KR101749461B1

KR101749461B1 - 전자기기용 고방열 융합시트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101749461B1
Application number: KR1020160090512A
Authority: KR
Inventors: 주학식
Original assignee: 주학식
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2017-06-21
Also published as: KR20170029376A

Abstract

본 발명은 전자기기용 고방열 융합시트를 개시한다.
본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트는, 흑연성분을 포함하는 그라파이트 기재와 다기공 금속시트로 이루어진 전자기기용 고방열 융합시트에 있어서, 그라파이트 기재를 시트 형태로 성형하되 밀도 0.1~1.5g/㎤ 범위를 갖도록 하여 결정구조가 불완전한 상태로 형성된 가성형 그라파이트시트와; 상·하면으로 연결되는 미세한 구멍이나 틈새로 이루어진 0.001mm~0.05mm 크기의 공극을 복수 형성하여 된 것으로, 상기 결정구조가 불완전한 상태의 가성형 그라파이트시트가 일면에 적층되어 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤를 갖도록 가압 성형되는 것에 의해 결정입자의 일부가 공극에 함침되면서 물리적으로 상호 일체로 부착 결합되는 다기공 금속시트로 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트는 고방열을 목적으로 다공성 메탈베이스의 일면에는 가성형 그라파이트시트를 적층하여 가압하여 일체화시키고 반대면에는 유기/무기/세라믹계열/그라파이트 등의 액상 방열수지류를 적층하여 일체화한 구성으로, 열전도가 우서한 다기공 금속시트의 공극으로 그라파이트 기재와 방열성분이 함침되어 우수한 방열특성을 확보할 수 있음에 따라 전자기기의 고성능화에 따른 고방열을 보장할 수 있는 효과가 기대된다.
따라서, 이를 적용한 제품이 최적의 성능을 확보하도록 하여 결과적으로 제품의 상품 가치를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

전자기기용 고방열 융합시트 및 그 제조방법{the fusion heat dissipation sheet for electronic equipment}

본 발명은 휴대폰, OLED TV, LED 등의 전자기기에 적용하여 안정적인 방열특성을 보장하기 위한 전자기기용 고방열 융합시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그라파이트 기재를 가압 성형하여 결정구조가 불완전한 상태의 가성형 그라파이트 시트를 준비하고 이의 일면에 공극을 형성한 다기공 금속시트를 부착한 상태에서 가압력에 의해 일체로 결합시킴으로서 경제적이면서도 고효율의 방열특성을 보장할 수 있는 전자기기용 고방열 융합시트에 관한 것이다.

최근 들어 고성능의 휴대용 무선정보 단말기를 비롯하여 유무선 통신망과 연계 운영되는 가전제품 등 각종 첨단 전자기기의 보급이 급속하게 늘어남에 따라 이들 기기들에 사용되는 전자소자의 고집적화 및 주파수의 광대역화 추세로 인하여 전자파의 발생원, 기기의 방열 필요성이 늘어나고 있는 추세에 있다.

현재 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 각 업체에서 방열시트와 EMI 시트 2종을 적용하여 해결하여 왔으나, 향후 생산원가 절감 및 효율성 차원에서 2가지 기능의 시트를 하나로 통합한 하이브리드 형태의 기능성 시트의 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 예상된다.

일례로, 고발열 전자기기 중 하나인 LED 및 각종 반도체, 전자전기부품, 자동차 관련부품의 수요증가에 의해 방열부재는 2011년 대비 38.3% 증가된 4,219억엔, 방열소재는 3.4배 증가된 37억엔으로 보고되고 있다. 일본 후지경제는 전자전기부품 및 반도체 등 고출력화, 경량화, 박막화, 소형화등에 따른 니즈(needs)가 높아진 방열부재 및 소재의 세계시장을 조사하였다. 그 결과를 보고서‘2012년 열제어 및 방열부재 시장의현황과 신용도 전개”에 정리하였다.

또한, 휴대폰의 MSM(Mobile Solution Module) 칩의 경우 Full 모드로 구동시 칩의 최고온도가 80℃를 넘어설 정도로 온도 상승이 크다 휴대폰과 같이 슬림형디 지털기기에는 Heat Sink를 장착 할 공간적인 여유가 없기 때문에 열 확산기구를 사용하여 열집중점(Hot spot)의 온도를 전체 공간으로 퍼뜨려 평균 온도를 낮추는 방법이 가장 효과적이다 이에 따라 수평 방향으로의 열전도성이 높으면서 기존의 접착 필름과 같이 유연하고 접착성이 우수한 시트형태로 제조하는 기술개발이 필요하다. 이를 통해 확인할 수 있듯이 전가기기의 고 성능화에 따른 효과적인 방열기술의 개발이 시급한 실정이다.

이러한 문제점을 해결하고자 종래에는 대한민국 등록특허 제10-0755014호를 통해 열전도성 점착제가 도포된 그라파이트 방열시트가 제안된 바 있으며, 그 청구항 5에는 열전도성 점착제가 도포된 그라파이트 방열시트에 있어서, 두께가 0.5 내지 60mm의 시트형태로 형성된 그라파이트 방열시트와; 상기 그라파이트 방열시트의 일측면에 도포되되, 폴리디메틸실록산 25 내지 45중량%와 실리콘 레진 20 내지 30중량%를 알칼리 촉매하에 반응하여 얻어진 실리콘 점착제를 열전도성 필라 25 내지 55중량%와 교반 구성된 열전도성 점착제와; 열전도성 점착제의 상측에 부착된 이형지와; 상기 그라파이트 방열시트의 타측면에 도포되되, 메틸메타아크릴레이트 16.6 중량%와, 메타아크릴옥시프로 필트리메톡시실란 16.6중량%, 이소프로필알콜 32.2중량%, 부틸아세테이트 32.2중량% 및 과산화벤조일 0.4중량%로 구성된 혼합물을 테트라부틸티타네이트 10중량%와 2% 에틸헥산올 용액의 염화백금산 10중량%와 혼합 구성된 코팅용액으로 구성됨을 특징으로 하는 열전도성 점착제가 도포된 그라파이트 방열시트가 개시되어 있다.

이와 같은 구성의 종래 기술에 따른 열전도성 점착제가 도포된 그라파이트 방열시트는 그라파이트 방열시트의 일측면에 폴리디메틸실록산과 실리콘 레진 및 열전도성 필라를 혼합 제조된 열전도성 점착제를 도포함으로써 디스플레이 제품에 쉽게 점착되면서도 열전도성을 개선하고, 또한 그라파이트 방열시트의 타측면에는 메틸메타아크릴레이트-트리알콕시실란로 구성된 공중합체 코팅용액을 도포함으로써 그라파이트 가루가 날리지 않도록 하고 있다.

그러나, 상기 종래 기술에 따른 열전도성 점착제가 도포된 그라파이트 방열시트는 천연 또는 인공 흑연 분말을 굳혀서 만든 시트로 된 그라파이트 층의 외면에 점착층과 공중합체 코팅용액을 형성하여 그 형태를 유지되게 하는 것으로 휨변형이나 외력에 의해 그라파이트층이 쉽게 균열되거나 손상이 발생함에 따라 방열성능이 불량해지는 문제점이 있었다.

따라서, 분말을 굳힌 상태의 그라파이트 층의 내구성이 외부 충격에 상당히 민감함에 따라 제조 및 운반 및 보관 과정에서의 취급에 상당한 주의가 필요할 뿐만 아니라 디스플레이등의 전자기기에 부착시에도 상당한 주의를 기울여야 하며 특히 대면적으로 양산이 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 비교적 고가의 그라파이트를 대면적용 디스플레이 등과 같은 전자기기용으로 제작하기에는 기술적으로 난해할 뿐만 아니라 전용 설비를 갖춰야 하는 등 양산성이 불량함에 따라 경제적인 제조가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 그라파이트 시트를 단독으로 사용이 불가함에 따라 그 양면에 보호층을 덧대는 방법이 사용되고 있으나 이 경우 방열특성이 보호층의 물성 특성으로 인해 저감되는 문제점이 있으며 여전히 내구성이 낮은 폐단이 있다.

