KR101419740B1 - Bi-layer ceramic substrate for heat dissipation and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체가 형성되어 세라믹의 방사율(emissivity)을 최대로 활용할 수 있고, 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제2성형체가 제1성형체보다 더욱 치밀한 면을 제공하여 전극 등의 전기회로가 구성되는 것이 가능하고 우수한 열전도율을 얻게 됨으로써, 정해진 면적 또는 공간 내에서 LED 및 반도체 소자를 이용한 조명기기, 모바일 기기, 컴퓨터의 고성능화 및 고집적화된 기기 내에서 발생하는 열을 보다 효율적으로 방출할 수 있고, 동시에 저비용 저가격으로도 제작이 가능하여 제품의 시장경쟁력까지 확보한 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 제 1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체; 상기 제 1 성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 상기 제 1 밀도보다 높은 제 2 밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제 2성형체;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a ceramic heat dissipating member having a dual structure and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a ceramic heat dissipating member having a dual structure, The second molded body having the second density higher than the first density and containing the ceramic can provide a more dense surface than the first molded body so that an electric circuit such as an electrode can be constructed and an excellent thermal conductivity can be obtained, It is possible to more efficiently emit heat generated in a high-performance and high-integration device of a lighting device, a mobile device, and a computer using LED and a semiconductor device, and at the same time, it can be manufactured at a low cost and a low price, To a ceramic heat dissipating member having a dual structure and a manufacturing method thereof.
The present invention relates to a first molded body having a first density and containing ceramics; And a second formed body coupled to a part or all of the surface of the first formed body and having a second density higher than the first density and containing ceramics.

Description

이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재 및 그 제조방법{BI-LAYER CERAMIC SUBSTRATE FOR HEAT DISSIPATION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic heat dissipating member having a double structure and a method of manufacturing the ceramic heat dissipating member.

본 발명은 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재 및 그 제조방법에 관한 것으로,The present invention relates to a ceramic heat dissipating member having a dual structure and a manufacturing method thereof,

보다 상세하게는 제1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체가 형성되어 세라믹의 방사율(emissivity)을 최대로 활용할 수 있고, 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제2성형체가 제1성형체보다 더욱 치밀한 면을 제공하여 전극 등의 전기회로가 구성되는 것이 가능하고 우수한 열전도율을 얻게 됨으로써, 정해진 면적 또는 공간 내에서 LED 및 반도체 소자를 이용한 조명기기, 모바일 기기, 컴퓨터의 고성능화 및 고집적화된 기기 내에서 발생하는 열을 보다 효율적으로 방출할 수 있고, 동시에 저비용 저가격으로도 제작이 가능하여 제품의 시장경쟁력까지 확보한 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
More specifically, a first formed body having a first density and including ceramics is formed to maximize the emissivity of the ceramic, and a second formed body having a second density higher than the first density and including ceramics It is possible to constitute an electric circuit such as an electrode by providing a more dense surface than the first molded body and to obtain an excellent thermal conductivity so that the performance and high integration of lighting devices, mobile devices and computers using LED and semiconductor devices within a predetermined area or space The present invention relates to a ceramic heat dissipating member having a dual structure that can dissipate heat generated within a device and can be manufactured at a low cost and at a low cost, thereby securing market competitiveness of the product, and a manufacturing method thereof.

일반적으로 IT 기술의 발전에 따라 전자 정보기기 및 장치 등의 크기는 더욱더 작아지고 슬림(slim)화 되고 있으며, 이들 장치에 사용되는 다양한 전자 부품들도 고집적화 및 고출력화되고 있다. 이러한 장치들의 슬림화와 고출력화에 따라 필연적으로 소자들에 의한 열 발생이 증대되고 있으며, 열에 의한 온도 상승은 부품 및 소자의 기능 및 신뢰성의 저하, 수명 단축 등의 문제를 발생시키고 있다.Generally, with the development of IT technology, the sizes of electronic information devices and devices are becoming smaller and slimmer, and various electronic parts used in these devices are becoming highly integrated and high output. Due to the slimness and high output of such devices, the heat generation by the elements is inevitably increased, and the temperature rise due to heat causes problems such as deterioration of functions and reliability of parts and devices, shortening of life span, and the like.

특히, 사용 전력 에너지의 저감과 기기 성능향상을 위해서는 이러한 열 발생을 억제하거나 발생하는 열을 효과적으로 방출해 내야하는 문제점에 놓여 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 방열기판 들이 활발히 개발되고 있다.
Particularly, in order to reduce the electric power consumption and improve the performance of the apparatus, it is necessary to suppress such heat generation or to effectively release the generated heat. Therefore, various radiator plates have been actively developed to solve such problems.

현재, 상용화된 방열기판 들은 대부분 금속재료로 열전도율이 우수한 알루미늄(열전도도: 2.4W/cmK), 구리(3.4W/cmK) 등이 있으며, 세라믹 재료[알루미나 (0.32W/cmK), SiC (2.0W/cmK)]들은 이들 금속 재료 들과 비교하여 현저히 낮은 열전도율(thermal conductivity)을 보이고 있어 단독으로는 방열 재료로 사용되지 못하고, 금속과 복합재료를 형성하여 사용하고 있다. 아울러, 가공성이 현저히 낮아 특별한 경우에만 적용되고 있는 실정이다.Currently, commercialized radiator plates are made of ceramic materials (alumina (0.32W / cmK), SiC (2.0W / cmK)) and aluminum (thermal conductivity: 2.4W / cmK) W / cmK)] exhibit significantly lower thermal conductivity than these metal materials and can not be used alone as a heat-radiating material, but are formed by forming a metal and a composite material. In addition, since the workability is remarkably low, it is applied only to special cases.

지금까지 방열기판에 대한 고찰은 열원에서 발생한 열을 외부로 최종 방출해 주는 방열몸체(heat-sink : 열용량이 크고 방열 면적을 크게 하기 위해 핀 형상으로 이루어진 알루미늄 기판)까지 효과적으로 열을 전달하기 위한 것에 집중되어 왔으며, 열전도율(thermal conductivity)이 좋은 재료에 개발이 집중되어 왔다.
Up to now, a consideration of the radiator plate has been to provide a heat-sink for ultimately discharging the heat generated from a heat source to the outside (heat-sink: an aluminum substrate having a large heat capacity and having a fin- And has been concentrated on materials with good thermal conductivity.

그러나 최근에 전자 기기의 슬림화에 의해 방열기판도 별도의 방열몸체 없이 직접적으로 열원으로부터 열의 방출에 대한 필요성이 증대되고 있다. 방열기판이 슬림화(두께가 얇아지는 것)하는 경우 방열 성능에서는 열전도율 보다는 직접적으로 열을 외부에 방출하는 방사율(emissivity)이 중요해 지고 있다.Recently, however, due to the slimming of electronic devices, there is a growing demand for heat dissipation from the heat source directly without a separate heat sink. When the radiating plate is made slimmer (thickness is thinned), emissivity that directly emits heat to the outside becomes more important than heat conductivity in heat radiating performance.

금속과 비교하여 대부분의 세라믹 재료는 높은 방사율을 가지고 있다. 따라서, 본 발명에서는 세라믹 재료가 가지고 있는 우수한 방사율(emissivity)을 박막의 방열기판에 적용함으로써, 전자기기의 슬림화에 따른 방열능력을 향상시키는데 목적이 있다.
Compared to metals, most ceramic materials have a high emissivity. Accordingly, in the present invention, an excellent emissivity of a ceramic material is applied to a radiator plate of a thin film, thereby improving heat dissipation ability due to slimming of electronic equipment.

본 발명에 관련된 종래의 기술로써, 다음과 같은 기술들이 알려져 있다.As a conventional technique related to the present invention, the following techniques are known.

대한민국 특허공개 제10-2012-0012028호(공개일자 2012년02월09일)의 “고방열 저온소성 세라믹 기판”에 관한 것으로, 각종 전자회로 및 전자부품에서 발생하는 열을 효과적으로 외부 전달하여 냉각을 도와주는 고방열 저온소성 세라믹 기판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 기판으로 이루어진 열전도층에 다량의 개기공(open pore)을 보유한 고방열 절연층을 적층시켜 저온소성에 의해 복합층 구조를 갖도록 함으로써, 열전도성 향상을 위한 금속기판과 고방열 절연층의 적층 부가에 의해 방열효과와 전기절연성을 동시에 향상시킨 전자부품용 방열 저온소성 세라믹 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a "high heat-dissipating low-temperature fired ceramic substrate" of Korean Patent Publication No. 10-2012-0012028 (published on February 09, 2012), and effectively transfers heat generated from various electronic circuits and electronic components to external The present invention relates to a high heat-dissipating low-temperature fired ceramic substrate, and more particularly, to a high-temperature fired ceramic substrate having a large number of open pores in a thermally conductive layer made of a metal substrate, To a heat-dissipating low-temperature co-fired ceramic substrate for electronic parts, which is improved in heat radiation effect and electrical insulation by lamination of a metal substrate and a high-heat-insulating insulating layer for improving thermal conductivity.

