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WO2015065117A1 - 방열 부재 및 그를 구비한 휴대용 단말기 - Google Patents

방열 부재 및 그를 구비한 휴대용 단말기 Download PDF

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Publication number
WO2015065117A1
WO2015065117A1 PCT/KR2014/010387 KR2014010387W WO2015065117A1 WO 2015065117 A1 WO2015065117 A1 WO 2015065117A1 KR 2014010387 W KR2014010387 W KR 2014010387W WO 2015065117 A1 WO2015065117 A1 WO 2015065117A1
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WO
WIPO (PCT)
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heat
heat dissipation
dissipation sheet
punching
layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/010387
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English (en)
French (fr)
Inventor
황승재
Original Assignee
주식회사 아모그린텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아모그린텍 filed Critical 주식회사 아모그린텍
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Priority to US15/029,070 priority patent/US9729207B2/en
Priority claimed from KR1020140149709A external-priority patent/KR101675868B1/ko
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    • H04M2250/00—Details of telephonic subscriber devices
    • H04M2250/04—Details of telephonic subscriber devices including near field communication means, e.g. RFID

Definitions

  • the present invention relates to a heat dissipation member, and more particularly, a heat dissipation member capable of dissipating and blocking heat, and efficiently dissipates and insulates heat generated at a hot spot of a portable terminal to provide internal components of the portable terminal.
  • the present invention relates to a heat dissipation member capable of minimizing a thermal effect applied and preventing leakage of heat generated from a hot spot to the outside of a portable terminal, 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.
  • a heat insulating film has a problem in that its configuration is not specific and its heat insulating performance is not known, and thus the heat problem generated in a recent high performance portable terminal cannot be solved.
  • the present inventors continue to study heat dissipation member technology that can improve heat dissipation and heat insulation by dispersing and blocking heat generated in a hot spot of a portable terminal, thereby sequentially dissipating heat and heat.
  • the present invention is more economical, usable and competitive.
  • the present invention has been made in view of the above, the object of the present invention is to dissipate and block the heat generated in the hot spot (hot spot) of the portable terminal with a heat dissipation member to perform heat dissipation and heat insulation, inside the portable terminal It is to provide a heat dissipation member and a portable terminal having the same to minimize the thermal effect applied to the components, and to block the heat generated from the hot spot to the outside.
  • Another object of the present invention is to provide a passage for passing a wireless signal for communication in the heat dissipation sheet, to minimize the interference when performing a communication function such as NFC (Near Field Communication) of the portable terminal to smoothly perform the communication function of the portable terminal It is to provide a heat dissipation member and a portable terminal having the same.
  • a communication function such as NFC (Near Field Communication) of the portable terminal
  • Another object of the present invention is to include a nanofiber web or non-woven fabric arranged in a three-dimensional network structure in the heat dissipation sheet, which can improve the thermal insulation performance with nano-sized micro-pores or non-woven fabric of a large thermal barrier ability nanofiber web
  • a heat dissipation member and a portable terminal having the same are provided.
  • the heat dissipation sheet to dissipate the heat transfer to the heat dissipation, and to block and insulate the heat transfer; And a passage formed in the heat dissipation sheet and configured to pass a communication radio signal, wherein the passage provides a heat dissipation member including at least one punching area passing through the heat dissipation sheet.
  • the heat dissipation sheet to dissipate the heat transfer to the heat dissipation, and to block the heat transfer heat insulation; And a passage formed in the heat dissipation sheet and configured to pass a communication radio signal, wherein the passage comprises at least one punching area passing through the heat dissipation sheet, wherein the heat dissipation sheet is configured to spread heat in a horizontal direction.
  • Diffusion layer A first adhesive layer laminated on one surface of the heat diffusion layer; A second adhesive layer laminated on the other surface of the heat diffusion layer; A heat insulation layer laminated on the first adhesive layer to block heat from being transferred in a vertical direction; And a protective cover layer laminated on the heat insulating layer to protect the heat insulating layer.
  • the heat dissipation sheet to dissipate the heat transferred by the heat dissipation, and to block and insulate the heat transferred; And a passage formed in the heat dissipation sheet and configured to pass a communication radio signal, wherein the heat dissipation sheet is formed in an unopened region, first to fourth punching regions, and inside the first to fourth punching regions. ), Wherein the passage is the first to fourth punching area, with the unconnected area and a bridge connecting the island area between the first and fourth punching areas from a neighboring punching area. It is provided with a heat dissipation member spaced apart.
  • the terminal body performing a portable terminal function; A rear cover detachable from the rear of the terminal body; And a heat dissipation member installed inside the rear cover, wherein the heat dissipation member includes: a heat dissipation sheet for dissipating and dissipating the transferred heat; And a passage formed in the heat dissipation sheet and configured to pass a communication radio signal, wherein the passage provides at least one punching area passing through the heat dissipation sheet.
  • the terminal body performing a portable terminal function; A rear cover detachable from the rear of the terminal body; And a heat dissipation member installed inside the rear cover, wherein the heat dissipation member includes: a heat dissipation sheet for dissipating and dissipating the transferred heat; And a passage formed in the heat dissipation sheet, wherein a passage through which a communication radio signal passes, wherein the passage comprises at least one punching area passing through the heat dissipation sheet, wherein the heat dissipation sheet is configured to spread heat in a horizontal direction. Diffusion layer; A heat insulation layer laminated on one surface of the heat diffusion layer to block heat from being transferred in a vertical direction; And an adhesive layer laminated on the other surface of the heat diffusion layer.
  • a heat dissipation member having a function of dissipating and blocking heat to perform heat dissipation and heat insulation, and dissipates heat generated from a hot spot of the portable terminal to internal components of the portable terminal.
  • the communication function of the portable terminal is smoothly minimized by minimizing an obstacle when performing a communication function such as NFC (Near Field Communication) of the portable terminal.
  • NFC Near Field Communication
  • the present invention has a heat diffusion layer for diffusing heat generated from the heat generating parts of the portable terminal, and a heat insulating layer for blocking heat generated from the heat generating parts from being transferred to other parts, thereby simultaneously performing a heat spreading function and a heat insulating function.
  • the anti-oxidation layer is provided on the surface of the heat diffusion layer of the heat dissipation sheet, thereby preventing the heat diffusion layer from being oxidized.
  • a conductive adhesive layer is formed on one surface of the heat diffusion layer of the heat dissipation sheet, and the heat transferred to the heat diffusion layer is first diffused by the heat diffusion layer, and heat is transferred to another heat diffusion member attached to the conductive adhesion layer to the secondary. Diffusion can improve heat dissipation performance.
  • the color of the cover and the color exposed to the outside of the heat dissipation sheet may be the same.
  • FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view for explaining a heat radiation member according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a communication function of a portable terminal having a heat dissipation member according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic plan view for explaining a heat radiation sheet of a heat radiation member according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a conceptual plan view for explaining the heat flow in the heat radiation sheet of the heat radiation member according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a photograph of a state in which the NFC antenna is installed on the back of the mobile phone terminal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a photograph of a state in which a heat dissipation member is installed on a rear cover of a mobile phone terminal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a conceptual cross-sectional view for explaining a state in which the NFC antenna and the NFC chip of the mobile phone terminal according to an embodiment of the present invention electrically connected,
  • FIG. 9 is a view for explaining the conditions of the heat dissipation sheets on which the test of FIG. 8 is performed.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an enlarged photograph of a heat insulation layer according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a plan view of a cover with a heat radiation sheet according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a configuration diagram of an electrospinning apparatus for manufacturing a heat dissipation sheet of the present invention
  • FIG. 19 is a process flowchart showing a manufacturing process according to an example of the heat dissipation sheet of the present invention.
  • 21 is a process flowchart showing a manufacturing process according to another example of the heat dissipation sheet of the present invention.
  • Figure 23 is a graph comparing the heat radiation characteristics of the heat radiation sheet according to an embodiment of the present invention over time
  • 25 is a graph comparing the heat dissipation characteristics of the pure copper plate of the heat dissipation sheet according to the present invention and the copper plate coated with Ni for oxidation on the copper plate,
  • FIG. 26 is a time-based thermal image of a pure copper plate of a heat dissipation sheet according to the present invention and a copper plate coated with Ni for oxidation on the copper plate.
  • the heat dissipation member is a heat dissipation sheet 510 to dissipate the heat transferred by the heat dissipation, and to block and insulate the heat transferred; And a passage formed in the heat dissipation sheet 510 and passing a communication wireless signal, wherein the passage includes at least one punching area 520 passing through the heat dissipation sheet 510.
  • the heat dissipation is defined by the same term as the heat diffusion described below, and the punching area 520 is formed by punching at least one of the edge area, the center area, and the mixed area of the heat dissipation sheet 510. Can be.
  • Such a heat dissipation member according to an embodiment of the present invention can be mounted on the portable terminal, when the heat dissipation sheet is mounted on the portable terminal, it is possible to perform the heat dissipation and heat insulation function by dispersing and blocking the heat generated in the portable terminal. Therefore, the heat generated from the hot spot of the portable terminal is dispersed to minimize the thermal effect applied to the internal components of the portable terminal, and the heat generated from the hot spot is prevented from leaking to the outside to grip the portable terminal. This minimizes heat transfer to the user who is doing the job.