특허공고 제90-008544호, 청구항 1, 도면 2 등록특허 제10-0627114호, 청구항 1, 도면 2 등록특허 제10-0755014호, 청구항 1, 도면 1

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열전도가 우수한 금속으로 된 다기공성 메탈로 된 다기공 금속시트를 베이스 기재로 하고, 이 다기공 금속시트의 일측 표면에 그라파이트 기재를 가압 성형하여 결정구조가 불완전한 상태의 가성형 그라파이트 시트를 적층 배치한 상태에서 프레스나 롤러 등의 가압기기를 이용하여 고압력으로 가압함으로써, 결과적으로 상기 그라파이트 기재의 일부가 다기공 금속시트의 공극에 강하게 함침되면서 결합되도록 하여 기존의 접착성 수지나 바인더 재 등을 사용하지 않고도 물리적으로 확실하게 일체화된 상태로 결합시킬 수 있는 전자기기용 고방열 융합시트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 다기공 금속시트가 갖는 미세 공극이 전자파를 흡수, 난반사를 통한 열에너지를 변환, 소멸시키는 기술적 이론을 토대로 한 방열성이 우수한 전자기기용 고방열 융합시트를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시례는 공극을 형성한 다기공 금속시트의 표면에 그라파이트를 포함하는 조성물 또는 유무기 계열의 수지나 알루미늄 계열의 금속을 일체로 부착 구성시킴으로써 탄성과 내구성을 갖는 다기공성 박막 시트 형태로의 성형을 가능하게 하여 다양한 전자기기에 대한 적용을 가능하게 하고 외력에 의한 균열발생 등의 손상을 억제함으로써 결과적으로 적용제품에 대한 상품가치를 높이고 대형 디스플레이 등과 같은 대면적 시트의 생산을 가능하게 하는 전자기기용 고방열 융합시트를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트는, 흑연성분을 포함하는 그라파이트 기재와 다기공 금속시트로 이루어진 전자기기용 고방열 융합시트에 있어서, 그라파이트 기재를 시트 형태로 성형하되 밀도 0.1~1.5g/㎤ 범위를 갖도록 하여 결정구조가 불완전한 상태로 형성된 가성형 그라파이트시트와; 상·하면으로 연결되는 미세한 구멍이나 틈새로 이루어진 0.001mm~0.05mm 크기의 공극을 복수 형성하여 된 것으로, 상기 결정구조가 불완전한 상태의 가성형 그라파이트시트가 일면에 적층되어 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤를 갖도록 가압 성형되는 것에 의해 결정입자의 일부가 공극에 함침되면서 물리적으로 상호 일체로 부착 결합되는 다기공 금속시트;를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 다기공 금속시트는 구리 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속분말을 1㎛~200㎛의 입도크기로 하여 용융온도보다 낮은 10~30% 낮은 온도에서 가열하여 소결하고 이를 가압하여 된 소결시트가 사용되는 것에 있다.

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본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 다기공 금속시트는 기화 또는 액화되는 수지로 성형된 성형틀을 전해주조에 침지하여 통전시켜 금속을 전착하여 전착층을 형성하고, 이 전착층이 형성된 성형틀을 가열하여 수지를 제거하여 된 금속전해주조 시트인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 다기공 금속시트는 동 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속재로 된 박판에 펀칭 또는 레이저 또는 에칭공법으로 공극구멍을 형성하여 된 시트부재로서, 상기 공극구멍은 상기 가성형 그라파이트시트가 가압성형에 의해 부착된 상태에서 그 결정구조가 깨지지 않도록 상기 가성형 그라파이트시트가 부착되는 일측 표면을 기준으로 그 표면과 곡면 성형을 이루는 곡면부 및 이 곡면부에서 내측으로 진행하면서 지름이 완만하게 감소되는 경사면부를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 다기공 금속시트는 단면이 원형인 금속재로 된 세로줄 와이어와 가로줄 와이어를 서로 교차하도록 엮은 네트시트인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 다기공 금속시트는 타면으로 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착 형성되되 일부가 다기공 금속시트의 표면에 형성된 공극을 통해 반대편의 상기 그라파이트시트측으로 함침되어 결속되는 금속 및 유무기 계열의 수지로 된 방열막층이 형성되고, 상기 방열막층은 표면에 PVC, PC, 우레탄, 실리콘, ABS, UV 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 절연수지조성물을 코팅하여 형성된 절연물 또는 접착성분을 갖는 수지를 도포하여 된 점착물 또는 양면테이프를 부착하여 된 접착물 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 박판을 부착하여 형성된 금속박판 중 어느 하나 또는 하나 이상이 적층 형성되는 것에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 제1실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은, 그라파이트 기재를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태를 갖는 가성형 그라파이트시트 준비단계; 300℃~1800℃의 용융 온도를 갖는 동계열 또는 주석 계열 또는 아연 계열 또는 알루미늄 계열 또는 스텐레스 계열의 금속분말로서, 금속 분말의 입도는 1㎛~200㎛의 크기를 갖는 금속 분말을 용융 온도 보다 10~30% 낮은 온도 분위기의 조건에서 10분~300분을 가열하여 0.001mm~3.0mm 공극의 공극을 갖는 다기공성 소결체인 다기공 금속시트 성형단계; 상기 가성형 그라파이트시트를 상기 다기공 금속시트의 일 표면에 적층한 뒤 가압 성형하여 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖는 융합시트 형성단계를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 제2실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은, 그라파이트 기재를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태를 갖는 가성형 그라파이트시트 준비단계; 기화 또는 액화되는 수지로 성형된 판상의 성형틀 외면에 통전액을 도포하여 통전층을 형성하고, 이를 전해주조에 침지 및 통전시켜 금속을 전착하여 전착층을 형성한 뒤 상기 성형틀을 가열하여 수지를 제거하여 성형하여 된 가성형 다기공 금속시트 성형단계; 상기 가성형 다기공 금속시트를 두께 0.01mm~50mm가 되도록 1회~10회 가압하여 된 다기공 금속시트 성형단계; 상기 가성형 그라파이트시트를 상기 다기공 금속시트의 일 표면에 적층한 뒤 가압 성형하여 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖는 융합시트 형성단계;를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 제3실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은, 그라파이트 기재를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태를 갖는 가성형 그라파이트시트 준비단계; 동 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속재로 된 박판에 펀칭 또는 레이저 또는 에칭공법으로 공극구멍을 형성한 시트 부재로서, 상기 공극구멍은 상기 가성형 그라파이트시트가 가압성형에 의해 부착된 상태에서 그 결정구조가 깨지지 않도록 상기 가성형 그라파이트시트가 부착되는 일측 표면을 기준으로 그 표면과 곡면 성형을 이루는 곡면부와 이 곡면부에서 구멍의 내측으로 진행하면서 지름이 완만하게 감소되는 경사면부를 형성하여 된 다기공 금속시트 성형단계; 상기 가성형 그라파이트시트를 상기 다기공 금속시트의 일 표면에 적층한 뒤 가압 성형하여 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖는 융합시트 형성단계;로 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 제4실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은, 그라파이트 기재를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태를 갖는 가성형 그라파이트시트 준비단계; 단면이 원형인 금속재로 된 세로줄 와이어와 가로줄 와이어를 서로 교차하도록 엮어서 된 것으로 상기 세로줄 와이어와 가로줄 와이어의 사이에 공극이 형성되는 네트 모양의 다기공 금속시트 성형단계; 상기 가성형 그라파이트시트를 상기 다기공 금속시트의 일 표면에 적층한 뒤 가압 성형하여 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖는 융합시트 형성단계를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징으로서, 상기 다기공 금속시트의 성형단계에 이어서 500℃~600℃에서 10~40분간 가열하여 비정질화시키는 비정질 금속시트 성형단계를 수행하고, 상기 비정질 금속시트에 가성형 그라파이트시트를 부착하여 압착성형하는 단계를 더 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 가성형 그라파이트시트가 일면에 부착된 다기공 금속시트의 타면에 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착 형성되는 것으로 일부가 다기공 금속시트의 표면에 형성된 공극을 통해 반대편의 상기 그라파이트시트측으로 함침되어 일체로 결속력을 생성시키는 유무기 계열의 수지로 된 방열막층 형성단계; 또는 상기 가성형 그라파이트시트가 일면에 부착된 다기공 금속시트의 타면에 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착 형성되는 것으로 일부가 다기공 금속시트의 표면에 형성된 공극으로 함침되어 결속력을 생성시키는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 박판으로 구비되는 방열막층 형성단계 중 어느 하나의 단계를 더 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 일 실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트는, 다기공성 메탈로 된 다기공 금속시트를 베이스 기재로 하고, 이의 일측 표면에 결정구조가 불완전한 상태로 성형된 가성형 그라파이트 기재를 적층시킨 상태에서 고압력으로 가압하여 물리적으로 상호 일체로 결합되게 함으로써 그라파이트 기재와 다기공 금속시트가 직접 부착 연결됨에 따라 별도의 접착성 수지나 바인더재 등을 사용하지 않고도 물리적으로 확실하게 일체화시킴에 따라 열원에서 전달된 열을 효율적으로 발산시키는 방열성능을 확보할 수 있으므로 결과적으로 전자기기의 고성능화에 따른 고방열 성능을 보장할 수 있는 효과가 기대된다.

