KR100949786B1 - Ceramic composition for heat sink and excellent in heat rediate and heat absorption heat sink manufactured from the same - Google Patents

Ceramic composition for heat sink and excellent in heat rediate and heat absorption heat sink manufactured from the same Download PDF

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이환구
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Abstract

PURPOSE: A ceramic composition for a heat sink and the heat sink with high radiation property and heat absorption property are provided to discharge heat from an electronic device by forming a heat absorption layer made of the ceramic composition with high heat absorption. CONSTITUTION: A heat sink(1a) includes a thermal conductive unit(10a) and a heat absorption layer(20a). The thermal conductive unit transmits the heat from a heating part. A ceramic composition includes a ceramic material with a heat radiation property and an insulation property and a phase change material with a heat absorption property. The phase change material includes nano air pores with a diameter of 1 to 10 nm.

Description

히트 싱크용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 방열 및 열 흡수 특성이 우수한 히트 싱크{Ceramic composition for heat sink and excellent in heat rediate and heat absorption heat sink manufactured from the same}Ceramic composition for heat sink and excellent in heat rediate and heat absorption heat sink manufactured from the same}

본 발명은 히트 싱크용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 방열 및 열 흡수 특성이 우수한 히트 싱크에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전기전자제품 등에 설치되어 전지전자제품 내부에서 발생되는 열을 방출하는 히트 싱크에 사용되는 히트 싱크용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 방열 및 열 흡수 특성이 우수한 히트 싱크에 관한 것이다.The present invention relates to a heat sink ceramic composition and a heat sink having excellent heat dissipation and heat absorption characteristics using the same. More particularly, the present invention relates to a ceramic composition for heat sinks used for heat sinks installed in electrical and electronic products for dissipating heat generated inside battery electronic products, and a heat sink having excellent heat dissipation and heat absorption characteristics using the same.

일반적으로 전기전자제품의 사용시에는 전기전자제품 내부의 소자들로부터 열이 발생하게 되며, 상기 발생된 열을 빠르고 효과적으로 방출시키지 못하는 경우 상기 발생된 열이 소자의 동작에 영향을 주어 전기전자제품의 성능이 저하되거나 전기전자제품이 제대로 동작하지 못하는 경우가 발생한다.In general, when the electrical and electronic products are used, heat is generated from the devices inside the electrical and electronic products, and when the generated heat cannot be released quickly and effectively, the generated heat affects the operation of the electrical and electronic products. This may occur or electrical and electronic products may not work properly.

또한, 기술의 발달에 따라 전기전자제품들이 고성능화와 고기능화를 지향하게 되고, 그와 함께 전기전자제품들에 사용되는 소자들 또한 대용량화 및 고집적화 되므로 상기 소자들로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출하는 것은 전지전자제품 의 성능과 품질을 결정하는데 있어서 중요한 요소라고 할 수 있다.In addition, according to the development of technology, electrical and electronic products are oriented toward high performance and high performance, and together with the devices used in electrical and electronic products, the capacity and high integration are also effective, so that it is possible to effectively discharge the heat generated from the devices. It is an important factor in determining the performance and quality of a product.

일반적으로 상기와 같은 전기전자제품의 방열 수단으로써 히트 싱크가 주로 사용된다. 여기에서, 히트 싱크란 방열판을 의미하며 전기전자제품의 내부에 설치되거나 또는 전기전자제품을 구성하는 소자에 부착되어 전지전자제품의 내부 또는 소자로부터 발생되는 열을 방출하는 역할을 수행한다.In general, a heat sink is mainly used as a heat dissipation means of the electrical and electronic products as described above. Here, the heat sink means a heat sink and is installed inside the electrical or electronic product or attached to a device constituting the electrical and electronic product, and serves to release heat generated from the inside or the battery electronic product.

이때, 히트 싱크의 소재는 열전도성이 우수한 알루미늄과 같은 금속류가 주로 사용되며, 히트 싱크의 형태는 히트 싱크의 체적을 효과적으로 늘릴 수 있는 핀 타입이 주로 사용된다.At this time, the material of the heat sink is mainly used metals such as aluminum having excellent thermal conductivity, the type of the heat sink is mainly used a fin type that can effectively increase the volume of the heat sink.

