KR102098829B1 - A carbon seat having high heat-radiation property and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 고방열 탄소시트는 점착층 내에 존재하는 섬유상 열전도체를 점착층의 두께방향으로 배향시킴으로써 섬유상 열전도체가 열발생부와 외부를 연결하는 일종의 채널 역할을 수행하여 발열부품의 열을 효과적으로 점착층 상부로 확산시킬 수 있다. 또한 고분자 내에서 분산성이 떨어지는 섬유상 열전도체의 분산성을 높이기 위해 하나 이상의 분산보조제를 더 포함함으로써 점착층 내부의 섬유상 열전도체를 고르게 분산시키고 배향성을 더욱 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 고방열 탄소시트는 상기와 같은 특성으로 인해 부품 및 소자의 수명을 더욱 향상시킬 수 있고, 소비자가 모바일 기기와 같은 휴대용 전자기기에 직접 접촉함으로써 느낄 수 있는 발열에 대한 거부감을 해소할 수 있으며, 기존의 단순 적층이나 그래핀을 이용한 기술에 비해 공정비용 및 양산 비용을 크게 줄일 수 있다.The high heat dissipation carbon sheet according to the present invention orients the fibrous thermal conductor present in the adhesive layer in the thickness direction of the adhesive layer, so that the fibrous thermal conductor acts as a channel connecting the heat generating part and the outside to effectively adhere the heat of the heating component. It can diffuse to the top of the layer. In addition, by further including at least one dispersing aid to increase the dispersibility of the fibrous thermal conductor having poor dispersibility in the polymer, the fibrous thermal conductor in the adhesive layer can be evenly dispersed and the orientation can be further increased.
The high heat dissipation carbon sheet according to the present invention can further improve the lifespan of components and devices due to the above-described characteristics, and solve the feeling of rejection of heat generated by consumers directly contacting portable electronic devices such as mobile devices. In addition, it is possible to significantly reduce the process cost and mass production cost compared to the existing simple lamination or graphene-based technology.
Description
본 발명은 고방열 탄소시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 고방열 탄소시트를 제조함에 있어서 점착층 내에 섬유상 열전도체 및 필러를 분산시키고, 이 중 섬유상 열전도체를 점착층의 두께방향으로 배향시킴으로써 열발생부의 열을 효과적으로 확산시킬 수 있는 고방열 탄소시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high heat dissipation carbon sheet and a method for manufacturing the same, in detail, in manufacturing a high heat dissipation carbon sheet, a fibrous heat conductor and a filler are dispersed in an adhesive layer, of which the fibrous heat conductor is in the thickness direction of the adhesive layer. It relates to a high heat dissipation carbon sheet that can effectively diffuse the heat of the heat generating portion by orientation and a method for manufacturing the same.
최근 자동차, 전기·전자 분야 등에서 사용되고 있는 전자 기기는 경량화, 박형화, 소형화, 다기능화가 추구되고 있다. 이러한 전자소자가 고집적화 될수록 더욱 많은 열이 발생하는데, 이러한 방출열은 소자의 기능을 저하시킬 뿐만 아니라 주변 소자의 오작동, 기판 열화 등의 원인이 되고 있어 방출 열을 제어하는 기술에 대해 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 특히 고 방열 회로 기판 소재는 베이스 금속기판의 열전도성을 이용할 수 있어 파워 디바이스나 LED 모듈 등 고 전력이 소모되고 열이 많이 발생되는 부품의 제작에 유리하여 연구개발에 대한 관심이 증폭되고 있다. 예를 들어 LED는 약85%가 손실로 전환되며 고온의 방출 열로 인해 접합부의 온도가 계속 증가함으로서 LED 반도체의 수명저하를 일으킨다. 오작동이 일어나는 평균시간은 소자 작용 온도가 10℃ 상승할 때 수명은 2배 감소하는 것으로 알려져 있다. 이를 막기 위해서 high power LED의 경우 고방열 기판을 사용하고 있으며, 이에 따라 고 방열 소재에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다.Recently, electronic devices used in automobiles, electric and electronic fields, etc., are being sought to be lighter, thinner, smaller, and more versatile. The higher the integration of these electronic devices, the more heat is generated, and this heat of emission not only degrades the function of the device, but also causes malfunction of peripheral devices and deterioration of the substrate. Is being made. In particular, the high heat dissipation circuit board material is able to use the thermal conductivity of the base metal substrate, which is advantageous for the production of high power consuming and heat generating parts such as power devices and LED modules, and thus interest in research and development is amplifying. For example, about 85% of LEDs are converted into losses, and the temperature of the junction continues to increase due to the high temperature of heat emitted, leading to a decrease in the life of the LED semiconductor. It is known that the average time for malfunctions is reduced by a factor of 2 when the device operating temperature rises by 10 ° C. In order to prevent this, high power LEDs use high heat dissipation substrates, and accordingly, demand for high heat dissipation materials is rapidly increasing.
방열 재료의 소재 성분을 살펴보면 탄소재료나 세라믹 소재 같은 고열전도성 필러 소재와 고분자 소재가 혼합된 복합 소재가 대부분이다. 그 중에 열전도성의 무기 입자 필러로서 사용되는 물질은 그래파이트, 탄소나노튜브, 그래핀과 같은 카본계 소재, 은 및 구리 등의 전기 전도성을 가지는 금속 물질과, 알루미나, 실리카, 질화알루미늄 및 질화붕소 등의 전기 절연성의 물질로 대별된다. 그러나 단순히 무기입자 필러를 고분자 수지로 이루어진 매트릭스 내에 분산시키는 것만으로는 전자부품 및 소자에서 발생되는 열을 충분히 방출시키는데 한계가 있다는 문제가 있다.When looking at the material composition of the heat dissipation material, most of the composite material is a mixture of a high thermal conductivity filler material such as a carbon material or a ceramic material and a polymer material. Among them, the material used as a thermally conductive inorganic particle filler is a metal material having electrical conductivity such as graphite, carbon nanotubes, carbon-based materials such as graphene, silver and copper, and alumina, silica, aluminum nitride and boron nitride. It is classified as an electrically insulating material. However, there is a problem that there is a limit to sufficiently dissipating heat generated from electronic components and devices by simply dispersing the inorganic particle filler in a matrix made of a polymer resin.
따라서 방열부재의 두께 방향으로 고열전도성을 부여하기 위해 여러 가지 방법을 제안하였는데, 예를 들어, 열전도 시트의 두께 방향에 고열전도성을 부여하기 위한 시도로써, 일본 특허공개공보 제2000-195998호에는 탄소섬유를 실리콘고무의 두께 방향에 배향하게 하는 것으로, 시트의 두께 방향에 고열전도성의 이방성 열전도율을 가지는 시트의 제조방법을 제안하고 있다. 이와 같은 방법으로 시트를 제조하면, 통상의 제법으로 얻어지는 시트보다도 두께 방향에 고열전도성을 가지는 시트를 얻을 수 있으나, 탄소섬유를 두께 방향에 고밀도로 충진할 경우, 시트의 표면 경도가 상승하기 때문에, 발열부품과 방열 부재와의 밀착성이 저하되고, 열저항이 증대하는 단점이 있다. Accordingly, various methods have been proposed to impart high thermal conductivity in the thickness direction of the heat dissipation member. For example, as an attempt to impart high thermal conductivity to the thickness direction of the heat conductive sheet, carbon is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-195998. By orienting the fibers in the thickness direction of the silicone rubber, a method for manufacturing a sheet having anisotropic thermal conductivity of high thermal conductivity in the thickness direction of the sheet has been proposed. When a sheet is produced in this way, a sheet having a higher thermal conductivity in the thickness direction than a sheet obtained by a conventional manufacturing method can be obtained, but when the carbon fiber is filled at a high density in the thickness direction, the surface hardness of the sheet increases. There is a disadvantage that the adhesion between the heat generating component and the heat radiating member decreases, and the thermal resistance increases.
또한, 일본 특허등록 제3345986호 공보에서는 고분자 필름을 2,400℃ 이상의 고온의 열처리로 얻어지는 그래파이트 필름의 적층을 통해 형성될 수 있는 그래파이트 블록을 그래파이트 면과 수직인 방향으로 얇게 절단함으로써, 두께 방향으로 고열전도성을 가지는 그래파이트 시트를 얻을 수 있는 방법을 제안하고 있다. 하지만, 이와 같은 방법으로 얻어지는 물질은 시트형태보다는 오히려 플레이트라고 할 정도로 고경도의 방열부재로서, 발열체와 방열부재와의 계면에서의 열저항을 효과적으로 감소시키기는 어렵다는 문제점이 있다.In addition, in Japanese Patent Registration No. 3345986, a polymer block can be formed through lamination of a graphite film obtained by heat treatment at a temperature of 2,400 ° C. or higher, and a graphite block that can be formed is thinly cut in a direction perpendicular to the graphite surface, thereby providing high thermal conductivity in the thickness direction. It is proposed a method for obtaining a graphite sheet having a. However, the material obtained by such a method is a heat-radiating member having a high hardness enough to be referred to as a plate rather than a sheet form, and there is a problem that it is difficult to effectively reduce the heat resistance at the interface between the heating element and the heat-radiating member.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 고방열 탄소시트를 제조함에 있어서 점착층 내에 섬유상 열전도체 및 필러를 분산시키고, 이 중 섬유상 열전도체를 점착층의 두께방향으로 배향시킴으로써 열발생부의 열을 효과적으로 확산시킬 수 있는 고방열 탄소시트 및 이의 제조방법의 제공을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems, and in producing a high heat dissipation carbon sheet, heat is generated by dispersing the fibrous thermal conductor and filler in the adhesive layer, and oriented the fibrous thermal conductor in the thickness direction of the adhesive layer. It is an object of the present invention to provide a high heat dissipation carbon sheet capable of effectively diffusing negative heat and a method for manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 상기 점착층 내에 위치하는 섬유상 열전도체 및 필러의 분산성을 향상시키기 위해 분산보조제를 더 첨가한 고방열 탄소시트 및 이의 제조방법의 제공에 관한 것이다.Another object of the present invention is to provide a high heat dissipation carbon sheet further added with a dispersing aid to improve the dispersibility of the fibrous thermal conductor and filler located in the adhesive layer, and a method for manufacturing the same.
