KR100978917B1 - 히트싱크의 제조방법 - Google Patents

히트싱크의 제조방법 Download PDF

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Abstract

방열기판, 방열핀의 고정 강도를 강화하고, 방열기판에서 방열핀으로의 열전도를 양호하게 하는 지향이 확실하게 달성되는 히트싱크의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 열전도성이 양호한 판재로써 평판형으로 형성된 방열기판(1)에 열전도성이 양호한 금속선재로써 코일 모양으로 권회된 방열핀(2)을 고정한다. 방열핀(2)을 편평화시켜 금속선재의 권회단위를 서로 밀착시키고, 방열핀(2)의 테두리를 방열기판(1)에 접촉시켜 납땜하는 히트싱크(100)의 제조방법이다.
히트싱크, 방열핀, 코일 모양, 편평화

Description

히트싱크의 제조방법{Heat sink manufacturing method}
본 발명은, 반도체소자류에 부착된 반도체소자류의 내부에서 발생한 열을 기체, 액체 등으로 방열하는 히트싱크의 제조방법에 관련되는 기술분야에 속한다.
히트싱크는, 열전도성이 양호한 판재로써 평판형으로 형성된 방열기판에 열전도성이 양호한 금속선재로써 코일형으로 감긴 방열핀을 고정한 것이다. 이 히트싱크에서는, 방열기판의 평면에 대하여 방열핀의 곡선이 접촉되어 고정되기 때문에, 방열기판, 방열핀의 고정 강도가 약하고, 방열기판으로부터 방열핀으로의 열전도도 충분하지 않다는 문제가 있었다. 이 때문에, 방열기판, 방열핀의 고정수단을 연구한 히트싱크의 제조방법의 개발이 기대되고 있다.
종래, 히트싱크의 제조방법으로서는, 예를 들면, 이하에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌1에는, 방열기판, 방열이 열전도성의 접착제로 접착되는 히트싱크의 제조방법이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌2에는, 방열기판, 방열이 납땜으로 접착되거나 레이저용접으로 접착되는 히트싱크의 제조방법이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌3에는, 방열기판, 방열이 납땜으로 접착되는 히트싱크의 제조방법이 기재되어 있다.
특허문헌1∼3에 따른 히트싱크의 제조방법은, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 접촉부분을 접착, 용접에 의해 형성, 생성되는 패딩으로 확대시키는 것으로 방열기판, 방열핀의 고정 강도를 강화하고, 방열기판으로부터 방열핀으로의 열전도를 양호하게 하는 것을 지향하고 있다.
그러나, 특허문헌1∼3에 따른 히트싱크의 제조방법에서는, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점모양의 접촉 부분이 선 모양으로 확대되는 정도이기 때문에, 방열기판, 방열핀의 고정 강도를 강화하고, 방열기판으로부터 방열핀으로의 열전도를 양호하게 한다는 지향이 확실히 달성되지 않는다는 문제점이 있다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허공보 특개평4-71257호 공보
특허문헌2 : 일본국 공개특허공보 특개평6-275746호
특허문헌3 : 일본국 공개특허공보 특개평11-54676호
상기 종래의 상황에 비추어, 본 발명에서는, 방열기판, 방열핀의 고정강도를 강화하고, 방열기판으로부터 방열핀에의 열전도를 양호하게 한다고 하는 지향이 확실히 달성되는 히트싱크의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법은, 특허청구범위의 각 청구항에 기재된 수단을 채용한다.
즉, 본 발명에서는, 금속선재이고 코일모양으로 감긴 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열핀을 편평화시킨 금속재의 권회단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판에 접촉하여 납땜하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되어, 땜납의 접착으로 형성되는 패딩이 모관현상에서 방열핀의 중심방향으로 침출하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉 부분이 크게 확대된다. 또한, 방열핀의 편평화는, 방열핀의 전체를 편평화할 수는 없고, 테두리 등의 방열핀의 일부를 편평화하는 것을 포함하는 개념이다.
또한 본 발명에서는, 금속선재이고 코일 모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법이며, 방열기판에 슬릿 모양의 홈을 형성하고, 방열핀을 편평화시켜서 금속선재의 권회 단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판의 홈에 꽂아 납땜하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되어, 땜납의 접착으로 형성되는 패딩이 방열기판의 홈에서 유출이 규제되어서 모관현상으로 방열핀의 중심방향으로 침출하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대된다.
또한 본 발명에서는, 금속선재이고 코일 모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열핀을 편평화시켜 금속선재의 권회단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판에 접촉시켜 열전도성의 접착제로 접착하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착해 복잡한 요철구조가 형성되어, 열전도성 접착제의 접착으로 형성되는 패딩이 모관현상에서 방열핀의 중심방향으로 침출하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대된다.
또한, 본 발명에서는, 금속선재이고 코일 모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열기판에 슬릿모양의 홈을 형성하고, 방열핀을 편평화시켜 금속선재의 권회단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판의 홈에 꽂아서 열전도성의 접착제로 접착하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되어, 열전도성 접착제의 접착으로 형성되는 패딩이 방열기판의 홈에서 유출이 규제되어서 모관현상으로 방열핀의 중심방향으로 침출하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대된다.
또한, 본 발명에서는, 금속선재이고 코일모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열기판에 슬릿 모양의 홈을 형성하고, 방열핀을 편평화시켜서 금속선재의 권회 단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판의 홈에 꽂아 방열기판의 홈을 가압에 의해 변형시키는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되고, 가압에 의해 형성된 방열기판의 홈이 방열핀의 테두리를 압착하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대된다.
