KR100862875B1

KR100862875B1 - 방열 핀 및 이를 사용하는 방열방법

Info

Publication number: KR100862875B1
Application number: KR1020037012209A
Authority: KR
Inventors: 구지라이마사미
Original assignee: 가부시키가이샤 스이코 톱라인
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2008-10-15
Also published as: EP1372368A4; ES2328019T3; HK1060471A1; CA2441347A1; KR20030086610A; EP1372368A1; RU2003130967A; CN100366136C; BR0208236A; WO2002076163A1; CN1498521A; BRPI0208236B1; US7325593B2; US20040104021A1; RU2262815C2; CA2441347C; JPWO2002076163A1; EP1372368B1; DK1372368T3; ATE439030T1

Abstract

방열 핀 본체(2)의 표면에 이온화 경향이 은보다 큰 금속재료로 이루어진 피복 금속층(3)을 도금 등에 의해 적층하고, 냉각용 유체로서 공기를 접촉시키면서 방열시킨다.

방열 핀, 피복 금속층, 이온화 경향, 열용량, 냉각용 유체

Description

방열 핀 및 이를 사용하는 방열방법{Radiating fin and radiating method using the radiating fin}

본 발명은 전기제품, 전자기기 등의 발열체의 방열 핀에 관한 것이며, 상세하게는 방열효과가 각별하게 향상된 방열 핀 및 이를 사용하는 방열방법에 관한 것이다.

텔레비전, 컴퓨터, 모터 등의 전기제품 및 전자기기나 자동차의 엔진, 라디에이터, 각종 기계장치 등에는 발열에 따르는 오작동이나 기능 저하를 방지하기 위해 방열수단으로서 다양한 각종 히트 싱크(방열 핀)가 사용되고 있다. 방열 핀의 구성재료로서는 일반적으로 열전도성이 큰 알루미늄이나 동등한 금속재료가 사용되고 있다.

이러한 히트 싱크의 방열효과를 향상시키는 방법으로서 종래부터 여러가지가 제안되어 있다. 예를 들면, 이의 방열 면적을 크게 하는 방법으로서 알루마이트 가공이나 블라스트 가공 및 핀의 수량을 많게 하는 방법[참조: 일본 공개특허공보 제(평)11-238837호], 방열 핀의 포락면(包絡面)을 만곡시켜 방열 핀을 빠져나가는 냉각풍의 속도와 양을 증가시키는 방법[참조: 일본 공개특허공보 제(평)10-242357호], 방열 핀의 열용량을 작게 하는 방법[참조: 일본 공개특허공보 제(평)10-116942호] 등이 실시되고 있다.

또한, 방열효과를 보다 높이기 위해 방열 핀에 팬을 조합하고 송풍에 의해 냉각하는 공냉방식, 냉각수를 사용하는 수냉방식 및 방열 핀측에 펠티에 소자(Peltier element)를 사용하는 냉각방법[참조: 일본 공개특허공보 제(평)10-318624호] 등이 있다.

상기한 종래 기술은 어느 것이나 다양한 문제를 갖고 있다. 예를 들면, 핀의 수를 증가시켜 방열 핀의 표면적을 크게 하는 방법에서는 핀의 수를 너무 많게 하면 공기의 흐름이 나빠져 역으로 방열성이 저하된다. 또한, 방열 핀의 열용량을 작게 하는 방법에서는 열용량을 작게 하기 위해 핀의 두께를 너무 작게 하면 기계적 강도가 저하되어 파손되기 쉬워지는 경향이 있다.

알루마이트 가공이나 블라스트 가공은 미세한 구멍이 경년 변화(secular change)로 눈이 막히며, 방열효과가 저하되는 문제가 있다.

상기한 공냉방식은 구조가 간단하지만, 공기-핀 사이의 열 전도성이 작으므로, 방열 면적을 넓히거나 팬을 사용하여 풍량을 크게 하거나 하는 것이 필요하다. 따라서, 장치의 대형화, 송풍에 따르는 소음 등의 문제가 발생한다.

한편, 수냉방식은 물의 비열이 크고 열 전도성이 크기 때문에 냉각효과는 크다. 그러나, 수냉방식은 물을 순환시키기 위한 순환 계통과 펌프 및 외기로의 방열을 위한 라디에이터와 팬이 필요해지고, 구조가 복잡화하며, 장치가 대형화된다. 그리고, 장치의 원가 및 소비전력이 커지며, 경제적으로 불리해진다.

펠티에 소자를 사용하는 냉각방법은 펠티에 소자 및 방열 핀, 팬이 필요해지며, 펠티에 소자의 소비전력도 크기 때문에 경제적으로 불리해진다.

발명의 개시

본 발명은 종래 기술의 결점을 해소하여 냉각효과가 높은 염가의 방열 핀을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자 등은 예의 검토한 결과, 다음과 같은 발견에 근거하여 본 발명을 완성했다.

즉, 물-금속간의 열 전도성과 비교하여 공기-금속간의 열 전도성이 작은 원인의 하나로 공기의 열용량이 물의 열용량과 비교하여 작은 것을 들 수 있다. 또한, 방열 핀의 금속 표면에는 공기중의 각 분자가 전자의 교환이 없는 물리 흡착이나 전자의 교환이 있는 화학 흡착 등에 의해 흡착하여 당해 금속 표면을 피복하고, 이들 흡착층이 단열층을 구성하여 방열을 방해하고 있다.

화학 흡착은 공유결합, 정전인력, 이온교환 작용 등의 결합에 의한 것이고, 특정한 흡착 부위에 선택적으로 흡착하며, 산화물층 등의 형성을 제외하면 단분자 흡착층을 형성한다.

또한, 물리 흡착은 반·데어·발스 힘, 정전기적 상호작용 등에 의해 분자의 응축 또는 유사한 힘으로 일어나므로, 표면의 특정 부위가 아닌 전체 계면에 균일하게 흡착된다. 그리고, 물리 흡착의 한가지 특징은 다분자층 흡착인 것이다.

다분자 흡착층이 분자를 표면에 끌어들이는 힘(분산력)은 제1 층이 최대이며, 제2 층 이상에서는 단계적으로 감소한다. 예를 들면, 금속 위에 흡착되는 경우, 제1 층과 금속의 흡착력은 크지만, 그 위에 상당한 층수가 부착되어 있으면 흡착되는 기체 위에 동일한 기체가 응집되어 있다. 이때의 흡착력은 제1 층과 금속 사이의 흡착력과 비교하여 상당히 작은 것으로 된다.

