KR101517811B1 - 탄소계 방열시트 및 그 제조방법 - Google Patents

탄소계 방열시트 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101517811B1
KR101517811B1 KR1020130126586A KR20130126586A KR101517811B1 KR 101517811 B1 KR101517811 B1 KR 101517811B1 KR 1020130126586 A KR1020130126586 A KR 1020130126586A KR 20130126586 A KR20130126586 A KR 20130126586A KR 101517811 B1 KR101517811 B1 KR 101517811B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat dissipation
dissipation layer
composite plating
layer
graphene
Prior art date
Application number
KR1020130126586A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150046952A (ko
Inventor
양우석
김형근
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020130126586A priority Critical patent/KR101517811B1/ko
Publication of KR20150046952A publication Critical patent/KR20150046952A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101517811B1 publication Critical patent/KR101517811B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
    • H05K7/20472—Sheet interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B32B9/007—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile comprising carbon, e.g. graphite, composite carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/041—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive

Abstract

탄소계 방열시트 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소계 방열시트는 탄소계 소재로 형성되는 시트 형태의 방열층; 방열층의 일면 또는 양면에 도금 형성되는 것으로, 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금층을 포함한다.

Description

탄소계 방열시트 및 그 제조방법{HEAT DISSIPATION CARBON TYPED SHEET AND METHOD THE SAME}
본 발명은 탄소계 방열시트와 이를 제조하기 위한 탄소계 방열시트 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 방열시트는 각종 전자기기 내지 전자소자에서 열을 확산시키기 위한 히트싱크로 활용되는 소재이다. 이러한 방열시트는 종래 두께방향에 비해 면방향의 열전도율이 큰 재료(열이방성 재료)를 사용하여 제조하는 것이 일반적이었으며, 이러한 재료의 대표적인 예로는 팽창흑연이 있다.
예를 들어, 섬유형상의 흑연이 서로 얽혀 이루어진 팽창흑연을 가압 압축함으로써 방열시트를 제조할 수 있으며, 이러한 방열시트의 경우 시트의 두께방향의 열전도율에 비해 면방향의 열전도율이 상대적으로 크기 때문에 열의 확산이동에 적합하다.
그런데 최근 밀폐형 전자기기(예컨대 스마트폰, 태블릿피씨 등)에 적용되는 방열시트의 경우에는 면방향의 열전도율뿐만 아니라 수직방향의 열전도율도 향상시키기를 요구받고 있으므로, 수평 및 수직 방향의 열전도율이 우수한 방열시트를 제조하고자 하는 시도가 많이 이루어지고 있다.