그러나, 상기와 같은 히트 싱크의 경우 전기전자제품들의 고성능화와 고기능화에 따라 증가하는 발열량에 대응하기 위하여 크기가 대형화되고 사용 개수가 증가함에 따라 전지전자제품에 설치하기 위한 효율적인 형태로 구현하는 것이 용이하지 못하며 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.However, in the case of the heat sink as described above, it is not easy to implement the heat sink in an efficient form for installation in battery electronic products as the size increases in size and the number of uses increases in order to cope with an increase in heat generation due to high performance and high performance of electrical and electronic products. There is a problem that the manufacturing cost rises.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 전기전자제품 등에 설치되어 전지전자제품 내부에서 발생되는 열을 방출하는 히트 싱크에 사용되는 히트 싱크용 세라믹 조성물 및 이를 이용한 방열 및 열 흡수 특성이 우수한 히트 싱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems is installed in electrical and electronic products, such as heat sink ceramic composition used in the heat sink for releasing heat generated inside the battery electronic products and excellent heat dissipation and heat absorption characteristics using the same It is an object to provide a heat sink.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히트 싱크용 세라믹 조성물은 열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질, 및 열흡수성을 갖는 상변화 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.The ceramic composition for a heat sink according to the present invention for achieving the above object is characterized in that it comprises a ceramic material having thermal radiation and insulation, and a phase change material having heat absorption.

또한, 본 발명에 따른 히트 싱크는 발열부에 설치되어 상기 발열부로부터 발생되는 열을 외부로 전달하고 열전도성을 갖는 열전도부, 및 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 히트 싱크용 세라믹 조성물을 상기 열전도부의 일측면에 코팅 처리하여 형성되며 상기 열전도부로 전달되는 열을 흡수하는 열흡수층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat sink according to the present invention is installed in the heat generating unit to transfer the heat generated from the heat generating unit to the outside and has a thermal conductivity, and the ceramic composition for a heat sink of any one of claims 1 to 6. It is formed by a coating treatment on one side of the heat conducting portion, characterized in that it comprises a heat absorbing layer for absorbing heat transferred to the heat conducting portion.

본 발명에 의하면 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.According to the present invention, a heat absorbing layer including a ceramic composition having excellent heat absorbing properties and heat generating properties is formed on one side of the heat conducting portion, and heat generated from electrical and electronic products without increasing the number of heat sinks or forming a complicated structure. Since the heat sink can be effectively discharged, the heat sink can be manufactured efficiently and the manufacturing cost can be reduced.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호들을 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, it is to be noted that the components of each drawing have the same reference numerals as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention may be implemented by those skilled in the art without being limited or limited thereto.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열 흡수와 방사 특성이 우수한 히트 싱크의 사시도, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열 흡수와 방사 특성이 우수한 히트 싱크의 사시도 이다.1 is a perspective view of a heat sink having excellent heat absorption and radiation characteristics according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a heat sink having excellent heat absorption and radiation characteristics according to a second embodiment of the present invention.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예와 제2 실시예에 따른 열 흡수와 방사 특성이 우수한 히트 싱크(1a,1b)는 열전도부(10a,10b)와 열흡수층(20a,20b)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the heat sinks 1a and 1b having excellent heat absorption and radiation characteristics according to the first and second embodiments of the present invention may include the heat conducting units 10a and 10b and the heat absorbing layer ( 20a, 20b).

열전도부(10a,10b)는 전기전자제품의 발열부에 설치되어 상기 발열부로부터 발생되는 열을 외부로 전달하고 열전도성을 갖는다. 이때, 열전도부(10)는 열전도성이 우수한 알루미늄(Al), 니켈-구리(Ni/Cu), 니켈(Ni), 구리(Cu), 스타늄(Sn), 및 아연(Zn) 중 적어도 하나 이상의 금속 성분을 포함할 수 있다.The heat conduction units 10a and 10b are installed in the heat generating unit of the electrical and electronic product to transfer heat generated from the heat generating unit to the outside and have thermal conductivity. In this case, the thermally conductive portion 10 includes at least one of aluminum (Al), nickel-copper (Ni / Cu), nickel (Ni), copper (Cu), stanium (Sn), and zinc (Zn) having excellent thermal conductivity. It can contain the above metal component.