따라서, 열전도율이 작은 공기중의 분자가 금속에 흡착되면, 그 위에 동일한 분자에 의한 다층화가 진행한다. 그리고, 이러한 분자 층이 두꺼워짐에 따라 단열층으로 되고, 금속으로부터의 방열을 방해한다고 생각된다. 따라서, 금속 표면에 물리 흡착되어 있는 기체의 분자층을 탈리시켜 제거하면, 방열효과를 향상시킬 수 있다고 생각된다.

여기서, 일반적으로 화학 흡착에서는 흡착을 위한 활성화 에너지의 산을 넘는 데 시간이 걸리고, 흡착속도는 느리다. 이에 반해, 흡착의 활성화 에너지를 필요로 하지 않는 물리 흡착에서는 이의 흡착속도는 빠르다. 따라서, 분자는 우선 금속 표면에 물리 흡착된다. 그리고, 활성화 에너지의 산을 넘는 데 충분한 에너지를 수득하면, 화학 흡착을 일으켜 대량의 에너지를 방출한다. 금속 표면에서의 화학 흡착에 따른 발열은 10 내지 10Okcal/mol이다. 또한, 물리 흡착의 발열은 수 kcal/mol 이하이며, 화학 흡착과 비교하여 작다. 한편, 흡착된 분자는 표면에 체류하고 있는 동안에 흡착시와 동일한 에너지를 받으면 표면에서 탈리하여 공간으로 복귀한다.

그런데, 공기중에 많이 존재하는 질소는 화학적 활성이 작으며, 대부분의 경우, 금속과 물리 흡착된다. 한편, 화학적 활성이 큰 산소는, 대부분의 경우, 저압하에서도 금속과 특이적인 화학반응을 수반하는 화학 흡착을 한다. 그리고, 이의 흡착열은 항상 발열로 된다.

이상, 기재된 사항으로부터 금속에 물리 흡착되어 있는 기체를 탈리시키는 데는 물리 흡착보다 큰 에너지를 발생시키는 화학 흡착을 일으키는 것이 효과적이라고 생각되며, 보다 구체적으로는 산소의 화학 흡착을 촉진시키면 물리 흡착되어 있는 분자가 탈리되고, 방열효과를 향상시킬 수 있다고 생각된다.

이러한 점에 관해서, 본 발명자 등은 산소의 금속 표면에서의 화학 흡착에 당해 금속의 이온화 경향이 중요한 역활을 하고 있음을 찾아냈다. 즉, 통상적으로 금속 표면에는 산소 가스나 분자가 흡착되어 있다(대기 중에서 금속 표면에 생성되는 수층의 두께는 습도의 상태에 따라 상이하지만, 흡착수는 10 내지 100Å이며, 미세한 물 입자가 부착되는 습기찬 대기중에서는 100Å 내지 1㎛로 측정된다). 화학적으로 활성인 산소 가스의 금속 표면에서의 화학 흡착은 대단히 빠르며, 이의 산화 속도는 물의 층이 두꺼워짐에 따라서 빨라진다(l㎛ 이상으로 되면 반대로 산화속도는 느려지는 경우가 있다). 또한, 금속 표면에 물 분자가 있으면 이온교환작용이 일어나며, 금속의 이온화 경향이 커질수록 금속과 산소의 흡착 속도도 빨라진다. 그리고, 대기중에는 아황산 가스 등의 오염물질이 많이 존재하므로 금속과 산소의 흡착은 보다 촉진된다.

여기서, 금속의 이온화 경향이란 금속 단체가 수중에서 양이온으로 되는 경향을 말하며, 금속은 수중에서 M →Mⁿ⁺+ne^-로 된다. 공기 중의 산소는 전자를 받아 산화물 음이온으로 되며, 다음과 같이 나타낸다.

1/2O₂(공기 중) + H₂O(수용액) + 2e^-(금속) = 2OH^-(수용액)

상기한 반응에서의 표준 전극 전위는 +0.401로서 열역학적 데이터로부터 계산된다. 따라서, 금속의 표준 전극 전위가 작을수록 산소와의 전위차가 커져 이온화 반응이 일어나기 쉽다. 즉, 금속의 이온화 경향이 클수록 산소와의 이온화 반응이 일어나기 쉽다.

이온화 순서는 산화 환원반응의 입장에서 보면 금속 단체의 e^-의 방출 용이성, 즉 환원력의 서열이다. 그리고, 산소는 대단히 산화력이 큰 물질이다. 또한, 금속과 산소의 반응은 수(水) 환경하가 아니라도 일어나는 발열반응이다.

상기한 이유로부터, 방열 핀의 표면에 이온화 경향이 큰 금속을 배치함으로써 산소의 금속 표면에서의 화학 흡착을 촉진시킬 수 있으며, 이에 따라 금속 표면에 물리 흡착되어 있는 분자를 탈리시켜 방열효과를 향상시킬 수 있다고 생각된다.

다음에, 방열효과에 영향을 주는 인자로서 방열 핀의 열용량과 공기의 열용량의 차이를 들 수 있다.

다음에, 열류를 생각하면 온도가 높은 물체로부터의 방열은 대류, 방사에 의해 외기로 전달된다. 그리고, 동일 면적의 경우, 방사에 의해 전달되는 열은 당해 물체의 방사율에 의해 결정되지만, 대류에 의한 열전달은 당해 물체에 접하는 유체의 상태에 크게 영향을 받는다.

물체의 온도가 높으며 유체로 방열되는 경우의 열전달은 다음 수학식으로 나타낸다.

q=λ/L(T₁-T₂)

=α(T₂-T₀)

위의 수학식에서,

q는 열류(kcal/h·m²)이고,

λ는 물체의 열전도율(kcal/℃·h·m)이며,

L은 물체의 두께(m)이고,

T₁은 물체의 온도(℃)이며,

T₂는 저온측의 물체의 표면온도(℃)이며,

T₀는 유체의 온도(℃)이며,

α는 유체의 열전달율(kcal/℃ㆍhㆍm²)이다.

상기 수학식으로부터 명백한 바와 같이, 동일한 조건의 유체중에 배치한 물체의 열전달은 열전도율이 크며, 두께가 얇을수록 외기 중으로 방열되는 양이 많다.

