KR101527376B1 - Multi-layered heat emission film and processing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다층 구조 방열필름 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 박판 층에 인상 흑연이 포함된 탄소 페이스트를 도포한 후 자기장을 걸어 수직으로 배열한 수직 배열층과 상기 탄소 페이스트를 수평으로 배열한 수평 배열층을 적층하여 방열 효과를 향상시킨 다층 구조 방열필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-layered heat dissipation film and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a multi-layered heat dissipation film and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a heat dissipation film comprising a vertical alignment layer vertically arranged by applying a carbon paste containing graphite- And a method of manufacturing the multilayered heat radiating film.
휴대폰, 노트북, 태블릿 PC와 같은 전자 기기는 점점 고집적화 및 슬림화되고 있으며, 이로 인하여 기기 내의 열밀도가 높아져 열 방출 문제가 대두되고 있다. 전자 기기 내의 열은 전자 기기의 수명과 기능에 큰 영향을 주며, 상기 문제를 해결하기 위하여 열을 분산 및 방출하는 방열 필름을 사용하고 있다.Electronic devices such as mobile phones, notebooks, and tablet PCs are becoming increasingly highly integrated and slimmer, which increases the heat density in the device and raises a problem of heat emission. BACKGROUND ART [0002] Heat in an electronic device has a great influence on the lifetime and function of an electronic device. To solve the above problem, a heat-radiating film for dispersing and discharging heat is used.
종래는 방열 필름의 열방출 기재로서 구리, 알루미늄과 같은 열전도도가 높은 금속을 사용하였으며, 일반적으로 열전도 금속은 200 내지 450 W/m.K의 열전도도를 가진다. 하지만 모든 방향으로 열전도가 이루어지기 때문에 열원으로 발생된 열이 방열필름 반대편에 있는 전자 기기로 다시 전달되는 문제점이 있었다. Conventionally, a metal having a high thermal conductivity such as copper or aluminum is used as a heat dissipation base material of a heat dissipation film. Generally, a heat conduction metal has a thermal conductivity of 200 to 450 W / m.K. However, since the heat conduction is performed in all directions, the heat generated by the heat source is transmitted back to the electronic device on the opposite side of the heat dissipating film.
이러한 문제점을 개선하고자 현재는 가볍고, 열전도도 및 확산율은 높으면서 내열 충격성이 뛰어난 흑연을 사용하는 추세이다. 흑연이 첨가된 방열필름은 약 400 내지 500W/m.K의 열전도도를 가지며, 모든 방향으로 열을 전도하는 금속과 다르게 면 방향(단일 방향)으로 열을 빠르게 확산시키는 특징을 가지고 있다. In order to solve these problems, graphite having a high thermal conductivity and high diffusivity and excellent thermal shock resistance is currently used. The heat-radiating film to which graphite is added has a thermal conductivity of about 400 to 500 W / m.K, and has a characteristic of rapidly diffusing heat in a planar direction (unidirectional) unlike a metal which conducts heat in all directions.
도 1에 도시된 바와 같이 한국 등록특허 제 10-1021627호(방열 세라믹 필름 및 그 제조 방법)은 바인더, 열전도성 필러, 경화제 및 용제를 포함하는 혼합물을 제공하는 단계, 혼합물을 이형지 위에 도포하는 단계, 혼합물을 가열하여 방열 세라믹 필름을 제조하는 단계, 방열 세라믹 필름을 이형지로부터 박리하는 단계를 포함한다. As shown in FIG. 1, Korean Patent No. 10-1021627 (heat-dissipating ceramic film and method of manufacturing the same) comprises the steps of providing a mixture comprising a binder, a thermally conductive filler, a curing agent and a solvent, And heating the mixture to produce a heat-dissipating ceramic film, and peeling the heat-dissipating ceramic film from the release paper.
상기 특허문헌 및 종래의 흑연을 첨가한 방열 필름은 단순히 흑연 분말을 유기바인더와 혼합하여 층을 형성하거나, 열전도 금속과 단순히 적층 배열하여 높은 방열효과를 가지는 것에 한계가 있었다.
The patent documents and conventional heat radiating films to which graphite has been added have a limitation in that they have a high heat radiation effect by simply forming a layer by mixing graphite powder with an organic binder or simply layering them with a thermally conductive metal.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 금속 박판 층에 인상 및 판상의 흑연이 포함된 탄소 페이스트를 도포한 후 자기장을 걸어 수직으로 배열한 수직 배열층과 상기 탄소 페이스트를 수평으로 배열한 수평 배열층을 적층하여 방열 효과를 향상시킨 다층 구조 방열필름을 제공하는 것이다.In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a metal plate, comprising: applying a carbon paste containing graphite to a metal thin plate layer; applying a magnetic field to the metal paste layer; And to provide a multilayer structure heat radiating film in which horizontally aligned layers are laminated to improve the heat radiating effect.
