티스토리 뷰
(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.
B32B 25/08 (2006.01)
B32B 7/02 (2006.01)
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2007-0044042
2007년04월26일
(21) 출원번호 10-2007-7005113
(22) 출원일자 2007년03월02일
심사청구일자 없음
번역문 제출일자 2007년03월02일
(86) 국제출원번호 PCT/DE2005/001234 (87) 국제공개번호 WO 2006/015569
국제출원일자 2005년07월13일 국제공개일자 2006년02월16일
(30) 우선권주장 10 2004 039 565.9 2004년08월13일 독일(DE)
(71) 출원인 케라폴 케라미쉐 폴리언 게엠베하
독일 (우편번호: 92676) 에쉔바흐 인 데어 오버팔츠 슈테겐툼바흐 2
(72) 발명자 코페 프란츠
독일 92676 에쉔바흐 인 데어 오버팔츠 호차베르크 4
하스 베르너
독일 91257 페그니츠 슈테멘로이트 25
(74) 대리인 김성기
김진회
전체 청구항 수 : 총 20 항
(54) 열 전도성 다층 필름
(57) 요약
본 발명은 겔 특성으로 인하여 전자 회로의 요철 표면 구조 위에 영구적으로 몰딩될 수 있는, 전기 절연성, 열 전도성의 충
전된 고탄성 엘라스토머 층으로 형성된 제1 층(2)과, 제1 층(2)보다 훨씬 더 얇고 제1 층(2)과 단단히 결합되는 적어도 하
나의 제2 층(3)으로 구성되는 열 전도성 다층 필름(1)에 관한 것이다. 상기 제2 층(3)은 제1 층(2)에 적용되며 냉각 바디
또는 하우징 부재(14)가 적용될 때 압력 및/또는 온도 영향 하에 얇아지고/지거나 상태 변화를 나타내는 PCM 층으로서 형
성된다.
대표도
도 1
특허청구의 범위
공개특허 10-2007-0044042
- 1 -
청구항 1.
겔 특성으로 인하여 전자 회로의 요철 표면 구조 위에 영구적으로 몰딩(molding)될 수 있는 전기 절연성, 열 전도성의 충전
된 고탄성 엘라스토머 층으로 형성된 제1 층(12)과, 제1 층(12)보다 훨씬 더 얇고 제1 층(12)에 단단히 결합되는 적어도
하나의 제2 층(13)으로 구성되는 열 전도성 다층 필름(1)으로서,
상기 제2 층(13)은 제1 층(12) 위에 적용되며 냉각 바디 또는 하우징 부재(14)가 적용될 때 압력 및/또는 온도 영향 하에
얇아지고/지거나 상태 변화를 나타내는 PCM 층으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 2.
제1항에 있어서, 제1 층(12)이 실리콘을 함유하는 것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 3.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 층(12)이 실리콘 무함유 엘라스토머 지방족 폴리우레탄으로 구성되는 것을 특징으로 하
는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 4.
제3항에 있어서, 폴리우레탄은 유리 이소시아네이트기를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 5.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층(12)이 폴리디메틸실록산으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열 전도성
다층 필름(1).
청구항 6.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리우레탄 또는 폴리디메틸실록산은 50∼95%의 분말형 충전제로 충전되는
것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 7.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 충전제는 산화알루미늄, 산화규소, 산화베릴륨, 산화마그네슘, 질화알루미늄,
질화붕소, 질화규소, 탄화금속 및/또는 탄화규소 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 8.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층(12)에 0.5∼15% 함량의 멜라민 수지를 첨가하는 것을 특징으로 하는
열 전도성 다층 필름(1).
청구항 9.
공개특허 10-2007-0044042
- 2 -
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층의 쇼어 경도가 50∼80인 것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 10.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층(12)의 두께가 0.3∼6 mm인 것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름
(1).
청구항 11.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 층(13)이 밀랍형 물질로 구성되거나 밀랍형 물질을 함유하는 것을 특징으
로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 12.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 층(13)이 공중합체로 구성되거나 공중합체를 함유하는 특징으로 하는 열
전도성 다층 필름(1).
청구항 13.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 층(13)이 열가소성 실리콘 중합체로 구성되거나 열가소성 실리콘 중합체
를 함유하는 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 14.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 층(13)을 형성하는 PCM 층은 40℃∼140℃의 온도 범위에서 고체-액체
상 전이를 나타내는 것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 15.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 층(13)의 재료는 열 전도성 재료로 충전되는 것을 특징으로 하는 열 전도
성 다층 필름(1).
