KR100827725B1 - 상변화계면재료의 부착방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상변화계면재료의 부착방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱상세하게는 열전달을 위한 계면재료 중에 상변화계면재료(PCM)를 열전도판에 간단하게 부착하고, 이형지를 쉽게 제거할 수 있도록 한 상변화계면재료의 부착방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명의 PCM부착방법은 상변화계면재료(PCM)을 열전도판에 부착하는 1단계와; 상기 PCM이 부착된 열전도판을 가열하면서 가압하는 2단계와; 상기 2단계가 수행된 PCM이 부착된 열전도판을 냉각시키는 3단계와; 상기 열전도판에 부착된 PCM에서 이형지를 제거하는 4단계로 구성된다.
본 발명에 의하면 PCM을 열전도판에 쉽게 부착할 수 있고, PCM을 열전도판에 자동적으로 부착할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 발생한다.
Figure R1020070042693
상변화계면재료, 트레이, 이송벨트, PCM, 열전도, 계면재료.

Description

상변화계면재료의 부착방법 및 그 장치{PCM ATTACHMENT METHOD AND AUTOMATIC MACHINE THEREOF}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 상변화계면재료의 부착장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 상변화계면재료의 부착방법에 의해서 상변화계면재료가 메모리모듈에 부착된 상태 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 상변화계면재료의 부착방법에 의해서 부착된
**<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>**
10 : 열전도판 20 : 상변화계면재료(PCM)
100 : 열전도판공급장치 200 : PCM공급장치
300 : PCM부착부 400 : 가열압착부
500 : 냉각부 600 : 이형지박리부
700 : 이송벨트 710 : 트레이
800 : 배출부 900 : 램모듈
본 발명은 상변화계면재료의 부착방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱상세하게는 열전달을 위한 계면재료 중에 상변화계면재료(PCM)를 열전도판에 간단하게 부착하고, 이형지를 쉽게 제거할 수 있도록 한 상변화계면재료의 부착방법 및 그 장치에 관한 것이다.
고속 컴퓨터나 다른 고속 장치들은 많은 집적회로 또는 부품을 필요로 하는데, 이러한 직접회로 또는 부품들은 각각 전력을 소비하면서 열을 발생하게 된다.
상기 집적회로 또는 부품에서 발생하는 열을 분산시키기 위해서 팬(fan)등을 활용한 대류에 의한 열전달방법과, 열전도율이 높은 전도물질 등을 활용한 전도에 의한 열전달방법이 사용되고 있다.
상기 전도에 의한 열전달방법은 두 물체를 접촉시켜 히트소스(heat source)에서 히트싱크(heat sink)로의 열전달이 원활하게 이루어지도록 하는 방법으로, 상기와 같은 방법은 두 물체 사이의 접촉부의 열저항을 최대한으로 줄일 때 그 효과가 극대화 될 수 있다.
종래에는 두 물체 사이의 접촉부의 열저항을 최대한 줄일 수 있도록 접촉부에 계면재료를 삽입하는데, 상기 계면재료는 오일에 필러를 삽입하여 제작하게 된다.
상기 계면재료는 패드(ped)형태, 그리스(grease)형태 또는 본드(bond)형태로 제작되는데, 최근에는 상온에서 패드형태로 존재하다가 온도가 상승함에 따라서 그 리스형태로 변화하는 상변화계면재료(Phase Change Material, 이하, 'PCM'이라 한다)가 제작되고 있다.
최근에는 기억장치인 메모리칩의 성능이 개선됨에 따라서 AMB(Advanced Momery Buffer)가 장착된 램모듈이 선보고 있는데, 이러한 램모듈(900)은 각각의 메모리칩과 AMB가 소모하는 전력이 크고, 이에 따라서 많은 열이 발생되므로 도 3과 같이 열전도판(20)이 램모듈(900)의 전후방에 부착된다.
상기 PCM은 전후면에는 이형지가 부착되는데, 상기 이형지는 PCM을 열전도판에 부착시킨 후에 제거하게 된다.