즉, 미세 기공인 공극을 형성한 다기공성 메탈 기재인 다기공 금속시트 표면에 결정구조가 불완전한 상태의 가성형 그라파이트시트를 적층 형태로 배치시키고, 이를 프레스나 롤러 등의 가압기기를 이용하여 고압력으로 가압함으로써 상기 가성형 그라파이트시트와 다기공 금속시트를 기존의 접착성 수지나 바인더재 등을 사용하지 않고도 물리적으로 확실하게 일체화시킬 수 있으며, 따라서, 제조공정이 간소하여 대량 양산에 따른 경제적인 보급이 가능하며, 특히 가압력에 의해 그라파이트 기재가 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되어 견고한 결합 상태가 유지되므로 그라파이트 기재의 박리 현상이나 외력에 의한 부분 탈락 현상을 안정적으로 억제할 수 있어 향상된 내구성을 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트 및 그 제조방법은 그라파이트시트가 부착되지 않은 다기공 금속시트의 타측면에 유기/무기/세라믹계열/그라파이트 등의 수지 계열의 조성물 또는 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 된 박판을 적층 형태로 구성하여 일체화시킴으로써 탄성과 내구성을 높일 수 있어 결과적으로 다양한 전자기기에 대한 적용이 가능할 뿐만 아니라 대면적 시트의 생산이 가능한 이점이 있다.

따라서, 이를 적용한 제품이 최적의 성능을 확보하도록 하여 결과적으로 제품의 상품 가치를 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 출원 명세서에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 구성을 설명하기 위한 단면도,
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트에서 다기공 금속시트의 여러 실시례를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 적용예를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 방열특성을 설명하기 위한 예시도.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 여러 실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법을 설명하기 위한 모식도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 먼저, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 실시례에 대한 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

도면에는 그라파이트 기재를 시트 형태로 성형하되 밀도 0.1~1.5g/㎤ 범위를 갖도록 하여 결정구조가 불완전한 상태로 형성된 가성형 그라파이트시트(10)와, 이 가성형 그라파이트시트(10)를 0.001mm~3.0mm 크기의 공극을 복수 형성하여 된 다기공 금속시트(20)의 일면에 부착하여 일체로 가압 성형하여 공극 0.001mm~0.05mm를 형성하고, 그 외면으로 방열막층(30)이 형성하여 된 융합시트가 도시되어 있다.

도 2는 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트에서 제1실시례에 따른 소결시트로 제공되는 다기공 금속시트를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에는 구리 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속분말을 1㎛~200㎛의 입도크기로 하여 용융온도보다 낮은 10~30% 낮은 온도에서 가열하여 소결하고 이를 가압하여 된 소결시트(21)로 제공되는 다기공 금속시트가 도시되어 있으며, 이때의 소결시트(21)는 300℃~1800℃의 용융 온도를 갖는 동계열 또는 주석 계열 또는 아연 계열 또는 알루미늄 계열 또는 스텐레스 계열의 입도 1㎛~200㎛의 크기를 갖는 금속 분말을 용융 온도 보다 10~30% 낮은 온도 분위기의 조건에서 10분~300분을 가열하여 0.001mm~3.0mm의 공극(20a)을 갖도록 성형된다.

도 3은 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트에서 제2실시례에 따른 금속전해주조시트로 제공되는 다기공 금속시트를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에는 고온에서 기화 또는 액화되는 수지로 성형된 판상의 성형틀을 전해주조에 침지하여 통전시켜 금속을 전착하여 전착층을 형성하고, 이 전착층이 형성된 성형틀을 가열하여 수지를 제거하여 0.001mm~3.0mm의 크기를 갖는 공극(20a)을 형성한 것으로 필요시 1~10여회 가압하여 두께 0.01mm~50mm가 시트 형태로 성형한 금속전해주조 시트(22)로 제공되는 다기공 금속시트가 도시되어 있다.

도 4는 본 발명의 제3실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트에서 박판시트로 제공되는 다기공 금속시트를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.

도면에는 동 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속재로 된 박판에 펀칭 또는 레이저 또는 에칭공법으로 0.001mm~3.0mm의 크기를 갖는 공극구멍을 형성하여 된 시트부재로서, 상기 공극구멍은 상기 가성형 그라파이트시트가 가압성형에 의해 부착된 상태에서 그 결정구조가 깨지지 않도록 상기 가성형 그라파이트시트가 부착되는 일측 표면을 기준으로 그 표면과 곡면 성형을 이루는 곡면부 및 이 곡면부에서 내측으로 진행하면서 지름이 완만하게 감소되는 경사면부를 형성하여 된 금속박판시트(23)인 다기공 금속시트가 도시되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트에서 제4실시례에 따른 네트시트(24)시트로 제공되는 다기공 금속시트를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에는 단면이 원형인 금속선재로 된 세로줄 와이어(24a)와 가로줄 와이어(24b)를 서로 교차하도록 엮는 것에 의해 이들 사이에 0.001mm~3.0mm의 크기를 갖는 공극(20a)이 형성되는 네트시트(24)인 다기공 금속시트가 도시되어 있으며, 본 발명은 상기 금속선재인 세로줄 와이어(24a) 및 가로줄 와이어(24b)를 단일의 금속선재를 사용하는 것외에도 두가닥 또는 그 이상의 복수의 가닥을 꼬은 형태로 하여 그물 형태로 엮는 것도 가능할 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 적용예를 설명하기 위한 단면도이다.

도면에는 열전도가 우수한 금속으로 된 다기공성 메탈로 된 다기공 금속시트(20)를 베이스 기재로 하고, 이 다기공 금속시트(20)의 일측 표면에 결정구조가 불완전한 그라파이트 기재로 이루어진 가성형 그라파이트시트를 적층 배치한 상태에서 프레스나 롤러 등의 가압기기를 이용하여 고압력으로 가압하면 그 일부가 다기공 금속시트(20)의 내부로 침투하여 함침된 상태를 이루고, 상기 다기공 금속시트(20)의 타측 표면으로 PVC, PC, 우레탄, 실리콘, ABS, UV 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 절연수지조성물을 코팅하여 형성된 절연물 또는 접착성분을 갖는 수지를 도포하여 된 점착물 또는 양면테이프를 부착하여 된 접착물 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 박판을 가압 부착하여 형성된 금속박판 중 어느 하나 또는 하나로 이루어진 방열막층(30)을 형성하고, 이 방열막층(30)의 외면에 전기발열원에 접촉하기 위한 절연물(40)을 형성한 전자기기용 고방열 융합시트가 도시되어 있다.

도 7은 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 방열특성을 설명하기 위한 예시도이다.

도면에는 본 발명의 전자기기용 고방열 융합시트의 하측에 열원이 위치하고 상측에는 디스플레이가 위치된 구성예를 나타낸 것으로 하측의 열원에서 전달된 열은 상측으로 전달되지 않고 그라파이트시트 부분에서 수평방향으로 확산되어 방열되는 상태를 나타낸 것으로, 본 발명의 융합시트는 소결, 금속전해주조, 펀칭 등에 의한 박판, 와이어를 그물 형태로 엮은 네트 형태로 제공되는 다기공 금속시트(20)와, 이 다기공 금속시트(20)를 중심으로 상부로는 가성형 그라파이트시트(10)가 가압 성형에 의해 일체로 부착 구비되어 그 결정입자의 일부가 상기 다기공 금속시트(20)의 표면측 공극(15)을 통해 함침되고, 상기 다기공 금속시트(20)의 하부로는 절연조성물로 된 절연물 또는 접착물 또는 연질의 금속박판 중 어느 하나로 된 방열막층(30)이 형성되며, 이 방열막층(30)의 하면으로는 전기발열원에 접촉하기 위한 절연물(40)으로 이루어진 전자기기용 고방열 융합시트가 도시되어 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도 8은 결정구조가 불완전한 상태의 그파라이트 기재로 된 가성형 그라파이트시트(10)를 준비하고 이를 금속분말을 소결 공정을 통해 성형한 다기공 금속시트(20)의 일면에 위치시킨 뒤 가압하여 일체로 부착시켜 제조되는 다기공 금속시트를 이용한 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법을 나타낸 것으로, 상기 다기공 금속시트(20)는 타면으로 발열원과의 접촉을 위해 방열막층(30)이 형성시키는 공정이 도시되어 있으며, 이때의 상기 방열막층(30)은 가성형 그라파이트시트(10)와 다기공 금속시트(20)를 가압 성형하여 형성된 융합시트에 형성시키거나 또는 가성형 그라파이트시트(10)와 다기공 금속시트(20) 그리고 방열막층(30)을 적층하여 일체로 가압성형하는 것에 의해 형성될 수 있다.