본 발명은 열계면제 시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal interface sheet and a method for manufacturing the same.
본 발명의 일 양태는 베이스 필름층; 상기 베이스 필름층의 일면에 적층되어 상기 베이스 필름층을 지지하는 그래파이트 시트층; 상기 그래파이트 시트층의 일면에 적층되어 발열체와 점착할 수 있는 점착층; 및 상기 점착층의 일면에 적층되어 상기 점착층을 보호하는 이형필름;을 포함하는 고방열 탄소시트로, 상기 점착층은 베이스 수지, 섬유상 열전도체, 필러 및 분산보조제를 포함하되, 상기 섬유상 열전도체가 점착층의 두께 방향으로 배향되어 있는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고방열 탄소시트에 관한 것이다. One aspect of the present invention is a base film layer; A graphite sheet layer laminated on one surface of the base film layer to support the base film layer; An adhesive layer laminated on one surface of the graphite sheet layer to adhere to the heating element; And a release film laminated on one side of the adhesive layer to protect the adhesive layer; wherein the adhesive layer comprises a base resin, a fibrous thermal conductor, a filler, and a dispersing aid, wherein the fibrous thermal conductor It relates to a high heat dissipation carbon sheet, characterized in that it has a structure oriented in the thickness direction of the adhesive layer.
본 발명에서 상기 섬유상 열전도체는 0.1 내지 5㎛의 굵기를 갖는 탄소섬유이며, 상기 필러는 탄소나노튜브, 그래핀, 그래파이트, 풀러렌, 산화알루미늄, 산화구리, 산화은, 산화금, 산화팔라듐, 산화백금, 산화니켈 및 산화이트늄에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the fibrous thermal conductor is a carbon fiber having a thickness of 0.1 to 5㎛, and the filler is carbon nanotube, graphene, graphite, fullerene, aluminum oxide, copper oxide, silver oxide, gold oxide, palladium oxide, platinum oxide , Any one or a plurality selected from nickel oxide and yttrium oxide.
본 발명에서 상기 필러로 더욱 상세하게는 산화알루미늄과 산화이트늄이 60 내지 80 : 20 내지 40 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하며, 상기 분산보조제는 폴리알릴아민 유도체일 수 있다.In the present invention, more specifically, the aluminum oxide and yttrium oxide are mixed in a weight ratio of 60 to 80: 20 to 40, and the dispersion aid may be a polyallylamine derivative.
본 발명에서 상기 베이스수지는 폴리디메틸실록산 수지, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지, 유기폴리실록산 수지, 폴리이미드 수지, 불화탄소 수지, 벤조시클로부텐 수지, 불화 폴리알릴에테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미도아미드 수지, 시아네이트 에스테르 수지, 페놀 레졸 수지, 방향족 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 비스말레이미드 트리아진 수지 및 플루오로 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the base resin is polydimethylsiloxane resin, epoxy resin, acrylate resin, organopolysiloxane resin, polyimide resin, fluorocarbon resin, benzocyclobutene resin, fluorinated polyallyl ether resin, polyamide resin, polyimidoamide resin , Cyanate ester resin, phenol resol resin, aromatic polyester resin, polyphenylene ether resin, bismaleimide triazine resin and any one or more selected from fluoro resin.
또한 상기 점착층은 베이스 수지 50 내지 75 중량%, 섬유상 열전도체 10 내지 30 중량%, 필러 10 내지 30 중량% 및 분산보조제 1 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the adhesive layer is characterized in that it comprises 50 to 75% by weight of the base resin, 10 to 30% by weight of the fibrous thermal conductor, 10 to 30% by weight of the filler, and 1 to 10% by weight of the dispersing aid.
본 발명의 다른 양태는,Another aspect of the invention,
a) 베이스 수지, 섬유상 열전도체, 필러 및 분산보조제를 혼합하여 조성물을 제조하는 단계;a) preparing a composition by mixing a base resin, a fibrous thermal conductor, a filler, and a dispersing aid;
b) 베이스 필름층과 상기 베이스 필름층의 일면에 적층되어 상기 베이스필름층을 지지하는 그래파이트 시트층을 준비하는 단계;b) preparing a graphite sheet layer laminated on one surface of the base film layer and the base film layer to support the base film layer;
c) 상기 그래파이트 시트층의 일면에 상기 조성물을 도포하여 점착층을 형성하고, 상기 점착층에 이형필름을 합지하는 단계; 및c) forming an adhesive layer by applying the composition on one surface of the graphite sheet layer, and laminating a release film on the adhesive layer; And
d) 상기 점착층을 경화하는 단계;d) curing the adhesive layer;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고방열 탄소시트의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a high heat dissipation carbon sheet comprising a.
본 발명에서 상기 d) 단계는 자기장 또는 전기장을 인가하여 점착층 내부의 섬유상 열전도체를 점착층의 두께방향으로 배향하면서 동시에 경화하는 것을 특징으로 하며, 상기 조성물은 베이스 수지 50 내지 75 중량%, 섬유상 열전도체 10 내지 30 중량%, 필러 10 내지 30 중량% 및 분산보조제 1 내지 10 중량%를 포함할 수 있다.In the present invention, step d) is characterized in that a fibrous thermal conductor in the adhesive layer is oriented in the thickness direction of the adhesive layer and cured at the same time by applying a magnetic field or an electric field, and the composition is 50 to 75% by weight of the base resin, fibrous It may include 10 to 30% by weight of the heat conductor, 10 to 30% by weight of the filler, and 1 to 10% by weight of the dispersion aid.
본 발명에 따른 고방열 탄소시트는 점착층 내에 존재하는 섬유상 열전도체를 점착층의 두께방향으로 배향시킴으로써 섬유상 열전도체가 열발생부와 외부를 연결하는 일종의 채널 역할을 수행하여 발열부품의 열을 효과적으로 점착층 상부로 확산시킬 수 있다. 또한 고분자 내에서 분산성이 떨어지는 섬유상 열전도체의 분산성을 높이기 위해 하나 이상의 분산보조제를 더 포함함으로써 점착층 내부의 섬유상 열전도체를 고르게 분산시키고 배향성을 더욱 증가시킬 수 있다.The high heat dissipation carbon sheet according to the present invention orients the fibrous thermal conductor present in the adhesive layer in the thickness direction of the adhesive layer, so that the fibrous thermal conductor acts as a channel connecting the heat generating part and the outside to effectively adhere the heat of the heating element. It can diffuse to the top of the layer. In addition, by further including at least one dispersing aid to increase the dispersibility of the fibrous thermal conductor having poor dispersibility in the polymer, the fibrous thermal conductor in the adhesive layer can be evenly dispersed and orientation can be further increased.
본 발명에 따른 고방열 탄소시트는 상기와 같은 특성으로 인해 자동차 내장재, 배터리, 디스플레이 등에 포함되는 전자 부품 및 소자의 수명을 더욱 향상시킬 수 있고, 소비자가 모바일 기기와 같은 휴대용 전자기기에 직접 접촉함으로써 느낄 수 있는 발열에 대한 거부감을 해소할 수 있으며, 기존의 단순 적층이나 그래핀을 이용한 기술에 비해 공정비용 및 양산 비용을 크게 줄일 수 있다.The high heat dissipation carbon sheet according to the present invention can further improve the lifespan of electronic components and devices included in automobile interior materials, batteries, displays, etc. due to the above characteristics, and by directly contacting consumers with portable electronic devices such as mobile devices. The feeling of rejection of the fever that can be felt can be eliminated, and the process cost and mass production cost can be greatly reduced compared to the technology using simple lamination or graphene.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고방열 탄소시트의 제조방법을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a high heat dissipation carbon sheet according to an embodiment of the present invention.
이하 구체예들을 참조하여 본 발명에 따른 고방열 탄소시트 및 이의 제조방법 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.Hereinafter, a high heat dissipation carbon sheet and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to specific examples. The following specific examples are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. Therefore, the present invention is not limited to the specific examples presented below, but may be embodied in other forms, and the specific examples presented below are only described to clarify the spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms to be used, it means that those skilled in the art to which the present invention pertains have the meanings commonly understood, and unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in the following description. Descriptions of possible known functions and configurations are omitted.
또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In addition, the following drawings are provided as an example in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention is not limited to the drawings presented below, and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. Also, the same reference numbers throughout the specification indicate the same components.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.Also, the singular form used in the specification and the appended claims may be intended to include the plural form unless otherwise indicated in the context.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that elements may be "connected", "coupled" or "connected".
본 발명에 따른 고방열 탄소시트는High heat dissipation carbon sheet according to the present invention
베이스 필름층; Base film layer;
상기 베이스 필름층의 일면에 적층되어 상기 베이스 필름층을 지지하는 그래파이트 시트층;A graphite sheet layer laminated on one surface of the base film layer to support the base film layer;
상기 그래파이트 시트층의 일면에 적층되어 발열체와 점착할 수 있는 점착층; 및An adhesive layer laminated on one surface of the graphite sheet layer to adhere to the heating element; And
상기 점착층의 일면에 적층되어 상기 점착층을 보호하는 이형필름;A release film laminated on one side of the adhesive layer to protect the adhesive layer;
을 포함하여 이루어질 수 있다.It can be made including.