또한, 열전도부(10a,10b)는 알루미늄 폼, 니켈 폼, 또는 구리 폼과 같은 금 속 폼일 수 있다. 여기에서, 상기 금속 폼은 알루미늄, 니켈, 또는 구리와 같은 금속 분말을 수지와 혼합한 후 융해로에서 1000도 이상의 소결 과정을 거쳐 제조되는 것으로써, 상기 소결 과정에서 바인더 역할을 하는 수지 성분이 날아가게 되므로 상기 수지 성분이 포함되어 있는 부분에 홀이 형성되어 발포폼과 유사한 형태를 갖게 된다.In addition, the thermally conductive portions 10a and 10b may be metal foams such as aluminum foam, nickel foam, or copper foam. Here, the metal foam is prepared by mixing a metal powder such as aluminum, nickel, or copper with a resin and then sintering at least 1000 degrees in a melting furnace, whereby a resin component that acts as a binder in the sintering process is blown off. Since the hole is formed in the portion containing the resin component is to have a form similar to the foam foam.

따라서, 상기 금속 폼은 금속 성분 자체의 열 전도성을 가지게 되며, 제조 과정에서 다수의 홀이 형성되므로 상기 금속 폼으로 열전도부(10a,10b)를 구성하여 열전도부(10a, 10b)를 전기전자제품의 발열부에 설치하는 경우 열 전도성을 확보함과 동시에 상기 발열부로부터 발생되는 열이 금속 폼에 형성되어 있는 홀을 통하여 외부로 효율적으로 전달되도록 할 수 있다.Accordingly, the metal foam has thermal conductivity of the metal component itself, and since a plurality of holes are formed in the manufacturing process, the thermal conductive portions 10a and 10b are formed of the metal foam to form the thermal conductive portions 10a and 10b. When installed in the heat generating portion of the thermal conductivity and at the same time heat generated from the heat generating portion can be efficiently transmitted to the outside through the hole formed in the metal foam.

또한, 상기 금속 폼의 형태는 매쉬 타입일 수 있다.In addition, the form of the metal foam may be a mesh type.

여기에서, 매쉬 타입이란 그물망의 형태와 같이 사각형의 홀이 상기 금속 폼에 일정하게 형성되는 것을 의미한다.Here, the mesh type means that a rectangular hole is constantly formed in the metal foam as in the form of a mesh.

또한, 열전도부(10a,10b)는 열전도성과 절연성을 갖는 마이카 필름 또는 알루미나 기판일 수 있다.In addition, the thermally conductive portions 10a and 10b may be a mica film or an alumina substrate having thermal conductivity and insulation.

열흡수층(20a,20b)은 열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질과 열흡수성을 갖는 상변화 물질을 포함하는 히트 싱크용 세라믹 조성물을 열전도부(10a,10b)의 일측면에 코팅 처리하여 형성된다.The heat absorbing layers 20a and 20b are formed by coating a ceramic composition for a heat sink comprising a ceramic material having heat radiating and insulating property and a phase change material having heat absorbing property on one side of the heat conductive parts 10a and 10b.

이때, 상기 열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질은 알루미나, 마그네시아,실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 티타늄 카바이드, 실리콘 나이트라이드, 및 알 루미늄 나이트라이드, 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.In this case, the ceramic material having thermal radiation and insulation may include at least one of alumina, magnesia, silicon oxide, silicon carbide, titanium carbide, silicon nitride, and aluminum nitride.

또한, 상기 상변화 물질은 무기계 상변화 물질 또는 유기계 상변화 물질일 수 있다.In addition, the phase change material may be an inorganic phase change material or an organic phase change material.

또한, 상기 상변화 물질이 상기 유기계 상변화 물질인 경우, 그라파이트와 혼합된 형태일 수 있다.In addition, when the phase change material is the organic phase change material, it may be in a form mixed with graphite.