  • the heat dissipation member according to an embodiment of the present invention when installed in the portable terminal, it may be an obstacle when performing a communication function such as NFC (Near Field Communication) of the portable terminal, the heat dissipation sheet 510 By providing a passage through which the communication radio signal passes, there is an advantage that can smoothly perform the communication function of the portable terminal.
  • NFC Near Field Communication
  • the portable terminal includes a terminal body 550 performing a portable terminal function; And a rear cover 530 detachable to the rear of the terminal body 550.
  • the rear surface of the terminal body 550 has an area in which a battery, a memory chip, etc. may be mounted, and to facilitate the replacement thereof, the rear cover 530 may be disposed on the rear surface of the terminal body 550 for aesthetics of the portable terminal. It is detachably installed.
  • the rear cover 530 may be referred to as a battery cover.
  • the terminal body 550 includes high-speed and high-performance chips, and a hot spot region 551 is formed in which heat is concentrated in a local region when the chips are operated. Since the heat dissipation sheet 510 of the heat dissipation member is mounted inside the rear cover 530, the heat dissipation sheet 510 when the rear cover 530 is coupled with the terminal body 550 (in the direction of the arrow in FIG. 1). Is in close contact with the hot spot area 551, and receives heat generated in the hot spot area 551 as it is to perform a distribution and blocking function.
  • the communication antenna provided in the terminal body 550 may smoothly transmit and receive a wireless signal with an external device through the punching area 520 of the heat dissipation sheet 510.
  • the NFC (Near Field Communication) antenna 560 of FIG. 1 may smoothly transmit and receive a wireless signal with an external device through the punching area 520 of the heat dissipation sheet 510.
  • the communication function of the portable terminal can be applied in various ways, but preferably, the communication function of the NFC (Near Field Communication) method is provided in the portable terminal.
  • NFC Near Field Communication
  • NFC communication is a method of contactless short-range wireless communication using the 13.56MHz frequency band, and is a communication standard developed for transmitting data between terminals at a close distance of 10 cm.
  • NFC is widely used not only for payment, but also for transmitting goods information, travel information for visitors, and traffic control locks in supermarkets and general stores.
  • the portable terminal 500 includes an NFC chip 561 to enable NFC communication, and the NFC chip 561 is connected to another terminal and reader based on the NFC communication standard through the NFC antenna 560. It is possible to exchange data at a short distance with the external device 600, such as. At this time, the portable terminal 500 transmits and receives a wireless signal through the NFC method, and performs data communication with the external device 600.
  • the heat dissipation sheet 510 of the heat dissipation member according to the embodiment of the present invention has a flat plate shape and is a passage through which a communication wireless signal passes, and at least one punching area penetrating the heat dissipation sheet 510. 521,522,523,524 are formed.
  • the punching area of the heat dissipation sheet 510 may be formed of the first to fourth punching areas 521, 522, 523, and 524 that are punched in a '-' shape.
  • the first to fourth punching regions 521, 522, 523 and 524 form a rectangular island region 525 inside the first to fourth punching regions 521, 522, 523 and 524, and the non-punched region 526 and the island region are formed.
  • the first to fourth punching regions 521, 522, 523, 524 are spaced apart from the neighboring punching region with the bridges 527a, 527b, 527c, and 527d connecting the 525 therebetween.
  • the width of the bridges 527a, 527b, 527c, and 527d is preferably 5 mm or less, and in 5 mm or more, the communication distance is shortened and the NFC standard is not satisfied.
  • At least one slot may be further formed to open one punching area of the first to fourth punching areas 521, 522, 523, and 524 to increase the transmission and reception strength of the wireless signal with the NFC antenna. That is, in FIG. 3, the slot 528 for opening the second punching region 522 to the outside may be formed to open the loop of the heat dissipation sheet 510, thereby improving inductive coupling. have.
  • the island region 525 has an area 529 to which the NFC antenna is in contact, and the island area 525 has a larger size than the area 529 to which the NFC antenna is in contact.
  • the distance from the edge of the area 529 to which the NFC antenna is in contact with the edge of the island area 525 is defined as an offset (P), and 1.5 mm or more is preferable, and the communication distance is 1.5 mm or more. Shortens and does not satisfy the NFC standard.
  • the uninjured area 526 of the heat dissipation sheet 510 of the heat dissipation member according to the embodiment of the present invention contacts the hot spot area 551, and heat generated in the hot spot area 551 is Through the bridges 527a, 527b, 527c, and 527d of the heat dissipation sheet 510, the heat dissipation sheet 510 is dispersed in the entire area of the heat dissipation sheet 510.
  • a battery 700 is mounted on a rear surface 501 of a mobile phone terminal according to an embodiment of the present invention, and an NFC antenna 560 is preferably installed on the battery 700.
  • the heat dissipation sheet 510 of the heat dissipation member is attached to the rear cover of the mobile phone terminal.
  • a groove 552 for mounting the battery 700 is formed in the rear of the terminal body 550 of the mobile phone terminal, and the battery 700 is inserted into and fixed to the groove 552. .
  • the NFC antenna 560 is attached to the battery 700, and an NFC chip (not shown) is built in the terminal body 550. Since the battery 700 may be detached from the groove 552, the wires for directly connecting the NFC antenna 560 and the NFC chip may not be installed.
  • the first contact 591 is installed in the NFC antenna 560
  • the second contact 592 connected to the NFC chip is installed at the rear of the terminal body 550
  • the rear cover 530 is provided.
  • the wiring line 593 connecting the first and second contacts 591 and 592 is provided. That is, when the rear cover 530 is separated from the rear of the terminal body 550, the wiring line 593 is also separated from the first and second contacts 591 and 592, and the first and second contacts 591 and 592 are electrically connected to each other.
  • the wiring line 593 electrically connects the first and second contacts 591 and 592, so that the NFC antenna 560 and the NFC chip are It is electrically connected.
  • FIG. 8 is a table showing data of a test result of a communication distance and an authentication item of a heat dissipation sheet applied to a mobile phone terminal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 illustrates conditions of the heat dissipation sheets performing the test of FIG. 8. It is a figure for following.
  • the widths of the bridges are 5 mm and 10 mm, and one offset (the distance from one edge of the area where the NFC antenna is contacted to one edge of the island area) is 1 mm and 1.5 mm, and both offsets (NFC antenna is
  • the heat dissipation sheets (Sample # 1, Sample # 2, Sample) of the heat dissipation member according to the embodiment of the present invention which are 2 mm and 3 mm, respectively, the distances from the edges of the contacted areas to the edges of the islands are summed on both sides.
  • Data of the communication distance and the authentication items in the portable terminal equipped with # 3) (one slot) and the portable terminal without the heat dissipation sheet are shown in FIG. 8.
  • the heat dissipation sheet of the heat dissipation member according to the embodiment of the present invention satisfies the communication distance and the authentication item when the bridge width is 5 mm or less and one offset is 1.5 mm or more.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the heat radiation sheet according to the first embodiment of the present invention.
  • the heat dissipation sheet 100 is stacked on one surface of the heat diffusion layer 20 and the heat diffusion layer 20 for diffusing heat in a horizontal direction, and heat is transferred in a vertical direction. It includes a heat insulating layer 10 to block the thing, and an adhesive layer 30 laminated on the other surface of the heat diffusion layer 20.
  • the heat diffusion layer 20 is formed of a metal having thermal conductivity.
  • a metal having thermal conductivity For example, Al, Ni, Cu, Ag, and an alloy thereof may be used.
  • Cu having excellent thermal conductivity may be used.
  • the heat diffusion layer 20 rapidly diffuses heat generated in the heat generating part 200 in the horizontal direction to prevent local high heat from being generated so that the heat generating part 200 and the other part 300 are damaged by high heat. To prevent them.
  • the heat diffusion layer 20 may be applied to any material capable of rapidly diffusing heat in the horizontal direction in addition to the thermally conductive metal.
  • graphite can also be applied as a heat diffusion layer.
  • the heat insulation layer 10 is formed of a porous thin film that can block heat transmitted in the vertical direction.
  • the thermal insulation layer 10 may be, for example, a nano-web form having a plurality of pores, a nonwoven fabric having a plurality of pores, a polyether sulfone (PES), etc. by an electrospinning method. Any material can be applied as long as possible.
  • the pore size of the heat insulation layer 10 is several tens nm to about 10 micrometers.
  • the 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.
  • the nanofibers 14 are formed, and the nanofibers 14 accumulate to form a nanofiber web having a plurality of pores 12.
  • the diameter of the nanofibers 14 is smaller, the specific surface area of the nanofibers is increased, and the air trapping ability of the nanofiber web having a plurality of micropores increases, thereby improving thermal insulation performance. Accordingly, the diameter of the nanofibers 14 is in the range of 0.1-5 um, preferably 0.3-3 um, and the thickness of the heat insulation layer 10 is 5-30 ⁇ m, preferably 10-25 um. In addition, the porosity of the pores 12 formed in the heat insulating layer 10 preferably has a range of 50 to 80%.
  • air is known as an excellent heat insulating material having a low thermal conductivity, but is not used as a heat insulating material by convection.