그러나 상기 공개특허는 열전도성 향상을 위하여 알루미늄과 같이 열전도성이 높은 고열전도성 금속기판으로 이루어져 있다. 즉, 열전도율이 우수한 금속 기판에 낮은 밀도의 세라믹스를 적층한 것인데, 세라믹 재료를 금속 위에 적층시켜 복합 재료화하여 두 재료의 화학적 결합력이 불연속적 문제를 발생시킨다.However, the above-mentioned patent discloses a high thermal conductive metal substrate having high thermal conductivity such as aluminum for improving the thermal conductivity. That is, a ceramic material having a low density is laminated on a metal substrate having an excellent thermal conductivity. The ceramic material is laminated on a metal to form a composite material, and the chemical bonding force of the two materials causes a discontinuous problem.

또한 두 재료의 화학적 결합력은 필연적으로 두 재료계면에서의 불연속성(미세한 기공층 형성) 문제를 야기하여 오히려 두 기판간의 열 이동에 심각한 문제를 발생하게 된다. 즉, 계면에서의 불안정한 접촉은 열전도율을 급격히 감소시켜 오히려 단일 재료(금속 기관)에 의한 방열 특성보다 현저히 떨어지는 치명적인 단점을 가지게 되고 실제적으로 실용성이 없어 시장경쟁력이 없는 문제점이 있다.
In addition, the chemical bonding force of the two materials inevitably causes a problem of discontinuity (fine pore layer formation) at the two material interfaces, which causes a serious problem in heat transfer between the two substrates. That is, the unstable contact at the interface sharply reduces the thermal conductivity, which results in a fatal disadvantage that is significantly lower than that of a single material (metal organs), which is practically impractical and has no market competitiveness.

또 특허등록 제10-0949786호(등록일자 2010년03월19일)의 “히트 싱크용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 방열 및 열 흡수 특성이 우수한 히트 싱크”에 관한 것으로, 전기전자제품 등에 설치되어 전지전자제품 내부에서 발생되는 열을 방출하는 히트 싱크에 사용되는 열흡수와 방열 특성이 우수한 히트 싱크용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 히트 싱크에 관한 것이다. 본 발명은 발열부에 설치되어 상기 발열부로부터 발생되는 열을 외부로 전달하고 열전도성을 갖는 열전도부, 및 열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질과 열흡수성을 갖는 상변화 물질을 포함하는 히트 싱크용 세라믹 조성물을 상기 열전도부의 일측면에 코팅 처리하여 형성되며 상기 열전도부로 전달되는 열을 흡수하는 열흡수층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또 상기 등록특허는 열전도부 일측면에 열흡수성과 발열성이 우수한 세라믹 조성물이 포함된 열흡수층을 형성한 구조로써 히트 싱크의 개수를 늘리거나 구조를 복잡하게 형성하지 않고도 전기전자제품으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있으므로 히트 싱크의 제조가 효율적으로 이루어지며 제조 비용을 절감하는 것이 가능한 효과를 가진다.The present invention relates to a ceramic composition for a heat sink and a heat sink excellent in heat radiation and heat absorption characteristics using the ceramic composition for a heat sink of Patent Application No. 10-0949786 (registered on March 19, 2010) The present invention relates to a ceramic composition for a heat sink excellent in heat absorption and heat dissipation properties used in a heat sink for radiating heat generated inside the product, and a heat sink using the ceramic composition. The present invention relates to a heat sink for a heat sink including a heat conductive portion provided in a heat generating portion and transmitting heat generated from the heat generating portion to the outside and having heat conductivity, and a heat sink having a heat radiating and insulating ceramic material and a heat absorbing phase change material And a heat absorbing layer formed by coating a ceramic composition on one side of the heat conduction part and absorbing heat transmitted to the heat conduction part. The patent also discloses a structure in which a heat absorbing layer including a ceramic composition having excellent heat absorbing property and exothermic property is formed on one side surface of a heat conduction part. This structure can increase the number of heat sinks, The heat sink can be efficiently manufactured and the manufacturing cost can be reduced.

그러나 상기 등록특허의 열전도부는 전기전자제품의 발열부에 설치되어 발열부로부터 발생되는 열을 외부로 전달하고 열전도성을 갖도록 열전도성이 높은 알루미늄 폼, 니켈 폼, 구리 폼과 같은 금속 폼으로 형성되어 있다. 이로 인하여 앞서 기재한 공개특허 및 등록특허의 문제점과 같이, However, the heat conductive part of the above-mentioned patent is formed of a metal foam such as an aluminum foam, a nickel foam or a copper foam having high heat conductivity so as to transmit heat generated from a heat generating part to the outside and have thermal conductivity, have. As a result, like the problems of the above-mentioned patents and registered patents,

필연적으로 두 재료계면에서의 불연속성(미세한 기공층 형성) 문제를 야기하여 오히려 두 기판간의 열 이동에 심각한 문제를 발생하게 된다. 즉, 계면에서의 불안정한 접촉은 열전도율을 급격히 감소시켜 오히려 단일 재료(금속 기판)에 의한 방열 특성보다 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
It causes a problem of discontinuity (formation of a fine pore layer) at the interface between two materials, which causes a serious problem in heat transfer between the two substrates. That is, the unstable contact at the interface drastically reduces the thermal conductivity, which is rather lower than the heat dissipation property of a single material (metal substrate).

또한 특허등록 제10-0962642호(등록일자 2010년06월03일)의 “세라믹 코팅 방열시트를 구비한 태양관발전용 모듈”에 관한 것으로, 방열시트의 양쪽 면 또는 한쪽 면에 형성시킨 세라믹 코팅층을 활용한 방열성의 증대의 방법은 서로 방사율과 열전단율 그리고 소재가 가지는 표면적의 차이로 인하여 쏠라 셀에 발생한 열이 쏠라 EVA로 전달 되어지고 이것이 전달체인 방열시트 박판으로 전달되며 다시 세라믹 코팅층으로 열이 전달되어 방사가 되는 일종의 열전달 현상이 한 방향으로 흐르도록 하여 높은 열방사율을 가지게 함으로써 방열 성능이 증대되어 태양광발전용 모듈 및 그 주변기기의 냉각 효율을 높여 내부의 온도를 저하시켜 방열시트가 적용된 모듈을 통한 발전량 및 발전효율의 극대화시키고, 또한 방열시트가 태양광발전용 모듈에 적용됨에 따라 기존 표면온도변화에 따른 발전량의 변화를 일정한 수준으로 유지시킬 수가 있어 연간 발전량 기준 3~5% 상승효과와 여름철기준 5~10%의 발전효과를 얻을 수 있다. 그리고 또한 혹서기 혹은 고온다습한 열대성 기후지역, 사막지역에서 동일하게 적용함으로 다양한 적용성을 확보할 수 있는 장점이 있다.The present invention also relates to a module for solar cell power generation having a ceramic-coated heat-dissipating sheet of Patent Registration No. 10-0962642 (registered on June 03, 2010), wherein a ceramic coating layer formed on both sides or one surface of a heat- The heat generated from the solar cell is transferred to the solar EVA due to the difference of the emissivity, the thermal conductivity and the surface area of the material, and the heat is transferred to the thin sheet of the heat radiation sheet, A heat transfer phenomenon that is transmitted and radiated in one direction flows in one direction to have a high heat emissivity, thereby increasing the heat radiation performance, thereby increasing the cooling efficiency of the module for the solar power generation and the peripheral devices thereof, To maximize the amount of power generation and power generation efficiency through the use of the heat dissipating sheet, It possible to maintain the change in the power generation amount according to the existing surface temperature at a constant level can be obtained based on the annual power generation amount 3-5% synergy effect with the development of the summer 5 to 10%. In addition, it has the advantage that various applications can be secured by the same application in a hot or humid tropical climate region and a desert region.

그러나 상기 등록특허의 방열시트는 열전도율이 높은 소재인 알루미늄, 동, 황동, 강판, 스테인리스 및 이와 같은 소재들과 동등 이상의 방사율 성능을 갖는 금속 박판을 사용하는 것으로서, However, the heat-radiating sheet of the above-mentioned patent uses a thin metal plate having a high thermal conductivity, such as aluminum, copper, brass, steel, stainless steel and the like,

이러한 금속 박판과 세라믹 코팅층의 결합은 열전도율이 낮고, 금속 박판과의 결합은 앞서 기재한 공개특허 및 등록특허의 문제점과 같이, 필연적으로 두 재료계면에서의 불연속성(미세한 기공층 형성) 문제를 야기하여 오히려 두 기판간의 열 이동에 심각한 문제를 발생하게 된다. 즉, 계면에서의 불안정한 접촉은 열전도율을 급격히 감소시켜 오히려 단일 재료(금속 기판)에 의한 방열 특성보다 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
The combination of the metal thin plate and the ceramic coating layer has a low thermal conductivity and the bonding with the metal thin plate necessarily causes a problem of discontinuity (fine pore layer formation) at the two material interfaces as in the problems of the aforementioned patents and registered patents, The heat transfer between the two substrates is seriously problematic. That is, the unstable contact at the interface drastically reduces the thermal conductivity, which is rather lower than the heat dissipation property of a single material (metal substrate).