본 발명에서 상기 베이스 필름층은 상기 그래파이트 시트층, 점착층 및 이형필름을 지지하는 베이스 기재층으로, 일정 이상의 경도를 가져 외부의 충격으로부터 점착층 등을 보호하며, 필요에 따라 그래파이트 시트층으로부터 탈리됨으로써 이형필름의 역할도 수행할 수 있다.In the present invention, the base film layer is a base substrate layer that supports the graphite sheet layer, the adhesive layer, and the release film, and has a certain hardness or higher to protect the adhesive layer and the like from external impacts, and if necessary, detach from the graphite sheet layer. By doing so, it can also play the role of a release film.
본 발명에서 상기 베이스 필름층은 기재필름과, 상기 기재필름의 일면에 형성되어 상기 그래파이트 시트층과 점착하는 이형코팅층을 포함할 수 있다.In the present invention, the base film layer may include a base film and a release coating layer formed on one surface of the base film to adhere to the graphite sheet layer.
상기 기재필름은 다층으로 적층된 필름모듈에서 일반적으로 최외곽층에 사용될 수 있는 것이라면 종류에 한정치 않는다. 일예로 상기 기재필름의 재질로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(PolyEthylene Naphthalate) 필름, 폴리에테르술폰(PolyEtherSulfone) 필름, 폴리카보네이트(Poly Carbonate) 필름, 폴리프로필렌(Poly Propylene) 필름 및 아크릴 필름에서 선택되는 어느 하나 또는 복수로 이루어질 수 있다.The base film is not limited to the type as long as it can be generally used for the outermost layer in a film module stacked in multiple layers. As an example, the material of the base film is a polyethylene terephthalate film, a polyethylene naphthalate film, a polyethersulfone film, a polycarbonate film, and a polypropylene film. And it may be made of any one or a plurality selected from the acrylic film.
상기 이형코팅층은 상기 베이스 필름층의 점착성을 유지하기 위한 것으로, 실리콘계 수지 및 실리콘계 경화제를 포함하는 이형 조성물로부터 형성될 수 있으며, 상기 실리콘계 수지는 측쇄에 비닐기를 가지는 폴리디메틸실록산을 포함할 수 있다.The release coating layer is for maintaining the adhesion of the base film layer, may be formed from a release composition containing a silicone-based resin and a silicone-based curing agent, the silicone-based resin may include a polydimethylsiloxane having a vinyl group in the side chain.
상기 폴리디메틸실록산은 고무와 같은 성질을 가지는 매우 유연한 고분자로 경화반응도 활발히 진행되어 내구성을 보장할 수 있다. 또한 상기 실리콘계 경화제는 하나 이상의 실란 화합물 및 실록산 화합물을 포함하는 것으로, 상기 폴리디메틸실록산과 반응하여 일정 이상의 점착성 및 강도를 가지는 이형코팅층을 형성할 수 있다.The polydimethylsiloxane is a very flexible polymer having rubber-like properties, and the curing reaction is also actively progressed to ensure durability. In addition, the silicone-based curing agent includes one or more silane compounds and siloxane compounds, and may react with the polydimethylsiloxane to form a release coating layer having a certain adhesive or strength.
또한 상기 이형코팅층은 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 실리콘계 등에서 선택되는 하나 이상의 점착제 성분을 포함하는 점착층이 더 구비될 수도 있다.In addition, the release coating layer may be further provided with an adhesive layer comprising at least one adhesive component selected from acrylic, epoxy, urethane, silicone, and the like.
본 발명에서 상기 그래파이트 시트층은 상기 점착층으로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 일종의 방열판 역할을 수행할 수 있다.In the present invention, the graphite sheet layer may serve as a kind of heat sink that discharges heat transferred from the adhesive layer to the outside.
상기 그래파이트는 망상 구조의 탄소 결합체가 다층으로 적층된 구성을 갖는 탄소재로, 약한 반데르발스 힘에 의해 각 층이 서로 결합된 탄소원자의 중첩된 라미네이트 구조(laminated structure)를 이룰 수 있다. The graphite is a carbon material having a structure in which a carbon-bond of a network structure is stacked in multiple layers, and can form an overlapped laminated structure of carbon atoms in which each layer is bonded to each other by a weak van der Waals force.
상기 그래파이트 시트는 말도 및 인장강도, 탄성계수, 휨계수 등의 기계적 물성이 우수하고, 자유전자와 격자진동에 의해 야기되는 높은 열전도율을 가지며, 표면적이 높아 전달받은 열을 쉽게 공기 중으로 확산시켜 방열 특성을 달성할 수 있다. 또한 가격이 저렴하여 동일한 효과를 가지는 다이아몬드나 그래핀 등에 비해 공정 비용을 크게 낮출 수 있다.The graphite sheet has excellent mechanical properties such as horse and tensile strength, elastic modulus, and flexural modulus, has high thermal conductivity caused by free electrons and lattice vibration, and has a high surface area to easily spread the transferred heat into the air and dissipate heat characteristics Can achieve. In addition, the low cost can significantly lower the process cost compared to diamond or graphene, which have the same effect.
본 발명에서 상기 점착층은 열원과 직접적으로 접촉하며, 열원으로부터 발생한 열을 상기 그래파이트 시트로 빠르게 전달하는 역할을 수행한다. In the present invention, the adhesive layer is in direct contact with a heat source, and serves to rapidly transfer heat generated from the heat source to the graphite sheet.
상기 점착층은 베이스 수지, 섬유상 열전도체, 필러 및 분산보조제를 포함하되, 상기 섬유상 열전도체가 점착층의 두께 방향으로 배향되어 있는 구조를 가져, 상기 열전도체가 상기 열원과 상기 그래파이트 시트를 연결하는 일종의 채널로 작용하여 다른 TIM(thermal interface materials)에 비해 더욱 우수한 방열 효과를 가진다.The adhesive layer includes a base resin, a fibrous thermal conductor, a filler, and a dispersing aid, and has a structure in which the fibrous thermal conductor is oriented in the thickness direction of the adhesive layer, so that the thermal conductor is a kind of channel connecting the heat source and the graphite sheet It has a better heat dissipation effect than other TIMs (thermal interface materials).
본 발명에서 상기 베이스 수지는 내부에 섬유상 열전도체, 필러 및 분산보조제를 수용하는 수용체로, 상기 점착층을 이루는 기재이다.In the present invention, the base resin is a receptor that accommodates a fibrous thermal conductor, a filler, and a dispersing aid therein, and is a substrate forming the adhesive layer.
본 발명에서 상기 베이스 수지는 연성을 가져 열원과 쉽게 접착이 가능하고 가공성이 우수하며, 내열성이 우수하여 지속된 열을 공급받아도 수지에 변형이 발생하지 않고, 필요에 따라 자체적으로 열을 전달하는 기능을 가지는 물질을 사용하는 것이 좋다.In the present invention, the base resin has ductility, so that it can be easily adhered to a heat source, has excellent workability, and has excellent heat resistance, so that no deformation occurs in the resin even when it is supplied with sustained heat. It is good to use a substance having a.
본 발명에서 상기 베이스 수지의 예로는 폴리디메틸실록산 수지, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지, 유기폴리실록산 수지, 폴리이미드 수지, 불화탄소 수지, 벤조시클로부텐 수지, 불화 폴리알릴에테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미도아미드 수지, 시아네이트 에스테르 수지, 페놀 레졸 수지, 방향족 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 비스말레이미드 트리아진 수지, 플루오로 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 중합체는 열가소성 또는 열경화성일 수 있으며, 목적하는 최종 특성(예컨대, 점도, 모듈러스 및 탄성)에 따라 선택할 수 있다. 경화가능한 열경화성 매트릭스의 적합한 예는, 아크릴레이트 수지, 에폭시 수지 및 폴리디메틸실록산 수지, 또한, 자유라디칼 중합, 원자 이동, 라디칼 중합 개환 중합, 개환 복분해 중합, 음이온 중합, 양이온 중합 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 방법을 통해 가교 망상 구조를 형성할 수 있는 다른 유기 관능성 폴리실록산 수지를 포함한다. 경화불가능한 중합체의 경우, 생선된 열 계면 물질은 제조되는 동안 부품을 함께 유지하고 작업하는 동안 열전달을 제공할 수 있는 겔, 그리스 또는 상변화 물질로서 제형화될 수 있다.Examples of the base resin in the present invention are polydimethylsiloxane resin, epoxy resin, acrylate resin, organopolysiloxane resin, polyimide resin, fluorocarbon resin, benzocyclobutene resin, fluorinated polyallyl ether resin, polyamide resin, polyimido Amide resin, cyanate ester resin, phenol resol resin, aromatic polyester resin, polyphenylene ether resin, bismaleimide triazine resin, fluoro resin or mixtures thereof can be used. The polymer can be thermoplastic or thermoset, and can be selected depending on the desired final properties (eg, viscosity, modulus and elasticity). Suitable examples of the curable thermosetting matrix include acrylate resins, epoxy resins and polydimethylsiloxane resins, and also free radical polymerization, atomic transfer, radical polymerization ring-opening polymerization, ring-opening metathesis polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization or any of those known to those skilled in the art. Other organic functional polysiloxane resin that can form a cross-linked network structure through other methods of. For non-curable polymers, the fished thermal interface material can be formulated as a gel, grease, or phase change material that can hold the parts together during manufacture and provide heat transfer during operation.
