KR102600194B1 - 열흡수 패드를 구비하는 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열흡수 패드와 이를 밀봉하는 캡핑 필름을 구비하여 반도체 칩에서 발생되는 열을 흡수함으로서 전자기기 외부 케이스로의 열전달을 차단하는 방열장치에 관한 것이다.

Description

열흡수 패드를 구비하는 방열장치{Heat dissipation device comprising Heat absorption pad}

본 발명은 열흡수 패드를 구비하는 방열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 열흡수 패드와 이를 밀봉하는 캡핑 필름을 구비하여 반도체 칩에서 발생되는 열을 흡수함으로서 전자기기 외부 케이스로의 열전달을 차단하는 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로 SSD(Solid State Drive)는 반도체를 이용한 디스크로서 저장매체로 플래시 매모리나 DRAM을 사용함으로써 종래에 물리적으로 구동되어 사용되는 HDD보다 매우 빠르게 읽고 쓰기를 할 수 있으며, 소음이 전혀 발생되지 않으므로 최근에 사용자가 급속도로 확산되고 있는 추세이다.

SSD(solid state drive)는 인쇄 회로 기판(PCB), PCB에 연결된 호스트 인터페이스 커넥터, 상기 PCB에 장착된 플래시 메모리, 컨트롤러(DRIVE IC 칩) 등을 포함한다. SSD는 플래시 매모리나 DRAM과 같은 반도체 칩이 PCB에 실장되어 SSD용 하우징(케이스)에 내장된다.

SDD는 동작 중에 반도체 칩에서 상당한 양의 열이 발생되는데, 칩의 집적도(용량)이 점차 커짐에 따라 칩에서 발생하는 열도 동반 상승되며, 칩의 열이 높아질 경우 데이터 이송속도 저하로 제품 성능이 저하된다. 이를 방지하기 위해 HDD나 SSD는 열전도성 Pad, 히트 싱크 또는 냉각팬을 통해 열을 제거하고 있다.

한국공개특허 10-2014-0004864호에는 SSD에서 방생되는 열이 방출되도록 열전도성 금속으로 형성된 방열금속판(32)과 열이 방출되는 방출구(33)를 구비하는 방열케이스가 개시되어 있다(도 1 참고). 도 1과 같이, 열전도성 금속을 통해 열을 제거하는 경우 필연적으로 열을 케이스 외부로 방출하여야 하므로 케이스의 온도가 올라가거나, 가열 공기가 방출구로 방출되어 인체에 열이 전달될 수 있다. 이러한 이유로 소비자의 신체에 닿는 전자제품의 경우 접촉되는 부분에 온도제한이 있어(화상방지를 위한 40℃ 온도제한) 칩의 열을 케이스쪽으로 많이 전달할 수 없는 한계가 있었다(결과적으로 방열량에 제한이 있으므로 장치의 효율(데이터 이동속도)을 높이는 데 어려움이 있었다).

본 발명은 케이스 외측으로 열이 전달되는 막아 케이스의 온도상승을 기존 방식에 비해 대폭 낮출 수 있는 방열 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 SSD 등 전자기기의 방열 효율과 내구성을 높일 수 있는 방열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은

인쇄회로기판에 실장되는 반도체 칩의 상면에 접촉하고, 경화된 실리콘 바인더(11)와 상기 실리콘 바인더 내부에 분산된 상변화 마이크로캡슐(12)을 구비하는 열흡수 패드(10) ; 및

상기 열흡수 패드(10)를 둘러싸 밀봉하는 캡핑 필름(20)을 구비하는 방열 장치로서,

상기 방열 장치는 전자기기의 하우징(케이스) 내부에 설치되고, 상기 반도체 칩에서 발생되는 열이 상기 캡핑 필름(20)을 경유하여 상기 열흡수 패드로 전달되면, 상기 열흡수 패드는 상기 상변화 마이크로 캡슐로 열을 흡수하여 상기 하우징(케이스) 외측으로의 열전달을 차단하는 것을 특징으로 하는 방열 장치에 관련된다.

본 발명의 방열장치는 내부에 상변화 마이크로캡슐이 분산 고정된 실리콘 패드를 사용함으로서 반도체 칩에서 발생되는 열을 상변화 물질을 통해 충분히 흡수하여 전자기기 하우징(케이스)으로 열이 전달되는 것을 차단할 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 방열장치는 기존 열전도성 패드나 금속에 비해 하우징의 온도를 크게 상승시키지 않으면서 전자기기(외장 저장장치 등)의 전송속도나 용량을 높여 제품의 성능 향상에 기여할 수 있다.

