KR20180054223A - Method for manufactureing graphene composite thermal diffusion sheet - Google Patents
Method for manufactureing graphene composite thermal diffusion sheet Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180054223A KR20180054223A KR1020160151888A KR20160151888A KR20180054223A KR 20180054223 A KR20180054223 A KR 20180054223A KR 1020160151888 A KR1020160151888 A KR 1020160151888A KR 20160151888 A KR20160151888 A KR 20160151888A KR 20180054223 A KR20180054223 A KR 20180054223A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- graphene
- filler
- heat
- thin film
- graphene composite
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
- H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
- H05K7/20472—Sheet interfaces
- H05K7/20481—Sheet interfaces characterised by the material composition exhibiting specific thermal properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/20—Graphite
- C01B32/21—After-treatment
- C01B32/23—Oxidation
Abstract
Description
본 발명은 방열 시트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상게하게는 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a heat-radiating sheet, and more particularly to a method of manufacturing a heat-radiating sheet of graphene composite.
전자 기기는 시장의 니즈에 따라 갈수록 고밀도화 및 소형화되고 있다. 내부 부품은 보다 조밀하게 집적되고 있다. IC나 전력 공급을 담당하는 내부 부품에서는 열이 발생하기 마련이다. 부품들 간의 거리가 세밀해 짐에 따라 특정 내부 부품에서 발생하는 열이 다른 부품에도 영향을 미칠 가능성이 커졌다. 최근 전자 기기의 내부 설계에 있어 내부에서 발생하는 열을 효율적으로 분산시키기 위해 다양한 연구개발이 이루어지는 이유다. Electronic devices have become increasingly dense and miniaturized depending on the needs of the market. Internal components are becoming denser. Internal components that are responsible for the IC or power supply are likely to generate heat. As the distance between components becomes finer, the heat generated by certain internal components is more likely to affect other components as well. Recently, various researches and developments have been conducted in order to efficiently dissipate the heat generated in the internal design of electronic devices.
방열 시트는 전자 기기의 발열량을 감소시키기 위해 많이 사용되는 소재다. 방열 시트는 필름형으로 형성되어 발열량이 높은 내부 부품 상에 부착되는 것이 일반적이다. 방열 시트는 열전도성이 우수하여 내부 부품에서 발생하는 열을 효과적으로 분산시켜 방출하는데에 기여하고 있다. 방열 시트의 방열 성능을 향상시키기 위한 많은 연구개발이 이루어지고 있으며, 그 중 하나로 그래핀(Graphene)으로 방열 시트를 형성하는 방안이 있다. Heat-radiating sheets are widely used to reduce the heat generated by electronic devices. The heat-radiating sheet is generally formed in a film-like shape and adheres to an internal component having a high heating value. The heat-radiating sheet is excellent in thermal conductivity and contributes to effectively dispersing and discharging the heat generated in the internal parts. A lot of research and development has been carried out to improve the heat radiation performance of the heat radiation sheet. One of them is a method of forming a heat radiation sheet by graphene.
그래핀은 탄소 원자들이 2차원 평면상으로 원자 한 층으로 이루어지는 구조를 갖는 탄소 소재의 일종으로 전기적, 기계적, 화학적 특성이 매우 우수하고 특히 전도성이 매우 뛰어나므로 전자 회로 등에 있어 차세대 소재로 각광 받고 있다. 그래핀의 우수한 열전도 특성은 그래핀을 자연스럽게 방열 시트를 형성하기 위한 소재로 이끌었다. 그래핀을 이용한 방열시트를 개시하고 있는 선행문헌으로는 특허문헌 1,2 등이 있다.Graphene is a type of carbon material with a structure in which carbon atoms are composed of a single layer of atoms on a two-dimensional plane, and has excellent electrical, mechanical and chemical properties. Especially, since it has excellent conductivity, it is a next- . The excellent thermal conduction properties of graphene led the graphene naturally to the material to form the heat-radiating sheet. Prior art documents disclosing heat-radiating sheets using graphene include Patent Documents 1 and 2.
본 발명은 방열 특성 및 열전도 특성이 향상된 그래핀 복합재 방열 시트를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for manufacturing a heat dissipation sheet of a graphene composite with improved heat dissipation properties and heat conduction properties.