구체적으로, 고분자 매트릭스는 부가 경화 가능한 실리콘 고무 조성물과 같은 폴리실록산 수지일 수 있다. 이러한 조성물은 하나 이상의 유기 폴리실록산 성분(예컨대, 분자 당 평균 2개 이상의 규소 결합 알케닐 기를 함유하는 유기 폴리실록산), 가교제로서 작용하는 1 종 이상의 유기 수소 폴리실록산(예컨대, 분자 당 평균 2개 이상의 규소 결합 수소 원자를 함유하는 유기 수소 폴리실록산), 및 히드로실릴화 촉매(예컨대, 루테늄, 로듐, 백금 또는 팔라듐 착물), 및 임의로 1 종 이상의 촉매 억제제(경화 프로파일을 개질하고 보관 수명을 개선하는 데 사용됨) 및 1 종 이상의 접착 촉진제를 포함한다.Specifically, the polymer matrix can be a polysiloxane resin, such as a silicone rubber composition that is additive curable. Such compositions include one or more organopolysiloxane components (e.g., an organopolysiloxane containing an average of two or more silicon-bonded alkenyl groups per molecule), one or more organohydrogen polysiloxanes acting as crosslinking agents (e.g., an average of two or more silicon-bonded hydrogens per molecule) Organohydrogen polysiloxanes containing atoms), and hydrosilylation catalysts (such as ruthenium, rhodium, platinum or palladium complexes), and optionally one or more catalyst inhibitors (used to modify the curing profile and improve shelf life) and 1 And more than one adhesion promoter.
고분자 매트릭스는 열 계면 물질의 목적하는 전체 특성을 달성하기 위하여 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 충전제와 배합되는 경우 고분자 매트릭스의 점도를 감소시키기 위하여 반응성 유기 희석제를 첨가할 수 있다. 또한, 제형물의 점도를 감소시키기 위하여 비반응성 희석제를 첨가할 수 있다. 또한 1종 이상의 안료 또는 담체 액제와 혼합된 안료를 포함할 수 있다. 에폭시 수지인 경우 다양한 공지된 강화제, 경화제 및/또는 다른 임의적 시약을 경화 촉매와 함께 사용할 수 있다.The polymer matrix can further include various additives to achieve the desired overall properties of the thermal interface material. For example, reactive organic diluents can be added to reduce the viscosity of the polymer matrix when combined with fillers. In addition, non-reactive diluents can be added to reduce the viscosity of the formulation. It may also include pigments mixed with one or more pigments or carrier liquids. In the case of epoxy resins, various known strengthening agents, curing agents and / or other optional reagents can be used with the curing catalyst.
일예로 상기 필러나 섬유상 열전도체를 분산하기 위해 지방산, 생선 오일, 폴리 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드, 폴리아크릴산, 폴리스티렌설포네이트 등의 분산제를 더 첨가하여도 무방하며, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 부티랄, 왁스 등의 바인더가 혼합될 수도 있다.For example, in order to disperse the filler or the fibrous thermal conductor, dispersants such as fatty acid, fish oil, polydiallyldimethyl ammonium chloride, polyacrylic acid, and polystyrene sulfonate may be added, and polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, Binders such as wax may be mixed.
본 발명에서 상기 베이스 수지는 전체 조성물 100 중량% 중 50 내지 75 중량% 첨가하는 것이 바람직하다. 50 중량% 미만 첨가되는 경우 기재의 함량이 작아 점착층을 제대로 형성하기 어려우며, 75 중량% 초과 첨가되는 경우 다른 성분의 함량이 줄어들어 열전도성이 크게 하락할 수 있다.In the present invention, the base resin is preferably added in an amount of 50 to 75% by weight of 100% by weight of the total composition. When less than 50% by weight is added, it is difficult to properly form the adhesive layer because the content of the substrate is small, and when more than 75% by weight is added, the content of other components is reduced, which can significantly decrease the thermal conductivity.
본 발명에서 상기 섬유상 열전도체는 상기 열원으로부터 전도된 열을 상기 그래파이트 시트층이나 외부로 빠르게 전달하기 위한 채널로, 탄소섬유를 포함할 수 있다.In the present invention, the fibrous thermal conductor is a channel for rapidly transferring the heat conducted from the heat source to the graphite sheet layer or the outside, and may include carbon fiber.
상기 섬유상 열전도체는 열원과 그래파이트 시트층을 직접 연결하기 위해 상기 점착층의 두께 방향으로 배향되는 것이 바람직하다. 상기 섬유상 열전도체의 배향은 상기 섬유상 열전도체의 도전성을 이용한 것으로, 상기 점착층을 이루는 베이스 수지의 경화 전에 상기 점착층의 두께 방향으로 대전(帶電)하여 점착층 내에서 섬유상 열전도체의 정렬을 유도할 수 있다.It is preferable that the fibrous thermal conductor is oriented in the thickness direction of the adhesive layer to directly connect the heat source and the graphite sheet layer. Orientation of the fibrous thermal conductor is to use the conductivity of the fibrous thermal conductor, and before curing of the base resin constituting the adhesive layer, it is charged in the thickness direction of the adhesive layer to induce alignment of the fibrous thermal conductor within the adhesive layer. can do.
본 발명에서 상기 섬유상 열전도체는 공정상, 비용상의 용이함을 위해 탄소 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 탄소섬유의 열전도율은 특별히 한정하지는 않으나, 길이 방향에서의 열전도율은 400W/m·이상, 더욱 바람직하게는 1,000W/m·이상인 것이 좋다.In the present invention, the fibrous heat conductor is preferably carbon fiber for ease of process and cost. In this case, the thermal conductivity of the carbon fiber is not particularly limited, but the thermal conductivity in the longitudinal direction is 400 W / m · or more, and more preferably 1,000 W / m · or more.
본 발명에서 상기 섬유상 열전도체는 굵기(섬도)를 한정하는 것이 좋다. 굵기가 너무 가늘거나 너무 굵을 경우 점착층 내에서 배향이 제대로 이루어지지 않을 수 있기 때문이다. 상기 섬유상 열전도체의 굵기는 0.1 내지 5㎛, 더 바람직하게는 1 내지 2㎛인 것이 좋다. 상기 범위 미만인 경우 섬유상 열전도체의 경직성이 떨어져 점착층 내에서 휘어질 수 있으며, 상기 범위 초과인 경우 경직성이 과도하여 대전에도 섬유상 열전도체가 움직이지 않을 수 있다.In the present invention, the fibrous thermal conductor is preferably limited in thickness (fineness). This is because if the thickness is too thin or too thick, the orientation may not be properly performed in the adhesive layer. The thickness of the fibrous thermal conductor is preferably 0.1 to 5㎛, more preferably 1 to 2㎛. If it is less than the above range, the stiffness of the fibrous thermal conductor may drop and bend in the adhesive layer. If it is more than the above range, the stiffness may be excessive and the fibrous thermal conductor may not move even during charging.
또한 상기 섬유상 열전도체는 마그네틱 잉크 등으로 도핑하여 자성 및 열전도성을 더욱 높일 수도 있다. 이는 섬유상 열전도체를 UV 마크네틱 잉크 등의 자성을 가진 물질이 채워진 용기를 통과시키는 함침공정을 통해 진행할 수 있다.In addition, the fibrous thermal conductor may be further doped with magnetic ink or the like to further increase magnetic and thermal conductivity. This can be performed through an impregnation process of passing a fibrous thermal conductor through a container filled with a magnetic material such as UV mark ink.
또한 상기 섬유상 열전도체의 분산성 및 유동성을 더욱 높이기 위해 상기 점착층에 포함되기 전에 하나 이상의 방법을 이용한 표면처리를 진행할 수도 있다. 탄소섬유는 분자의 배향성이 우수하고 완벽한 물성과 구조를 갖고 있으나, 응집현상으로 인해 고분자와 혼합할 경우 자기들끼리 뭉쳐지는 경향을 보이며, 섬유 표면의 낮은 활성도와 평활성으로 인해 베이스 수지와의 계면 결합력이 떨어지므로, 대전하여도 고분자 내에서 움직임이 제한된다는 문제점을 가진다. 따라서 이를 해소하고 열원의 전 영역에서 안정적인 열전도가 이루어지도록 표면처리를 통해 분산성을 높이는 것이 바람직하다.In addition, in order to further improve the dispersibility and fluidity of the fibrous thermal conductor, surface treatment may be performed using one or more methods before being included in the adhesive layer. Carbon fiber has excellent molecular orientation and perfect physical properties and structure, but when mixed with a polymer due to agglomeration, they tend to clump together, and due to the low activity and smoothness of the fiber surface, the interfacial bonding force with the base resin Since it falls, it has a problem that movement is limited in the polymer even when charged. Therefore, it is desirable to improve the dispersibility through surface treatment so as to solve this and achieve stable heat conduction in all regions of the heat source.
본 발명에서 상기 섬유상 열전도체의 표면처리는 황산, 질산 등의 산을 이용한 산처리인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 황산과 질산이 1 내지 5 : 1의 중량비로 혼합된 혼합산을 이용하는 것이 좋다. 이때 처리 시간은 본 발명에서 한정하지 않으나, 10 내지 100분 정도 진행하는 것이 좋으며, 용액에 초음파 처리를 동시에 진행하는 것이 분산성 유지 측면에서 바람직하다. 또한 표면처리가 끝난 후에는 메탄올 등을 이용하여 세척한 후 동결건조하는 것이 좋다.In the present invention, the surface treatment of the fibrous thermal conductor is preferably an acid treatment using an acid such as sulfuric acid or nitric acid, more preferably a mixed acid in which sulfuric acid and nitric acid are mixed in a weight ratio of 1 to 5: 1. . At this time, the treatment time is not limited in the present invention, it is preferable to proceed for about 10 to 100 minutes, it is preferable in terms of maintaining dispersibility to proceed with ultrasonic treatment to the solution at the same time. In addition, after the surface treatment is finished, it is preferable to wash with methanol and lyophilize.