열전도율을 향상시키기 위해서는 고품질의 인조흑연(예를 들면, 키시 흑연)을 이용할 수 있으나, 인조흑연의 경우 가격이 높을 뿐만 아니라 수직 방향의 열전도율은 취약하다는 문제가 있다. 한편, 많이 이용되는 팽창흑연의 경우에는 인조흑연에 비해 가격 경쟁력을 가지고 있으나 열전도율이 다소 떨어지는 문제가 있다. 따라서 가격 경쟁력을 가지면서도 수평 및 수직 방향으로의 열전도율이 우수한 방열시트 및 제조방법이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예들에서는 가격 경쟁력을 가지면서도 수평 및 수직 방향으로의 열전도율이 우수한 방열시트 및 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 탄소계 소재로 형성되는 시트 형태의 방열층; 상기 방열층의 일면 또는 양면에 도금 형성되는 것으로, 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금층을 포함하는 탄소계 방열시트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 방열층에는 간격을 두어 수직 방향으로 형성되는 복수개의 관통홀이 존재하고, 상기 관통홀의 내측에는 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 방열층 및 복합도금층의 표면에는 요철 형상이 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 탄소계 소재로 형성되는 시트 형태의 방열층을 제조하는 1단계; 및 상기 방열층을 금속과, 그래파이트 나노플레이크, 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드 또는 그래핀 나노플레이트렛이 분산된 전해액을 통과시켜 전해도금(electro plating)을 실시함으로써, 상기 방열층의 일면 또는 양면에 상기 금속과 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금층을 형성하는 2단계를 포함하는 탄소계 방열시트 제조방법이 제공될 수 있다.
이 때, 상기 2단계는 상기 전해액에 상기 금속 및 그래파이트 나노플레이크가 분산된 경우에는 상기 전해도금 후에 상기 그래파이트 나노플레이크를 열처리함으로써 상기 그래핀을 형성하고, 상기 열처리 방법은 마이크로파 조사 및/또는 IPL(Intensed Pulse Light) 조사일 수 있다.
또한, 상기 1단계 및 2단계 사이에 상기 방열층의 표면에 간격을 두어 수직 방향으로 복수개의 관통홀을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 2단계에서 상기 금속과 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금부를 상기 관통홀 내측에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1단계 및 2단계 사이에 상기 방열층의 표면에 요철을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 2단계에서 상기 복합도금층이 상기 방열층의 표면에 대응하여 요철 형상을 구비하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 방열층의 일면 또는 양면에 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금층을 형성함으로써, 방열층의 열전도도를 향상시킬 수 있다.
또한, 방열층에 복수개의 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀 내측에 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금부를 형성함으로써, 수평방향뿐만 아니라 수직방향으로도 열전도도가 향상된 방열시트를 얻을 수 있다.
또한, 방열층 및 복합도금층의 표면에 요철 형상을 구비하여 열확산 면적을 증가시킴으로써 방열성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소계 방열시트의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 탄소계 방열시트에서 관통홀 및 복합도금부를 추가 하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 탄소계 방열시트의 변형예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소계 방열시트 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소계 방열시트(100)의 단면을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 탄소계 방열시트(100)는 탄소계 소재로 형성되는 시트 형태의 방열층(110)과, 방열층(110)의 일면 또는 양면에 도금 형성되는 복합도금층(120)을 포함한다.
방열층(110)은 탄소계 소재로 형성된다. 상기 탄소계 소재는 팽창흑연을 포함하는 소재일 수 있고, 팽창흑연 이외에 카본나노튜브가 추가 혼합될 수 있다.
상기 팽창흑연은 섬유형상의 흑연이 서로 얽혀서 솜 형상으로 이루어진 것으로, 이를 가압 압축해서 시트형상으로 성형하는 경우에는 시트의 면방향의 열전도율이 시트의 두께방향의 열전도율에 비해서 커지게 된다. 이러한 팽창흑연은 천연흑연 또는 인조흑연을 황산이나 초산 등의 액체에 침지시킨 후, 400℃ 이상의 온도에서 열처리함으로써 제조될 수 있다.
