WO2015102415A1 - 복합 시트 및 그를 구비한 휴대용 단말 - Google Patents

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WO2015102415A1
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heat
composite sheet
sheet
insulating member
heat spreader
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장길재
이동훈
황승재
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주식회사 아모그린텍
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Definitions

  • the present invention relates to a composite sheet, and more particularly, to a composite sheet capable of maximizing the efficiency capable of suppressing heat transfer to one sheet, which can be ultra-thin, and a portable terminal having the same.
  • the portable terminal in order to maximize the portability and convenience of the user, the portable terminal is required to be miniaturized and lightweight, and components integrated in smaller and smaller spaces are mounted for high performance. Accordingly, the components used in the portable terminal have a high heat generation temperature due to high performance, and this increased heat temperature affects adjacent components, causing a problem of degrading the performance of the portable terminal.
  • Korean Patent Publication No. 10-1134880 discloses a portable terminal having a thermal insulation film composed of a thermal insulation film disposed on the front of the LCD, so that the heat generated from the portable terminal is transferred to the user's face through the LCD. There is an advantage that can be prevented.
  • this insulation film is a low emissivity film that blocks the passage of heat while allowing the maximum transmittance of visible light, and is used by being attached to the front of the LCD panel, and the high temperature generated from the components embedded in the portable terminal.
  • heat insulation there is a problem that can not solve the heat problem generated in the recent high performance portable terminal.
  • the present inventors continue to study the technology that can suppress the transfer of heat generated in the portable terminal to derive and invent the structural features of the sheet capable of performing the heat dissipation and heat transfer suppression, more economical
  • the present invention has been made possible and competitive.
  • the present invention has been made in view of the above, an object thereof is to provide an ultra-thin laminated composite sheet and a portable terminal having the same that can maximize the heat transfer suppression in one sheet.
  • Another object of the present invention is to provide a composite sheet capable of improving heat dissipation efficiency by dispersing heat generated in a hot spot with a heat spreader and a portable terminal having the same.
  • the composite sheet according to an embodiment of the present invention the first insulating member having a plurality of fine pores to form an air pocket for thermal insulation; And a second insulation member laminated on the first insulation member, the second insulation member which facilitates the transfer of the conducted heat in the horizontal direction but suppresses the transmission in the vertical direction.
  • the second insulation member may include a magnetic sheet having a ratio of thermal conductivity of 10: 1 or more to a vertical thermal conductivity, and the second insulation member may have a specific resistance. At least 100 or more magnetic sheets may be included.
  • the magnetic sheet may be made of an Fe-based amorphous alloy or a Co-based amorphous alloy
  • the Fe-based amorphous alloy may be a Fe-Si-B alloy or Fe-Si-B-Cu-Nb alloy.
  • the magnetic sheet is composed of a plurality of three pieces separated by a fine size adjacently arranged, one of the upper, lower or upper and lower, the adhesive member is attached, between the plurality of three pieces
  • the gap may be insulated in whole or in part.
  • the gap insulation between the plurality of pieces may be made by the adhesive provided in the adhesive member penetrates the gap.
  • the first heat insulating member may be one of a nanofiber web, a nonwoven fabric, and a laminated structure thereof, and is interposed between the first heat insulating member and the second heat insulating member. It may further comprise a heat spreader for dispersing.
  • the apparatus may further include a heat spreader stacked on the first insulation member or the second insulation member to dissipate heat.
  • the heat spreader may be a metal thin plate having a thermal conductivity of 200 W / m ⁇ K or more, and the metal thin plate may be Cu or Al.
  • a composite sheet for achieving another object of the present invention a heat spreader for diffusing heat to dissipate; And a plurality of three pieces stacked on the heat spreader and separated into minute sizes and disposed adjacent to each other, and one or more of upper and lower parts or an adhesive member is attached to one or both of the upper and lower parts.
  • the thickness of the magnetic sheet may be 5 to 50um.
  • a portable terminal for achieving another object of the present invention the terminal body; A rear cover detachable from the rear of the terminal body; A display unit exposed to the terminal body; And a composite sheet adhered to an inner side of the rear cover or to a rear surface of the display unit, wherein the composite sheet includes: a heat spreader configured to diffuse heat and radiate heat; And a plurality of three pieces stacked on the heat spreader and separated into minute sizes and disposed adjacent to each other, and one or more of upper and lower parts or an adhesive member is attached to one or both of the upper and lower parts. Or a magnetic sheet that is partially insulated and diffuses heat conducted from the heat spreader to the secondary and suppresses heat transfer in a vertical direction.
  • the ultra-thin first heat insulating member by stacking the ultra-thin first heat insulating member, the heat spreader and the second heat insulating member, it is possible to obtain an ultra-thin sheet for heat transfer suppression and heat radiation having a thickness of several tens of um.
  • a technology capable of improving heat transfer suppression performance by nano-sized micropores of the nanofiber web having a high thermal barrier ability can be provided.
  • the ultra-thin sheet can be excellent in heat transfer suppression and heat dissipation performance, there is an effect that can be applied to high-performance electronic products including portable terminals.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a composite sheet according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a first modification of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention
  • 3A and 3B are conceptual cross-sectional views for explaining a porous thin film adopted as the first insulating member of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention
  • 4A and 4B are cross-sectional views of a second modification of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a third modification of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention.
  • 6a to 6c are schematic cross-sectional views of a composite sheet according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A and 7B are conceptual cross-sectional views showing a state in which an adhesive layer is applied to a composite sheet according to a second embodiment of the present invention.
  • 8A and 8B are conceptual cross-sectional views showing a state in which a double-sided tape is applied to a composite sheet according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a state in which an electrically conductive adhesive layer is formed on a composite sheet according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual cross-sectional view for explaining a composite sheet according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual cross-sectional view for explaining the structure of the double-sided tape applied to the composite sheet according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a conceptual cross-sectional view for explaining a laminated structure of a composite sheet according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which a color cover layer is formed on the composite sheet according to the present invention.
  • 14A and 14B are conceptual cross-sectional views illustrating a portable terminal provided with a composite sheet according to the present invention.
  • the composite sheet according to the first embodiment of the present invention the first insulating member 100 having a plurality of fine pores to form an air pocket for thermal insulation; And a second heat insulating member 110 which is stacked on the first heat insulating member 100 and which transmits the conducted heat in the horizontal direction but suppresses the transfer in the vertical direction.
  • the first insulation member 100 is preferably applied as a porous thin film having a plurality of pores that can block heat such as nanofiber web.
  • the composite sheet according to the first embodiment of the present invention suppresses the transfer of heat conducted by the first heat insulating member 100 and the second heat insulating member 110 in a double manner, thereby maximizing the heat transfer inhibiting ability to a single sheet. There is an advantage to this.
  • lamination in this invention means stacking a layer and a sheet by the bonding relationship of adhesion
  • the composite sheet of the present invention can be implemented by stacking the ultra-thin first heat insulating member 100 and the second heat insulating member 110, an ultra-thin sheet having a thickness of several tens of um.
  • the second insulation member 110 may include a magnetic sheet having a ratio of 10: 1 or more to a vertical thermal conductivity to a horizontal thermal conductivity, and may include a magnetic sheet having a specific resistance of at least 100 or more.
  • the magnetic sheet may be made of an Fe-based amorphous alloy or a Co-based amorphous alloy, the Fe-based amorphous alloy may be a Fe-Si-B alloy or Fe-Si-B-Cu-Nb alloy.
  • the magnetic sheet may be in a state in which it is separated into a plurality of pieces or in a bulk state (not in pieces).
  • the magnetic sheet in a state of being separated into a plurality of three pieces are composed of a plurality of three pieces separated by a fine size adjacently arranged, either one of the upper, lower or upper, lower, the adhesive member is attached,
  • the gaps between the three pieces may have structural features that are wholly or partially insulated.
  • the gap insulation between the plurality of pieces may be made by the adhesive provided in the adhesive member penetrates the gap.
  • the plurality of three pieces of the magnetic sheet is preferably having an irregular size of several tens of um ⁇ 3mm or less, the plurality of three pieces may be the same shape or different shapes, and may be a random shape.
  • the thickness of the magnetic sheet can be used having a thickness of 5 to 50um.
  • the first modification of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention is a second heat insulating member 110 that facilitates the transfer of the conducted heat in the horizontal direction, but suppresses the transfer in the vertical direction,
  • It may be configured to include a first insulation member 100 is bonded to the lower portion of the), and having a plurality of fine pores to form an air pocket for thermal insulation.
  • the first double-sided tape 121 uses an adhesive layer formed on one side of a polyethylene terephthalate (PET) film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the thickness of the first double-sided tape 121 is thicker than the thickness of the second double-sided tape 122. That is, the first double-sided tape 121 should have a predetermined thickness for the purpose of protecting the second insulating member 110, the second double-sided tape 122 is the second insulating member 110 and the first insulating member.
  • the thickness of the second double-sided tape 122 is formed to be thinner than the thickness of the first double-sided tape 121 because only the function for bonding the 100 is satisfied.
  • the first double-sided tape 121 may be used having a thickness of 10um ⁇ 30um
  • the second double-sided tape 122 may be used having a thickness of 1um ⁇ 9um.
  • the second insulation member 110 may use a ribbon of a thin plate made of an amorphous alloy or a nanocrystalline alloy.
  • the amorphous alloy may be a Fe-based or Co-based magnetic alloy, it is preferable to use a Fe-based magnetic alloy in consideration of the material cost.
  • Fe-Si-B alloy, Fe-Si-B-Co alloy can be used as Fe-based amorphous alloy, if necessary, Co-Fe-Ni-Si-B or Co-Fe- as Co-based amorphous alloy Cr-Si-B alloys may be used.
