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KR20240079182A - 상변화 열전부재 및 그 제조방법 - Google Patents

상변화 열전부재 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20240079182A
KR20240079182A KR1020230168700A KR20230168700A KR20240079182A KR 20240079182 A KR20240079182 A KR 20240079182A KR 1020230168700 A KR1020230168700 A KR 1020230168700A KR 20230168700 A KR20230168700 A KR 20230168700A KR 20240079182 A KR20240079182 A KR 20240079182A
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KR
South Korea
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thermoelectric member
phase change
dimensional
thermoelectric
change thermoelectric
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KR1020230168700A
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김성훈
박해룡
신나현
신지섭
김선기
Original Assignee
조인셋 주식회사
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Publication date
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Abstract

경제성이 있는 상변화 열전시트를 적용한 상변화 열전부재 및 이의 제조방법이 개시된다. 상기 열전부재는 열가소성 고무, 파라핀, 열전도성 파우더, 가소제 및 첨가제로 구성되고, 상기 열전부재는 소프트하며 신축성을 구비하고, 상기 열전부재는 상온에서 고상의 제1상태를 유지하고, 온도가 올라가면 제1상태보다 소프트한 제2상태로 변화하고, 상기 제2상태에서, 상기 열전부재는 상기 대상물과의 밀착성이 향상되고 더 넓은 면적에 접촉하여 상기 대상물과의 열접촉 저항이 낮아진다.

Description

상변화 열전부재 및 그 제조방법{Composite thermal conductive element and method for making the same}
본 발명은 상변화 열전부재에 관한 것으로, 특히 열전도율을 좋게 하면서 제조가 용이한 상변화 특성을 적용한 상변화 열전부재에 관련한다.
전자기기와 정보통신기기는 소형화 및 집적화되어 감에 따라 열, 정전기 또는 전자파에 많은 영향을 받고 있다. 예를 들어, 전자부품으로서 마이크로프로세서는 처리속도가 빨라지고 메모리 반도체는 용량이 커져 집적도가 증가함으로써 주변의 열, 정전기 및 전자파에 영향을 많이 받는다.
따라서, 이들과 같이 실장된 IC 또는 LED 등의 전자부품이나 전자부품 모듈과 같은 발열소스로부터 발생하는 열을 신속하게 외부로 방출하는 것이 중요하다.
이를 위해 통상 열을 발생하는 전자부품을 수납하는 케이스와 열 소스 사이에 비교적 경도가 낮아 소프트한 열전도성 실리콘고무 패드(Pad), 흐름성이 있는 열전도성 실리콘고무 페이스트(Paste), 또는 상변화 물질이 혼합된 시트 상의 상변화 열전도성 폴리머 패드(Phase Changing Material; PCM)와 같은 열전부재를 개재하고 케이스를 냉각유닛으로 사용하여 열 소스의 열을 열전부재를 통하여 방출하는 방식을 이용하고 있다.
여기서, 상변화 물질은 상변화 과정을 통하여 열을 축적하거나 저장된 열을 방출하는 역할을 하며 통상 상변화 과정에서 화학적인 결합이나 반응이 아닌 분자의 물리적인 배열이 바뀌게 되고, 상변화 열전도성 폴리머 패드는, 통상 유기계 상변화 물질과 열전도성 파우더와 폴리머 수지 등이 혼합된 제품으로 온도가 올라가면 유기계 상변화 물질의 상이 변하는 열전도성 폴리머 패드이다.
참고로, 유기계 상변화 물질로는 융점이 낮은 파라핀, 글리세린, 스테아린산, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 및 지방알콜 등과 이의 조합물 등이 있다.