여기에서, 상변화 물질(Phase Change Material:PCM)이란 고체에서 액체상태, 액체에서 고체상태, 액체에서 기체상태, 또는 기체에서 액체상태와 같이 하나의 상태에서 다른 상태로 변화하는 물리적 변화 과정을 통하여 열을 축적하거나 축적된열을 방출하는 물질을 의미하며, 이러한 상변화 물질은 상변화 과정에서 화학적 결합이나 형성 같은 화학적 반응이 아닌 분자의 물리적인 배열이 바뀌게 된다.Here, phase change material (PCM) is a physical change process that changes from one state to another, such as solid to liquid state, liquid to solid state, liquid to gas state, or gas to liquid state. It refers to a substance that accumulates heat or releases accumulated heat, and the phase change material changes the physical arrangement of molecules rather than chemical reactions such as chemical bonding or formation during the phase change process.

또한, 상기 무기계 상변화 물질은 MgCl2·6H2O, Al2(SO4)3·10H2O, NH4Al(SO4)2·12H2O, KAl(SO4)2·12H2O, Mg(SO3)2·6H2O, SrBr2·8H2O, Sr(OH)2·8H2O, Ba(OH)2·8H2O, Al(NO3)2·9H2O, Fe(NO3)2·6H2O, NaCH2S2O2·5H2O, Ni(NO3)2·6H2O, Na2S2O2·5H2O, ZnSO4·7H2O, CaBr2·6H2O, Zn(NO3)2·6H2O, Na2HPO4·12H2O, Na2CO3·10H2O, Na2SO4·10H2O, LiNO2·3H2O 및 CaCl2·6H2O 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.In addition, the inorganic phase change material is MgCl 2 · 6H 2 O, Al 2 (SO 4 ) 3 · 10H 2 O, NH 4 Al (SO 4 ) 2 · 12H 2 O, KAl (SO 4 ) 2 · 12H 2 O , Mg (SO 3) 2 · 6H 2 O, SrBr 2 · 8H 2 O, Sr (OH) 2 · 8H 2 O, Ba (OH) 2 · 8H2O, Al (NO 3) 2 · 9H 2 O, Fe ( NO 3 ) 2 · 6H 2 O, NaCH 2 S 2 O 2 · 5H 2 O, Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O, Na 2 S 2 O 2 · 5H 2 O, ZnSO 4 · 7H 2 O, CaBr 2 · 6H 2 O, Zn (NO 3 ) 2 · 6H 2 O, Na 2 HPO 4 12H 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O, Na 2 SO 4 10H 2 O, LiNO 2 3H 2 O and CaCl It may comprise at least one material of 2 · 6H 2 O.

또한, 상기 유기계 상변화 물질은 탄소수 11 내지 36개의 포화탄화수소 등을 포함한 유기화합물, n-옥타노익산, n-옥타테칸, n-에이코산, 아세트산, 유산, 및 클로로아세트산으로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택될 수 있다.In addition, the organic phase change material is at least one selected from the group consisting of an organic compound containing 11 to 36 carbon atoms, saturated hydrocarbons, and the like, n-octanoic acid, n-octatecan, n-ecoic acid, acetic acid, lactic acid, and chloroacetic acid. Can be selected.

상기와 같이 열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질, 및 열흡수성을 갖는 상변화 물질을 포함하는 히트 싱크용 세라믹 조성물은 상기 상변화물질을 하소(Calsine) 시키는 단계와 상기 하소 단계의 수행 결과 생성되는 분말에 상기 세라믹 물질을 소결(Sintering)시키는 단계를 거쳐 제조될 수 있다.The ceramic composition for a heat sink comprising a ceramic material having thermal radiation and insulation as described above, and a phase change material having heat absorption, is a powder produced as a result of calcining the phase change material and performing the calcining step. The ceramic material may be manufactured by sintering the ceramic material.