  • the heat insulating layer 10 applied to the present invention is configured in the form of a nano web having a plurality of micro pores, air is not convection in each micro pores and trapped (contained), thereby providing excellent heat blocking property of the air itself. It can represent.
  • 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 polymeric material used to make the insulating layer 10 may be, for example, a low polymer polyurethane, a high polymer polyurethane, a polystylene (PS), a polyvinylalchol (PVA), a polymethyl methacrylate (PMMA), or a polylactic acid (PLA).
  • PS polymer polyurethane
  • PVA polyvinylalchol
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PLA polylactic acid
  • PEO polyethyleneoxide
  • PVAc polyvinylacetate
  • PAA polyacrylic acid
  • PCL polycaprolactone
  • PAN polyacrylonitrile
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • PVC polyvinylpyrrolidone
  • PVC polyvinylchloride
  • Nylon polycarbonate
  • PC polyetherimide
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PEI polyetherimide
  • PES polyesthersulphone
  • 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 heat insulating layer 10 to the desired thickness.
  • the heat insulating layer 10 is formed in the form of a nanofiber web in which the nanofibers 14 are accumulated by the spinning method, the insulating layer 10 may be formed in a form having a plurality of pores 12 without a separate process, and the radiation amount of the spinning solution It is also possible to adjust the size of the pores. Therefore, the number of pores 12 can be made finely large, the heat shielding performance is excellent, and thus the heat insulating performance can be improved.
  • the heat insulating performance is improved, and as the thickness of the heat diffusion layer 20 is thick, the heat spreading performance may be improved. Therefore, by adjusting the thickness of the heat insulating layer 10 and the heat diffusion layer 20 according to the installation position to achieve the best performance.
  • the adhesive layer 30 is formed of an adhesive material having thermal conductivity so that heat generated from the heat generating part 200 can be quickly transferred to the heat diffusion layer 20.
  • the adhesive layer may be a conventional thermal conductive adhesive tape or a thermal conductive adhesive sheet, it may be formed in the form of inorganic porous nano web by the electrospinning method.
  • the thermally conductive and electrically conductive adhesive material may be thermally conductive metals such as Ni, Cu, and Ag, carbon black, carbon nanotubes, and graphene having excellent thermal conductivity.
  • thermally conductive metals such as Ni, Cu, and Ag, carbon black, carbon nanotubes, and graphene having excellent thermal conductivity.
  • Graphene conductive polymer
  • PDOT conductive polymer
  • the pressure-sensitive adhesive and the solvent is mixed to make an adhesive material having a viscosity suitable for electrospinning, and the electrospinning of this adhesive material to form a nanofiber, the nanofiber is accumulated It is formed in the form of a non-porous nanofiber web (nano web).
  • the adhesive layer 30 may be formed in the same electrospinning method as the method of forming the heat insulating layer 10, and the thickness of the adhesive layer 30 may be freely made because the thickness is determined according to the radiation amount of the adhesive material.
  • the adhesive layer 30 is also laminated to the heat insulating layer 10 may be applied to the structure provided with an adhesive layer on both sides of the heat radiation sheet.
  • the heat dissipation sheet according to the first embodiment prevents the heat generated from the hot spot of the portable terminal from rapidly spreading in the horizontal direction by the heat diffusion layer 20 to become locally high temperature, and the heat insulation layer 10 is vertical.
  • the directional insulation function prevents heat generated from the hot spot from being transferred to the outside of the portable terminal.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a second embodiment of the present invention.
  • the heat dissipation sheet according to the second embodiment includes a heat diffusion layer 20 for diffusing heat in a horizontal direction, a heat insulating layer 10 laminated on one surface of the heat diffusion layer 20 to block heat from being transferred in a vertical direction, and heat
  • the adhesive layer 30 stacked on the other surface of the diffusion layer 20 and the protective cover layer 40 stacked on one surface of the heat insulating layer 10 to protect the heat insulating layer are included.
  • the protective cover layer 40 is attached to the heat insulating layer 10 to seal one surface of the heat insulating layer so that the pores can act as an air chamber and to prevent external impact or other foreign substances from entering the pores of the heat insulating layer 10. Play a role.
  • the protective cover layer 40 may be a resin material such as PET film, it is possible to apply a fiber material in addition to the resin material.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a third embodiment of the present invention.
  • the heat dissipation sheet according to the third embodiment includes a heat spreading layer 20 for diffusing heat in a horizontal direction, a first adhesive layer 50 stacked on one surface of the heat spreading layer 20, and a second stacking layer on the other surface of the heat spreading layer.
  • the adhesive layer 60 is laminated on the first adhesive layer 50 to prevent heat from being transferred in the vertical direction, and the insulating layer 10 is laminated on one surface of the thermal insulation layer 10 to protect the thermal insulation layer 10.
  • Protective cover layer 40 is laminated on the first adhesive layer 50 to prevent heat from being transferred in the vertical direction, and the insulating layer 10 is laminated on one surface of the thermal insulation layer 10 to protect the thermal insulation layer 10.
  • the first adhesive layer 50 serves to attach the heat insulation layer 10 to the heat diffusion layer 20, and may be formed as an inorganic porous nano web type manufactured by an electrospinning method.
  • the second adhesive layer 60 serves to attach the heat dissipation sheet 100 to the component, which is the same as the adhesive layer 30 described in the first embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the heat dissipation sheet according to the fourth embodiment includes a heat spreading layer 20 for diffusing heat in a horizontal direction, a heat insulating layer 10 stacked on one surface of the heat spreading layer 20 to block heat from being transferred in a vertical direction, and heat An adhesive layer 30 stacked on the other surface of the diffusion layer 20 and an anti-oxidation film 110 formed on the surface of the heat diffusion layer to prevent the heat diffusion layer from being oxidized.
  • the anti-oxidation layer 110 prevents the heat diffusion layer from being oxidized when an oxidizable material such as Cu is used as the heat diffusion layer, and may be formed by coating an anti-oxidation material on the surface of the heat diffusion layer 20.
  • the method of oxidizing the surface of ()) to form an oxide film can be used.
  • the antioxidant may be used Ni, specifically, is prepared by coating Ni to a thickness of about 0.1 ⁇ 0.3 ⁇ m.
  • the heat dissipation sheet according to the fourth embodiment prevents the heat diffusion layer from being oxidized by forming the anti-oxidation film 110 on the surface of the heat diffusion layer 20, thereby preventing the heat diffusion layer from degrading its performance. .
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the heat dissipation sheet according to the fifth embodiment has a heat diffusion layer 20 for diffusing heat in a horizontal direction, a heat insulating layer 10 for laminating on one surface of the heat diffusion layer 20 to block heat from being transferred in a vertical direction, and a heat insulating layer.
  • the adhesive layer 30 is laminated on one surface of the 10, and the electrically conductive adhesive layer 120 is laminated on one surface of the heat diffusion layer 20 to absorb electromagnetic waves.
  • the electrically conductive adhesive layer 120 may be formed by an electrospinning apparatus in the same manner as forming the heat insulating layer 10, and may attach the electrically conductive adhesive film to one surface of the heat diffusion layer 20.
  • the electrically conductive adhesive layer 120 is formed by an electrospinning apparatus, an electrospinable polymer material, an electrically conductive adhesive material, and a solvent are mixed at a predetermined ratio 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 heat dissipation sheet according to the fourth embodiment may serve as an electromagnetic shielding role by absorbing electromagnetic waves by providing the electrically conductive adhesive layer 120.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a heat radiation sheet according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the heat dissipation sheet according to the sixth exemplary embodiment includes a heat diffusion layer 20 for diffusing heat in a horizontal direction, a heat insulating layer 10 laminated on one surface of the heat diffusion layer 20, and blocking heat transfer in a vertical direction, and a heat insulating layer.
  • the adhesive layer 30 stacked on one surface of the substrate 10 and the color cover layer 130 stacked on the surface of the heat diffusion layer 20 and having various colors are included.
  • a color cover layer 130 having various colors may be provided on the portion exposed to the outside of the heat dissipation sheet to beautify the design.
  • the color cover layer 130 may be formed by coating a color color on the surface of the heat diffusion layer 20, and a single-sided adhesive tape having color color on one surface may be used.
  • the color cover layer 130 forms the color cover layer 130 in the same color as that of the cover 102 such as white when the color of the cover 102 is white and black when it is black.
  • a method of manufacturing the heat dissipation sheet of the present invention is as follows.
  • the collector 78 when the collector 78 is driven, the metal plate 82 wound around the metal plate roll 80 is supplied to the collector 78 (S10).
  • the conductive adhesive material is made of nanofibers 14 in the first radiation nozzle 74 to radiate to the surface of the metal plate 82. . Then, the nanofibers 14 are accumulated on the surface of the metal plate 82 to form the first adhesive layer 50 (S20).
  • the air injector 62 installed in the first radiation nozzle 74 the air is injected to the nanofibers 14 so that the nano-fibers 14 do not fly and the To be collected and integrated on the surface.
  • the metal plate 82 on which the first adhesive layer 50 is stacked is moved to the lower side of the second radiation nozzle 76, and the spinning solution is nanofibers in the second radiation nozzle 76. Made and radiated to the surface of the first adhesive layer 50. Then, the nanofibers are accumulated on the surface of the first adhesive layer 50 to form a heat insulating layer 10 having a plurality of pores (S30).