또는 섬유상 열전도체의 표면처리로 사이징(sizing) 처리를 하여도 무방하다. 상기 사이징 처리는 상기 섬유상 열전도체의 젖음성을 높여 고분자 내에서의 혼화성 및 유동성을 증가시키기 위한 것으로, 실란계, 설파이드계, 이미드계 계면결합제를 이용하여 표면에 일종의 코팅막을 형성하는 것이다. 이러한 사이징 조성물과 이들의 처리방법의 예로는 US 5298576(스미다(Sumida) 외, 도레이 가부시키가이샤, 1994) 및 US 5589055(고바야시(Kobayashi) 외, 도레이 가부시키가이샤, 1996)에 기재된 것을 들 수 있다.Alternatively, a sizing treatment may be performed by surface treatment of the fibrous thermal conductor. The sizing treatment is to increase the wettability of the fibrous thermal conductor to increase miscibility and fluidity in the polymer, and is to form a kind of coating film on the surface using a silane-based, sulfide-based, or imide-based interface binder. Examples of such sizing compositions and their treatment methods include those described in US 5298576 (Sumida et al., Toray Industries, 1994) and US 5589055 (Kobayashi et al., Toray Industries, 1996). .
본 발명에서 상기 섬유상 열전도체의 첨가량은 전체 점착층 조성물 100 중량% 중 10 내지 30 중량%인 것이 바람직하다. 10 중량% 미만인 경우 열전도성이 크게 떨어질 수 있으며, 30 중량% 초과 첨가하는 경우 점착층의 유동성, 가공성, 점착성이 떨어질 수 있다.In the present invention, the addition amount of the fibrous thermal conductor is preferably 10 to 30% by weight of 100% by weight of the total adhesive layer composition. If it is less than 10% by weight, the thermal conductivity may drop significantly, and when it is added above 30% by weight, the fluidity, processability, and adhesiveness of the adhesive layer may decrease.
본 발명에서 상기 필러는 상기 섬유상 열전도체와 마찬가지로 높은 열전도성을 가져 열원으로부터 열을 쉽게 전달받아 그래파이트 시트층이나 외부로 방출하며, 이외에도 점착층의 기계적인 물성을 높이는 역할을 수행한다.In the present invention, the filler has a high thermal conductivity, like the fibrous thermal conductor, and easily transfers heat from a heat source and releases it to the graphite sheet layer or the outside, and also serves to increase the mechanical properties of the adhesive layer.
상기 필러는 열전도성이 우수한 금속산화물, 예를 들어 산화알루미늄, 산화구리, 산화은, 산화금, 산화팔라듐, 산화백금, 산화니켈 및 산화이트늄 등이나, 탄소나노튜브, 그래핀, 그래파이트, 풀러렌 등과 같은 탄소물질을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 물질 이외에도 건식실리카, 용융 실리카, 석영분말, 비정질 실리카, 질화알루미늄(AlN) 또는 질화붕소(BN) 등의 세라믹 나노입자를 첨가하여도 좋다.The filler is a metal oxide excellent in thermal conductivity, for example, aluminum oxide, copper oxide, silver oxide, gold oxide, palladium oxide, platinum oxide, nickel oxide and yttrium oxide, carbon nanotubes, graphene, graphite, fullerene, etc. It is preferable to include the same carbon material. In addition to the above materials, ceramic nanoparticles such as dry silica, fused silica, quartz powder, amorphous silica, aluminum nitride (AlN) or boron nitride (BN) may be added.
본 발명에서 상기 필러로 더욱 상세하게는 산화알루미늄과 산화이트늄이 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 산화알루미늄은 높은 열전도성과 전기저항 및 기계적강도를 가지고 낮은 유전율로 인해 방열재로 많이 사용되며, 산화이트늄과 혼합 시 이러한 특성이 더욱 증폭된다. In the present invention, it is preferable to use a mixture of aluminum oxide and yttrium oxide in more detail as the filler. The aluminum oxide has high thermal conductivity, electrical resistance, and mechanical strength and is often used as a heat dissipation material due to its low dielectric constant, and when mixed with yttrium oxide, these properties are further amplified.
본 발명에서 상기 산화알루미늄과 산화이트늄의 혼합비는 60 내지 80 : 20 내지 40 중량비인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 최적의 열전도성을 보일 수 있으며, 특히 산화이트늄이 상기 범위를 초과하여 첨가되는 경우 산화알루미늄의 열전도성 하락에 의한 점착층의 방열특성이 저하될 수 있다. In the present invention, the mixing ratio of the aluminum oxide and yttrium oxide is preferably 60 to 80: 20 to 40 weight ratio. Optimal thermal conductivity may be exhibited in the above range, and in particular, when yttrium oxide is added in excess of the above range, the heat dissipation characteristics of the adhesive layer due to a decrease in the thermal conductivity of aluminum oxide may be deteriorated.
본 발명에서 상기 필러의 첨가량은 전체 점착층 조성물 100 중량% 중 10 내지 30 중량%인 것이 바람직하다. 10 중량% 미만인 경우 열전도성이 크게 떨어질 수 있으며, 30 중량% 초과 첨가하는 경우 점착층의 유동성, 가공성, 점착성이 떨어질 수 있다.In the present invention, the amount of the filler is preferably 10 to 30% by weight of 100% by weight of the total adhesive layer composition. If it is less than 10% by weight, the thermal conductivity may drop significantly, and when it is added above 30% by weight, the fluidity, processability, and adhesiveness of the adhesive layer may decrease.
또한 본 발명에 따른 조성물은 섬유상 열전도체 및 필러로 대표되는 무기물의 분산성 및 그에 따른 방열 특성을 더욱 높이기 위해 분산보조제를 더 첨가할 수도 있다.In addition, the composition according to the present invention may further add a dispersing aid to further improve the dispersibility of the inorganic material represented by the fibrous thermal conductor and filler, and the heat dissipation properties accordingly.
본 발명에서 상기 분산보조제는 상기 베이스 수지 내에서 상기 섬유상 열전도체 및 필러의 분산성을 더욱 높이기 위한 것으로, 폴리알릴아민 유도체를 주성분으로 포함할 수 있다.The dispersion aid in the present invention is to further increase the dispersibility of the fibrous thermal conductor and filler in the base resin, The polyallylamine derivative may be included as a main component.
본 발명에서 상기 폴리알릴아민 유도체는 먼저 개시제 및 연쇄 전이 촉매제의 존재 하에 알릴아민을 중합하여 폴리알릴아민을 제조한 후, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리에스테르아미드를 반응시킴으로써 수득할 수 있다. 상기와 같은 방법으로 제조된 상기 폴리알릴아민 유도체의 산도는 2.5 내지 50 ㎎·일 수 있으며, 중량평균분자량은 2,000 내지 100,000일 수 있다. In the present invention, the polyallylamine derivative may be obtained by first polymerizing allylamine in the presence of an initiator and a chain transfer catalyst to prepare polyallylamine, and then reacting polyester, polyamide and polyesteramide. The acidity of the polyallylamine derivative prepared by the above method may be 2.5 to 50 mg ·, and the weight average molecular weight may be 2,000 to 100,000.
본 발명에서 상기 분산보조제의 첨가량은 전체 점착층 조성물 100 중량% 중 1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다. 1 중량% 미만인 경우 대전 시 섬유상 열전도체의 이동이 미비하여 열전도성이 크게 떨어질 수 있으며, 10 중량% 초과 첨가하는 경우 점착층 조성물의 유동성 증가로 성형성이 떨어질 수 있다.In the present invention, the addition amount of the dispersion aid is preferably 1 to 10% by weight of 100% by weight of the total adhesive layer composition. If it is less than 1% by weight, the thermal conductivity may be greatly deteriorated due to insufficient movement of the fibrous thermal conductor during charging, and when it is added more than 10% by weight, moldability may decrease due to an increase in fluidity of the adhesive layer composition.
이외에도 상기 점착층은 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 조성물 제조 시 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 상기 첨가제의 일예로는 가소제, 경화제(가교제), 항산화제, 가교보조제, 경화촉진제, 스코치 지연제, 가공 조제, 커플링제, 자외선 안정제(UV 흡수제 포함), 정전기 방지제, 조핵제, 슬립제, 윤활제, 점도 조절제, 점착부여제, 블로킹 방지제, 계면활성제, 신전유, 제산제, 난연제, 접착 촉진제, 및 금속 비활성제를 포함할 수 있다.In addition, the adhesive layer may further include one or more additives when preparing the composition within a range not detrimental to the object of the present invention. Examples of the additives include plasticizers, curing agents (crosslinking agents), antioxidants, crosslinking aids, curing accelerators, scorch retarders, processing aids, coupling agents, ultraviolet stabilizers (including UV absorbers), antistatic agents, nucleating agents, slip agents, lubricants , Viscosity modifiers, tackifiers, antiblocking agents, surfactants, extenders, antacids, flame retardants, adhesion promoters, and metal non-active agents.