상기 팽창흑연의 경우 상술한 것처럼 면방향의 열전도율이 두께방향의 열전도율에 비해서 커지게 되므로, 두께방향의 열전도율을 보완하기 위하여 카본나노튜브(단일벽, 이중벽, 다중벽 포함)가 추가 혼합될 수 있다. 카본나노튜브는 높은 길이/직경 비를 가지고 있어 단위면적당 표면적이 매우 크고, 열전도율 역시 매우 크므로(1500W/Mk 이상), 카본나노튜브를 팽창흑연과 혼합하는 경우에는 두께방향의 열전도율을 어느정도 보완 가능하다.
복합도금층(120)은 방열층(110)의 일면 또는 양면에 형성되는 것으로 방열층(110)의 열전도율을 향상시키는 기능을 한다. 한편, 본 명세서에서는 도 1에 도시된 것과 같이 복합도금층(120)이 방열층(110)의 일면(상부면)에 형성된 경우를 중심으로 설명하도록 한다.
복합도금층(120)은 금속(121) 및 그래핀(122, graphene)이 혼합된 형태를 갖는다. 즉, 복합도금층(120)은 하나의 물질로 이루어진 것이 아니라 일부에는 금속(121)이 존재하고, 다른 일부에는 그래핀(122)이 존재한다.
금속(121)은 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 팔라듐 및 크롬 중에서 선택될 수 있으며, 상기 나열한 것에 한정되지 않는다.
그래핀(122)은 복수개의 탄소원자들이 서로 공유결합으로 연결되어 폴리시클릭 방향족 분자를 형성하는 것으로, 기본 반복단위로서 6원환을 형성하는 것이 일반적이다.
도 2는 도 1의 탄소계 방열시트(100)에서 관통홀 및 복합도금부를 추가 하여 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 탄소계 방열시트(100)는 방열층(110)에 복수개의 관통홀(111)이 형성되고, 관통홀(111)의 내측에는 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금부(130)이 형성될 수 있다.
관통홀(111)은 복수개가 방열층(110)에 간격을 두어 수직 방향으로 형성된다. 관통홀(111)의 크기는 특정되지 않으며 수 마이크로미터 내지 수 밀리미터의 직경을 가질 수 있다.
관통홀(111)의 내측에는 복합도금부(130)가 형성되며, 복합도금부(130)는 복합도금층(120)과 마찬가지로 금속(구리, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 팔라듐, 크롬 등)과 그래핀이 혼합된 형태를 가지게 된다. 즉, 복합도금층(120)이 층(layer)형태를 가지고, 복합도금부(130)가 관통홀(111)의 내측에 형성되는 차이를 제외한다면 복합도금층(120) 및 복합도금부(130)는 동일하다. 이와 같은 복합도금부(130)는 방열층(110)에 있어 수직방향으로의 열전도율을 향상시키는 기능을 한다.
도 3은 도 2에 도시된 탄소계 방열시트(100)의 변형예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 탄소계 방열시트(100)에서 방열층(110) 및 복합도금층(120)의 표면에는 요철 형상이 구비될 수 있다. 요철 형상은 요부와 철부가 반복 형성되면 되고 그 구체적인 형상은 다양하게 존재할 수 있다. 탄소계 방열시트(100)는 방열층(110)과 복합도금층(120)의 표면에 요철 형상을 구비함으로써, 표면적을 증가시켜 방열효과 내지 방열성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에서 설명한 탄소계 방열시트(100)의 적어도 일면에는 보호필름, 점착층, 이형층 등이 적층될 수 있으며 이는 본 기술분야에서 일반적인 내용에 해당되는 바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소계 방열시트 제조방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소계 방열시트 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 탄소계 방열시트 제조방법은 우선 탄소계 소재로 형성되는 시트 형태의 방열층(110)을 제조한다. 상기 탄소계 소재는 팽창흑연을 포함하는 소재일 수 있고, 팽창흑연 이외에 카본나노튜브가 추가 혼합될 수 있다. 팽창흑연 및 카본나노튜브의 혼합비율은 특정되지 않는다. 상기 팽창흑연 및 카본나노튜브는 상용적으로 판매되는 것을 사용할 수 있다.
방열층(110)은 상기 팽창흑연 등을 가압 압축하여 형성할 수 있는데, 상기 가압 압축 방법으로는 프레스 성형 또는 롤 압연이 있다. 프레스 성형을 예로 들어보면, 팽창흑연 분말을 소정의 프레스 성형틀에 채워 넣은 후에 프레스를 이용하여 적정한 성형압력으로 상기 팽창흑연 분말을 가압 성형하는 1차 가공을 거침으로써 방열층(110)을 형성할 수 있으며, 필요에 따라 롤링 가공을 통해 적당한 두께(수 마이크로미터 내지 밀리미터)를 갖추도록 2차 가공을 거칠 수 있다(이상 1단계).
다음으로, 방열층(110)의 표면에 간격을 두어 수직 방향으로 복수개의 관통홀(111)을 형성할 수 있다. 관통홀(111)의 형성은 펀치(punch, 12)를 이용한 통상적인 공정에 의해 형성될 수 있으며, 그 이외의 방법으로 형성되는 것도 가능하다.