청구항 16.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층(12) 및/또는 제2 층(13)의 재료에 보강재(18)가 제공되는 것을 특징으
로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 17.
제16항에 있어서, 보강재는 금속성 재료 또는 플라스틱, 유리 섬유, 탄소 또는 그래파이트로 구성되는 것을 특징으로 하는
열 전도성 다층 필름(1).
공개특허 10-2007-0044042
- 3 -
청구항 18.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층(12) 및/또는 제2 층(13)에 직물류 보강재가 제공되는 것을 특징으로 하
는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 19.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층(12) 및/또는 제2 층(13)의 자유 표면(19, 20)에 접착제 층이 제공되는
것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
청구항 20.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층(12) 및/또는 제2 층(13)의 자유 표면(19, 20)에 제거 가능한 보호층
(21)이 제공되는 것을 특징으로 하는 열 전도성 다층 필름(1).
명세서
기술분야
본 발명은 전기 절연성, 열 전도성의 충전된 고탄성 엘라스토머 층으로 형성된 제1 층으로 구성된 열 전도성 다층 필름에
관한 것이다. 여기서, 상기 엘라스토머 층은 그 겔 특성으로 인하여 전자 회로의 요철 표면 구조 위에 영구적으로 몰딩
(molding)된다. 그 밖에도, 상기 열 전도성 필름은 제1 층보다 훨씬 더 얇고 제1 층과 단단히 결합되는 적어도 하나의 제2
층을 포함한다.
배경기술
공지된 열 전도성 다층 필름은 일반적으로 감열성 전자 부재를 포함하거나 이것으로 구성된 요철 구조체로부터 열을 전도
하는 데 사용된다. 이와 같은 필름은 두께 0.5∼5 mm로 제조될 수 있고, 열 저항값이 0.25∼1.75 K/W이며, 0.8∼5 W/
mK 범위의 열 전도율을 나타낸다. 갭-필러(gap-filler) 필름이라고도 불리는 상기와 같은 열 전도성 필름의 사용 온도 범
위는 -60℃ ∼ 200℃이다. 이러한 갭-필러 재료는, 예를 들어 에셴바흐 소재의 케라폴 케라미쉐 폴리언 게엠베하의 제
품 개요에 기재되어 있으며, 여기에 제품 "Soft-therm"으로서 명명되어 있다.
이와 같은 공지된 열 전도성 필름은 일반적으로 두께 약 0.1 cm의 캐리어 층을 포함하고 있어 바람직하지 않다. 이러한 캐
리어 층은 비교적 높은 열 저항값을 갖기 때문에, 그 위에 적용되는 하우징 부재, 냉각 바디 등에서 열 전도가 제한된다.
발명의 상세한 설명
본 발명/개량의 목적은 겔 특성을 갖는 고탄성 엘라스토머 층으로부터 개선된 전도성이 보장되도록, 청구항 제1항의 상위
개념의 특징을 갖는 열 전도성 다층 필름을 추가로 형성하는 것에 기초한다. 상기 목적은, 본 발명에 따르면, 제2층을 제1
층 위에 적용되는 PCM 층으로서 형성하는 것에 의해 해결되는데, 상기 PCM 층은 냉각 바디 또는 하우징 부재가 적용될
때 압력 및/또는 온도 영향에 의해 얇아지고/지거나 상태 변화를 나타낸다.
원래, 상기와 같은 PCM 층 자체는 공지되어 있으나, 열 저항을 증가시키는 캐리어 층은 생략하고 PCM 층을 엘라스토머
층 위에 바로 적용하는, 전술한 양 층들의 조합은 상기 목적의 해결에 있어서 신규하며 유익한 것으로 입증되었다. 테스트
에 의하면, 제2 층을 캐리어 층이 아니라 PCM 층으로서 형성하였을 때, 열 저항값이 약 2∼10배 개선되는 것으로 나타났
다.
본 발명의 추가 양태는 종속항 제2항 내지 제20항으로부터 분명히 파악된다. 따라서 제1 층은, 예를 들어 실리콘을 함유하
거나 또는 실리콘 무함유 엘라스토머 지방족 폴리우레탄으로 구성될 수 있으며, 여기서 상기 폴리우레탄은 유리 이소시아
네이트기를 함유하지 않을 수 있다. 또한, 제1 층은 폴리디메틸실록산으로 구성될 수도 있으며, 여기서 상기 폴리우레탄
공개특허 10-2007-0044042
- 4 -
또는 폴리디메틸실록산은 50∼95%의 분말형 충전제로 충전된다. 충전제는 산화알루미늄 입자, 산화규소 입자, 산화베릴
륨 입자, 산화마그네슘 입자, 질화알루미늄 입자, 질화붕소 입자, 질화규소 입자, 탄화규소 입자 또는 금속 입자로 구성될
수 있다.