  • stacked on the surface of the metal plate is pressed while passing through the pressure roller, becomes a predetermined thickness, and is wound up by the sheet roll 88 (S40).
  • the second adhesive layer may be manufactured separately and attached to the other surface of the metal plate, and may be formed in the form of a nano web by spinning the nanofibers on the other surface of the metal plate using the electrospinning apparatus described above.
  • FIG. 20 is a configuration diagram showing another embodiment of the process of manufacturing a heat dissipation sheet of the present invention.
  • the heat dissipation sheet manufacturing process according to another embodiment may be manufactured by thermal lamination after separately manufacturing the metal plate 21, the heat insulation layer 10, and the adhesive layer 30 constituting the heat diffusion layer 20.
  • the metal plate 21 is supplied from the metal plate roll 210, and the first pressure roller after laminating the hot melt film 250 supplied from the hot melt film roll 220 on the surface of the metal plate 21. Pass 310. Then, the hot melt film 250 is thermally laminated on the surface of the metal plate 21.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 30 supplied from the pressure-sensitive adhesive layer roll 240 is laminated on the surface of the heat insulation layer 10 and then passed through the third pressure roller 330. Then, the adhesive layer 30 is thermally laminated on the surface of the heat insulating layer 10.
  • Figure 21 is a block diagram showing another embodiment of the process for producing a heat radiation sheet of the present invention.
  • Heat dissipation sheet manufacturing process is a cold lamination method that can reduce the cost compared to the thermal paper described in the other embodiments above.
  • the metal plate 21 is supplied from the metal plate roll 210, and the acrylic pressure sensitive adhesive 260 supplied from the acrylic pressure sensitive adhesive roll 270 is stacked on the surface of the metal plate 21, and the first pressure roller 410 is stacked. It is cold laminated while passing.
  • the first pressing roller 410 is a roller that does not apply heat but only pressurized is used. Then, the release film 440 attached to the acrylic adhesive 260 is removed.
  • the metal plate 21 and the heat insulating layer 10 are formed by the acrylic pressure sensitive adhesive. Cold laminated.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 30 supplied from the pressure-sensitive adhesive layer roll 240 is laminated on the surface of the heat insulation layer 10 and then passed through the third pressure roller 330. Then, the adhesive layer 30 is cold laminated on the surface of the heat insulation layer 10.
  • Figure 22 is a photograph observing whether or not the thermal characteristics of the heat dissipation sheet according to an embodiment of the present invention according to time
  • Figure 23 is a graph comparing the heat dissipation characteristics of the heat dissipation sheet according to an embodiment of the present invention.
  • Table 1 shows the change in surface resistance with time, and it can be seen that as time passes, the surface resistance becomes 12.1 ⁇ / sq after 72 hours from the initial 6.7 ⁇ / sq.
  • the antioxidant layer is formed on the surface of the heat diffusion layer described in the fourth embodiment, the oxidation of the copper plate can be prevented.
  • FIG. 25 is a graph comparing the heat dissipation characteristics of the pure copper plate of the heat dissipation sheet according to the present invention and the copper plate coated with Ni for oxidation on the copper plate, and FIG. This is a thermal image of Ni-coated copper plate over time.
  • the present invention provides a heat dissipation member that can effectively dissipate and insulate heat generated at a hot spot of a portable terminal to minimize thermal effects applied to internal components of the portable terminal.

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Abstract

본 발명은 방열 부재 및 그를 구비한 휴대용 단말기에 관한 것으로, 방열 부재는 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로;를 포함하며, 통로는 방열 시트를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역으로 이루어진다.

Description

방열 부재 및 그를 구비한 휴대용 단말기
본 발명은 방열 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 열을 분산 및 차단할 수 있는 방열 부재로, 휴대용 단말기의 핫스팟(hot spot)에서 발생된 열을 효율적으로 방열 및 단열하여 휴대용 단말기 내부 부품들에 인가되는 열적 영향을 최소화시키고, 핫스팟에서 발생된 열이 휴대용 단말기 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있는 방열 부재 및 그를 구비한 휴대용 단말기에 관한 것이다.
최근, 휴대용 단말기를 비롯한 전자제품이 지속적으로 발전하고 있으며, 전자제품은 사용자의 요구에 따라 고성능화 및 다기능화가 촉진되고 있다.
특히, 휴대용 단말기는 사용자의 휴대성 및 편리성을 극대화하기 위하여, 소형화 및 경량화가 필수적이고, 고성능을 위하여 점점 작은 공간에 집적화된 부품들이 실장되고 있다. 이에 따라 휴대용 단말기에 사용되는 부품들은 고성능화로 발열 온도가 높아지고, 이 높아진 발열 온도는 인접된 부품들에 영향을 인가하여 휴대용 단말기의 성능을 저하시키는 문제점을 야기시킨다.
이러한 발열에 의해 문제를 해결하기 위해서 다양한 단열 소재들이 휴대용 단말기에 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 단말기가 개시되어 있어, 휴대용 단말기로부터 발생되는 열이 엘씨디를 통해 사용자의 안면부로 전달됨을 방지할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이러한 단열필름은 그 구성이 구체적이지 않고, 단열성능을 알 수 없어, 최근의 고성능화된 휴대용 단말기에서 발생되는 열 문제를 해결할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명자들은 휴대용 단말기의 핫스팟(hot spot)에서 발생된 열을 분산 및 차단하여 방열과 단열 성능을 우수하게 할 수 있는 방열 부재 기술에 대한 연구를 지속적으로 진행하여 열분산, 단열을 순차적으로 수행할 수 있으며, 통신용 무선 신호의 출입이 가능한 방열 부재의 구조적인 특징을 도출하여 발명함으로써, 보다 경제적이고, 활용 가능하고 경쟁력있는 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 본 발명에서는 휴대용 단말기의 핫스팟(hot spot)에서 발생된 열을 방열 부재로 분산 및 차단하여 방열과 단열을 수행함으로써, 휴대용 단말기 내부 부품들에 인가되는 열적 영향을 최소화시키고, 핫스팟에서 발생된 열이 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있는 방열 부재 및 그를 구비한 휴대용 단말기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 방열 시트에 통신용 무선 신호를 통과시키는 통로를 마련함으로써, 휴대용 단말기의 NFC(Near Field Communication)와 같은 통신 기능을 수행시 장애를 최소화시켜 휴대용 단말기의 통신 기능을 원활하게 수행할 수 있는 방열 부재 및 그를 구비한 휴대용 단말기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 3차원 네트워크 구조로 배열된 나노 섬유 웹 또는 부직포를 방열 시트에 포함시켜, 열 차단 능력이 큰 나노 섬유 웹의 나노 크기의 미세 기공 또는 부직포로 단열 성능을 향상시킬 수 있는 방열 부재 및 그를 구비한 휴대용 단말기를 제공하는 데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예는, 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및 상기 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로;를 포함하며, 상기 통로는 상기 방열 시트를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역으로 이루어진 방열 부재를 제공한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예는, 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및 상기 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로를 포함하며, 상기 통로는 상기 방열 시트를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역으로 이루어지고, 상기 방열 시트는, 열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층; 상기 열 확산층의 일면에 적층되는 제1점착층; 상기 열 확산층의 타면에 적층되는 제2점착층; 상기 제1점착층에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층; 및 상기 단열층에 적층되어 단열층을 보호하는 보호 커버층;을 포함하는 방열 부재를 제공한다.
더불어, 본 발명의 일 실시예는, 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및 상기 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로를 포함하며, 상기 방열 시트는 타발되지 않은 영역, 제1 내지 제4 타발 영역 및 상기 제1 내지 제4 타발 영역 내측에 형성된 아일랜드(island) 영역을 포함하며, 상기 통로는 상기 제1 내지 제4 타발 영역이고, 상기 타발되지 않은 영역과 상기 아일랜드 영역을 연결하는 브릿지를 사이에 두고, 상기 제1 내지 제4 타발 영역은 이웃 타발 영역으로부터 이격되어 있는 방열 부재를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 휴대용 단말기 기능을 수행하는 단말기 본체; 상기 단말기 본체 후면에 착탈 가능한 후면 커버; 및 상기 후면 커버 내측에 설치된 방열 부재;를 포함하며, 상기 방열 부재는, 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및 상기 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로를 포함하며, 상기 통로는 상기 방열 시트를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역으로 이루어진 휴대용 단말기를 제공한다.
또, 본 발명의 일 실시예는, 휴대용 단말기 기능을 수행하는 단말기 본체; 상기 단말기 본체 후면에 착탈 가능한 후면 커버; 및 상기 후면 커버 내측에 설치된 방열 부재;를 포함하며, 상기 방열 부재는, 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및 상기 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로를 포함하며, 상기 통로는 상기 방열 시트를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역으로 이루어지며, 상기 방열 시트는, 열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층; 상기 열 확산층의 일면에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층; 및 상기 열 확산층의 타면에 적층되는 점착층;을 포함하는 휴대용 단말기를 제공한다
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 열을 분산 및 차단하여 방열과 단열을 수행할 수 있는 기능을 갖는 방열 부재로, 휴대용 단말기의 핫스팟(hot spot)에서 발생된 열을 분산시켜 휴대용 단말기 내부 부품들에 인가되는 열적 영향을 최소화시키고, 핫스팟에서 발생된 열이 외부로 누출되는 것을 차단하여 휴대용 단말기를 그립(Grip)하고 있는 사용자에게 전달되는 열을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서는 방열 시트에 타발 영역을 형성하고, 이 타발 영역으로 통신용 무선 신호를 통과시킴으로써, 휴대용 단말기의 NFC(Near Field Communication)와 같은 통신 기능을 수행시 장애를 최소화시켜 휴대용 단말기의 통신 기능을 원활하게 수행할 수 있는 잇점이 있다.