그러나, 상기와 같이 PCM을 열전도판, 주로 열전도율이 높은 금속판에 부착할 때 열전도판과의 부착력보다 이형지와의 부착력이 더 커서 열전도판에 PCM을 부착한 후에 이형지를 제거할 때, PCM이 열전도판에서 이형지와 함께 떨어지게 되어 작업성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 다음과 같은 목적에서 개발되었다.
(1) PCM을 열전도판에 쉽게 부착할 수 있도록 하는 부착방법을 제공한다.
(2) PCM을 열전도판에 자동적으로 부착하는 장치를 제공한다.
(3) 생산성을 향상시킬 수 있는 PCM 부착방법 및 그 장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 PCM부착방법은 PCM을 열전도판에 부착하는 1단계와; 상기 PCM이 부착된 열전도판을 가열하면서 가압하는 2단계와; 상기 2단계가 수행된 PCM이 부착된 열전도판을 냉각시키는 3단계와; 상기 열전도판에 부착된 PCM에서 이형지를 제거하는 4단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PCM 부착방법을 자동적으로 수행하기 위해서 형성되는 장치는 일정한 간격으로 트레이가 고정되어 무한으로 회전가능하도록 형성된 이송벨트와; 상기 이송벨트의 상단에 형성되고, 열전도판이 순서대로 공급되는 열전도판공급장치와; 상기 열전도판공급장치와 이격되게 이송벨트의 상단에 형성되고, PCM이 롤(roll)형태로 감겨있는 PCM공급장치와; 상기 PCM공급장치의 하단으로 다수개의 롤러가 형성되고, 상기 롤러를 통과하는 PCM을 압착롤러가 열전도판에 부착시킴과 동시에 절단칼날이 절단할 수 있도록 형성된 PCM부착부와; 상기 PCM부착부와 이격되게 이송벨트의 상단에 형성되고, 내부에 가열선이 형성되며 실린더에 의해서 작동하는 프레스가 형성된 가열압착부와; 상기 가열압착부와 이격되게 이송벨트의 상단에 냉각장치가 형성된 냉각부와; 상기 냉각부와 이격되게 이송벨트의 상단에 이형지분리칼날이 형성된 이형지박리부와; PCM이 부착된 열전도판이 배출되는 배출부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 PCM부착방법은 PCM을 열전도판에 부착하는 1단계와; 상기 PCM이 부착된 열전도판을 가열하면서 가압하는 2단계와; 상기 2단계가 수행된 PCM이 부착 된 열전도판을 냉각시키는 3단계와; 상기 열전도판에 부착된 PCM에서 이형지를 제거하는 4단계로 구성된다.
상기 1단계는 한쪽면의 이형지를 제거하고, 이형지가 제거된 면을 열전도판에 부착하는 단계이다.
상기 2단계는 PCM이 약간의 상변화가 일어날 수 있도록 온도를 35℃ ~ 80℃로 상승시키면서 2 ~ 5㎏/㎠ 의 압력을 가하여 PCM이 열전도판의 표면에 보다 강력하게 부착되도록 하는 단계이다.
상기 3단계는 열도판의 표면에 부착된 PCM을 응고시켜서 PCM과 열전도판의 부착력이 PCM과 이형지와의 부착력보다 강하게 하기 위해서 냉각하는 단계로 상온보다 낮도록 0℃ ~ 20℃정도로 온도를 낮추는 단계이다.
상기 4단계는 3단계를 통과하면서 이미 PCM이 이형지와의 부착력보다 열전도판과의 부착력이 강하게되었으므로 이형지를 쉽게 제거할 수 있는 단계이다.