종래의 기술에 의하면 상변화 열전도성 폴리머 패드의 폴리머 수지로 열경화성인 실리콘고무를 적용한 경우의 대상물에 의해 열전시트의 온도가 올라가도 실리콘고무가 열에 의해 용융되거나 흐름성이 향상되지 않고 유기계 상변화 물질만 상변화 되기 때문에 이에 따른 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 두께가 얇고, 균일하고, 열 저항이 낮으며 롤(Roll)로 제조가 용이한 상변화 열전부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 균일한 두께를 갖는 상변화 열전부재를 연속적인 적층에 의해 보다 두꺼운 단일체로 만드는 상변화 열전부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재를 연속적으로 경제성 있게 제공하는 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 대상물 사이에 개재되어 하나의 대상물에서 발생한 열을 다른 대상물을 통하여 방출하는 두께가 균일한 상변화 열전부재로서, 상기 열전부재는 용매가 포함된 액상 슬러리를 캐스팅하고 상기 용매를 건조하여 제조되며, 상기 열전부재는 열가소성 고무, 파라핀, 열전도성 파우더 및 가소제로 구성되고, 상기 열전부재는 소프트하면서 신축성을 구비하고, 상기 열전부재는 상온에서 고상의 제1상태를 유지하고, 상기 개재된 상태에서 상기 대상물에 의해 상기 열전부재의 온도가 올라가면 보다 퍼짐과 신축성이 있는 제2상태로 변화하는 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재가 제공된다.
바람직하게, 상기 제1상태에서, 상기 열전부재는 중력에 의한 퍼짐이 없고 높이가 일정한 시트 형상일 수 있고, 상기 제2상태에서, 상기 열전부재는 겔(gel)상 또는 그리스(grease)상일 수 있다.
바람직하게, 상기 열전부재는 상변화 온도는 40℃ 이상이고 자기점착력을 가지며, 두께가 0.02mm 내지 0.5mm로 롤(Roll)로 제조된 원단을 칼로 절단하여 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기의 상변화 열전부재가 2층 이상 적층된 상태에서 연속적으로 롤러를 통과하면서 롤러에 의한 열과 압력으로 서로 밀착하고 접착하여 단일체가 된 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재 적층체가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 열가소성의 원료 상변화 열전부재를 제공하는 단계; 상기 원료 상변화 열전부재를 X, Y 및 Z(높이)의 3차원 형상을 갖는 금형에 제공한 후 상기 금형으로 상기 원료 상변화 열전부재를 눌러 상기 원료 상변화 열전부재가 상기 3차원 형상을 갖는 3차원 상변화 열전부재로 만드는 단계; 상기 3차원 상변화 열전부재를 상기 금형에서 꺼내 노출하는 단계; 및 상기 3차원 상변화 열전부재의 가장자리를 X 및 Y 방향으로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재의 제조 방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 원료 상변화 열전부재는 균일한 두께로 롤로 제공되고, 상기 금형에 열과 압력이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 이송 필름 위에 형성된 열가소성의 원료 상변화 열전부재를 제공하는 단계; 상기 필름 위에 있는 상기 원료 상변화 열전부재를 X, Y 및 Z(높이)의 3차원 형상을 갖는 금형에 제공한 후 상기 금형으로 상기 원료 상변화 열전부재를 눌러 상기 원료 상변화 열전부재가 상기 3차원 형상을 갖는 3차원 상변화 열전부재로 만드는 단계; 상기 3차원 상변화 열전부재를 상기 금형에서 꺼내 상기 필름 위에 노출하는 단계; 상기 필름 위에서 상기 3차원 상변화 열전부재의 가장자리를 X 및 Y 방향으로 절단하는 단계; 및 상기 필름 위에서 상기 3차원 상변화 열전부재를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재의 제조 방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 이송 필름은 시트 형상이거나 롤로 된 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 액상의 슬러리를 롤로 된 필름 위에 연속하여 캐스팅하고 건조하여 제조하므로 두께가 얇고 균일하고, 열 저항이 낮은 열전부재를 롤로 제조하기 용이하다.
또한, 상변화 열전부재의 폴리머수지가 열에 의해 변형되는 열가소성이므로 롤로 된 상변화 열전부재를 다층으로 적층하면서 열과 압력을 가해 롤로 된 단일체를 연속적으로 제공할 수 있다.