본 발명에서 상기 가소제의 예를 들면 비제한적으로, 프탈산 디에스테르("프탈레이트"로도 알려짐), 예컨대 디-이소노닐 프탈레이트(DINP), 디알릴 프탈레이트(DAP), 디-2-에틸헥실프탈레이트(DEHP), 디옥틸 프탈레이트(DOP) 및 디이소데실 프탈레이트(DIDP); 트리멜리테이트, 예컨대 트리메틸트리멜리테이트, n-옥틸 트리멜리테이트, 및 트리-(2-에틸헥실) 트리멜리테이트; 아디페이트계 가소제, 예컨대 비스(2-에틸헥실)아디페이트, 디메틸 아디페이트 및 디옥틸 아디페이트; 세바케이트계 가소제, 예컨대 디부틸세바케이트; 말레에이트, 예컨대 디부틸 말레에이트; 벤조에이트; 설폰아미드, 예컨대 N-에틸 톨루엔 설폰아미드; 오르가노포스페이트; 폴리부텐; 글리콜/폴리에테르, 예컨대 트리에틸렌 글리콜 디헥사노에이트; 파라핀계 공정 오일, 예컨대 SUNPAR 2280(Sunoco Corp.); 특수 탄화수소 유체, 및 폴리머 개질제; 및 에폭시화 곡물(예를 들면, 대두, 옥수수, 등) 오일과 같은 재생 가능한 공급원으로부터 유도된 것(즉, 생화학적 가소제) 등을 들 수 있다.Examples of the plasticizer in the present invention include, but are not limited to, phthalic acid diesters (also known as "phthalates"), such as di-isononyl phthalate (DINP), diallyl phthalate (DAP), di-2-ethylhexylphthalate (DEHP ), Dioctyl phthalate (DOP) and diisodecyl phthalate (DIDP); Trimellitates such as trimethyl trimellitate, n-octyl trimellitate, and tri- (2-ethylhexyl) trimellitate; Adipate plasticizers such as bis (2-ethylhexyl) adipate, dimethyl adipate and dioctyl adipate; Sebacate-based plasticizers such as dibutyl sebacate; Maleate, such as dibutyl maleate; Benzoate; Sulfonamides such as N-ethyl toluene sulfonamide; Organophosphate; Polybutene; Glycol / polyethers such as triethylene glycol dihexanoate; Paraffinic process oils such as SUNPAR 2280 (Sunoco Corp.); Special hydrocarbon fluids, and polymer modifiers; And those derived from renewable sources such as epoxidized grains (eg, soybean, corn, etc.) oils (ie biochemical plasticizers).
본 발명에서 상기 경화제의 일예로는 (1) 자유 라디칼 개시제(예를 들면, 유기 퍼옥사이드 또는 아조 화합물), (2) 일반적으로 수분으로 활성화된 실란 작용기(예를 들면, 비닐 알콕시 실란 또는 비닐 알콕시 실란을 갖는 실란 관능성 폴리올레핀), (3) 가황을 용이하게 하기 위한 황-함유 경화제, 및/또는 (4) 전자기 방사선(예를 들면, 적외선(IR), 자외선(UV), 가시광선, 감마선, 등)으로 조성물의 가교를 촉진시키기 위한 방사선-경화제를 들 수 있다.Examples of the curing agent in the present invention include (1) free radical initiators (eg, organic peroxides or azo compounds), (2) silane functional groups generally activated with moisture (eg, vinyl alkoxy silanes or vinyl alkoxy) Silane functional polyolefins with silanes), (3) sulfur-containing curing agents to facilitate vulcanization, and / or (4) electromagnetic radiation (eg infrared (IR), ultraviolet (UV), visible, gamma rays , Etc.) to promote the crosslinking of the composition.
본 발명에서 상기 스코치 지연제의 일예로는 2,2,6,6-테트라메틸피페리디녹실(TEMPO) 및 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리디녹실(4-하이드록시 TEMPO) 등을 들 수 있다.Examples of the scorch retarder in the present invention are 2,2,6,6-tetramethylpiperidinoxyl (TEMPO) and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinoxyl (4-hydroxy Roxy TEMPO) and the like.
본 발명에서 상기 자외선 안정제의 일예로는 힌더드 아민 광안정제(HALS) 및 자외선 흡수제(UVA) 첨가제를 포함한다. 대표적인 UVA 첨가제는 벤조트리아졸 타입, 예컨대 Ciba, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 Tinuvin 326 및 Tinuvin 328을 포함한다. HAL과 UVA 첨가제의 블렌드도 효과적이다. 항산화제의 예는 힌더드 페놀, 예컨대 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)] 메탄; 비스[(베타-(3,5-디tert-부틸-4-하이드록시벤질)메틸카복시에틸)]-설파이드, 4,4'-티오비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(2-tert-부틸-5-메틸페놀), 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 및 티오디에틸렌 비스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시)-하이드로신나메이트; 포스파이트 및 포스포나이트, 예컨대 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트 및 디-tert-부틸페닐-포스포나이트; 티오 화합물, 예컨대 디라우릴티오디프로피오네이트, 디미리스틸티오디프로피오네이트, 및 디스테아릴티오디프로피오네이트; 다양한 실록산; 중합된 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린, n,n'-비스(1,4-디메틸펜틸-p-페닐렌디아민), 알킬화된 디페닐아민, 4,4'-비스(알파, 알파-디메틸벤질)디페닐아민, 디페닐-p-페닐렌디아민, 혼합된 디-아릴-p-페닐렌디아민, 및 기타 힌더드 아민 항-분해제 또는 안정제를 포함할 수 있다.Examples of the ultraviolet stabilizer in the present invention include hindered amine light stabilizers (HALS) and ultraviolet absorbers (UVA) additives. Representative UVA additives include benzotriazole types, such as Tinuvin 326 and Tinuvin 328 commercially available from Ciba, Inc. Blends of HAL and UVA additives are also effective. Examples of antioxidants are hindered phenols such as tetrakis [methylene (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)] methane; Bis [(beta- (3,5-ditert-butyl-4-hydroxybenzyl) methylcarboxyethyl)]-sulfide, 4,4'-thiobis (2-methyl-6-tert-butylphenol), 4 , 4'-thiobis (2-tert-butyl-5-methylphenol), 2,2'-thiobis (4-methyl-6-tert-butylphenol), and thiodiethylene bis (3,5-di -tert-butyl-4-hydroxy) -hydrocinnamate; Phosphites and phosphonites such as tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite and di-tert-butylphenyl-phosphonite; Thio compounds such as dilaurylthiodipropionate, dimyristylthiodipropionate, and distearylthiodipropionate; Various siloxanes; Polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, n, n'-bis (1,4-dimethylpentyl-p-phenylenediamine), alkylated diphenylamine, 4,4'- Bis (alpha, alpha-dimethylbenzyl) diphenylamine, diphenyl-p-phenylenediamine, mixed di-aryl-p-phenylenediamine, and other hindered amine anti-degradants or stabilizers .
가공 조제의 예는 비제한적으로 카복실산의 금속 염, 예컨대 스테아르산아연 또는 스테아르산칼슘; 지방산, 예컨대 스테아르산, 올레산, 또는 에루스산; 지방 아미드, 예컨대 스테아르아미드, 올레아미드, 에루카미드, 또는 N,N'-에틸렌 비스-스테아르아미드; 폴리에틸렌 왁스; 산화된 폴리에틸렌 왁스; 에틸렌 옥사이드의 폴리머; 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 코폴리머; 식물성 왁스; 석유 왁스; 비-이온성 계면활성제; 실리콘 유체 및 폴리실록산 등을 들 수 있다.Examples of processing aids include, but are not limited to, metal salts of carboxylic acids, such as zinc stearate or calcium stearate; Fatty acids such as stearic acid, oleic acid, or erucic acid; Fatty amides, such as stearamide, oleamide, erucamide, or N, N'-ethylene bis-stearamide; Polyethylene wax; Oxidized polyethylene wax; Polymers of ethylene oxide; Copolymers of ethylene oxide and propylene oxide; Vegetable wax; Petroleum wax; Non-ionic surfactants; And silicone fluids and polysiloxanes.
본 발명에서 상기 이형필름은 상기 점착층의 일면에 형성되어 점착층을 보호하다 필요에 따라 점착층으로부터 제거되며, 상기 베이스 필름층과 유사하게 기재필름과, 상기 기재필름의 일면에 형성되어 상기 점착층 점착하는 이형코팅층을 포함할 수 있다. 이때 상기 기재필름과 이형코팅층은 상기 베이스 필름층을 구성하는 기재필름과 이형코팅층을 이루는 성분과 동일 또는 상이하여도 무방하다.In the present invention, the release film is formed on one side of the adhesive layer to protect the adhesive layer, and is removed from the adhesive layer as necessary. Similar to the base film layer, the base film and the base film are formed on one side of the adhesive It may include a release coating layer that adheres to the layer. At this time, the base film and the release coating layer may be the same or different from the components constituting the base film layer and the release coating layer.
본 발명에서 상기 열계면제 시트의 제조방법은,In the present invention, the method of manufacturing the thermal interface sheet,
a) 베이스 수지, 섬유상 열전도체, 필러 및 분산보조제를 혼합하여 조성물을 제조하는 단계;a) preparing a composition by mixing a base resin, a fibrous thermal conductor, a filler, and a dispersing aid;
b) 베이스 필름층과 상기 베이스 필름층의 일면에 적층되어 상기 베이스필름층을 지지하는 그래파이트 시트층을 준비하는 단계;b) preparing a graphite sheet layer laminated on one surface of the base film layer and the base film layer to support the base film layer;
c) 상기 그래파이트 시트층의 일면에 상기 조성물을 도포하여 점착층을 형성하고, 상기 점착층에 이형필름을 합지하는 단계; 및c) forming an adhesive layer by applying the composition on one surface of the graphite sheet layer, and laminating a release film on the adhesive layer; And
d) 상기 점착층을 경화하는 단계;d) curing the adhesive layer;
를 포함할 수 있다.It may include.
본 발명에서 상기 조성물은 제조방법을 한정하지 않는다. 상기 조성물은 용융 블렌딩용 배치식 또는 연속식 혼합기에 첨가함으로써 혼합할 수 있다. 이때 분산성을 높이기 위해 섬유상 열전도체를 포함하여 하나 이상의 성분을 마스터배치 형태로 제조하여 첨가될 수 있다. 모든 조성물을 혼합기에 첨가한 후 베이스 수지의 용융점 정도의 열을 가해 모든 성분이 혼합되도록 한 후, 압출기를 통해 그래파이트 시트층 표면에 도포하거나, 다음의 가공 단계로 공급하기 위해 펠렛, 필름 형태로 변환될 수 있다.In the present invention, the composition does not limit the manufacturing method. The composition can be mixed by adding it to a batch or continuous mixer for melt blending. At this time, in order to increase dispersibility, one or more components including a fibrous thermal conductor may be added in a form of a masterbatch. After adding all the composition to the mixer, heat is applied to the melting point of the base resin to ensure that all the ingredients are mixed, and then applied to the surface of the graphite sheet layer through an extruder, or converted into pellets and films to be fed to the next processing step. Can be.