또 특허등록 제10-1021627호(등록일자 2011년03월04일)의 “방열 세라믹 필름 및 그 제조 방법”에 관한 것으로, 방열 세라믹 필름의 제조 방법은, i) 바인더, 열전도성 필러, 경화제 및 용제를 포함하는 혼합물을 제공하는 단계, ii) 혼합물을 이형지 위에 도포하는 단계, iii) 혼합물을 가열하여 방열 세라믹 필름을 제조하는 단계, 및 iv) 방열 세라믹 필름을 이형지로부터 박리하는 단계를 포함하고, 방열 세라믹 필름을 벌크재 또는 기판 위에 간단히 부착하여 열을 효율적으로 방출시킬 수 있다. 또한, 방열소재를 사용하여 벌크재 또는 기판을 형성할 필요가 없으므로, 저비용으로 방열 세라믹 필름에 의한 방열 효과를 극대화할 수 있고 방열 세라믹 필름은 잘 파괴되지 않으므로, 우수한 내구성을 가진 방열 세라믹 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat-dissipating ceramic film and a method for manufacturing the heat-dissipating ceramic film, and more particularly, to a method for manufacturing a heat-dissipating ceramic film, which comprises the steps of: i) Providing a mixture comprising a solvent, ii) applying the mixture onto a release paper, iii) heating the mixture to produce a heat-fusible ceramic film, and iv) peeling the heat-fusible ceramic film from the release paper, The heat-dissipating ceramic film can be simply attached to the bulk material or the substrate to efficiently emit heat. In addition, since there is no need to form a bulk material or a substrate by using a heat dissipation material, the heat dissipation effect by the heat dissipation ceramic film can be maximized at low cost, and the heat dissipation ceramic film is not broken well. And a manufacturing method thereof.

그러나 상기 등록특허의 방열 세라믹 필름은 혼합물을 70℃ 내지 80℃로 1차 가열한 후, 1차 가열된 혼합물을 90℃ 내지 120℃로 2차 가열한다. 1차 가열시의 온도가 너무 낮은 경우 2차 가열시 혼합물이 기화되면서 기포가 발생하고, 1차 가열시 온도가 너무 높은 경우 혼합물의 급격한 기화로 인하여 표면이 균일하고 두께가 일정한 방열 세라믹 필름을 생산하기 어렵고, 방열 세라믹 필름의 제조시간과 비용이 많이 투입되어 제조단가가 더욱 상승하는 문제점이 있다.
However, in the heat-dissipating ceramic film of the above-mentioned patent, the mixture is first heated to 70 ° C to 80 ° C, and then the primary heated mixture is heated to 90 ° C to 120 ° C secondarily. If the temperature at the first heating is too low, the mixture is vaporized during the second heating and bubbles are generated. If the temperature is too high during the first heating, a uniform heat-shrinkable ceramic film with uniform thickness and uniform thickness is produced due to the rapid vaporization of the mixture The manufacturing time and cost of the heat-dissipating ceramic film are increased, resulting in a further increase in manufacturing cost.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은In order to solve such a problem,

제1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체를 형성하여 세라믹의 열전도율이 아닌 방사율을 극대화하고, 상기 제 1 성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 상기 제 1 밀도보다 높은 제 2 밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제 2성형체를 형성하여 전자회로구성이 가능하고 우수한 열전도율을 얻을 수 있도록 하여 생산공정이 간단하고 생산가격이 저렴하여 제품의 시장경쟁력까지 확보한 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
A method of manufacturing a ceramic molded body, comprising: forming a first formed body having a first density and including ceramics to maximize emissivity, not a thermal conductivity of the ceramic; bonding to a part or all of the surface of the first shaped body, To provide a ceramic heat dissipating member having a dual structure that can be configured as an electronic circuit and can obtain an excellent thermal conductivity so that the production process is simple and the production cost is low and the market competitiveness of the product is ensured The purpose.

또한 제1성형체는 평균 입자의 직경이 5~30um인 세라믹과 0.1~10um인 프리트(frit), 바인더로 구성된 제1혼합재를 소결하여 형성하여 비표면적이 최대화된 낮은 밀도의 기판을 제공하고 세라믹의 방사율을 최대한 활용할 수 있고,Also, the first formed body is formed by sintering a first mixed material composed of ceramics having an average particle diameter of 5 to 30 um, a frit and a binder of 0.1 to 10 um, thereby providing a low density substrate having a maximum specific surface area, Emissivity can be maximized,

상기 제1성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 상기 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제2성형체는 평균 입자의 직경이 0.1~1.5um인 세라믹과 0.1~10um인 프리트(frit), 바인더로 구성된 제2혼합재를 소결하여 형성되어 전극 등의 회로 구성이 가능하고 열전도율을 향상시켜 발열체가 배출하는 열을 흡수하여 제1성형체로의 열 이동을 유도할 수 있어,The second formed body, which is bonded to a part or all of the surface of the first molded body and has a second density higher than the first density and contains ceramic, has a ceramic having an average particle diameter of 0.1 to 1.5 um and a frit frit and a binder to form a circuit such as an electrode and improve the thermal conductivity to absorb the heat discharged by the heating element to induce heat transfer to the first formed body,

별도의 금속재료를 혼합하는 가공 공정이 필요 없고, 원료 분말의 가격이 매우 저렴할 뿐만 아니라 대량생산이 가능하여 제품의 가격경쟁력을 획기적으로 높일 수 있는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is a further object of the present invention to provide a ceramic heat dissipating member having a double structure which does not require a processing step of mixing a separate metallic material and is capable of mass production of the raw material powder at a very low cost, do.

아울러 상기 제2성형체의 노출면 일부 또는 모두에 다이아몬드 층을 형성하는 단계를 더 포함하여 세라믹 방열부재의 열전도율을 더욱 높일 수 있다. 이로 인하여 상기 제1밀도를 갖는 세라믹의 우수한 열방사율과 함께 세라믹 방열부재의 방열성을 획기적으로 높일 수 있는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, the step of forming a diamond layer on a part or all of the exposed surface of the second molded body may further include a step of further increasing the thermal conductivity of the ceramic heat dissipating member. It is an object of the present invention to provide a ceramic heat dissipating member having a dual structure capable of remarkably increasing the heat radiation rate of the ceramic heat dissipating member together with the excellent thermal radiation rate of the ceramic having the first density.

또한 제1 및 제2 성형체를 위한 제1 및 제2 혼합재 각각은 알루미나(Al2O3), 뮬라이트(3Al2O3·SiO2), 실리콘카바이드(SiC), 알루미늄나이트라이드(AlN), 다이아몬드 입자, c-BN(입방정 보론나이트라이드) 중 하나 이상을 포함하는 세라믹 100중량부에 대하여 가올린계 점토, 벤토나이트계 점토, 저온 용융 유리 프리트 분말 중 하나 이상을 포함하는 프리트 3~30중량부와, 바인더 0.1~20 중량부가 구성되어,In addition, the first and for the second formed body 1 and the second honhapjae each of alumina (Al 2 O 3), mullite (3Al 2 O 3 · SiO 2 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), diamond 3 to 30 parts by weight of a frit containing at least one of calcined clay, bentonite-based clay and low-temperature fused glass frit powder with respect to 100 parts by weight of a ceramic containing at least one of grains and c-BN (cubic boron nitride) , And 0.1 to 20 parts by weight of a binder,

공통된 재료를 사용함으로써 생산원가를 대폭 줄일 수 있고, 저렴한 생산단가로 인하여 시장경쟁력을 확보한 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is an object of the present invention to provide a ceramic heat dissipating member having a dual structure which can reduce the production cost substantially by using a common material and secure a market competitiveness due to an inexpensive production cost.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재는According to an aspect of the present invention, there is provided a ceramic heat dissipating member comprising:

제 1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체;A first formed body having a first density and including a ceramic;

상기 제 1 성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 상기 제 1 밀도보다 높은 제 2 밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제 2성형체;를 포함하고,And a second formed body coupled to a part or all of the surface of the first formed body and having a second density higher than the first density and including ceramics,

상기 제1성형체는 평균 입자의 직경이 5~30um인 세라믹과 0.1~10um인 프리트(frit), 바인더로 구성된 제1혼합재를 소결하여 형성되고,The first formed body is formed by sintering a first mixed material composed of ceramics having an average particle diameter of 5 to 30 um, a frit and a binder of 0.1 to 10 um,

상기 제2성형체는 평균 입자의 직경이 0.1~1.5um인 세라믹과 0.1~10um인 프리트(frit)와, 바인더로 구성된 제2혼합재를 소결하여 형성되고,The second formed body is formed by sintering a ceramic material having an average particle diameter of 0.1 to 1.5 um, a frit having a frit of 0.1 to 10 um, and a second mixed material composed of a binder,

상기 제2성형체의 노출면 일부 또는 모두에 다이아몬드 층이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
And a diamond layer is further included in part or all of the exposed surface of the second molded body.