도 9는 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 그라파이트 기재로 된 가성형 그라파이트시트(10)와, 고온에서 기화 또는 액화되는 수지로 성형된 판상의 성형틀 외면에 통전액을 도포하여 통전층을 형성한 뒤 이를 전해주조에 침지 및 통전시켜 금속을 전착시킨 후 성형틀을 가열하여 수지를 제거하는 전해주조 공정을 통해 성형한 다기공 금속시트(20)를 각각 준비하고, 이들을 서로 적층배치하여 가압성형을 통해 일체로 부착시켜 융합시트를 형성하는 공정이 도시되어 있으며, 상기 융합시트는 상기 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되지 않은 다기공 금속시트(20)의 타측면으로 발열원과의 접촉을 위해 방열막층(30)을 형성시키는 공정이 도시되어 있다. 한편, 상기 방열막층(30)은 가성형 그라파이트시트(10)와 다기공 금속시트(20)를 가압 성형하여 형성된 융합시트에 형성시키거나 또는 가성형 그라파이트시트(10)와 다기공 금속시트(20) 그리고 방열막층(30)을 적층하여 일체로 가압성형하는 것에 의해 형성될 수 있다.

도 10은 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 그라파이트 기재로 된 가성형 그라파이트시트(10)와, 금속재로 된 박판에 공극용 구멍을 천공 형성한 것으로 공극(20a)은 표면과 완만한 곡면을 이루도록 형성되는 곡면부(23a) 및 이 이 곡면부(23a)에서 연장 형성되는 경사면부(23b)로 이루어진 박판시트로 된 다기공 금속시트(20)로 구성되며, 이때의 상기 다기공 금속시트(20)는 가성형 그라파이트시트(10)가 일면에 적층된 상태에서 가압성형에 의해 일체로 부착되는 과정에서 상기 공극(20a)이 갖는 완만한 곡면부(23a)에 의해 그라파이트 기재의 결정구조가 깨지지 않도록 하고 경사면부(23b)에 의해 함침 밀도를 높이도록 구성된다.

도 11은 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 그라파이트 기재로 된 가성형 그라파이트시트(10)와, 단면이 원형이거나 타원형으로 된 세로줄 와이어(24a)와 가로줄 와이어(24b)를 서로 교차하도록 그물 형태로 엮은 네트시트(24)시트로 된 다기공 금속시트(20)로 구성되며, 이때의 다기공 금속시트(20)는 단면이 원형인 와이어를 사용함에 따라 가성형 그라파이트시트(10)와 일체로 가압성형되는 과정에서 그라파이트 기재의 결정구조가 깨지지 않고 공극(20a)을 형성하는 망 사이에 함침되어 일체로 부착 결합되어 융합시트를 형성하게 된다.

이상의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트(1)는 크게 가압과정에서 그라파이트 결정구조가 깨지지 않도록 모서리를 형성하지 않고 곡면을 갖도록 된 공극(15)을 형성하여 된 금속재로 된 다기공 금속시트(10)와, 이 다기공 금속시트(20)의 일면에 적층 구비되는 것으로 그라파이트 기재를 시트 형태로 성형하되 밀도 0.1~1.5g/㎤ 범위를 갖도록 하여 결정구조가 불완전한 상태로 형성된 상태에서 상기 다기공 금속시트(20)의 일면에 적층되어 일체로 가압공정을 통해 부착 구비되는 가성형 그라파이트시트(10) 그리고 선택적으로 구비되는 것으로 상기 다기공 금속시트(20)의 타면에 적층 구비되는 것으로 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착형성되는 것으로 일부가 다기공 금속시트(20)의 표면에 형성된 공극을 통해 반대편의 상기 가성형 그라파이트시트(10) 측으로 함침되어 결속되는 금속 및 유무기 계열의 수지로 된 방열막층(30)으로 구성된다.

이러한 본 발명은 방열막층(30)이 갖는 물성에 따라 크게 두 가지 방법으로 제조될 수 있으며, 방열막층(30)이 수지계열로 제공되는 경우에는 상기 다기공 금속시트(20)의 일 표면에 코팅 형태로 부착되는 경우에는 복수의 공극(20a)을 형성한 다기공 금속시트(20)의 일면에 가성형 그라파이트시트(10)를 적층 배치시킨 상태에서 가압성형을 통해 일체로 구성한 뒤 상기 다기공 금속시트(20)의 타면으로 방열막층(30)을 이루는 수지계열의 조성물을 도포, 스프레이, 함침 등의 공법을 통해 일체로 부착시키는 방법과, 상기 방열막층(30)이 알루미늄 이나 알루미늄 합금으로 된 박판으로 제공되는 경우에는 상기 다기공 금속시트(20)의 일면과 타면에 각각 가성형 그라파이트시트(10)와 방열막층(30)을 적층 구성하고 이들을 한꺼번에 가압성형하여 일체로 구성시키는 방법이 있다.

가성형 그라파이트시트(10)는 그라파이트 기재를 시트 형태를 갖도록 일차적으로 가 성형한 것을 지칭하는 것으로, 이때의 상기 그라파이트 기재는 탄소의 동소체 중 하나로 천연에서 산출되거나 또는 인공적으로 제조되는 흑연 또는 흑연분말을 압착 성형하거나, 또는 흑연에 유기계열, 무기계열, 세라믹계열 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 흑연조성물을 사용하거나 또는 그라파이트에 유기계열,무기계열,세라믹계열의 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 방열수지를 혼합하여 된 혼합물 중 어느 하나로 제공될 수 있다.

이러한 가성형 그라파이트시트(10)는 상기 금속박판시트(23)를 시트 형태로 성형한 것으로, 밀도 0.1~1.5g/㎤ 범위를 갖도록 하여 결정구조가 완전히 결합되지 않고 불완전한 상태를 갖는 것에 특징이 있다. 이는 후술할 다기공 금속시트(20)의 일면에 적층 배치된 상태에서 가압성형에 의해 그 결정구조가 치밀하게 압착될 수 있도록 하기 위함이다. 만약, 가성형 그라파이트시트(10)가 치밀한 조직 상태 즉, 2.0g/㎤ 이상의 밀도를 갖는 경우에는 후술할 다기공 금속시트(20)에 적층된 상태에서 일체로 가압과정을 거치게 되면 가압력에 의해 결정구조가 깨지게 되므로 결과적으로 그라파이트시트가 갖는 면방향의 열전도율 및 열확산성이 불량하게 된다.

다기공 금속시트(20)는 0.01mm~50mm의 두께를 갖는 시트재로서, 상·하면으로 연결되는 미세한 구멍이나 틈새로 이루어진 공극(20a)을 형성하여 이루어진 것으로, 이때의 공극(20a)은 고르게 분포 형성되며 상·하면으로 연결되는 0.001mm~3.0mm 크기를 갖는다.

이러한 다기공 금속시트(20)는 금속으로 열전도율이 양호하면서 외력에 대한 탄성을 보유한 금속재로 제공되는 것이 바람직하며, 금속은 기공이 형성되는 경우 전자파에 대한 흡수 소멸 기능을 가지며, 특히 공극에 방열특성이 우수한 그라파이트 기재가 이 작을수록 저주파 대역에서 우수한 차폐성능을 확보할 수 있음에 따라 본 발명은 다기공 금속시트(20)의 상면과 하면으로 연결되는 공극(20a)을 형성시킴에 있어 그 크기는 0.001mm~3.0mm인 것을 제안하였다. 이는 공극(20a)의 크기가 0.001mm 미만인 경우에는 미세기공으로 인하여 가공이 곤란할 뿐말 아니라 방열소재인 그라파이트 기재의 함침율이 지나치게 낮아지기 때문에 결과적으로 방열성능이 낮아지는 폐단이 있으며, 반대로 공극(20a)의 크기가 3mm를 초과하는 경우에는 그라파이트 기재가 함침되어 견고한 결속상태를 유지하지 못하고 다기공 금속시트(20)로부터 탈락되거나 박리되는 폐단이 발생하기 때문이다. 따라서 본 발명에서는 다기공 금속시트(20)의 공극(20a) 크기를 0.001mm~3mm인 것을 제안한다.