  • the second thermal insulation member 110 has a thermal conductivity of 3-4 W / mK in the horizontal direction and a thermal conductivity of 0.4 W / mK in the vertical direction, heat dissipation due to diffusion of heat is excellent and heat transfer in the vertical direction is suppressed. Insulation efficiency can also be obtained.
  • the Fe-based magnetic alloy for example, a Fe-Si-B alloy can be used, and it is preferable that Fe is 70-90 atomic%, and the sum of Si and B is 10-30 atomic%.
  • the content of Fe is preferably 70-90 atomic%.
  • the amorphous forming ability of the alloy is the best when the sum of Si and B is in the range of 10-30 atomic%.
  • corrosion resistant elements such as Cr and Co may be added within 20 atomic%, and a small amount of other metal elements may be included as necessary to impart other properties.
  • the Fe-Si-B alloy for example, a crystallization temperature of 508 ° C and a Curie temperature (Tc) of 399 ° C may be used. However, this crystallization temperature may vary depending on the content of Si and B or other metal elements and their content added in addition to the tertiary alloy component. In the present invention, an Fe-Si-B-Co-based alloy may be used as the Fe-based amorphous alloy as necessary.
  • the Fe-based nanocrystalline magnetic alloy used in the second insulation member 110 may use a Fe-Si-B-Cu-Nb alloy, in this case, Fe is 73-80 at%, Si and B It is preferable that the sum is 15-26 at% and the sum of Cu and Nb is 1-5 at%.
  • This composition range of the amorphous alloy produced in the form of a ribbon can be easily precipitated into the crystal grains of the nano phase by the heat treatment described later.
  • 3A and 3B are conceptual cross-sectional views for explaining a porous thin film adopted as the first insulating member of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention.
  • the first insulating member of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention can be applied as a porous thin film having a plurality of micropores, wherein the porous thin film is integrated by nanofibers and has a nanoporous web having a microporous structure
  • One of 102, 103, nonwoven fabric 101, and a laminated structure thereof can be used.
  • the lamination structure of the nanofiber webs 102 and 103 and the nonwoven fabric 101 may be a lamination structure of the nanofiber web 102 and the nonwoven fabric 101 (FIG. 3A), or a nanofiber web (as shown in FIGS. 3A and 3B). 102) / nonwoven fabric 101 / nanofiber web 103 may be implemented in a laminated structure (FIG. 3B). At this time, the thickness t1 of the nanofiber web 102 is preferably thinner than the thickness t2 of the nonwoven fabric 101.
  • the nonwoven fabric 101 is cheaper than the nanofiber web 102 and has a high strength. The strength can be improved while reducing the manufacturing cost of the sheet.
  • the non-woven fabric 101 since the non-woven fabric 101 also has a plurality of pores, it has a function to block the heat serves as a heat insulating part.
  • the nanofiber web 102 and the nonwoven fabric 101 can be fused due to thermal compression, the melting point of the nanofiber web 102 is designed to be lower than the melting point of the nonwoven fabric 101, by the heat applied during thermal compression It is preferable that the nanofiber web 102 is melted and fused to the nonwoven fabric 101.
  • the melting point of the PVdF is 155 ° C.
  • the nonwoven fabric 101 is a polyester series having a melting point higher than 155 ° C.
  • the area of the nanofiber web 102 in contact with the nonwoven fabric 101 is melted and fused with the nonwoven fabric 101.
  • the pore size of the nonwoven fabric 101 is much larger than the pore size of the nanofiber web, a part of the molten nanofiber web 102 penetrates into the pores of the nonwoven fabric 101. That is, based on the interface between the nonwoven fabric 101 and the nanofiber web 102 before thermal compression, the nanofiber web 102 melted in the direction of the nanofiber web 102 and the nonwoven fabric 101 at the interface after thermal compression. ) Is diffused and distributed.
  • the nanofiber web 102 is melted in the pores of the nonwoven fabric 101, and the nanoparticles permeate the pores of the nonwoven fabric 101.
  • the fibrous web 102 may perform a locking function to improve adhesion between the nanofiber web 102 and the nonwoven fabric 101.
  • the polymer material forming the nanofiber web a polymer material in which PVdF and PAN are mixed at 5: 5 may be used.
  • the electrospun nanofibers are formed in a structure having a core made of PAN, and an outer circumferential surface of the core and made of a skin portion made of PVdF, and the nanofibers of such a structure are stacked to form a nanofiber web 102.
  • the PVdF of the outer shell melts and soaks into the nonwoven fabric 101 to be fused.
  • 4A and 4B are cross-sectional views of a second modification of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention.
  • a second modification of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention as shown in Figure 4a, the first insulating member 100; A second insulating member 110 stacked on one surface of the first insulating member 100; And an adhesive layer 120 stacked on the other surface of the first insulation member 100.
  • the adhesive layer 120 is laminated on the other surface of the first insulating member 100, the adhesive in the structure of Figure 4b The layer 120 is stacked on the other surface of the second heat insulating member 110.
  • the adhesive layer 120 is laminated on the other surface of the first insulating member 100, and in the structure of FIG. 4B, the adhesive layer 120 is laminated on the other surface of the second insulating member 110. have.
  • the first insulation member 100 is formed of a porous thin film that can block the heat transmitted by the pores.
  • the first insulation member 100 may be, for example, in the form of a nanofiber web having a plurality of pores, a nonwoven fabric having a plurality of pores, polyether sulfone (PES), etc. by an electrospinning method, and having a plurality of pores. Any material can be applied as long as it is capable of vertical insulation.
  • the pore size of the first insulation member 100 is preferably less than 5 ⁇ m at several tens of nm.
  • a spinning solution is prepared by mixing a polymer material and a solvent capable of electrospinning and having excellent heat resistance at a predetermined ratio, and electrospinning the spinning solution to form nanofibers.
  • the nanofibers are accumulated and formed into a nanofiber web having a plurality of pores.
  • the diameter of the nanofibers decreases, the specific surface area of the nanofibers increases, and the thermal barrier ability of the nanofiber web including a plurality of micropores increases, thereby improving thermal insulation performance. Therefore, the diameter of the nanofibers is in the range of 0.3-1.5um, the thickness of the first insulation member 100 is formed to 10 ⁇ 25 ⁇ m. In addition, the porosity of the pores formed in the first insulation member 100 preferably has a range of 50 to 80%.
  • the radiation method applied to the present invention is a general electrospinning, air electrospinning (AES: Air-Electrospinning), electrospray (electrospray), electrobrown spinning, centrifugal electrospinning Flash-electrospinning can be used.
  • AES Air-Electrospinning
  • electrospray electrospray
  • electrobrown spinning electrobrown spinning
  • centrifugal electrospinning Flash-electrospinning Flash-electrospinning Flash-electrospinning Flash-electrospinning Flash-electrospinning can be used.
  • the polymer material used to make the first insulation member 100 may be, for example, a low polymer polyurethane, a high polymer polyurethane, a PS, a polyvinylalchol (PVA), a polymethyl methacrylate (PMMA), or a polylactic acid ( PLA: polylactic acid, PEO (polyethyleneoxide), PVAc (polyvinylacetate), PAA (polyacrylic acid), polycaprolactone (PCL: polycaprolactone), PAN (polyacrylonitrile), PMMA (polymethyl methacrylate), PVP (polyvinylpyrrolidone), PVC (polyvinylchloride) , Nylon, polycarbonate (PC), polyetherimide (PEI), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyetherimide (PEI), polyesulfone (PES), or a mixture thereof.
  • PLA polylactic acid
  • PEO polyethyleneoxide
  • PVAc polyvinylacetate
  • the thermal conductivity of the polymer is preferably set to less than 0.1W / mK.
  • polyurethane (PU) has a thermal conductivity of 0.016 to 0.040 W / mK
  • polystyrene has a thermal conductivity of 0.033 to 0.040 W / mK.
  • the nanoweb obtained by spinning it also has a low thermal conductivity.
  • Solvents are dimethyl (dimethyl acetamide), DMF (N, N-dimethylformamide), NMP (N-methyl-2-pyrrolidinone), DMSO (dimethyl sulfoxide), THF (tetra-hydrofuran), DMAc (di-methylacetamide), EC ( At least one selected from the group consisting of ethylene carbonate, DEC (diethyl carbonate), DMC (dimethyl carbonate), EMC (ethyl methyl carbonate), PC (propylene carbonate), water, acetic acid, and acetone Can be.
  • the thickness is determined according to the radiation amount of the spinning solution. Therefore, there is an advantage that it is easy to make the thickness of the first insulation member 100 to the desired thickness.
  • the first insulation member 100 is formed in the form of a nanofiber web in which nanofibers are accumulated by a spinning method
  • the first insulation member 100 may be formed in a form having a plurality of pores without a separate process, and according to the radiation amount of the spinning solution, It is also possible to adjust the size. Therefore, it is possible to make a large number of pores fine and excellent heat shielding performance and thus can improve the thermal insulation performance.
  • the adhesive layer 120 is formed of an adhesive material having thermal conductivity so that heat generated from the heat generating parts can be quickly transferred to the first heat insulating member 100 or the second heat insulating member 110.
  • the adhesive layer may be a conventional thermally conductive adhesive tape or a thermally conductive adhesive sheet, it may be formed in the form of inorganic porous nanofiber web by the electrospinning method.
  • thermally conductive and electrically conductive adhesive materials include thermally conductive metals such as Ni, Cu, and Ag, carbon black, carbon nanotubes, and the like that have excellent thermal conductivity.