본 발명에서는 휴대용 단말기의 발열부품에서 발생되는 열을 확산시키는 열 확산층과, 발열부품에서 발생되는 열이 다른 부품으로 전달되는 것을 차단하는 단열층을 구비하여, 열 확산 기능과 단열 기능을 동시에 수행할 수 있는 방열 시트를제공할 수 있다.
본 발명에서는 방열 시트의 열 확산층의 표면에 산화방지층을 구비하여 열 확산층이 산화되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서는 방열 시트의 열 확산층의 일면에 전도성 점착층을 형성하여 열 확산층으로 전달된 열이 열 확산층에 의해 1차 확산되고, 전도성 점착층에 부착된 다른 열 확산부재로 열이 전달되어 2차 확산되어 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 방열시트의 열 확산층의 일면에 컬러층을 형성하여 방열시트를 커버에 부착할 경우 커버의 색상과 방열시트의 외부로 노출되는 색상을 동일하게 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재를 설명하기 위한 개념적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재가 설치된 휴대용 단말기의 통신 기능을 설명하기 개념적인 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재의 방열 시트를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재의 방열 시트 내의 열 흐름을 설명하기 위한 개념적인 평면도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 단말기의 후면에 NFC 안테나가 설치된 상태를 촬영한 사진이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 단말기의 후면 커버에 방열 부재가 설치된 상태를 촬영한 사진이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 단말기의 NFC 안테나와 NFC 칩이 전기적으로 연결되는 상태를 설명하기 위한 개념적인 일부 단면도이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 단말기에 적용된 방열 시트의 통신 거리 및 인증 항목을 테스트한 결과 데이터를 수록한 테이블이고,
도 9는 도 8의 테스트를 수행한 방열 시트들의 조건을 설명하기 위한 도면이고,
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 방열시트의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 단열층을 확대한 사진이고,
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 방열시트의 단면도이고,
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 방열시트의 단면도이고,
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 방열시트의 단면도이고,
도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 방열시트의 단면도이고,
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 방열시트의 단면도이고,
도 17는 본 발명의 제6실시예에 따른 방열시트가 부착된 커버의 평면도이고,
도 18은 본 발명의 방열시트를 제조하는 전기 방사장치의 구성도이고,
도 19는 본 발명의 방열시트의 일 예에 따른 제조공정을 나타낸 공정 순서도이고,
도 20은 본 발명의 방열시트의 다른 예에 따른 제조공정을 나타낸 공정 순서도이고,
도 21은 본 발명의 방열시트의 또 다른 예에 따른 제조공정을 나타낸 공정 순서도이고,
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트의 시간별 열적 특성변화 여부를 관찰한 사진이고,
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트의 시간별 방열특성을 비교한 그래프이고,
도 24는 본 발명에 따른 방열시트의 시간별 열화상 사진이고,
도 25는 본 발명에 따른 방열시트의 순수 동판과, 동판에 산화를 위해 Ni이 코팅된 동판의 방열특성을 비교한 그래프이고,
도 26은 본 발명에 따른 방열시트의 순수동판과, 동판에 산화를 위해 Ni이 코팅된 동판의 시간별 열화상 사진이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재는 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트(510); 및 상기 방열 시트(510)에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로를 포함하며, 상기 통로는 상기 방열 시트(510)를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역(520)으로 구성한다. 여기서, 본 발명에서 열의 분산은 후술된 열의 확산과 동일한 용어로 정의하고, 타발 영역(520)은 방열 시트(510)의 가장자리 영역, 중앙영역 및 이들 혼용 영역 중 적어도 하나의 영역을 타발하여 형성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재는 휴대용 단말기에 장착될 수 있으며, 방열시트가 휴대용 단말기에 장착되는 경우, 휴대용 단말기에 발생된 열을 분산 및 차단하여 방열과 단열 기능을 수행할 수 있으므로, 휴대용 단말기의 핫스팟(hot spot)에서 발생된 열을 분산시켜 휴대용 단말기 내부 부품들에 인가되는 열적 영향을 최소화시키고, 핫스팟에서 발생된 열이 외부로 누출되는 것을 차단하여 휴대용 단말기를 그립(Grip)하고 있는 사용자에게 전달되는 열을 최소화시킬 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재가 휴대용 단말기에 설치되는 경우, 휴대용 단말기의 NFC(Near Field Communication)와 같은 통신 기능을 수행시 장애 요소가 될 수 있는바, 방열 시트(510)에 통신용 무선 신호가 통과되는 통로를 마련함으로써, 휴대용 단말기의 통신 기능을 원활하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재는 도 1과 같이, 휴대용 단말기의 후면 커버(530) 내측에 방열 부재의 방열 시트(510)를 설치하는 것이 바람직하다. 여기서, 휴대용 단말기는 휴대용 단말기 기능을 수행하는 단말기 본체(550); 및 단말기 본체(550) 후면에 착탈 가능한 후면 커버(530)로 구성된다. 단말기 본체(550)의 후면에는 배터리, 메모리칩 등이 장착될 수 있는 영역들이 있고, 이들의 교체를 편리하게 하게 하고, 휴대용 단말기의 미관을 위하여 후면 커버(530)는 단말기 본체(550) 후면에 착탈 가능하게 설치된다. 여기서, 후면 커버(530)는 배터리 커버라고 지칭될 수 있다.
단말기 본체(550)에는 고속 및 고기능의 칩들이 내장되고, 이 칩들이 동작될 때 국부적인 영역에 열이 집중적으로 발열하는 핫스팟 영역(551)이 만들어진다. 방열 부재의 방열 시트(510)는 후면 커버(530) 내측에 장착되어 있으므로, 후면 커버(530)가 단말기 본체(550)와 결합되는 경우(도 1의 화살표 방향으로 결합)에 방열 시트(510)는 핫스팟 영역(551)에 밀착되어, 핫스팟 영역(551)에서 발생된 열을 그대로 전달받아 분산 및 차단 기능을 수행하게 된다.
그리고, 단말기 본체(550)에 마련된 통신용 안테나, 예컨대 도 1의 NFC(Near Field Communication) 안테나(560)는 방열 시트(510)의 타발 영역(520)을 통하여 외부의 기기와 무선 신호를 원활하게 송수신할 수 있어, 방열 부재가 휴대용 단말기의 후면 커버에 장착되더라도 통신 장애를 발생하지 않게 된다.
휴대용 단말기의 통신 기능은 다양한 방식이 적용될 수 있으나, 바람직하게는 NFC(Near Field Communication) 방식의 통신 기능이 휴대용 단말기에 구비되는 것이다.
NFC 통신은 13.56MHz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신하는 방식으로, 통상 10cm의 가까운 거리에서 단말기간 데이터를 전송하기 위해 개발된 통신 규격이다. NFC는 결제뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
도 2를 참고하면, 휴대용 단말기(500)는 NFC 통신이 가능하도록 하는 NFC칩(561)을 포함하고 있고, NFC 칩(561)은 NFC 안테나(560)를 통하여 NFC 통신 규격에 따른 다른 단말기, 리더와 같은 외부 기기(600)와 근거리에서 데이터 교환이 가능하다. 이때, 휴대용 단말기(500)는 NFC 방식으로 무선 신호를 송수신함으로써, 외부 기기(600)와 데이터를 주고받아 NFC 통신을 수행한다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재의 방열 시트(510)는 평평한 판형상이고, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로로서, 상기 방열 시트(510)를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역(521,522,523,524)이 형성되어 있다.
이때, 방열 시트(510)의 타발 영역은 'ㄱ'자 형상으로 타발된 제1 내지 제4 타발 영역(521,522,523,524)으로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 내지 제4 타발 영역(521,522,523,524)에 의해, 제1 내지 제4 타발 영역(521,522,523,524) 내측에는 사각형 형상의 아일랜드(island) 영역(525)이 형성되고, 타발되지 않은 영역(526)과 아일랜드 영역(525)을 연결하는 브릿지(527a,527b,527c,527d)를 사이에 두고 제1 내지 제4 타발 영역(521,522,523,524)은 이웃 타발 영역으로부터 이격되어 있다. 여기서, 브릿지(527a,527b,527c,527d)의 폭은 5㎜ 이하가 바람직하고, 5㎜ 이상에서는 통신 거리가 짧아져 NFC 규격에 만족하지 못한다.
그리고, NFC 안테나로 무선 신호의 송수신 세기를 증가시키기 위해, 제1 내지 제4 타발 영역(521,522,523,524) 중 하나의 타발 영역을 외부로 개방시키는 적어도 하나의 슬롯이 더 형성될 수 있다. 즉, 도 3에서는 제2 타발 영역(522)을 외부로 개방시키는 슬롯(528)을 형성하여 방열 시트(510)를 개루프(open loop)로 만들어 인덕티브 커플링(inductive coupling)을 개선시킬 수 있다.