또한, 상기 PCM 부착방법을 자동적으로 수행하기 위해서 형성되는 장치는 일정한 간격으로 다수개의 트레이(710)가 고정되어 무한으로 회전가능하도록 형성된 이송벨트(700)와;
상기 이송벨트(700)의 상단에 형성되고, 열전도판(20)이 순서대로 공급되는 열전도판공급장치(100)와;
상기 열전도판공급장치(100)와 이격되게 이송벨트(700)의 상단에 형성되고, PCM(10)이 롤(roll)형태로 감겨있는 PCM공급장치(200)와;
상기 PCM공급장치(200)의 하단으로 다수개의 롤러(220)가 형성되고, 상기 롤러(220)를 통과하는 PCM(10)을 압착롤러(230)가 열전도판에 부착시킴과 동시에 절단칼날(230)이 절단할 수 있도록 형성된 PCM부착부(300)와;
상기 PCM부착부(300)와 이격되게 이송벨트(700)의 상단에 형성되고, 내부에 가열선이 형성되어 실린더에 의해서 작동하는 프레스(410)가 형성된 가열압착부(400)와;
상기 가열압착부(400)와 이격되게 이송벨트(700)의 상단에 냉각장치가 형성된 냉각부(500)와;
상기 냉각부(500)와 이격되게 이송벨트(700)의 상단에 이형지분리칼날(610)이 형성된 이형지박리부(600)와;
상기 PCM(10)이 부착된 열전도판(20)이 배출되는 배출부(800)로 구성된다.
상기 열전도판공급장치(100)는 열전도판(20)을 상단에서 트레이(710)로 정확하게 이송할 수 있도록 가이드(110)에 의해서 다수개를 쌓을 수 있도록 형성된다.
상기 열전도판공급장치(100)는 이송벨트(700)의 측면에 형성하고, 진공흡착판이 형성된 실린더에 의해서 트레이(710)에 올려놓을 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 PCM공급장치(200)는 롤(210)에 PCM(10)이 감겨있거나, 필요한 크기로 절단되어 열전도판공급장치(100)와 같이 적층되어 형성된다.
상기 PCM공급장치(200)는 준비되어 있는 PCM(10)이 주위 환경이나 장치의 온도상승으로 인해서 녹지 않도록 냉각시스템을 구축하여 PCM공급장치(200)의 내부의 온도를 0℃~15℃로 유지할 수 있도록 형성된다.
상기 가열압착부(400)는 내장된 가열선에 의해서 온도가 상승하게 되고, 실린더에 의해서 하방으로 압력을 가할 수 있도록 형성된다.
상기 가열압착부(400)는 가열선이 내장된 다수개의 롤러로 구성된 프레스(410)와; 상기 프레스(410)의 롤러와 대응되는 다수개의 롤러가 이송벨트(700)의 하단에 형성되어, 트레이(710)가 이송벨트(700)를 따라 이송되면서 가열가압될 수 있도록 형성할 수 있다.
상기 냉각부(500)는 차가운 공기가 계속적으로 분사되는 챔버(chamber)로 구성되어 내부에 이송벨트(700)에 의해서 이송되는 PCM(10)과 열전도판(20)의 온도가 0℃ ~ 20℃정도 되도록 냉각할 수 있다.
상기 냉각부(500)의 냉각방식은 팰티어 소자 등의 전자적인 방법이나, 열교환장치등의 기계적인 방법으로 형성될 수 있다.
상기 이형지박리부(60))는 이형지분리칼날(610)이 트레이(710)가 이송되는 역방향으로 형성되어 있어서, 이형지를 박리할 수 있다.
상기 이형지박리부(600)이 이후에는 배출부(800)를 형성하여 배출하거나, 제품을 후가공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 PCM의 부착장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
기판이나 부품의 상면을 보호하면서 열을 분산시킬 수 있는 금속판재나 히트 파이프로 형성되는 일정한 형태의 열전도판(10)을 정리하여 열전도판공급장치(100)에 삽입하고, PCM(10)을 PCM공급장치(200)의 내부에 삽입한 후에 롤러(220)에 연결한다.
상기와 같이 준비하고 장치를 작동시키면, 트레이(710)가 이송벨트(700)를 따라서 이송되어, 열전도판공급장치(100)의 하단에 이송되면 열전도판(20)이 올려지게 된다.
이후, 트레이(710)가 이송되어 압착롤러(240)에 의해서 PCM(10)이 열전도판(20)의 상단에 부착되고, 절단칼날(230)이 PCM(10)을 절단한다.