또한, 롤로 된 두께가 균일한 열가소성의 상변화 열전부재를 3차원 형상을 갖는 금형에 열과 압력을 가한 후 절단하여 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재를 연속적으로 경제성 있게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 상변화 열전부재의 사시도이다.
도 2는 온도가 증가한 상태에서 상변화 열전부재의 상태를 보여준다.
도 3(a)은 본 발명의 실시 예에 의한 상변화 열전부재 단일체의 사시도이고, 3(b)은 3(a)의 b-b를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재를 제조하는 하나의 방법을 보여주는 플로 차트이다.
도 5는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재를 제조하는 다른 방법을 보여주는 플로 차트이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 상변화 열전부재의 사시도이고, 도 2는 온도가 증가한 상태에서 상변화 열전부재의 상태를 보여준다.
시트 상의 상변화 열전부재(100)는, 대상물, 가령 히트싱크와 같은 냉각부재와 반도체 칩과 같은 발열소스 사이에 개재되어 발열소스에서 발생한 열을 냉각부재에 열 전달하여 열 방출하는 역할을 한다.
바람직하게, 열전부재(100)는 자기 점착력을 갖는데 열전도율이 높아질수록 자기 점착력은 낮아진다.
본 발명의 상변화 열전부재(100)는 상온의 고상(제1상태)에서 온도가 높아지면 고상보다 점도가 낮은 겔(Gel)상 또는 그리스(grease)상(제2상태)으로 변화하거나 온도가 다시 낮아지면 그 반대로 변화하는 특성을 갖는다.
다시 말해, 상변화 열전부재(100)는 상온에서 압력이 가해지지 않으면 퍼짐이 없어 높이가 변하지 않는 소프트(Soft)한 시트 형상의 고상을 유지하고, 발열소스와 냉각소스에 개재된 상태에서 발열소스에 의해 온도가 상승하면 보다 소프트해져서 보다 잘 퍼지는 겔상 또는 그리스상으로 변한다.
바람직하게, 상변화 열전부재(100)는 온도가 다시 상온으로 복귀해도 대상물 사이에서 겔상이나 그리스상에서 형성된 형상과 유사한 형상의 고상을 유지한다.
바람직하게, 제1상태의 상변화 열전부재(100)는 소프트하면서 퍼짐성 및 신축성을 가지며, 제2상태의 상변화 열전부재(100)는 더 소프트해져서 퍼짐성이 더 좋아지며, 어느 경우든 열전도성을 구비하는데 제2상태가 제1상태보다 열전달이 잘된다.
바람직하게, 상변화 열전부재(100)는 상온에서 원래의 길이보다 10% 이상 늘어나고 온도가 높아지면서 더 잘 늘어날 수 있다.
바람직하게, 상변화 열전부재(100)의 열전도율은, 가령 1W/mK 내지 7W/mK이고, 바람직하게 상이 변화하는 온도는 40℃ 이상이다.
이 실시 예의 상변화 열전부재(100)의 성분은 열가소성 고무, 파라핀, 열전도성 파우더, 가소제로 구성되며 이들의 혼합비는 열가소성 고무 5~25 wt%, 열전도성 파우더 50~90 wt% 및 파라핀 5~ 20 wt%일 수 있고 가소제 및 일부 첨가제가 일부 혼합될 수 있다.
열가소성 고무는 열을 가하면 보다 소프트해지는 탄성을 갖는 고무 재료로 가령, 부틸 고무(Isobutylene-Isoprene Rubber: IIR), 스티렌 부타디엔 고무(Styrene Butadiene Rubber, SBR), SEBS 등의 재료 또는 이를 혼합한 재료로, 기계적 강도를 좋게 하기 위해서, 또는 연화되는 온도를 조정하기 위해 스티렌 블록 공중합체(SBC) 등의 TPE 등을 일부 포함할 수 있다.