또, 아일랜드 영역(525)에는 NFC 안테나가 접촉되는 영역(529)이 존재하고, 아일랜드 영역(525)의 크기는 NFC 안테나가 접촉되는 영역(529)의 크기보다 크다. 이때, 본 발명에서는 NFC 안테나가 접촉되는 영역(529) 가장자리에서 아일랜드 영역(525) 가장자리까지의 거리를 오프셋(offset)(P)으로 정의하며, 1.5㎜ 이상이 바람직하고, 1.5㎜ 이상에서는 통신 거리가 짧아져 NFC 규격에 만족하지 못한다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재의 방열 시트(510)의 타발되지 않은 영역(526)은 핫스팟 영역(551)에 접촉되고, 핫스팟 영역(551)에서 발생된 열은 방열 시트(510)의 브릿지(527a,527b,527c,527d)를 통하여 방열 시트(510) 전체 영역으로 분산된다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 단말기의 후면(501)에는 배터리(700)가 장착되어 있고, 이 배터리(700)에 NFC 안테나(560)가 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 도 6과 같이, 휴대폰 단말기의 후면 커버에 방열 부재의 방열 시트(510)가 장착되어 있다.
휴대폰 단말기의 단말기 본체(550) 후면에는 도 7에 도시된 바와 같이, 배터리(700)를 장착할 수 있는 홈(552)이 형성되어 있고, 이 홈(552)에 배터리(700)가 삽입 고정된다.
이때, 본 발명에서는 배터리(700)에 NFC 안테나(560)가 부착되는 것이 바람직하고, 단말기 본체(550) 내부에는 NFC 칩(미도시)이 내장되어 있다. 배터리(700)는 홈(552)에 이탈이 가능하여 NFC 안테나(560)와 NFC 칩을 직접적으로 연결하는 배선을 설치할 수 없다.
그러므로, 본 발명에서는 NFC 안테나(560)에 제1 접점(591)을 설치하고, 단말기 본체(550) 후면에 NFC 칩과 연결되는 제2 접점(592)을 설치하며, 후면 커버(530)에 제1 및 제2 접점(591,592)을 연결하는 배선라인(593)을 설치하는 것이다. 즉, 후면 커버(530)가 단말기 본체(550) 후면으로부터 이탈되는 경우, 배선라인(593)도 제1 및 제2 접점(591,592)으로부터 이탈되어, 제1 및 제2 접점(591,592)은 전기적으로 통전되지 않는다. 이와 반대로, 후면 커버(530)가 단말기 본체(550) 후면으로부터 결합되는 경우, 배선라인(593)은 제1 및 제2 접점(591,592)을 전기적으로 연결하여, NFC 안테나(560)와 NFC 칩은 전기적으로 연결되는 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰 단말기에 적용된 방열 시트의 통신 거리 및 인증 항목을 테스트한 결과 데이터를 수록한 테이블이고, 도 9는 도 8의 테스트를 수행한 방열 시트들의 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 9와 같이, 브릿지의 폭이 5㎜와 10㎜이고, 한쪽 오프셋(NFC 안테나가 접촉되는 영역 한쪽 가장자리에서 아일랜드 영역 한쪽 가장자리까지의 거리)이 1㎜, 1.5㎜이며, 양쪽 오프셋(NFC 안테나가 접촉되는 영역 가장자리에서 아일랜드 영역 가장자리까지의 거리를 양쪽으로 각각 합산한 거리)으로 2㎜, 3㎜인 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재의 방열 시트들(Sample#1, Sample#2, Sample#3)(슬롯이 한개)이 장착된 휴대용 단말기 및 방열 시트가 없는 휴대용 단말기에서 통신 거리 및 인증 항목을 테스트한 결과 데이터가 도 8에 수록되어 있다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재의 방열 시트들(Sample#1, Sample#2, Sample#3)이 장착된 휴대용 단말기에서, Sample#2에서만 통신 거리 및 인증 항목을 모두 만족하고, Sample#1과 Sample#3은 통신 거리 성능이 다소 저하되었고, 인증 항목인 EMV Load Modulation의 Vpp가 외부 장치와 휴대용 단말기가 밀착된 (0,0,0), 1cm 간격을 갖는 (1,0,0), 2cm 간격을 갖는 (2,0,0)만 만족하고, 3cm 간격을 갖는 (3,0,0)에서 전압이 검출되지 않거나 미약한 전압이 검출되었다. 참고로, 통신 거리에서 'Card Mode'는 송신 모드이고, 'Reader Mode'는 수신 모드이다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 방열 부재의 방열 시트는 브릿지 폭이 5㎜ 이하 및 한쪽 오프셋이 1.5㎜ 이상일때, 통신 거리 및 인증 항목을 만족하는 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 방열시트의 단면도이다.
제1실시예에 따른 방열시트(100)는 도 10에 도시된 바와 같이, 열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층(20)과, 열 확산층(20)의 일면에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층(10)과, 열 확산층(20)의 타면에 적층되는 점착층(30)을 포함한다.
열 확산층(20)은 열 전도성을 갖는 금속으로 형성되고, 일 예로, Al, Ni, Cu, Ag 및 이들의 합금이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 열 전도성이 뛰어난 Cu가 사용될 수 있다.
이러한 열 확산층(20)은 발열부품(200)에서 발생되는 열을 수평방향으로 빠르게 확산시켜 국부적으로 높은 열이 발생되는 것을 방지하여 발열부품(200) 및 다른부품(300)이 높은 열에 의해 손상되는 것을 방지한다.
열 확산층(20)은 열 전도성 금속 이외에 열을 수평방향으로 빠르게 확산시킬 수 있는 어떠한 재질도 적용이 가능하다. 예컨대, 그래파이트도 열 확산층으로 적용할 수 있다.
단열층(10)은 수직방향으로 전달되는 열을 차단할 수 있는 다공성 박막으로 형성된다. 단열층(10)은 일 예로, 전기 방사방법에 의해 다수의 기공을 갖는 나노 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, 단열층(10)의 기공 사이즈는 수십 ㎚에서 10㎛ 정도인 것이 바람직하다.
이러한 단열층(10)은 나노 웹 형태일 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 전기 방사가 가능하고 내열성이 우수한 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 이 방사용액을 전기 방사하여 나노 섬유(14)를 형성하고, 이 나노 섬유(14)가 축적되어 다수의 기공(12)을 갖는 나노섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다.
나노 섬유(14)의 직경이 작을수록 나노 섬유의 비표면적이 증대되고 다수의 미세 기공을 구비하는 나노섬유 웹의 공기 트랩 능력이 커지게 되어 단열 성능을 향상시키게 된다. 따라서, 나노 섬유(14)의 직경은 0.1-5um, 바람직하게는 0.3-3um범위로, 단열층(10)의 두께는 5~30㎛, 바람직하게는 10-25um로 형성된다. 또한, 단열층(10)에 형성되는 기공(12)의 기공도는 50~80% 범위를 갖는 것이 바람직하다.
일반적으로 공기는 열전도도가 낮은 우수한 단열 재료로 알려져 있으나, 대류 등에 의해 단열재로 이용하지 못하고 있다. 그러나, 본 발명에 적용된 단열층(10)은 다수의 미세 기공을 갖는 나노 웹 형태로 구성되기 때문에, 각각의 미세 기공에서 공기가 대류하지 못하고 트랩(가두어 둠)되어 있으므로 공기 자체가 갖는 우수한 열 차단 특성을 나타낼 수 있는 것이다.
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.
단열층(10)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.
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.
단열층(10)은 전기방사 방법으로 제조되므로 방사용액의 방사량에 따라 두께가 결정된다. 따라서, 단열층(10)의 두께를 원하는 두께로 만들기가 쉬운 장점이 있다.
이와 같이, 단열층(10)은 방사 방법에 의해 나노 섬유(14)가 축적된 나노섬유 웹 형태로 형성되므로 별도의 공정없이 복수의 기공(12)을 갖는 형태로 만들 수 있고, 방사용액의 방사량에 따라 기공의 크기를 조절하는 것도 가능하다. 따라서, 기공(12)을 미세하게 다수로 만들 수 있어 열 차단 성능이 뛰어나고 이에 따라 단열 성능을 향상시킬 수 있다.
여기에서, 단열층(10)의 두께가 두꺼울수록 단열 성능이 향상되고, 열 확산층(20)의 두께가 두꺼울수록 열 확산 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 설치 위치에 따라 단열층(10) 및 열 확산층(20)의 두께를 조절하여 최적의 성능을 구현할 수 있도록 한다.
점착층(30)은 발열부품(200)에서 발생되는 열을 열 확산층(20)으로 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 웹 형태로 형성될 수 있다.
이러한 점착층(30)이 무기공 나노 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(30)은 단열층(10)을 형성하는 방법과 동일한 전기 방사방법에 형성될 수 있고, 점착물질의 방사량에 따라 두께가 결정되므로 점착층(30)의 두께를 자유롭게 만들 수 있다.