또한, 본 발명의 방열장치는 내부에 열전도성 금속이나 필러를 사용하지 않으므로 기존 열전도성 패드 대비 (동일부피 조건에서) 무게가 2.5~3배 가벼워 전자기기의 상품성을 높일 수 있다.

또한, 기존 열전도성 패드는 고무 재질을 사용하여 늘어나는 경우가 있어 조립시 작업에 어려움이 있었으나, 본 발명의 방열장치는 실리콘 바인더에 비해 연신율이 낮은 캡핑필름으로 열흡수 패드를 감싸, 원하는 크기로 제작 가능하고 사용시 늘어나지 않아 조립성과 내구성을 높일 수 있다.

또한, 상변화 마이크로 캡슐이 분산된 열흡수 패드에 반복적인 열충격이 가해지면 마이크로 캡슐이 시간이 지남에 따라 파괴되어 내부의 상변화 물질이 실리콘 바인더 외부로 유출될 수 있으나, 본 발명의 방열장치는 열흡수 패드를 밀봉하는 캡핑 필름을 구비함에 따라 상변화 물질이 유출되는 것을 방지하고 열흡수 패드의 내구성을 높일 수 있다.

도 1은 한국공개특허 10-2014-0004864호에서 개시한 방열케이스의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 방열장치가 설치되는 SSD의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 방열장치의 단면도이다.
도 4는 캡핑 필름으로 열흡수 패드를 밀봉하는 조립도이다.
도 5는 방열 특성 시험 장치에 대한 개요도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.

본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 2는 본 발명의 방열장치가 설치되는 SSD의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 방열장치의 단면도이고, 도 4는 캡핑 필름으로 열흡수 패드를 밀봉하는 조립도이고, 도 5는 방열 특성 시험 장치에 대한 개요도이다.

도 2와 도 3을 참고하면, 본 발명의 방열장치는 열흡수 패드(10) 및 캡핑 필름(20)을 포함한다.

상기 열흡수 패드(10)는 인쇄회로기판(1)에 실장되는 반도체 칩(2)의 상면에 접촉하여 설치될 수 있다.

상기 열흡수 패드(10)는 경화된 실리콘 바인더(11)와 상기 실리콘 바인더 내부에 분산된 상변화 마이크로캡슐(12)을 포함한다.

상기 상변화 마이크로캡슐(12)은 캡슐 내부에 40~50℃ 범위에서의 융점을 가지는 상변화 물질을 포함할 수 있다.

상기 상변화 마이크로캡슐은 상기 코어인 상변화 물질과 상기 코어를 둘러싸는 고분자 중합체로 형성된 쉘을 포함한다.

상기 상변화 마이크로캡슐은 공지된 제품이 사용될 수 있다. 예를 들면, 쉘을 형성하는 고분자 중합체로는 폴리하이드록시알코네이트, 폴리아미드, 폴리아민, 폴리이미드, 폴리아크릴(예를 들어폴리아크릴아미드, 폴리아크릴로니트릴 및 메타크릴산 및 아크릴산의 에스테르), 폴리카르보네이트(예를 들어 폴리비스페놀 A 카르보네이트 및 폴리프로필렌 카르보네이트), 폴리디엔(예를 들어 폴리부타디엔, 폴리이소프렌및 폴리노보넨), 폴리에폭시드, 폴리에스테르(예를 들어 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리프로필렌 숙시네이트, 테레프탈산 기재 폴리에스테르 및 프탈산 기재 폴리에스테르), 폴리에테르(예를들어 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 옥시드, 폴리부틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 옥시드, 폴리옥시메틸렌 또는 파라포름알데히드, 폴리테트라메틸렌 에테르 또는 폴리테트라하이드로푸란 및 폴리에피클로로하이드린), 폴리플루오로카본, 포름알데히드 중합체(예를 들어 우레아-포름알데히드, 멜라민-포름알데히드 및 페놀 포름알데히드), 천연 중합체(예를 들어 다당류 예컨대 셀룰로오스, 키틴, 키토산 및 녹말; 리그닌; 단백질; 및 왁스), 폴리올레핀(예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리부텐 및 폴리옥텐), 폴리페닐렌, 규소 함유 중합체(예를 들어 폴리디메틸 실록산 및 폴리카르보메틸 실란), 폴리우레탄, 폴리비닐(예를 들어 폴리비닐부티랄, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 알콜의 에스테르 및 에테르, 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌, 폴리메틸스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리메틸 비닐 에테르, 폴리에틸 비닐 에테르 및 폴리비닐 메틸 케톤), 폴리아세탈, 폴리아릴레이트, 알킬-기재 중합체(예를 들어 글리세리드 오일 기재 중합체), 공중합체(예를 들어 폴리에틸렌-공-비닐 아세테이트 및 폴리에틸렌-공-아크릴산) 및 이의 혼합물 등이 중합되어 형성될 수 있다.