예를 들어, 그라파이트를 첨가한 유기계 상변화 물질을 하소시켜 생성되는 분말에 상기 세라믹 물질 중 마그네시아 파우더 또는 실리콘 카바이드 파우더와 같은 열전도가 뛰어난 금속류 파우더를 소결시켜 히트 싱크용 세라믹 조성물을 제조할 수 있다.For example, a ceramic composition for a heat sink may be manufactured by sintering a metal powder having excellent thermal conductivity, such as magnesia powder or silicon carbide powder, in a powder produced by calcining an organic phase change material containing graphite.

여기에서, 하소(Calsine)란 생원료를 물리적 또는 화학적으로 변화시키기 위해 열처리 원료 또는 원료 혼합물을 가열하여 결정수 이탈, 탄산염 분해, 또는 유기물의 연소등을 행하는 공정을 의미하며, 소결(Sintering)이란 분말체를 적당한 형상으로 가압 성형한 것을 액상 생성 온도보다 낮은 온도에서 고상 반응에 의해 서로 단단히 밀착시키는 공정을 의미한다.Here, calcining means calcining, carbonate decomposition, or combustion of an organic material by heating a heat treatment raw material or a mixture of raw materials in order to physically or chemically change raw materials. Sintering is a process of sintering. It means the process which press-molded the powder body to a suitable shape, and adhere | attached tightly to each other by solid-phase reaction at the temperature lower than liquidus production temperature.

또한, 상기 히트 싱크용 세라믹 조성물의 코팅 처리 방식으로 열전도부(10a,10b)의 일측면에서 균일한 형태를 가지며 형성 과정이 용이하게 이루어질 수 있도록 스프레이 코팅 방식을 사용할 수 있다.In addition, a spray coating method may be used to have a uniform shape on one side of the heat conducting parts 10a and 10b as a coating treatment method of the ceramic composition for the heat sink and to facilitate the forming process.

또한, 상기 히트 싱크용 세라믹 조성물은 페이스트 형태로 열전도부(10a,10b)의 일측면에 도포될 수 있다.In addition, the heat sink ceramic composition may be applied to one side surface of the heat conduction units 10a and 10b in the form of a paste.

이때, 상기 페이스트의 점도는 9,000 cps 내지 30,000 cps 일 수 있으며, 보 다 바람직하게는 9,000 내지 19,000 cps 일 수 있다. 점도가 9,000 cps 미만인 경우에는 열전도부(10a,10b)의 일측면에 상기 히트 싱크용 세라믹 조성물을 도포하여 열흡수층(20a,20b)을 형성하는 과정에서 상기 히트 싱크용 세라믹 조성물이 열전도부(10a,10b)의 하부로 흘러 내려 외관상 문제가 있을 수 있으며 30,000 cps 초과인 경우에는 열흡수층(20a,20b)의 형성 과정에 어려움이 발생하거나 또는 상기 히트 싱크용 세라믹 조성물이 과다하게 도포되는 문제점이 발생할 수 있다.In this case, the viscosity of the paste may be 9,000 cps to 30,000 cps, more preferably 9,000 to 19,000 cps. When the viscosity is less than 9,000 cps, the ceramic composition for heat sink 10a is formed by applying the ceramic composition for heat sinks to one side of the heat conductive parts 10a and 10b to form the heat absorbing layers 20a and 20b. , 10b) flows down to the lower part, there may be a problem in appearance, if it exceeds 30,000 cps, there is a difficulty in forming the heat absorbing layer (20a, 20b) or the problem of excessive application of the ceramic composition for the heat sink Can be.

또한, 상기와 같은 무기계 또는 유기계 상변화 물질은 나노 에어-포어(nano air-pores)를 포함하는 다공성(porous)의 상변화 물질일 수 있다.In addition, the inorganic or organic phase change material may be a porous phase change material including nano air-pores.

여기에서, 나노 에어-포어란, 나노 스케일의 에어-포어를 지칭하며, 상기 에어-포어의 직경은 1 내지 10nm의 번위에 있다.Here, nano air-pores refer to nano-scale air-pores, the diameters of which are in the range of 1 to 10 nm.

