KR102092675B1 - Heat discharging sheet and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR102092675B1 KR1020130073723A KR20130073723A KR102092675B1 KR 102092675 B1 KR102092675 B1 KR 102092675B1 KR 1020130073723 A KR1020130073723 A KR 1020130073723A KR 20130073723 A KR20130073723 A KR 20130073723A KR 102092675 B1 KR102092675 B1 KR 102092675B1
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이성국
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엘지전자 주식회사
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    • 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

Abstract

본 발명은 방열 시트에 관한 것으로 특히, 그래핀 또는 질화붕소를 이용한 방열 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 방열 시트에 있어서, 제1면 및 제2면을 가지고, 그래핀 및 질화붕소를 포함하는 방열층; 상기 방열층의 제1면 상에 위치하는 점착층; 및 상기 방열층의 제2면 상에 위치하는 보호층을 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a heat radiation sheet, and more particularly, to a heat radiation sheet using graphene or boron nitride and a method for manufacturing the same. The present invention, in the heat dissipation sheet, having a first surface and a second surface, a heat radiation layer comprising graphene and boron nitride; An adhesive layer located on the first surface of the heat dissipation layer; And it may be configured to include a protective layer located on the second surface of the heat dissipation layer.

Description

방열 시트 및 그 제조 방법 {Heat discharging sheet and method for manufacturing the same}Heat discharging sheet and method for manufacturing the same}

본 발명은 방열 시트에 관한 것으로 특히, 그래핀 또는 질화붕소를 이용한 방열 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat radiation sheet, and more particularly, to a heat radiation sheet using graphene or boron nitride and a method for manufacturing the same.

탄소 원자들로 구성된 물질로는 풀러렌(fullerene), 탄소나노튜브(Carbon Nanotube), 그래핀(graphene), 흑연(Graphite) 등이 존재한다. 이 중에서 그래핀은 탄소 원자들이 2 차원 평면상으로 원자 한 층으로 이루어지는 구조이다.Materials composed of carbon atoms include fullerene, carbon nanotube, graphene, and graphite. Among them, graphene is a structure in which carbon atoms consist of a layer of atoms in a two-dimensional plane.

특히, 그래핀은 전기적, 기계적, 화학적인 특성이 매우 안정적이고 뛰어날 뿐 아니라 우수한 전도성 물질로서 실리콘보다 매우 빠르게 전자를 이동시키며 구리보다도 매우 큰 전류를 흐르게 할 수 있는데, 이는 2004년 흑연으로부터 그래핀을 분리하는 방법이 발견되면서 실험을 통하여 증명되었으며 현재까지 많은 연구가 진행이 되고 있다.In particular, graphene has excellent electrical, mechanical, and chemical properties, and is an excellent conductive material. It transfers electrons much faster than silicon and can flow a much larger current than copper. As a method of separation was discovered, it was proved through experiments, and many studies have been conducted so far.

이러한 그래핀은 대면적으로 형성할 수 있으며, 전기적, 기계적, 화학적인 안정성을 가지고 있을 뿐만 아니라 뛰어난 도전성의 성질을 가지므로, 전자 회로의 기초 소재로 관심을 받고 있다.Since such graphene can be formed in a large area, and has electrical, mechanical, and chemical stability, and also has excellent conductivity properties, it is receiving attention as a basic material for electronic circuits.

또한, 그래핀은 일반적으로 주어진 두께의 그래핀의 결정 방향성에 따라 전기적 특성이 변화할 수 있으므로 사용자가 선택 방향으로의 전기적 특성을 발현시킬 수 있고 이에 따라 쉽게 소자를 디자인할 수 있다. 따라서 그래핀은 탄소계 전기 또는 전자기 소자 등에 효과적으로 이용될 수 있다.In addition, in general, the electrical properties of graphene can be changed according to the crystal orientation of graphene of a given thickness, so that a user can express electrical properties in a selected direction and can easily design a device accordingly. Therefore, graphene can be effectively used in carbon-based electrical or electromagnetic devices.

이와 같이, 그래핀은 열전도 특성이 우수하므로 열을 방출하는 방열 재료에 응용될 수 있다.As such, graphene has excellent thermal conductivity characteristics, and thus can be applied to heat dissipation materials that emit heat.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 열원에서 발생하는 열을 효과적으로 전달하여 방출할 수 있고, 절연성을 확보할 수 있는 방열 시트 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a heat dissipation sheet and a method of manufacturing the same, which can effectively transfer and release heat generated from a heat source and secure insulation.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 방열 시트에 있어서, 제1면 및 제2면을 가지고, 그래핀 및 질화붕소를 포함하는 방열층; 상기 방열층의 제1면 상에 위치하는 점착층; 및 상기 방열층의 제2면 상에 위치하는 보호층을 포함하여 구성될 수 있다.As a first aspect for achieving the above technical problem, the present invention, in the heat dissipation sheet, having a first surface and a second surface, a heat radiation layer comprising graphene and boron nitride; An adhesive layer located on the first surface of the heat dissipation layer; And it may be configured to include a protective layer located on the second surface of the heat dissipation layer.