이러한 다기공 금속시트(20)는 미세한 구멍이나 틈새로 이루어진 공극(20a)을 형성한 금속 시트재로 제공되는 특징을 갖는다면 다양한 형태의 금속 시트가 사용되어도 무방하며, 다만 일면에 적층된 가성형 그라파이트시트(10)와 가압되는 과정에서 가성형 그라파이트시트(10)의 결정구조를 깨뜨리지 않도록 가성형 그라파이트시트(10)가 접촉되는 공극(20a)은 전체적으로 모서리가 없이 둥근 형태 즉, 완만한 곡면을 갖도록 형성되어야 한다.

한편, 본 발명에서의 다기공 금속시트(20)는 소결공정에 의해 제조되는 소결시트(21), 금속 전해주조 방식에 의해 제조되는 금속전해주조시트(22), 금속박판에 구멍을 천공하여 제조되는 금속박판시트(23), 와이어를 그물형태로 엮어 제조되는 네트시트(24)로 제공되는 것을 제안하며, 이하 다기공 금속시트(20)의 여러 제조방법을 간략하게 설명하기로 한다.

첫째, 소결시트(21)는 도 2에 나타내 보인 바와 같이 1㎛~200㎛의 입도 크기를 갖는 금속분말을 용융온도 보다 낮은 온도에서 가열하여 완전히 용융되지 않으면서 분말들이 서로 연결되게 소결하고, 이를 가압하여 성형된 시트재이다. 즉, 소결시트(21)는 1㎛~200㎛ 내,외의 크기를 가지면서 300℃~1800℃의 용융 온도를 갖는 구리 등의 동계열 또는 주석 계열 또는 아연 계열 또는 알루미늄 계열 또는 스텐레스 계열의 금속분말을 준비하고, 이를 용융온도 보다 대략 10%~30% 가량 낮은 온도에서 10분~300분 가열하여 소결한 뒤 이를 프레스나 롤러 등의 가압장비를 사용하여 30MPa~300MPa의 압력으로 1회 내지 수십회 가압성형하여 시트 형태로 제조한 것으로 두께 0.01mm~50mm을 가지면서 상·하면으로 연결되는 0.001mm~3.0mm 크기를 갖는 복수의 공극(20a)을 형성한 것이다.

둘째, 금속전해주조시트(22)는 도 3에 나타내 보인 바와 같이 고온에서 기화 또는 액화되는 수지로 성형된 판상의 성형틀을 전해주조에 침지하여 통전시켜 금속을 전착하여 전착층을 형성하고, 이 전착층이 형성된 성형틀을 가열하여 수지를 제거하여 0.001mm~3.0mm의 크기를 갖는 공극(20a)을 형성한 것으로 필요시 1~10여회 가압하여 두께 0.01mm~50mm가 시트 형태로 성형한 금속전해주조 시트(22)로 제공되는 다기공 금속시트가 도시되어 있다.

셋째, 금속박판시트(23)는 도 4에 나타내 보인 바와 같이 동 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속재로 된 박판에 펀칭 또는 레이저 또는 에칭공법으로 0.001mm~3.0mm의 크기를 갖는 공극구멍을 형성하여 된 시트부재로서, 상기 공극구멍은 상기 가성형 그라파이트시트가 가압성형에 의해 부착된 상태에서 그 결정구조가 깨지지 않도록 상기 가성형 그라파이트시트가 부착되는 일측 표면을 기준으로 그 표면과 곡면 성형을 이루는 곡면부 및 이 곡면부에서 내측으로 진행하면서 지름이 완만하게 감소되는 경사면부를 형성하여 된 금속박판시트(23)인 다기공 금속시트가 도시되어 있다.

넷째, 네트시트(24)는 도 5에 나타내 보인 바와 같이 단면이 원형인 금속선재로 된 세로줄 와이어(24a)와 가로줄 와이어(24b)를 서로 교차하도록 엮는 것에 의해 이들 사이에 0.001mm~3.0mm의 크기를 갖는 공극(20a)이 형성되는 네트시트(24)인 다기공 금속시트가 도시되어 있으며, 본 발명은 상기 금속선재인 세로줄 와이어(24a) 및 가로줄 와이어(24b)를 단일의 금속선재를 사용하는 것 외에도 두가닥 또는 그 이상의 복수의 가닥을 꼬은 형태로 한 세로줄 와이어와 가로줄 와이어를 서로 그물 형태로 엮는 것도 가능할 것이다.

이와 같이 여러 제조방식에 의해 제조되는 다기공 금속시트(20)는 프레스나 롤러 등의 가압기기를 이용하여 일회 또는 수회 반복하여 가압함으로써 그 두께와 공극의 크기가 조절될 수 있다.

방열막층(30)은 상기 다기공 금속시트(20)의 일면에 적층된 가성형 그라파이트시트(10)와 반대되는 타면에 적층 형태로 구비되어 가압, 도포, 함침 등에 의해 일체로 부착 형성되는 것으로, 그 일부가 상기 다기공 금속시트(20)의 표면에 형성된 공극을 통해 반대편의 상기 그라파이트시트(10)측으로 함침되어 결속력을 생성하는 금속 및 유무기 계열의 수지로 제공된다.

이러한 방열막층(30)은 상기 다기공 금속시트(20)의 표면에 일체로 부착 형성되는 것으로, PVC, PC, 우레탄, 실리콘, ABS, UV 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 절연수지조성물을 코팅하여 형성된 절연물이거나 또는 접착성분을 갖는 수지를 도포하여 된 점착물 또는 양면테이프를 부착하여 된 접착물 중 어느 하나이거나 또는 방열특성을 양호하게 하면서 상기 다기공 금속시트(20)와의 가압 결합에 의해 그 일부가 상기 다기공 금속시트(20)의 표면 공극(20a)에 함침되는 연질의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 박판을 부착하여 형성된 금속박판 중 어느 하나가 사용되거나 또는 복수층으로 구성되는 것도 가능하다.

즉, 본 발명에서의 방열막층(30)은 도 1에 나타내 보인 바와 같이 다기공 금속시트(20)를 중심으로 열원(미도시)이 위치하는 하면측에 적층 형태로 배치되며, 이때의 방열막층(30)은 수지계열의 절연물이나 점착물 또는 접착물 또는 알루미늄 박판으로 단층 형태로 제공될 수 있으며, 도 6 및 도 7에 나타내 보인 바와 같이 열원이 위치하는 다기공 금속시트(20)의 하면으로 수지계열이나 알루미늄 박판으로 된 방열막층(30)이 적층 구성되고, 그 하면으로 PVC, PC, 우레탄, 실리콘, ABS, UV 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 절연수지조성물을 코팅하여 된 절연물층(40)이 복층으로 구성되는 것도 가능하다.

이하, 본 발명에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 여러 제조방법을 설명하기로 한다.

제1실시례

본 발명의 제1실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은 도 8을 참조하면, 크게 가성형 그라파이트시트 준비단계(s10)와, 소결시트(21)로 된 다기공 금속시트 성형단계(s20), 융합시트 형성단계(s30), 방열박층 형성단계(s40)로 구성된다.

상기 가성형 그라파이트시트 준비단계(s10)는 그라파이트 기재인 흑연 또는 흑연분말을 압착 성형하거나, 또는 흑연에 유기계열, 무기계열, 세라믹계열 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 흑연조성물 또는 그라파이트에 유기계열,무기계열,세라믹계열의 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 방열수지를 혼합하여 된 혼합물로 된 그라파이트 기재를 준비하고, 이를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태로 가성형한다. 이때의 가성형 방법은 공지의 다양한 방법에 의해 제조되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 다기공 금속시트 성형단계(s20)는 먼저 300℃~1800℃의 용융 온도를 갖는 구리계열 또는 주석 계열 또는 아연 계열 또는 알루미늄 계열 또는 스텐레스 계열의 금속분말을 준비하되, 이때의 금속분말의 입도는 1㎛~200㎛의 크기를 갖는 것을 준비한다. 이어서 상기 준비된 금속분말을 평판의 박막소재를 성형하기 위한 성형공간을 제공하는 금형에 충진하고, 상기 금속분말의 소재가 갖는 용융 특성별로 용융점 대비 10%~30% 낮은 온도에서 10분~300분간 가열하여 소결 성형함으로써 소결시트(21)를 제조한다. 이러한 소결시트(21)는 금속분말들의 경계면이 서로 안정적으로 융착되어 균일한 0.001mm~3.0mm의 크기를 갖는 공극(20a)을 형성한다.