이와 같이, 나노 에어-포어를 포함하는 무기계 또는 유기계 상변화물질로부터 형성되는 열흡수층(20a,20b)은 공기와 접하는 단위 체적당 표면적이 크고, 특히 개포형 구조에서는 서로 연결된 기공들을 통해 기체의 통과가 용이하여, 향상된 흡열 효율을 얻을 수 있다.As such, the heat absorption layers 20a and 20b formed from inorganic or organic phase change materials including nano air-pores have a large surface area per unit volume in contact with air, and in particular, in the open cell structure, gas passes through pores connected to each other. It is easy to obtain an improved endothermic efficiency.

또한, 내부에 형성되는 다수의 기공들로 인하여 완충성을 갖게 되며, 외부에서 가해지는 진동이나 충격 등을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 히트 싱크(1a,1b)가 설치되어 있는 발열부로부터 발생되는 소음을 저감시키는 효과를 가질 수 있다.In addition, due to the plurality of pores formed therein to have a buffer, not only to mitigate vibrations or shocks applied from the outside, but also generated from the heat generating section in which the heat sinks 1a and 1b are installed. It may have an effect of reducing noise.

또한, 다공성의 상변화물질은 포로젠(porogen : polymeric pore generator) 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 포로젠 물질은 시클로덱스트린(cyclodextrin) 화합물군에서 선택될 수 있는데, 예를들어 식품, 의약품의 중간 체로 응용되는 시클로덱스트린(cyclodextrin;CD) 화합물일 수 있다.In addition, the porous phase change material may be formed using a porogen (polymerogen pore generator) material. The porogen material may be selected from a group of cyclodextrin compounds, for example, a cyclodextrin (CD) compound applied as an intermediate of food and medicine.

또한, 상기 히트 싱크용 세라믹 조성물은 열흡수 성능의 향상을 위하여 하이드록사이드 금속화합물류, 붕화물류, 및 무기계 산화물류 중에서 선택되는 적어도 하나의 무기계 물질을 더 포함할 수 있다.In addition, the heat sink ceramic composition may further include at least one inorganic material selected from hydroxide metal compounds, borides, and inorganic oxides in order to improve heat absorption performance.

하이드록사이드 금속 화합물류는 난연성을 가지는 화합물로서 열흡수 및 내열 성능을 향상시킨다. 이러한 하이드록사이드 금속화합물류로써 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등이 사용될 수 있으며, 붕화물류로써 내열성을 가지는 브론나이트라이드 등이 사용될 수 있다.Hydroxide metal compounds are flame retardant compounds that improve heat absorption and heat resistance performance. Magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and the like may be used as the hydroxide metal compounds, and bronze nitride having heat resistance may be used as the borides.

또한, 열흡수층(20a,20b)의 두께는 3 내지 50μm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 3 내지 15μm일 수 있다.In addition, the thickness of the heat absorbing layer (20a, 20b) may be 3 to 50μm, more preferably 3 to 15μm.

상기와 같은 열흡수층(20a,20b)의 두께는 열흡수층(20a,20b)의 두께가 3μm미만인 경우 절연이 제대로 이루어지지 않을 수 있으며, 50μm를 초과하는 경우 쉽게 부서질 수 있는 점을 고려한 것이다.The thickness of the heat absorbing layer (20a, 20b) as described above is taken into consideration that the insulation may not be made properly when the thickness of the heat absorbing layer (20a, 20b) is less than 3μm, if it exceeds 50μm can be easily broken.

또한, 본 발명의 열 흡수와 전도 특성이 우수한 히트 싱크는 도 1에 도시된 바와 같이 열전도부(10a)를 판 형태로 하거나 도 2에 도시된 바와 같은 열전도부(10b)를 핀 타입으로 형성하는 것이 가능하며, 도 1과 도 2에 도시된 열전도부(10a,10b)의 형태는 실시예의 하나일뿐 필요에 따라 다양한 형태의 열전도부를 형성한 후 열전도부의 일측면에 상기 히트 싱크용 세라믹 물질을 코팅하여 열흡수층을 형성하는 것이 가능하다.In addition, the heat sink having excellent heat absorption and conduction characteristics of the present invention may be formed by forming the heat conducting portion 10a in the form of a plate as shown in FIG. 1 or forming the heat conducting portion 10b as shown in FIG. 1 and 2, the shape of the heat conductive parts 10a and 10b is only one of the embodiments, and after forming various types of heat conductive parts as necessary, the ceramic material for the heat sink is coated on one side of the heat conductive part. It is possible to form a heat absorbing layer.