다음으로, 방열층(110)의 일면 또는 양면에 복합도금층(120)을 형성한다. 또한, 방열층(110)의 표면에 형성된 관통홀(111)의 내측에 복합도금부(130)를 형성하는 공정이 동시에 이루어질 수 있다. 복합도금층(120)과 복합도금부(130)는 금속과 그래핀이 혼합되어 있는 동일 형태를 가지기 때문이다. 즉, 방열층(110)에 관통홀(111)이 존재하는 경우에는 복합도금층(120) 및 복합도금부(130)가 동시에 형성될 수 있으며, 방열층(110)에 관통홀(111)이 존재하지 않는 경우에는 복합도금층(120)만이 형성될 수 있다.
복합도금층(120) 및 복합도금부(130)가 형성되는 공정은 다음과 같다. 방열층(110)을 전해액(11)이 담긴 도금조(10)를 통과시킴으로써 방열층(110)의 일면 또는 양면에 금속(121)과, 그래파이트 나노 플레이크(122a), 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드 또는 그래핀 나노플레이트렛(graphene nanoplatelet)을 전해 도금시킨다(도 4에서는 그래파이트 나노 플레이크(122a)가 도금된 경우를 도시하였음을 밝혀둔다).
방열층(110)을 도금조(10)에 통과시키는 방법은 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정을 이용할 수 있으며, 복수개의 와인더(1, winder) 및 드럼(2, drum)을 배열하여 방열층(110)이 와인더(1) 및 드럼(2)들에 의해 이동되면서 도금조(10)에 디핑(dipping)되도록 할 수 있다(도 4 참조).
전해액(11, 과염소산의 알코올 용액, 황산, 염산, 질산, 인산, 옥살산 수용액 등을 사용 가능함)에는 방열층(110) 표면에 도금될 금속(121)과 그래파이트 나노 플레이크(122a), 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드 또는 그래핀 나노플레이트렛이 분산되어 있다.
이 때, 그래파이트 나노 플레이크(122a)가 분산되어 있는 경우에는 별도의 열처리가 후행됨으로써 그래핀(122)이 합성될 수 있으며, 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드, 그래핀 나노플레이트렛이 분산되어 있는 경우에는 상기 그래핀 나노플레이트렛이 방열층(110) 표면에 도금되어 그래핀(122)으로 기능한다. 이하에서는 전자의 경우, 즉 그래파이트 나노 플레이크(122a)가 분산된 경우를 설명하도록 한다.
전해도금(electro plating)은 전해액에 침지된 음극과 양극 사이에 전류를 가할 때, 전해액의 전기 분해에 의하여 도금을 수행하는 공정으로 전해도금은 일반적인 도금 공정인 바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 즉, 방열층(110)이 전해액(11)을 통과하면서 전해도금이 실시되고(예컨대 도금조의 저면에 양극이 부착되고, 드럼(2)이 음극으로 기능할 수 있음), 그 결과 방열층(110)의 표면에는 금속(121) 및 그래파이트 나노 플레이크(122a)가 복합 도금된다.
다음으로 도금된 그래파이트 나노 플레이크(122a)를 열처리함으로써 그래핀(122)을 형성(합성)하게 되는데, 이 때 열처리 방법으로는 마이크로파 조사 및/또는 IPL(Intensed Pulse Light) 조사가 이용될 수 있으며, 그 외의 다양한 열원이 이용될 수 있다. 여기에서 '및/또는'이라고 기재한 까닭은 상기 열원으로 마이크로파 조사만을 행하거나, IPL 조사만을 행하거나, 둘 다 행하는 것 모두가 가능하기 때문이다.
마이크로파 조사는 라디오파와 적외선 사이의 파장을 가진 전자기파에 클라이스트론과 마그네트론에 의해 발생되는 파장이 1mm와 0.1m 사이의 전자기 방사에 해당하는 것으로, 마이크로파를 이용한 가열방식은 주파수를 흡수하는 물질만 선택적으로 진동시키는 방식으로 물질을 가열할 수 있는 장점을 갖는다. 따라서 복합도금층(120) 형성시에 그래파이트 나노 플레이크(122a)만을 선택 가열할 수 있다는 장점을 갖는다.
한편, IPL 조사는 350nm 내지 1200nm이 넓은 대역의 빛을 발생시키는 플래시 램프 또는 제논 램프(xenon lamp)를 이용하는 백색단파장 열원을 의미한다. 상기 IPL 조사는 급속도로 펄스를 바꾸어주며 그래파이트 나노 플레이크(122a)를 가열시킬 수 있는 장점을 갖는다.
즉, 표면에 금속(121) 및 그래파이트 나노 플레이크(122a)가 도금 형성된 방열층(110)을 열처리 장비(20, 마이크로파 조사 장비, IPL 조사 장비 등)를 통과시켜 열처리함으로써, 그래핀(122)을 형성할 수 있으며 이로써 복합도금층(120) 및 복합도금부(130)가 완성된다.
한편, 상기 열처리 공정에 있어서 반응 온도를 낮추기 위하여 상기 전해액(11)에는 이온성 액체가 추가적으로 첨가될 수 있다. 상기 이온성 액체는 상온에서 이온들의 결합으로 구성되었음에도 액체 상태로 존재하는 물성을 지닌 물질을 의미한다.