그리고, 점착층(30)은 단열층(10)에도 적층되어 방열시트의 양쪽 면에 점착층이 구비되는 구조도 적용될 수 있다.
이와 같이, 제1실시예에 따른 방열시트는 휴대용 단말기의 핫스팟에서 발생되는 열을 열 확산층(20)에 의해 수평방향으로 신속하게 확산시켜 국부적으로 고온이 되는 것을 방지하고, 단열층(10)이 수직방향 단열 기능을 수행하여 핫스팟에서 발생되는 열이 휴대용 단말기 외부로 전달되는 것을 차단한다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 방열시트의 단면도이다.
제2실시예에 따른 방열시트는 열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층(20)과, 열 확산층(20)의 일면에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층(10)과, 열 확산층(20)의 타면에 적층되는 점착층(30)과, 단열층(10)의 일면에 적층되어 단열층을 보호하는 보호 커버층(40)을 포함한다.
보호 커버층(40)은 단열층(10)에 부착되어 단열층의 일면을 밀폐하여 기공이 에어 챔버 역할을 할 수 있도록 함과 아울러 외부 충격이나 기타 이물질이 단열층(10)의 기공으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이러한 보호 커버층(40)은 PET 필름 등 수지재질이 사용될 수 있고, 수지 재질 이외에 섬유 재질도 적용이 가능하다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 방열시트의 단면도이다.
제3실시예에 따른 방열시트는 열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층(20)과, 열 확산층(20)의 일면에 적층되는 제1점착층(50)과, 열 확산층의 타면에 적층되는 제2점착층(60)과, 제1점착층(50)에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층(10)과, 단열층(10)의 일면에 적층되어 단열층(10)을 보호하는 보호 커버층(40)을 포함한다.
여기에서, 제1점착층(50)은 단열층(10)을 열 확산층(20)에 부착하는 역할을 하는 것으로, 전기 방사방법에 의해 제조되는 무기공 나노 웹 타입으로 형성될 수 있다.
그리고, 제2점착층(60)은 방열시트(100)를 부품에 부착하는 역할을 하는 것으로, 제1실시예에서 설명한 점착층(30)과 동일하다.
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 방열시트의 단면도이다.
제4실시예에 따른 방열시트는 열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층(20)과, 열 확산층(20)의 일면에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층(10)과, 열 확산층(20)의 타면에 적층되는 점착층(30)과, 열 확산층의 표면에 형성되어 열 확산층이 산화되는 것을 방지하는 산화 방지막(110)을 포함한다.
산화 방지막(110)은 열 확산층으로 Cu 등 산화 가능한 재질이 사용될 경우 열 확산층이 산화되는 것을 방지하는 것으로, 산화 방지물질을 열 확산층(20)의 표면에 코팅하여 형성할 수 있고, 열 확산층(20)의 표면을 산화시켜 산화피막을 형성하는 방법이 사용될 수 있다.
여기에서, 산화 방지물질은 Ni이 사용될 수 있고, 구체적으로 Ni을 약 0.1 ~ 0.3㎛의 두께로 코팅하여 제조된다.
이와 같이, 제4실시예에 따른 방열시트는 열 확산층(20)의 표면에 산화 방지막(110)을 형성하여 열 확산층이 산화되는 것을 방지함으로써, 열 확산층이 산화에 의해 성능이 저하되는 것을 방지한다.
도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 방열시트의 단면도이다.
제5실시예에 따른 방열시트는 열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층(20)과, 열 확산층(20)의 일면에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층(10)과, 단열층(10)의 일면에 적층되는 점착층(30)과, 열 확산층(20)의 일면에 적층되어 전자파를 흡수하는 전기 전도성 점착층(120)을 포함한다.
전기 전도성 점착층(120)은 단열층(10)을 형성하는 것과 동일하게 전기 방사장치에 의해 형성될 수 있고, 전기 전도성 점착필름을 열 확산층(20)의 일면에 부착할 수 있다.
이러한 전기 전도성 점착층(120)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, 제4실시예에 따른 방열시트는 전기 전도성 점착층(120)을 구비하여 전자파를 흡수함으로써, 전자파 차폐 역할을 겸할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 방열시트의 단면도이다.
제6실시예에 따른 방열시트는 열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층(20)과, 열 확산층(20)의 일면에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층(10)과, 단열층(10)의 일면에 적층되는 점착층(30)과, 열 확산층(20)의 표면에 적층되고 다양한 색상을 갖는 컬러 커버층(130)을 포함한다.
본 실시예에 따른 방열시트가 외부로 노출되는 부분에 사용될 경우 방열시트의 외부로 노출되는 부분에 다양한 색상을 갖는 컬러 커버층(130)을 구비하여 디자인을 아름답게 할 수 있다.
컬러 커버층(130)은 컬러 색상을 열 확산층(20)의 표면에 코팅하여 형성할 수 있고, 일면에 컬러 색상을 갖는 단면 점착 테이프가 사용될 수 있다.
일 예로, 도 17에 도시된 바와 같이, 방열시트(110)가 커버(102)의 내면에 부착될 경우 커버(102)를 본체에서 분리하면 커버(102)의 내면이 외부로 노출된다. 따라서, 컬러 커버층(130)은 커버(102)의 색상이 흰색일 경우 흰색으로, 검정색일 경우 검정색으로 형성하는 등 컬러 커버층(130)을 커버(102)와 동일한 색상으로 형성한다.
도 18 및 도 19를 참조하여 본 발명의 방열 시트를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 콜렉터(78)가 구동되면, 금속판 롤(80)에 감겨진 금속판(82)이 콜렉터(78)로 공급된다(S10).
그리고, 콜렉터(78)와 제1방사노즐(74) 사이에 고전압 정전기력을 인가함에 의해 제1방사노즐(74)에서 전도성 점착물질을 나노 섬유(14)로 만들어 금속판(82)의 표면에 방사한다. 그러면 금속판(82)의 표면에 나노 섬유(14)가 축적되어 제1점착층(50)이 형성된다(S20).
이때, 제1방사노즐(74)에 설치된 에어 분사장치(62)에서 나노 섬유(14)를 방사할 때 나노 섬유(14)에 에어를 분사하여 나노 섬유(14)가 날리지 않고 금속판(82)의 표면에 포집 및 집적될 수 있도록 한다.
그리고, 콜렉터(78)가 구동되면 제1점착층(50)이 적층된 금속판(82)이 제2방사노즐(76)의 하측으로 이동되고, 제2방사노즐(76)에서 방사용액을 나노 섬유로 만들어 제1점착층(50)의 표면에 방사한다. 그러면 제1점착층(50)의 표면에 나노 섬유가 축적되어 다수의 기공을 갖는 단열층(10)이 형성된다(S30).
그리고, 금속판의 표면에 제1점착층 및 단열층이 적층된 시트는 가압롤러를 통과하면서 가압되어 일정 두께로 되고, 시트 롤(88)에 감겨진다(S40).
그리고, 금속판의 타면에 제2점착층을 부착하면 방사노즐의 제조가 완료된다(S50).
여기에서, 제2점착층은 별도로 제조되어 금속판의 타면에 부착될 수 있고, 위에서 설명한 전기 방사장치를 이용하여 금속판의 타면에 나노 섬유를 방사하여 나노 웹 형태로 형성될 수 있다.
도 20은 본 발명의 방열시트를 제조하는 공정의 다른 실시예를 나타낸 구성도이다.
다른 실시예에 따른 방열시트 제조공정은 열 확산층(20)을 이루는 금속판(21), 단열층(10) 및 점착층(30)을 각각 별도로 제조한 후 열 합지에 의해 제조할 수 있다.
구체적으로, 금속판 롤(210)에서 금속판(21)이 공급되고, 금속판(21)의 표면에 핫멜트 필름 롤(220)에서 공급되는 핫멜트(hot melt) 필름(250)을 적층한 후 제1가압롤러(310)를 통과시킨다. 그러면, 금속판(21)의 표면에 핫멜트 필름(250)이 열 합지된다.
이때, 핫멜트 필름에 부착된 릴리스 필름(280)은 제거된다.
그리고, 핫멜트 필름(250)의 표면에 단열층 롤(230)에서 공급되는 단열층(10)을 적층한 후 제2가압롤러(320)를 통과시키면 금속판(21)과 단열층(10)이 핫멜트 필름(250)에 의해 열 합지된다.
이때, 단열층(10)에 부착된 릴리스 필름(290)은 제거된다.
그리고, 단열층(10)의 표면에 점착층 롤(240)에서 공급되는 점착층(30)을 적층한 후 제3가압롤러(330)를 통과시킨다. 그러면, 단열층(10)의 표면에 점착층(30)이 열 합지된다.
도 21은 본 발명의 방열시트를 제조하는 공정의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도이다.
또 다른 실시예에 따른 방열시트 제조공정은 위의 다른 실시에에서 설명한 열 합지에 비해 비용을 줄일 수 있는 냉간 합지하는 방식이다.
구체적으로, 금속판 롤(210)에서 금속판(21)이 공급되고, 금속판(21)의 표면에 아크릴 점착제 롤(270)에서 공급되는 아크릴 점착제(260)가 적층되고, 제1가압롤러(410)를 통과하면서 냉간 합지된다.