본 발명의 다른 목적은 상기 다층구조 방열필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-mentioned multilayered heat radiating film.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다층구조 방열필름은 열을 전도하기 위한 금속 박판층과 인상 흑연를 포함하는 탄소 페이스트에 자기장을 걸어 상기 탄소 페이스트 내의 인상 흑연이 수직으로 배열된 수직 배열층과 상기 탄소 페이스트 내의 인상 흑연이 수평으로 배열된 수평 배열층을 포함한다. In order to accomplish the above object, a multilayered heat radiating film according to the present invention comprises a vertically arranged layer in which a graphite layer is vertically arranged in the carbon paste by applying a magnetic field to a carbon paste including a metal thin plate layer and heat- And a horizontally aligned layer in which the impression graphite in the carbon paste is arranged horizontally.
또한 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 제조 방법은 열을 전도하기 위한 금속 박판층을 배열하는 금속 박판층 배열단계 (S1)과 상기 금속 박판층에 인상 흑연을 포함하는 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층하는 제 1적층단계 (S2)와 상기 금속 박판층의 아래에서 1~5kG의 자기장을 걸어 탄소 페이스트 내의 인상 흑연을 수직으로 배열하는 수직 배열단계 (S3)를 포함한다. The method for manufacturing a multi-layered heat radiating film according to the present invention includes the steps of arranging a metal thin plate layer (S1) for arranging a metal thin plate layer for conducting heat and a carbon paste (S2) of applying a magnetic field of 1 to 5 kG and a vertical arrangement step (S3) of vertically arranging the impression graphite in the carbon paste by applying a magnetic field of 1 to 5 kG below the thin metal sheet layer.
또한 상기 수직 배열단계 (S3)의 탄소 페이스트를 건조 및 경화하여 수직 배열층을 형성하는 경화단계 (S4)와 상기 수직 배열층 위에 인상 흑연을 포함하는 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층하는 제 2적층단계 (S5)와 상기 제 2적층단계 (S5)의 탄소 페이스트를 건조 및 경화하여 수평 배열층을 형성하는 경화단계 (S6)를 포함한다. (S4) of drying and curing the carbon paste in the vertical arrangement step (S3) to form a vertically aligned layer and a carbon paste containing graphite in a thickness of 20 to 100 mu m on the vertical arrangement layer, And a curing step (S6) of drying and curing the carbon paste in the second laminating step (S5) and the second laminating step (S5) to form a horizontal aligned layer.
또한 상기 금속 박판층은 알루미늄, 구리, 텅스텐, 니켈, 철, 주석, 아연, 황동, 백금 및 은으로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 한다.The metal thin plate layer may be at least one selected from the group consisting of aluminum, copper, tungsten, nickel, iron, tin, zinc, brass, platinum and silver.
또한 상기 탄소 페이스트는 직경 5 내지 100μm 인 인상 흑연과 실란 작용기를 도입한 변성 에폭시 수지와 경화제를 포함하는 유기 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다. The carbon paste further includes an organic binder including graphite with a diameter of 5 to 100 mu m, a modified epoxy resin into which a silane functional group is introduced, and a curing agent.
또한 상기 변성 에폭시 수지는 비스페놀 A, 비스페놀 B, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S 및 레조르시놀로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 한다.The modified epoxy resin is characterized by being at least one kind selected from the group consisting of bisphenol A, bisphenol B, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S and resorcinol.
또한 상기 경화제는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜트리산, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 한다. The curing agent may be at least one selected from the group consisting of diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, azomethylphenol, phenol novolac resin, orthocresol novolac resin, , At least one member selected from the group consisting of phenol aralkyl resins, phthalic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, dicyandiamide, imidazole, BF3-amine complexes and guanidine derivatives.
또한 상기 탄소 페이스트는 상기 유기 바인더 100 중량부에 대하여 인상 흑연을 5 내지 40 중량부로 포함하며, 상기 유기 바인더는 상기 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 3 내지 10 중량부로 포함하는 것을 특징으로 한다.
The carbon paste may include 5 to 40 parts by weight of graphite in 100 parts by weight of the organic binder, and 3 to 10 parts by weight of a curing agent based on 100 parts by weight of the modified epoxy resin.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다층 구조 방열필름 및 이의 제조 방법에 의하면, 금속 박판 층에 인상 및 판상의 흑연이 포함된 탄소 페이스트를 도포한 후 자기장을 걸어 수직으로 배열한 수직 배열층과 상기 탄소 페이스트를 수평으로 배열한 수평 배열층을 적층하여 방열 효과를 향상시킨 다층 구조 방열필름 및 이의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
As described above, according to the multi-layered heat radiating film of the present invention and the method of manufacturing the same, a carbon layer including graphite in the form of platelets and platelets is coated on the metal thin plate layer, There is provided an effect of providing a multilayer structure heat radiation film in which horizontally aligned layers in which carbon paste is arranged horizontally are laminated to improve heat radiation effect and a manufacturing method thereof.
도 1은 종래의 방열필름의 구조를 보여주는 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 다층 구조를 보여주는 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 인상 흑연 입자를 확대한 SEM 사진.
도 4는 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 제조 방법을 도시한 순서도.
도 5에서 본 발명에 따른 자기장을 인가하는 방법을 보여주는 모식도.