바람직하게, 열가소성 고무는 상변화 열전부재(100)에 열이 가해지면 열전부재(100)가 보다 소프트해지고 신축성 및 퍼짐성이 좋아지는 재료이다.
여기서, 이들 열가소성 고무는 톨루엔이나 알콜 같은 용매를 사용하여 용해된 액상의 상태로 가공된다.
바람직하게, 열가소성 고무는 온도가 올라가도 실록산 가스가 발생하지 않는 고무 재질이다.
가소제는 가령, 친환경 가소제인 다이벤조에이트(Dibenzoate)나 시트레이트(Citrate) 등일 수 있으며 열가소성 고무를 더 유연성 있고 소프트하게 하는 역할을 하면서 가공성을 향상시키고 열전도성 파우더를 많이 포함하기 위해 바람직하게 액상의 가소제를 적용할 수도 있다.
파라핀은 열전부재(100)의 상변화를 위해 제공되며 열을 가하면 녹아서 물러지면서 녹는 성질을 갖으며 고상이나 액상을 적용할 수 있으나 상변화 온도를 조정하기 위해 이를 혼합하여 적용할 수 있다.
열전도성 파우더는 알루미나, 보론, 질화 알루미늄 등의 세라믹 파우더 또는 카본이나 금속이 적용될 수 있다.
상기의 용매에 녹은 열가소성 고무, 파라핀, 열전도성 파우더 및 가소제를 순차적으로 또는 순서에 적합하게 배합하여 캐스팅이 가능한 점도의 액상 슬러리로 만든 후 이를 롤로 된 필름 위에 캐스팅하고 용매를 휘발시켜 건조하여 균일한 두께를 갖는 롤로 된 상변화 열전부재(100)를 제공한다.
여기서, 롤로 된 열전부재는 폭은 100mm 이상, 두께는 0.01mm 이상일 수 있고, 용매에 의해 두께를 0.5mm 이상으로 제조하기는 어렵다는 단점이 있다.
이후 롤로 제조된 상변화 열전부재를 칼날로 절단하여 균일한 두께와 일정한 크기를 갖는 열전부재(100)를 제공한다.
여기서, 용매를 건조하는 온도는 작업성 및 슬러리의 성분을 고려하여 열전부재(100)의 상변화 온도와 유사하거나 높은데, 바람직하게 40℃ 내지 100℃이고 시간은 온도에 따라 적당하게 조정할 수 있다.
여기서, 열전도성 파우더를 많이 혼합하면 열전도율이 커지나 열전부재(100)의 경도가 높아져 부러지기 쉬우므로 열전부재(100)가 상기에서 기술한 특성을 갖도록 열가소성 고무, 파라핀, 열전도성 파우더, 가소제 및 용매를 적절히 혼합하여 열전부재(100)를 제조한다.
이와 같이 제조한 상변화 열전부재(100)는, 액상 슬러리를 롤로 된 필름 위에 연속하여 캐스팅하고 건조하여 제조하므로 두께가 얇고 균일하고, 열전도율이 좋은 열전부재를 롤로 제조하기 용이하다.
이와 같이, 얇고 균일한 두께를 갖는 열전부재(100)는 대향하는 대상물 사이에 보다 낮은 열 저항을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상온에서 대상물 사이의 정해진 간격에 상변화 열전부재(100)가 개재된 후 대상물의 온도가 상승하면 상변화 열전부재(100)는 정해진 간격에서 자력에 의해 대상물의 표면에 더 넓게 퍼져 대상물의 표면에 형성된 기공을 더 많이 채워 열저항을 최소화 할 수 있다.
또한, 상변화 열전부재(100)는 발열소스의 온도가 상승하면 상이 변하여 기계적 강도가 낮아지고 열을 흡수하여 대상물의 열 에너지를 흡수할 수 있다.