  • thermally conductive metals such as Ni, Cu, and Ag
  • carbon black, carbon nanotubes, and the like that have excellent thermal conductivity.
  • Any one of pinene and conductive polymer (PDOT) is mixed with an adhesive and a solvent to form an adhesive material having a viscosity suitable for electrospinning. The adhesive material is electrospun to form nanofibers, and the nanofibers accumulate. It is then formed in the form of inorganic nanofiber web (nano web).
  • the adhesive layer 120 may be formed in the same electrospinning method as the method of forming the first insulation member 100, and the thickness of the adhesive layer 120 may be freely made because the thickness is determined according to the radiation amount of the adhesive material. Can be.
  • FIG 5 is a cross-sectional view of a third modification of the composite sheet according to the first embodiment of the present invention.
  • a third modification of the composite sheet according to the first embodiment may include a second heat insulating member 110; A first insulating member 100 stacked on one surface of the second insulating member 110; An electrically conductive adhesive layer 130 stacked on the other surface of the second insulating member 110 to absorb electromagnetic waves; And an adhesive layer 120 laminated on one surface of the first insulation member 100.
  • the electrically conductive adhesive layer 130 may be formed by an electrospinning apparatus in the same manner as forming the first insulation member 100, and may attach the electrically conductive adhesive film to one surface of the second insulation member 110. .
  • the electrically conductive adhesive layer 130 is formed by an electrospinning apparatus, an electrospinable polymer material, an electrically conductive adhesive material, and a solvent are mixed to form a spinning solution, and the spinning solution is electrospun to form a spinning solution. Fibers are formed, and the nanofibers are accumulated to form an inorganic-pore type nanofiber web.
  • the electromagnetic shielding efficiency may be further improved by absorbing electromagnetic waves by providing the electrically conductive adhesive layer 130.
  • 6A to 6C are schematic cross-sectional views of the composite sheet according to the second embodiment of the present invention.
  • the first insulating member having a plurality of fine pores forming an air pocket for thermal insulation; A heat spreader for dissipating heat; And a second heat insulating member that easily transfers the conducted heat to the horizontal direction but suppresses the transfer of the heat in the vertical direction.
  • the heat transfer suppression function and the heat dissipation function can be implemented in one sheet.
  • the order of the first insulation member 1100, the heat spreader 1110, and the second insulation member 1120 may be freely determined according to the position at which the sheet is mounted, the purpose of using the sheet, and the like. After arranging, it can be produced as a laminated sheet and used as a composite sheet.
  • the composite sheet according to a second embodiment of the present invention the first insulating member 1100; A heat spreader 1110 stacked on the first insulation member 1100; And a second insulating member 1120 stacked on the heat spreader 1110. That is, the first insulation member 1100, the heat spreader 1110, and the second insulation member 1120 are stacked in this order.
  • the composite sheet of FIG. 6B is implemented by stacking the heat spreader 1110, the first insulation member 1100, and the second insulation member 1120 in order.
  • the heat spreader 1110, the second insulation member 1120, and the first insulation member 1100 may be stacked in order.
  • the composite sheet according to the first to third embodiments of the present invention blocks the transferred heat from the first heat insulating member 1100 to perform a heat insulating function, and dissipates heat from the heat spreader 1110 to radiate heat. And by performing the heat transfer suppression function in the second heat insulating member 1120, there is an advantage that can perform both heat transfer suppression and heat dissipation in a single sheet.
  • the composite sheet according to the second embodiment of the present invention blocks the transferred heat from the first heat insulating member 1100 to perform a heat insulation function, and dissipates heat from the heat spreader 1110 to perform a heat radiation function. And, by performing the heat transfer suppression function in the second heat insulating member 1120, there is an advantage that can perform both heat transfer suppression and heat dissipation in a single sheet.
  • the heat spreader 1110 disperses heat transferred from the outside. That is, the heat spreader 1110 may perform a function of dissipating heat by preventing the heat generated from the heat generating parts from concentrating in one place.
  • the heat spreader 1110 may be a metal thin plate having a thermal conductivity of 200 W / m ⁇ K or more, and the metal thin plate is preferably Cu or Al.
  • the adhesive layer 1130 that may quickly transfer heat generated from the heating component to the first heat insulating member 1100 or the heat spreader 1110. ) Is applied, and the adhesive layer 1130 is formed of an adhesive material having excellent thermal conductivity.
  • the adhesive layer 1130 is formed on the second insulation member 1120 as shown in FIG. 7A, or is formed on the first insulation member 1100 as shown in FIG. 7B. In addition, the adhesive layer 1130 may be formed on the heat spreader 1110 in the structures of FIGS. 6B and 6C.
  • the adhesive layer 1130 may be interposed between each of the first insulation member 1100, the heat spreader 1110, and the second insulation member 1120.
  • 8A to 8C are conceptual cross-sectional views showing a state in which a double-sided tape is applied to the composite sheet according to the second embodiment of the present invention.
  • Double-sided tapes 1151 and 1152 may be interposed between the first insulating member 1100, the heat spreader 1110 and the second insulating member 1120 of the composite sheet (FIG. 8A), and FIG.
  • the double-sided tape 1153 is attached to one of the first insulation member 1100, the heat spreader 1110, and the second insulation member 1120 exposed to the upper or lower portion of the composite sheet having the laminated structure as illustrated in FIGS. 6A to 6C. It may be.
  • the double-sided tape 1153 is attached to the second insulation member 1120.
  • the composite sheet of the second insulating member 1120, the first double-sided tape 1154, which is bonded to the upper portion of the second insulating member 1120, as shown in Figure 8c A second double-sided tape 1155 adhered to a lower portion, a heat spreader 1110 bonded to a lower portion of the second double-sided tape 1155 and dispersing the transferred heat, and a material adhered to a lower portion of the heat spreader 1110.
  • the three-sided tape 1156 and the first insulation member 1100 adhered to the lower portion of the third double-sided tape 1156 may be implemented in a laminated structure.
  • the double-sided tapes 1151, 1152, 1153, 1154, 1155, and 1156 use, for example, adhesive layers formed on both sides of a polyethylene terephthalate (PET) film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the composite sheet according to the second embodiment further includes an electrically conductive adhesive layer 1160 that absorbs electromagnetic waves in the laminated structure 1180 in which the first insulation member, the heat spreader, and the second insulation member are stacked. It is formed.
  • FIG. 10 is a conceptual cross-sectional view for explaining a composite sheet according to a third embodiment of the present invention.
  • the composite sheet according to the third exemplary embodiment of the present invention may include a magnetic sheet 2100 that diffuses conducted heat secondly and suppresses heat transfer in a vertical direction; A first double-sided tape 2110 adhered to an upper portion of the magnetic sheet 2100; A second double-sided tape 2120 adhered to a lower portion of the magnetic sheet 2100; And a heat spreader 2130 for dissipating and dissipating heat adhered to the lower portion of the second double-sided tape 2120.
  • the first and second double-sided tape (2110, 2120) applied to the composite sheet according to the third embodiment of the present invention is an adhesive member
  • the structure of Figure 10 is an example of a composite sheet
  • the present invention heat A heat spreader 2130 that diffuses and radiates heat; And a plurality of three pieces stacked on the heat spreader 2130 and separated into minute sizes and disposed adjacent to each other.
  • An adhesive member is attached to either one of the upper and lower parts or the upper and lower parts, and between the plurality of three pieces.
  • the gap may be entirely or partially insulated so that the magnetic sheet 2100 diffuses heat transferred from the heat spreader 2130 secondly and suppresses heat transfer in the vertical direction.
  • the adhesive member includes a double-sided tape.
  • the heat spreader 2130 dissipates the transferred heat to perform a heat dissipation function, and the magnetic sheet 2100 diffuses the conducted heat secondly and vertically.
  • the heat spreader 2130 dissipates the transferred heat to perform a heat dissipation function
  • the magnetic sheet 2100 diffuses the conducted heat secondly and vertically.
  • the composite sheet of the third embodiment of the present invention can be implemented as an ultra-thin sheet having a thickness of several tens of um.
  • FIG 11 is a conceptual cross-sectional view for explaining the structure of the double-sided tape applied to the composite sheet according to the third embodiment of the present invention
  • Figure 12 is a view for explaining the laminated structure of the composite sheet according to the third embodiment of the present invention It is a conceptual section.
  • the second double-sided tape 2120 uses adhesive layers 2120b and 2120c formed on both sides of the substrate 2120a made of a fluororesin-based film such as polyethylene terephthalate (PET) film.
  • a fluororesin-based film such as polyethylene terephthalate (PET) film.
  • the adhesive layers 2120b and 2120c for example, an acrylic adhesive may be used, and other types of adhesives may be used as a matter of course. Then, the release film is bonded to the adhesive layers (2120b, 2120c) in the manufacture of the double-sided tape is formed integrally, and is peeled off when attached to the electronic device composite sheet according to the present invention.
  • the composite sheet according to the third exemplary embodiment of the present invention may include a plurality of magnetic sheets.
  • the magnetic sheets 2100A 1 , 2100A 2 , and 2100A 3 are repeatedly bonded to the lower double-sided tape 2120A 1 , 2120A 2 , and 2120A 3 to the heat spreader 2130.
  • the composite sheet includes a plurality of magnetic sheets 2100A 1 , 2100A 2 , and 2100A 3 , the heat transfer suppressing ability is improved, and the electromagnetic wave shielding function can also be excellent.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which a color cover layer is formed on the composite sheet according to the present invention.
  • a color cover layer 3170 having various colors may be further formed in the stacked structure 3180 of the composite sheet according to the first to third embodiments.
  • a color cover layer 3170 having various colors may be provided on the portion exposed to the outside of the composite sheet to beautify the design.