상기 제1 및 제2 성형체를 위한 제1 및 제2 혼합재 각각은Each of the first and second mixing materials for the first and second formed bodies

알루미나(Al2O3), 뮬라이트(3Al2O3·SiO2), 실리콘카바이드(SiC), 알루미늄나이트라이드(AlN), 다이아몬드 입자, c-BN(입방정 보론나이트라이드)의 일부 또는 모두로 구성되는 세라믹 100중량부에 대하여,Consist of any or all of the alumina (Al 2 O 3), mullite (3Al 2 O 3 · SiO 2 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), diamond particles, c-BN (cubic boron nitride) Based on 100 parts by weight of the ceramic,

가올린계 점토, 벤토나이트계 점토, 저온 용융 유리 프리트 분말의 일부 또는 모두로 구성되는 프리트 3~30중량부와, 바인더 0.1~20 중량부가 혼합되고,3 to 30 parts by weight of frit composed of a part or all of clay, bentonite clay and low temperature melting glass frit powder and 0.1 to 20 parts by weight of a binder are mixed,

상기 세라믹 방열부재의 제1성형체 재료내의 모든 기공은 개기공으로 존재하면서 상대밀도는 50% ~ 93% 인 것을 특징으로 한다.
Wherein all of the pores in the first molding material of the ceramic heat dissipating member are present as open pores and have a relative density of 50% to 93%.

한편, 청구항 1에 기재된 세라믹 방열부재를 제조하는 방법으로,On the other hand, as a method for manufacturing the ceramic heat radiation member according to claim 1,

(a) 평균 입자 크기가 10um인 SiC 분말, Al2O3 , 프리트(firt) 분말(조성; CaO : Na2O : B2O3 : SiO2 = 20 : 10 : 25 : 45), 물에 녹인 유기 고분자 바인더(PVA) 10% 수용액을 준비하는 단계와(a) having an average particle size 10um SiC powder, Al 2 O 3, the frit (firt) powder (composition; CaO: Na 2 O: B 2 O 3: SiO 2 = 20: 10: 25: 45), the water Preparing a 10% aqueous solution of a dissolved organic polymer binder (PVA); and

(b) SiC : Al2O3 : 프리트(frit) : PVA = 80 : 5 : 14 : 1 (중량비)로 하여 물을 분산매로 하고 알루미나 볼을 이용한 볼밀링을 8~12시간동안 행하여 원료분말의 혼합을 진행하는 단계를 포함한다.
(b) SiC: Al 2 O 3 : frit: PVA = 80: 5: 14: 1 (weight ratio) and water milling using alumina balls for 8 to 12 hours to obtain a raw material powder And proceeding with the mixing.

또한 (c) 상기 (b)단계 이후 건조시켜 물을 완전히 제거하고 직경 20mm의 정사각형 금속몰드를 이용하여 성형하고, 소결로를 사용하여 500~700℃에서 1~3시간동안 공기 중에서 가소결하여 제 1 성형체를 형성하고,(C) After drying in step (b), water is completely removed, molded using a square metal mold having a diameter of 20 mm, and sintered in air at 500 to 700 ° C for 1 to 3 hours using a sintering furnace 1 < / RTI >

상기 가소결하여 형성된 제1성형체의 어느 한 면을 상기 (a)단계에서 SiC 입자만을 0.1~1.5um 이하의 원료 분말을 사용하여 혼합한 슬러리(물로 혼합)로 얇게 코팅하고, 건조한 후 800~1200℃에서 0.5~2시간동안 소결하여 제 2 성형체를 형성하는 (c)단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Either side of the first formed body formed by plasticization is thinly coated with a slurry (mixed with water) mixed with SiC particles in an amount of 0.1 to 1.5 탆 or less in the step (a), dried, and then dried at 800 to 1200 Lt; 0 > C for 0.5 to 2 hours to form a second formed body.

본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재와 그 제조방법은 기존의 다공성 세라믹스 복합재료의 방열기판 개념에서 탈피하여, 제 1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체를 제공함으로써 저밀도로 비표면적을 극대화함으로써 방사율을 효과적으로 높일 수 있고, 상기 제 1 성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 상기 제 1 밀도보다 높은 제 2 밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제 2성형체를 형성함으로써, 전극 등의 회로구성에 문제가 없도록 제공하고, 공통된 재료를 사용하고 연속공정에서 별도의 성형 공정없이 일정크기 또는 두께의 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재를 제조할 수 있어 생산원가를 대폭 줄일 수 있고, 저렴한 생산단가로 인하여 시장경쟁력까지 확보할 수 있다.
The present invention provides a ceramic heat dissipating member having a dual structure and a manufacturing method of the ceramic heat dissipating member and a method of manufacturing the ceramic heat dissipating member according to the present invention by providing a first molded body having a first density and a ceramic at a low density, By forming the second formed body including ceramics having a second density higher than the first density and being bonded to a part or all of the surface of the first formed body so as to effectively increase the emissivity by maximizing the thickness of the first molded body, It is possible to manufacture a ceramic heat-radiating member having a dual structure of a certain size or thickness without using a common molding material and using a common material in a continuous process, thereby greatly reducing the production cost, Competitiveness can be secured.

도 1 은 본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 단면사진 및 확대도.
도 3 [A]는 본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 발열체 결합예의 사시도.
도 3 [B]는 본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 발열체와 다이아몬드 층의 결합예의 사시도.
도 4 [A]는 본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 실시예에 따른 결과표.
도 4 [B]는 본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법의 순서도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a ceramic heat dissipating member having a dual structure according to the present invention. FIG.
2 is a cross-sectional photograph and enlarged view of a ceramic heat dissipating member having a dual structure according to the present invention.
Fig. 3 [A] is a perspective view of a heat generating body bonded example of a ceramic heat dissipating member having a dual structure according to the present invention.
Fig. 3 [B] is a perspective view of a bonding example of a heating element and a diamond layer of a ceramic radiating member having a dual structure according to the present invention.
4 (A) is a result table according to an embodiment of a ceramic heat dissipating member having a dual structure according to the present invention.
4 (B) is a flow chart of a method of manufacturing a ceramic heat radiation member having a dual structure according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the present invention has been described in connection with certain embodiments, it is obvious that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term " comprising " or " consisting of ", or the like, refers to the presence of a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재와 그 제조방법을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1을 참고하여 특정하면,In describing a ceramic heat-radiating member having a dual structure according to the present invention and a method of manufacturing the ceramic heat-radiating member according to the present invention,

도시한 그대로의 상태에서 상하, 좌우, 전후를 나누고, 다른 도면과 관련된 발병의 상세한 설명 및 청구범위에서도 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.
In the state as it is, the vertical and horizontal directions are divided, and in the detailed description of the onset related to the other drawings and the claims, the direction is specified according to this standard.

본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법과 그 방열부재를 설명함에 있어, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법과 그 방열부재의 단면 구조를 개략적으로 나타낸다. 도 1의 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법과 그 방열부재의 단면 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니고 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법과 그 방열부재의 단면 구조는 다양한 형태로 변형될 수 있다.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a ceramic heat dissipating member having a dual structure according to an embodiment of the present invention and a cross section of the heat dissipating member according to an embodiment of the present invention. ≪ / RTI > The manufacturing method of the ceramic heat dissipating member having the dual structure of FIG. 1 and the sectional structure of the heat dissipating member are merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. The manufacturing method of the ceramic heat dissipating member Sectional structure of the heat-radiating member can be modified into various forms.

도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이,As can be seen in Figure 1,

본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재는 제 1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체를 형성하고,The ceramic heat-radiating member having a dual structure according to the present invention forms a first formed body having a first density and containing ceramics,

상기 제1성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 상기 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제2성형체를 형성하여 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재를 제작할 수 있다.
A ceramic heat dissipating member having a dual structure can be manufactured by forming a second formed body coupled to a part or all of the surface of the first molded body and having a second density higher than the first density and including a ceramic.