도 6은 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 방열성능 측정방법을 도시한 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 수평 및 수직배열의 단면 조직을 도시한 단면도.1 is a side view showing the structure of a conventional heat radiation film.
2 is a side view showing a multilayer structure of a multilayered heat radiating film according to the present invention;
FIG. 3 is an SEM photograph showing an enlarged view of the impression graphite particles according to the present invention. FIG.
4 is a flowchart showing a method of manufacturing a multilayered heat radiating film according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a method of applying a magnetic field according to the present invention. FIG.
6 is a side view showing a method for measuring the heat radiation performance of the multilayered heat radiating film according to the present invention.
7 is a sectional view showing a cross-sectional structure of a horizontal and vertical arrangement of the multilayered heat-radiating film according to the present invention.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Specific features and advantages of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The detailed description of the functions and configurations of the present invention will be omitted if it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
본 발명은 다층 구조 방열필름 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 박판 층에 인상 흑연이 포함된 탄소 페이스트를 도포한 후 자기장을 걸어 수직으로 배열한 수직 배열층과 상기 탄소 페이스트를 수평으로 배열한 수평 배열층을 적층하여 방열 효과를 향상시킨 다층 구조 방열필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-layered heat dissipation film and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a multi-layered heat dissipation film and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a heat dissipation film comprising a vertical alignment layer vertically arranged by applying a carbon paste containing graphite- And a method of manufacturing the multilayered heat radiating film.
도 2는 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 다층 구조를 보여주는 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인상 흑연 입자를 확대한 SEM 사진이며, 도 4는 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 제조 방법을 도시한 순서도이고, 도 5에서 본 발명에 따른 자기장을 인가하는 방법을 보여주는 모식도이며, 도 6은 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 방열성능 측정방법을 도시한 측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 수평 및 수직배열의 단면 조직을 도시한 단면도이다.
FIG. 2 is a side view showing a multilayer structure of a multilayered heat radiating film according to the present invention, FIG. 3 is an SEM photograph of an expanded graphite particle according to the present invention, FIG. 4 is a cross- FIG. 6 is a side view illustrating a method of measuring the heat radiation performance of the multi-layered heat radiating film according to the present invention, and FIG. 7 is a cross- Sectional structure of the horizontal and vertical arrangement of the multi-layered heat-radiating film according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 다층 구조를 보여주는 측면도로서, 상기 다층구조 방열필름은 열을 전도하기 위한 금속 박판층(10)과 수직 배열층(20) 및 수평 배열층(30)을 포함한다. FIG. 2 is a side view showing a multilayered structure of a multilayered heat radiating film according to the present invention, wherein the multilayered heat radiating film includes a metal
상기 금속 박판층(10)은 알루미늄, 구리, 텅스텐, 니켈, 철, 주석, 아연, 황동, 백금 및 은으로 이루어진 군 중 1종 이상이며, 상기 금속 박판층은 모든 방향으로 높은 열전도율을 가져 흡수되는 열을 빠르게 수직 배열층(20)과 수평 배열층(30)으로 전도하게 된다. The thin
상기 수직 배열층(20)은 인상 흑연를 포함하는 탄소 페이스트에 자기장을 걸어 상기 탄소 페이스트 내의 인상 흑연이 수직으로 배열되고, 상기 수평 배열층(30)은 상기 탄소 페이스트 내의 인상 흑연이 수평으로 배열된다. In the
흑연은 거의 순수한 탄소로 이루어지는 광물로서, 열전도도 및 열확산율은 높으면서 선팽창율은 낮아 치수 안정성이 우수하고 내열 충격성이 뛰어나 방열 필름의 원재료로서 많이 사용된다. Graphite is a mineral composed of almost pure carbon. It has high thermal conductivity and thermal diffusivity, low coefficient of linear expansion, excellent dimensional stability, and excellent thermal shock resistance, and is widely used as a raw material for a heat radiation film.
흑연은 결정상태에 따라 인상 흑연과 토상 흑연으로 분류되며, 인상 흑연은 판 모양의 결정질이고, 토상 흑연은 비결정질로서 미세한 입자를 가진다. Graphite is classified into graphite and ground graphite depending on the crystal state, graphite graphite being plate-like crystalline, and ground graphite being amorphous and having fine particles.
흑연은 모든 방향으로 열을 전도하는 금속과 다르게 면 방향(단일 방향)으로 열을 빠르게 확산하며, 본 발명에 따른 흑연은 인상 흑연을 사용하여 열전도효율을 높일 수 있다. 인상 흑연 입자를 확대한 SEM 사진이 도 3에 도시되어 있다. Graphite rapidly diffuses heat in a planar direction (unidirectional), unlike a metal that conducts heat in all directions, and graphite according to the present invention can increase heat conduction efficiency by using graphite impression. An enlarged SEM photograph of the impression graphite particles is shown in Fig.
또한, 흑연은 자기장을 걸어주면 자기장의 방향으로 배열되는 특징을 가지며, 판 모양의 결정질로 형성된 인상 흑연은 자기장에 의해 인상 흑연 입자들의 배열이 달라질 수 있다. In addition, graphite is characterized in that it is arranged in the direction of a magnetic field when a magnetic field is applied. In the case of impression graphite formed of a plate-like crystalline material, the arrangement of the impression graphite particles may be varied by a magnetic field.
