• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.187.2-187.2
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• 2014

최근 다양한 카본 나노소재들이 열 전도성 필러로써 고분자 복합체의 열전도도 향상을 위해 연구되고 있다. 그러나 구조적 이방성을 갖는 탄소나노튜브(CNT) 혹은 그래핀나노플레이트(Graphene Nanoplatelet)를 복합체에 적용할 경우, 복합체의 수직 방향과 수평 방향에서의 열전도도가 3배 이상 차이가 나는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 2차원의 GNP 표면 위에 1차원의 CNT를 직접 성장시킨 하이브리드 탄소소재를 이용하여 이러한 열전도도 이방성을 개선하고자 하였다. 하이브리드 탄소소재는 무전해 도금법과 열기상법으로 제조하였다. 합성된 하이브리드 탄소소재 및 CNT를 단독 혹은 혼합하여 필러를 만들고 이를 에폭시 기지 내에 분산시켜 복합체를 제작하였다. 필러 함량별, 필러 비율별로 제작된 복합체의 열전도도를 레이저 플래시 법으로 측정 비교하였다. 결과적으로 기존의 단일 필러들보다 열전도도 이방성이 1.5배 이상 개선된 방열용 에폭시 복합체를 제작할 수 있었다. 한편 하이브리드 탄소와 2% 이하의 CNT 배합에서 단독 필러 투입에 비해 45% 이상의 열전도율 향상을 확인하였다. 이는 미세구조 분석 및 성분 분석 결과, 필러 분산 정도가 열전도도 향상의 주요 인자로 작용하는 것을 확인하였고 기지 내 CNT가 열전도도 경로로 작용하기보다는 하이브리드 탄소소재의 균일한 분산에 영향을 준 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• v.33 no.1
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• pp.7-12
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• 2020

Over the past decade, liquid crystalline epoxy (LCER) has attracted much attention as a promising matrix for the development of efficient heat dissipation materials. This study presents a comprehensive study including synthesis, preparation and chacterization of polymer/inorganic composites using typical 4,4-diglycidyloxybiphenyl (DP) epoxy among LECR. To confirm the thermal conductivity of composite materials, we have prepared composite samples composed of epoxy resin and single-wall carbon nanotube (SWCNT) as a filler. In particular, DP composites exhibit higher thermal conductivity than commercial epoxy composites that use the same type of filler due to the highly ordered microstructure of the LCER. In addition, the thermal conductivity of the DP composite can be controlled by controlling the amount of filler. In particular, the DP composite containing a SWCNT content of 50 wt% has the highest thermal conductivity of 2.008 W/mK.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.26.2-26.2
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• 2010

최근에는 차세대 조명용 후보광원인 고출력 백색 LED를 개발하기 위한 경쟁이 치열하며, 이를 위해 업체가 고심하고 있는 가장 큰 문제 중의 하나가 칩에서 발생하는 열을 어떻게 관리하는가 하는 방열의 문제이다. 따라서, LED의 가장 큰 특징인 장수명을 손해보지 않기 위해서는 칩에서 발생되고 있는 열을 외부에 확산시키기 위한 기술 개발이 필수적이다. 다양한 방열소재 중 W-Cu 복합재는 W의 낮은 열팽창계수와 Cu의 높은 열전도도로 인해 방열소재로써 유망한 소재로 주목받고 있으나, 우수한 열적 특성을 발현하기 위해서는 고치밀화를 갖는 W-Cu 복합재 제조가 우선적으로 필요하다. W-Cu 복합체는 일반적으로 액상소결법을 통해 균일한 미세조직을 얻을 수 있으나, 열팽창계수를 낮추기 위해 Cu 함량이 적어지게 되면 치밀화가 어려우며 이를 해결하기 위해 나노입자를 갖는 분말을 이용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 W과 Cu 산화물을 이용하는 것이 구성성분끼리의 편석이 발생하지 않으며, 소결성도 우수하여 양산화에 가장 접근한 방법으로 알려져 있다. 그러나, 지금까지의 얻어진 W-Cu 복합체의 경우, 분말상태에서의 얻어진 나노입자가 승온시에 마이크로 크기로 과도한 입자성장이 일어나기 때문에 소결 후에도 나노크기를 유지하기 어려울 뿐만 아니라, 구성상끼리의 응집체가 형성된다. 본 연구에서는 액상소결후에 W 입자가 Cu 기지내에 균일하게 분산되는 동시에 나노크기의 입자를 가지는 고분산 W-Cu 소결체를 얻고자 하였다. 이를 위해 금속산화물 분말의 분쇄를 위해 효과적인 방법으로 알려진 습식상태에서의 고에너지 볼밀링을 통하여 혼합된 텅스텐과 구리 산화물 분말의 수소환원공정을 통해 얻어진 100nm 이하의 입자를 가지는 W-20wt%Cu 나노복합분말을 출발분말로 사용하였다. W-20wt%Cu 나노복합분말의 성형체를 $1050^{\circ}C-1250^{\circ}C$의 온도범위에서 소결거동을 조사하였다. 그 결과, $1100^{\circ}C$ 온도에서 이론밀도에 가까운 소결밀도를 나타내었으며, 이는 기존에 비해 $100^{\circ}C$ 정도 치밀화 온도를 낮추는 결과이다. 소결체의 미세구조 관찰결과, 소결 후 약 200nm의 텅스텐 입자가 Cu내에 균일하게 분산되어 있었다. 제조된 W-Cu 시편에 대해서는 LED 응용성을 조사하기 위해 열전도도와 열팽창계수 등을 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.58 no.1
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• pp.64-68
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• 2020