또한, 열용량을 포함하는 시스템의 열평형은 다음 수학식으로 나타낸다.

Q = C·△θ/△t + W(θ-θ₀)

위의 수학식에서,

Q는 공급 열량이고,

θ는 내부 온도이며,

θ₀는 외기 온도이고,

t는 시간이며,

W는 비례 상수이며,

C는 열용량이다[열용량은 C(열용량)= Q(열량)/△t(온도차)로 정의되며, △T= Q/C로 나타낸다].

상기 수학식으로부터, 공급 열량이 일정하다면, 열용량이 작을수록 외기로의 방열은 증가하는 것을 알았다. 따라서, 열용량이 작은 물체를 방열판에 사용하면 내부의 축열이 작아지며 외기로의 방열량을 증가시킬 수 있다.

또한, 열용량이 상이한 물체가 접촉할 때의 평형온도는 하기 수학식으로 나타낸다

T_e(평형온도) = (C₁·T₁+ C₂·T₂)/(C₁+ C₂)

상기 수학식에서, 평형온도는 열용량이 큰 물체의 온도에 영향을 받으며 열용량이 큰 물체의 온도에 가까운 온도에서 평형으로 된다.

공기-방열 핀 사이의 열 전도성이 물-방열 핀 사이의 열 전도성과 비교하여 작은 원인은 공기의 열용량이 작은 것이다. 열용량은 C = V(체적; cm³) ×D(밀도; g/cm³) ×c(비열; cal/g·℃)로 나타낸다. 동량의 물과 공기에서는 물의 비열, 밀도가 공기와 비교하여 크므로 열용량이 커지며, 물-방열 핀 사이의 열 전도성이 공기-방열 핀 사이의 열 전도성과 비교하여 커진다.

요컨대, 방열 핀에 접하는 공기의 양을 많게 함으로써 공기의 열용량을 크게 하고 공기-방열 핀 사이의 열 전도성을 크게 할 수 있다. 공기의 풍량을 크게 하여 이의 방열효과를 크게 하는 것은 방열판 부근에 체류하고 있는 고온 공기를 제거하여 저온 공기를 방열판에 접촉시킴으로써 방열판의 열을 빼앗지만, 방열 핀에 대하여 공기의 열용량을 크게 한다.

상기한 점으로부터, 반대로 말하면, 방열판의 열용량을 작게 하는 것은 방열 핀에 접하는 공기의 양이 동일해도 방열판의 열용량과 비교하여 공기의 열용량을 크게 하는 것과 동일해진다. 따라서, 열용량이 작은 물체를 방열 핀에 사용하면 공기중으로의 방열량은 증가한다. 또한, 열용량이 작은 공기를 냉각 매체로서 사용하는 경우, 공기의 풍량을 많게 하지 않으면 열용량이 큰 물과 비교하여 냉각효과는 작아진다.

통상적으로, 방열 핀으로서 사용되는 금속의 열저항보다 금속 표면에서 공기중으로 전달될 때에 열저항이 크므로 금속 표면에서 공기중으로의 열저항을 작게 하지 않으면 방열효과를 향상시킬 수 없다.

상기로부터 방열 핀의 표면에 열용량이 작은 물체를 피복하고 공기의 열용량과 비교하여 공기에 접하는 물체의 열용량을 작게 하며 이의 차이를 크게 함으로써 방열효과의 향상을 도모할 수 있다고 생각하고, 실험에 의해 밝혀졌다.

이상의 발견에 근거하여 연구를 거듭한 결과, 방열 핀으로 되는 금속 표면에 이온화 경향이 큰 금속을 피복시키고, 또한 당해 피복 금속층을 방열 핀으로 되는 금속과 비교하여 열용량이 작아지도록 얇게 형성시켜 당해 피막을 공기에 접촉시킴으로써 방열효과를 촉진시키는 것을 밝혀내고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 본체와 당해 본체의 표면에 적층된 피복 금속층으로 형성된 방열 핀으로서, 적어도 피복 금속층을 구성하는 금속재료(Sn을 제외함)의 이온화 경향이 은보다 큼을 특징으로 하는 방열 핀에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 피복 금속층을 구성하는 금속재료가 구리, 니켈, 코발트, 크롬, 아연, 망간 및 이들을 함유하는 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방열 핀에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 피복 금속층을 구성하는 금속재료가 니켈, 크롬, 아연 및 이들을 함유하는 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방열 핀에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 피복 금속층의 열용량이 본체의 열용량보다 작음을 특징으로 하는 상기 어느 하나의 방열 핀에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 피복 금속층의 막 두께가 0.03 내지 10㎛임을 특징으로 하는 상기 어느 하나의 방열 핀에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 본체가 알루미늄으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 어느 하나의 방열 핀에 관한 것이다.

상기 어느 하나의 방열 핀의 표면에 냉각용 유체로서 공기를 접촉시키면서 방열시킴을 특징으로 하는 방열방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관해서 첨부 도면에 따라서 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 방열 핀 구조의 일례를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 1 및 도 2의 방열 핀의 단면도를 도시한 것이며, 도 3(a)는 도 1, 도 3(b)는 도 2의 방열 핀의 단면도이다.

(1) 방열 핀의 구성재료

본 발명의 방열 핀(도 1 또는 도 2 중의 1)은 본체(도 3 중의 2)와 당해 본체의 표면에 적층된 피복 금속층(도 3 중의 3)으로 형성되어 있다.

본체를 형성하는 재료로서는 방열 핀의 재료로서 종래부터 공지된 금속재료 및 이들의 합금 중에서 적절하게 선택할 수 있다. 이러한 것으로서는, 예를 들면, 철, 알루미늄, 구리, 니켈, 백금, 은, 금, 텅스텐, 아연 등의 단체 금속이나 스테인레스 강, 황동, 청동, 크롬·니켈 합금, 알루미늄·규소 합금, 알루미늄·망간 합금, 니켈·구리 합금, 티탄·철 합금, 티탄·알루미늄 합금 등의 합금을 들 수 있다. 그 위에 다시 도금 증착 등에 의해 보호막이 설치될 수 있으며, 산화처리 등의 표면가공이 실시될 수 있다. 이들 중에서 원가면, 경량성, 가공성 등의 점에서 알루미늄, 구리 등이 바람직하게 사용된다.

