KR20230034048A - Heat dissipation adhesive sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자기기(바람직하게는 휴대단말기)용 방열 점착 시트에 관한 것으로, 특히 순수 그래핀을 수지와 혼합하여 사용하지 않고, 순수 그래핀을 방열시트에 그대로 이용하여서 열전도율을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 한 방열 점착 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipation adhesive sheet for electronic devices (preferably portable terminals), and in particular, pure graphene is used as it is in a heat dissipation sheet without mixing pure graphene with resin to increase thermal conductivity. It relates to a suitable heat dissipation adhesive sheet and a manufacturing method thereof.
일반적으로 스마트폰과 같은 휴대단말기에는 반도체칩의 냉각을 위한 냉각부재가 구비되어 있다.In general, a portable terminal such as a smart phone is provided with a cooling member for cooling a semiconductor chip.
휴대단말기의 냉각부재로서 히트파이프의 일종인 베이퍼 챔버(VC)가 알려져 있는데, 이 베이퍼 챔버는 냉매가스가 충진되어 있어서 반도체칩을 방열한다.A vapor chamber (VC), which is a kind of heat pipe, is known as a cooling member of a portable terminal. This vapor chamber is filled with a refrigerant gas to dissipate heat from a semiconductor chip.
그런데, 이 베이퍼 챔버는 가격이 매우 고가이고 냉매가스가 영구적인 것이 아니라는 단점이 있었다.However, this vapor chamber has a disadvantage in that the price is very high and the refrigerant gas is not permanent.
이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 인조 그라파이트를 다수로 적층하여 사용하는 방열기술이 최신의 휴대단말기에 적용되고 있다.In order to solve this problem, a heat dissipation technology in which a plurality of artificial graphite is stacked and used is applied to the latest portable terminal.
적층된 인조 그라파이트는 측면에서 분진(가루)이 떨어지므로 적층된 인조 그라파이트의 양측면을 양면테이프로 붙여서 사용해야 한다.Since dust (powder) falls from the side of the laminated artificial graphite, both sides of the laminated artificial graphite must be attached with double-sided tape before use.
그런데, 인조 그라파이트를 겹쳐서 적층하는 겨우 두께가 높으면 높을수록 방열 효율은 좋지만 부피가 커지는 문제가 발생하고, 또한 양면테이프로 측면을 감싸야 하므로(포켓화) 가공이 복잡한 문제가 있었다.However, the higher the thickness, the better the heat dissipation efficiency, but the problem of increasing the volume occurs, and the side surface must be wrapped with double-sided tape (pocketing), so the processing is complicated.
이러한 그래파이트를 적층해서 사용하는 기술을 문제점을 해결하기 위해서 최근에는 순수 그래핀에 수지를 넣어서 코팅한 기술이 적용되고 있다.In order to solve the problem of the technology of stacking and using such graphite, recently, a technology of coating pure graphene by putting a resin in it has been applied.
그러나, 순수 그래핀은 열전도율이 매우 좋지만, 순수 그래핀에 수지를 혼합하는 경우 열전도율이 급격하게 저하된다.However, pure graphene has very good thermal conductivity, but when a resin is mixed with pure graphene, the thermal conductivity rapidly decreases.