상기 상변화 물질은 파라핀(N-Paraffin) 계열, 불포화 지방산 계열(Fatty Acids), 폴리글리콜(Polyglycol) 계열, 알코올(Alcohol) 계열, 페놀(Phenol) 계열, 알데하이드(Aldehyde) 계열, 케톤(Keton)계열, 에테르(Ether) 계열 등이 사용될 수 있다.

바람직하게는 상기 상변화 물질은 융점이 40~50℃이고, 잠열량이 180J/g 이상인 파라핀 계열일 수 있다. 상기 상변화 물질은 n-도코산(n-docosane) n-트리코산(n-tricosane), n-헤네이코산(heneicosane)일 수 있다.

상기 마이크로캡슐(12)은 크기가 5~25㎛일 수 있다. 크기가 크면 열용량이 높아지는 반면 캡슐 분산 시 캡슐이 파괴될 확률이 높아 Pad형태로의 제작이 어렵다는 문제가 있다.

상기 실리콘 바인더(11)는 액상 실리콘 고무(LSR)가 경화되어 형성될 수 있다. 상기 액상실리콘은 폴리디메틸실록산 등의 폴리오가노실론산 수지일 수 있다.

상기 액상 실리콘의 점도는 200cps~40,000cps범위일 수 있다.

상기 액상 실리콘은 적어도 하나 이상의 비닐기를 가지는 폴리오가노실록산 수지일 수 있다.

경화된 상기 실리콘 바인더의 경도가 40~50(Shore 00 type), 연신율이 30~70%, 열전도도가 0.2~0.25일 수 있다.

상기 열흡수 패드는 상기 실리콘 바인더 100중량부 대비 50~130중량부, 바람직하게는 100~130중량부의 마이크로캡슐를 포함할 수 있다. 또는 상기 열흡수 패드는 30중량% 내지 60중량%의 마이크로캡슐을 포함할 수 있다. 마이크로캡슐이 130중량부를 초과하면 Slurry(반제품) 배합이 안되는(입자 분산 문제) 문제가 있고, 50중량부 미만이면 열흡수 패드의 열흡수 용량이 떨어진다.

상기 열흡수 패드는 실리콘 바인더 100중량부 대비 마이크로캡슐 50~130중량부, 경화제 1 - 2 중량부를 넣어 배합하고, 혼합물을 롤투롤(roll to roll) 장치로 성형하여 패드(pad) 형상으로 성형하고, 이를 경화시켜 제조될 수 있다.

배합과정은 실리콘 바인더, 상변화 마이크로캡슐 및 경화제를 25±10℃, 교반기 RPM을 7 이하로 4~7시간 동안 혼합할 수 있다.

좀 더 구체적으로는, 배합과정은 상변화 마이크로캡슐이 실리콘 바인더 내에서 뭉쳐진 부분이 없도록 충분한 시간 동안 혼합(5~6시간)하고, 이어서 배합된 혼합물에 경화 촉매를 넣어 진공(-700mm/Hg이하)상태에서 고점도용 프레네터리믹서로 1시간 정도 추가로 교반할 수 있다.

상기 배합 조건 중 RPM을 7 초과하거나 온도가 상기 조건을 초과하는 경우 마이크로캡슐에 충격이 지속적으로 가해져 내구성을 떨어트리는 요인이 될 수 있다. 즉, 배합 혹은 성형 동안 캡슐의 크랙(crack) 내지 파손의 원인이 될수 있으며 나아가 열흡수 패드 사용중에 마이크로캡슐 내 PCM 물질의 리키지(Leakage) 내지 파손의 원인이 될 수 있다.