본체의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 판상, 봉상 등의 용도에 따라 각종 형상이 선택된다. 또한, 이의 크기나 두께도 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본체가 금속판으로 구성되어 있는 경우, 이러한 금속판의 두께는 대형 장치 등의 치수가 큰 것에 사용하는 경우에는 두껍게 할 수 있으며, 또한 소형의 경우에는 얇게 할 수 있지만, 0.01 내지 10mm의 범위인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 8.0mm의 범위이다.

이러한 방열 핀 본체의 형상에 관해서는 도 1 및 도 2에 이의 일례를 도시했지만, 이들로 한정되는 것이 아니며, 예를 들면, 판상, 사각형, 원형상, 통 모양, 반구상, 구상 등 임의의 형상으로 형성할 수 있으며, 또한 이의 표면 형상은 파형 표면, 요철 표면, 돌기형 표면 등으로 가공될 수 있다.

(2) 피복 금속층

본 발명에서는 상기한 방열 핀 본체의 표면에 이온화 경향이 은보다 큰 금속으로 이루어진 층(피복 금속층), 바람직하게는 이의 열용량이 방열 핀 본체의 열용량과 비교하여 작아지도록 얇게 적층하여 당해 방열 핀 본체를 피복한다.

여기서 말하는 이온화 경향이란 2극의 전위차의 측정으로부터 수득한 결과를 말하며, 실온에서 통상적인 산화환원 전위계(전자전압계)를 사용하여 수득한 측정치를 사용한다. 또한, 2극의 전위차의 측정이 어려운 것은 열역학적 데이터로부터 계산된 수치를 사용한다.

본 발명에서 피복 금속층에 사용할 수 있는 금속재료로서는 이러한 측정에 의해 수득되는 이온화 경향이 은보다 큰 것을 선택하는 것이 필요하다. 또한, 이의 열용량이 방열 핀 본체의 열용량보다 작은 것을 선택하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 구리, 니켈, 코발트, 크롬, 철, 아연, 망간, 알루미늄, 마그네슘 및 이들의 산화물, 합금 등을 들 수 있다. 이들 중에서 이온화 경향이 지나치게 높으면 공기에 의한 산화속도가 빨라져 피복된 금속이 빠르게 산화물로 되며, 결과적으로 이온화 경향의 저하도 빨라져 방열효과의 감소를 초래하는 경우가 있다. 따라서, 보다 바람직하게는 구리, 니켈, 코발트, 크롬, 아연 및 망간, 및 이들을 함유하는 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 사용하는 것이 양호하다. 또한, 합금으로서는, 예를 들면, 니켈페라이트, 니켈·크롬, 니켈·구리, 니켈·아연, 니켈·구리·아연, 니켈·붕소 등을 들 수 있다.

이들 중에서 방열효과가 높으며 공기에 의해 산화되는 속도가 비교적 느린 금속인 것, 및 원가면, 가공성, 내구성 등을 고려하여 보다 바람직한 것으로서는 아연, 크롬, 니켈 또는 이들을 함유하는 합금을 들 수 있다. 또한, 이들 중에서 가장 바람직한 것으로서는 이온화 경향이 가장 낮으며 산화속도가 느리고 내구성이 우수한 니켈을 들 수 있다.

본 발명에서는, 방열 핀 본체를 구성하는 금속재료와 피복 금속층을 구성하는 금속재료는, 반드시 상이한 재료일 필요는 없지만, 피복 금속층의 열용량이 방열 핀 본체의 열용량과 비교하여 작아지도록 형성하면, 방열효과가 보다 한층 더 향상되는 점으로부터 피복 금속층을 구성하는 금속재료는 상기 중에서 방열 핀 본체의 금속재료와의 조합을 고려하고, 당해 방열 핀 본체의 금속재료와 중복되지 않는 재료를 선택할 수 있다.

피복 금속층은 방열 핀 본체의 표면 전체에 적층될 수 있고, 또한 당해 본체 표면의 일부에만 적층될 수 있으며, 필요에 따라 적절하게 피복 장소 등을 선택하여 적층할 수 있다. 예를 들면, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같은 형상의 방열 핀에서는 바닥면은 반드시 피복 금속층을 적층시킬 필요는 없다.

피복 금속층의 두께(막 두께)는 공기와의 열용량의 차이를 크게 하여 공기 중의 분자와의 화학 흡착을 촉진하도록 하는 막 두께를 선택하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, O.03 내지 10㎛, 바람직하게는 0.037 내지 7.5㎛, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5㎛, 특히 바람직하게는 0.5 내지 5㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다. 막 두께가 너무 두꺼우면 방열 핀 본체로부터 방열이 방해되는 경향이 있다. 한편, 막 두께가 너무 얇으면 피복 금속층의 금속의 양이 적으므로, 화학 흡착되어 방열효과를 높인 피복 금속층이 빠르게 산화물로 변하기 쉬워진다. 그리고, 피복 금속층의 금속이 거의 없어지며, 방열효과가 저하된다는 결점이 생기는 경우가 있다.

또한, 여기서 말하는 막 두께란, 예를 들면, 핀 상부, 중앙부 및 바닥면에 피복 금속층이 형성되어 있다고 하면, 이들 3개소의 막 두께를 막 두께 측정계를 사용하여 측정할 때의 평균치를 말한다. 막 두께의 측정은 임의의 방법으로 양호하며, 예를 들면, 형광 X선 장치 등에 의해 측정할 수 있다.

본 발명에서의 피복 금속층의 적층 방법(피복방법)은 특별한 제한은 없으며, 전기도금, 무전계 도금, 용융금속으로부터의 용융도금 등의 액상법, 진공 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링 등의 물리 증착(PVD), 열 CVD, 플라스마 CVD, 광 CVD 등의 기상법 등의 박막을 형성하는 데 관용되고 있는 방법으로부터 임의로 선택할 수 있다. 또한, 이들 기술을 임의로 조합하여 적층할 수 있다.