본 발명의 일 측면에 따르면, 흑연 입자를 강산으로 처리하여 산화 그래핀 플레이크를 제조하는 단계; 자성필러, 열전도성 필러, 용매 및 바인더를 포함하는 혼합 용액에 상기 산화 그래핀 플레이크를 첨가하고 교반하여 산화 그래핀 용액을 제조하는 단계; 상기 산화 그래핀 용액을 기재 상에 코팅하여 박막을 제조하는 단계; 및 카본 소스 분위기 하에서 상기 박막을 열처리하는 단계를 포함하는 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법이 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a process for producing graphite, comprising: treating graphite particles with a strong acid to produce an oxidized graphene flake; Adding the graphene oxide graphene to a mixed solution containing a magnetic filler, a thermally conductive filler, a solvent and a binder and stirring to prepare a graphene oxide solution; Coating the oxidized graphene solution on a substrate to produce a thin film; And a step of heat treating the thin film under a carbon source atmosphere.
이 때, 상기 자성필러는 Fe3O4, Fe, Ni 또는 Cu 중에서 선택될 수 있다. At this time, the magnetic filler may be selected from Fe 3 O 4 , Fe, Ni or Cu.
또한, 상기 열전도성 필러는 탄소계 필러, 금속 필러, 금속 화합물 필러, 수지계 필러 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. The thermally conductive filler may be selected from the group consisting of a carbon-based filler, a metal filler, a metal compound filler, a resin filler, and combinations thereof.
한편, 상기 열처리하는 단계 이후, 상기 열처리 된 박막 상부에 점착층을 형성하는 단계; 및 상기 점착층 상부에 이형층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the heat treatment, an adhesive layer is formed on the heat-treated thin film. And forming a release layer on the adhesive layer.
본 발명의 구체예들에 따른 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법에서는 산화 그래핀 플레이크를 자성필러 및 열전도성 필러가 포함된 혼합 용액에 첨가하고 교반하여 산화 그래핀 용액을 제조함으로써, 상기 자성필러에 의해 방열 특성이 향상되고 상기 열전도성 필러에 의해 열전도 특성이 향상된 그래핀 복합재 방열 시트를 제공할 수 있다. In the method of manufacturing a graphene composite heat-radiating sheet according to embodiments of the present invention, graphene oxide is added to a mixed solution containing a magnetic filler and a thermally conductive filler and stirred to prepare a graphene oxide solution, The heat dissipation property of the graphene composite heat-radiating sheet can be improved, and the thermal conductive property can be improved by the thermally conductive filler.
상기 그래핀 복합재 방열 시트는 전자 기기의 내부 부품과 같이 열원에 부착되어 발생하는 열을 효과적으로 분산시키고 효율적으로 방출될 수 있도록 한다.The graphene composite heat-radiating sheet effectively dissipates the heat generated by attaching to the heat source, such as the internal parts of the electronic apparatus, and can be efficiently discharged.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1에 따라 제조된 그래핀 복합재 방열 시트의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a heat dissipation sheet of a graphene composite according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the heat dissipation sheet of the graphene composite according to FIG. 1. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the following description is illustrative of the present invention, and the technical spirit of the present invention is not limited to the following description. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 도 1을 참조하면, 그래핀 복합재 방열 시트는 산화 그래핀 플레이크를 제조하는 S10 단계와, 산화 그래핀 용액을 제조하는 S20 단계와, 박막을 제조하는 S30 단계와, 상기 박막을 열처리하는 S40 단계를 포함할 수 있다. 이하, 각 단계에 대하여 구체적으로 설명한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a heat dissipation sheet of a graphene composite according to an embodiment of the present invention. FIG. Referring to FIG. 1, the graphene composite heat-radiating sheet includes a step of preparing graphene graphene, a step of preparing a graphene oxide solution, a step of forming a thin film, a step of forming a thin film, and a step of heat- . Each step will be described in detail below.