상기 이온성 액체는 하기 [화학식 1] 을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112013095898153-pat00001
상기 [화학식 1]은 이미다졸리움계(imidazolium) 이온성 액체로, R1 및 R2 는 동일하거나 또는 상이하고, 수소 또는 탄소수 1 내지 16의 탄화수소기를 나타낸고, 헤테로원자를 포함하는 것도 가능하다. 한편, X-는 이온성 액체의 음이온을 나타낸다.
상기 [화학식 1]의 양이온은 1,3-다이메틸이미다졸륨, 1,3-다이에틸이미다졸륨, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨, 1-헥실-3-메틸이미다졸륨, 1-옥틸-3-메틸이미다졸륨, 1-데실-3-메틸이미다졸륨, 1-도데실-3-메틸이미다졸륨 및 1-테트라데실-3-메틸이미다졸륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 [화학식 1]의 음이온은 유기 음이온 또는 무기 음이온일 수 있다. 상기 음이온은 Br-, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, ClO4 -, NO3 -, AlCl4 -, Al2Cl7 -, AsF6 -, SbF6 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, C2H5SO3 -, CH3SO4 -, C2H5SO4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, (CF3CF2SO2)2N-, C4F9SO3 -, C3F7COO- 및 (CF3SO2)(CF3CO)N-로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 이온성 액체는 하기 [화학식 2]를 포함할 수 있다. 하기 [화학식 2]는 상기 [화학식 1]과 같이 포함되거나, 선택적으로 포함될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112013095898153-pat00002
상기 [화학식 2]는 피리디늄계(pyridinium) 이온성 액체로, R3 및 R4 는 동일하거나 또는 상이하고, 수소 또는 탄소수 1 내지 16의 탄화수소기를 나타낸고, 헤테로원자를 포함하는 것도 가능하다. 한편, X-는 이온성 액체의 음이온을 나타낸다.
상기 [화학식 2]의 양이온은 1-메틸피리디늄, 1-에틸피리디늄, 1-부틸피리디늄, 1-에틸-3-메틸피리디늄, 1-부틸-3-메틸피리디늄, 1-헥실-3-메틸피리디늄 및 1-부틸-3,4-디메틸피리디늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 [화학식 2]의 음이온은 유기 음이온 또는 무기 음이온일 수 있다. 상기 음이온은 상기 [화학식 1]의 음이온과 동일 또는 유사할 수 있으므로 중복 설명은 생략하도록 한다.
한편, 복합도금층(120) 및 복합도금부(130)를 형성하기 이전에, 방열층(110)의 표면에 요철을 형성하는 단계가 더 포함될 수 있다. 이 경우, 후속 단계에서 방열층(110)의 일면 또는 양면에 형성되는 복합도금층(120)은 방열층(110)의 표면에 대응하여 마찬가지로 요철 형상을 구비하도록 형성되는 바, 방열층(110) 및 복합도금층(120)이 모두 요철 형상을 갖게 된다.
방열층(110)의 표면에 요철을 형성하는 방법은 기계적 가공 공정 또는 화학적 가공 공정을 사용할 수 있다. 이와 같은 공정의 예로는 마이크로샌드 블라스팅, 방전 가공, 레이저 가공, 에칭공정, 포토리소그래피 공정 등이 있다. 또는 표면에 요철이 형성된 롤러에 방열층(110)을 통과시킴으로써 방열층(110)의 표면에 요철을 형성할 수도 있다.
이후 방열층(110)에 복합도금층(120) 및 복합도금부(130)를 형성하고, 보호필름, 점착층, 이형층 등을 추가 형성함으로써 탄소계 방열시트가 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 방열층의 일면 또는 양면에 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금층을 형성함으로써, 방열층의 열전도도를 향상시킬 수 있다. 또한, 방열층에 복수개의 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀 내측에 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금부를 형성함으로써, 수평방향뿐만 아니라 수직방향으로도 열전도도가 향상된 방열시트를 얻을 수 있다. 또한, 방열층 및 복합도금층의 표면에 요철 형상을 구비하여 열확산 면적을 증가시킴으로써 방열성능을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 탄소계 방열시트
110: 방열층
111: 관통홀
120: 복합도금층
130: 복합도금부