본 발명의 히트 싱크(1a,1b)는 발열부에 설치되어 상기 발열부로부터 발생되 는 열을 전도하는 열전도부(10a,10b)와 열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질과 열흡수성을 갖는 상변화 물질을 포함하는 히트 싱크용 세라믹 조성물을 열전도부(10a,10b)의 일측면에 코팅 처리하여 형성되는 열흡수층(20a,20b)를 포함한다.The heat sinks 1a and 1b of the present invention are installed in the heat generating unit and the heat conducting units 10a and 10b which conduct heat generated from the heat generating unit, the ceramic material having thermal radiation and insulation, and the phase change material having heat absorption. It comprises a heat-absorbing layer (20a, 20b) formed by coating a ceramic composition for a heat sink comprising a coating on one side of the heat conducting portion (10a, 10b).

따라서, 우수한 열흡수성과 열방사성을 가져 히트 싱크의 개수를 늘리거나 구조를 복잡하게 형성하지 않고도 전기전자제품으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있으므로 히트 싱크의 제조 과정이 효율적으로 이루어지며 제조 비용이 절감되는 효과를 갖는다.As a result, the heat sink can be efficiently discharged without any increase in the number of heat sinks or complicated structures, and thus the heat sink can be manufactured efficiently. It has the effect of saving.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. It will be possible. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 발명에 의하면 히트 싱크의 개수를 늘리거나 구조를 복잡하게 형성하지 않고도 전기전자제품으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있으므로 제조 비용 절감과 효율성 측면에서 종래의 히트 싱크를 대체하여 활용할 수 있다.According to the present invention, since the heat generated from the electrical and electronic products can be effectively released without increasing the number of heat sinks or forming a complicated structure, the heat sink can be used in place of a conventional heat sink in terms of manufacturing cost and efficiency.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열 흡수와 방열 특성이 우수한 히트 싱크의 사시도, 및1 is a perspective view of a heat sink having excellent heat absorption and heat dissipation characteristics according to a first embodiment of the present invention, and

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열 흡수와 방열 특성이 우수한 히트 싱크의 사시도 이다.2 is a perspective view of a heat sink having excellent heat absorption and heat dissipation characteristics according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부위에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawings>

(1a,1b) : 히트싱크 (10a,10b) : 열전도부(1a, 1b): heat sink 10a, 10b: heat conduction part

(20a,20b) : 열흡수층(20a, 20b): heat absorption layer

Claims (13)