본 발명에 따른 다층구조 방열필름은 이러한 인상 흑연의 특성을 이용하여, 탄소 페이스트 내의 인상 흑연에 자기장을 걸어주어 다층 필름의 층과 직교되는 방향으로 인상 흑연을 수직 배열하여 열이 수직 배열된 인상 흑연의 면 방향을 따라 빠르게 전달하고, 수직 배열층(20)의 상부에 인상 흑연을 수평으로 배열한 수평 배열층(30)을 형성하여 열이 방열필름에 머무르지않아 전자 기기에 전달되는 열을 감소시킨다.The multi-layered heat radiating film according to the present invention is characterized in that a magnetic field is applied to the impression graphite in the carbon paste by using the characteristics of the impression graphite so that the impression graphite is vertically arranged in the direction orthogonal to the layer of the multilayer film, And the
종래의 흑연 입자가 포함된 방열 필름은 흑연 입자를 단순히 유기바인더와 섞어 필름을 형성한 것으로 횡방향의 열발산 효과는 좋지만 유기바인더의 열전도저항으로 인하여 축방향의 열전도도가 좋지 않은 문제점이 있었다. 본 발명에 따른 다층구조 방열필름은 흑연 입자를 수직으로 배열하는 층을 형성하여 층상구조를 가지는 필름 내에서 열을 효과적으로 방출할 수 있게 된다. The conventional heat dissipation film containing graphite particles has a problem in that the thermal conductivity in the axial direction is poor due to the heat conduction resistance of the organic binder, although the heat dissipation effect in the transverse direction is good although the graphite particles are simply mixed with the organic binder to form the film. The multilayered heat radiating film according to the present invention can form a layer in which graphite particles are vertically arranged, thereby effectively releasing heat in a film having a layered structure.
상기 탄소 페이스트는 직경 5 내지 100μm 인 인상 흑연과 실란 작용기를 도입한 변성 에폭시 수지와 경화제를 포함하는 유기 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다. The carbon paste includes an impregnated graphite having a diameter of 5 to 100 mu m and an organic binder including a modified epoxy resin into which a silane functional group is introduced and a curing agent.
실란(실레인)은 수소화 규소(SinH2n +2)를 일컫는 것으로, 에폭시 수지에 실란기를 도입하면 금속과의 우수한 접착력을 가지고, 내부식성이 향상되게 된다.Silane (silane) refers to silicon hydride (Si n H 2n + 2 ). When a silane group is introduced into an epoxy resin, it has excellent adhesion with metal and improves corrosion resistance.
상기 변성 에폭시 수지는 비스페놀 A, 비스페놀 B, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S 및 레조르시놀로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 한다. Wherein the modified epoxy resin is at least one member selected from the group consisting of bisphenol A, bisphenol B, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S and resorcinol.
또한 상기 경화제는 상기 탄소 페이스트에 경화성을 부여하기 위하여 첨가되며, 상기 경화제는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜트리산, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
Also, the curing agent is added in order to impart curability to the carbon paste, and the curing agent is selected from the group consisting of diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, Phenol novolak resin, orthocresol novolak resin, naphthol novolac resin, phenol aralkyl resin, phthalic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, dicyandiamide, imidazole, BF3-amine complex , And guanidine derivatives.
도 4는 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 4 is a flowchart showing a method of manufacturing a multilayered heat radiating film according to the present invention.
상기 다층구조 방열필름의 제조 방법은 열을 전도하기 위한 금속 박판층을 배열하는 금속 박판층 배열단계 (S1)과 상기 금속 박판층에 인상 흑연을 포함하는 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층하는 제 1적층단계 (S2)와 상기 금속 박판층의 아래에서 1~5kG의 자기장을 걸어 탄소 페이스트 내의 인상 흑연을 수직으로 배열하는 수직 배열단계 (S3)를 포함한다. The method for manufacturing a multi-layered heat dissipation film includes the steps of arranging a thin metal sheet layer (S1) for arranging a thin metal sheet layer for conducting heat and a carbon paste containing graphite impregnated on the thin metal sheet layer to a thickness of 20 to 100 m And a vertical aligning step S3 of vertically arranging the impression graphite in the carbon paste by applying a magnetic field of 1 to 5 kG under the first lamination step S2 to laminate and under the metal thin plate layer.
또한, 상기 수직 배열단계 (S3)의 탄소 페이스트를 건조 및 경화하여 수직 배열층을 형성하는 경화단계 (S4)와 상기 수직 배열층 위에 상기 인상 흑연을 포함하는 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층하는 제 2적층단계 (S5)와 상기 제 2적층단계 (S5)의 탄소 페이스트를 건조 및 경화하여 수평 배열층을 형성하는 경화단계 (S6)를 포함한다.In addition, a curing step (S4) of forming a vertically aligned layer by drying and curing the carbon paste in the vertical arrangement step (S3) and a carbon paste containing the graphite impregnated on the vertical arrangement layer are applied in a thickness of 20 to 100 탆 And a curing step (S6) of drying and curing the carbon paste in the second laminating step (S5) and the second laminating step (S5) to form a horizontally arranged layer.