산화 그래핀 플레이크를 제조하는 단계 (S10)Step (S10) of producing oxidized graphene flakes
흑연 입자를 강산으로 처리하여 산화 그래핀 플레이크를 제조한다. 흑연 입자는 천연 흑연 입자 또는 팽창 흑연 입자일 수 있다. 흑연은 판상 구조를 가지며, 황산과 같은 강산을 가하면 산화될 수 있다. 흑연 입자를 산화시킨 형태가 산화 그래핀(Graphene Oxide)이고, 플레이크(Flake) 형태를 가지는 것을 산화 그래핀 플레이크라 한다. 흑연 입자를 산화시켜 산화 그래핀을 형성하는 방법은 휴머스 방법(Hummer's Method) 등을 이용할 수 있으며, 상기 휴머스 방법은 본 기술분야에서 공지된 내용에 해당되므로 구체적인 설명은 생략한다. 산화 그래핀 내지 산화 그래핀 플레이크는 부도체의 특성을 가지고 있으면서 수십 W/mK의 열전도도를 가질 수 있다. 따라서 열원에서 발생하는 열을 효과적으로 분산시킬 수 있다. 흑연 입자를 강산으로 처리함에 있어 과산화수소수가 첨가될 수 있다. 또한 산화 그래핀 내지 산화 그래핀 플레이크는 제조 과정에서 에폭시기, 카보닐기, 카르복실기 등과 같은 산소 작용기 등이 흡착된 상태로 존재할 수 있다. 이러한 산소 작용기들은 산화 그래핀 내지 산화 그래핀 플레이크를 친수성을 가지게 하는 바, 물 등에 분산이 용이하며 층상 구조로 제조하기 용이할 수 있다. 층상 구조로 제조하기 용이함은 산화 그래핀 내지 산화 그래핀 플레이크를 이용하여 방열 시트와 같은 시트체로 형성하기 용이함을 의미한다. Graphite particles are treated with a strong acid to produce oxidized graphene flakes. The graphite particles may be natural graphite particles or expanded graphite particles. Graphite has a plate-like structure and can be oxidized by adding a strong acid such as sulfuric acid. Graphene oxide is a type in which graphite particles are oxidized, and graphite oxide having a flake form is called an oxidized graphene plate. A method of oxidizing graphite particles to form oxidized graphene can be carried out by using a Hummer's method or the like, and the Humus method is well known in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted. The oxidized graphene or the oxidized graphene flake may have a thermal conductivity of several tens W / mK while having the characteristics of an insulator. Therefore, the heat generated from the heat source can be effectively dispersed. In the treatment of the graphite particles with a strong acid, hydrogen peroxide can be added. Also, the oxidized graphene or the oxidized graphene flake may be present in a state where an oxygen functional group such as an epoxy group, a carbonyl group, a carboxyl group and the like is adsorbed during the manufacturing process. These oxygen functional groups make the graphene oxide or the oxidized graphene flake hydrophilic, and they can be easily dispersed in water or the like and can be easily produced in a layered structure. The ease of production with a layered structure means that it is easy to form a sheet body such as a heat-radiating sheet using oxidized graphene or oxidized graphene flakes.
산화 그래핀 용액을 제조하는 단계 (S20)The step (S20) of preparing the oxidized graphene solution,
자성필러, 열전도성 필러, 용매 및 바인더를 포함하는 혼합 용액에 상기 산화 그래핀 플레이크를 첨가하고 교반하여 산화 그래핀 용액을 제조한다. The oxidized graphene flake is added to a mixed solution containing a magnetic filler, a thermally conductive filler, a solvent and a binder and stirred to prepare an oxidized graphene solution.
상기 자성필러는 상기 산화 그래핀 용액의 방열 특성을 향상시키는 기능을 제공할 수 있다. 상기 자성필러는 강자성체 필러, 상자성체 필러, 반자성체 필러 등 제한없이 사용될 수 있다. 상기 자성필러는 Fe3O4, Fe, Ni 또는 Cu 중에서 선택될 수 있다. 상기 자성필러는 전구체의 형태로 산화 그래핀 플레이크에 결합될 수 있다. 상기 전구체는 알콕사이드, 염화물, 수산화물, 옥시수산화물, 질산염, 탄산염, 초산염, 옥살산염 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 일 구체예에 있어서 Fe3O4의 전구체로 FeCl24H2O가 이용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The magnetic filler can provide a function of improving the heat radiation characteristic of the oxidized graphene solution. The magnetic filler can be used without limitation, such as a ferromagnetic filler, a paramagnetic filler, and a ferromagnetic filler. The magnetic filler may be selected from Fe 3 O 4 , Fe, Ni or Cu. The magnetic filler may be bonded to the oxidized graphene flake in the form of a precursor. The precursor may be selected from the group consisting of alkoxides, chlorides, hydroxides, oxyhydroxides, nitrates, carbonates, nitrates, oxalates, and mixtures thereof. In one embodiment, FeCl 2 4H 2 O may be used as a precursor of Fe 3 O 4 , but is not limited thereto.
상기 열전도성 필러는 상기 산화 그래핀 용액의 열전도 특성을 향상시키는 기능을 제공할 수 있다. 상기 열전도성 필러는 탄소계 필러, 금속 필러, 금속 화합물 필러, 수지계 필러 및 이들의 조합에서 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 탄소계 필러의 예로는 카본블랙, 그라파이트, 카본나노튜브 등이 있다. 상기 금속 필러의 예로는 금, 구리, 납, 텅스텐, 은, 동, 아연, 몰리브덴, 주석, 티탄, 알루미늄 등이 있다. 상기 수지계 필러의 예로는 에폭시, 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등이 있다. The thermally conductive filler may provide a function of improving the thermal conductivity of the oxidized graphene solution. The thermally conductive filler may be selected from the group consisting of a carbon-based filler, a metal filler, a metal compound filler, a resin filler, and combinations thereof. Examples of the carbon-based filler include carbon black, graphite, and carbon nanotubes. Examples of the metal filler include gold, copper, lead, tungsten, silver, copper, zinc, molybdenum, tin, titanium and aluminum. Examples of the resin-based filler include epoxy, polyethylene, and high-density polyethylene.