본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재는 상기 제1성형체와 제2성형체는 제1혼합재와 제2혼합재를 소결하여 형성되는바,In the ceramic heat dissipating member having a dual structure according to the present invention, the first formed body and the second formed body are formed by sintering a first mixed material and a second mixed material,

상기 제1혼합재는 평균 입자의 직경이 5~30um인 세라믹과 0.1~10um인 프리트(frit), 바인더로 구성된다. 상기 세라믹과 프리트(frit)는 직경이 서로 같거나 다르게 구성될 수 있다. 상기 바인더는 물을 혼합하여 수용액 바인더 10%로 구성될 수 있다.The first mixed material is composed of a ceramic having an average particle diameter of 5 to 30 μm, a frit having a particle size of 0.1 to 10 μm, and a binder. The ceramics and the frit may have the same or different diameters. The binder may be composed of 10% aqueous solution binder by mixing water.

상기 제2혼합재는 평균 입자의 직경이 0.1~1.5um인 세라믹과 0.1~10um 프리트(frit), 바인더로 구성된다. 상기 세라믹과 프리트(frit)는 직경이 서로 같거나 다르게 구성될 수 있다. 상기 바인더는 물을 혼합하여 수용액 바인더 10%로 구성될 수 있다. 상기 제2혼합재는 평균입자의 직경이 0.2~1.0um인 세라믹과 0.1~10um프리트(frit), 바인더로 구성되는 것이 더 바람직하다.
The second mixed material is composed of a ceramic having an average particle diameter of 0.1 to 1.5 .mu.m, a frit of 0.1 to 10 .mu.m, and a binder. The ceramics and the frit may have the same or different diameters. The binder may be composed of 10% aqueous solution binder by mixing water. More preferably, the second mixed material is composed of ceramics having an average particle diameter of 0.2 to 1.0 μm, 0.1 to 10 μm frit, and a binder.

상기 제1 및 제2성형체를 위한 제1 및 제2혼합재 각각은 알루미나(Al2O3 ), 뮬라이트(3Al2O3·SiO2), 실리콘카바이드(SiC), 알루미늄나이트라이드(AlN), 다이아몬드 입자, c-BN(입방정 보론나이트라이드)의 일부 또는 모두로 구성되는 세라믹 100중량부에 대하여 가올린계 점토, 벤토나이트계 점토, 저온 용융 유리 프리트 분말의 일부 또는 모두로 구성되는 프리트 3~30 중량부와, 바인더 0.1~20 중량부가 혼합되어 구성된다.
The first and for the second formed body 1 and the second honhapjae each of alumina (Al 2 O 3), mullite (3Al 2 O 3 · SiO 2 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), diamond 3 to 30 weight of frit composed of part or all of the clay, bentonite-based clay, low-temperature melting glass frit powder raised with respect to 100 parts by weight of ceramics consisting of particles or part of c-BN (cubic boron nitride) And 0.1 to 20 parts by weight of a binder.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2성형체의 노출면 일부 또는 모두에 다이아몬드 층이 더 포함되어 세라믹 방열부재의 열전도율을 획기적으로 높일 수 있다. As shown in FIG. 3, a diamond layer may be further included on part or all of the exposed surface of the second molded body to drastically increase the thermal conductivity of the ceramic heat dissipating member.

상기 다이아몬드 층은 제2성형체의 노출면에 위치하고 있어 발열부재를 직접적으로 접촉하여 열을 전도한다. 이 열은 다이아몬드 층을 통하여 제2밀도를 갖는 제2성형체와 제1밀도를 갖는 제1성형체로 이동한다. 방사율이 높은 제1밀도로 구성된 제1성형체로 이동된 열은 확산이 빠르게 이루어져 발열부재의 온도를 획기적으로 낮출 수 있다. 또 상기 다이아몬드 층의 다이아몬드 입자 크기는 0.2mm이상 2mm이하의 크기를 가지는 다이아몬드 입자가 배열된다.
The diamond layer is located on the exposed surface of the second molded body and directly contacts the heating member to conduct heat. This heat moves through the diamond layer to the second formed body having the second density and the first formed body having the first density. The heat transferred to the first molded body having the first density having a high emissivity is rapidly diffused and the temperature of the heating member can be drastically lowered. The diamond particles of the diamond layer have a size of 0.2 mm or more and 2 mm or less.

상기 세라믹 방열부재의 제1성형체 재료내의 모든 기공은 개(開)기공으로 존재하면서 상기 제1성형체 재료의 상대밀도는 50~93%로 형성되어 제1성형체의 방열성을 최대화하여 발열부재가 발생하는 열을 효율적으로 배출할 수 있다.
All of the pores in the first molding material of the ceramic heat dissipating member are present as open pores while the relative density of the first molding material is 50 to 93% to maximize heat dissipation of the first molding, The heat can be efficiently discharged.

한편 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법으로,As a method for manufacturing a ceramic heat-radiating member having a dual structure,

도 4에 도시된 바와 같이, 평균 입자 크기가 10um인 SiC 분말, Al2O3 , 프리트(firt) 분말(조성; CaO : Na2O : B2O3 : SiO2 = 20 : 10 : 25 : 45), 물에 녹인 유기 고분자 바인더(PVA) 10% 수용액을 준비하는 (a)단계와(SiC powder , Al 2 O 3 , firt powder (composition: CaO: Na 2 O: B 2 O 3: SiO 2 = 20: 10: 25: 45) , a step (a) of preparing a 10% aqueous solution of an organic polymer binder (PVA) dissolved in water and

SiC : Al2O3 : 프리트(frit) : PVA = 80 : 5 : 14 : 1 (중량비)로 하여 물을 분산매로 하고 알루미나 볼을 이용한 볼밀링을 행하여 원료분말의 혼합을 진행하는 (b)단계를 포함한다. 상기 볼밀링은 평균 9시간에서 11시간 사이로 행하는 것이 바람직하다. 상기 볼밀링은 10시간동안 행하는 것이 더 바람직하다.
(B) (step (b)) in which water is used as a dispersion medium and ball milling is performed using alumina balls to make mixing of the raw material powders with a molar ratio of SiC: Al 2 O 3 : frit: PVA = 80: 5: . The ball milling is preferably carried out at an average of 9 hours to 11 hours. It is more preferable that the ball milling is performed for 10 hours.

또 본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법은 The method of manufacturing a ceramic heat dissipating member having a double structure according to the present invention

상기 (b)단계 이후 건조시켜 물을 완전히 제거하고 직경 20mm의 정사각형 금속몰드를 이용하여 성형하고, 소결로를 사용하여 500~700℃에서 1~3시간동안 공기 중에서 가소결하여 제 1 성형체를 형성하고,After the step (b), the water is completely removed by drying, and the resultant is molded using a square metal mold having a diameter of 20 mm, and is sintered in air at 500 to 700 ° C. for 1 to 3 hours using a sintering furnace to form a first formed body and,

상기 가소결하여 형성된 제1성형체의 어느 한 면을 상기 (a)단계에서 SiC 입자만을 0.1~1.5um 이하의 원료 분말을 사용하여 혼합한 슬러리(물로 혼합)로 얇게 코팅하고, 건조한 후 800~1200℃에서 0.5~2시간동안 소결하여 제 2 성형체를 형성하는 (c)단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Either side of the first formed body formed by plasticization is thinly coated with a slurry (mixed with water) mixed with SiC particles in an amount of 0.1 to 1.5 탆 or less in the step (a), dried, and then dried at 800 to 1200 Lt; 0 > C for 0.5 to 2 hours to form a second formed body.

상기 제 1 성형체를 형성할 때 소결로를 사용하여 600℃에서 1~3시간동안 공기 중에서 가소결하는 것이 바람직하고, 600℃에서 2시간동안 공기 중에서 가소결하는 것이 더 바람직하다.
It is preferable that the first compact is sintered in the air at 600 ° C for 1 to 3 hours by using a sintering furnace and more preferably is calcined in air at 600 ° C for 2 hours.

상기 (c)단계 이후 슬러리로 얇게 코팅한 후 건조할 때, 물성분을 완전히 건조시키는 것보다는 성형성을 증가시키기 위하여 전체 물성분의 5%를 남기는 것이 바람직하다. 더 바람직하기로는 전체 물성분의 4%를 남기도록 건조시킨다. 조금 더 바람직하기로는 전체 물성분의 3%를 남기도록 건조시킨다. 더욱더 바람직하기로는 전체 물성분의 2%를 남기도록 건조시킨다. 가장 바람직하기로는 전체 물성분의 1%를 남기도록 건조시키는 것이 바람직하다.
When the slurry is coated with the slurry after the step (c) and then dried, it is preferable to leave 5% of the total physical components in order to increase the formability, rather than completely dry the physical component. More preferably, it is dried to leave 4% of the total mass. Even more preferably, it is dried to leave 3% of the total amount of the components. Even more preferably to leave 2% of the total mass. Most preferably, it is preferable to dry to leave 1% of the entire physical component.