상기 금속 박판층 배열단계(S1)에서는 열을 전도하기 위한 금속 박판을 자기장 인가 장치(40) 위에 올리게 되며, 상기 금속 박판층(10)은 알루미늄, 구리, 텅스텐, 니켈, 철, 주석, 아연, 황동, 백금 및 은으로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 한다. 자기장 인가 장치(40)의 극은 N극 또는 S극이 될 수 있으며, 도 5에서 본 발명에 따른 자기장을 인가하는 방법을 보여준다. In the step of arranging the metal thin plate layer S1, a metal thin plate for conducting heat is placed on the magnetic
상기 제 1적층단계(S2)는 상기 금속 박판층에 인상 흑연을 포함하는 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층한다. 상기 탄소 페이스트를 도포 및 코팅하는 방법에는 바(bar) 코팅, 디핑(dipping) 코팅, 스프레이(spray) 코팅이 있다. In the first laminating step (S2), a carbon paste containing graphite is applied to the metal thin plate layer to a thickness of 20 to 100 탆 and laminated. Methods of applying and coating the carbon paste include bar coating, dipping coating, and spray coating.
바(bar) 코팅은 코팅제를 분사한 다음 롤러 및 바로 코팅제를 피코팅체의 표면에 코팅하는 방법이고, 디핑(dipping) 코팅은 코팅제에 담궈서 코팅하는 방법, 스프레이(spray) 코팅은 분사구를 통하여 고압을 압력으로 코팅제를 피코팅체의 표면에 코팅하는 방법으로서, 상기 방법들은 함께 적용될 수도 있다.The bar coating is a method in which a coating agent is sprayed and then a roller and an immediate coating agent are coated on the surface of a coating material. Dipping coating is dipped in a coating agent and a spray coating is applied to a high pressure A method of coating a surface of a coating material with a coating agent under pressure, and the above methods may be applied together.
상기 탄소 페이스트는 직경 5 내지 100μm 인 인상 흑연과 실란 작용기를 도입한 변성 에폭시 수지와 경화제를 포함하는 유기 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다. The carbon paste includes an impregnated graphite having a diameter of 5 to 100 mu m and an organic binder including a modified epoxy resin into which a silane functional group is introduced and a curing agent.
또한 상기 탄소 페이스트는 상기 유기 바인더 100 중량부에 대하여 인상 흑연을 5 내지 40 중량부로 포함하며, 상기 유기 바인더는 상기 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 3 내지 10 중량부로 포함하여 고점도 믹서에서 200 내지 700 rpm에서 30~60분간 혼합하여 제조한다. 이로써 인상 흑연과 유기바인더는 골고루 혼합되게 된다. The carbon paste includes 5 to 40 parts by weight of graphite in 100 parts by weight of the organic binder, and 3 to 10 parts by weight of a curing agent per 100 parts by weight of the modified epoxy resin. 700 rpm for 30 to 60 minutes. As a result, impression graphite and organic binder are mixed evenly.
상기 수직 배열단계 (S3)는 상기 금속 박판층의 하부에 놓인 자장 인가 장치(40)에 1~5kG(CGS 단위계)의 자기장을 걸어 탄소 페이스트 내의 인상 흑연을 수직으로 배열하게 된다. In the vertical aligning step S3, a magnetic field of 1 to 5 kG (CGS system) is applied to the magnetic
상기 수직 배열층을 형성하는 경화단계(S4)에서는 상기 수직 배열단계 S3의 탄소 페이스트를 상온에서 5~30분 건조 후, 100~200 ℃에서 30분~2시간 동안 경화시킨다. In the curing step S4 of forming the vertical alignment layer, the carbon paste of the vertical alignment step S3 is dried at room temperature for 5 to 30 minutes and cured at 100 to 200 DEG C for 30 minutes to 2 hours.
상기 수직 배열층(20)을 형성한 후, 상기 수직 배열층 위에 상기 인상 흑연을 포함하는 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층하는 제 2적층단계(S5)를 거치게 된다. After the
상기 제 2적층단계(S5)에서 탄소 페이스트를 도포하는 방법은 상기 제 1적층단계(S2)에서 탄소 페이스트를 도포하는 방법과 마찬가지로 바(bar) 코팅, 디핑(dipping) 코팅, 스프레이(spray) 코팅이 될 수 있다. The method of applying the carbon paste in the second laminating step S5 may be the same as the method of applying the carbon paste in the first laminating step S2 by a bar coating, .
상기 제 2적층단계(S5)를 거친 후 별도의 자기장을 걸어주는 단계가 필요치 않은데, 그 이유는 유기 바인더 내부의 점도에 의해 수평으로 인상 흑연이 쌓이게 되며, 특히 스프레이(spray) 코팅시에는 코팅 분사구의 압력에 의해 인상 흑연 입자가 자연스레 수평으로 쌓이게 되기 때문이다. It is not necessary to provide a separate magnetic field after the second laminating step S5 because the impression graphite is piled up horizontally due to the viscosity of the inside of the organic binder and in particular when spray coating, The graphite particles are spontaneously and horizontally piled up by the pressure of the graphite particles.