상기 용매는 일반적으로 사용되는 용매를 사용할 수 있으며, 특정 종류의 용매로 한정되지 않는다. 상기 용매의 예로는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 테트라하이드로퓨란(THF), 톨루엔, 자이렌, 헥산, 헵탄, 옥탄 등이 있다. 또한 상기 나열된 용매를 2이상 혼합하여 사용할 수도 있다. The solvent may be a commonly used solvent and is not limited to a specific kind of solvent. Examples of the solvent include water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, butyl acetate, NMP, tetrahydrofuran, toluene, xylene, hexane, Heptane, octane, and the like. In addition, two or more of the solvents listed above may be mixed and used.
상기 바인더는 상기 자성필러, 열전도성 필러와 산화 그래핀 플레이크의 결합성을 높이는 데 기여할 수 있다. 상기 바인더는 일반적으로 사용되는 바인더를 이용할 수 있다. 상기 바인더의 예로는 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE), 폴리비닐리덴디플루오라이드(polyvinylidene difluoride; PVDF), 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose; CMC), 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol; PVA), 폴리비닐부티랄(poly vinyl butyral; PVB), 폴리비닐피롤리돈(poly-N-vinylpyrrolidone; PVP), 스티렌부타디엔고무(styrene butadiene rubber; SBR), 폴리아마이드-이미드(Polyamide-imide), 폴리이미드(polyimide) 등이 있다. The binder can contribute to enhancement of the bondability between the magnetic filler and the thermally conductive filler and the oxidized graphene flake. The binder may be a commonly used binder. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene difluoride (PVDF), carboxymethylcellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl Polyvinyl butyral (PVB), poly-N-vinylpyrrolidone (PVP), styrene butadiene rubber (SBR), polyamide-imide, polyimide polyimide).
일 구체예에 있어서, 상기 산화 그래핀 용액은 산화 그래핀 플레이크 100 중량부에 대하여 상기 자성필러 1 내지 3 중량부, 상기 열전도성 필러 5 내지 10 중량부, 상기 용매 200 내지 300 중량부, 상기 바인더 10 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 한편, 상기 산화 그래핀 용액은 촉매, 경화제, 보조 경화제, 계면활성제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the oxidized graphene solution comprises 1 to 3 parts by weight of the magnetic filler, 5 to 10 parts by weight of the thermally conductive filler, 200 to 300 parts by weight of the solvent, 10 to 20 parts by weight. Meanwhile, the oxidized graphene solution may further include additives such as a catalyst, a curing agent, a curing agent, a surfactant, and the like.
상기 교반은 통상의 교반기기를 이용하여 이루어질 수 있으며, 교반 시간은 수십 분 내지 수 시간일 수 있다(일 구체예에 있어서 교반은 5시간에 걸쳐 이루어질 수 있다). 한편, 상기 교반은 15℃ 내지 25℃의 온도 분위기 하에서 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The stirring may be performed using a conventional stirrer, and the stirring time may be several tens minutes to several hours (in one embodiment stirring may be performed over 5 hours). On the other hand, the stirring may be performed under a temperature atmosphere of 15 ° C to 25 ° C, but is not limited thereto.
박막을 제조하는 단계 (S30)The step of fabricating the thin film (S30)
상기 산화 그래핀 용액을 기재 상에 코팅하여 박막을 제조한다. 상기 기재는 상기 산화 그래핀 용액이 코팅될 수 있으면 충분하고 특정 종류의 것으로 한정되지 않는다. 다만, 상기 기재는 플렉서블한 성질을 갖는 고분자 수지로 형성되는 것이 보다 바람직하다. 상기 기재의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 펜텐, 폴리비닐 클로라이드, 나일론 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기재 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The above-mentioned graphene oxide solution is coated on a substrate to prepare a thin film. The substrate is sufficient as long as the graphene oxide solution can be coated, and is not limited to a specific type. However, it is more preferable that the substrate is formed of a polymer resin having a flexible property. Examples of the substrate include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate glycol, polycarbonate, polystyrene, polyamide, polybutylene terephthalate, polymethylpentene, polyvinyl chloride, nylon and copolymers thereof And one or more types selected from the group consisting of, and the like, but are not limited thereto.