상기 융합시트 형성단계(s30)는 상기 가성형 그라파이트시트(10)를 상기 다기공 금속시트(20)의 일 표면에 적층 배치시킨 상태에서 가압함으로써 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖도록 성형된다. 즉, 상기 소결시트(21)인 다기공 금속시트(20) 및 그 일면에 적층되는 가성형 그라파이트시트(10)에 대하여 30MPa~300MPa의 압력으로 1~20회 가압기기를 이용하여 가압을 실시함으로써, 결과적으로 두께 0.01mm~50mm가 되도록 가압하여 융합시트를 형성한다.

여기서, 상기 소결시트(21)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10)의 적층 구조물에 대한 가압방법으로는 다양한 가압장치가 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 프레스기 또는 롤러 가압 방식인 롤링·압연기가 사용되는 것을 제안하며, 결과물의 요구 조건과 가압기의 성능에 따라 1~20회 가량 반복하여 실시할 수 있을 것이다.

한편, 상기 프레스기 또는 롤러 가압 방식의 롤링·압연기에 의해 가압 성형되는 융합시트는 상·하면이 평탄해지도록 가압되는 것이 바람직하며, 가압 과정을 거치면서 소결 밀도가 높아짐에 따라 금속분말 간의 결합력이 증대되어 결과적으로 내구성 및 탄성이 증대된다. 또한, 상기 공정은 실온 상태에서 진행되어도 무방하나, 금속분말의 소결온도를 기준으로 40% 이하의 낮은 온도에서 실시되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 소결시트(21)인 다기공 금속시트(20)에 대하여 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되기전 공정에서 500℃~600℃에서 10~40분간 가열하여 비정질화시키는 비정질 금속시트 성형공정을 더 수행하는 것도 가능하며, 이 비정질 금속시트에 성형공정 이후에 상기 가성형 그라파이트시트를 부착하여 압착 성형하는 과정으로 수행되는 것도 가능할 것이다.

상기 방열막층 형성단계(s40)는 상기 다기공 금속시트(20)의 타면 즉, 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되지 않은 반대면에 방열막층을 적층 형성시키는 공정이다.

이러한 방열막층(30)은 상기 다기공 금속시트(20)의 타면에 적층된 상태에서 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착 형성되는 것으로, 일부가 다기공 금속시트의 표면에 형성된 공극으로 함침되어 반대편의 상기 그라파이트시트에 부착되어 일체로 결속력을 생성시키는 유무기 계열의 수지 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 박판이 사용된다.

한편, 상기 방열막층(30)은 유기계열, 무기계열, 세라믹계열 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 조성물이 사용되거나, 이러한 조성물에 흑연을 일부 섞은 흑연조성물이 사용되거나 또는 연질의 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 된 박판이 사용될 수 있으며, 사용되는 재료의 물성에 따라 도포나 함침, 스프레이 또는 가압의 방식을 통해 상기 다기공 금속시트(20)에 일체로 구성된다.

또한, 본 실시례에서는 상기 소결시트(21)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10)를 일차로 서로 가압하여 일체로 결합한 융합시트에 방열막층(30)을 형성한 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 소결시트(21)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10) 그리고 방열막층(30)을 적층하여 일체로 가압 공정을 통해 일체로 형성하는 것도 가능할 것이다.

제2실시례

본 발명의 제2실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은 도 9를 참조하면, 크게 가성형 그라파이트시트 준비단계(s11)와, 전해주조시트(22)로 된 다기공 금속시트 성형단계(s21), 융합시트 형성단계(s31), 방열박층 형성단계(s41)로 구성된다.

상기 가성형 그라파이트시트 준비단계(s11)는 앞서 설명한 제1실시례의 구성과 대동소이하다. 즉 그라파이트 기재인 흑연 또는 흑연분말을 압착 성형하거나, 또는 흑연에 유기계열, 무기계열, 세라믹계열 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 흑연조성물 또는 그라파이트에 유기계열,무기계열,세라믹계열의 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 방열수지를 혼합하여 된 혼합물로 된 그라파이트 기재를 준비하고, 이를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태로 가성형한다. 이때의 가성형 방법은 공지의 다양한 방법에 의해 제조되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 다기공 금속시트 성형단계(s21)는 금속 전해주조 방식의 가성형 다기공 금속시트를 성형한 뒤 이를 가압공정을 통해 수회 가압함으로써 완성된 다기공 금속시트가 제조된다.

즉, 본 실시례에서의 다기공 금속시트 성형단계를 부연설명하면, 먼저 고온에서 기화 또는 액화되는 수지로 성형된 판상의 성형틀 외면에 통전액을 도포하여 통전층을 형성하고, 통전층이 형성된 성형틀을 전해주조에 침지시킨다. 그리고, 상기 전해주조에 침지된 통전층이 형성된 성형틀을 통전시키면 금속이 전착하여 전착층을 형성하게 된다. 이어서, 전착층이 형성된 성형틀을 전해주조에서 꺼내어 소정온도로 가열하면 수지로 된 성형틀이 녹으면서 제거됨에 따라 결과적으로 0.001mm~3.0mm의 크기를 갖는 공극을 형성한 전착층으로 이루어진 가성형 다기공 금속시트가 완성된다. 이후 상기 가성형 다기공 금속시트를 롤러나 프레스 등의 가압기기를 사용하여 1회~10회 가량 가압하여 두께 0.01mm~50mm가 되도록 함으로써 다기공 금속시트의 성형을 완료하게 된다.

상기 융합시트 형성단계(s31)는 상기 가성형 그라파이트시트(10)를 상기 전해주조 방식으로 제조된 다기공 금속시트(20)의 일 표면에 적층 배치시킨 상태에서 가압함으로써 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖도록 성형된다. 즉, 상기 전해주조시트(22)인 다기공 금속시트(20) 및 그 일면에 적층되는 가성형 그라파이트시트(10)에 대하여 30MPa~300MPa의 압력으로 1~20회 가압기기를 이용하여 가압을 실시함으로써, 결과적으로 두께 0.01mm~50mm가 되도록 가압하여 융합시트를 형성한다.

여기서, 상기 전해주조시트(22)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10)의 적층 구조물에 대한 가압방법으로는 다양한 가압장치가 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 프레스기 또는 롤러 가압 방식인 롤링·압연기가 사용되는 것을 제안하며, 결과물의 요구 조건과 가압기의 성능에 따라 1~20회 가량 반복하여 실시할 수 있을 것이다.

한편, 상기 프레스기 또는 롤러 가압 방식의 롤링·압연기에 의해 가압 성형되는 융합시트는 상·하면이 평탄해지도록 가압되는 것이 바람직하며, 가압 과정을 거치면서 공극 밀도가 높아짐에 따라 금속분말 간의 결합력이 증대되어 결과적으로 내구성 및 탄성이 증대된다. 또한, 상기 공정은 실온 상태에서 진행되어도 무방하나, 금속분말의 소결온도를 기준으로 40% 이하의 낮은 온도에서 실시되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전해주조시트(22)인 다기공 금속시트(20)에 대하여 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되기전 공정에서 500℃~600℃에서 10~40분간 가열하여 비정질화시키는 비정질 금속시트 성형공정을 더 수행하는 것도 가능하며, 이 비정질 금속시트에 성형공정 이후에 상기 가성형 그라파이트시트를 부착하여 압착 성형하는 과정으로 수행되는 것도 가능할 것이다.

상기 방열막층 형성단계(s41)는 상기 다기공 금속시트(20)의 타면 즉, 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되지 않은 반대면에 방열막층을 적층 형성시키는 공정이다.

또한, 본 실시례에서는 상기 전해주조시트(22)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10)를 일차로 서로 가압하여 일체로 결합한 융합시트에 방열막층(30)을 형성한 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 전해주조시트(22)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10) 그리고 방열막층(30)을 적층하여 일체로 가압 공정을 통해 일체로 형성하는 것도 가능할 것이다.

제3실시례

본 발명의 제3실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은 도 10을 참조하면, 크게 가성형 그라파이트시트 준비단계(s12)와, 금속박판시트(23)로 된 다기공 금속시트 성형단계(s22), 융합시트 형성단계(s32), 방열박층 형성단계(s42)로 구성된다.