또한, 피복 금속층을 형성시키는 타이밍에 대해서도 임의적이다. 예를 들면, 금속재료를 각종 형상으로 가공하여 방열 핀 본체를 형성한 후에 피복 금속층을 형성시킬 수 있고, 또한 가공 전의 판상, 봉상 등의 금속재료에 피복 금속층을 적층시킨 후에 각종 형상으로 가공할 수 있으며, 필요할 때에 피복할 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2에는 방열 핀 본체 및 피복 금속층이 각각 단일체의 경우의 예를 기재했지만, 본 발명에서는 방열 핀 본체 또는 피복 금속층 또는 이의 양쪽을 2종 이상의 재료로 이루어진 복합체로 할 수 있다. 예를 들면, 방열 핀 본체를 다층 구조로 할 수 있으며, 또한 피복 금속층을 다층 구조로 하여 표면층과 내층으로 나누어 각각 상이한 재료로 구성할 수 있다. 이 경우에는 공기층에 접하는 층에 이온화 경향이 은보다 큰 금속재료를 사용하고, 이의 막 두께를 바람직하게는 0.03 내지 10㎛, 보다 바람직하게는 0.037 내지 7.5㎛, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다.

(3) 방열방법

본 발명의 방열방법은 본 발명의 방열 핀의 표면에 냉각용 유체로서 공기를 접촉시키면서 방열시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 방열 핀은 이의 표면에 열용량이 방열 핀 본체의 열용량보다 작아지도록 얇게 적층시킨 피복 금속층을 가지므로 상대적으로 공기의 열용량이 커지며, 방열 핀의 열용량과의 차이가 확대되므로 냉각용 유체로서 공기를 사용하는 경우의 방열효과를 각별하게 향상시킬 수 있다.

또한, 이 경우, 방열을 촉진시키기 위해 종래부터 채용되고 있는 수단, 예를 들면, 표면을 요철로 하는 방법, 알루마이트 가공이나 블라스트 가공 등의 방열 면적을 크게 하는 방법, 핀의 수량을 많게 하는 방법, 방열 핀의 포락면을 만곡시켜 방열 핀을 빠져 나가는 냉각풍의 속도와 양을 증가시키는 방법 및 방열 핀의 열용량을 작게 하는 방법 등과 병용할 수 있다. 그리고, 피막 금속층에 블라스트 가공 등의 물리적 처리나 화학적 처리를 실시함으로써 표면적을 크게 한 다음, 이의 방열효과를 추가로 향상시킬 수 있다. 또한, 화학 흡착을 촉진하기 위해 피복 금속층의 표면에 추가로 촉매 등을 적층할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방열 핀의 구조의 일례를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 방열 핀의 구조의 일례를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 1 및 도 2의 방열 핀의 단면도를 도시한 것이며, 도 3(a)는 도 1, 도 3(b)는 도 2의 방열 핀의 단면도이다.

도 4는 실시예 1의 시험장치를 도시한 개략도이다.

도 5는 실시예 2 내지 6의 시험장치를 도시한 개략도이다.

도 6은 실시예 7 내지 8의 시험장치에 사용되는 냉각장치를 도시한 측면도이다.

도 7은 실시예 7 내지 8의 시험장치를 도시한 개략도이다.

도면에서, (1)은 방열 핀, (2)는 방열 핀 본체, (3)은 피복 금속층, (4)는 베크라이트제 판, (5)는 히터, (6)은 온도 측정용 알루미늄 판, (7)은 온도 측정용 구멍, (8)은 발포 스티로폴 판, (9)는 팬, (10)은 펠티에 소자, (11)은 냉각면, (12)는 입력 단자, (a)는 세로 치수, (b)는 가로 치수, (c)는 높이, (d)는 핀의 높이, (e)는 핀의 상부 두께, (f)는 핀의 하부 두께를 각각 나타낸다.

하기에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 실시예에서의 막 두께는 형광 X선 장치를 사용하여 핀 상부, 중앙부 및 바닥면의 3개소의 막 두께를 측정하며, 이들의 평균치를 구하여 막 두께로 한다.

실시예 1

도 1에 도시된 바와 같은 형상의 방열 핀으로서, 세로 10Omm, 가로 10Omm, 높이 40mm, 핀의 높이 30mm, 핀의 두께 상 2mm 하 5mm, 중량 480g의 알루미늄제 방열 핀 본체(도 1에서 a= 100mm, b= 100mm, c= 40mm, d= 30mm, e= 2mm, f= 5mm)에 Zn, Cr, Ni, Cu를 도금에 의해 피복한 것 및 메틸 메타크릴레이트-에틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체를 코팅한 것, 그리고 아무 것도 처리하지 않은 알루미늄제 동일 방열 핀(이하, 단지 「핀」이라고 한다)을 준비한다. 또한, 각 피복층의 막 두께는 표 1에 기재된 바와 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 베크라이트제 판(도 4에서 (4); 이하 동일), 히터(5), 두께 10mm, 세로 50mm, 가로 50mm에서 가로에 온도 측정용 구멍(7)을 개방한 온도 측정용 알루미늄판(6) 및 핀(1)을 순서대로 중첩한 구성으로 하며, 핀(1)과 베크라이트제 판(4)을 볼트로 밀폐하고, 밀착시켜 시험장치를 제작한다. 그리고, 베크라이트제 판(4)을 하측으로 하여 발포 스티로폴 판(8) 위에 설치한다. 알루미늄판(6)과 핀(1)의 사이 및 알루미늄판(6)과 히터(5)의 사이는 각각 방열 그리스를 도포한다.

히터(5)는 100V·150W인 것을 사용하고, 기쿠스이가부시키가이샤제 정류기에 의해 9.5W(25V·0.38A)의 전력을 인가하여 발열시키고, 발열 개시시의 온도 및 90분 후의 온도를 비교한다. 결과를 표 1에 기재한다. 또한, 이때의 이온화 경향은 Zn> Cr> Ni> 처리하지 않은 알루미늄제 핀> Cu의 순서이다.

피복층의 재료(막 두께)	개시온도(℃)	90분 후의 온도(℃)
Zn(1.455㎛)	19.8	41.8
Cr(1.467㎛)	19.8	42.3
Ni(1.513㎛)	19.8	42.5
Cu(1.499㎛)	19.8	43.5
MM(1.552㎛)	19.8	44.1
처리하지 않음	19.8	44.9
실온	19.8	20.1

주) MM; 메틸 메타크릴레이트-에틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체

상기한 결과로부터, 90분 후의 온도는 Zn< Cr< Ni< Cu< MM< 처리하지 않은 알루미늄제 핀의 순서로 되고, 처리하지 않은 알루미늄제 핀과 비교하여 열용량이 작은 물체를 적층시킴으로써 1.4℃ 내지 3.1℃ 낮아지며, 방열효과가 향상되는 것을 알았다. 그리고, 화학적으로 불활성인 메틸 메타크릴레이트-에틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체와 비교하여 이온화 경향이 큰 Cu, Ni, Cr, Zn의 온도는 0.6℃ 내지 2.3℃ 낮아지고, 이온화 경향이 커지면 방열효과가 향상되는 것을 알았다.