상기 산화 그래핀 용액의 코팅 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 통상의 용액 공정에 해당하는 닥터블레이딩(doctor blading), 바코팅(bar coating), 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 마이크로 그라비아 코팅(micro gravure), 임프린팅 (imprinting), 잉크젯 프린팅(injet pringting), 스프레이(spray) 등의 공정을 이용하여 상기 산화 그래핀 용액이 상기 기재 상에 코팅될 수 있다. 한편, 코팅층의 두께도 특별히 제한되지 않는다. 일 구체예에 있어서 상기 코팅층의 두께는 수십 내지 수백 ㎛ 일 수 있다. The coating method of the graphene oxide solution is not particularly limited. For example, a doctor blading, a bar coating, a spin coating, a dip coating, a micro gravure coating, an imprinting ), Inkjet printing (injet pringing), spraying or the like may be used to coat the oxidized graphene solution on the substrate. On the other hand, the thickness of the coating layer is not particularly limited. In one embodiment, the thickness of the coating layer may be from several tens to several hundreds of micrometers.
박막을 열처리하는 단계 (S40)The step of heat-treating the thin film (S40)
카본 소스 분위기 하에서 상기 박막을 열처리함으로써 그래핀 복합재 방열 시트가 제조될 수 있다. The graphene composite heat-radiating sheet can be manufactured by heat-treating the thin film under a carbon source atmosphere.
카본 소스 분위기 하에서 상기 박막의 열처리를 수행하는 경우에는 열처리 과정에서 박막에 발생 가능한 결함을 최소화 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 산화 그래핀의 열전도도가 향상될 수 있어 방열 시트의 품질 향상 및 수율 향상을 기대할 수 있다. In the case of performing the heat treatment of the thin film under a carbon source atmosphere, it is possible not only to minimize the defects that may occur in the thin film during the heat treatment process, but also to improve the thermal conductivity of the oxidized graphene, .
상기 카본 소스(Carbon Source)는 본 기술분야에서 통상적으로 사용하는 카본 소스를 이용할 수 있다. 상기 카본 소스의 예로는 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등이 있다. The carbon source may be a carbon source commonly used in the art. Examples of the carbon source include carbon monoxide, carbon dioxide, methane, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene and toluene.
상기 열처리는 카본 소스가 지속적으로 내부로 공급되는 챔버(Chamber) 내에서 수행될 수 있으며, 열처리 온도는 300 내지 2,000일 수 있다. 단, 상기 온도에 한정되는 것은 아니다. 한편 카본 소스의 공급은 300 내지 500 Torr의 기압 하에서, 200 내지 400 sccm(standard cubic centimeter)로 이루어질 수 있다. 상술한 과정이 종료되면 기재 상에 그래핀 복합재 방열 시트가 형성될 수 있다. The heat treatment may be performed in a chamber in which a carbon source is continuously supplied to the inside, and the heat treatment temperature may be 300 to 2,000. However, the temperature is not limited thereto. On the other hand, the supply of the carbon source may be performed at a pressure of 300 to 500 Torr and a standard cubic centimeter of 200 to 400 sccm. When the above-mentioned process is completed, a graphene composite heat-radiating sheet may be formed on the substrate.
후공정Post-process
도 1에 도시되지는 않았으나, 상기 열처리 단계(S40) 이후에는 다음과 같은 후공정들이 추가될 수 있다. 상기 기재를 제거하는 단계와, 상기 박막 상부에 점착층을 형성하는 단계와, 상기 점착층 상부에 이형층을 형성하는 단계다. 한편, 상기 박막 상부에 점착층을 형성하기 이전에 상기 박막 상부에 금속층을 추가 형성할 수도 있다. Although not shown in FIG. 1, the following post-processes may be added after the heat treatment step S40. Removing the substrate, forming an adhesive layer on the thin film, and forming a release layer on the adhesive layer. Meanwhile, a metal layer may be further formed on the thin film before the adhesive layer is formed on the thin film.
상기 기재를 제거하는 단계는 상기 점착층 및 이형층의 형성 이후에 이루어지는 것이 보다 바람직하지만, 경우에 따라 그 이전에 이루어지는 것도 가능하다. 상기 기재의 제거는 에칭용액 등을 이용하여 이루어질 수 있으며, 일 예로 상기 박막이 형성된 기재를 롤투롤(Roll to Roll) 장치로 이송시키면서 하부에 상기 기재만을 선택적으로 제거하는 에칭용액을 거치게 함으로써 상기 기재의 제거가 이루어질 수 있다. It is more preferable that the step of removing the substrate is performed after the formation of the adhesive layer and the release layer, but it is possible that the step is performed before the adhesive layer and the release layer. The removal of the substrate may be performed using an etching solution or the like. For example, the substrate formed with the thin film may be transferred to a roll-to-roll apparatus while being subjected to an etching solution for selectively removing only the substrate, Can be achieved.