본 발명은 다양한 제조공정을 통해 제조될 수 있으나, 특정 실시 예를 설명하고자 한다.
The present invention can be produced through various manufacturing processes, but specific embodiments are described.

실시예1Example 1

제1밀도를 갖는 제1성형체를 제작하기 위하여 세라믹 평균 입자 크기가 10um인 SiC 분말을 준비한다. 큰 입자의 SiC분말을 저온 소결조건에서 결합력을 부여해주기 위해 첨가하는 유리 프리트(firt) 분말(조성; CaO : Na2O : B2O3 : SiO2 = 20 : 10 : 25 : 45)과 프레스 성형시 성형성을 부여하기 위해 첨가하는 유기 고분자 바인더(PVA)를 준비한다. 유기 고분자 바인더(PVA)는 물에 녹여 PVA 10% 수용액으로 만든다.
SiC powder having a ceramic average particle size of 10 [mu] m is prepared in order to produce a first compact having a first density. A glass frit powder (composition: CaO: Na 2 O: B 2 O 3: SiO 2 = 20: 10: 25: 45) and a press which is added to give a large grain SiC powder to give a bonding force under low- An organic polymer binder (PVA) to be added for imparting moldability during molding is prepared. Organic polymer binders (PVA) are dissolved in water to make a 10% PVA solution.

제1성형체의 조성은 SiC : Al2O3 : 프리트(frit) : PVA = 80 : 5 : 14 : 1 (중량비)로 하여 물을 분산매로 하고 알루미나 볼을 이용한 볼밀링으로 10시간동안 행하여 원료분말의 혼합을 진행하였다. 이후 물성분을 건조시키고 직경 20mm의 정사각형 금속몰드를 이용하여 성형하였다. 이 때 물성분은 완전히 건조시키는 것보다는 전체 물성분의 1~5%를 남기는 것이 성형성을 증가시킨다. 성형된 세라믹 제1성형체의 최종 형태는 20 X 20 X 2.5mm였다. 1차 소결로 이렇게 제작된 제1성형체는 통상 소결로를 사용하여 600에서 2시간동안 공기 중에서 가소결하였다.The first molded product had a composition of SiC: Al 2 O 3 : frit: PVA = 80: 5: 14: 1 (weight ratio), and water was used as a dispersion medium for 10 hours by ball milling with alumina balls, . Thereafter, the material components were dried and molded using a square metal mold having a diameter of 20 mm. In this case, leaving 1 ~ 5% of the total material content increases the formability, rather than completely drying the physical component. The final shape of the molded first ceramic formed article was 20 X 20 X 2.5 mm. The first formed body thus produced was first sintered in air at 600 for 2 hours using a sintering furnace.

일반적으로 탄화물(SiC)의 경우 소결 중의 산화를 방지하기 위해 불활성 분위기에서 소결하는 것이 일반적이나 본 발명의 경우 열전도율 보다는 열방사율을 이용한 것으로 탄화물의 표면에서의 일부 부분적인 산화는 최종 방열특성에 크게 영향을 미치지 못한다.
Generally, in the case of carbide (SiC), sintering is performed in an inert atmosphere to prevent oxidation during sintering. However, in the present invention, thermal emissivity is used rather than thermal conductivity. Partial oxidation at the surface of carbide greatly affects .

상기 단계를 통하여 얻어진 제1밀도를 갖는 제1성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 제1성형체의 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 개(開)기공이 없이 치밀화되어 전극 등의 회로 구성이 가능하게 하기 위해 제2성형체를 형성하는 단계를 준비한다.And the second density is higher than the first density of the first molded body and is densified without any open pores. Thus, the circuit structure of the electrode or the like A step of forming a second formed body is prepared.

상기 제2성형체는 상기 제1성형체의 조성과 동일하게 구성하되, SiC 입자만을 0.2~1um이하의 원료 분말을 사용하여 혼합한 슬러리(물로 혼합)를 600℃에서 가소결한 제1성형체의 한 면만을 얇게 코팅한다. 이렇게 동일 조성의 슬러리로 얇게 코팅된 제1성형체를 건조한 후 1000℃ 1시간동안 소결하여 제2성형체가 형성되어 진다.The second molded body is configured to have the same composition as that of the first molded body, except that only one side of the first molded body subjected to the calcination at 600 ° C in a slurry (mixed with water) in which only SiC particles are mixed using raw material powder of 0.2 to 1um or less Apply thinly. The first formed body thinly coated with the slurry of the same composition is dried and then sintered at 1000 ° C for 1 hour to form a second formed body.

상기 제2성형체는 상기 제1성형체의 개기공이었던 한 면은 모두 폐기공화 되었으며, 전극 구성에 문제가 발생하지 않는 치밀화 된 면을 가질 수 있다.
The second molded body may have a densified surface on which one surface of the first formed body is discarded, and the electrode configuration is not problematic.

상기 제작된 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 기능을 평가하기 위해 간단하고도 효과적인 방열특성 평가방법을 사용하여 방열특성을 평가하였다.In order to evaluate the function of the ceramic heat-radiating member made of the above-described double structure, the heat radiation characteristics were evaluated using a simple and effective evaluation method of heat radiation characteristics.

우선, 3왓트(W) (구동전류 I x 구동전압 V = 3W)의 열을 방출하는 펠티어 열소자(Peltier thermoelectric device)의 고온측 단자(heat dissipation)에 열전테이프를 이용하여 제작된 세라믹 방열부재(크기: 20 x 20 x 2.5 mm) 위에 부착하고 열전소자에 3 watt의 구동전력을 15분 동안 인가한 후 열소자의 반대편 표면(저온측 단자: 세라믹 방열부재가 접착된 반대편 표면)의 온도를 열전대(thermocouple)를 이용하여 측정하였다. First, the heat dissipation at the high temperature side of a Peltier thermoelectric device that emits heat of 3 W (drive current I x drive voltage V = 3 W) is applied to a ceramic heat dissipating member (Size: 20 x 20 x 2.5 mm), applying a driving power of 3 watt to the thermoelectric element for 15 minutes, and then heating the opposite side of the thermal element (the lower temperature side: the opposite surface to which the ceramic heat radiation member is adhered) And measured using a thermocouple.

다음으로는 열전소자 자체만을 구동 전력 3왓트(W)로 인가한 후 15분 후에 열소자(Peltier thermoelectric device)의 저온측 단자 표면의 온도를 동일한 열전대를 이용하여 측정하였다. 이때, 세라믹 방열부재를 부착하지 않은 열전소자의 저온측 단자의 표면온도는 96~98 까지 상승하였다. 본 발명에 의해 제작한 세라믹 방열부재를 부착한 경우 열전 소자의 동일한 저온측 표면온도가 65 ~ 67로 감소하였다. 한편, 동일한 크기( 20 x 20 x 2.5 mm)의 알루미늄 금속 방열기판을 부착한 후 동일한 조건에서 측정하였을 때는 열전소자의 표면온도는 73 ~ 76로 나타났다. 따라서 본 발명에 의해 제작된 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재는 금속 알루미늄 방열기판보다 더 우수한 방열능력(T = 8)을 갖는 것을 알 수 있다.
Next, the temperature of the terminal surface of the low temperature side of the Peltier thermoelectric device was measured using the same thermocouple 15 minutes after the application of the thermoelectric element alone with the driving power of 3 W (W). At this time, the surface temperature of the low-temperature side terminal of the thermoelectric element to which the ceramic heat-radiating member was not attached increased to 96 to 98. When the ceramic heat radiation member manufactured by the present invention was attached, the same low temperature side surface temperature of the thermoelectric element was reduced to 65 to 67. On the other hand, when the aluminum metal radiator plate of the same size (20 × 20 × 2.5 mm) was attached and measured under the same conditions, the surface temperature of the thermoelectric device was 73~76. Therefore, it can be seen that the ceramic heat-radiating member made of the double structure manufactured by the present invention has better heat radiation ability (T = 8) than the metallic aluminum radiating plate.

실시예2Example 2

제1밀도를 갖는 제1성형체를 제작하기 위하여 평균 입자 크기가 10um인 SiC 분말을 준비한다. 평균 입자 크기가 10um인 SiC 분말을 저온 소결조건에서 결합력을 부여해주기 위해 첨가하는 프리트(frit) 분말 (조성 : CaO : Na2O : B2O3 : SiO2 = 20 : 10 : 25 : 45)과 프레스 성형시 성형성을 부여하기 위해 점토 (가올린(kaolin): 벤토나이트(bentonite) = 2:1 무게 비율 혼합, 벤토나이트는 성형 시 성형성 및 점결성을 증가시키기 위해 첨가)를 준비한다. SiC powder having an average particle size of 10 [mu] m is prepared in order to prepare a first compact having a first density. A frit powder (composition: CaO: Na 2 O: B 2 O 3 : SiO 2 = 20: 10: 25: 45) was added to give SiC powder having an average particle size of 10 袖 m in order to impart a bonding force under low temperature sintering conditions. And kaolin (bentonite) = 2: 1 weight ratio blend, bentonite is added to increase moldability and moldability in molding to give formability in press molding.