상기 가성형 그라파이트시트 준비단계(s12)는 기재인 흑연 또는 흑연분말을 압착 성형하거나, 또는 흑연에 유기계열, 무기계열, 세라믹계열 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 흑연조성물 또는 그라파이트에 유기계열,무기계열,세라믹계열의 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 방열수지를 혼합하여 된 혼합물로 된 그라파이트 기재를 준비하고, 이를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태로 가성형한다. 이때의 가성형 방법은 공지의 다양한 방법에 의해 제조되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 다기공 금속시트 성형단계(s22)는 금속박판에 구멍을 뚫어 형성한 금속박판시트(23)가 사용되며, 이때의 금속박판시트(23)는 동 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속재로 된 박판에 펀칭 또는 레이저 또는 에칭공법 중 어느 하나의 공법을 사용하여 0.001mm~3.0mm의 크기의 공극을 형성하는 구멍을 성형한 시트재이다.

이때 상기 금속박판시트(23)에 형성되는 구멍인 공극(25)은 상기 가성형 그라파이트시트(10)가 가압 성형에 의해 부착된 상태에서 그 결정구조가 깨지지 않도록 구비되어야 하며, 이를 위해 본 발명에서는 상기 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되는 일측 표면을 기준으로 그 표면과 곡면 성형을 이루는 곡면부(23a)와, 이 곡면부(23b)에서 구멍의 내측으로 진행하면서 지름이 완만하게 감소되는 경사면부(23b)를 형성하는 것을 제안하였다. 즉, 상기 금속박판시트(23)는 미세한 구멍이나 틈새로 이루어진 공극(20a)을 형성한 금속박판으로 된 시트재로 제공되는 특징을 갖는다면 다양한 형태의 금속 박판시트가 사용되어도 무방하며, 다만 일면에 적층된 가성형 그라파이트시트(10)와 가압되는 과정에서 가성형 그라파이트시트(10)의 결정구조를 깨뜨리지 않도록 가성형 그라파이트시트(10)가 접촉되는 공극(20a) 및 이 공극(25)에 연결되는 면들은 전체적으로 모서리가 없이 둥근 형태 즉, 완만한 곡면을 갖도록 형성되어야 한다.

상기 융합시트 형성단계(s32)는 상기 가성형 그라파이트시트(10)를 상기 금속박판시트(23)로 제공되는 다기공 금속시트(20)의 일 표면에 적층 배치시킨 상태에서 가압함으로써 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖도록 성형된다. 즉, 상기 금속박판시트(23)인 다기공 금속시트(20) 및 그 일면에 적층되는 가성형 그라파이트시트(10)에 대하여 30MPa~300MPa의 압력으로 1~20회 가압기기를 이용하여 가압을 실시함으로써, 결과적으로 두께 0.01mm~50mm가 되도록 가압하여 융합시트를 형성한다. 여기서, 상기 금속박판시트(23)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10)의 적층 구조물에 대한 가압방법으로는 다양한 가압장치가 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 프레스기 또는 롤러 가압 방식인 롤링·압연기가 사용되는 것을 제안하며, 결과물의 요구 조건과 가압기의 성능에 따라 1~20회 가량 반복하여 실시할 수 있을 것이다.

또한, 상기 금속박판시트(23)인 다기공 금속시트(20)에 대하여 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되기전 공정에서 500℃~600℃에서 10~40분간 가열하여 비정질화시키는 비정질 금속시트 성형공정을 더 수행하는 것도 가능하며, 이 비정질 금속시트에 성형공정 이후에 상기 가성형 그라파이트시트를 부착하여 압착 성형하는 과정으로 수행되는 것도 가능할 것이다.

상기 방열막층 형성단계(s42)는 상기 다기공 금속시트(20)의 타면 즉, 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되지 않은 반대면에 방열막층을 적층 형성시키는 공정이다. 이러한 방열막층(30)은 상기 다기공 금속시트(20)의 타면에 적층된 상태에서 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착 형성되는 것으로, 일부가 다기공 금속시트의 표면에 형성된 공극으로 함침되어 반대편의 상기 그라파이트시트에 부착되어 일체로 결속력을 생성시키는 유무기 계열의 수지 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 박판이 사용된다.

또한, 본 실시례에서는 상기 금속박판시트(23)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10)를 일차로 서로 가압하여 일체로 결합한 융합시트에 방열막층(30)을 형성한 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 금속박판시트(23)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10) 그리고 방열막층(30)을 적층하여 일체로 가압 공정을 통해 일체로 형성하는 것도 가능할 것이다.

제4실시례

본 발명의 제4실시례에 따른 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은 도 11을 참조하면, 크게 가성형 그라파이트시트 준비단계(s13)와, 금속박판시트(23)로 된 다기공 금속시트 성형단계(s23), 융합시트 형성단계(s33), 방열박층 형성단계(s43)로 구성된다.

상기 가성형 그라파이트시트 준비단계(s13)는 기재인 흑연 또는 흑연분말을 압착 성형하거나, 또는 흑연에 유기계열, 무기계열, 세라믹계열 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 흑연조성물 또는 그라파이트에 유기계열,무기계열,세라믹계열의 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 방열수지를 혼합하여 된 혼합물로 된 그라파이트 기재를 준비하고, 이를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태로 가성형한다. 이때의 가성형 방법은 공지의 다양한 방법에 의해 제조되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 다기공 금속시트 성형단계(s23)는 단면이 원형인 금속재로 된 세로줄 와이어(24a)와 가로줄 와이어(24b)를 서로 교차하도록 엮어서 된 것으로, 상기 세로줄 와이어(24a)와 가로줄 와이어(24b) 사이에 공극이 형성되는 그물 또는 네트 형태의 네트시트(24)가 사용된다.

한편, 상기 금속선재인 세로줄 와이어(24a)와 가로줄 와이어(24b)는 단일의 금속선재를 사용하는 것 외에도 두가닥 또는 그 이상의 복수의 가닥을 꼬아서 만든 꼬임선재를 사용하여 서로 그물 모양으로 엮는 것도 가능할 것이다. 또한, 네트시트(24)는 그 두께를 감소시키기 위하여 롤러나 프레스 기기등을 이용하여 가압과정을 더 수행하는 것도 가능할 것이다.

상기 융합시트 형성단계(s33)는 상기 가성형 그라파이트시트(10)를 상기 네트시트(24)로 제공되는 다기공 금속시트(20)의 일 표면에 적층 배치시킨 상태에서 가압함으로써 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖도록 성형된다. 즉, 상기 네트시트(24)인 다기공 금속시트(20) 및 그 일면에 적층되는 가성형 그라파이트시트(10)에 대하여 30MPa~300MPa의 압력으로 1~20회 가압기기를 이용하여 가압을 실시함으로써, 결과적으로 두께 0.01mm~50mm가 되도록 가압하여 융합시트를 형성한다. 여기서, 상기 네트시트(24)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10)의 적층 구조물에 대한 가압방법으로는 다양한 가압장치가 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 프레스기 또는 롤러 가압 방식인 롤링·압연기가 사용되는 것을 제안하며, 결과물의 요구 조건과 가압기의 성능에 따라 1~20회 가량 반복하여 실시할 수 있을 것이다.

또한, 상기 네트시트(24)인 다기공 금속시트(20)에 대하여 가성형 그라파이트시트(10)가 부착되기전 공정에서 500℃~600℃에서 10~40분간 가열하여 비정질화시키는 비정질 금속시트 성형공정을 더 수행하는 것도 가능하며, 이 비정질 금속시트에 성형공정 이후에 상기 가성형 그라파이트시트를 부착하여 압착 성형하는 과정으로 수행되는 것도 가능할 것이다.

또한, 본 실시례에서는 상기 네트시트(24)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10)를 일차로 서로 가압하여 일체로 결합한 융합시트에 방열막층(30)을 형성한 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 네트시트(24)인 다기공 금속시트(20)와 가성형 그라파이트시트(10) 그리고 방열막층(30)을 적층하여 일체로 가압 공정을 통해 일체로 형성하는 것도 가능할 것이다.

상기와 같이 여러 제조공정에 의해 제조되는 다기공 금속시트(20)를 적용한 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법은 제조공정이 간소하여 대량 양산을 통한 경제적인 생산이 가능하고, 특히 가성형 그라파이트시트(10)의 결정구조가 미완성 상태에서 다기공 금속시트(20)와 함께 가압되어 융합시트를 형성하는 과정에서 상기 가성형 그라파이트시트(10)를 구성하는 그라파이트 결정들이 다기공 금속시트(20)의 공극(25)으로 함침되어 견고한 결속력을 유지함에 따라 접착성분을 갖는 수지나 바인더재의 사용에 따른 방열간섭 현상에 의한 방열특성이 저하되는 폐단을 해소할 수 있으므로 우서한 방열성능의 보장이 가능하다.

