔버의 메인 드럼을 통과하는 상기 프라즈마 처리된 금속 박판 표면에 증발 방법이나 스퍼터링 방법으로 그라파이트층을 증착하는 단계와; 상기 그라파이트층을 증착하는 단계에서 이온 건을 조사하는 단계; 및 상기 금속 박판 표면에 그라파이트층이 증착된 그라파이트 방열시트를 언로드 챔버의 리와인더에 감는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 박판의 두께는 1~200㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 박판은 동, 알루미늄, 니켈, 서스 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 박판 표면에 그라파이트층을 0.1~10㎛ 두께로 증착하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 박판을 0.5~50m/min 속도로 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 그라파이트층을 증착하는 단계에서 동(Cu), 은(Ag), 금(Au) 중 어느 하나 이상을 혼합하여 증착하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 금속 박판에 플라즈마 전처리로 그라파이트층의 밀착력이 향상되어 금속 박판과의 결합력이 높아지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 증발 방법이나 스퍼티링 방법으로 금속 박판에 그라파이트층을 증착하므로 금속 박판과 그라파이트층 계면에 에어 버블이나 기타 불순물이 존재하지 않으며, 그라파이트층 증착 시 이온 건 조사로 그라파이트층의 밀도와 구조를 개선시켜 금속 박판에서 그라파이트층으로 열이 빨리 전달됨은 물론 그라파이트층에서의 신속한 열 방출 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 롤투롤 증착 방식으로 인해 연속적 그라파이트 시트 생산이 가능하여 제품 디자인에 따른 그라파이트 시트의 손실율을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 그라파이트 방열시트의 제조 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그라파이트 방열시트를 제조하는 공정 순서도를 나타낸 것이다.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 그라파이트 방열시트의 제조장치 및 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 그라파이트 방열시트의 제조 장치를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 그라파이트 방열시트 제조장치는 로드 챔버(10), 전처리 챔버(20), 증착 챔버(30), 언로드 챔버(40)를 포함하여 구성된다. 여기서, 챔버(10, 20, 30, 40)는 일반적으로 케이트 밸브(미도시)를 통해 연결된다.
로드 챔버(10)는 10-6 torr 정도의 진공 상태로 유지하고, 로드 챔버(10) 내의 와인더(Winder 11)에 1~200㎛ 두께로 권취된 금속 박판(12)을 장착한다.
여기서, 금속 박판(12)은 동박(Copper Foil)을 사용하는 것이 바람직하고, 그 외에도 열 전도성 금속인 알루미늄, 니켈, 서스를 사용하거나 이들의 합금도 사용할 수 있다.
전처리 챔버(20)는 10-3~10-5 torr의 진공 상태로 유지하고, 질소(N2), 아르곤(Ar) 또는 산소(O2) 중 어느 하나의 가스 분위기나 이들을 혼합한 가스 분위기에서 금속 박판(12) 표면에 플라즈마 처리를 실시하여 금속 박판(12) 표면을 개질한다. 즉, 플라즈마 처리로 금속 박판(12) 표면의 이물질 및 유기물이 제거되며 증착될 그라파이트층과의 부착력이 개선된다.
증착 챔버(30)는 10-2~10-6 torr의 진공 상태에서 증발(Evaporation) 방법으로 메인 드럼(Main Drum, 31)을 통과하는 금속 박판(12) 표면에 그라파이트층을 0.1~10㎛ 두께로 증착하거나, 10-2~10-5 torr의 진공 상태에서 캐리어(Carrier) 가스인 아르곤(Ar)을 사용하여 그라파이트(32) 타겟을 이용한 스퍼터링(Sputtering) 방법으로 메인 드럼(31)을 통과하는 금속 박판(12) 표면에 그라파이트층을 0.1~10㎛ 두께로 증착한다.
여기서, 증발 방법은 전자빔(E-beam)이나 열(Thermal) 방식으로 구현하며, 이때 그라파이트 소스는 벌크 그라파이트(32)나 벌크 그라파이트(32)를 액화 처리하여 사용할 수 있다.
또한, 그라파이트층을 증착 시 이온 건(Ion gun, 33)을 수KW~수백KW의 파워로 그라파이트층이 증착되는 금속 박판(12)에 조사한다. 이로 인해 그라파이트 결정립이 개선되고, 금속 박판(11)과 그라파이트층의 부착력이 강화되며 그라파이트 밀도 또한 높여준다.