열방사성과 절연성을 갖는 세라믹 물질 및 열흡수성을 갖는 상변화 물질을 포함하는 조성물로서, 상기 상변화 물질은 1~10 ㎚의 직경을 가진 나노 에어-포어(nano air-pores)를 포함하는 다공성 상변화 물질인 것을 특징으로 하는 히트 싱크용 세라믹 조성물.A composition comprising a ceramic material having thermal radiation and insulation and a phase change material having heat absorption, wherein the phase change material includes a porous phase including nano air-pores having a diameter of 1 to 10 nm. Ceramic composition for heat sinks, characterized in that the change material. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세라믹 물질은 알루미나, 마그네시아, 실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드, 및 알루미늄 나이트라이드 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크용 세라믹 조성물.The ceramic material comprises at least one of alumina, magnesia, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상변화 물질은 유기계 상변화 물질 또는 무기계 상변화 물질인 것을 특징으로 하는 히트 싱크용 세라믹 조성물.The phase change material is a ceramic composition for heat sinks, characterized in that the organic phase change material or inorganic phase change material. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 상변화 물질이 상기 유기계 상변화 물질인 경우, 그라파이트와 혼합된 형태인 것을 특징으로 하는 히트 싱크용 세라믹 조성물.When the phase change material is the organic phase change material, the ceramic composition for heat sinks, characterized in that the mixture with the graphite. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 무기계 상변화 물질은 MgCl2·6H2O, Al2(SO4)3·10H2O, NH4Al(SO4)2·12H2O, KAl(SO4)2·12H2O, Mg(SO3)2·6H2O, SrBr2·8H2O, Sr(OH)2·8H2O, Ba(OH)2·8H2O, Al(NO3)2·9H2O, Fe(NO3)2·6H2O, NaCH2S2O2·5H2O, Ni(NO3)2·6H2O, Na2S2O2·5H2O, ZnSO4·7H2O, CaBr2·6H2O, Zn(NO3)2·6H2O, Na2HPO4·12H2O, Na2CO3·10H2O, 및 CaCl2·6H2O 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크용 세라믹 조성물.The inorganic phase change material is MgCl 2 · 6H 2 O, Al 2 (SO 4 ) 3 · 10H 2 O, NH 4 Al (SO 4 ) 2 · 12H 2 O, KAl (SO 4 ) 2 · 12H 2 O, Mg (SO 3 ) 2 · 6H 2 O, SrBr 2 · 8H 2 O, Sr (OH) 2 · 8H 2 O, Ba (OH) 2 · 8H 2 O, Al (NO 3 ) 2 · 9H 2 O, Fe ( NO 3 ) 2 · 6H 2 O, NaCH 2 S 2 O 2 · 5H 2 O, Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O, Na 2 S 2 O 2 · 5H 2 O, ZnSO 4 · 7H 2 O, CaBr Comprising at least one of 2 · 6H 2 O, Zn (NO 3 ) 2 · 6H 2 O, Na 2 HPO 4 · 12H 2 O, Na 2 CO 3 · 10H 2 O, and CaCl 2 · 6H 2 O Ceramic composition for heat sinks, characterized in that. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 유기계 상변화 물질은 탄소수 11개 내지 36개의 포화 탄화수소를 포함한 유기화합물, n-옥타노익산, n-옥타데칸, n-에이코산, 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 히트 싱크용 세라믹 조성물.The organic phase change material is at least one selected from the group consisting of an organic compound containing 11 to 36 carbon atoms saturated hydrocarbons, n- octanoic acid, n- octadecane, n- ecoic acid, and acetic acid Ceramic composition for sinks. 발열부에 설치되어 상기 발열부로부터 발생되는 열을 외부로 전달하고 열전도성을 갖는 열전도부; 및A heat conduction unit installed in the heat generating unit to transfer heat generated from the heat generating unit to the outside and having thermal conductivity; And 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 히트 싱크용 세라믹 조성물을 상기 열전도부의 일측면에 코팅 처리하여 형성되며 상기 열전도부로 전달되는 열을 흡수하는 열흡수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크.The heat sink of claim 1, wherein the heat sink ceramic composition according to any one of claims 1 to 6 is formed by coating a surface of the heat conducting portion and absorbs heat transferred to the heat conducting portion. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 히트 싱크용 세라믹 조성물의 코팅 처리 방법은 스프레이 코팅인 것을 특징으로 하는 히트 싱크.Coating method of the heat sink ceramic composition is a heat sink, characterized in that the spray coating. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 열흡수층의 두께는 3 내지 50μm인 것을 특징으로 하는 히트 싱크.Heat sink, characterized in that the heat absorption layer has a thickness of 3 to 50μm. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 열전도부는 알루미늄, 구리, 아연, 및 니켈-구리, 스타늄, 및 아연 중 적어도 하나의 금속 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크.And the heat conducting portion comprises at least one metal component of aluminum, copper, zinc, and nickel-copper, stanium, and zinc. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 열전도부는 알루미늄 폼, 니켈 폼, 또는 구리 폼인 것을 특징으로 하는 히트 싱크.The heat conducting unit is a heat sink, characterized in that the aluminum foam, nickel foam, or copper foam. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 폼의 형태는 매쉬 타입인 것을 특징으로 하는 히트 싱크.The form of the foam is a heat sink, characterized in that the mesh type. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 열전도부는 마이카 필름 또는 알루미나 기판인 것을 특징으로 하는 히 트 싱크.The heat conducting unit is a heat sink, characterized in that the mica film or alumina substrate.
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