여기서, 방열층은, 층상 구조의 그래핀 및 질화붕소가 서로 불규칙적으로 적층되어 구성될 수 있다.Here, the heat dissipation layer, the graphene of the layered structure and boron nitride may be configured to be irregularly stacked with each other.

이때, 질화붕소의 함량은 1 내지 95 wt%이고, 그래핀의 함량은 5 내지 99 wt%일 수 있다.At this time, the content of boron nitride is 1 to 95 wt%, the content of graphene may be 5 to 99 wt%.

여기서, 점착층 및 보호층 중 적어도 어느 하나에는 열전도 재료를 포함할 수 있다.Here, at least one of the adhesive layer and the protective layer may include a thermal conductive material.

이때, 열전도 재료는, 그래핀, 무기물, 금속 및 그라파이트 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In this case, the thermal conductive material may include at least one of graphene, inorganic, metal, and graphite.

여기서, 방열층은, 전기 절연성 특성을 가질 수 있다.Here, the heat dissipation layer may have electrical insulating properties.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 방열 시트의 제조 방법에 있어서, 질화붕소 및 그래핀 재료를 준비하는 단계; 상기 질화붕소 및 그래핀 재료를 용액에 분산시켜 분산 용액을 제조하는 단계; 및 상기 분산 용액을 건조 후 압연하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.As a second point of view for achieving the above technical problem, the present invention provides a method for manufacturing a heat dissipation sheet, comprising: preparing boron nitride and graphene materials; Dispersing the boron nitride and graphene materials in a solution to prepare a dispersion solution; And drying and rolling the dispersion solution.

여기서, 분산 용액을 건조 후 압연하는 단계는, 체를 이용하여 상기 분산 용액을 여과하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of drying and rolling the dispersion solution may include filtering the dispersion solution using a sieve.

또한, 분산 용액을 건조 후 압연하는 단계는, 상기 분산 용액을 기재에 코팅하는 단계; 상기 코팅을 건조시키는 단계; 및 상기 코팅을 기재와 함께 압연하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, drying and rolling the dispersion solution may include coating the dispersion solution on a substrate; Drying the coating; And rolling the coating together with the substrate.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.

먼저, 본 발명의 방열 시트는 열원에 부착되어 열원에서 발생하는 열을 효율적으로 방출될 수 있도록 한다.First, the heat dissipation sheet of the present invention is attached to a heat source to efficiently dissipate heat generated from the heat source.

구체적으로, 방열 시트에 포함된 방열층은 점착층에 의하여 열원에 부착되어 열원에서 발생하는 열을 방출하도록 하며, 이때, 점착층은 열원에 부착되어 열원에서 발생하는 열이 방열층으로 전달되도록 할 수 있다.Specifically, the heat dissipation layer included in the heat dissipation sheet is attached to the heat source by the adhesive layer to release heat generated from the heat source, and at this time, the adhesive layer is attached to the heat source so that heat generated from the heat source is transferred to the heat dissipation layer. You can.

방열층은 열을 특히 측 방향으로 방출할 수 있어서 열원에서 발생하는 열을 더욱 효과적으로 방출할 수 있다.The heat dissipation layer is capable of dissipating heat particularly in the lateral direction, thereby more effectively dissipating heat generated from a heat source.

특히, 그래핀은 열 전도도가 우수하고, 질화붕소는 그래핀과 유사한 결정구조를 가지면서 열 전도도가 우수할 뿐 아니라 전기 절연성 특성을 가지므로, 전기 절연이 요구되는 방열부에 효과적으로 이용될 수 있다.In particular, graphene has excellent thermal conductivity, boron nitride has a crystal structure similar to that of graphene, and has excellent thermal conductivity as well as electrical insulating properties, and thus can be effectively used in a heat dissipation unit requiring electrical insulation. .

도 1은 그래핀을 이용한 방열 시트의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 그래핀을 이용한 방열 시트의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 방열 시트가 열원에 부착되어 열이 방출되는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 방열 시트를 응용하는 일례를 나타내는 개략도이다.
도 5 내지 도 8은 방열 시트의 방열층을 제작하는 과정을 나타내는 개략도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a heat radiation sheet using graphene.
2 is a cross-sectional view showing another example of a heat radiation sheet using graphene.
3 is a schematic view showing a state in which heat is released by attaching a heat radiation sheet to a heat source.
4 is a schematic view showing an example of applying a heat dissipation sheet.
5 to 8 are schematic views showing a process of manufacturing a heat radiation layer of a heat radiation sheet.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention allows for various modifications and variations, specific embodiments thereof are illustrated and illustrated in the drawings, which will be described in detail below. However, it is not intended to limit the invention to the specific forms disclosed, but rather the invention includes all modifications, equivalents, and substitutes consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. When an element, such as a layer, region, or substrate, is referred to as being “on” another component, it will be understood that it may be present directly on the other element or intermediate elements may be present therebetween. .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
Although the terms first, second, etc. can be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, these elements, components, regions, layers and / or regions It will be understood that it should not be limited by these terms.