  • the color cover layer 3170 may be formed by coating a coating material having a color color on the laminated structure 3180 of the composite sheet according to the first to third embodiments, or may be implemented as a single-sided adhesive tape having a color color formed on one surface thereof. Can be.
  • the color cover layer 3170 may be laminated on the magnetic sheet of the laminated structure 3180 of the composite sheet.
  • the color cover layer 3170 forms the color cover layer 3170 in the same color as the cover, such as white when the color of the cover is white and black when black.
  • Table 1 below is a composite sheet of a third embodiment of a 61 ⁇ m thickness having a structure as shown in Figure 10 of the present invention including a magnetic sheet and a Cu thin plate of the heat spreader; And a comparative example 2 consisting of a graphite sheet having a double-sided tape having a thickness of 65 ⁇ m stacked on a rear cover, and a portable terminal of Comparative Example 1 having no sheet mounted on the rear cover.
  • the moving images were continuously operated, and the temperature change of the rear cover was measured by a thermal imaging camera (FLIR T420 model).
  • the third embodiment (magnetic sheet + Cu thin plate) showing the composite sheet of the third embodiment of the present invention is less heat transfer than Comparative Example 1 without the sheet, the graphite sheet of Comparative Example 2 As the temperature change is almost the same as that of the composite sheet of the present invention, it can be seen that the thermal insulation efficiency is excellent.
  • 14A and 14B are conceptual cross-sectional views illustrating a portable terminal provided with a composite sheet according to the present invention.
  • the composite sheet according to the first to third embodiments of the present invention may be mounted on a portable terminal, the composite sheet according to the first to third embodiments has a heat transfer suppressing function, and the composite of the second and third embodiments When the sheet is mounted in the portable terminal, heat generated at a hot spot of the portable terminal can be dispersed in the heat spreader.
  • the composite sheet according to the first to third embodiments of the present invention minimizes the thermal effect applied to the internal parts of the portable terminal, and grips the portable terminal by preventing heat generated from the hot spot from leaking to the outside. This minimizes heat transfer to the user who is doing the job.
  • the composite sheet 3300 may be installed inside the rear cover 3210 of the portable terminal.
  • the portable terminal includes a terminal body 3200 that performs a portable terminal function; And a rear cover 3210 detachable from the rear of the terminal body 3200.
  • the rear surface of the terminal body 3200 has an area in which a battery, a memory chip, etc. may be mounted, and for easy replacement thereof, the rear cover 3210 is attached to or detached from the rear of the terminal body 3200 for aesthetics of the portable terminal. It is possible to install.
  • the rear cover 3210 may be referred to as a battery cover.
  • the composite sheet 3300 by attaching the composite sheet 3300 to the back of the display unit 3250 of the portable terminal, it is possible to suppress the transfer of heat conducted through the display unit 3250.
  • the display 3250 may be exposed from the outer case 3260 of the terminal body of the portable terminal, and heat and electromagnetic waves may be applied to the user through the display 3250.
  • the portable terminal includes a terminal body for performing a portable terminal function; A display unit 3250 exposed to the terminal body; And a composite sheet 3300 adhered to a rear surface of the display unit.
  • the composite sheet 3300 is embedded in the terminal body and adhered to the opposite side of the exposed surface of the display unit 3250 exposed to the terminal body.
  • the composite sheet 3300 is attached to the rear cover 3210 or the rear of the display unit 3250 such that the magnetic sheet or the heat spreader approaches the rear cover 3210 or the rear of the display unit 3250 of the portable terminal. That is, the magnetic sheet or the heat spreader may be bonded in two modes that may be in close proximity to the rear cover 3210 or the display 3250 of the portable terminal.
  • the present invention provides a composite sheet capable of maximizing heat transfer suppression efficiency by performing a heat transfer suppression function and a heat dissipation function with one sheet, and ultra-thinning.

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Abstract

본 발명은 복합 시트 및 그를 구비한 휴대용 단말에 관한 것으로, 복합 시트는 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 제1단열부재; 및 상기 제1단열부재에 적층되며, 전도된 열의 수평방향으로의 전달은 용이하나 수직방향으로의 전달은 억제하는 제2단열부재;를 포함한다.

Description

복합 시트 및 그를 구비한 휴대용 단말
본 발명은 복합 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하나의 시트로 열의 전달을 억제시킬 수 있는 효율을 극대화시킬 수 있고, 초박형화할 수 있는 복합 시트 및 그를 구비한 휴대용 단말에 관한 것이다.
일반적으로, 컴퓨터, 디스플레이, 휴대용 단말 등의 전자제품은 내부에서 발생한 열을 외부로 적절히 확산시키지 못하는 경우, 과도하게 축적된 열로 인하여 화면 잔상의 발생, 시스템의 장애와의 충돌 등을 유발하고, 제품의 수명을 단축시키거나, 심한 경우에는 폭발 및 화재의 원인을 제공하기도 한다.
최근, 휴대용 단말을 비롯한 전자제품이 지속적으로 발전하고 있으며, 전자제품은 사용자의 요구에 따라 고성능화 및 다기능화가 촉진되고 있다.
특히, 휴대용 단말은 사용자의 휴대성 및 편리성을 극대화하기 위하여, 소형화 및 경량화가 필수적이고, 고성능을 위하여 점점 작은 공간에 집적화된 부품들이 실장되고 있다. 이에 따라 휴대용 단말에 사용되는 부품들은 고성능화로 발열 온도가 높아지고, 이 높아진 발열 온도는 인접된 부품들에 영향을 인가하여 휴대용 단말의 성능을 저하시키는 문제점을 야기시킨다.
이러한 발열에 의해 문제를 해결하기 위해서 다양한 단열 소재들이 휴대용 단말에 적용되었으나, 현재까지도 두께가 얇고 단열 성능이 우수한 최적의 단열 소재가 개발되지 않아 단열에 대한 다양한 연구 및 기술 개발이 이루어지고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1134880호에는 엘씨디의 전면에 배치되는 단열필름을 포함하여 구성된 단열필름을 구비한 휴대용 단말이 개시되어 있어, 휴대용 단말로부터 발생되는 열이 엘씨디를 통해 사용자의 안면부로 전달됨을 방지할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이러한 단열필름은 가시광선의 투과율을 최대로 허용하면서 열의 통과를 차단하는 저 방사율(Low Emissivity) 필름이고, 엘씨디 패널 전면에 부착되어 사용하는 것으로, 휴대용 단말에 내장된 부품들에서 발생되는 고온의 열을 단열시키는데는 한계가 있어, 최근의 고성능화된 휴대용 단말에서 발생되는 열 문제를 해결할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명자들은 휴대용 단말에서 발생된 열의 전달을 억제할 수 있는 기술에 대한 연구를 지속적으로 진행하여 방열 및 열전달 억제 기능을 수행할 수 있는 시트의 구조적인 특징을 도출하여 발명함으로써, 보다 경제적이고, 활용 가능하고 경쟁력있는 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 하나의 시트로 열전달 억제를 극대화시킬 수 있는 초박형화된 적층 구조의 복합 시트 및 그를 구비한 휴대용 단말을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 히트스프레더를 구비하여 핫스팟(hot spot)에서 발생된 열을 분산시켜 방열 효율을 향상시킬 수 있는 복합 시트 및 그를 구비한 휴대용 단말을 제공하는 데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 복합 시트는, 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 제1단열부재; 및 상기 제1단열부재에 적층되며, 전도된 열의 수평방향으로의 전달은 용이하나 수직방향으로의 전달은 억제하는 제2단열부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 복합 시트에서, 상기 제2단열부재는, 수평방향 열전도도 대비 수직방향 열전도도 비가 10:1 이상인 자성시트를 포함할 수 있고, 상기 제2단열부재는, 비저항이 적어도 100 이상인 자성시트를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 자성시트는 Fe계 비정질 합금 또는 Co계 비정질 합금으로 이루어질 수 있고, 상기 Fe계 비정질 합금은 Fe-Si-B 합금 또는 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금일 수 있다.
그리고, 구조적인 특징으로 상기 자성시트는, 미세한 크기로 분리된 다수의 세편이 인접하게 배치되어 구성되고, 상,하부 중 어느 한 쪽 또는 상,하부에는 접착부재가 부착되며, 상기 다수의 세편 사이 틈새는 전체적으로 또는 부분적으로 절연 처리될 수 있다.
여기서, 상기 다수의 세편 사이의 틈새 절연은 상기 접착부재에 구비되는 접착제가 상기 틈새에 스며들어 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 복합 시트에서, 상기 제1단열부재는 나노 섬유 웹, 부직포 및 이들의 적층 구조 중 하나일 수 있고, 상기 제1단열부재와 상기 제2단열부재 사이에 개재되어 열을 분산시키는 히트스프레더를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1단열부재 또는 상기 제2단열부재에 적층되어 열을 분산시키는 히트스프레더를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 히트스프레더는 열전도도가 200W/m·K 이상인 금속박판일 수 있으며, 상기 금속박판은 Cu 또는 Al일 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 복합 시트는, 열을 확산시켜 방열하는 히트스프레더; 및 상기 히트스프레더에 적층되고, 미세한 크기로 분리된 다수의 세편이 인접하게 배치되어 구성되며, 상,하부 중 어느 한 쪽 또는 상,하부에는 접착부재가 부착되며, 상기 다수의 세편 사이 틈새는 전체적으로 또는 부분적으로 절연 처리되어, 상기 히트스프레더로부터 전도된 열을 2차로 확산시킴과 아울러 수직방향으로의 열전달을 억제하는 자성시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 복합 시트에서, 상기 자성시트의 두께는 5 내지 50um일 수 있다.