특히, 상기 가성형 그라파이트시트(10)의 반대되는 다기공 금속시트(20)의 타면에 형성되는 방열막층(30) 역시 그 성분이 공극(25)을 통해 상기 가성형 그라파이트시트(10)측으로 함침되면서 물리적으로 견고한 일체화가 이루어지므로 탄성과 내구성 향상을 높일 수 있어 결과적으로 대면적의 시트 양산이 가능하다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시례를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 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 이해되어야만 한다.

1 : 전자기기용 고방열 융합시트 10 : 가성형 그라파이트시트
20 : 다기공 금속시트 20a : 공극
21 : 소결시트 22 : 전해주조시트
23 : 금속박판시트 23a : 곡면부
23b : 경사면부 24 : 네트시트
24a : 세로줄 와이어 24b : 가로줄 와이어
30 : 방열막층 33 : 접착물
35 : 금속박판 40 : 절연물

Claims

흑연성분을 포함하는 그라파이트 기재와 다기공 금속시트로 이루어진 전자기기용 고방열 융합시트에 있어서,
그라파이트 기재를 시트 형태로 성형하되 밀도 0.1~1.5g/㎤ 범위를 갖도록 하여 결정구조가 불완전한 상태로 형성된 가성형 그라파이트시트와;
상·하면으로 연결되는 미세한 구멍이나 틈새로 이루어진 0.001mm~0.05mm 크기의 공극을 복수 형성하여 된 것으로, 상기 결정구조가 불완전한 상태의 가성형 그라파이트시트가 일면에 적층되어 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤를 갖도록 가압 성형되는 것에 의해 결정입자의 일부가 공극에 함침되면서 물리적으로 상호 일체로 부착 결합되는 다기공 금속시트;
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트.
제 1항에 있어서,
상기 다기공 금속시트는 상기 그라파이트시트가 부착되는 반대면에 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착 형성되되 일부가 다기공 금속시트의 표면에 형성된 공극을 통해 반대편의 상기 그라파이트시트측으로 함침되어 결속되는 금속 및 유무기 계열의 수지로 된 방열막층;
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트.
제 1항에 있어서,
상기 다기공 금속시트는, 구리 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속분말을 1㎛~200㎛의 입도크기로 하여 용융온도보다 낮은 10~30% 낮은 온도에서 가열하여 소결하고 이를 가압하여 된 소결시트가 사용되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트.
제 1항에 있어서, 상기 다기공 금속시트는, 기화 또는 액화되는 수지로 성형된 성형틀을 전해주조에 침지하여 통전시켜 금속을 전착하여 전착층을 형성하고, 이 전착층이 형성된 성형틀을 가열하여 수지를 제거하여 된 금속전해주조 시트인 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트.
제 1항에 있어서, 상기 다기공 금속시트는 동 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속재로 된 박판에 펀칭 또는 레이저 또는 에칭공법으로 공극구멍을 형성하여 된 시트부재로서, 상기 공극구멍은 상기 가성형 그라파이트시트가 가압성형에 의해 부착된 상태에서 그 결정구조가 깨지지 않도록 상기 가성형 그라파이트시트가 부착되는 일측 표면을 기준으로 그 표면과 곡면 성형을 이루는 곡면부 및 이 곡면부에서 내측으로 진행하면서 지름이 완만하게 감소되는 경사면부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트.
제 1항에 있어서, 상기 다기공 금속시트는 단면이 원형인 금속재로 된 세로줄 와이어와 가로줄 와이어를 서로 교차하도록 엮은 네트시트인 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트.
제 2항에 있어서, 상기 방열막층은 상기 다기공 금속시트의 표면에 PVC, PC, 우레탄, 실리콘, ABS, UV 중 어느 하나 또는 하나 이상을 조성한 절연수지조성물을 코팅하여 형성된 절연물 또는 접착성분을 갖는 수지를 도포하여 된 점착물 또는 양면테이프를 부착하여 된 접착물 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 박판을 부착하여 형성된 금속박판 중 어느 하나 또는 하나 이상이 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트.
전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법에 있어서,
그라파이트 기재를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태를 갖는 가성형 그라파이트시트 준비단계;
300℃~1800℃의 용융 온도를 갖는 동계열 또는 주석 계열 또는 아연 계열 또는 알루미늄 계열 또는 스텐레스 계열의 금속분말로서, 금속 분말의 입도는 1㎛~200㎛의 크기를 갖는 금속 분말을 용융 온도 보다 10~30% 낮은 온도 분위기의 조건에서 10분~300분을 가열하여 0.001mm~3.0mm의 공극을 갖는 다기공성 소결체인 다기공 금속시트 성형단계;
상기 가성형 그라파이트시트를 상기 다기공 금속시트의 일 표면에 적층한 뒤 가압 성형하여 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖는 융합시트 형성단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법.
전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법에 있어서,
그라파이트 기재를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태를 갖는 가성형 그라파이트시트 준비단계;
기화 또는 액화되는 수지로 성형된 판상의 성형틀 외면에 통전액을 도포하여 통전층을 형성하고, 이를 전해주조에 침지 및 통전시켜 금속을 전착하여 전착층을 형성한 뒤 상기 성형틀을 가열하여 수지를 제거하여 성형하여 된 가성형 다기공 금속시트 성형단계;
상기 가성형 다기공 금속시트를 두께 0.01mm~50mm가 되도록 1회~10회 가압하여 된 다기공 금속시트 성형단계;
상기 가성형 그라파이트시트를 상기 다기공 금속시트의 일 표면에 적층한 뒤 가압 성형하여 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖는 융합시트 형성단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법.
전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법에 있어서,
그라파이트 기재를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태를 갖는 가성형 그라파이트시트 준비단계;
동 또는 주석 또는 아연 또는 알루미늄 또는 스텐레스 계열의 금속재로 된 박판에 펀칭 또는 레이저 또는 에칭공법으로 공극구멍을 형성한 시트 부재로서, 상기 공극구멍은 상기 가성형 그라파이트시트가 가압성형에 의해 부착된 상태에서 그 결정구조가 깨지지 않도록 상기 가성형 그라파이트시트가 부착되는 일측 표면을 기준으로 그 표면과 곡면 성형을 이루는 곡면부와 이 곡면부에서 구멍의 내측으로 진행하면서 지름이 완만하게 감소되는 경사면부를 형성하여 된 다기공 금속시트 성형단계;
상기 가성형 그라파이트시트를 상기 다기공 금속시트의 일 표면에 적층한 뒤 가압 성형하여 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착 결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖는 융합시트 형성단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법.
전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법에 있어서,
그라파이트 기재를 밀도 0.1g/㎤~1.5g/㎤의 범위를 갖는 결정구조가 불완전한 상태의 시트 형태를 갖는 가성형 그라파이트시트 준비단계;
단면이 원형인 금속재로 된 세로줄 와이어와 가로줄 와이어를 서로 교차하도록 엮어서 된 것으로 상기 세로줄 와이어와 가로줄 와이어의 사이에 공극이 형성되는 네트 모양의 다기공 금속시트 성형단계;
상기 가성형 그라파이트시트를 상기 다기공 금속시트의 일 표면에 적층한 뒤 가압 성형하여 상기 그라파이트시트를 구성하는 그라파이트 결정이 상기 다기공 금속시트의 표면 공극에 함침되면서 일체로 부착결합되게 하는 것으로, 밀도 2.0g/㎤~6.0g/㎤의 범위를 갖도록 가압 성형되면서 공극 0.001mm~0.05mm의 크기를 갖는 융합시트 형성단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법.
제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다기공 금속시트의 성형단계에 이어서 500℃~600℃에서 10~40분간 가열하여 비정질화시키는 비정질 금속시트 성형단계를 수행하고,
상기 비정질 금속시트에 가성형 그라파이트시트를 부착하여 압착성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법.
제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가성형 그라파이트시트가 일면에 부착된 다기공 금속시트의 타면에 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착 형성되는 것으로 일부가 다기공 금속시트의 표면에 형성된 공극으로 함침되어 반대편의 상기 그라파이트시트에 부착되어 일체로 결속력을 생성시키는 유무기 계열의 수지로 된 방열막층 형성단계;
또는 상기 가성형 그라파이트시트가 일면에 부착된 다기공 금속시트의 타면에 가압 또는 도포 또는 함침에 의해 일체로 부착 형성되는 것으로 일부가 다기공 금속시트의 표면에 형성된 공극으로 함침되어 결속력을 생성시키는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 박판으로 구비되는 방열막층 형성단계;
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 고방열 융합시트의 제조방법.