휴대단말기의 반도체칩을 방열하는 현재의 기술은 순수 그래핀에 수지를 섞어서 사용하는 방식을 채택하고 있다.The current technology for dissipating heat from a semiconductor chip of a portable terminal adopts a method of mixing resin with pure graphene.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 방열 점착 시트 및 그 제조 방법의 목적은, 그래핀을 수지로 코팅하지 않고, 열전도성이 좋은 구리 메쉬와 순수 그래핀을 그대로 이용하여 열전도율을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 한 방열 점착 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.The present invention was created to solve the above problems of the prior art, and the purpose of the heat dissipating adhesive sheet and its manufacturing method according to the present invention is a copper mesh with good thermal conductivity and pure graphene without coating graphene with a resin. It is an object of the present invention to provide a heat dissipating adhesive sheet suitable for increasing thermal conductivity by using fins as they are and a manufacturing method thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 방열 점착 시트는, 구리 메쉬의 홀이 그래핀 조액으로 메꾸어져서 구리 메쉬에 그래핀 조액이 코팅되어 있는 구리 그래핀 복합 시트와, 그래핀과 합성수지가 혼합되어서, 상기 구리 그래핀 복합시트의 상면에 형성되어 있는 그래핀 수지층과, 상기 구리 그래핀 복합시트의 하면에 형성되어 있는 열전도성 점착층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The heat dissipating adhesive sheet of the present invention for achieving the above object is a copper graphene composite sheet in which the holes of the copper mesh are filled with the graphene crude solution and the graphene crude solution is coated on the copper mesh, and graphene and synthetic resin are mixed. , It is characterized in that it comprises a graphene resin layer formed on the upper surface of the copper graphene composite sheet, and a thermally conductive adhesive layer formed on the lower surface of the copper graphene composite sheet.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 방열 점착 시트의 제조 방법은, 구리를 이용하여 메쉬 형태의 구리 메쉬를 형성하는 단계와, 그래핀 조액으로 구리 메쉬의 홀을 메꾸면서 구리 메쉬에 그래핀 조액을 피복하여 구리 그래핀 복합시트를 형성하는 단계와, 상기 구리 그래핀 복합시트의 상면에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀 수지층을 형성하는 단계와, 상기 구리 그래핀 복합시트의 하면에 열전도성 점착층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for manufacturing a heat dissipating adhesive sheet according to the present invention includes the steps of forming a copper mesh in the form of a mesh using copper, and filling the holes of the copper mesh with the graphene crude solution while filling the copper mesh with the graphene crude solution. forming a graphene resin layer in which graphene and a synthetic resin are mixed on the upper surface of the copper-graphene composite sheet; It is characterized by comprising a step of forming a conductive adhesive layer.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 방열 점착 시트 및 그 제조 방법은, 그래핀을 수지로 코팅하지 않고, 열전도성이 좋은 구리 메쉬와 순수 그래핀을 그대로 이용하여 열전도율을 높일 수 있는 효과가 있다.The heat dissipating pressure-sensitive adhesive sheet of the present invention and its manufacturing method having the above configuration have an effect of increasing thermal conductivity by using copper mesh having good thermal conductivity and pure graphene without coating the graphene with a resin.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방열 점착 시트의 레이어 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 방열 점착 시트의 제조 방법의 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 방열 점착 시트의 제조 방법에 있어서 주요 공정의 개념도이다. 1 is a layer configuration diagram of a heat dissipating adhesive sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a process chart of a method for manufacturing a heat dissipating adhesive sheet according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of major processes in a method for manufacturing a heat dissipating adhesive sheet according to an embodiment of the present invention.
다음은 본 발명인 방열 점착 시트 및 그 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, preferred embodiments of the heat dissipating adhesive sheet of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 의한 방열 점착 시트는 휴대단말기의 반도체칩용 방열 점착 시트이다.A heat dissipating adhesive sheet according to an embodiment of the present invention is a heat dissipating adhesive sheet for a semiconductor chip of a portable terminal.
본 발명의 일 실시예에 의한 방열 점착 시트(100)는, 구리 메쉬(111)의 홀(111a)이 그래핀 조액으로 메꾸어져서 구리 메쉬(111)에 그래핀 조액이 코팅되어 있는 구리 그래핀 복합 시트(110)와, 그래핀과 합성수지가 혼합되어서 상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 상면에 형성되어 있는 그래핀 수지층(130)과, 상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 하면에 형성되어 있는 열전도성 점착층(120)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The heat dissipating
본 발명의 일 실시예에 의한 방열 점착 시트(100)에 있어서, 상기 구리 그래핀 복합시트(110)는 구리 메쉬(111)에 그래핀 조액을 분사(spraying)하고 건조함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.In the heat dissipating
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 방열 점착 시트의 제조 방법에 대하여 기술한다.Next, a method for manufacturing a heat dissipating adhesive sheet according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
먼저, 구리를 이용하여 메쉬 형태의 구리 메쉬(111)를 형성한다(S210)[도 3의 (a)].First, a
상기 메쉬 형태로 형성하는 방법은 예컨대 직조 방법으로 할 수 있다.The method of forming the mesh shape may be, for example, a weaving method.
상기 구리 메쉬를 형성하는 구리의 직경은 10 ㎛에서 100 ㎛ 까지 가능하며, 바람직하게는 30 ~ 40 ㎛가 가장 좋은데 이는 열전도율과 제조공정 상 유리하기 ㄸ때문이다. The diameter of the copper forming the copper mesh can be from 10 μm to 100 μm, preferably 30 to 40 μm is the best because it is advantageous in terms of thermal conductivity and manufacturing process.