본 발명의 또 목적을 달성하기 위한 휴대용 단말은, 단말기 본체; 상기 단말기 본체 후면에 착탈 가능한 후면 커버; 상기 단말기 본체에 노출된 디스플레이부; 및 상기 후면 커버 내측 또는 상기 디스플레이부 후면에 접착된 복합 시트;를 포함하며, 상기 복합시트는, 열을 확산시켜 방열하는 히트스프레더; 및 상기 히트스프레더에 적층되고, 미세한 크기로 분리된 다수의 세편이 인접하게 배치되어 구성되며, 상,하부 중 어느 한 쪽 또는 상,하부에는 접착부재가 부착되며, 상기 다수의 세편 사이 틈새는 전체적으로 또는 부분적으로 절연 처리되어, 상기 히트스프레더로부터 전도된 열을 2차로 확산시킴과 아울러 수직방향으로의 열전달을 억제하는 자성시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 하나의 시트에서, 열전달 억제 및 방열을 수행할 수 있는 다기능 초박형 시트를 구현할 수 있고, 열전달 억제 및 방열을 위한 별도로 분리된 개별 시트를 적용하지 않아도 되어 제조 비용을 감소시킬 수 있는 잇점이 있다.
본 발명에서는 초박형의 제1단열부재, 히트스프레더 및 제2단열부재를 적층하여, 수십um의 두께를 갖는 열전달 억제 및 방열용 초박형 시트를 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서는 제1 및 제2단열부재에서 이중으로 열전달을 억제하여 열전달 억제 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서는 전기 방사된 나노 섬유가 3차원 네트워크 구조로 배열된 나노 섬유 웹을 복합 시트에 적용하여, 열 차단 능력이 큰 나노 섬유 웹의 나노 크기의 미세 기공으로 열전달 억제 성능을 향상시킬 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
본 발명에서는 초박형 시트로 열전달 억제 및 방열 성능을 우수하게 할 수 있어, 휴대용 단말을 포함한 고성능의 전자 제품에 적용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 개략적인 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제1변형례의 개략적인 단면도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제1단열부재로 채택된 다공성 박막을 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제2변형례의 단면도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제3변형례의 단면도,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트의 개략적인 단면도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트에 점착층이 적용된 상태를 도시한 개념적인 단면도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트에 양면테이프가 적용된 상태를 도시한 개념적인 단면도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트에 전기 전도성 점착층이 형성된 상태의 단면도,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트에 적용된 양면테이프의 구조를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트의 적층 구조를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 13은 본 발명에 따른 복합 시트에 컬러 커버층이 형성된 상태를 도시한 단면도,
도 14a 및 도 14b는 본 발명에 따른 복합 시트가 설치된 휴대용 단말을 설명하는 개념적인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트는, 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 제1단열부재(100); 및 상기 제1단열부재(100)에 적층되며, 전도된 열의 수평방향으로의 전달은 용이하나 수직방향으로의 전달은 억제하는 제2단열부재(110);를 포함하여 구성한다.
여기서, 제1단열부재(100)는 나노 섬유 웹과 같은 열을 차단할 수 있는 다수의 기공을 갖는 다공성 박막으로 적용하는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트는 제1단열부재(100) 및 제2단열부재(110)에서 이중으로 전도된 열의 전달을 억제하여, 단일 시트로 열전달 억제 능력을 극대화시킬 수 있는 잇점이 있다.
그리고, 본 발명에서의 적층은 접착, 점착, 접촉, 고정 등의 결합 관계에 의해, 층과 시트를 쌓는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 복합 시트는 초박형의 제1단열부재(100) 및 제2단열부재(110)를 적층하여 구현함으로써, 수십um의 두께를 갖는 초박형 시트로 구현할 수 있다.
그리고, 제2단열부재(110)는 수평방향 열전도도 대비 수직방향 열전도도 비가 10:1 이상인 자성시트를 포함할 수 있고, 비저항이 적어도 100 이상인 자성시트를 포함할 수 있다. 이때, 자성시트는 Fe계 비정질 합금 또는 Co계 비정질 합금으로 이루어질 수 있고, Fe계 비정질 합금은 Fe-Si-B 합금 또는 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금일 수 있다.
또한, 자성시트는 다수의 세편으로 분리되어 있는 상태 또는 벌크 상태(세편으로 분리되어 있지 않은 상태)일 수 있다. 여기서, 다수의 세편으로 분리되어 있는 상태의 자성시트는 미세한 크기로 분리된 다수의 세편이 인접하게 배치되어 구성되고, 상,하부 중 어느 한 쪽 또는 상,하부에는 접착부재가 부착되며, 상기 다수의 세편 사이 틈새는 전체적으로 또는 부분적으로 절연 처리된 구조적인 특징을 가질 수 있다. 여기서, 상기 다수의 세편 사이의 틈새 절연은 상기 접착부재에 구비되는 접착제가 상기 틈새에 스며들어 이루어질 수 있다.
이때, 자성시트의 다수의 세편은 수십um ~ 3mm 이하의 비정형화된 크기를 갖는 것이 바람직하고, 다수의 세편은 동일한 형상 또는 서로 상이한 형상일 수 있으며, 랜덤한 형상일 수 있다.
그리고, 자성시트의 두께는 5 내지 50um의 두께를 갖는 것을 사용할 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제1변형례는 전도된 열의 수평방향으로의 전달은 용이하나 수직방향으로의 전달은 억제하는 제2단열부재(110), 상기 제2단열부재(110)의 상부에 접착되는 제1 양면테이프(121), 상기 제2단열부재(110)의 하부에 접착되는 제2 양면테이프(122), 및 상기 제2 양면테이프(122)의 하부에 접착되고, 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 제1단열부재(100)를 포함하도록 구성할 수 있다.
제1 양면테이프(121)는 예를 들어, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름의 일측면에 접착제층이 형성된 것을 사용한다. 제1 양면테이프(121)의 두께는 제2 양면테이프(122)의 두께보다 더 두꺼운 것이 바람직하다. 즉, 제1 양면테이프(121)는 제2단열부재(110)를 보호하는 목적으로 소정의 두께를 가지고 있어야 하는데, 제2 양면테이프(122)는 제2단열부재(110)와 제1단열부재(100)를 접착시키기 위한 기능만 충족하면 됨으로 제2 양면테이프(122)의 두께를 제1 양면테이프(121)의 두께보다 얇게 형성하는 것이다.
이때, 제1 양면테이프(121)는 10um ~ 30um의 두께를 갖는 것을 사용할 수 있고, 제2 양면테이프(122)는 1um ~ 9um의 두께를 갖는 것을 사용할 수 있다.
제2단열부재(110)는 비정질 합금 또는 나노결정립 합금으로 이루어진 박판의 리본을 사용할 수 있다. 상기 비정질 합금은 Fe계 또는 Co계 자성 합금을 사용할 수 있으며, 재료비용을 고려할 때 Fe계 자성 합금을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 Fe계 비정질 합금으로서 Fe-Si-B 합금, 필요에 따라 Fe-Si-B-Co 합금을 사용할 수 있고, Co계 비정질 합금으로서 Co-Fe-Ni-Si-B 또는 Co-Fe-Cr-Si-B 합금을 사용할 수 있다.
이러한, 제2단열부재(110)는 수평 방향으로 열전도율이 3-4W/mK이고, 수직 방향으로 열전도율이 0.4W/mK이므로, 열의 확산에 의한 방열은 우수하면서도 수직방향으로의 열 전달은 억제 되므로 단열 효율도 얻을 수 있다.
Fe계 자성 합금은, 예를 들어, Fe-Si-B 합금을 사용할 수 있으며, Fe가 70-90atomic%, Si 및 B의 합이 10-30atomic%인 것이 바람직하다. Fe를 비롯한 금속의 함유량이 높을수록 포화자속밀도가 높아지지만 Fe 원소의 함유량이 과다할 경우 비정질을 형성하기 어려우므로, 본 발명에서는 Fe의 함량이 70-90atomic%인 것이 바람직하다. 또한, Si 및 B의 합이 10-30atomic%의 범위일 때 함금의 비정질 형성능이 가장 우수하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 위해 Cr, Co 등 내부식성 원소를 20 atomic% 이내로 첨가할 수도 있고, 다른 특성을 부여하도록 필요에 따라 다른 금속 원소를 소량 포함할 수 있다.
상기 Fe-Si-B 합금은 예를 들어, 결정화 온도가 508℃이고, 큐리온도(Tc)가 399℃인 것을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 결정화 온도는 Si 및 B의 함량이나, 3원계 합금 성분 이외에 첨가되는 다른 금속 원소 및 그의 함량에 따라 변동될 수 있다. 본 발명에서는 Fe계 비정질 합금으로서 필요에 따라 Fe-Si-B-Co계 합금을 사용할 수 있다.
또한, 상기 제2단열부재(110)에 사용되는 Fe계 나노 결정립 자성 합금은 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금을 사용할 수 있으며, 이 경우, Fe가 73-80 at%, Si 및 B의 합이 15-26 at%, Cu와 Nb의 합이 1-5 at%인 것이 바람직하다. 이러한 조성 범위가 리본 형태로 제작된 비정질 합금이 후술하는 열처리에 의해 나노상의 결정립으로 쉽게 석출될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제1단열부재로 채택된 다공성 박막을 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제1단열부재는 다수의 미세 기공을 갖는 다공성 박막으로 적용할 수 있으며, 이때, 다공성 박막은 나노 섬유에 의해 집적되어 미세 기공 구조를 갖는 나노 섬유 웹(102,103), 부직포(101) 및 이들의 적층 구조 중 하나를 사용할 수 있다.