실시예 2

실시예 1과 동일하게 세로 100mm, 가로 100mm, 높이 40mm, 핀의 높이 30mm, 핀의 두께 상 2mm 하 5mm, 중량 480g의 알루미늄제 방열 핀 본체에 Zn, Cr, Ni, Cu를 도금에 의해 피복한 것 및 메틸 메타크릴레이트-에틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체를 코팅한 것, 그리고 아무것도 처리하지 않은 알루미늄제 동일 방열 핀을 준비한다. 또한, 각 피복층의 막 두께는 표 2에 기재된 바와 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 베크라이트제 판(4), 히터(5), 두께 10mm, 세로 50mm, 가로 50mm에서 가로로 온도 측정용 구멍(7)을 개방한 온도 측정용 알루미늄판(6) 및 핀(1)을 순서대로 중첩한 구성으로 하며, 핀(1)과 베크라이트제 판(4)을 볼트로 밀폐하고, 밀착시켜 시험장치로 한다. 그리고, 베크라이트제 판(4)을 하측으로 하여 발포 스티로폴 판(8) 위에 설치한다. 그리고, 상측으로 한 핀의 상부에 냉각용 팬(9)(세로 80mm, 가로 80mm, 산요덴키가부시키가이샤제; 회전수 2,900rpm, 12V·0.13A; 풍량= 1.03m³/m)을 직접 부착하여 냉각한다. 알루미늄판(6)과 핀(1) 사이 및 알루미늄판(6)과 히터(5) 사이는 각각 방열 그리스를 도포한다.

히터(5)는 100V·150W인 것을 사용하고, 기쿠스이가부시키가이샤제의 정류기에 의해 84.75W(75V·1.13A)의 전력을 인가하여 발열시키고, 발열 개시시의 온도 및 90분 후의 온도를 비교한다. 결과를 표 2에 기재한다. 또한, 이때의 이온화 경향은 Zn> Cr> Ni> 처리하지 않은 알루미늄제 핀> Cu의 순서이다.

피복층의 재료(막 두께)	개시온도(℃)	90분 후의 온도(℃)
Zn(1.455㎛)	18.1	53.8
Cr(1.467㎛)	18.1	54.3
Ni(1.513㎛)	18.1	54.4
Cu(1.499㎛)	18.1	54.7
MM(1.552㎛)	18.1	56.9
처리하지 않음	18.1	57.5
실온	18.1	18.4

상기한 결과로부터, 90분 후의 온도는 팬에 의해 냉각되어도 Zn< Cr< Ni< Cu< MM< 처리하지 않은 알루미늄제 핀의 순서로 되고, 처리하지 않은 알루미늄제 핀과 비교하여 열용량이 작은 물체를 적층시킴으로써 0.6℃ 내지 3.7℃ 낮아지며, 방열효과가 향상되는 것을 알았다. 그리고, 화학적으로 불활성인 메틸 메타크릴레이트-에틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체와 비교하여 이온화 경향이 큰 Cu, Ni, Cr, Zn의 온도는 2.2℃ 내지 3.1℃ 낮아지고, 팬에 의한 송풍에 의해 이온화 경향이 큰 물질을 피복한 방열 핀의 방열효과가 향상되는 것을 알았다.

실시예 3

실시예 2에서 사용하는 것과 동일한 알루미늄제 방열 핀 본체에 Zn, Cr, Ni, Cu 및 MM을 피복한 것 및 아무 것도 처리하지 않은 알루미늄제 동일 방열 핀을 준비한다. 또한, 각 피복층의 막 두께는 표 3에 기재된 바와 같다.

실시예 2에서 제작한 것과 동일한 베크라이트제 판(4), 히터(5), 온도 측정용 알루미늄판(6) 및 핀(1)을 순서대로 중첩시킨 시험장치를 제작한다. 그리고, 핀(1)과 베크라이트제 판(4)을 볼트로 밀폐하여 밀착시키고, 베크라이트제 판(4)을 하측으로 하여 발포 스티로폴 판(8) 위에 설치한다. 또한, 핀의 상부에 실시예 2와 동일한 냉각용 팬(9)(세로 80mm, 가로 80mm; 산요덴키가부시키가이샤제)을 부착한다.

히터(5)는 100V·150W인 것을 사용하고 84.75W(75V·1.13A)의 인가 전력을 변경시키지 않고서 팬(9)의 회전수를 1800rpm(풍량: 0.92m³/m), 2900rpm(풍량: 1.O3m³/m), 3400rpm(풍량: 1.2Om³/m)으로 변경할 때의 발열 개시시 및 90분 후의 알루미늄 중심부의 온도를 비교한다. 결과를 표 3에 기재한다. 또한, 이때의 이온화 경향은 Zn> Cr> Ni> 처리하지 않은 알루미늄제 핀> Cu의 순서이다.

종별/회전수 피복층의 재료 (막 두께, ㎛)	1800rpm		2900rpm		3400rpm
종별/회전수 피복층의 재료 (막 두께, ㎛)	개시 온도(℃)	90분 후 온도(℃)	개시 온도(℃)	90분 후 온도(℃)	개시 온도(℃)	90분 후 온도(℃)
Zn(1.455)	17.3	67.6	16.9	53.8	17.4	50.1
Cr(1.467)	17.3	67.9	16.9	54.3	17.4	50.7
Ni(1.513)	17.3	68	16.9	54.4	17.4	50.9
Cu(1.499)	17.3	68.3	16.9	54.7	17.4	51.3
MM(1.552)	17.3	70	16.9	56.9	17.4	54.1
처리하지 않음	17.3	70.2	16.9	57.5	17.4	54.2

상기한 결과로부터, 팬의 회전수를 변경해도 90분 후의 온도는 Zn< Cr< Ni< Cu< MM< 처리하지 않은 알루미늄제 핀의 순서로 되며, 처리되지 않은 알루미늄제 핀과 비교하여 열용량이 작은 물체를 적층시킴으로써 1800rpm인 때에는 0.2℃ 내지 2.6℃, 2900rpm인 때에는 0.6℃ 내지 3.7℃, 3400rpm인 때에는 0.1℃ 내지 4.1℃ 낮아지며 방열효과가 향상되는 것을 알았다. 그리고, 화학적으로 불활성인 메틸 메타크릴레이트-에틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체와 비교하여 이온화 경향이 큰 Cu, Ni, Cr, Zn의 온도는 1800rpm인 때에는 1.7℃ 내지 2.4℃, 2900rpm인 때에는 2.2℃ 내지 3.1℃, 3400rpm인 때에는 2.8℃ 내지 4.0℃ 낮아지며, 팬의 회전수를 많게 함으로써 이온화 경향이 큰 물질을 피복한 방열 핀의 방열효과가 향상되는 것을 알았다.