그리고, 구리 메쉬(111)의 홀(111a)의 크기 즉, 구리의 가로 세로 간격은 10 ㎛ ~ 300 ㎛이며, 그래핀 조액을 구리 메쉬 사이에 침전시키고 열전도율과 제조 방법을 고려할 때, 바람직하게는 90 ~ 110 ㎛ 사이가 좋으며 가장 바람직하게는 100 ㎛가 좋다.In addition, the size of the
이제, 그래핀 조액으로 구리 메쉬(111)의 홀(111a)을 메꾸면서 구리 메쉬(111)에 그래핀 조액을 피복하여 구리 그래핀 복합시트(110)를 형성한다(S220)[도 3의 (b)].Now, while filling the
도 3의 (b)에 도시된 도면번호 112는 메쉬(111)의 홀(111a)에 메꾸어지고 메쉬에 코팅된 그래핀(112)이다.
상기 공정에서 사용되는 그래핀 조액은, 예컨대 그래핀 파우더에 유기용제를 이용해서 분산시켜서 액상으로 만들어서 이용할 수 있다.The crude graphene liquid used in the above process may be used by, for example, dispersing graphene powder using an organic solvent to form a liquid.
상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 상면에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀 수지층(130)을 형성한다(S230).A
이에 의하면, 구리 그래핀 복합시트(110)에서 그래핀 가루(분진)가 떨어지는 것을 예방하고 또한 그래핀의 수평방향의 열전도에 의해서 방열 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.According to this, there is an advantage in preventing graphene powder (dust) from falling from the copper
상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 하면에 열전도성 점착층(120)을 형성한다(S240).A thermally conductive
상기와 같이 구리 그래핀 복합시트(110)가 열원의 열을 수직으로 이동시키고, 그래핀 수지층(130)이 열을 수평으로 전도(수평 열전도)시키기 때문에 열 확산 효과가 크고 또한 열전도성이 우수하게 된다.As described above, since the copper
그리고 열전도율이 매우 높은 구리 메쉬(111)[구리의 열전도율은 350 ~ 400 W/(mK)로서 매우 높다]에 순수 그래핀이 그대로 코팅되어 있으므로 순수 그래핀의 열전도율을 그대로 이용할 수 있게 된다.In addition, since the pure graphene is coated on the
종래의 그라파이트 시트는 분진 문제로 인해 상단과 하단 그리고 측면을 점착테이프를 활용하여 포켓 형태로 제작하였으나, 본원발명에 의한 그래핀 수지층(130)과 구리 그래핀 복합시트(110)의 복합층에 의하면, 후공정이 없이 사용이 가능하며, 인조 그라파이트보다 물질의 단가도 저렴하다. 따라서 방열 점착 시트에 대한 제작이 용이하고 원가를 절감할 수 있게 된다.Conventional graphite sheets were manufactured in the form of pockets using adhesive tape on the top, bottom, and side surfaces due to dust problems, but in the composite layer of the
그리고, 실시예에 따라서는, 상기 구리 그래핀 복합시트(110)를 형성하는 단계(S220) 수행 후에, 상기 구리 그래핀 복합시트(110)에 대하여 고온의 프레스(Pr)로 가압하는 단계(S225)[도 3의 (c)]가 수행되며, 상기 고온의 프레스(Pr)로 가압한 후에 상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 상면에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀 수지층(130)을 형성하는 단계(S230)가 수행되는 것을 특징으로 한다.And, depending on the embodiment, after the forming of the copper graphene composite sheet 110 (S220) is performed, the step of pressing the copper
이는 우수한 열전도를 위해서는 공기층이 있으면 안되므로, 공기층을 없애고 그래핀 조액의 밀도를 향상시키기 위함이다. This is to eliminate the air layer and improve the density of the crude graphene liquid, since the air layer should not be present for excellent heat conduction.
그리고, 상기 구리 메쉬(111)를 그래핀 조액으로 피복하는 단계(S220)는, 그래핀 조액을 분사(spraying)하고 건조하여서 수행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of coating the
더욱 바람직하게는 스프레이 코팅과 건조를 수회 반복하여 수행된다.More preferably, spray coating and drying are repeated several times.
그리고, 상기 그래핀 수지층(130)을 구성하는 합성수지는, 폴리에스터(PET) 수지 또는 우레탄 수지 중에서 선택되는 어느 하나로 구성된다.And, the synthetic resin constituting the
그리고, 열전도성 점착층(120)의 하면에는 이형필름(F1)이 부착된다.And, the release film (F1) is attached to the lower surface of the thermally conductive adhesive layer (120).