나노 섬유 웹(102,103)과 부직포(101)의 적층 구조는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)의 적층 구조(도 3a), 또는 나노 섬유 웹(102)/부직포(101)/나노 섬유 웹(103)의 적층 구조(도 3b)로 구현될 수 있다. 이때, 나노 섬유 웹(102)의 두께(t1)는 부직포(101)의 두께(t2)보다 얇은 것이 바람직하다.
이와 같이, 제1단열부재를 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)의 적층 구조로 적용하게 되면, 부직포(101)가 나노 섬유 웹(102)보다 가격이 저렴하고, 강도가 높기 때문에, 복합 시트의 제조 경비를 감소시킴과 동시에 강도를 향상시킬 수 있다. 이와 더불어, 부직포(101)도 다수의 기공이 존재함으로, 열을 차단할 수 있는 기능을 구비하여 단열부의 역할을 수행한다.
여기서, 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)는 열 압착으로 인하여 융착될 수 있으며, 나노 섬유 웹(102)의 융점을 부직포(101)의 융점보다 낮게 설계하여, 열 압착시 인가되는 열에 의해 나노 섬유 웹(102)이 녹아서 부직포(101)에 융착되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 나노 섬유 웹(102)을 형성하기 위한 고분자물질이 PVdF로 적용한 경우, PVdF의 융점(melting point)은 155℃이므로, 부직포(101)는 155℃보다 높은 융점을 갖는 폴리에스터 계열, 나일론 계열 및 셀루로오스 계열 중 하나로 이루어진 부직포(101)를 적용한다.
그러므로, 열 압착시, 부직포(101)에 접한 나노 섬유 웹(102) 영역이 녹아서 부직포(101)와 융착된다. 여기서, 부직포(101)의 기공 크기는 나노 섬유 웹의 기공 크기보다 월등히 크므로, 녹은 나노 섬유 웹(102)의 일부는 부직포(101)의 기공 내부에 침투하게 된다. 즉, 열 압착되기 전의 부직포(101)와 나노 섬유 웹(102)의 경계면을 기준으로, 열 압착한 후에 그 경계면에서 나노 섬유 웹(102) 방향 및 부직포(101) 방향로 녹은 나노 섬유 웹(102)이 확산되어 분포하게 된다. 이러한 기술적인 특징을 바탕으로, 나노 섬유 웹(102)의 녹은 량의 정도를 조절하게 되면 부직포(101)의 기공에 나노 섬유 웹(102)이 녹아들어가게 되고, 부직포(101) 기공에 스며들어간 나노 섬유 웹(102)이 락킹(Locking)하는 역할을 수행하여 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는, 나노 섬유 웹을 형성하는 고분자물질로, PVdF와 PAN을 5;5로 혼합한 고분자물질을 적용할 수 있다. 이때, 전기방사된 나노 섬유는 PAN으로 이루어진 코어, 및 그 코어 외주면을 감싸고 PVdF로 이루어진 외피부를 갖는 구조로 형성되고, 이러한 구조의 나노 섬유가 적층되어 나노 섬유 웹(102)을 형성하게 된다. 코어 및 외피부 구조를 갖는 나노 섬유가 적층된 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)가 열 압착하게 되면, 외피부의 PVdF가 녹아서 부직포(101)에 스며들어 융착된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제2변형례의 단면도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제2변형례는 도 4a와 같이, 제1단열부재(100); 상기 제1단열부재(100)의 일면에 적층된 제2단열부재(110); 및 상기 제1단열부재(100)의 타면에 적층되는 점착층(120);을 포함하여 구성한다.
그리고, 도 4b와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제2변형례는 점착층(120)이 제1단열부재(100)의 타면에 적층되어 있고, 도 4b의 구조에서는 점착층(120)이 제2단열부재(110)의 타면에 적층되어 있다.
여기서, 도 4a의 구조에서는 점착층(120)이 제1단열부재(100)의 타면에 적층되어 있고, 도 4b의 구조에서는 점착층(120)이 제2단열부재(110)의 타면에 적층되어 있다.
제1단열부재(100)는 전달되는 열을 기공에 의해 차단할 수 있는 다공성 박막으로 형성된다. 제1단열부재(100)는 일 예로, 전기 방사방법에 의해 다수의 기공을 갖는 나노 섬유 웹 형태, 다수의 기공을 갖는 부직포, PES(polyether sulfone) 등이 사용될 수 있고, 다수의 기공을 구비하고 수직방향 단열이 가능한 재질이면 어떠한 재질도 적용이 가능하다. 여기서, 제1단열부재(100)의 기공 사이즈는 수십 ㎚에서 최대 5㎛ 미만인 것이 바람직하다.
이러한 제1단열부재(100)가 나노 섬유 웹 형태일 경우, 전기 방사가 가능하고 내열성이 우수한 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 이 방사용액을 전기 방사하여 나노 섬유를 형성하고, 이 나노 섬유가 축적되어 다수의 기공을 갖는 나노섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다.
나노 섬유의 직경이 작을수록 나노 섬유의 비표면적이 증대되고 다수의 미세 기공을 구비하는 나노섬유 웹의 열 차단 능력이 커지게 되어 단열 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 나노 섬유의 직경은 0.3-1.5um범위이고, 제1단열부재(100)의 두께는 10~25㎛로 형성된다. 또한, 제1단열부재(100)에 형성되는 기공의 기공도는 50~80% 범위를 갖는 것이 바람직하다.
여기에서, 본 발명에 적용되는 방사 방법은 일반적인 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES: Air-Electrospinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
제1단열부재(100)를 만드는데 사용되는 고분자 물질은 예를 들어, 저중합체 폴리우레탄(polyurethane), 고중합체 폴리우레탄, PS(polystylene), PVA(polyvinylalchol), PMMA(polymethyl methacrylate), 폴리락트산(PLA:polylacticacid), PEO(polyethyleneoxide), PVAc(polyvinylacetate), PAA(polyacrylic acid), 폴리카프로락톤(PCL:polycaprolactone), PAN(polyacrylonitrile), PMMA(polymethyl methacrylate), PVP(polyvinylpyrrolidone), PVC(polyvinylchloride), 나일론(Nylon), PC(polycarbonate), PEI(polyetherimide), PVdF(polyvinylidene fluoride), PEI(polyetherimide), PES(polyesthersulphone) 중 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 폴리머의 열전도율은 0.1W/mK 미만으로 설정되는 것이 바람직하다.
상기한 폴리머 중 폴리우레탄(PU)은 열전도율이 0.016~0.040W/mK이고, 폴리스티렌은 열전도율이 0.033~0.040W/mK로 알려져 있어, 이를 방사하여 얻어지는 나노웹 또한, 열전도율이 낮게 된다.
용매는 DMA(dimethyl acetamide), DMF(N,N-dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidinone), DMSO(dimethyl sulfoxide), THF(tetra-hydrofuran), DMAc(di-methylacetamide), EC(ethylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), PC(propylene carbonate), 물, 초산(acetic acid), 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
제1단열부재(100)는 전기방사 방법으로 제조되므로 방사용액의 방사량에 따라 두께가 결정된다. 따라서, 제1단열부재(100)의 두께를 원하는 두께로 만들기가 쉬운 장점이 있다.
이와 같이, 제1단열부재(100)는 방사 방법에 의해 나노 섬유가 축적된 나노섬유 웹 형태로 형성되므로 별도의 공정없이 복수의 기공을 갖는 형태로 만들 수 있고, 방사용액의 방사량에 따라 기공의 크기를 조절하는 것도 가능하다. 따라서, 기공을 미세하게 다수로 만들 수 있어 열 차단 성능이 뛰어나고 이에 따라 단열 성능을 향상시킬 수 있다.
점착층(120)은 발열부품에서 발생되는 열을 제1단열부재(100) 또는 제2단열부재(110)로 빠르게 전달할 수 있도록 열 전도성을 갖는 점착물질로 형성된다. 일 예로, 점착층은 기존의 열 전도성 점착 테이프 또는 열 전도성 점착 시트가 사용될 수 있고, 전기 방사방법에 의해 무기공 나노 섬유 웹 형태로 형성될 수 있다.
이러한 점착층(120)이 무기공 나노 섬유 웹 형태일 경우 열 전도성 및 전기 전도성 점착물질은 열 전도성이 우수한 Ni, Cu, Ag 등의 열 전도성 금속 및 카본 블랙(Carbon Black), 카본나노튜브, 그래핀(Graphene), 전도성 폴리머(PDOT) 중 어느 하나와 점착제와 용매를 혼합하여 전기방사에 적합한 점도를 갖는 점착물질을 만들고, 이 점착물질을 전기방사하여 나노 섬유를 형성하고, 이 나노 섬유가 축적되어 무기공 나노섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다.
즉, 점착층(120)은 제1단열부재(100)를 형성하는 방법과 동일한 전기 방사방법에 형성될 수 있고, 점착물질의 방사량에 따라 두께가 결정되므로 점착층(120)의 두께를 자유롭게 만들 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 제3변형례의 단면도이다.
도 5를 참고하면, 제1실시예에 따른 복합 시트의 제3변형례는 제2단열부재(110); 상기 제2단열부재(110)의 일면에 적층된 제1단열부재(100); 상기 제2단열부재(110)의 타면에 적층되어 전자파를 흡수하는 전기 전도성 점착층(130); 및 상기 제1단열부재(100)의 일면에 적층되는 점착층(120);을 포함하여 구성한다.
전기 전도성 점착층(130)은 제1단열부재(100)를 형성하는 것과 동일하게 전기 방사장치에 의해 형성될 수 있고, 전기 전도성 점착필름을 제2단열부재(110)의 일면에 부착할 수 있다.