물론 별도의 자기장을 걸어줄 수도 있으나 다층구조 방열필름의 두께가 얇아 자기장의 효과는 미미하기 때문에 바람직하지 않다. Of course, a separate magnetic field may be applied, but the multilayered heat dissipation film is thin and the effect of the magnetic field is insignificant.
상기 수평 배열층을 형성하는 경화단계 (S6)는 상기 제 2적층단계 (S5)의 탄소 페이스트를 상온에서 5~30분 건조 후, 100~200 ℃에서 30분~2시간 동안 경화시킨다. The curing step (S6) for forming the horizontally arranged layer is performed by drying the carbon paste of the second laminating step (S5) at room temperature for 5 to 30 minutes and then curing at 100 to 200 DEG C for 30 minutes to 2 hours.
또한 상기 다층구조 방열필름에 접착층을 형성하여 활용성을 높일 수도 있다.
Further, an adhesive layer may be formed on the multi-layered heat radiating film to improve the usability.
도 6은 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 방열성능 측정방법을 도시한 것으로서, LED 모듈(50)의 하측에 본 발명에 따른 다층구조 방열필름과 상기 다층구조 방열필름의 효과를 확인하기 위한 대조 샘플을 부착하여 열 방출효과를 측정한다. A는 본 발명에 따른 다층구조 방열필름이다.6 illustrates a method of measuring the heat radiation performance of a multilayered heat radiating film according to the present invention. In the lower part of the
보다 상세하게는, PCB기판(60)에 전압을 인가하게 되면 열이 발생하게 되며, LED 모듈 표면의 온도를 측정하여 본 발명에 따른 다층구조 방열필름과 대조 샘플에서 얼마나 많은 열이 방출되었는지를 확인할 수 있다. More specifically, when a voltage is applied to the
표 1은 도 6에서 도시한 방열성능 측정방법으로 측정한 방열 성능을 보여준다. Table 1 shows the heat dissipation performance measured by the heat dissipation performance measurement method shown in Fig.
(a)는 금속 박판층 필름, (b)는 금속 박판층과 수직 배열층을 적층한 필름, (c)는 금속 박판층과 수평 배열층을 적층한 필름, (d)는 본 발명에 따른 다층구조 방열필름(금속박판층+수직배열층+수평배열층)이다.(b) is a film laminated with a metal thin plate layer and a vertically aligned layer, (c) is a film obtained by laminating a metal thin plate layer and a horizontal alignment layer, (d) Structure heat-radiating film (metal thin plate layer + vertical alignment layer + horizontal alignment layer).
A는 (a)금속 박판층 필름 대비 온도 감소율(%)이다. A is the temperature reduction rate (%) of the (a) metal thin plate layer film.
상기 금속 박판층은 약 30μm 두께의 구리이며, (b)와 (c)의 수직 및 수평 배열층은 약 60μm의 두께로 형성하고, (d)에서 수직 및 수평 배열층을 각각 약 30μm 두께로 형성하여 총 두께가 약 60μm이다. (B) and (c) are formed to have a thickness of about 60 탆, and in (d), the vertical and horizontal alignment layers are formed to have a thickness of about 30 탆, respectively And the total thickness is about 60 탆.
따라서, 필름이 동일한 두께를 가질 때 적층 구조에 따른 열 방출 효과를 비교할 수 있다. Therefore, when the films have the same thickness, the heat emission effect according to the lamination structure can be compared.
상기 표 1에서 본 발명에 따른 다층구조 방열필름이 대조 샘플(a),(b),(c)와 비교하였을 때 열방출 효과가 월등히 우수한 것을 확인할 수 있다.
It can be seen from the above Table 1 that the multilayered heat radiating film according to the present invention is superior in heat release effect when compared with the control samples (a), (b) and (c).
도 7은 본 발명에 따른 다층구조 방열필름의 수평 및 수직배열의 단면 조직을 도시한 단면도로서, (a)는 수직 배열층, (b)는 수평 배열층이며, 금속 현미경을 이용하여 촬영하였다. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the horizontal and vertical arrangement of the multilayered heat-radiating film according to the present invention, wherein (a) is a vertically aligned layer and (b) is a horizontally aligned layer and is photographed using a metallurgical microscope.
(a)수직 배열층은 금속 박판층에 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층하는 제 1적층단계 (S2)와 상기 금속 박판층의 아래에서 1~5kG의 자기장을 걸어 탄소 페이스트 내의 인상 흑연을 수직으로 배열하는 수직 배열단계 (S3) 및 건조 및 경화하여 수직 배열층을 형성하는 경화단계 (S4)로 제조된다. (a) a vertically aligned layer is formed by a first laminating step (S2) of applying a carbon paste to a metal thin plate layer at a thickness of 20 to 100 탆 and laminating it, and a step of applying a magnetic field of 1 to 5 kG below the metal thin plate layer, A vertical arrangement step S3 for vertically arranging the graphite, and a curing step S4 for forming a vertically aligned layer by drying and curing.