상기 박막 상부에 점착층을 형성하는 단계는 그래핀 복합재 방열 시트를 열원에 부착시키기 위해 점착력을 부여하기 위하여 이루어질 수 있다. 상기 점착층은 표면 접착성을 갖는 물질이면 충분하고, 특정 종류의 것으로 한정되지 않는다. 일 구체예에 있어서 상기 점착층은 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 고무계 수지, 폴리우레탄계 수지, 초산비닐 수지, 에폭시계 수지 등을 이용할 수 있다. 상기 점착층의 형성은 상기 점착층 형성용 조성물을 상기 박막 상부에 도포하는 방법으로 이루어질 수 있다. 또는 상기 점착층 형성용 조성물을 시트 형태로 제조한 후에 상기 박막과 합지하는 방법을 사용할 수도 있다. The step of forming the adhesive layer on the upper portion of the thin film may be performed to impart the adhesive force to adhere the graphene composite heat-radiating sheet to the heat source. The adhesive layer may be a substance having surface adhesiveness, and is not limited to a specific kind. In one embodiment, the adhesive layer may be an acrylic resin, a silicone resin, a rubber resin, a polyurethane resin, a vinyl acetate resin, an epoxy resin, or the like. The pressure-sensitive adhesive layer may be formed by applying the pressure-sensitive adhesive layer-forming composition onto the thin film. Alternatively, a method may be used in which the composition for forming an adhesive layer is formed into a sheet form and then the resultant is laminated with the thin film.
상기 점착층 상부에 이형층을 형성하는 단계는 그래핀 복합재 방열 시트가 열원에 부착되기 전까지 표면에 이물질이 접하지 않도록 보호하기 위함이다. 이형층은 특성상 상기 그래핀 복합재 방열 시트로부터 용이하게 박리될 수 있다. 그래핀 복합재 방열 시트를 열원에 부착시키는 것은, 이형층을 박리한 후에 노출되는 점착층을 열원에 부착시키는 방식으로 이루어질 수 있다. The step of forming the releasing layer on the adhesive layer is to protect the surface of the graphene composite heat-radiating sheet from contacting with the surface of the heat-releasing sheet until the heat-releasing sheet adheres to the heat source. The releasing layer can be easily peeled off from the graphene composite heat-radiating sheet due to its nature. The adhesion of the graphene composite heat-radiating sheet to the heat source can be achieved by attaching the adhesive layer exposed after peeling the release layer to a heat source.
한편, 상기 점착층을 형성하기 이전에 박막 상부에 금속층을 추가 형성하는 것도 가능하다. 상기 금속층은 그래핀 복합재 방열 시트의 방열 효과 및 열전도 특성을 보강하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 금속층은 알루미늄, 니켈, 구리, 주석, 아연, 텅스텐, 철, 은 등으로부터 선택되는 금속 소재로 형성될 수 있다. 또한 상기 금속층은 상기 나열된 금속 소재들을 2 이상 포함하는 합금으로 형성될 수도 있다. 상기 금속층의 형성은 진공 증착법 또는 스퍼터링법 등 통상의 금속 증착 공정을 통해 이루어질 수 있다. It is also possible to form a metal layer on the thin film before forming the adhesive layer. The metal layer may function to reinforce heat dissipation and heat conduction characteristics of the graphene composite heat dissipation sheet. The metal layer may be formed of a metal material selected from aluminum, nickel, copper, tin, zinc, tungsten, iron, and silver. The metal layer may be formed of an alloy containing two or more of the metal materials listed above. The metal layer may be formed through a conventional metal deposition process such as a vacuum deposition process or a sputtering process.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구체예들에 따른 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법에서는 산화 그래핀 플레이크를 자성필러 및 열전도성 필러가 포함된 혼합 용액에 첨가하고 교반하여 산화 그래핀 용액을 제조함으로써, 상기 자성필러에 의해 방열 특성이 향상되고 상기 열전도성 필러에 의해 열전도 특성이 향상된 그래핀 복합재 방열 시트를 제공할 수 있다.As described above, in the method of manufacturing a graphene composite heat-radiating sheet according to embodiments of the present invention, graphene oxide graphene is added to a mixed solution containing a magnetic filler and a thermally conductive filler and stirred to prepare a graphene oxide solution , A heat dissipation sheet having improved heat dissipation properties by the magnetic filler and improved heat conduction property by the heat conductive filler can be provided.