부재의 조성은 SiC : Al2O3 : 프리트(frit) : 점토 = 65 : 15 : 6.6 : 13.4 (중량비)로 하여 물을 분산매로 하고 알루미나 볼을 이용한 볼밀링으로 10시간동안 행하여 원료분말의 혼합을 진행하였다. 이후 물을 완전히 건조하고 직경 15 mm의 정사각형 금속몰드를 이용하여 성형하였다. 성형된 제1성형체의 최종 형태는 20 x 20 x 2.5 mm 였다. 이렇게 제작된 제1성형체는 통상 소결로를 사용하여 1050℃에서 3시간동안 공기중에서 소결하였다. 탄화물(SiC)의 경우 소결중의 산화를 방지하기 위해 불활성 분위기에서 소결하는 것이 일반적이나 본 발명의 경우 열전도율 보다는 열방사율을 이용한 것으로 탄화물의 표면에서의 일부 부분적인 산화는 최종 방열특성에 크게 영향을 미치지 못한다.
The composition of the member was as follows: SiC: Al 2 O 3 : frit: clay = 65: 15: 6.6: 13.4 (weight ratio), and water milling using alumina balls for 10 hours . The water was then completely dried and molded using a square metal mold 15 mm in diameter. The final shape of the molded first molded product was 20 x 20 x 2.5 mm. The first formed body thus produced was usually sintered in the air at 1050 ° C for 3 hours using a sintering furnace. In the case of carbide (SiC), sintering is generally performed in an inert atmosphere to prevent oxidation during sintering. However, in the present invention, thermal emissivity is used rather than thermal conductivity. Partial oxidation at the surface of carbide greatly affects the final heat dissipation characteristics. I can not go crazy.

상기 단계를 통하여 얻어진 제1밀도를 갖는 제1성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 제1성형체의 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 개(開)기공이 없이 치밀화되어 전극 등의 회로 구성이 가능하게 하기 위해 제2성형체를 형성하는 단계를 준비한다.And the second density is higher than the first density of the first molded body and is densified without any open pores. Thus, the circuit structure of the electrode or the like A step of forming a second formed body is prepared.

상기 제2성형체는 상기 제1성형체의 조성과 동일하게 구성하되, 평균 입자의 크기가 0.2~1um인 SiC 원료 분말을 사용하여 혼합한 슬러리(물로 혼합)로 제1성형체의 한면만을 얇게 코팅힌다. 이렇게 동일 조성의 슬러리로 얇게 코팅된 제1성형체를 건조한 후 제1성형체의 소결온도보다 낮은 온도인 1000℃에서 1시간동안 소결하여 제2성형체가 형성되어 진다. 제2성형체의 소결온도를 제1성형체의 소결온도보다 낮게 함으로써 세라믹 방열부재의 소결 후의 치수를 좀 더 정밀하게 제어할 수 있다.The second molded body is formed to have the same composition as that of the first molded body, and only one side of the first molded body is thinly coated with a slurry (mixed with water) mixed with SiC raw material powder having an average particle size of 0.2 to 1 um. The first formed body thinly coated with the slurry of the same composition is dried and then sintered at 1000 캜 for one hour, which is lower than the sintering temperature of the first formed body, to form the second formed body. By making the sintering temperature of the second formed article lower than the sintering temperature of the first formed article, the dimension after sintering of the ceramic heat dissipating member can be controlled more precisely.

상기 제2성형체는 상기 제1성형체의 개기공이었던 한 면은 모두 폐기공화 되었으며, 전극 구성에 문제가 발생하지 않는 치밀화 된 면을 가질 수 있고, 상기 실시예1에서 측정한 효과와 비슷한 결과를 도출할 수 있다.
The second molded body may have a densified surface that does not cause a problem in the electrode configuration and has a similar result as the effect measured in the first embodiment can do.

또한 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, Also, as can be seen in Figure 1,

본 발명에 따른 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재는 제1성형체와 제2성형체로 구성되어 있다.The ceramic heat-radiating member made of a double structure according to the present invention is composed of a first formed body and a second formed body.

제1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체는 세라믹의 열전도율이 아닌 방사율을 극대화하고, 상기 제1성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 제1성형체의 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제2성형체는 전자회로구성이 가능하고 우수한 열전도율을 얻을 수 있도록 하여 생산공정이 간단하고 생산가격이 저렴하여 제품의 시장경쟁력까지 확보할 수 있다.
The first shaped body having the first density and containing ceramic maximizes the emissivity, not the thermal conductivity of the ceramic, and is bonded to a part or all of the surface of the first shaped body and has a second density higher than the first density of the first shaped body The second molded body including ceramics can be configured as an electronic circuit and can obtain excellent thermal conductivity, so that the production process is simple and the production cost is low, thereby securing the market competitiveness of the product.

또한 기존의 세라믹 방열부재를 제작하는 방법과는 달리 제1성형체는 평균 입자의 직경이 5~15㎛인 세라믹과 0.1~10㎛인 프리트(frit), 바인더로 구성된 제1혼합재를 소결하여 형성되어 비표면적이 최대화된 낮은 밀도의 기판을 제공하고 세라믹의 방사율을 최대한 활용할 수 있고,Unlike the conventional method of manufacturing the ceramic heat dissipating member, the first formed body is formed by sintering a first mixed material composed of ceramics having an average particle diameter of 5 to 15 μm, a frit having a thickness of 0.1 to 10 μm, and a binder It is possible to provide a low-density substrate having a maximized specific surface area and make full use of the emissivity of the ceramic,

제2성형체는 평균 입자의 직경이 0.1~1.5um인 세라믹과 0.1~10um인 프리트(frit), 바인더로 구성된 제2혼합재를 소결하여 형성되어 전극 등의 회로 구성이 가능하고 열전도율을 향상시켜 발열체가 배출하는 열을 흡수하여 보다 쉽게 제1성형체로의 열 이동을 유도할 수 있어,The second formed body is formed by sintering a second mixed material composed of ceramics having an average particle diameter of 0.1 to 1.5 um and a frit and a binder of 0.1 to 10 um so that a circuit configuration such as an electrode can be formed and a thermal conductivity is improved, It is possible to absorb heat to be discharged and to more easily induce heat transfer to the first molded body,

결과적으로 별도의 금속재료를 혼합하는 가공 공정이 필요없고, 원료 분말의 가격이 매우 저렴할 뿐만 아니라 대량생산이 가능하여 제품의 가격경쟁력을 획기적으로 높일 수 있다.
As a result, there is no need for a separate metal material mixing process, and the cost of raw material powder is extremely low, and mass production is possible, which can greatly enhance price competitiveness of the product.

한편, 본 발명은 방열효과의 극대화를 위해 열 발생 부품과 방열 세라믹 방열부재 사이의 계면에 의한 열전달 저항을 최소화시키고, 열전도율을 증대시키기 위해 세라믹 방열부재 위에 일정 크기 이상의 다이아몬드 입자를 한 층으로 형성시키거나 또는 기상화학합성법(CVD: chemical vapor deposition)으로 다이아몬드 층을 결합할 수 있다.In order to maximize the heat dissipation effect, the present invention minimizes the heat transfer resistance due to the interface between the heat generating component and the heat dissipating ceramic heat dissipating member and forms a single layer of diamond particles having a predetermined size or more on the ceramic heat dissipating member Or by chemical vapor deposition (CVD).

즉, 열전도율이 우수한 일정 크기 이상의 다이아몬드 입자를 사용하여 열 발생 부품에 접촉하는 세라믹 방열부재의 한쪽 면에 배열시켜 접촉면에서의 열 발생 부품 (반도체 및 LED 패키지)으로부터 세라믹 방열부재로의 열전달을 극대화하는 것이며,That is, diamond particles of a predetermined size or more having a good thermal conductivity are arranged on one surface of a ceramic heat-radiating member that contacts the heat-generating component to maximize the heat transfer from the heat-generating component (semiconductor and LED package) to the ceramic heat- Lt; / RTI &

기상화학합성법을 통해 다이아몬드 막을 코팅하여 접촉면에서의 열전도율을 증대시키는 것이다. 이 경우 저밀도의 세라믹 방열부재에 적어도 한 면에 치밀한 면(고밀도의 제2성형체)을 만들기 위한 별도의 공정이 생략될 수도 있고, 치밀한 면(제2성형체의 일부 또는 모두의 면)에 코팅되어 질 수 있다. 즉, 다이아몬드 코팅에 의해 코팅된 면에서는 개기공이 모두 다이아몬드 입자로 채워져 완전 치밀화된 면을 가지게 된다.
And the diamond coating is coated through the vapor phase chemical synthesis method to increase the thermal conductivity at the contact surface. In this case, a separate step for forming a dense surface (second dense body) on at least one side of the low-density ceramic heat-dissipating member may be omitted, or may be coated on a dense face (a part or all of the second formed body) . That is, in the surface coated with the diamond coating, all of the open pores are filled with diamond particles to have a fully densified surface.