도 1은 방열 시트의 일례를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heat radiation sheet.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 방열 시트(100)는, 제1면(13) 및 제 2면(14)을 가지는 방열층(10)이 구비된다. 이러한 방열층(10)은 열을 전달하거나 방출하는 특성을 가질 수 있다.As shown in FIG. 1, the heat dissipation sheet 100 is provided with a heat dissipation layer 10 having a first surface 13 and a second surface 14. The heat dissipation layer 10 may have characteristics of transferring or dissipating heat.

방열층(10)은 그래핀(11)과 질화붕소(12; Boron Nitride)를 포함하여 이루어질 수 있다. 특히, 질화붕소(12)는 육각구조 질화붕소(hexagonal Boron Nitride; h-BN)가 이용될 수 있다.The heat dissipation layer 10 may include graphene 11 and boron nitride (12). In particular, a hexagonal boron nitride (h-BN) may be used as the boron nitride 12.

이러한 육각구조 질화붕소(12)는 그래핀(11)과 유사한 2차원 평면상에 육각구조의 결정 구조를 가진다. 따라서, 그래핀(11)과 질화붕소(12)는 층상 구조를 가지게 된다.The hexagonal structure boron nitride 12 has a hexagonal crystal structure on a two-dimensional plane similar to the graphene 11. Therefore, the graphene 11 and boron nitride 12 have a layered structure.

그러므로, 방열층(10)은 이러한 층상 구조의 그래핀(11)과 질화붕소(12)가 서로 적층된 구조를 가지며, 보통 서로 불규칙적으로 적층된 구조를 이루게 된다.Therefore, the heat dissipation layer 10 has a structure in which graphene 11 and boron nitride 12 having such a layered structure are stacked on each other, and usually have a structure stacked irregularly on each other.

이때, 방열층(10)은 열전도의 특성을 주로 가지므로 열전도도가 우수한 그래핀(11)이 주재료로 이용될 수 있다. At this time, since the heat dissipation layer 10 mainly has characteristics of thermal conductivity, graphene 11 having excellent thermal conductivity may be used as a main material.

또한, 질화붕소(12)는 열전도도를 크게 저하시키지 않으면서 방열층(10)이 전기 절연성 특성을 가지도록 할 수 있다.In addition, the boron nitride 12 can make the heat dissipation layer 10 have electrical insulating properties without significantly lowering the thermal conductivity.

이러한 특성을 위하여, 질화붕소(12)의 함량은 1 내지 95 wt%이고, 그래핀(11)의 함량은 5 내지 99 wt%일 수 있다. For this property, the content of boron nitride 12 is 1 to 95 wt%, and the content of graphene 11 may be 5 to 99 wt%.

방열층(10)의 두께는 5 내지 100 ㎛일 수 있으며, 이러한 두께를 이루도록 그래핀(11)과 질화붕소(12)를 적층하여 구성할 수 있다.The thickness of the heat dissipation layer 10 may be 5 to 100 μm, and may be configured by stacking graphene 11 and boron nitride 12 to achieve this thickness.

한편, 방열층(10)의 제1면(13)에는, 열원(200; 도 3 참고)에 부착되는 점착층(20)이 위치할 수 있다.On the other hand, on the first surface 13 of the heat dissipation layer 10, an adhesive layer 20 attached to the heat source 200 (see FIG. 3) may be located.

이와 같은 점착층(20)은, 열원과의 부착 특성뿐 아니라 열원과의 간격을 최소화하면서 열원에서 발생하는 열을 방열층(10)으로 효과적으로 전달하는 역할을 수행할 수 있다. The adhesive layer 20 may serve to effectively transfer heat generated from the heat source to the heat dissipation layer 10 while minimizing the distance between the heat source as well as the adhesion characteristics with the heat source.

이러한 점착층(20)의 모체는 주로 고분자 계열의 물질을 이용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The matrix of the adhesive layer 20 may mainly use a polymer-based material, but is not limited thereto.

점착층(20)의 모체로 고분자 물질을 이용하는 경우에는 폴리 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 고분자 수지 등의 각종 고분자 수지가 이용될 수 있다.When a polymer material is used as the matrix of the adhesive layer 20, various polymer resins such as polyurethane resin, epoxy resin, acrylic resin and polymer resin may be used.

여기서, 점착층(20)은 두께가 수십 nm에서 수백 ㎛의 범위를 가질 수 있으며, 효과적인 열의 방출 및 열원과의 접착을 위하여 두께가 5 내지 100 ㎛일 수 있다. Here, the adhesive layer 20 may have a thickness in the range of tens of nm to hundreds of μm, and may have a thickness of 5 to 100 μm for effective heat emission and adhesion to a heat source.

보다 상세하게는, 점착층(20)이 5 내지 20 ㎛의 두께를 가질 때, 최적의 효과를 발휘할 수 있다.More specifically, when the adhesive layer 20 has a thickness of 5 to 20 μm, it is possible to exert the optimum effect.