배합된 혼합물이 롤투롤(roll to roll) 장치로 투입되어 1~20mm, 바람직하게는 2~10mm 두께의 패드로 성형될 수 있다. 두께가 1mm 이하이면 충분한 양의 마이크로캡슐을 담지할 수 없어 지속적이고 반복적인 열충격이 가해지는 전자기기의 방열장치로 사용되는 것에 한계가 있다.

상기 열흡수 패드는 소정 두께로 형성된 패드를 경화반응시켜 제조될 수 있다. 경화반응은 10~20분 동안 120±5℃의 온도를 상기 패드에 가하는 반응이다. 경화반응이 110℃ 이하에서 이루어지면 실리콘 바인더가 충분히 경화되지 못하고, 130℃ 이상에서 이루어지면 캡슐이 파손되어 캡슐내 물질이 실리콘의 경화를 방해, 부분적으로 경화가 이루어지지 않아 제품 불량이 발생한다. 또한, 높은 경화 온도로 인해 상변화 마이크로 캡슐벽이 손상되어 열충격 신뢰성(85℃ ~ -40℃)이 떨어질 수 있다.

본 발명의 열흡수 패드는 경도가 낮고 연신율과 열전도율이 높은 실리콘을 바인더로 사용함으로써 경도가 높은 다른 고분자 중합체에 비해 충격으로부터 마이크로캡슐을 보호하는데 효과적이다.

상기 캡핑필름(20)은 상기 열흡수 패드(10)를 둘러싸 밀봉한다.

상기 캡핑필름(20)은 밀도가 1.2g/㎤ 이상, 바람직하게는 1.3g/㎤ 이상일 수 있다. 상기 캡핑필름(20)은 밀도가 1.2g/㎤ 이상으로 높아 상변화 마이크로캡슐의 쉘이 파손되는 경우에도 내부의 상변화 물질이 캡핑필름을 투과하여 전자기기측으로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 캡핑필름(20)의 밀도가 1.2g/㎤ 미만이면 유출된 상변화 물질이 필름을 서서히 통과하여 유출될 수 있다.

상기 캡핑필름(20)은 내열성(융점, 유리전이 온도)이 우수한 PET(polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드일 수 있다.

도 3은 열흡수 패드(10)에 캡핑 필름(20)을 결합하는 분해 조립도이다. 도 3을 참고하면, 열흡수 패드(10)의 상부와 하부측에 캡핑필름 20a, 20b가 각각 위치하고, 캡핑필름 20a와 20b는 접착필름(3, 열경화성 hot melt 필름)으로 열융착될 수 있다.

상기 캡핑 필름의 두께는 10~350㎛, 바람직하게는 50~100㎛일 수 있다. 상기 캡핑 필름의 두께가 50㎛ 미만인 경우 열압착 시 필름의 변형이 심하며 열충격 신뢰성이 떨어질 수 있다.

위와 같이, 상기 캡핑 필름은 상변화 물질이 유출되는 것을 방지하고 열흡수 패드의 조립성과 내구성을 높일 수 있다.

다른 양상에서, 본 발명은 열흡수 방열장치의 제조방법에 관련되고, 본 발명의 제조방법은 액상 실리콘 고무, 상변화 마이크로캡슐 및 경화제를 넣어 혼합하는 배합단계, 배합된 혼합물을 롤투롤(roll to roll) 장치로 성형하여 열흡수 패드(pad)를 제조하는 단계, 열을 가해 상기 열흡수 패드(pad)를 경화반응시키는 단계, 경화된 상기 열흡수 패드를 캡핑필름으로 둘러싸 밀봉하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제조방법은 도 2 내지 도 5를 참고하여 상술된 방열장치를 참고할 수 있다.

상기 배합단계는 상기 액상 실리콘 고무 100중량부 대비 마이크로캡슐 50~130중량부, 경화제 1 - 2 중량부를 넣어 혼합하는 단계일 수 있다.

상기 상변화 마이크로 캡슐(12)은 40~50℃ 범위에서의 융점을 가지는 상변화 물질을 내부에 포함하고, 상기 상변화 마이크로 캡슐(12)의 열용량이 180J/g 이상이고, 크기가 5~25㎛일 수 있다.

상기 배합단계는 25±10℃를 유지하는 상태에서 교반기의 RPM을 7 이하에서 4~7시간 동안 혼합하는 단계일 수 있다.