본 발명에서는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재와, 상기 세라믹 방열부재의 제1성형체 또는 제2성형체의 노출면에 다이아몬드 층을 결합함으로써 슬림화된 세라믹 방열부재를 제공할 수 있는 차별성이 있으며, 무엇보다도 매우 저렴한 가격으로 방사율이 높은 세라믹 방열부재를 제공할 수 있다.
In the present invention, there is a difference in being able to provide a ceramic heat dissipating member made of a double structure and a ceramic heat dissipating member slimmed by bonding a diamond layer to the exposed surface of the first molded body or the second molded body of the ceramic heat dissipating member. It is possible to provide a ceramic heat dissipating member having a high emissivity at an inexpensive price.

이상의 설명에서 세라믹 방열부재 및 그 제조방법과 관련된 통상의 공지된 기술은 생략되어 있으나, 관련 기술의 종사자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.In the above description, conventionally known techniques relating to the ceramic heat dissipating member and the manufacturing method thereof are omitted, but it is possible to easily guess, deduce, and reproduce the ceramic heat dissipating member.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 세라믹 방열부재와 그 제조방법에 관하여 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention. Changes and substitutions are to be construed as falling within the scope of protection of the present invention.

S: 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재 M: 발열부재
10: 제1성형체 20: 제2성형체
S100 : a 단계 S200: b 단계
S300 : c 단계
S: a ceramic heat-radiating member made of a double structure M:
10: first formed article 20: second formed article
S100: a Step S200: Step b
S300: Step c

Claims (7)

삭제delete 제1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체;
상기 제1성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 상기 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제 2성형체;를 포함하고,
상기 제1성형체는 평균 입자의 직경이 5~30um인 세라믹과 0.1~10um인 프리트(frit), 바인더로 구성된 제1혼합재를 소결하여 형성되고,
상기 제2성형체는 평균 입자의 직경이 0.1~1.5um인 세라믹과 0.1~10um인 프리트(frit), 바인더로 구성된 제2혼합재를 소결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재.
A first formed body having a first density and including a ceramic;
And a second formed body coupled to a part or all of the surface of the first formed body and having a second density higher than the first density and including ceramics,
The first formed body is formed by sintering a first mixed material composed of ceramics having an average particle diameter of 5 to 30 um, a frit and a binder of 0.1 to 10 um,
Wherein the second molded body is formed by sintering a second mixed material composed of a ceramic having an average particle diameter of 0.1 to 1.5 um, a frit having a thickness of 0.1 to 10 um, and a binder.
제 2 항에 있어서,
상기 제2성형체의 노출면 일부 또는 모두에 다이아몬드 층이 더 포함되는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재.
3. The method of claim 2,
And a diamond layer is further formed on part or all of the exposed surface of the second molded body.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제1 및 제2성형체를 위한 제1 및 제2혼합재 각각은
알루미나(Al2O3), 뮬라이트(3Al2O3·SiO2), 실리콘카바이드(SiC), 알루미늄나이트라이드(AlN), 다이아몬드 입자, c-BN(입방정 보론나이트라이드)의 일부 또는 모두로 구성되는 세라믹 100중량부에 대하여

가올린계 점토, 벤토나이트계 점토, 저온 용융 유리 프리트 분말의 일부 또는 모두로 구성되는 프리트 3~30중량부와,
바인더 0.1~20 중량부가 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재.
The method according to claim 2 or 3,
Each of the first and second mixing materials for the first and second formed bodies
Consist of any or all of the alumina (Al 2 O 3), mullite (3Al 2 O 3 · SiO 2 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), diamond particles, c-BN (cubic boron nitride) 100 parts by weight of the ceramic

3 to 30 parts by weight of frit composed of a part or all of clay, clay of bentonite, and low-temperature melting glass frit powder,
And 0.1 to 20 parts by weight of a binder are mixed with each other.
제 2 항에 있어서,
상기 세라믹 방열부재의 제1성형체 재료내의 모든 기공은 개(開)기공으로 존재하면서 제1성형체 재료의 상대밀도는 50% ~ 93% 인 것을 특징으로 하는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재.
3. The method of claim 2,
Wherein all of the pores in the first molding material of the ceramic heat dissipating member are present as open pores and the relative density of the first molding material is 50% to 93%.
제1밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제1성형체;
상기 제1성형체의 표면 일부 또는 모두에 결합되고, 상기 제1밀도보다 높은 제2밀도를 갖고 세라믹을 포함하는 제 2성형체;를 포함하는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재를 제조하는 방법으로,
(a) 평균 입자 크기가 10um인 SiC 분말, Al2O3, 프리트(firt) 분말(조성 : CaO : Na2O : B2O3 : SiO2 = 20 : 10 : 25 : 45), 물에 녹인 유기 고분자 바인더(PVA) 10% 수용액을 준비하는 단계;
(b) SiC : Al2O3 : 프리트(frit) : PVA = 80 : 5 : 14 : 1 (중량비)로 하여 물을 분산매로 하고 알루미나 볼을 이용한 볼밀링을 8~12시간동안 행하여 원료분말의 혼합을 진행하는 단계;
를 포함하는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법.
A first formed body having a first density and including a ceramic;
And a second formed body coupled to a part or all of the surface of the first formed body and having a second density higher than the first density and containing ceramics, the method comprising:
(a) having an average particle size 10um SiC powder, Al 2 O 3, the frit (firt) powder (composition: CaO: Na 2 O: B 2 O 3: SiO 2 = 20: 10: 25: 45), the water Preparing a 10% aqueous solution of dissolved organic polymeric binder (PVA);
(b) SiC: Al 2 O 3 : frit: PVA = 80: 5: 14: 1 (weight ratio) and water milling using alumina balls for 8 to 12 hours to obtain a raw material powder Progressing the mixing;
Wherein the ceramic heat-dissipating member has a double structure.
제 6 항에 있어서,
(c) 상기 (b)단계 이후 물성분을 건조시키고 직경 20mm의 정사각형 금속몰드를 이용하여 성형하고, 소결로를 사용하여 500~700℃에서 1~3시간동안 공기 중에서 가소결하여 제1성형체를 형성하고,
상기 가소결하여 형성된 제1성형체의 어느 한 면을 상기 (a) 단계에서 SiC 입자만을 0.1~1.5um 이하의 원료 분말을 혼합한 슬러리(물로 혼합)로 얇게 코팅하고, 건조한 후 800~1200℃에서 0.5~2시간동안 소결하여 제2성형체를 형성하는 단계를 포함하는 이중구조로 이루어진 세라믹 방열부재의 제조방법.
The method according to claim 6,
(c) After the step (b), the material components are dried, molded using a square metal mold having a diameter of 20 mm, plasticized in air at 500 to 700 ° C for 1 to 3 hours using a sintering furnace, Forming,
Either side of the first formed body formed by plasticization is thinly coated with a slurry (mixed with water) in which only SiC particles are mixed in an amount of 0.1 to 1.5 .mu.m or less in the step (a), dried, and then dried at 800 to 1200.degree. And sintering the sintered body for 0.5 to 2 hours to form a second formed body.
KR1020120133621A 2012-11-23 2012-11-23 Bi-layer ceramic substrate for heat dissipation and method for manufacturing the same KR101419740B1 (en)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070003626A (en) * 2005-06-30 2007-01-05 폴리마테크 컴퍼니 리미티드 Heat radiation member and production method for the same
KR20090046600A (en) * 2007-11-06 2009-05-11 삼성전기주식회사 Contraining green sheet and manufacturing method of multi-layer ceramic substrate
JP2010285569A (en) 2009-06-15 2010-12-24 Panasonic Corp Thermoconductive resin material and production method thereof
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070003626A (en) * 2005-06-30 2007-01-05 폴리마테크 컴퍼니 리미티드 Heat radiation member and production method for the same
KR20090046600A (en) * 2007-11-06 2009-05-11 삼성전기주식회사 Contraining green sheet and manufacturing method of multi-layer ceramic substrate
JP2010285569A (en) 2009-06-15 2010-12-24 Panasonic Corp Thermoconductive resin material and production method thereof
JP2011089161A (en) 2009-10-21 2011-05-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Composite material

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