도 2를 보면, 상변화 열전부재(100)는 대향하는 대상물, 예를 들어 반도체 칩과 같은 발열소스(10)와 히트싱크와 같은 냉각부재(20) 사이에 개재되어 사용되는데, 가령 냉각부재(20)의 접촉면은 표면 거칠기에 의해 불규칙한 요철(22)이 형성된다.
상기한 것처럼, 상변화 열전부재(100)는 상온에서 고상을 유지하기 때문에 대상물에서 제공되는 통상의 압력에 의해 냉각부재(20)의 접촉면의 요철(22) 모두에 침투하기 어려워 밀착이 확실하게 이루어지지 않고 넓은 면적에 접촉하기 어려워 열저항이 클 수 있다.
반면, 반도체 칩의 온도가 상승하면 상변화 열전부재(100)는 중력에 의해 퍼질 수 있는 상태, 가령 겔상 또는 그리스상으로 변하는데, 상변화 열전부재(100)가 발열소스(10)와 냉각부재(20) 사이에 가압된 상태로 개재되기 때문에 중력에 의해 퍼지면서 방열부재(20)의 접촉면의 요철(22) 대부분에 침투할 수 있게 된다. 이러한 현상은 냉각부재(20)의 접촉면에서도 유사하게 발생할 수 있다.
따라서, 상변화 열전부재(100)가 발열소스(10)나 냉각부재(20)와 접촉하는 면적이 증가하고 밀착이 좋아져, 그 결과 발열소스(10)나 냉각부재(20)와의 열 저항이 낮아지게 된다.
상기와 같은 열전부재(100)를 용매가 적용된 슬러리에 의한 캐스팅 방식으로 제조하는 경우 용매에 의해 높은 두께의 열전시트(100)를 제공하기 어렵다는 단점이 있어 이를 보완하기 위해 열전부재(100)를 껌(Gum) 상의 열가소성 고무에 열전도성 파우더, 파라핀, 가소제 및 첨가제를 혼합하여 믹싱한 혼합 껌을 T-다이 금형을 갖는 압출기를 통하여 열과 압력으로 압출하여 제조할 수도 있다.
그러나 이 경우 용매를 적용한 캐스팅 방식의 제조 방법보다는 두꺼운 열전부재(100)를 제공할 수 있다는 이점은 있으나 높은 열전도율을 갖는 열전부재(100)을 제공하기 위하여 알루미나 파우더 등 강도가 높은 열전도성 세라믹 파우더를 많이 혼합해야 하기 때문에 혼합된 세라믹 파우더가 압출기의 스크류(Screw)를 파손하므로 결과적으로 높은 열전도율을 갖는 열전부재(100)를 제공하는 데에는 한계가 있다.
또한, 열전부재(100)의 두께가 얇고 자기점착력이 있는 경우 자기 점성에 의해 압출방식으로 생산하기 불편하다는 단점이 있다.
상기의 시트 형상(2차원 형상)으로 제조된 본 발명의 상변화 열전부재(100)는 적어도 열가소성 고무와 파라핀으로 구성되어 다시 열과 압력을 가하면 다른 형상, 예를 들어 3차원 형상으로도 가공될 수 있다.
도 3(a)은 본 발명의 실시 예에 의한 상변화 열전부재 적층체(200)의 사시도이고, 3(b)은 3(a)의 b-b를 따라 절단한 단면도이다.
상기 실시 예에서 제조한 롤로 된 각 상변화 열전부재(110, 120, 130)를 롤 상태로 연속적으로 적층하면서 열과 압력이 가해지는 열 롤러(Heat Roller)를 통하여 열전부재 적층체(200)를 제조할 수 있다.
적층체(200)의 두께는 각 열전부재(110, 120, 130)의 두께보다는 두껍고 각 열전부재(110, 120, 130)를 합친 두께보다는 약간 작다.
바람직하게, 롤러에 가해지는 열은 열전부재(110, 120, 130)의 상변화 온도와 유사하거나 높은데 보다 바람직하게 40℃ 내지 100℃이고 압력과 시간은 원하는 적층체(200)의 두께를 고려하여 조정할 수 있다.