여기서, 그라파이트층을 증착 시 열전달 개선을 위해 동(Cu)이나 은(Ag), 금(Au) 중 어느 하나 이상을 일부 혼합하여 증착할 수 있다.
언로드 챔버(40)는 10-6 torr의 진공 상태로 유지하고 금속 박판(12)에 그라파이트층이 증착된 그라파이트 방열시트를 리와인더(Re-winder, 41)에 감는다.
여기서, 와인더(11)와 리와인더(41)는 감속기를 포함한 모터를 이용하여 0.5~50m/min 속도로 회전시켜 금속 박판을 이동시킨다..
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라파이트 방열시트를 제조하는 공정 순서도를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 먼저 10-6 torr 정도의 진공을 유지하는 로드 챔버(10) 내의 와인더(11)에 1~200㎛ 두께의 권취된 금속 박판(12)을 장착한다(S100).
이어서, 금속 박판(12) 표면에 10-3~10- 5torr의 전처리 챔버(20)에서 플라즈마 처리를 질소(N2), 아르곤(Ar) 또는 산소(O2) 중 어느 하나의 가스나 이들을 혼합한 가스 분위기에서 수행한다(S200).
이어서, 메인 드럼(31)을 통과하는 플라즈마 처리된 금속 박판(12) 표면에 10-2~10-6torr 진공의 증착 챔버(30)에서 증발 방법으로 그라파이트층을 0.1~10㎛ 두께로 증착하거나, 10-2~10- 5torr의 진공 상태에서 캐리어 가스인 아르곤을 사용하여 스퍼터링 방법으로 그라파이트층을 0.1~10㎛ 두께로 증착한다(S300).
이때, 그라파이트층을 증착 시 이온 건(33)을 수~수백KW의 파워로 그라파이트층이 증착되는 금속 박판(12) 표면에 조사한다(S400).
마지막으로, 10- 6torr 정도의 진공을 유지하는 언로드 챔버(40) 내의 리와인더(41)에 금속 박판(12)에 그라파이트층이 증착된 그라파이트 방열시트를 감는다(S500).
본 발명은 금속 박판에 그라파이트층을 증착하기 전 플라즈마 전처리로 그라파이트층이 좋은 밀착력으로 금속 박판과 결합할 수 있다.
또한, 본 발명은 금속 박판에 그라파이트층을 진공 중에서 증발 방법이나 스퍼터링 방법으로 증착하기 때문에 금속 박판과 그라파이트 계면에 에어 버블이나 기타 불순물이 존재하지 않으며, 그라파이트층 증착 시 이온 건 조사로 증착되는 그라파이트층의 밀도와 구조를 개선하여 금속 박판에서 그라파이트층으로 열이 빨리 전달됨은 물론 그라파이트층에서의 신속한 열 방출 효과가 있다.
또한, 본 발명은 롤투롤 증착방식으로 인해 연속적 그라파이트 시트 생산이 가능하여 제품 디자인에 따른 그라파이트 시트의 손실율을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 증착 챔버의 수를 늘려 생산성을 향상시킬 수 있으며, 증착 챔버내에 증착 보트나 스퍼터링 타겟 그리고 이온 건 장치를 추가할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나，본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환，부가 및 전용이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정해지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 로드 챔버 내의 와인더에 권취된 금속 박판을 장착하는 단계;
    상기 금속 박판 표면을 전처리 챔버에서 플라즈마 처리하는 단계;
    증착 챔버의 메인 드럼을 통과하는 상기 프라즈마 처리된 금속 박판 표면에 증발 방법이나 스퍼터링 방법으로 그라파이트층을 증착하는 단계;
    상기 그라파이트층을 증착하는 단계에서 이온 건을 조사하는 단계; 및
    상기 금속 박판 표면에 그라파이트층이 증착된 그라파이트 방열시트를 언로드 챔버 내의 리와인더에 감는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라파이트 방열시트의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판의 두께는 1~200㎛인 것을 특징으로 하는 그라파이트 방열시트의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판은 동, 알루미늄, 니켈, 서스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 그라파이트 방열시트의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박판 표면에 그라파이트층을 0.1~10㎛ 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 그라파이트 방열시트의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 와인더와 리와인더를 0.5~50m/min 속도로 회전시켜 금속 박판을 이동시키는 것을 특징으로 하는 그라파이트 방열시트의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 그라파이트층을 증착하는 단계에서 동(Cu), 은(Ag), 금(Au) 중 어느 하나 이상을 혼합하여 증착하는 것을 특징으로 하는 그라파이트 방열시트의 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019105534A1 (en) * 2017-11-28 2019-06-06 Applied Materials, Inc. Deposition apparatus, method of coating a flexible substrate and flexible substrate having a coating