실시예 4

실시예 3에서 사용한 것과 동일한 알루미늄제 방열 핀 본체에 Zn, Cr, Ni, Cu 및 MM을 피복한 것, 및 아무것도 처리하지 않은 알루미늄제 동일 방열 핀을 준비한다. 또한, 각 피복층의 막 두께는 표 4에 기재된 바와 같다.

실시예 3에서 제작한 것과 동일한 베크라이트제 판(4), 히터(5), 온도 측정용 알루미늄판(6) 및 핀(1)을 순서대로 중첩시킨 시험장치를 제작한다. 그리고, 핀(1)과 베크라이트제 판(4)을 볼트로 조여 밀착시키고, 베크라이트제 판(4)을 하측으로 하여 발포 스티로폴 판(8) 위에 설치한다. 또한, 핀의 상부에 실시예 3과 동일한 냉각용 팬(9)(세로 80mm, 가로 80mm; 산요덴키가부시키가이샤제)을 부착한다.

히터는 100V·150W인 것을 사용하고 팬(9)의 회전수를 2900rpm(풍량: 1.03m³/m)으로 한 채로 인가 전력을 37.5W, 84.75W, 150W로 변경할 때의 발열 개시시점 및 90분 후의 알루미늄 중심부의 온도를 비교한다. 결과를 표 4에 기재한다. 또한, 이때의 이온화 경향은 Zn> Cr> Ni> 처리하지 않은 알루미늄제 핀> Cu의 순서이다.

종별/인가전력 피복층의 재료 (막 두께, ㎛)	37.5W		84.75W		150W
종별/인가전력 피복층의 재료 (막 두께, ㎛)	개시 온도(℃)	90분 후 온도(℃)	개시 온도(℃)	90분 후 온도(℃)	개시 온도(℃)	90분 후 온도(℃)
Zn(1.455)	17.5	33.2	16.9	53.8	17.1	86.2
Cr(1.467)	17.5	33.3	16.9	54.3	17.1	86.7
Ni(1.513)	17.5	33.4	16.9	54.4	17.1	86.7
Cu(1.499)	17.5	33.5	16.9	54.7	17.1	87.1
MM(1.552)	17.5	35.1	16.9	56.9	17.1	89.9
처리하지 않음	17.5	35.4	16.9	57.5	17.1	90.4

상기한 결과로부터, 인가 전력을 변경해도 90분 후의 온도는 Zn< Cr< Ni< Cu< MM< 처리하지 않은 알루미늄제 핀의 순서로 되며, 처리되지 않은 알루미늄제 핀과 비교하여 열용량이 작은 물체를 적층시킴으로써 37.5W인 때에는 0.3℃ 내지 1.2℃, 84.75W인 때에는 0.6℃ 내지 3.7℃, 150W인 때에는 0.5℃ 내지 4.2℃ 낮아지며 방열효과가 향상되는 것을 알았다. 그리고, 화학적으로 불활성인 메틸 메타크릴레이트-에틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체와 비교하여 이온화 경향이 큰 Cu, Ni, Cr, Zn의 온도는 37.5W인 때에는 1.6℃ 내지 1.9℃, 84.75W인 때에는 2.2℃ 내지 3.1℃, 150W인 때에는 2.8℃ 내지 3.7℃ 낮아지며, 인가 전력이 커지면 이온화 경향이 큰 물질을 피복한 방열 핀의 방열효과가 향상되는 것을 알았다.

실시예 5

실시예 1과 동일한 알루미늄제 핀에 Zn의 두께를 0.037㎛, 0.106㎛, 0.503㎛, 1.455㎛, 2.883㎛, 3.787㎛, 4.993㎛, 6.112㎛, 7.568㎛, 10.231㎛ 적층한 핀을 사용하여 실시예 2와 동일한 방법에 의해 90분 후의 온도를 비교한다.

결과를 표 5에 기재한다.

아연의 막 두께	개시 온도(℃)	90분 후의 온도(℃)
0.037㎛	19.5	57.3
0.106㎛	19.5	56.3
0.503㎛	19.5	53.8
1.455㎛	19.5	53.1
2.883㎛	19.5	54.3
3.787㎛	19.5	54.8
4.993㎛	19.5	55.3
6.112㎛	19.5	56.9
7.568㎛	19.5	57.4
10.231㎛	19.5	57.8
처리하지 않음	19.5	58.1
실온	19.5	19.9

상기한 결과로부터, 아연의 두께가 0.037㎛ 내지 10㎛, 또한 0.1㎛ 내지 7.5㎛, 특히 0.5㎛ 내지 5㎛ 정도의 범위에서 방열효과의 향상이 현저한 것을 알았다.

실시예 6

실시예 1과 동일한 알루미늄제 핀에 Ni의 두께를 0.031㎛, 0.587㎛, 0.998㎛, 1.486㎛, 2.999㎛, 3.893㎛, 4.875㎛, 5.669㎛, 7.665㎛, 10.026㎛ 적층한 핀을 사용하여 실시예 2와 동일한 방법에 의해 90분 후의 온도를 비교한다.

결과를 표 6에 기재한다.

	개시 온도(℃)	90분 후의 온도(℃)
0.031㎛	19.8	57.1
0.587㎛	19.8	56.6
0.998㎛	19.8	54.8
1.486㎛	19.8	53.5
2.999㎛	19.8	54.1
3.893㎛	19.8	54.9
4.875㎛	19.8	56.2
5.669㎛	19.8	56.8
7.665㎛	19.8	57.3
10.026㎛	19.8	58.1
처리하지 않음	19.8	58.2
실온	19.8	20.1

상기한 결과로부터, 아연의 두께가 0.03㎛ 내지 10㎛, 또한 0.5㎛ 내지 7.5㎛, 특히 0.5㎛ 내지 6㎛ 정도의 범위에서 방열효과의 향상이 현저한 것을 알았다.