이때, 제1가압롤러(410)는 열이 가해지지 않고 단지 가압만하는 롤러가 사용된다. 그리고, 아크릴 점착제(260)에 부착된 릴리스 필름(440)은 제거된다.
그리고, 아크릴 점착제(250)의 표면에 단열층 롤(230)에서 공급되는 단열층(10)을 적층한 후 제2가압롤러(320)를 통과시키면 금속판(21)과 단열층(10)이 아크릴 점착제에 의해 냉간 합지된다.
이때, 단열층(10)에 부착된 릴리스 필름(450)은 제거된다.
그리고, 단열층(10)의 표면에 점착층 롤(240)에서 공급되는 점착층(30)을 적층한 후 제3가압롤러(330)를 통과시킨다. 그러면, 단열층(10)의 표면에 점착층(30)이 냉간 합지된다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트의 시간별 열적 특성변화 여부를 관찰한 사진이고, 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트의 시간별 방열특성을 비교한 그래프이다.
먼저, 도 22에 도시된 바와 같이, 고온고습(85℃, 85%RH)에서 24시간, 48시간, 72시간 방치한 후 열화상 시험을 실시하였고, 표면 산화에 따른 열적 특성 변화여부를 관찰하였다.
이때, 방열시트의 열 확산층을 이루는 동판은 시간이 경과함에 따라 산화가 발생되는 것을 확인할 수 있었다.
그리고, 아래 표 1은 시간 경과에 따른 표면 저항 변화를 나타낸 것으로, 시간이 경과함에 따라 표면 저항이 초기 6.7Ω/sq에서 72시간 경과되면 12.1Ω/sq으로 되는 것을 알 수 있다.
표 1 (기준: 1Ω/sq 이하)
85℃85%RH ㏁/sq
초기 6.7
24시간 10.1
48시간 10.8
72시간 12.1
따라서, 제4실시예에서 설명한 열 확산층의 표면에 산화 방지층을 형성하면 동판의 산화를 방지할 수 있다.
그리고, 도 23에 도시된 그래프와 같이, 동판이 시간이 경과함에 따라 산화가 발생되어도 열적 특성변화 즉, 방열특성의 변화는 거의 없는 것을 확인할 수 있다.
도 24는 본 발명에 따른 방열시트의 시간별 열화상 사진이다.
도 24에 도시된 바와 같이, 고온고습(85℃, 85%RH)에서 24시간, 48시간, 72시간 방치한 후 열화상 사진을 촬영하면, 초기 30분 경과후 열화상 사진과, 72시간 방치한 후 30분 경과한 열화상 사진을 비교하면, 열적 특성의 변화가 것의 없는 것을 확인할 수 있다.
마찬가지로, 초기 60분 경과후 열화상 사진과, 72시간 방치한 후 60분 경과한 열화상 사진을 비교하더라도 열적 특성 변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있다.
도 25는 본 발명에 따른 방열시트의 순수 동판과, 동판에 산화를 위해 Ni이 코팅된 동판의 방열특성을 비교한 그래프이고, 도 26은 본 발명에 방열시트의 순수동판과, 동판에 산화를 위해 Ni이 코팅된 동판의 시간별 열화상 사진이다.
도 25에 도시된 바와 같이, 순수 동판과 동판에 산화를 위해 Ni이 코팅된 동판의 방열 특성에 거의 차이가 없는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 도 26에 도시된 바와 같이, 순수 동판을 사용할 경우 30분 경과한 열화상 사진(A)과 60분 경과한 열화상 사진(B)을 비교하면, 열적 특성 변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있고, Ni가 코팅된 동판의 30분 경과한 열화상 사진(C)과 60분 경과한 열화상 사진(D)을 비교하면 열적 특성변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있다.
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 휴대용 단말기의 핫스팟(hot spot)에서 발생된 열을 효율적으로 방열 및 단열하여 휴대용 단말기 내부 부품들에 인가되는 열적 영향을 최소화시킬 수 있는 방열 부재를 제공한다.

Claims (20)

  1. 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및
    상기 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로;를 포함하며, 상기 통로는 상기 방열 시트를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역으로 이루어진 방열 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 타발 영역은 서로 이격되어 있으며, 'ㄱ'자 형상으로 타발된 다수 영역인 방열 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방열 시트는,
    열을 수평방향으로 확산시키는 열 확산층;
    상기 열 확산층의 일면에 적층되어 수직방향으로 열이 전달되는 것을 차단하는 단열층; 및
    상기 열 확산층의 타면에 적층되는 점착층;을 포함하는 방열 부재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열 확산층은 Al, Ni, Cu, Ag 또는 Al, Ni, Cu, Ag 중 적어도 둘 이상이 포함된 합금으로 이루어진 금속판으로 형성되는 방열 부재.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 단열층은 전기 방사가 가능한 고분자 물질 및 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 상기 방사용액을 전기 방사하여 나노 섬유를 형성하고, 상기 나노 섬유가 축적되어 다수의 기공을 갖는 나노섬유 웹 형태로 형성되는 방열 부재.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 점착층은 열 전도성 금속, 카본 블랙(Carbon Black), 카본나노튜브, 그래핀(Graphene), 열 전도성 폴리머(PDOT) 중 어느 하나와, 점착제와 용매를 혼합한 전도성 점착물질로 형성되는 방열 부재.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 단열층의 일면에 적층되어 단열층을 보호하는 보호 커버층을 더 포함하는 방열 부재.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 열 확산층의 표면에 적층되어 열 확산층이 산화되는 것을 방지하는 산화 방지막을 더 포함하는 방열 부재.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 열 확산층에 적층되어 전자파를 흡수하는 전기 전도성 점착층을 더 포함하는 방열 부재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전기 전도성 점착층은 전기 방사방법에 의해 형성되거나, 전기 전도성 점착필름을 부착하여 형성되는 방열 부재.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 열 확산층에 적층되는 다양한 색상을 갖는 컬러 커버층을 더 포함하는 방열 부재.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컬러 커버층은 컬러 색상을 열 확산층의 표면에 코팅하여 형성하거나, 컬러 색상을 갖는 단면 점착 테이프가 사용되는 방열 부재.
  13. 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및
    상기 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로를 포함하며,
    상기 방열 시트는 타발되지 않은 영역, 제1 내지 제4 타발 영역 및 상기 제1 내지 제4 타발 영역 내측에 형성된 아일랜드 영역을 포함하며,
    상기 통로는 상기 제1 내지 제4 타발 영역이고,
    상기 타발되지 않은 영역과 상기 아일랜드 영역을 연결하는 브릿지를 사이에 두고, 상기 제1 내지 제4 타발 영역은 이웃 타발 영역으로부터 이격되어 있는 방열 부재.
  14. 제13항에 있어서, 상기 브릿지의 폭은 5㎜ 이하인 방열 부재.
  15. 제13항에 있어서, 상기 무선 신호의 송수신 세기를 증가시키기 위해, 상기 제1 내지 제4 타발 영역 중 하나의 타발 영역을 외부로 개방시키는 슬롯이 상기 방열 시트에 더 형성되어 있는 방열 부재.
  16. 휴대용 단말기 기능을 수행하는 단말기 본체;
    상기 단말기 본체 후면에 착탈 가능한 후면 커버; 및
    상기 후면 커버 내측에 설치된 방열 부재;를 포함하며,
    상기 방열 부재는, 전달된 열을 분산시켜 방열시키고, 전달된 열을 차단하여 단열시키는 방열 시트; 및 상기 방열 시트에 형성되며, 통신용 무선 신호가 통과되는 통로를 포함하며, 상기 통로는 상기 방열 시트를 관통하는 적어도 하나의 타발 영역으로 이루어진 휴대용 단말기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 통신용 무선 신호는 NFC(Near Field Communication) 무선 신호인 휴대용 단말기.
  18. 제16항에 있어서, 상기 단말기 본체에 내장되며, NFC 통신이 가능하도록 하는 NFC칩; 상기 단말기 본체 후면에는 장착된 배터리; 및 상기 배터리에 설치되며 상기 NFC칩과 연결된 NFC 안테나;를 더 포함하는 휴대용 단말기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 방열 시트는 타발되지 않은 영역, 제1 내지 제4 타발 영역 및 상기 제1 내지 제4 타발 영역 내측에 형성된 아일랜드 영역을 포함하며,
    상기 통로는 상기 제1 내지 제4 타발 영역이고,
    상기 아일랜드 영역에는 상기 NFC 안테나가 접촉되는 영역이 존재하고,
    상기 NFC 안테나가 접촉되는 영역 가장자리에서 상기 아일랜드 영역 가장자리까지의 거리를 오프셋(offset)으로 정의할때, 오프셋은 1.5㎜ 이상인 휴대용 단말기.
  20. 제16항에 있어서, 상기 방열 시트는 타발되지 않은 영역, 제1 내지 제4 타발 영역 및 상기 제1 내지 제4 타발 영역 내측에 형성된 아일랜드 영역을 포함하며,
    상기 통로는 상기 제1 내지 제4 타발 영역이고,
    상기 타발되지 않은 영역과 상기 아일랜드 영역을 연결하는 브릿지를 사이에 두고, 상기 제1 내지 제4 타발 영역은 이웃 타발 영역으로부터 이격되어 있는 휴대용 단말기.
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