상기와 같이 준비된 제품은 PCM가열압착부(400)로 이송되어 프레스(410)에 의해서 가열압착되는데, 이때, PCM(10)이 열전도판(20)의 표면조직의 내부로 일부녹아 들어가게 된다.
이후, 제품은 냉각부(500)로 이송되어 냉각되는데, 이때, 열전도판(20)의 표면조직의 내부로 녹아들어간 PCM(10)이 응고되면서 이형지와의 부착력보다 강하게 부착된다.
상기와 같이 냉각된 제품은 이형지박리부(600)에 의해서 이형지가 박리되고 후처리 과정을 거쳐서 완제품이 형성된다.
도 3은 본 발명의 PCM 부착방법에 의해서 PCM(10)이 열전도판(20)에 부착되고, 램모듈(900)의 전후방에 부착된 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명 의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
상기한 것과 같이 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.
(1) PCM을 열전도판에 쉽게 부착할 수 있다.
(2) PCM을 열전도판에 자동적으로 부착할 수 있다.
(3) 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 상변화계면재료(PCM)을 열전도판에 부착하는 1단계와;
    상기 PCM이 부착된 열전도판을 가열하면서 가압하는 2단계와;
    상기 2단계가 수행된 PCM이 부착된 열전도판을 냉각시키는 3단계와;
    상기 열전도판에 부착된 PCM에서 이형지를 제거하는 4단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착방법.
  2. 제 1항에 있어서
    상기 2단계의 가열온도는 35℃ ~ 80℃인 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 2단계의 압력은 2 ~ 5㎏/㎠ 인 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 3단계의 냉각온도는 0℃ ~ 20℃인 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착방법.
  5. 일정한 간격으로 트레이(710)가 고정되어 무한으로 회전가능하도록 형성된 이송벨트(700)와;
    상기 이송벨트(700)의 상단에 형성되고, 열전도판(20)이 순서대로 공급되는 열전도판공급장치(100)와;
    상기 열전도판공급장치(100)와 이격되게 이송벨트(700)의 상단에 형성되고, PCM(10)을 공급하는 PCM공급장치(200)와;
    상기 PCM공급장치(200)로부터 PCM(10)을 공급받아 열전도판(20)에 부착시키는 PCM부착부(300)와;
    상기 PCM부착부(300)와 이격되게 이송벨트(700)의 상단에 형성되고, 내부에 가열선이 형성되어 실린더에 의해서 작동하는 프레스(410)가 형성된 가열압착부(400)와;
    상기 가열압착부(400)와 이격되게 이송벨트(700)의 상단에 냉각장치가 형성된 냉각부(500)와;
    상기 냉각부(500)와 이격되게 이송벨트(700)의 상단에 이형지분리칼날(610)이 형성된 이형지박리부(600)와;
    PCM(10)이 부착된 열전도판(20)이 배출되는 배출부(800)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 열전도판공급장치(100)는 열전도판(20)을 상단에서 트레이(710)로 정확 하게 이송할 수 있도록 가이드(110)에 의해서 다수개가 적층되도록 형성된 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 열전도판공급장치(100)는 이송벨트(700)의 측면에 형성하고, 진공흡착판이 형성된 실린더에 의해서 열전도판(20)을 트레이(710)에 올려놓을 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 PCM공급장치(200)는 롤(210)에 PCM(10)이 감겨있길 수 있도록 형성되고, 상기 PCM공급장치(200)의 하단으로 다수개의 롤러(220)가 형성되고, 상기 롤러(220)를 통과하는 PCM(10)을 압착롤러(230)가 열전도판에 부착시키면서 절단할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착장치.
  9. 제 5항 또는 제8항에 있어서,
    상기 PCM공급장치(200)는 냉각장치에 의해서 내부의 온도를 0℃~15℃로 유지할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 가열압착부(400)는 가열선이 내장된 적어도 2개이상의 롤러로 구성된 프레스(410)와; 상기 프레스(410)의 롤러와 대응되도록 이송벨트(700)의 하단에 적어도 2개 이상의 롤러가 형성된 것을 특징으로 하는 상변화계면재료의 부착장치.
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