또한, 방열층(10)의 제2면(14)에는 이 방열층(10)을 보호하기 위한 보호층(30)이 위치할 수 있다.In addition, a protective layer 30 for protecting the heat dissipation layer 10 may be located on the second surface 14 of the heat dissipation layer 10.

이러한 보호층(30)은 방열층(10)을 이루는 물질의 탈락을 방지하기 위하여 방열층(10) 상에 코팅하여 구성될 수 있다. The protective layer 30 may be configured by coating on the heat dissipation layer 10 to prevent the material constituting the heat dissipation layer 10 from falling off.

그러나, 이러한 탈락 방지 특성 이외에도 방사 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 경우에 따라, 절연 특성을 향상시킬 수 있다.However, it is possible to improve the radiation properties in addition to the anti-fall properties. Further, in some cases, the insulating properties can be improved.

즉, 이러한 보호층(30)은 방열층(10)을 통하여 전달된 열이 외부로 효과적으로 방사될 수 있는 특성을 가질 수 있다.That is, the protective layer 30 may have a property that heat transferred through the heat dissipation layer 10 can be effectively radiated to the outside.

이러한 보호층(30)은 주로 고분자 계열의 물질을 이용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The protective layer 30 may mainly use a polymer-based material, but is not limited thereto.

보호층(30)으로 고분자 물질을 이용하는 경우에는 폴리 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 고분자 수지, PET, PT 등의 각종 고분자 수지가 이용될 수 있다.When a polymer material is used as the protective layer 30, various polymer resins such as polyurethane resin, epoxy resin, acrylic resin, polymer resin, PET, and PT may be used.

이와 같은, 보호층(30)은 방열층(10)의 보호성 및 외부로 열의 방사를 고려하여, 두께가 수십 nm에서 수백 ㎛의 범위를 가질 수 있으며, 효과적인 열의 방출 및 열원과의 접착을 위하여 두께가 5 내지 100 ㎛일 수 있다. As such, the protective layer 30 may have a thickness ranging from tens of nm to hundreds of μm in consideration of the protection of the heat dissipation layer 10 and radiation of heat to the outside, and for effective heat emission and adhesion to a heat source The thickness may be 5 to 100 μm.

보다 상세하게는, 보호층(30)이 5 내지 20 ㎛의 두께를 가질 때, 최적의 효과를 발휘할 수 있다.More specifically, when the protective layer 30 has a thickness of 5 to 20 μm, it is possible to exert the optimum effect.

한편, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 열전도의 향상을 위하여, 점착층(20) 및 보호층(30) 중 적어도 어느 하나에는 열전도 재료(21, 31)가 포함될 수 있다. Meanwhile, as illustrated in FIG. 2, in order to improve thermal conductivity, at least one of the adhesive layer 20 and the protective layer 30 may include thermal conductive materials 21 and 31.

점착층(20)에 열전도 재료(21)가 포함되는 경우에, 열원에서 발생되는 열이 점착층(20)을 통하여 더 효과적으로 방열층(10)으로 전달될 수 있도록 할 수 있다.When the heat-conducting material 21 is included in the adhesive layer 20, heat generated from the heat source can be more effectively transferred to the heat-radiating layer 10 through the adhesive layer 20.

이러한 열전도 재료(21)는 그래핀, 무기물, 금속 및 그라파이트 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The thermal conductive material 21 may include at least one of graphene, inorganic, metal, and graphite.

보다 상세하게, 이러한 열전도 재료(21)는, 그래핀 외에, Cu 및 Al과 같은 금속, BN, AiN, Al2O3 및 MgO와 같은 무기물, 그라파이트(graphite)를 포함할 수 있으며, 그 외에도 탄소 나노 튜브(carbon nano tube; CNT)를 포함할 수 있다.More specifically, the thermal conductive material 21 may include, in addition to graphene, metals such as Cu and Al, minerals such as BN, AiN, Al 2 O 3 and MgO, and graphite. It may include a carbon nano tube (CNT).

이와 같이, 점착층(20)에 열전도 재료(21)가 포함되는 경우에, 이러한 열전도 재료(21)는, 점착층(20)을 이루는 고분자 재료에 중량비 10 내지 90 wt%로 혼합되어 구성될 수 있다.As described above, when the heat-conducting material 21 is included in the adhesive layer 20, the heat-conducting material 21 may be configured by mixing the polymer material constituting the adhesive layer 20 in a weight ratio of 10 to 90 wt%. have.

또한, 보호층(30)에도 열전도 재료(31)가 포함될 수 있으며, 이러한 열전도 재료(31)는 보호층(30)을 통한 열의 전도성을 더 향상시킬 수 있다.In addition, the thermal conductive material 31 may also be included in the protective layer 30, and the thermal conductive material 31 may further improve the conductivity of heat through the protective layer 30.

따라서, 이러한 보호층(30)에 포함된 열전도 재료(31)는 보호층(20)을 통하여 열이 더욱 효과적으로 방출되거나 외부와 열교환이 일어날 수 있도록 할 수 있다.Therefore, the heat-conducting material 31 included in the protective layer 30 may allow heat to be more effectively released through the protective layer 20 or heat exchange with the outside may occur.