조성물의 배합은 당업자에게 공지된 표준 장비에 의해 수행될 수 있다. 배합 장비의 예는 내부 배치 혼합기, 예컨대 Banbury™ 또는 Bolling™ 내부 혼합기이다. 대안적으로, 연속식 단축, 또는 2축, 혼합기, 예컨대 Farrel™ 연속식 혼합기, Werner and Pfleiderer™ 2축 혼합기, 또는 Buss™ 혼련 연속식 압출기가 사용될 수 있다. 이용된 혼합기의 유형, 및 혼합기의 작동 조건은 조성물의 특성, 예컨대 점도, 용적 저항률, 및 압출된 표면 평탄성에 영향을 미칠 수 있다.The formulation of the composition can be performed by standard equipment known to those skilled in the art. Examples of compounding equipment are internal batch mixers, such as Banbury ™ or Bolling ™ internal mixers. Alternatively, a continuous single-screw, or twin-screw, mixer such as a Farrel ™ continuous mixer, a Werner and Pfleiderer ™ twin-screw mixer, or a Buss ™ kneaded continuous extruder can be used. The type of mixer used and the operating conditions of the mixer can affect the properties of the composition, such as viscosity, volume resistivity, and extruded surface flatness.
다음으로 상기 베이스 필름층과 상기 베이스 필름층의 일면에 적층된 그래파이트 시트층을 준비한다. 상기 베이스 필름층은 앞서 설명한 바와 같이 일면에 점착층을 포함하고 있는데, 이를 상기 그래파이트 시트층과 접착하여 두 층이 적층된 형태를 가질 수 있다. Next, a graphite sheet layer laminated on one surface of the base film layer and the base film layer is prepared. The base film layer includes an adhesive layer on one surface as described above, and may have a form in which two layers are stacked by adhering it to the graphite sheet layer.
그리고 상기 그래파이트 시트층의 일면에 상기 조성물을 도포하여 점착층을 형성한다. 이때 상기 조성물을 도포하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 콤마코팅, 슬롯다이 코팅, 실크 스크린 등과 같은 방법으로 점도가 어느 정도 있는 도포액을 코팅할 때 사용되는 일반적인 코팅방법을 사용할 수 있다.Then, the composition is applied to one surface of the graphite sheet layer to form an adhesive layer. At this time, the method of applying the composition may be a general coating method used when coating a coating liquid having a certain viscosity by a method such as comma coating, slot die coating, silk screen, etc., which can be conventionally used in the art.
도포가 끝난 점착층 조성물은 경화가 되기 전에 이형필름을 합지하여 고방열 탄소시트의 형태를 확정한다. 그리고 점착층 조성물 내부에 존재하는 섬유상 열전도체를 점착층의 두께방향으로 배향하기 위해 자기장 또는 전기장을 인가할 수 있다. The coated adhesive layer composition is coated with a release film before curing to determine the shape of the high heat dissipation carbon sheet. In addition, a magnetic field or an electric field may be applied to orient the fibrous thermal conductor present in the adhesive layer composition in the thickness direction of the adhesive layer.
도 1을 통해 이를 더욱 상세히 설명하면, 섬유상 열전도체(110)와 필러(120)가 혼합된 점착층(100)은 코터에 의해 도포되어 넓게 펴지므로 내부의 섬유상 열전도체가 단면을 기준으로 두께 방향이 아닌 수평 방향으로 배열되게 된다. 그러나 섬유상 열전도체는 섬유의 길이 방향으로 열전달이 용이하므로 이런 구조를 갖는 경우 면 방향으로는 열전도율이 우수하나 두께 방향으로의 열전도율이 상대적으로 떨어지는 단점이 있다.If this is described in more detail through FIG. 1, since the
본 발명은 이러한 단점을 해결하기 위해 도 1과 같이 전도성 물질인 섬유상 열전도체에 전력(電力)을 가하여 섬유상 열전도체를 수평 방향에서 두께 방향으로 재배열하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by rearranging the fibrous heat conductor from the horizontal direction to the thickness direction by applying electric power to the fibrous heat conductor, which is a conductive material, to solve this disadvantage.
구체적으로 양극과 음극(200) 사이에 점착층(100)을 포함하는 고방열 탄소시트를 위치시킨 후, 전원(300)을 통해 전압을 인가하여 양극과 음극 사이에 전자기장을 형성시킨다. 이를 통해 아직 경화되지 않은 점착층 내의 섬유상 열전도체(110)가 전자기장을 따라 두께 방향으로 배열되게 되며, 점착층의 두께 방향 열전도율을 크게 향상시킬 수 있다. Specifically, after placing a high heat dissipation carbon sheet including the
상기 전기장 또는 자기장의 에너지밀도는 본 발명에서 한정하는 것은 아니나 0.1 내지 20 T(tesla), 더욱 바람직하게는 10 내지 15T인 것이 좋다. 에너지밀도가 0.1T보다 작은 경우에는 상기 섬유상 열전도체가 충분히 배향되지 않으며, 20T 초과인 경우 배향에 필요한 에너지밀도보다 월등히 높은 에너지를 가하게 되는 것으로 바람직하지 않다.The energy density of the electric or magnetic field is not limited to the present invention, but is preferably 0.1 to 20 T (tesla), more preferably 10 to 15 T. When the energy density is less than 0.1T, the fibrous thermal conductor is not sufficiently oriented, and when it is more than 20T, it is not preferable to apply energy significantly higher than the energy density required for orientation.
상기 점착층 조성물은 상기 섬유상 열전도체의 배향과 동시에 경화를 진행할 수 있다. 이때 상기 경화 방법은 상기 점착층 조성물을 이루고 있는 베이스 수지의 종류에 따라 다를 수 있으며, 예를 들어 광경화, 열경화, 용매 증발 등의 경화 방법을 들 수 있다.The adhesive layer composition may undergo curing simultaneously with the orientation of the fibrous thermal conductor. At this time, the curing method may vary depending on the type of base resin constituting the adhesive layer composition, for example, curing methods such as photocuring, thermal curing, solvent evaporation.
본 발명에 따른 고방열 탄소시트는 발열 전기 제품에 적용할 경우, 점착층의 두께방향 열전도율이 다른 고방열 탄소시트에 비해 월등히 높아 열원에서 발생하는 열을 쉽게 시트 두께 방향으로 확산시킬 수 있어 디스플레이 패키지, 각종 반도체, 자동차 관련제품, 배터리 방열재 등에 포함되는 반도체 소자 및 전자부품 등에서 발생하는 열을 쉽게 제거하고, 발열로 인한 성능 저하를 방지하여 최종 제품의 장기 신뢰성을 확보하는데 크게 기여할 수 있다.When the high heat dissipation carbon sheet according to the present invention is applied to a heating electric product, the heat conductivity in the thickness direction of the adhesive layer is significantly higher than that of other high heat dissipation carbon sheets, so that heat generated from a heat source can be easily diffused in the sheet thickness direction. , It can easily remove heat generated from semiconductor devices and electronic components included in various semiconductors, automobile-related products, battery heat-radiating materials, etc., and prevent performance degradation due to heat generation, which can greatly contribute to securing long-term reliability of the final product.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 고방열 탄소시트를 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a high heat dissipation carbon sheet according to the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples and comparative examples are only examples for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following examples and comparative examples.
하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.The physical properties of the specimens prepared through the following examples and comparative examples were measured as follows.
(열전도율)(Thermal conductivity)
LFA 457 마이크로플래쉬 측정장비(네취사, 독일)를 이용하여 두께방향 열전도율을 측정하였다.The thermal conductivity in the thickness direction was measured using an LFA 457 microflash measuring device (Netschach, Germany).
(온도하강폭)(Temperature drop width)
발열체에 시편을 부착하고 비접촉식 온도계로 온도를 측정한 후, 30분 뒤에 동일 온도계로 온도를 측정하였다.After attaching the specimen to the heating element and measuring the temperature with a non-contact thermometer, the temperature was measured with the same thermometer after 30 minutes.
(실시예 1)(Example 1)
베이스 수지로 폴리아크릴레이트 수지를 준비하였다. 그리고 여기에 직경 2㎛의 탄소섬유, 필러로 산화구리(CuO), 분산보조제로 폴리알릴아민 유도체(Mw : 10,000)를 혼합하고 교반하여 점착층 조성물을 완성하였다. 이때 조성비는 베이스 수지 65 중량%, 탄소섬유 15 중량%, 필러 15 중량%, 분산보조제 5 중량%이었다. A polyacrylate resin was prepared as the base resin. Then, a carbon fiber having a diameter of 2 μm, copper oxide (CuO) as a filler, and a polyallylamine derivative (Mw: 10,000) as a dispersing aid were mixed and stirred to complete an adhesive layer composition. At this time, the composition ratio was 65% by weight of the base resin, 15% by weight of the carbon fiber, 15% by weight of the filler, and 5% by weight of the dispersion aid.
완성된 조성물은 폴리프로필렌 이형 필름이 부착되어 있는 요철 그래파이트 방열종이 표면에 30㎛ 두께로 도포하고 그 위에 다시 이형 필름을 합지하였다. 그리고 합지된 시트를 에너지 밀도 12T로 인가된 자기장 인가 장치를 통과시킨 후, UV 경화작업을 진행하여 고방열 탄소시트를 완성하였다. 완성된 시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.The finished composition was coated with a 30 µm thick uneven graphite heat dissipating paper with a polypropylene release film attached thereto, and a release film was laminated thereon again. Then, after passing the laminated sheet through a magnetic field application device applied with an energy density of 12T, UV curing was performed to complete a high heat dissipation carbon sheet. The physical properties of the finished sheet were measured and are shown in Table 1 below.