이와 같이, 각 열전부재(110, 120, 130)는 모두 열가소성이므로 다시 열과 압력을 가하면 각 열전부재(110, 120, 130)가 서로 신뢰성 있게 밀착하고 접착되어 신뢰성 있는 적층체(200)를 제공할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 이와 같이 제조된 적층체(200)는 각 열가소성 열전부재(110, 120, 130)의 고유한 열적 및 기계적 특성을 유지할 수 있다.
상기의 실시 예에서 제조된 열전부재(100) 또는 열전시트 적층체(200)는 3차원의 형상을 갖는 상변화 열전부재로 제조할 수 있다.
이하, 이해의 편의를 위해 상변화 열전부재 또는 상변화 열전시트 적층체를 '원료 열전부재'라 지칭한다.
도 4는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재를 제조하는 하나의 방법을 보여주는 플로 차트이다.
먼저, 열가소성의 원료 열전부재를 제공한다(단계 S41). 여기서, 원료 열전부재는 두께가 균일할 수 있다.
이어 원료 열전부재를 X, Y 및 Z(높이)의 3차원 형상을 갖는 금형에 제공한 후 금형으로 원료 열전부재를 눌러 원료 열전부재가 금형에 대응하는 3차원 형상을 갖는 3차원 열전부재로 만든다(단계 S42).
바람직하게, 금형에는 열과 압력이 제공될 수 있다.
다음, 3차원 열전부재 금형에서 꺼내 노출한 후(단계 S43), 3차원 열전부재의 가장자리를 X 및 Y 방향으로 절단한다(단계 S44).
이 실시 예에 의하면, 3차원 상변화 열전부재는 X, Y 및 Z 방향 모두에서 3차원 형상을 갖도록 입체적으로 형성될 수 있다.
도 5는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재를 제조하는 다른 방법을 보여주는 플로 차트이다.
먼저, 시트 상의 이송 필름 위에 형성된 열가소성의 원료 열전부재를 제공하거나, 롤로 된 이송 필름 위에 롤로 연속하게 형성된 열가소성의 원료 열전부재를 제공한다(단계 S51).
다음, 필름 위에 있는 원료 열전부재를 X, Y 및 Z(높이)의 3차원 형상을 갖는 금형에 제공한 후 금형으로 원료 열전부재를 눌러 원료 열전부재가 3차원 형상을 갖는 열전부재로 만든다(단계 S52).
3차원 열전부재를 금형에서 꺼내 필름 위에 3차원 열전부재를 노출한 후(단계 S53).
이어 필름 위에서 3차원 열전부재의 가장자리를 X 및 Y 방향으로 절단하고(단계 S54), 필름으로부터 3차원 열전부재를 분리하여 제조한다(단계 S55).
이 실시 예에 의하면, 3차원 상변화 열전부재는 하면에서 이송 필름에 의해 편평한 상태를 이루는 반면, 하면을 제외한 측면이나 상면에서는 3차원 형상을 갖도록 입체적으로 형성될 수 있다.
상기한 것처럼, 상변화 열전부재, 상변화 열전부재 적층체 및 3차원 열전부재는 모두 적어도 열가소성 수지 및 파라핀을 구비하므로 반도체 칩 등의 발열소자가 동작하여 열이 발생하면 발생한 열에 의해 열전부재의 상이 보다 소프트하고 신축성 있게 변하여 이에 따른 다양한 이점을 갖는다는 이점이 있다.