이러한 열전도 재료(31)는 점착층(20)에 포함되는 열전도 재료(21)와 동일한 사항이 적용될 수 있다.The heat conducting material 31 may be applied to the same matter as the heat conducting material 21 included in the adhesive layer 20.

도 3은 방열 시트가 열원에 부착되어 열이 방출되는 상태를 개략적으로 나타내고 있다.3 schematically shows a state in which the heat dissipation sheet is attached to a heat source and heat is released.

위에서 언급한 바와 같이, 방열 시트(100)는 열원(200)에 부착되어 열원(200)에서 발생하는 열을 효율적으로 방출될 수 있도록 한다.As mentioned above, the heat dissipation sheet 100 is attached to the heat source 200 so that heat generated from the heat source 200 can be efficiently released.

그래핀(11)과 질화붕소(12)를 포함하는 방열층(10)은 열원(200)에 부착되어 열원(200)에서 발생하는 열을 방출하도록 하며, 이때, 점착층(20)은 열원(200)에 부착되어 열원(200)에서 발생하는 열이 방열층(10)으로 효과적으로 전달되도록 할 수 있다.The heat dissipation layer 10 including the graphene 11 and boron nitride 12 is attached to the heat source 200 to release heat generated from the heat source 200, wherein the adhesive layer 20 is a heat source ( It is attached to 200) so that heat generated from the heat source 200 can be effectively transferred to the heat dissipation layer 10.

위에서 언급한 바와 같이, 그래핀(11)은 탄소 원자들이 육각 구조의 단일 층으로 이루어진 물질로서, 평면 쪽에는 파이 전자가 풍부하여 열전도도와 전기 전도도가 매우 우수한 물질이다.As mentioned above, graphene 11 is a material in which carbon atoms are composed of a single layer of a hexagonal structure, and is rich in pie electrons on the planar side, so that it has excellent thermal conductivity and electrical conductivity.

이와 같은 그래핀(11)은 열전도도가 3000 내지 5000 W/mK 정도로 매우 높으므로, 방열층(10)을 통하여 열원으로부터 전달되는 열을 효과적으로 방출할 수 있으며, 특히 측 방향으로 방출될 수 있도록 할 수 있다. Since such graphene 11 has a very high thermal conductivity of about 3000 to 5000 W / mK, it is possible to effectively dissipate heat transferred from the heat source through the heat dissipation layer 10, and in particular, to be released in the lateral direction. You can.

그러나, 절연을 요구하는 제품에서는 그래핀(11)의 비절연 특징 때문에 사용이 제한될 수 있으므로, 이를 해결하기 위해 유사한 구조의 층상 물질인 질화붕소(BN; 12)를 첨가하여 절연 특성을 확보할 수 있다.However, in a product requiring insulation, use may be limited due to the non-insulating characteristics of graphene 11, so to solve this, a layered material of similar structure, boron nitride (BN; 12) is added to secure insulation properties. You can.

질화붕소(12)가 그래핀(11)과 혼합하게 되면 그래핀(11)의 연결을 억제하여 전기 절연성을 확보할 수 있다. When the boron nitride 12 is mixed with the graphene 11, the connection of the graphene 11 can be suppressed to secure electrical insulation.

또한, 질화붕소(12)의 수평 열전도도가 700 W/mK정도로 높으므로 질화붕소(12)가 첨가되더라도 방열층(10) 전체의 열전도도는 크게 변하지 않는다. In addition, since the horizontal thermal conductivity of boron nitride 12 is as high as about 700 W / mK, even when boron nitride 12 is added, the thermal conductivity of the entire heat dissipation layer 10 does not change significantly.

위에서 언급한 바와 같이, 점착층(20)에 열전달 재료(21)가 포함되는 경우에는 이러한 열전달 재료(21)의 열전도성이 우수하므로 열원(200)에서 발생하는 열이 더욱 효과적으로 방열층(10)으로 전달될 수 있다.As mentioned above, in the case where the heat transfer material 21 is included in the adhesive layer 20, heat generated from the heat source 200 is more effectively radiated because the heat conductivity of the heat transfer material 21 is excellent. Can be delivered to

방열층(10)은 열을 특히 측 방향으로 방출할 수 있어서 열원(200)에서 발생하는 열을 더욱 효과적으로 방출할 수 있다.The heat dissipation layer 10 is capable of dissipating heat in particular, so that heat generated from the heat source 200 can be released more effectively.

이때, 보호층(30)까지 전달된 열은 이 보호층(30)을 통하여 외부로 방출될 수 있다. At this time, heat transferred to the protective layer 30 may be discharged to the outside through the protective layer 30.

또한, 보호층(30)에 열전달 재료(31)가 포함되는 경우에는 이러한 열전달 재료(31)의 열전도성이 우수하므로 이 보호층(30)을 통하여 효과적으로 방출될 수 있는 것이다.In addition, when the heat transfer material 31 is included in the protective layer 30, since the heat conductivity of the heat transfer material 31 is excellent, it can be effectively released through the protective layer 30.