이하, 그래핀 복합재 방열 시트에 대해 설명한다. Hereinafter, the graphene composite heat-radiating sheet will be described.
그래핀 복합재 방열 시트Graphene composite heat-radiating sheet
도 2는 도 1에 따라 제조된 그래핀 복합재 방열 시트(100)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 그래핀 복합재 방열 시트(100)는 그래핀 복합재층(110), 금속층(120), 점착층(130) 및 이형층(140)을 포함할 수 있다. 경우에 따라 금속층(120)은 생략될 수도 있다. 2 is a view schematically showing a cross section of the
그래핀 복합재층(110)은 산화 그래핀 플레이크, 자성필러(도 2에서 a로 표기), 열전도성 필러(도 2에서 b로 표기)를 포함할 수 있다. 상기 산화 그래핀 플레이크는 흑연 입자를 산화시켜 플레이크형을 갖도록 제조된 것이다. 자성필러(a)는 Fe3O4, Fe, Ni 또는 Cu 중에서 선택될 수 있다. 열전도성 필러(b)는 탄소계 필러, 금속 필러, 금속 화합물 필러, 수지계 필러 및 이들의 조합에서 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 산화 그래핀 플레이크, 자성필러(a) 및 열전도성 필러(b)에 대해서는 전술하였으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 그래핀 복합재층(110)의 두께는 수십 내지 수백 ㎛ 일 수 있다.The
금속층(120)은 그래핀 복합재층(110)의 상부에 형성될 수 있다. 금속층(120)은 그래핀 복합재 방열 시트의 방열 효과 및 열전도 특성을 보강하는 기능을 수행할 수 있다. 금속층(120)은 알루미늄, 니켈, 구리, 주석, 아연, 텅스텐, 철, 은 등으로부터 선택되는 금속 소재로 형성될 수 있다. 또한 상기 금속층은 상기 나열된 금속 소재들을 2 이상 포함하는 합금으로 형성될 수도 있다.The
점착층(130)은 금속층(130)의 상부에 형성될 수 있다. 금속층(130)이 생략되는 경우에는그래핀 복합재층(110)의 상부에 형성될 수 있다. 점착층(130)은 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 고무계 수지, 폴리우레탄계 수지, 초산비닐 수지, 에폭시계 수지 등을 기초로 형성될 수 있다.The
이형층(140)은 불소수지, 실리콘수지, 아크릴수지 중 선택된 하나이상의 수지로 형성될 수 있다. The
상술한 것과 같이 구성 가능한 그래핀 복합재 방열 시트(100)는 노트북, 모바일 기기, TV, 인쇄회로기판(PCB), LED 등 다양한 전자 기기의 내부 부품과 같이 열원에 부착되어 발생하는 열을 효과적으로 분산시키고 효율적으로 방출될 수 있도록 한다.The graphene composite
이상, 본 발명의 구현예들에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.Embodiments of the present invention have been described above. However, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It will be understood that various modifications may be made in the invention, and that such modifications are also included within the scope of the present invention.
100: 그래핀 복합재 방열 시트
110: 그래핀 복합재층
120: 금속층
130: 점착층
140: 이형층100: Graphene composite heat-radiating sheet
110: Graphene composite layer
120: metal layer
130: adhesive layer
140:
Claims (5)
자성필러, 열전도성 필러, 용매 및 바인더를 포함하는 혼합 용액에 상기 산화 그래핀 플레이크를 첨가하고 교반하여 산화 그래핀 용액을 제조하는 단계;
상기 산화 그래핀 용액을 기재 상에 코팅하여 박막을 제조하는 단계; 및
카본 소스 분위기 하에서 상기 박막을 열처리하는 단계를 포함하는 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법.Treating graphite particles with a strong acid to produce oxidized graphene flakes;
Adding the graphene oxide graphene to a mixed solution including a magnetic filler, a thermally conductive filler, a solvent, and a binder and stirring to prepare a graphene oxide solution;
Coating the oxidized graphene solution on a substrate to produce a thin film; And
And heat treating the thin film under a carbon source atmosphere.
상기 자성필러는 Fe3O4, Fe, Ni 또는 Cu 중에서 선택되는 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic filler is selected from Fe 3 O 4 , Fe, Ni or Cu.
상기 열전도성 필러는 탄소계 필러, 금속 필러, 금속 화합물 필러, 수지계 필러 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the thermally conductive filler is selected from the group consisting of a carbon-based filler, a metal filler, a metal compound filler, a resin filler, and a combination thereof.