Claims (7)

  1. 면방향 열전도율과 두께방향 열전도율이 상이한 탄소계 소재로 형성되는 시트 형태의 방열층; 및
    상기 방열층의 일면 또는 양면에 도금 형성되는 것으로, 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금층을 포함하고,
    상기 방열층에는 간격을 두어 상기 방열층의 두께방향인 수직 방향으로 형성되는 복수개의 관통홀이 존재하고, 상기 관통홀의 내측에는 금속 및 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금부가 형성되는 탄소계 방열시트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열층 및 복합도금층의 표면에는 요철 형상이 구비되는 탄소계 방열시트.
  4. 면방향 열전도율과 두께방향 열전도율이 상이한 탄소계 소재로 형성되는 시트 형태의 방열층을 제조하는 1단계;
    상기 방열층의 표면에 간격을 두어 상기 방열층의 두께방향인 수직 방향으로 복수개의 관통홀을 형성하는 2단계;
    상기 방열층을 금속과, 그래파이트 나노플레이크, 그래핀 옥사이드, 환원된 그래핀 옥사이드 또는 그래핀 나노플레이트렛이 분산된 전해액을 통과시켜 전해도금(electro plating)을 실시함으로써, 상기 방열층의 일면 또는 양면에 상기 금속과 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금층을 형성하는 3단계; 및
    상기 금속과 그래핀이 혼합된 형태를 갖는 복합도금부를 상기 관통홀 내측에 형성하는 4단계;를 포함하는 탄소계 방열시트 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 3단계는 상기 전해액에 상기 금속 및 그래파이트 나노플레이크가 분산된 경우에는 상기 전해도금 후에 상기 그래파이트 나노플레이크를 열처리함으로써 상기 그래핀을 형성하고, 상기 열처리 방법은 마이크로파 조사 및/또는 IPL(Intensed Pulse Light) 조사인 탄소계 방열시트 제조방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 3단계 전에 상기 방열층의 표면에 요철을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 3단계에서 상기 복합도금층이 상기 방열층의 표면에 대응하여 요철 형상을 구비하도록 형성되는 탄소계 방열시트 제조방법.
KR1020130126586A 2013-10-23 2013-10-23 탄소계 방열시트 및 그 제조방법 KR101517811B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130126586A KR101517811B1 (ko) 2013-10-23 2013-10-23 탄소계 방열시트 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130126586A KR101517811B1 (ko) 2013-10-23 2013-10-23 탄소계 방열시트 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150046952A KR20150046952A (ko) 2015-05-04
KR101517811B1 true KR101517811B1 (ko) 2015-05-06