또한, 외기로부터 이 보호층(30)을 통한 열 교환 작용도 함께 일어날 수 있다.In addition, heat exchange through the protective layer 30 from outside air may also occur.

통상, 점착층(20)과 보호층(30)에는 열전도도 향상을 위하여 산화물 필러가 포함되었으나, 이러한 산화물 필러는 무게가 무겁고 열전도도가 낮아, 열전도도를 일정 정도로 향상시키기 위해서는 고함량을 첨가하여야 하므로 수 내지 수십 ㎛ 정도의 두께를 가지는 제품에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다.Usually, the adhesive layer 20 and the protective layer 30 include an oxide filler to improve the thermal conductivity, but these oxide fillers have a heavy weight and low thermal conductivity, so a high content must be added to improve the thermal conductivity to a certain degree. Therefore, there is a problem that it is difficult to apply to products having a thickness of several to several tens of µm.

그러나 위에서 설명한 열전달 재료(21, 31)를 포함하는 점착층(20) 또는 보호층(30)은 이러한 문제점 없이 더욱 효과적으로 열을 전달하거나 방사할 수 있는 것이다.However, the adhesive layer 20 or the protective layer 30 including the heat transfer materials 21 and 31 described above is capable of transferring or radiating heat more effectively without these problems.

도 4에서는 방열 시트를 응용하는 일례로서, 평판 디스플레이를 이용하는 티브이(TV)와 같은 응용 제품에 방열 시트(100)가 이용되는 예를 나타내고 있다.4 shows an example in which the heat dissipation sheet 100 is used in an application product such as a TV using a flat panel display as an example of applying the heat dissipation sheet.

도 4에서는, 열원으로서의 구동부(200)에 방열 시트(100)가 부착되고, 방열 시트(100) 상에는 디스플레이 패널(300)이 위치하는 상태를 나타내고 있다.In FIG. 4, the heat dissipation sheet 100 is attached to the driving unit 200 as a heat source, and the display panel 300 is positioned on the heat dissipation sheet 100.

구동부(200)에는 보통 알루미늄(SUS) 프레임과 같은 금속 프레임이 구비되는데, 방열 시트(100)는 이러한 금속 프레임에 부착될 수 있다.The driving unit 200 is usually provided with a metal frame such as an aluminum (SUS) frame, and the heat dissipation sheet 100 may be attached to the metal frame.

이러한 금속 프레임은 구동부(200)에서 발생하는 열이 수평 방향으로는 잘 퍼지지 않고 진행방향으로 열을 전달하는 특성이 있다. 따라서, 구동부(200)로부터 전달되는 열은 방열 시트(100)를 통하여 수평 방향으로 퍼지게 되어 방출될 수 있다.The metal frame has a characteristic that heat generated in the driving unit 200 does not spread well in a horizontal direction and transfers heat in a traveling direction. Accordingly, heat transferred from the driving unit 200 may be dissipated and spread in the horizontal direction through the heat dissipation sheet 100.

도 4와 같은 구성에서는, 방열 시트(100)에서 디스플레이 패널(300) 측으로 열이 방출되지 않고 측 방향으로 방출될 수 있는 것이다.In the configuration as shown in FIG. 4, heat is not radiated from the heat dissipation sheet 100 to the display panel 300 but may be radiated in the lateral direction.

이때, 디스플레이 패널(300)에서 방출되는 열도 방열 시트(100)을 통하여 방출될 수도 있음은 물론이다.At this time, of course, the heat emitted from the display panel 300 may also be released through the heat dissipation sheet 100.

한편, 그 외에도 태양 전지 및 발광 다이오드 조명과 같은 열이 발생될 수 있는 곳이라면 어느 곳에라도 방열 시트(100)가 부착되어 이용될 수 있다.On the other hand, in addition to any other place where heat can be generated, such as solar cells and light emitting diodes, the heat dissipation sheet 100 may be attached and used.

일례로, 태양 전지의 수광부의 반대측의 하부 완충부재에 방열 시트(100)가 부착되어 이용될 수 있고, 발광 다이오드 조명의 히트 싱크 측에 방열 시트(100)가 부착되어 사용될 수 있는 것이다.For example, the heat dissipation sheet 100 may be attached to the lower buffer member on the opposite side of the light-receiving portion of the solar cell, and the heat dissipation sheet 100 may be attached to the heat sink side of the light emitting diode lighting.

이와 같이, 그래핀(11) 및 질화붕소(12)를 포함하는 방열 시트(100)의 방열층(10)은 질화붕소 및 그래핀 재료의 분산 용액을 이용하여 제작할 수 있다.As described above, the heat dissipation layer 10 of the heat dissipation sheet 100 including graphene 11 and boron nitride 12 may be manufactured using a dispersion solution of boron nitride and graphene materials.

이하, 도 5 내지 도 8을 참고하여 방열 시트(100)의 방열층(10)의 제조 과정을 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the heat dissipation layer 10 of the heat dissipation sheet 100 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8.