WO2019105533A1 (en) * 2017-11-28 2019-06-06 Applied Materials, Inc. Deposition apparatus for coating a flexible substrate, method of coating a flexible substrate and flexible substrate having a coating
CN114634176A (zh) * 2022-04-09 2022-06-17 中山名优照明科技有限公司 一种石墨烯石墨粉应用工艺

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102001719B1 (ko) * 2016-12-19 2019-07-18 주식회사 두산 금속 복합시트
KR102216321B1 (ko) * 2020-07-13 2021-02-16 장주택 열 및 전기전도 향상을 위한 중층 박막 필름 및 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090043551A (ko) * 2006-08-03 2009-05-06 크립서비스 살 표면을 개질 하는 방법 및 기구
KR20120139417A (ko) * 2011-06-17 2012-12-27 경희대학교 산학협력단 알에프 스퍼터링방법을 이용한 그래핀 제작방법
KR101396063B1 (ko) * 2012-06-08 2014-05-15 (주)제이 앤 엘 테크 흑연상 탄소 나노 점의 제조방법
WO2014128834A1 (ja) * 2013-02-19 2014-08-28 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔及びグラフェンの製造方法
KR101465419B1 (ko) * 2012-12-17 2014-12-01 (주)우주일렉트로닉스 흑연 시트의 제조 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101748369A (zh) * 2009-12-25 2010-06-23 株洲南车时代电气股份有限公司 电子束蒸发装置
CN102127750B (zh) * 2011-03-01 2012-08-22 哈尔滨工程大学 一种基于化学沉积法制备石墨烯材料的方法
KR101993000B1 (ko) 2013-02-21 2019-06-26 에스케이씨하이테크앤마케팅(주) 방열 시트
TWI521076B (zh) * 2013-04-22 2016-02-11 財團法人金屬工業研究發展中心 石墨烯鍍層之製造方法
KR101457914B1 (ko) 2014-03-05 2014-11-05 실리콘밸리(주) 전자파 흡수층을 구비한 열 확산시트 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090043551A (ko) * 2006-08-03 2009-05-06 크립서비스 살 표면을 개질 하는 방법 및 기구
KR20120139417A (ko) * 2011-06-17 2012-12-27 경희대학교 산학협력단 알에프 스퍼터링방법을 이용한 그래핀 제작방법
KR101396063B1 (ko) * 2012-06-08 2014-05-15 (주)제이 앤 엘 테크 흑연상 탄소 나노 점의 제조방법
KR101465419B1 (ko) * 2012-12-17 2014-12-01 (주)우주일렉트로닉스 흑연 시트의 제조 방법
WO2014128834A1 (ja) * 2013-02-19 2014-08-28 Jx日鉱日石金属株式会社 グラフェン製造用銅箔及びグラフェンの製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019105534A1 (en) * 2017-11-28 2019-06-06 Applied Materials, Inc. Deposition apparatus, method of coating a flexible substrate and flexible substrate having a coating
WO2019105533A1 (en) * 2017-11-28 2019-06-06 Applied Materials, Inc. Deposition apparatus for coating a flexible substrate, method of coating a flexible substrate and flexible substrate having a coating
CN110100041A (zh) * 2017-11-28 2019-08-06 应用材料公司 沉积设备、涂布柔性基板的方法、及具有涂层的柔性基板
CN110100040A (zh) * 2017-11-28 2019-08-06 应用材料公司 用以涂布柔性基板的沉积设备、涂布柔性基板的方法及具有涂布的柔性基板
TWI713937B (zh) * 2017-11-28 2020-12-21 美商應用材料股份有限公司 用以塗佈撓性基板的沉積設備、塗佈撓性基板之方法及具有塗佈之撓性基板
CN114634176A (zh) * 2022-04-09 2022-06-17 中山名优照明科技有限公司 一种石墨烯石墨粉应用工艺

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