상기 열처리하는 단계 이후,
상기 열처리 된 박막 상부에 점착층을 형성하는 단계; 및
상기 점착층 상부에 이형층을 형성하는 단계를 더 포함하는 그래핀 복합재 방열 시트의 제조방법.The method of claim 3,
After the heat treatment step,
Forming an adhesive layer on the heat-treated thin film; And
Further comprising the step of forming a release layer on the adhesive layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160151888A KR20180054223A (en) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Method for manufactureing graphene composite thermal diffusion sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160151888A KR20180054223A (en) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Method for manufactureing graphene composite thermal diffusion sheet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180054223A true KR20180054223A (en) | 2018-05-24 |
Family
ID=62297093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160151888A KR20180054223A (en) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Method for manufactureing graphene composite thermal diffusion sheet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180054223A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114958239A (en) * | 2022-06-27 | 2022-08-30 | 汤超 | Composite forming method and formula of radiating fin |
| KR20220122881A (en) * | 2021-02-26 | 2022-09-05 | 주식회사 케이비엘러먼트 | Manufacturing method of thermally conductive sheet comprising graphene material and thermally conductive sheet manufactured by using the same |
| KR20220148418A (en) | 2021-04-29 | 2022-11-07 | 인하대학교 산학협력단 | Thermal conductive polymer composite and preparation method thereof |
-
2016
- 2016-11-15 KR KR1020160151888A patent/KR20180054223A/en unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220122881A (en) * | 2021-02-26 | 2022-09-05 | 주식회사 케이비엘러먼트 | Manufacturing method of thermally conductive sheet comprising graphene material and thermally conductive sheet manufactured by using the same |
| KR20220148418A (en) | 2021-04-29 | 2022-11-07 | 인하대학교 산학협력단 | Thermal conductive polymer composite and preparation method thereof |
| CN114958239A (en) * | 2022-06-27 | 2022-08-30 | 汤超 | Composite forming method and formula of radiating fin |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7438844B2 (en) | Thermal interface material and method for manufacturing same | |
| KR101292643B1 (en) | Electromagnetic noise suppressing film comprising graphene and electronic device comprising the same | |
| TWI608788B (en) | Electromagnetic wave shield material for fpc | |
| KR102098448B1 (en) | Method for preparing transparent electrode film | |
| TWI600033B (en) | Conductive microparticle and manufacturing method thereof, conductive resin composition, conductive sheet, and electromagnetic wave shielding sheet | |
| JP4485508B2 (en) | Method for producing conductive particles and anisotropic conductive film using the same | |
| KR20180054223A (en) | Method for manufactureing graphene composite thermal diffusion sheet | |
| TW201309111A (en) | Electromagnetic shielding material for FPC | |
| CN100388873C (en) | Electromagnetic noise suppressor, article with electromagnetic noise suppression function, and their manufacturing methods | |
| TWI325739B (en) | Electroconductive paste, its manufacturing method, circuit board using the same electroconductive paste, and its manufacturing method | |
| EP3064045B1 (en) | Methods of transferring electrically conductive materials | |
| CN103144377A (en) | Composite electromagnetic-shielding copper clad laminate with heat conduction effect and manufacture method thereof | |
| KR102178678B1 (en) | Thermal sheet comprising vertical-aligned graphene and a fabrication thereof | |
| TW200908871A (en) | Sheet for prevention of electromagnetic wave interference, flat cable for high-frequency signal, flexible print substrate, and method for production of sheet for prevention of electromagnetic wave interference | |
| TWI648751B (en) | Transparent conductive coatings on an elastomeric substrate | |
| KR101874150B1 (en) | A Highly-Oriented Graphite Sheet | |
| JP6520133B2 (en) | Laminate, method of manufacturing conductive substrate using the same, and method of manufacturing electronic device | |
| WO2012011491A1 (en) | Conductive film | |
| WO2007105555A1 (en) | Noise suppressing structure, multilayer printed circuit board and method for manufacturing such multilayer printed circuit board | |
| JP2009278045A (en) | Workpiece and method for producing the same | |
| TWI331132B (en) | Method of fabricating thermal interface material | |
| JP2019102499A (en) | Method for manufacturing laminate, and laminate | |
| JP2005101474A (en) | Electromagnetic wave noise suppressor and electromagnetic wave noise control electronic equipment | |
| CN114286581A (en) | Composite heat dissipation film and preparation method thereof | |
| KR20170035505A (en) | Heat-dissipating coating material using graphene oxide |