구체적으로는 예컨대 열전도성 점착층(120)이 구리 그래핀 복합시트(110)의 하면에 접착하도록 이형 필름(140)과 구리 그래핀 복합시트(110)를 합지하여 형성할 수도 있다.Specifically, for example, it may be formed by laminating the release film 140 and the copper
또는 상기 열전도성 점착층(120)은 코팅에 의해서 구리 그래핀 복합시트(110)에 형성될 수도 있다.Alternatively, the thermally conductive
상기 열전도성 점착층(120)은 점착제와 그래핀 조액을 도포하여 건조함으로써 형성하는 것을 특징으로 한다.The thermally conductive
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해해야만 한다.Thus, preferred embodiments according to the present invention have been reviewed, and it is common knowledge in the art that the present invention can be implemented in other specific forms other than the above-described embodiments without changing its technical spirit or essential characteristics. It is self-evident to those who have Therefore, the foregoing embodiments should be understood as illustrative rather than restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
100
: 본 발명의 일 실시예에 의한 방열 점착 시트
110
: 구리 그래핀 복합 시트
111
: 구리 메쉬
111a
: 메쉬의 홀
112
: 그래핀
120
: 그래핀 수지층
130
: 열전도성 점착층
F1
: 이형필름
Pr
: 프레스100: heat dissipation adhesive sheet according to an embodiment of the present invention
110: copper graphene composite sheet
111:
112: graphene
120: graphene resin layer 130: thermally conductive adhesive layer
F1: release film Pr: press
Claims (4)
그래핀과 합성수지가 혼합되어서, 상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 상면에 형성되어 있는 그래핀 수지층(130)과,
상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 하면에 형성되어 있는 열전도성 점착층(120)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방열 점착 시트.
A copper-graphene composite sheet 110 in which the hole 111a of the copper mesh 111 is filled with the graphene crude liquid and the graphene crude liquid is coated on the copper mesh 111;
A graphene resin layer 130 formed on the upper surface of the copper graphene composite sheet 110 by mixing graphene and synthetic resin;
A heat dissipating adhesive sheet, characterized in that it comprises a thermally conductive adhesive layer 120 formed on the lower surface of the copper graphene composite sheet 110.
상기 구리 그래핀 복합시트(110)는,
구리 메쉬(111)에 그래핀 조액을 분사(spraying)하고 건조함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방열 점착 시트.
The method of claim 1,
The copper graphene composite sheet 110,
A heat dissipating adhesive sheet characterized in that it is formed by spraying a graphene crude liquid on a copper mesh 111 and drying it.
그래핀 조액으로 구리 메쉬(111)의 홀(111a)을 메꾸면서 구리 메쉬(111)에 그래핀 조액을 피복하여 구리 그래핀 복합시트(110)를 형성하는 단계(S220)와,
상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 상면에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀 수지층(130)을 형성하는 단계(S230)와,
상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 하면에 열전도성 점착층(120)을 형성하는 단계(S240)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방열 점착 시트의 제조 방법.
Forming a mesh-shaped copper mesh 111 using copper (S210);
Forming a copper graphene composite sheet 110 by coating the copper mesh 111 with the graphene crude liquid while filling the hole 111a of the copper mesh 111 with the graphene crude liquid (S220);
Forming a graphene resin layer 130 in which graphene and synthetic resin are mixed on the upper surface of the copper graphene composite sheet 110 (S230);
Forming a thermally conductive adhesive layer 120 on the lower surface of the copper graphene composite sheet 110 (S240).
상기 구리 그래핀 복합시트(110)를 형성하는 단계(S220) 수행 후에,
상기 구리 그래핀 복합시트(110)에 대하여 고온의 프레스(Pr)로 가압하는 단계(S225)가 수행되며,
상기 고온의 프레스(Pr)로 가압한 후에 상기 구리 그래핀 복합시트(110)의 상면에 그래핀과 합성수지가 혼합된 그래핀 수지층(130)을 형성하는 단계(S230)가 수행되는 것을 특징으로 하는 방열 점착 시트의 제조 방법.
The method of claim 3,
After performing the step (S220) of forming the copper graphene composite sheet 110,
A step (S225) of pressing the copper graphene composite sheet 110 with a high-temperature press (Pr) is performed,
After pressing with the high-temperature press (Pr), forming a graphene resin layer 130 in which graphene and synthetic resin are mixed on the upper surface of the copper graphene composite sheet 110 (S230) is performed. A method for producing a heat-radiating pressure-sensitive adhesive sheet.
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