먼저, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 그래핀 재료(11a) 및 질화붕소(12a) 재료를 준비하여 이를 용기(40)에 담긴 용액에 분산시켜 분산 용액(50)을 제조한다.First, as illustrated in FIG. 5, a graphene material 11a and boron nitride 12a material are prepared and dispersed in a solution contained in the container 40 to prepare a dispersion solution 50.

그래핀 재료(11a)는 산화 그래핀을 환원하여 제작할 수도 있다.The graphene material 11a may also be produced by reducing graphene oxide.

산화 그래핀은 탄소 입자가 산에 의하여 산화된 상태를 말한다. 산화 그래핀은 보통 흑연을 황산과 같은 강산에 의하여 산화시킴으로써 제조할 수 있다. 경우에 따라 황산에 과산화수소수가 섞인 물질이 산화에 이용될 수 있다.Graphene oxide refers to a state in which carbon particles are oxidized by an acid. Graphene oxide can usually be prepared by oxidizing graphite with a strong acid such as sulfuric acid. In some cases, a substance in which sulfuric acid water is mixed with sulfuric acid may be used for oxidation.

흑연은 판상 구조를 가지며, 이러한 흑연에 강산을 가하면 산화되는데, 이러한 흑연을 화학적으로 작은 입자 상태로 제조된 상태가 산화 그래핀(Graphene oxide)이다.Graphite has a plate-like structure, and is oxidized when a strong acid is applied to such graphite, and the state in which such graphite is chemically manufactured in a small particle state is graphene oxide.

산화 그래핀은 전기가 통하지 않는 부도체 특성과 수십 W/mK의 열전도도를 가지므로, 열원에서 발생하는 열을 효과적으로 전달할 수 있다.Graphene oxide has non-conductive properties and thermal conductivity of several tens of W / mK, so it can effectively transfer heat generated from a heat source.

상술한 바와 같이, 이와 같은 산화 그래핀은 환원 과정을 거쳐 그래핀 재료(11a)로 제작될 수 있다.As described above, such graphene oxide may be made of a graphene material 11a through a reduction process.

질화붕소는 B2O3 또는 B(OH)3를 NH3 또는 CO(NH2)2와 함께 넣고 900 내지 1000 ℃의 온도에서 N2 분위기에서 반응시킴으로써 합성할 수 있다.Boron nitride can be synthesized by adding B 2 O 3 or B (OH) 3 together with NH 3 or CO (NH 2 ) 2 and reacting in an N 2 atmosphere at a temperature of 900 to 1000 ° C.

이와 같이 질화붕소를 합성하면 이러한 질화붕소는 다층 구조로 합성이 되므로 밀링 공정을 거쳐서 수 내지 수십 층의 구조를 이루도록 박리하는 과정을 거쳐 질화붕소 재료(12a)를 제작할 수 있다.When boron nitride is synthesized in this way, the boron nitride is synthesized in a multi-layered structure, so that the boron nitride material 12a can be manufactured through a process of peeling to form a structure of several to several tens of layers through a milling process.

한편, 이러한 그래핀 재료(11a) 또는 질화붕소 재료(12a)를 점착층(20) 및 보호층(30)에 포함되는 열전달 재료(21, 31)로서 이용될 수도 있다.Meanwhile, the graphene material 11a or the boron nitride material 12a may be used as the heat transfer materials 21 and 31 included in the adhesive layer 20 and the protective layer 30.

다음에는, 위와 같은 과정으로 제작된 그래핀 재료(11a) 및 질화붕소(12a)가 분산된 분산 용액(50)을 건조 후 압연하는 과정으로 방열층(10)을 제조할 수 있다.Next, the heat dissipation layer 10 may be manufactured by drying and rolling the dispersion solution 50 having the graphene material 11a and boron nitride 12a dispersed therein.

이러한 분산 용액(50)을 건조하여 막을 제작하는 과정은 아래와 같이, 크게 두 가지 방법으로 가능하다.The process of preparing the membrane by drying the dispersion solution 50 is possible as follows, as follows.

먼저, 도 6에서 도시하는 바와 같이, 이와 같이 제작된 그래핀 재료(11a) 및 질화붕소 재료(12a)가 분산된 분산 용액(50)을 기재(60)에 코팅하여 막(51)을 제작하는 과정을 수행한다.First, as illustrated in FIG. 6, a film 51 is prepared by coating the dispersion solution 50 in which the graphene material 11a and the boron nitride material 12a thus produced are dispersed on the substrate 60. Carry out the process.

다른 방법으로는, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 그래핀 재료(11a) 및 질화붕소 재료(12a)가 분산된 분산 용액(50)을 채(70)를 이용하여 여과시킴으로써 막(51)을 제작할 수 있다.As another method, as shown in FIG. 7, the membrane 51 is fabricated by filtering the dispersion solution 50 in which the graphene material 11a and the boron nitride material 12a are dispersed using a chuck 70. Can.