상기 배합단계는 교반기의 RPM을 7 이하에서 4~7시간 동안 혼합하는 단계일 수 있다.

상기 열흡수 패드 제조단계는 두께를 2~20mm로 성형하는 단계일 수 있다.

상기 경화반응 단계는 온도가 120±5℃, 경화시간은 10~20분일 수 있다.

상기 캡핑 필름(20)은 밀도가 1.2g/㎤ 이상이고, 두께가 50~350㎛일 수 있다.

상기 캡핑 필름(20)은 PET(polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드일 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다.

실시예 1

Silicone Binder (WACKER sil-gel 650) 48g, 상변화 캡슐 파우더(Insilico P-Thermoball 45BN, 하기 표 1 참고) 52g, 경화제(HANS CHEMICAL CL200) 0.1g을 투입 후 고점도용 프레네터리믹서를 사용하여 배합을 진행하였다. 배합 시 온도는 냉각기를 사용하여 25℃를 유지하고 RPM은 최대 7이 넘지 않도록(rpm 6으로 교반) 진행하였다.

상변화 캡슐 파우더(PCM Capsule powder)가 뭉쳐진 부분이 없도록 충분한 시간 동안 배합(약 5~6시간)후 경화촉매(DY SILICONE PTC310) 0.2g을 투입 후 1hr 동안 진공(-700mm/Hg이하)상태에서 고점도용 프레네터리믹서를 사용하여 추가로 교반하였다.

상기 배합 완료된 혼합물을 Roll to Roll 성형장비에 투입하여 두께 2mm로 성형하면서 120℃로 10분 정도 경화반응시켰다. 이후 상온에서 건조시켜 열흡수 패드를 수득하였다.

제조된 열흡수 패드를 가로 50mm, 세로 30mm로 절단하고, 두께 0.1mm PET 필름(XP35, Toray)으로 감싼 후 핫멜트 필름(INH-5050PH, 인스텍)으로 접착하였다(도 4 참고).

캡슐	사이즈	캡슐벽 두께	캡슐 내 물질
Insilico P-Thermoball 45BN	7 ~ 20um	200~300nm	N-Docosane

비교예 1

상변화 캡슐 파우더를 Microtek 43D(하기 표 2 참고) 로 바꾸어 진행하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 열흡수 패드를 제조하였다.

캡슐	사이즈	캡슐벽 두께	캡슐 내 물질
Microtek 43D	15 ~ 30um	60~100nm	Paraffin Wax

비교예 2

상기 상변화 캡슐 파우더 함량을 65g으로 투입하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 열흡수 패드를 제조하였다.

비교예 3

배합조건 중 믹서 RPM을 15, 2시간 정도로 교반하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 열흡수 패드를 제조하였다.

비교예 4

온도 150℃로 5분 정도로 (성형된 패드를) 경화하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 열흡수 패드를 제조하였다.

비교예 5

실시예 1에서 제조된 열흡수 패드를 PET 필름으로 밀봉하지 않은 채로 사용하였다.

비교예 6

실시예 1에서 제조된 열흡수 패드를 PE필름으로 밀봉하였다.

비교예 7

실리콘 바인더를 사용하는 대신 아크릴 바인더를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 열흡수 패드를 제조하였다.

비교예 8

열흡수 캡슐파우더 대신 열전도성 세라믹(알루미나)파우더를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 열전도성 실리콘패드를 제조하였다.

[시험]

실시예 1, 비교예 1 내지 8에 대해 배합성, 성형성, 열충격 신뢰성, 고온 신뢰성 및 방열 특성을 시험하여 하기 표 3에 나타내었다.