Family

ID=53386125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130126586A KR101517811B1 (ko) 2013-10-23 2013-10-23 탄소계 방열시트 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101517811B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190003186A (ko) * 2017-06-30 2019-01-09 주식회사 솔루에타 고방열 박막 및 그 제조 방법
KR102338811B1 (ko) * 2021-05-18 2021-12-14 (주)세기정밀 금속 도금된 그라파이트 방열시트 및 이의 제조방법
KR20230168388A (ko) * 2022-06-07 2023-12-14 자화전자(주) 방열 시트

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100958444B1 (ko) * 2009-12-16 2010-05-18 주식회사 배스팀 팽창흑연시트에 혼합분산용액을 코팅한 혼합카본시트의 제조방법
KR101279679B1 (ko) * 2012-11-12 2013-06-27 주식회사 나노인터페이스 테크놀로지 방열시트 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 방열시트

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100958444B1 (ko) * 2009-12-16 2010-05-18 주식회사 배스팀 팽창흑연시트에 혼합분산용액을 코팅한 혼합카본시트의 제조방법
KR101279679B1 (ko) * 2012-11-12 2013-06-27 주식회사 나노인터페이스 테크놀로지 방열시트 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 방열시트

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150046952A (ko) 2015-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kochat et al. Atomically thin gallium layers from solid-melt exfoliation
Yin et al. Flexible 3D porous graphene film decorated with nickel nanoparticles for absorption-dominated electromagnetic interference shielding
Xu et al. Customizing Heterointerfaces in Multilevel Hollow Architecture Constructed by Magnetic Spindle Arrays Using the Polymerizing‐Etching Strategy for Boosting Microwave Absorption
Chen et al. Highly thermally conductive yet electrically insulating polymer/boron nitride nanosheets nanocomposite films for improved thermal management capability
Lee et al. Low percolation 3D Cu and Ag shell network composites for EMI shielding and thermal conduction
Yusupov et al. Flexible thermoelectric polymer composites based on a carbon nanotubes forest
JP6039825B2 (ja) 樹脂部材の赤外線透過波長域に対応する熱放射光を選択的に放射する波長選択性熱放射材料及びその製造方法
KR101517811B1 (ko) 탄소계 방열시트 및 그 제조방법
KR101503283B1 (ko) 그래핀 코팅층을 포함하는 동축 케이블 및 제조방법
CN107564874B (zh) 一种柔性散热薄膜及其制作方法和复合柔性散热薄膜
US20140124186A1 (en) Radiation member
Wang et al. Multifunctional recycled carbon fiber-Ti3C2Tx MXene paper with superior electromagnetic interference shielding and photo/electro-thermal conversion performances
Cui et al. Highly conductive nitrogen-doped vertically oriented graphene toward versatile electrode-related applications
Feng et al. Transparent and Stretchable Electromagnetic Interference Shielding Film with Fence‐like Aligned Silver Nanowire Conductive Network
Qiao et al. Thermal shock synthesis of nanocatalyst by 3d‐printed miniaturized reactors
KR20140145870A (ko) 방열 복합시트
Cho et al. Graphene–carbon–metal composite film for a flexible heat sink
Xiang et al. Superplastic Nanomolding of Highly Ordered Metallic Sub‐Micrometer Pillars Arrays for Surface Enhanced Raman Scattering
Tung et al. N-doped reduced graphene oxide-PEDOT nanocomposites for implementation of a flexible wideband antenna for wearable wireless communication applications
Lv et al. 3D printing conductive composites with poly (ionic liquid) as a noncovalent intermedia to fabricate carbon circuits
Qiu et al. Highly flexible and thermal conductive films of graphene/poly (naphthylamine) and applications in thermal management of LED devices
JP4324434B2 (ja) 放熱部材及びその製造方法
Gutierrez et al. Printed graphene and its composite with copper for electromagnetic interference shielding applications
KR101561639B1 (ko) 그래핀 코팅층을 갖는 케이블 및 이의 제조방법
JP2008244193A (ja) 放熱用材料及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190313

Year of fee payment: 5