안정화를 위해 제1 층에 0.5∼15%의 함량으로 멜라민 수지를 첨가할 수 있다. 제1 층의 쇼어 경도는 5∼80이며, 바람직한
두께 범위는 0.3∼6 mm로 입증되었다.
제2 층은 밀랍형 물질로 구성되거나 적어도 1종의 밀랍형 물질을 함유한다. 그러나 또한, 제2 층으로서 공중합체도 고려해
볼 수 있다. 또한, 제2 층은 열가소성 실리콘 중합체로 구성되거나 그것을 함유할 수 있다. 40℃∼140℃의 온도 범위에서
제2 층을 형성하는 PCM 층의 고체/액체 상 전이가 예상된다. 제2 층의 재료 역시 열 전도성 재료로 충전될 수 있다. 제1
및/또는 제2 층의 재료에는, 예를 들어 금속 또는 플라스틱, 유리 섬유, 탄소 또는 그래파이트로 구성된 보강재를 제공할
수 있다. 제1 또는 제2 층의 보강재는 직물류로 제조될 수도 있다. 마지막으로, 제1 및/또는 제2 층의 자유 표면에 접착제
층을 제공하는 것이 바람직하다. 그 밖에도, 보관을 위해, 제1 및/또는 제2 층의 자유 표면 위에 제거 가능한 보호층을 설치
하는 것이 바람직하다.
본 발명은 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 기초로 더 상세히 설명한다.
도 1은 선행 기술에 따른 열 전도성 다층 필름이며, 여기서 제2 층은 얇은 캐리어 층으로서 형성되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 열 전도성 다층 필름이다.
도 3은 본 발명에 따른 열 전도성 다층 필름이 상부에 적용된, 전자 부재가 설치된 인쇄 회로 기판의 횡단면도로서, 상기 다
층 필름에서 인쇄 회로 기판의 맞은편에 위치하는 면은 하우징 부재 또는 냉각 바디 표면과 접한다.
도 1에 도시된, 선행 기술에 따른 열 전도성 다층 필름(1)은 실질적으로 제1층(2)과, 제1 층(2)에 바로 접하며 그 위에 적
용된 제2 층(3)으로 구성되며, 여기서 상기 제2 층은 상기 제1 층(1)보다 훨씬 더 얇다. 상기 두 층, 즉 층(2)와 층(3) 사이
에는 단단한 결합이 형성되어 있다.
선행 기술에 공지된 열 전도성 필름(1)에서는, 개략적으로 도시된 바와 같이, 겔 특성을 갖는 전기 절연성, 열 전도성의 충
전된 고탄성 엘라스토머 층으로 제1 층(2)이 구성되며, 제2 층은 캐리어 층으로서, 일반적으로 제1 층(2)을 안정화시키기
위해 사용된다.
본 발명에 따른 열 전도성 필름(11)에서는, 도 1에 도시된 열 전도성 필름의 제1 층(2)에 해당하는 제1 층(12)이 형성되나,
캐리어 층(3)은 존재하지 않고, 제1 층(12)의 표면에 바로 제2 층이 접하며, 이것은 냉각 바디 또는 하우징 부재(14)(도 3)
가 적용될 때 압력 및/또는 온도 영향 하에 얇아지고/지거나 상태 변화를 나타낸다. 이것에 의해 제1 층과 하우징 부재(14)
사이에 매우 집중적인 열 접촉이 일어난다. 도 3에는, 인쇄 회로 기판(15) 역시 개략적으로 도시되어 있고, 그 위에 전자 부
재(16)가 설치되며, 이것은 제1 층(12)의 만입부 또는 함입부(17)에 의해 어느 정도 빈틈 없이 에워싸여, 상기 부재(16)로
부터 열 전도성 필름(11)의 제1 층(12)으로의 우수한 열 전도가 보장된다.
제1 층(12)의 재료 또는 제2 층(13)의 재료에 보강 입자(18)를 제공하거나 또는 직물류 보강재(상세히 도시하지 않음)를
제공할 수 있다.
제1 층(12) 및/또는 제2 층(13)의 자유 표면(19) 및/또는 (20)에는 제거 가능한 보호층(21)을 제공할 수 있으며, 이것은 도
면에 단지 범위로서 표시하였다.
도면
공개특허 10-2007-0044042
- 5 -
도면1
도면2
도면3
공개특허 10-2007-0044042
- 6 -