In this study, metal copper clad laminate can be prepared using epoxy composite filled with thermally conductive fillers. In order to improve the thermal conductivity of epoxy composites, it is important factor to form conductive networks through appropriate packing of conductive fillers in epoxy composite matrix and to decrease the amount of thermally resistant junctions involving a epoxy composite matrix layer between adjacent filler units. This is because epoxy has a thermal conductivity of only 0.2-0.3W, so in order to maintain high thermal conductivity, thermally conductive fillers are connected to each other, so that the gap between particles can be reduced to reduce thermal resistance. The purpose of this study is to find way to achieve highly thermally conductive in the epoxy composite matrix filled with Al₂O₃ and Boron Nitride(BN) filler by filler loading and uniform dispersion. As a results, the use of Al₂O₃/BN hybrid filler in epoxy matrix was found to be effective in increasing thermal conductivity of epoxy composite matrix due to the enhanced connectivity offered by more continuous thermally conductive pathways and uniform dispersion without interfacial voids in epoxy composite matrix. In addition, surface treatmented s-BN improves the filler dispersion and adhesion between the filler and the epoxy matrix, which can significantly decrease the interfacial thermal resistance and increase the thermal conductivity of epoxy composite matrix.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.25 no.6
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• pp.462-466
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• 2012

In this paper, heat-releasing composite sheets made of AlN, graphite, Al powder and acryl binder as thermoset were prepared using tape casting method. The crystal structure, morphology, thermal conductivity of heat-releasing composite sheet were measured by using X-ray diffractometer, field emission-scanning electron microscopy and laser flash instrument. It was found thermal conductivity of sheet was decided by solid content, composition including AlN, graphite, Al in heat-releasing composite sheets. As a result, 4.56 W/mK of thermal conductivity could be obtained by using LFA 447.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.4
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• pp.95-99
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• 2018

High thermal conductivity films with electrically insulating properties have a great potential for the effective heat transfer as substrate and thermal interface materials in high density and high power electronic packages. There have been lots of studies to achieve high thermal conductivity composites using high thermal conductivity fillers such alumina, aluminum nitride, boron nitride, CNT and graphene, recently. Among them, hexagonal-boron nitride (h-BN) nano-sheet is a promising candidate for high thermal conductivity with electrically insulating filler material. This work presents an enhanced heat transfer properties of ceramic/polymer composite films using h-BN nano-sheets and PVA polymer resins. The h-BN nano-sheets were prepared by a mechanical exfoliation of h-BN flakes using organic media and subsequent ultrasonic treatment. High thermal conductivities over $2.8W/m{\cdot}K$ for transverse and $10W/m{\cdot}K$ for in-plane direction of the cast films were achieved for casted h-BN/PVA composite films. Further improvement of thermal conductivity up to $13.5W/m{\cdot}K$ at in-plane mode was achieved by applying uniaxial compression at the temperature above glass transition of PVA to enhance the alignment of the h-BN nano-sheets.