이와 같이, 분산 용액(50)을 이용하여 막(51)을 제작한 이후에는, 도 8에서 도시하는 바와 같이, 한 쌍의 롤러를 이용하여 압연함으로써 방열층(10)을 제작할 수 있는 것이다.In this way, after the film 51 is produced using the dispersion solution 50, as shown in FIG. 8, the heat dissipation layer 10 can be produced by rolling using a pair of rollers.

이러한 압연 과정에서 그래핀 재료(11a) 및 질화붕소 재료(12a)는 서로 섞여서 그래핀(11)과 질화붕소(12)의 다층 구조를 이루게 된다.In this rolling process, the graphene material 11a and the boron nitride material 12a are mixed with each other to form a multilayer structure of the graphene 11 and the boron nitride 12.

이와 같은 과정에서 제작된 방열층(10)의 제1면과 제2면에 각각 점착층(20)과 보호층(30)을 부착하거나 직접 형성하면 도 1에서 도시하는 바와 같은 방열 시트(100)를 제작할 수 있는 것이다.
When the adhesive layer 20 and the protective layer 30 are respectively attached to the first and second surfaces of the heat dissipation layer 10 manufactured in this process or directly formed, the heat dissipation sheet 100 as shown in FIG. It is possible to produce.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

10: 방열층 11: 그래핀
12: 질화붕소 13: 제1면
14: 제2면 20: 점착층
21: 열전달 재료 30: 보호층
31: 열전달 재료 100: 방열 시트
200: 열원, 구동부 300: 디스플레이 패널10: heat dissipation layer 11: graphene
12: boron nitride 13: p. 1
14: second side 20: adhesive layer
21: heat transfer material 30: protective layer
31: heat transfer material 100: heat dissipation sheet
200: heat source, driving unit 300: display panel

Claims (9)

방열 시트에 있어서,
제1면 및 제2면을 가지고, 그래핀 및 육각구조 질화붕소를 포함하는 방열층;
상기 방열층의 제1면 상에 위치하는 점착층; 및
상기 방열층의 제2면 상에 위치하는 보호층을 포함하여 구성되고,
상기 방열층은 층상 구조의 그래핀 및 육각구조 질화붕소가 서로 불규칙적으로 적층된 것을 특징으로 하는 방열 시트.In the heat dissipation sheet,
A heat dissipation layer having first and second surfaces and including graphene and hexagonal boron nitride;
An adhesive layer located on the first surface of the heat dissipation layer; And
It comprises a protective layer located on the second surface of the heat dissipation layer,
The heat dissipation layer is a heat dissipation sheet, characterized in that the graphene and hexagonal structure boron nitride of a layered structure are irregularly laminated to each other. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 질화붕소의 함량은 1 내지 95 wt%이고, 상기 그래핀의 함량은 5 내지 99 wt%인 것을 특징으로 하는 방열 시트.The heat dissipation sheet according to claim 1, wherein the content of the boron nitride is 1 to 95 wt%, and the content of the graphene is 5 to 99 wt%. 제1항에 있어서, 상기 점착층 및 보호층 중 적어도 어느 하나에는 열전도 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트.The heat dissipation sheet according to claim 1, wherein at least one of the adhesive layer and the protective layer comprises a thermal conductive material. 제4항에 있어서, 상기 열전도 재료는, 그래핀, 무기물, 금속 및 그라파이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트.The heat-radiating sheet according to claim 4, wherein the heat-conducting material includes at least one of graphene, inorganic material, metal, and graphite. 제1항에 있어서, 상기 방열층은, 전기 절연성인 것을 특징으로 하는 방열 시트.The heat dissipation sheet according to claim 1, wherein the heat dissipation layer is electrically insulating. 방열 시트의 제조 방법에 있어서,
육각구조 질화붕소 및 그래핀 재료를 준비하는 단계;
상기 질화붕소 및 그래핀 재료를 용액에 분산시켜 분산 용액을 제조하는 단계; 및
체를 이용하여 상기 분산 용액을 여과하는 단계를 포함하여, 층상 구조의 상기 그래핀 및 육각구조 질화붕소가 서로 불규칙적으로 적층되도록 상기 분산 용액을 건조 후 압연하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방열 시트의 제조 방법.In the manufacturing method of the heat radiation sheet,
Preparing a hexagonal structure boron nitride and graphene material;
Dispersing the boron nitride and graphene materials in a solution to prepare a dispersion solution; And
And filtering the dispersion solution using a sieve, comprising drying and rolling the dispersion solution so that the graphene and hexagonal boron nitride layers having a layered structure are randomly stacked on each other. Method of manufacturing a heat dissipation sheet. 삭제delete 제7항에 있어서, 상기 분산 용액을 건조 후 압연하는 단계는,
상기 분산 용액을 기재에 코팅하는 단계;
상기 코팅을 건조시키는 단계; 및
상기 코팅을 기재와 함께 압연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 시트의 제조 방법.The method of claim 7, wherein the step of rolling the dispersion solution after drying,
Coating the dispersion solution on a substrate;
Drying the coating; And
Method of manufacturing a heat-radiating sheet comprising the step of rolling the coating with a substrate.
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