자기장을 걸어주면 탄소 페이스트 내의 인상 흑연이 수직 방향으로 배열을 하게 되며, 유기 바인더의 점성에 의해 전체 인상 흑연 입자들의 비율 중 75 내지 85 % 가 45 내지 90도의 기울기를 가지고 배열을 하였다. When the magnetic field is applied, the impression graphite in the carbon paste is arranged in the vertical direction, and 75 to 85% of the ratio of the total impression graphite particles is arranged with a slope of 45 to 90 degrees by the viscosity of the organic binder.
(b)수평 배열층은 탄소 페이스트를 적층하는 제 2적층단계(S5)와 건조 및 경화하여 수평 배열층을 형성하는 경화단계 (S6)로 제조된다. (b) the horizontally oriented layer is manufactured by a second laminating step (S5) for laminating carbon paste, and a curing step (S6) for forming a horizontally aligned layer by drying and curing.
본 발명에 따른 다층구조 필름은 탄소 페이스트 내의 인상 흑연에 자기장을 걸어주어 다층필름의 층과 직교되는 방향으로 인상 흑연을 수직 배열하여 열이 수직 배열된 인상 흑연의 면 방향을 따라 빠르게 전달하고, 수직 배열층(20)의 상부에 인상 흑연을 수평으로 배열한 수평 배열층(30)을 형성하여 열이 방열필름과 닿은 전자 기기로 전달되지 않고 수평 배열층의 면을 따라 빠져나가게 한다.The multilayered structure film according to the present invention is characterized in that a magnetic field is applied to the impression graphite in the carbon paste to vertically arrange the impression graphite in a direction orthogonal to the layer of the multilayer film to rapidly transfer the heat along the plane direction of the vertically arranged imprinted graphite, A horizontally arranged
이로써 방열 성능은 향상되고, 방열필름 반대편에 맞닿아 있는 전자부품에 미치는 열영향을 줄여주는 효과를 가지게 된다.
As a result, the heat dissipation performance is improved and the heat effect on the electronic parts which are in contact with the opposite side of the heat dissipating film is reduced.
이상과 같이 본 발명은, 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken as a limitation of the scope of the present invention. Or modify it. The scope of the invention should, therefore, be construed in light of the claims set forth to cover many of such variations.
10 : 금속 박판층
20 : 수직 배열층
30 : 수평 배열층
40 : 자기장 인가 장치
50 : LED모듈
60 : PCB기판10: metal foil layer
20: vertical arrangement layer
30: Horizontal arrangement layer
40: magnetic field applying device
50: LED module
60: PCB substrate
Claims (11)
열을 전도하기 위한 금속 박판층과;
인상 흑연를 포함하는 탄소 페이스트에 자기장을 걸어 상기 탄소 페이스트 내의 인상 흑연이 수직으로 배열된 수직 배열층과;
상기 탄소 페이스트 내의 인상 흑연이 수평으로 배열된 수평 배열층을 포함하며
상기 금속 박판층의 상면에 상기 수직 배열층이 적층되며, 상기 수직 배열층의 상면에 상기 수평 배열층이 적층되며
상기 수직 배열층에 포함된 인상 흑연의 75~85%가 40~90도의 기울기를 가지고 배열되어 있는 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름.
In the multilayered structure heat-radiating film,
A metal thin plate layer for conducting heat;
A vertically aligned layer in which a rolled graphite in a carbon paste is vertically arranged by applying a magnetic field to a carbon paste containing graphite;
Wherein the rolled graphite in the carbon paste comprises horizontally aligned layers arranged horizontally
The vertical alignment layer is stacked on the upper surface of the metal thin plate layer, and the horizontal alignment layer is stacked on the upper surface of the vertical alignment layer
And 75 to 85% of the impression graphite contained in the vertically aligned layer is arranged with a slope of 40 to 90 degrees.
Multilayer structure heat dissipation film.
상기 금속 박판층은
알루미늄, 구리, 텅스텐, 니켈, 철, 주석, 아연, 황동, 백금 및 은으로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름.
The method according to claim 1,
The metal thin plate layer
And at least one of aluminum, copper, tungsten, nickel, iron, tin, zinc, brass, platinum and silver
Multilayer structure heat dissipation film.
상기 탄소 페이스트는
직경 5 내지 100μm 인 인상 흑연과;
실란 작용기를 도입한 변성 에폭시 수지와 경화제를 포함하는 유기 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름.
The method according to claim 1,
The carbon paste
Impression graphite having a diameter of 5 to 100 占 퐉;
Characterized by comprising an organic binder comprising a modified epoxy resin into which a silane functional group has been introduced and a curing agent
Multilayer structure heat dissipation film.
상기 변성 에폭시 수지는
비스페놀 A, 비스페놀 B, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S 및 레조르시놀로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름.
The method of claim 3,
The modified epoxy resin
Is at least one member selected from the group consisting of bisphenol A, bisphenol B, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S and resorcinol.
Multilayer structure heat dissipation film.
상기 경화제는
디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜트리산, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름.