이러한 전기 전도성 점착층(130)을 전기 방사장치에 의해 형성할 경우, 전기 방사가 가능한 고분자 물질, 전기 전도성 점착물질 및 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 이 방사용액을 전기 방사하여 나노 섬유를 형성하고, 이 나노 섬유가 축적되어 무기공 타입 나노섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다.
이와 같이, 제1실시예에 따른 복합 시트의 제3변형례는 전기 전도성 점착층(130)을 구비하여 전자파를 흡수함으로써, 전자파 차폐 효율을 더 향상시킬 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트에서는 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 제1단열부재; 열을 분산시키는 히트스프레더; 및 전도된 열의 수평방향으로의 전달은 용이하나 수직방향으로의 전달은 억제하는 제2단열부재;를 적층하여, 열전달 억제 기능 및 방열 기능을 하나의 시트로 구현하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트에서는 제1단열부재(1100); 히트스프레더(1110); 및 제2단열부재(1120);를 포함하는 적층 구조를 단일 시트로 구현함으로써, 열전달을 억제하는 기능 및 열을 분산시켜 방열하는 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트에서는 시트가 장착되는 위치, 시트가 사용되는 목적 등에 따라 제1단열부재(1100), 히트스프레더(1110) 및 제2단열부재(1120)의 순서를 자유롭게 배치한 후 적층 시트로 제작하여, 복합 시트로 사용할 수 있다.
즉, 도 6a을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트는, 제1단열부재(1100); 상기 제1단열부재(1100)에 적층된 히트스프레더(1110); 및 상기 히트스프레더(1110)에 적층된 제2단열부재(1120);를 포함하여 구성한다. 즉, 제1단열부재(1100), 히트스프레더(1110) 및 제2단열부재(1120)의 순서로 적층되어 있다.
그리고, 도 6b의 복합 시트는 히트스프레더(1110), 제1단열부재(1100) 및 제2단열부재(1120)의 순서로 적층하여 구현한 것이다.
또, 도 6c에 도시된 바와 같이, 히트스프레더(1110), 제2단열부재(1120) 및 제1단열부재(1100)의 순서로 적층하여 구현할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 복합 시트는 전달된 열을 제1단열부재(1100)에서 차단하여 단열 기능을 수행하고, 열을 히트스프레더(1110)에서 분산시켜 방열 기능을 수행하며, 제2단열부재(1120)에서 열전달 억제 기능을 수행하여, 단일 시트로 열전달 억제 및 방열을 모두 수행할 수 있는 장점이 있다.
그러므로, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트는 전달된 전달된 열을 제1단열부재(1100)에서 차단하여 단열 기능을 수행하고, 열을 히트스프레더(1110)에서 분산시켜 방열 기능을 수행하며, 제2단열부재(1120)에서 열전달 억제 기능을 수행하여, 단일 시트로 열전달 억제 및 방열을 모두 수행할 수 있는 장점이 있다.
히트스프레더(1110)는 외부로부터 전달된 열을 분산시킨다. 즉, 히트스프레더(1110)는 발열 부품에서 발생하는 열이 한 곳으로 집중하는 것을 막아서 열을 분산시키는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 히트스프레더(1110)는 열전도도가 200W/m·K 이상인 금속박판일 수 있고, 금속박판은 Cu 또는 Al가 바람직하다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트에는 발열부품에서 발생되는 열을 제1단열부재(1100) 또는 히트스프레더(1110)로 빠르게 전달할 수 있는 점착층(1130)이 적용되고, 이 점착층(1130)은 열 전도성이 우수한 점착물질로 형성된다.
이와 같은 점착층(1130)은 도 7a와 같이 제2단열부재(1120)에 형성하거나, 또는 도 7b와 같이 제1단열부재(1100)에 형성한다. 또한, 도 6b 및 도 6c의 구조에서의 히트스프레더(1110)에 점착층(1130)이 형성될 수도 있다.
더불어, 복합 시트의 적층된 구조에서 점착층(1130)은 제1단열부재(1100), 히트스프레더(1110) 및 제2단열부재(1120) 각각의 사이에도 개재될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트에 양면테이프가 적용된 상태를 도시한 개념적인 단면도이다.
복합 시트의 제1단열부재(1100), 히트스프레더(1110) 및 제2단열부재(1120)가 적층된 각각의 사이에 양면테이프(1151,1152)가 개재되어 있을 수 있고(도 8a), 도 6a 내지 도 6c와 같은 적층 구조의 복합 시트의 상부 또는 하부에 노출되어 있는 제1단열부재(1100), 히트스프레더(1110) 및 제2단열부재(1120) 중 하나에 양면테이프(1153)가 접착되어 있을 수 있다. 여기서, 도 8b에서는 제2단열부재(1120)에 양면테이프(1153)가 접착되어 있다.
또한, 복합 시트는 도 8c에 도시된 바와 같이 제2단열부재(1120), 상기 제2단열부재(1120)의 상부에 접착되는 제1 양면테이프(1154), 상기 제2단열부재(1120)의 하부에 접착되는 제2 양면테이프(1155), 및 상기 제2 양면테이프(1155)의 하부에 접착되고, 전달된 열을 분산시키는 히트스프레더(1110), 상기 히트스프레더(1110) 하부에 접착되는 제3 양면테이프(1156), 상기 제3 양면테이프(1156)의 하부에 접착된 제1단열부재(1100)를 포함하도록 구성된 적층 구조로 구현할 수 있다.
여기서, 양면테이프(1151,1152,1153,1154,1155,1156)는 예를 들어, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름의 양측면에 접착제층이 형성된 것을 사용한다.
도 9를 참고하면, 제2실시예에 따른 복합 시트는 제1단열부재, 히트스프레더, 및 제2단열부재가 적층된 적층 구조(1180)에 전자파를 흡수하는 전기 전도성 점착층(1160)이 더 형성되어 있는 것이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트는 전도된 열을 2차로 확산시킴과 아울러 수직방향으로의 열전달을 억제하는 자성시트(2100); 상기 자성시트(2100)의 상부에 접착되는 제1 양면테이프(2110); 상기 자성시트(2100)의 하부에 접착되는 제2 양면테이프(2120); 및 상기 제2 양면테이프(2120)의 하부에 접착되는 열을 확산시켜 방열하는 히트스프레더(2130);를 포함하고 있다.
여기서, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트에 적용된 제1 및 제2 양면테이프(2110,2120)는 접착부재이고, 도 10의 구조는 복합 시트의 일례의 구조이며, 본 발명은 열을 확산시켜 방열하는 히트스프레더(2130); 및 상기 히트스프레더(2130)에 적층되고, 미세한 크기로 분리된 다수의 세편이 인접하게 배치되어 구성되며, 상,하부 중 어느 한 쪽 또는 상,하부에는 접착부재가 부착되며, 상기 다수의 세편 사이 틈새는 전체적으로 또는 부분적으로 절연 처리되어, 상기 히트스프레더(2130)로부터 전도된 열을 2차로 확산시킴과 아울러 수직방향으로의 열전달을 억제하는 자성시트(2100);를 포함하는 복합 시트도 구현할 수 있다. 여기서, 접착부재는 양면 테이프를 포함한다.
그러므로, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트에서 히트스프레더(2130)는 전달된 열을 분산시켜 방열 기능을 수행하고, 자성시트(2100)는 전도된 열을 2차로 확산시킴과 아울러 수직방향으로의 열전달을 억제하는 기능을 수행하며, 하나의 시트에서, 방열 및 열전달 억제를 수행할 수 있는 다기능 시트를 구현할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 본 발명의 제3실시예의 복합 시트는 수십um의 두께를 갖는 초박형 시트로 구현할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트에 적용된 양면테이프의 구조를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트의 적층 구조를 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제2 양면테이프(2120)는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과 같은 불소 수지계 필름으로 이루어진 기재(2120a)의 양측면에 접착제층(2120b,2120c)이 형성된 것을 사용한다.
접착제층(2120b,2120c)은 예를 들어, 아크릴계 접착제를 사용할 수 있으며, 다른 종류의 접착제를 사용하는 것도 물론 가능하다. 그리고, 릴리즈 필름은 양면 테이프의 제조시에 접착제층(2120b,2120c)에 접착되어 일체로 형성되며, 본 발명에 따른 복합 시트를 전자기기에 부착할 때 박리되어 제거된다.
도 12를 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트는 다수의 자성시트를 포함할 수 있다. 이때, 자성시트(2100A1,2100A2,2100A3) 하부에 접착되어 있는 양면테이프(2120A1,2120A2,2120A3)를 히트스프레더(2130)에 반복적으로 적층하여 구현한다. 즉, 히트스프레더(2130)에 자성시트(2100A1) 및 양면테이프(2120A1)로 이루어진 제1세트를 적층하고, 제1세트의 자성시트(2100A1)에 자성시트(2100A2) 및 양면테이프(2120A2)로 이루어진 제2세트를 적층하며, 제2세트의 자성시트(2100A2)에 자성시트(2100A3) 및 양면테이프(2120A3)로 이루어진 제3세트를 적층한다. 이와 같이 복합 시트가 다수의 자성시트(2100A1,2100A2,2100A3)를 포함하게 되면, 열전달 억제 능력이 향상되고, 우수한 전자파 차폐 기능도 가질 수 있는 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 복합 시트에 컬러 커버층이 형성된 상태를 도시한 단면도이다.
도 13을 참고하면, 전술된 제1 내지 제3실시예에 따른 복합 시트의 적층 구조(3180)에 다양한 색상을 갖는 컬러 커버층(3170)을 더 형성하여 구현할 수 있다.