실시예 7

도 2에 도시된 바와 같은 형상의 방열 핀으로서, 세로 10Omm, 가로 10Omm, 높이 40mm, 핀의 수가 625개이며 핀의 높이 34mm, 핀의 두께 2mm ×2mm의 알루미늄제 방열 핀 본체에 Zn을 두께 각각 0.034㎛, 0.098㎛, 0.532㎛, 1.612㎛, 3.661㎛, 5.053㎛, 6.022㎛, 7.889㎛, 10.088㎛로 되도록 적층한 방열 핀을 사용한다.

도 6에 도시된 바와 같은 펠티에 소자(10)에 상기 처리를 실시한 방열 핀(1) 및 그 위에 냉각용 핀(9)(세로 100mm, 가로 100mm; 회전수 3600rpm; 12V·0.175A)를 순서대로 배치한 냉각장치(프리지스터가부시키가이샤제; F44-HS)를 사용한다.

방열 핀과 펠티에 소자 사이는 방열 그리스에 의해 밀착시킨다. 그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각면(11)(펠티에 소자부; 온도 측정점)이 상측으로, 방열 핀이 하측으로 되도록 냉각장치를 설치하여 팬을 회전시키고, 펠티에 소자(10)에 12V의 전압을 인가하여 90분 후의 냉각면의 온도를 비교한다. 결과를 표 7에 기재한다.

	개시 온도(℃)	90분 후의 온도(℃)
0.034㎛	22.8	-14.3
0.098㎛	22.8	-16.8
0.532㎛	22.8	-17.5
1.612㎛	22.8	-18.2
3.661㎛	22.8	-16.9
5.053㎛	22.8	-16.0
6.022㎛	22.8	-15.2
7.889㎛	22.8	-14.7
9.975㎛	22.8	-14.4
처리하지 않음	22.8	-14.1
실온	22.8	22.4

상기한 결과로부터, 아연의 두께가 0.03㎛ 내지 10㎛, 또한 0.03㎛ 내지 8㎛, 특히 0.1㎛ 내지 5㎛ 정도의 범위에서 냉각면의 온도 저하가 현저하고 방열효과의 향상이 현저한 것을 알았다.

실시예 8

실시예 1에서 사용한 것과 동일한 알루미늄제 방열 핀(피복 금속층을 설치한 것 및 처리하지 않은 것)을 사용하는 점 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 펠티에 소자를 사용한 시험장치를 제작한다. 7.5V 및 10V의 전압을 인가하여 팬의 회전수를 1800rpm, 2900rpm, 3400rpm으로 변화시킬 때의 냉각측에 설치한 알루미늄 판 중앙의 온도를 비교한다. 결과를 표 8에 기재한다.

회전수	1800rpm		2900rpm		3400rpm
종별/전압	7.5V	10V	7.5V	10V	7.5V	10V
Zn(1.455㎛)	1.4	0.5	0.5	-0.5	0.1	-1.1
Cr(1.467㎛)	2.1	1.3	1.5	0.6	0.6	-0.3
Ni(1.513㎛)	2.2	1.5	1.7	0.8	0.7	-0.1
Cu(1.499㎛)	2.5	1.7	1.9	0.9	1.3	0.6
MM(1.552㎛)	4.1	3.2	3.3	2.8	2.7	2.3
처리하지 않음	5.8	5.4	3.5	3.1	3.6	6.0
실온	20.1	20.0	20.2	20.3	20.0	20.2

상기한 결과로부터, 인가 전압 및 냉각용 팬의 회전수를 변경해도 이온화 경향이 큰 물질을 표면에 피복함으로써 방열효과가 향상되어 냉각면의 온도가 저하되는 것을 알았다.

본 발명의 방열 핀은, 이의 표면에 이온화 경향이 큰 금속재료로 이루어진 피복 금속층을 설치하므로 공기중의 산소의 방열 핀 표면에서 화학 흡착이 촉진되며 당해 표면에 물리 흡착되어 있는 분자가 탈리되어 방열효과가 현저하게 향상된다. 또한, 열용량이 방열 핀 본체의 열용량보다도 작아지도록 얇게 적층시킨 피복 금속층을 가지므로 상대적으로 공기의 열용량이 커지고 방열 핀의 열용량과의 차이가 확대되며 냉각용 유체로서 공기를 사용한 경우의 방열효과가 보다 향상된다.

본 발명의 방열 핀을 사용하는 방열방법에 따르면, 냉각 유체로서 공기를 사용하므로 물과 같은 냉각 액체를 사용하는 수냉방식과 같이 순환계통이나 펌프 등의 장치를 사용하지 않아도 방열효과가 높고, 장치의 콤팩트화와 경량화가 도모되며, 또한 저렴한 냉각장치를 제공할 수 있다. 또한, 종래의 공냉방식보다 방열 효율이 양호하므로 장치의 대형화나 송풍에 수반되는 소음 등의 문제를 해소할 수 있다.

본 발명의 방열 핀은 텔레비전, 컴퓨터, 플라스마 디스플레이 등의 표시장치, 냉장고, 모터 등의 전기제품 및 전자기기나 자동차의 엔진, 라디에이터, 열교환기, 원자로, 발전기 등의 각종 기계장치는 물론, 스위치류, IC 칩이나 일렉트로닉 디바이스 등의 소형 집적회로의 발열체 등에서도 효과적으로 이용할 수 있다.

Claims

본체와 당해 본체의 표면에 적층된 피복 금속층으로 형성된 방열 핀으로서,

적어도 피복 금속층을 구성하는 금속재료가 니켈, 크롬, 아연 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,

피복 금속층의 두께가 0.03 내지 3.893㎛임을 특징으로 하는 방열 핀.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 피복 금속층의 열용량이 본체의 열용량보다 작음을 특징으로 하는 방열 핀.
삭제
제1항 또는 제4에 있어서, 본체가 알루미늄으로 이루어짐을 특징으로 하는 방열 핀.
제1항 또는 제4항에 따르는 방열 핀의 표면에 냉각용 유체로서 공기를 접촉시키면서 방열시킴을 특징으로 하는 방열방법.
삭제