특히, 롤로 된 두께가 균일한 상변화 열전부재에 열과 압력을 가하여 두께가 두꺼워진 상변화 열전부재 적층체 및 3차원 형상을 갖는 3차원 열전부재를 신뢰성 있고 경제성 있게 제공할 수 있다는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 상변화 열전부재
200: 상변화 열전부재 적층체

Claims (13)

  1. 대상물 사이에 개재되어 하나의 대상물에서 발생한 열을 다른 대상물을 통하여 방출하는 두께가 균일한 상변화 열전부재로서,
    상기 열전부재는 용매가 포함된 액상 슬러리를 캐스팅하고 상기 용매를 건조하여 제조되며,
    상기 열전부재는 열가소성 고무, 파라핀, 열전도성 파우더 및 가소제로 구성되고,
    상기 열전부재는 소프트하면서 신축성을 구비하고,
    상기 열전부재는 상온에서 고상의 제1상태를 유지하고, 상기 개재된 상태에서 상기 대상물에 의해 상기 열전부재의 온도가 올라가면 보다 퍼짐과 신축성이 있는 제2상태로 변화하는 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재.
  2. 청구항 1에서,
    상기 제1상태에서, 상기 열전부재는 중력에 의한 퍼짐이 없고 높이가 일정한 시트 형상인 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재.
  3. 청구항 1에서,
    상기 제2상태에서, 상기 열전부재는 겔(gel)상 또는 그리스(grease)상인 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재.
  4. 청구항 1에서,
    상기 열전부재는 상변화 온도는 40℃ 이상이고 자기점착력을 갖는 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재.
  5. 청구항 1에서,
    상기 열전부재는 두께가 0.02mm 내지 0.5mm로 롤(Roll)로 제조된 원단을 칼로 절단하여 제공된 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재.
  6. 청구항 1의 상변화 열전부재가 2층 이상 적층된 상태에서 연속적으로 롤러를 통과하면서 롤러에 의한 열과 압력으로 서로 밀착하고 접착하여 단일체가 된 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재 적층체.
  7. 열가소성의 원료 상변화 열전부재를 제공하는 단계;
    상기 원료 상변화 열전부재를 X, Y 및 Z(높이)의 3차원 형상을 갖는 금형에 제공한 후 상기 금형으로 상기 원료 상변화 열전부재를 눌러 상기 원료 상변화 열전부재가 상기 3차원 형상을 갖는 3차원 상변화 열전부재로 만드는 단계;
    상기 3차원 상변화 열전부재를 상기 금형에서 꺼내 노출하는 단계; 및
    상기 3차원 상변화 열전부재의 가장자리를 X 및 Y 방향으로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재의 제조 방법.
  8. 청구항 7에서,
    상기 원료 상변화 열전부재는 균일한 두께로 롤로 제공되는 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재의 제조 방법.
  9. 청구항 7에서,
    상기 금형에 열과 압력이 제공되는 것을 특징으로 하는 상변화 열전부재의 제조 방법.
  10. 이송 필름 위에 형성된 열가소성의 원료 상변화 열전부재를 제공하는 단계;
    상기 필름 위에 있는 상기 원료 상변화 열전부재를 X, Y 및 Z(높이)의 3차원 형상을 갖는 금형에 제공한 후 상기 금형으로 상기 원료 상변화 열전부재를 눌러 상기 원료 상변화 열전부재가 상기 3차원 형상을 갖는 3차원 상변화 열전부재로 만드는 단계;
    상기 3차원 상변화 열전부재를 상기 금형에서 꺼내 상기 필름 위에 노출하는 단계;
    상기 필름 위에서 상기 3차원 상변화 열전부재의 가장자리를 X 및 Y 방향으로 절단하는 단계; 및
    상기 필름 위에서 상기 3차원 상변화 열전부재를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재의 제조 방법.
  11. 청구항 10에서,
    상기 이송 필름은 시트 형상이거나 롤로 된 것을 특징으로 하는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재의 제조 방법.
  12. 청구항 10에서,
    상기 금형에는 열과 압력이 제공되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재의 제조 방법.
  13. 청구항 7 또는 10에서,
    상기 원료 상변화 열전부재는 두께가 균일한 것을 특징으로 하는 3차원 형상을 갖는 상변화 열전부재의 제조 방법.
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