항목	배합성	성형성	열충격신뢰성	고온 신뢰성	방열 특성	비고
실시예	O	O	O	O	T1:45℃ T2:32℃	방열특성 등 모든 결과가 안정적임
비교예1	O	O	X	O	-	캡슐벽의 두께가 얇고 캡슐의 size가 커 열충격시험 후 캡슐이 파괴되어 봉지된 PET필름 내부에 파라핀이 심하게 누출. (고온에서는 액상으로 존재하고 상온에서 매우 딱딱해짐)
비교예2	O	X	X	O	-	캡슐파우더의 투입양이 너무 많아 배합이 이루어 지지 않음.
비교예3	O	X	X	O	-	배합 시 RPM이 너무 높아 캡슐이 물리적인 힘에 의하여 파괴되어 캡슐 내부의 파라핀이 외부로 유출됨. 유출 후 고온에서 액상으로 존재하여 Pad의 성형이 이루어지지 않음.
비교예4	O	O	X	O	-	성형시 경화온도가 너무 높아 캡슐벽이 성형이 많이 파괴되어 열충격 신뢰성 후 비교예 1과 동일한 현상 발생.
비교예5	O	O	X	O	-	열충격 시험 후 파라핀이 외부로 유출되어 외관 불량 발생.
비교예6	O	O	X	O	-	약간의 파라핀이 누출된 후 상대적으로 밀도가 낮은 PE필름을 기체상태로 통과하여 필름 외부로 유출 및 외관불량 발생.
비교예7	O	O	O	X	T1:46℃ T2:33℃	고온 신뢰성 후 Pad의 경도가 높아져 조립성 불량.
비교예8	O	O	O	O	T1:43℃ T2:40℃	T1(발열부 칩셋)의 온도는 매우 안정적이나 T2(케이스)의 온도가 너무 높아 Fail.

성형성 조건 : 경화반응 및 건조한 후에 혼합물이 Pad로의 성형 여부

열충격 신뢰성 조건 : 제조된 열흡수 패드를 20℃ 10분 유지 → 60℃까지 10분 승온 → 60℃ 10 분 유지 → 20℃까지 10분 냉각 → 0℃ 10분 유지(1cycle)를 1,000cycle 반복하였음.

고온 신뢰성 조건: 제조된 열흡수 패드를 150℃에서 1,000hr 노출시킴

또한, 방열 특성은 하기와 같이 측정하였다.

측정 조건(25℃ 조건 온도) - 도 5에 방열 특성 시험 장치 참고

(1) Test sample(제조된 열흡수 패드)이 없는 상태에서 T1의 온도가 15분 동안 약 90℃가 되도록 발열체를 셋팅하였다.

(2) 발열체가 완전히 식은 후 Sample 투입 및 PC plate가 Sample 상부에 완전히 닿도록 셋팅하였다.

(3) 발열체 전원 ON 후 15분 뒤 T1과 T2 온도를 측정하였다.

* T1은 55℃ 미만, T2는 40℃ 미만 조건임.

지금까지 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본질적인 특성에 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 인쇄회로기판(1)에 실장되는 반도체 칩(2)의 상면에 접촉하고, 경화된 실리콘 바인더(11)와 상기 실리콘 바인더 내부에 분산된 상변화 마이크로캡슐(12)을 구비하는 열흡수 패드(10) ; 및
   상기 열흡수 패드(10)를 둘러싸 밀봉하는 캡핑 필름(20)을 구비하는 방열 장치로서,
   상기 방열 장치는 전자기기의 하우징(30, 케이싱) 내부에 설치되고, 상기 반도체 칩에서 발생되는 열이 상기 캡핑 필름(20)을 경유하여 상기 열흡수 패드로 전달되면, 상기 열흡수 패드는 상기 상변화 마이크로 캡슐로 열을 흡수하여 상기 하우징(30, 케이싱) 외측으로의 열전달을 차단하는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 열흡수 패드는 상기 실리콘 바인더 100중량부 대비 50~130중량부의 마이크로 캡슐(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열흡수 패드(10)는 두께(L)가 1~20mm인 판상의 패드이고,
   상기 캡핑 필름은 두께(S)가 10~350㎛m인 필름으로 상기 열흡수 패드를 감싼 후 필름이 접착되고, 또는 상부 필름과 하부 필름 사이에 상기 열흡수 패드를 위치시킨 후 상부 필름과 하부 필름의 가장자리가 접착되는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로 캡슐(12)은 40~50℃ 범위에서의 융점을 가지는 상변화 물질을 내부에 포함하고,
   상기 상변화 물질의 열용량이 180J/g 이상이고, 상기 마이크로 캡슐(12)의 크기가 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 방열 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 필름(20)은 밀도가 1.2g/㎤ 이상이고, 유리전이온도가 60℃ 이상인 것을 특징으로 하는 방열 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 필름(20)은 PET(polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 방열 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 실리콘 바인더는 경도가 40~50(Shore 00 type) 및 연신율이 30~70% 인 것을 특징으로 하는 방열 장치.
   
   

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