(실시예 2)(Example 2)
상기 실시예 1에서 점착층 조성물 제조 시 필러로 산화구리를 대체하여 산화알루미늄을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 고방열 탄소시트를 완성하였다. 완성된 시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.When preparing the adhesive layer composition in Example 1, a high heat dissipation carbon sheet was completed in the same manner except that aluminum oxide was used as a filler to replace copper oxide. The physical properties of the finished sheet were measured and are shown in Table 1 below.
(실시예 3)(Example 3)
상기 실시예 1에서 점착층 조성물 제조 시 필러로 산화알루미늄과 산화이트늄이 70 : 30의 중량비로 혼합된 것을 사용하였으며, 이외에는 동일한 방법으로 고방열 탄소시트를 완성하였다. 완성된 시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.When preparing the adhesive layer composition in Example 1, a mixture of aluminum oxide and yttrium oxide in a weight ratio of 70:30 was used as a filler, and a high heat dissipation carbon sheet was completed in the same manner. The physical properties of the finished sheet were measured and are shown in Table 1 below.
(실시예 4)(Example 4)
상기 실시예 1에서 점착층 조성물 제조 시 베이스 수지의 함량을 45 중량%, 필러의 함량을 35 중량%로 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 고방열 탄소시트를 완성하였다. 완성된 시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.When preparing the adhesive layer composition in Example 1, a high heat dissipation carbon sheet was completed in the same manner except that the content of the base resin was 45% by weight and the content of the filler was 35% by weight. The physical properties of the finished sheet were measured and are shown in Table 1 below.
(실시예 5)(Example 5)
상기 실시예 1에서 점착층 조성물 제조 시 베이스 수지의 함량을 58 중량%, 분산보조제의 함량을 12 중량%로 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시트를 완성하였다. 완성된 시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.When preparing the adhesive layer composition in Example 1, the sheet was completed in the same manner, except that the content of the base resin was 58% by weight and the content of the dispersion aid was 12% by weight. The physical properties of the finished sheet were measured and are shown in Table 1 below.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
상기 실시예 1에서 점착층 조성물 제조 시 자기장 인가 공정을 거치지 않은 것을 제외하고 동일한 방법으로 시트을 완성하였다. 완성된 시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.The sheet was completed in the same manner as in Example 1, except that a magnetic field application process was not performed when the adhesive layer composition was prepared. The physical properties of the finished sheet were measured and are shown in Table 1 below.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
상기 실시예 1에서 점착층 조성물 제조 시 분산보조제를 첨가하지 않고 베이스 수지를 70 중량% 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시트을 완성하였다. 완성된 시트의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.When preparing the adhesive layer composition in Example 1, the sheet was completed in the same manner, except that 70% by weight of the base resin was added without adding a dispersing aid. The physical properties of the finished sheet were measured and are shown in Table 1 below.
[표 1][Table 1]
상기 표 1과 같이 본 발명에 따른 고방열 탄소시트는 우수한 열전도율 및 온도 하강폭을 보이고 있다. 특히 필러로 산화구리를 대신하여 산화알루미늄을 사용한 실시예 2, 산화알루미늄과 산화이트늄을 혼합한 것을 사용한 실시예 3은 더욱 우수한 열확산 효과를 보이고 있다. 이에 반해 필러의 함량이 지나치게 높은 실시예 4는 일정 이상의 열확산 효과는 보이고 있으나, 필러의 과다 첨가로 인해 점착층과 열원과의 점착 상태가 불량하여 실시예 3 이상의 열확산 효과는 나오지 않고 있으며, 분산보조제의 함량이 증가한 실시예 5 또한 점착층의 유동성 증가로 열원과의 점착 상태가 불량하여 열확산 효과가 실시예 3에 비해 하락한 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, the high heat dissipation carbon sheet according to the present invention shows excellent thermal conductivity and temperature drop. Particularly, Example 2 using aluminum oxide instead of copper oxide as a filler and Example 3 using a mixture of aluminum oxide and yttrium oxide show a more excellent thermal diffusion effect. On the other hand, Example 4 in which the filler content is too high shows a thermal diffusion effect of more than a certain level, but the adhesive layer and the heat source are poor due to excessive addition of the filler, so that the thermal diffusion effect of Example 3 or higher is not produced, and a dispersion aid It can be seen that Example 5 in which the content of was increased was also poor in the adhesion state with the heat source due to the increase in fluidity of the adhesive layer, so that the thermal diffusion effect was lower than in Example 3.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it has been described with reference to preferred embodiments and test examples of the present invention, but those skilled in the art may vary the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You can understand that it can be modified and changed.
100 : 점착층
110 : 섬유상 열전도체
120 : 필러
200 : 전극(양극, 음극)
300 : 전원100: adhesive layer
110: fibrous thermal conductor
120: filler
200: electrode (anode, cathode)
300: power
Claims (10)
상기 베이스 필름층의 일면에 적층되어 상기 베이스 필름층을 지지하는 그래파이트 시트층;
상기 그래파이트 시트층의 일면에 적층되어 발열체와 점착할 수 있는 점착층; 및
상기 점착층의 일면에 적층되어 상기 점착층을 보호하는 이형필름;
을 포함하는 고방열 탄소시트로, 상기 점착층은,
베이스 수지 50 내지 75 중량%, 황산과 질산이 1 내지 5 : 1의 중량비로 혼합된 혼합산으로 표면 처리한 섬유상 열전도체 10 내지 30 중량%, 산화알루미늄과 산화이트늄이 60 내지 80 : 20 내지 40 중량비로 혼합된 필러 10 내지 30 중량% 및 폴리알릴아민 유도체를 포함하는 분산보조제 1 내지 10 중량%를 포함하되, 상기 섬유상 열전도체가 점착층의 두께 방향으로 배향되어 있는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고방열 탄소시트.
Base film layer;
A graphite sheet layer laminated on one surface of the base film layer to support the base film layer;
An adhesive layer laminated on one surface of the graphite sheet layer to adhere to the heating element; And
A release film laminated on one side of the adhesive layer to protect the adhesive layer;
A high heat dissipation carbon sheet comprising, the adhesive layer,
50 to 75% by weight of the base resin, 10 to 30% by weight of the fibrous thermal conductor surface-treated with a mixed acid in which sulfuric acid and nitric acid are mixed at a weight ratio of 1 to 5: 1, and aluminum oxide and yttrium oxide 60 to 80: 20 to 20 to 10 to 30% by weight of the filler mixed in a 40 weight ratio and 1 to 10% by weight of a dispersing auxiliary agent containing a polyallylamine derivative, wherein the fibrous thermal conductor has a structure oriented in the thickness direction of the adhesive layer. High heat dissipation carbon sheet.
상기 섬유상 열전도체는 0.1 내지 5㎛의 굵기를 갖는 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 고방열 탄소시트.
According to claim 1,
The fibrous thermal conductor is a high heat dissipation carbon sheet, characterized in that the carbon fiber having a thickness of 0.1 to 5㎛.
상기 베이스수지는 폴리디메틸실록산 수지, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지, 유기폴리실록산 수지, 폴리이미드 수지, 불화탄소 수지, 벤조시클로부텐 수지, 불화 폴리알릴에테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미도아미드 수지, 시아네이트 에스테르 수지, 페놀 레졸 수지, 방향족 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 비스말레이미드 트리아진 수지 및 플루오로 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 고방열 탄소시트.
According to claim 1,
The base resin is polydimethylsiloxane resin, epoxy resin, acrylate resin, organopolysiloxane resin, polyimide resin, fluorocarbon resin, benzocyclobutene resin, fluorinated polyallylether resin, polyamide resin, polyimidoamide resin, and cyanate High heat-resistant carbon sheet, characterized in that any one or a plurality of selected from ester resins, phenol resol resins, aromatic polyester resins, polyphenylene ether resins, bismaleimide triazine resins and fluoro resins.
b) 베이스 필름층과 상기 베이스 필름층의 일면에 적층되어 상기 베이스필름층을 지지하는 그래파이트 시트층을 준비하는 단계;
c) 상기 그래파이트 시트층의 일면에 상기 조성물을 도포하여 점착층을 형성하고, 상기 점착층에 이형필름을 합지하는 단계; 및
d) 상기 점착층을 경화하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고방열 탄소시트의 제조방법.
a) 50 to 75% by weight of the base resin, 10 to 30% by weight of the fibrous thermal conductor surface-treated with a mixed acid in which sulfuric acid and nitric acid are mixed in a weight ratio of 1 to 5: 1, aluminum oxide and yttrium oxide 60 to 80: Preparing a composition by mixing 10 to 30% by weight of a filler mixed in a 20 to 40% by weight ratio and 1 to 10% by weight of a dispersing aid containing a polyallylamine derivative;
b) preparing a graphite sheet layer laminated on one surface of the base film layer and the base film layer to support the base film layer;
c) forming an adhesive layer by applying the composition on one surface of the graphite sheet layer, and laminating a release film on the adhesive layer; And
d) curing the adhesive layer;
Method for producing a high heat dissipation carbon sheet comprising a.
상기 d) 단계는 자기장 또는 전기장을 인가하여 점착층 내부의 섬유상 열전도체를 점착층의 두께방향으로 배향하면서 동시에 경화하는 것을 특징으로 하는 고방열 탄소시트의 제조방법.
The method of claim 8,
The step d) is a method of manufacturing a high heat dissipation carbon sheet, wherein the fibrous thermal conductor inside the adhesive layer is oriented in the thickness direction of the adhesive layer and cured at the same time by applying a magnetic field or an electric field.
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