제1 내지 제3실시예에 따른 복합 시트가 외부로 노출되는 부분에 사용될 경우 복합 시트의 외부로 노출되는 부분에 다양한 색상을 갖는 컬러 커버층(3170)을 구비하여 디자인을 아름답게 할 수 있다.
컬러 커버층(3170)은 제1 내지 제3실시예에 따른 복합 시트의 적층 구조(3180)에 컬러 색상의 코팅 물질을 코팅하여 형성할 수 있고, 또는 일면에 컬러 색상이 형성된 단면 점착 테이프로 구현할 수 있다.
이때, 컬러 커버층(3170)은 복합 시트의 적층 구조(3180)의 자성시트에 적층될 수 있다.
일 예로, 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 복합 시트가 휴대용 단말의 커버의 내면에 부착될 경우 커버를 본체에서 분리하면 커버의 내면이 외부로 노출된다. 따라서, 컬러 커버층(3170)은 커버의 색상이 흰색일 경우 흰색으로, 검정색일 경우 검정색으로 형성하는 등 컬러 커버층(3170)을 커버와 동일한 색상으로 형성한다.
하기의 표 1은 자성시트와 히트스프레더인 Cu박판이 포함된 본 발명의 도 10과 같은 구조를 가지는 61㎛두께의 제3실시예의 복합 시트; 및 65㎛두께를 갖는 양면테이프가 적층된 그래파이트 시트로 이루어진 비교예2;를 후면 커버에 장착한 휴대용 단말을 준비하고, 또한 후면 커버에 시트를 전혀 장착하지 않은 비교예1의 휴대용 단말을 준비한 다음, 이들 휴대용 단말들 각각에서 동영상을 연속적으로 동작시키고 후면 커버의 온도 변화를 열화상 카메라(FLIR사 T420 모델)로 측정하였다.
표 1를 살펴보면, 본 발명의 제3실시예의 복합 시트를 나타낸 제3실시예(자성시트 + Cu박판)는 시트가 존재하지 않는 비교예1보다 전달되는 열이 감소되었고, 비교예2의 그래파이트 시트와 거의 동일한 온도 변화를 보임에 따라, 본 발명의 복합 시트는 단열 효율이 우수함을 알 수 있다.
표 1
시트 20분 30분 40분
비교예1(No sheet) 41.2℃ 41.6℃ 42.4℃
비교예2(Graphite sheet) 38.1℃ 38.8℃ 40.1℃
제3실시예(자성시트+Cu박판) 39.1℃ 39.8℃ 40.1℃
도 14a 및 도 14b는 본 발명에 따른 복합 시트가 설치된 휴대용 단말을 설명하는 개념적인 단면도이다.
본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 복합 시트는 휴대용 단말에 장착될 수 있으며, 제1 내지 제3실시예에 따른 복합 시트는 열전달 억제 기능을 가지고 있고, 제2 및 제3실시예의 복합 시트가 휴대용 단말에 장착되는 경우, 휴대용 단말의 핫스팟(hot spot)에서 발생된 열을 히트스프레더에서 분산시킬 수 있다.
그러므로, 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 복합 시트는 휴대용 단말 내부 부품들에 인가되는 열적 영향을 최소화시키고, 핫스팟에서 발생된 열이 외부로 누출되는 것을 차단하여 휴대용 단말을 그립(Grip)하고 있는 사용자에게 전달되는 열을 최소화시킬 수 있는 것이다.
본 발명에서는, 도 14a에 도시된 바와 같이, 휴대용 단말의 후면 커버(3210) 내측에 복합 시트(3300)를 설치할 수 있다. 여기서, 휴대용 단말은 휴대용 단말 기능을 수행하는 단말기 본체(3200); 및 단말기 본체(3200) 후면에 착탈 가능한 후면 커버(3210);로 구성된다. 단말기 본체(3200)의 후면에는 배터리, 메모리칩 등이 장착될 수 있는 영역들이 있고, 이들의 교체를 편리하게 하고, 휴대용 단말의 미관을 위하여 후면 커버(3210)는 단말기 본체(3200) 후면에 착탈 가능하게 설치된다. 여기서, 후면 커버(3210)는 배터리 커버라고 지칭될 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 도 14b와 같이, 휴대용 단말의 디스플레이부(3250) 후면에 복합 시트(3300)를 접착하여 설치함으로써, 디스플레이부(3250)를 통하여 전도된 열의 전달을 억제시킬 수 있다. 참고로, 디스플레이부(3250)는 휴대용 단말의 단말기 본체에 있는 외부 케이스(3260)로부터 노출되어 디스플레이부(3250)를 통하여 열 및 전자파가 사용자에게 인가될 수 있다.
즉, 휴대용 단말은 휴대용 단말 기능을 수행하는 단말기 본체; 상기 단말기 본체에 노출된 디스플레이부(3250); 및 상기 디스플레이부 후면에 접착된 복합 시트(3300);를 포함한다. 여기서, 복합 시트(3300)는 단말기 본체 내부에 내장되고, 단말기 본체에 노출된 디스플레이부(3250)의 노출된 면의 반대면에 접착되는 것이다.
이와 같이 휴대용 단말의 후면 커버(3210) 또는 디스플레이부(3250) 후면에 자성시트 또는 히트스프레더가 근접되도록, 복합 시트(3300)를 후면 커버(3210) 또는 디스플레이부(3250) 후면에 접착한다. 즉, 자성시트 또는 히트스프레더가 휴대용 단말의 후면 커버(3210) 또는 디스플레이부(3250) 후면에 근접될 수 있는 2가지 모드로 접착할 수 있는 것이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 하나의 시트로 열전달 억제 기능 및 방열 기능 등을 수행하여 열 전달 억제 효율을 극대화시킬 수 있고, 초박형화할 수 있는 복합 시트를 제공한다.

Claims (20)

  1. 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 제1단열부재; 및
    상기 제1단열부재에 적층되며, 전도된 열의 수평방향으로의 전달은 용이하나 수직방향으로의 전달은 억제하는 제2단열부재;를 포함하는 복합시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2단열부재는,
    수평방향 열전도도 대비 수직방향 열전도도 비가 10:1 이상인 자성시트를 포함하는 복합시트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2단열부재는,
    비저항이 적어도 100 이상인 자성시트를 포함하는 복합시트.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 자성시트는 Fe계 비정질 합금 또는 Co계 비정질 합금으로 이루어진 복합시트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 Fe계 비정질 합금은 Fe-Si-B 합금 또는 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금인 복합시트.
  6. 제4항에 있어서, 상기 자성시트는,
    미세한 크기로 분리된 다수의 세편이 인접하게 배치되어 구성되고, 상,하부 중 어느 한 쪽 또는 상,하부에는 접착부재가 부착되며, 상기 다수의 세편 사이 틈새는 전체적으로 또는 부분적으로 절연 처리된 복합시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1단열부재는 나노 섬유 웹, 부직포 및 이들의 적층 구조 중 하나인 복합시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1단열부재와 상기 제2단열부재 사이에 개재되어 열을 분산시키는 히트스프레더를 더 포함하는, 복합 시트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1단열부재 또는 상기 제2단열부재에 적층되어 열을 분산시키는 히트스프레더를 더 포함하는, 복합 시트.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 히트스프레더는 열전도도가 200W/m·K 이상인 금속박판인 복합시트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속박판은 Cu 또는 Al인 복합시트.
  12. 열을 확산시켜 방열하는 히트스프레더; 및
    상기 히트스프레더에 적층되고, 미세한 크기로 분리된 다수의 세편이 인접하게 배치되어 구성되며, 상,하부 중 어느 한 쪽 또는 상,하부에는 접착부재가 부착되며, 상기 다수의 세편 사이 틈새는 전체적으로 또는 부분적으로 절연 처리되어, 상기 히트스프레더로부터 전도된 열을 2차로 확산시킴과 아울러 수직방향으로의 열전달을 억제하는 자성시트;를 포함하는 복합시트.
  13. 제12항에 있어서, 상기 자성시트는 비정질 합금 또는 나노결정립 합금으로 형성된 복합 시트.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 자성시트는 수평방향 열전도도 대비 수직방향 열전도도 비가 10:1 이상인 복합시트.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 자성시트는 비저항이 적어도 100 이상인 자성시트를 포함하는 복합시트.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 히트스프레더는 열전도도가 200W/m·K 이상인 금속박판인 복합시트.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 금속박판은 Cu 또는 Al인 복합시트.
  18. 제12항에 있어서, 상기 자성시트의 두께는 5 내지 50um인 복합 시트.
  19. 단말기 본체;
    상기 단말기 본체 후면에 착탈 가능한 후면 커버;
    상기 단말기 본체에 노출된 디스플레이부; 및
    상기 후면 커버 내측 또는 상기 디스플레이부 후면에 접착된 복합 시트;를 포함하며, 상기 복합시트는,
    열을 확산시켜 방열하는 히트스프레더; 및
    상기 히트스프레더에 적층되고, 미세한 크기로 분리된 다수의 세편이 인접하게 배치되어 구성되며, 상,하부 중 어느 한 쪽 또는 상,하부에는 접착부재가 부착되며, 상기 다수의 세편 사이 틈새는 전체적으로 또는 부분적으로 절연 처리되어, 상기 히트스프레더로부터 전도된 열을 2차로 확산시킴과 아울러 수직방향으로의 열전달을 억제하는 자성시트;를 포함하는 복합시트.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 히트스프레더는 Cu 또는 Al 박판이고,
    상기 자성시트는 비정질 합금 또는 나노결정립 합금으로 형성된 휴대용 단말.
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