The method of claim 3,
The curing agent
There may be mentioned a phenol novolak resin, a naphthol novolak resin, a phenol aralkyl, a phenol novolak resin, a phenol novolac resin, a naphthol novolak resin, a phenol novolak resin, Characterized in that it is at least one kind selected from the group consisting of resin, phthalic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, dicyandiamide, imidazole, BF3- amine complex and guanidine derivatives
Multilayer structure heat dissipation film.
열을 전도하기 위한 금속 박판층을 배열하는 금속 박판층 배열단계 (S1)과;
상기 금속 박판층에 인상 흑연을 포함하는 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층하는 제 1적층단계 (S2)와;
상기 금속 박판층의 아래에서 1~5kG의 자기장을 걸어 탄소 페이스트 내의 인상 흑연을 수직으로 배열하는 수직 배열단계 (S3)와;
상기 수직 배열단계 S3의 탄소 페이스트를 건조 및 경화하여 수직 배열층을 형성하는 경화단계 (S4)와;
상기 수직 배열층 위에 인상 흑연을 포함하는 탄소 페이스트를 20 내지 100μm의 두께로 도포하여 적층하는 제 2적층단계 (S5)와;
상기 제 2적층단계 S5의 탄소 페이스트를 건조 및 경화하여 수평 배열층을 형성하는 경화단계 (S6)를 포함하며
상기 금속 박판층의 상면에 상기 수직 배열층이 적층되며, 상기 수직 배열층의 상면에 상기 수평 배열층이 적층되며
상기 수직 배열층에 포함된 인상 흑연의 75~85%가 40~90도의 기울기를 가지고 배열되어 있는 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름의 제조 방법.
A method for manufacturing a multilayered heat dissipation film,
A step (S1) of arranging a metal sheet layer for arranging a metal sheet layer for conducting heat;
A first laminating step (S2) of applying a carbon paste containing graphite to the metal thin plate layer to a thickness of 20 to 100 mu m and laminating them;
A vertical arrangement step (S3) of vertically arranging the impression graphite in the carbon paste by applying a magnetic field of 1-5 kG below the metal thin plate layer;
A curing step (S4) of drying and curing the carbon paste in the vertically arranged step S3 to form a vertically aligned layer;
A second laminating step (S5) of applying a carbon paste containing impression graphite to the vertically aligned layer at a thickness of 20 to 100 mu m and laminating;
And a curing step (S6) of drying and curing the carbon paste in the second laminating step S5 to form a horizontally aligned layer
The vertical alignment layer is stacked on the upper surface of the metal thin plate layer, and the horizontal alignment layer is stacked on the upper surface of the vertical alignment layer
And 75 to 85% of the impression graphite contained in the vertically aligned layer is arranged with a slope of 40 to 90 degrees.
(EN) METHOD FOR MANUFACTURING MULTILAYERED THERMOSTATIC FILM.
상기 금속 박판층은
알루미늄, 구리, 텅스텐, 니켈, 철, 주석, 아연, 황동, 백금 및 은으로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The metal thin plate layer
And at least one of aluminum, copper, tungsten, nickel, iron, tin, zinc, brass, platinum and silver
(EN) METHOD FOR MANUFACTURING MULTILAYERED THERMOSTATIC FILM.
상기 탄소 페이스트는
직경 5 내지 100μm 인 인상 흑연과;
실란 작용기를 도입한 변성 에폭시 수지와 경화제를 포함하는 유기 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The carbon paste
Impression graphite having a diameter of 5 to 100 占 퐉;
Characterized by comprising an organic binder comprising a modified epoxy resin into which a silane functional group has been introduced and a curing agent
(EN) METHOD FOR MANUFACTURING MULTILAYERED THERMOSTATIC FILM.
상기 변성 에폭시 수지는
비스페놀 A, 비스페놀 B, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S 및 레조르시놀로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The modified epoxy resin
Is at least one member selected from the group consisting of bisphenol A, bisphenol B, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S and resorcinol
(EN) METHOD FOR MANUFACTURING MULTILAYERED THERMOSTATIC FILM.
상기 경화제는
디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜트리산, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The curing agent
There may be mentioned a phenol novolak resin, a naphthol novolak resin, a phenol aralkyl, a phenol novolak resin, a phenol novolac resin, a naphthol novolak resin, a phenol novolak resin, Characterized in that it is at least one kind selected from the group consisting of resin, phthalic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, dicyandiamide, imidazole, BF3- amine complex and guanidine derivatives
(EN) METHOD FOR MANUFACTURING MULTILAYERED THERMOSTATIC FILM.
상기 탄소 페이스트는
상기 유기 바인더 100 중량부에 대하여 인상 흑연을 5 내지 40 중량부로 포함하며,
상기 유기 바인더는
상기 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 3 내지 10 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는
다층구조 방열필름의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The carbon paste
5 to 40 parts by weight of impression graphite relative to 100 parts by weight of the organic binder,
The organic binder
And 3 to 10 parts by weight of a curing agent based on 100 parts by weight of the modified epoxy resin
(EN) METHOD FOR MANUFACTURING MULTILAYERED THERMOSTATIC FILM.
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