또한, 본 발명에서는, 금속선재이고 코일모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열기판에 슬릿 모양의 홈을 형성하고, 방열핀을 편평화시켜 금속선재의 권회 단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판의 홈에 꽂아서 방열기판의 홈을 진동 가압에 의해 변형시키는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되고, 진동 가압에 의해 변형된 방열기판의 홈이 방열핀의 테두리를 압착하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대된다.
또한, 본 발명에서는, 금속선재이고 코일 모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열핀을 편평화시켜서 금속선재의 권회단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판에 접촉시켜 플래시 용접하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되고, 플래시 용접으로 생성되는 패딩이 모관현상으로 방열핀의 중심방향으로 침출하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대된다.
또한, 본 발명에서는, 금속선재이고 코일모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열기판에 슬릿 모양의 홈을 형성하고, 방열핀을 편평화시켜서 금속선재의 권회 단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판의 홈에 꽂아서 플래시 용접하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되고, 플래시 용접에서 생성되는 패딩이 방열기판의 홈에서 유출이 규제되어 모관현상으로 방열핀의 중심방향으로 침출하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉 부분이 크게 확대된다.
또한 본 발명에서는, 금속선재이고 코일모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열핀을 편평화시켜서 금속선재의 권회단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판에 접촉시켜 진동 용접하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되고, 진동 용접으로 생성되는 패딩이 모관현상으로 방열핀의 중심방향으로 침출하고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분 크게 확대된다.
또한 본 발명에서는, 금속선재이고 코일모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법으로서, 방열기판에 슬릿모양의 홈을 형성하고, 방열핀을 편평화시켜서 금속선재의 권회 단위를 서로 밀착시켜, 방열핀의 테두리를 방열기판의 홈에 꽂아서 진동 용접하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착하여 복작한 요철구조가 형성되고, 진동 용접으로 생성되는 육성이 방열기판의 홈에서 유출이 규제되어 모관현상으로 방열핀의 중심방향으로 침출하고, 방열기판의 평면과의 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대된다.
또한, 본 발명에서는, 상기 어느 하나에 기재된 히트싱크의 제조방법에 있어서, 방열기판에 접촉되는 방열핀의 테두리만을 편평화하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는, 상기 어느 하나에 기재된 히트싱크의 제조방법에 있어서, 방열기판의 홈에 꽂힌 방열핀의 테두리만을 편평화하는 것을 특징으로 한다.
이 수단에서는, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성된다. 이에 따라 방열핀의 테두리가 고밀도화되기 때문에, 방열기판으로부터의 열이 조속히 방열핀으로 전도한다.
그리고, 편평화된 테두리 이외의 부분에서는, 금속선재의 밀도가 낮아지기 때문에, 공극부가 크게 형성된다.
본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법은, 방열핀의 테두리에 금속선재의 권회단위가 서로 밀착하여 복잡한 요철구조가 형성되고, 방열기판의 평면과 방열핀의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대되기 때문에, 방열기판, 방열핀의 고정수단을 강화하고, 방열기판으로부터 방열핀으로의 열전도를 양호하게 하는 지향이 확실히 달성되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제1예의 사시도이며, (A)∼ (C)에 공정순이 나타나 있다.
도 2는 도 1의 요부의 제조예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 새로운 가공예의 측면도이며, (A)에 가공전의 상태가 보여지고, (B)에 가공 후의 상태가 보여지고 있다.
도 4는 도 1(C)의 확대 종단면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅹ선의 확대 절단 단면도이다.
도 6은 도 1의 요부의 변형예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제2예의 사시도이며, (A)∼ (C)에 공정순이 보여져 있다.
도 8은 본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제3예의 사시도이며, (A), (B)에 공정순이 보여져 있다.
도 9는 도 8(B)의 확대 횡단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제4예의 사시도이며, (A), (B)에 공정순이 보여져 있다.
도 11은 본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제5예의 사시도이며, (A), (B)에 공정순이 보여져 있다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 히트싱크 213, 223 : 히트싱크
1 : 방열기판 11 : 홈
12 : 당판 2 : 방열핀
21, 22 : 코일 211, 221 : 중심부분
212, 222 : 평탄면 213, 223 : 테두리
3 : 땜납 4 : 열전도성의 접착제
5: 노즐 6: 받침대
7 : 틀 8 : 진동가압판
이하, 본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1∼도 6은 본 발명에 따른 히트싱크의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제1실시예를 나타내는 것이다.
제1실시예는, 방열기판(1), 방열핀(2)을 납땜으로 고정하는 것이다.
방열기판(1)은 열전도성이 양호한 판재로써 평판형으로 형성되어 있다. 재료의 구체예로서는 니켈, 알루미늄, 동, 은, 금 등의 금속재나 탄소재를 들 수 있다. 금속재에 대해서는 니켈, 마그네슘, 아연, 규소 등의 합금을 선택하는 것도 가능하다. 또한, 필요에 따라, 납땜에 지장이 없는 재료로 열전도성, 내부식성을 높이기 위해서 표면처리를 실시하는 것도 가능하다. 또한, 방열기판(1)의 일면(반도체소자류로의 설치면의 반대측 면)에는, 슬릿 모양의 홈(11)이 마련되어져 있다. 홈(11)의 형성 수단에 대해서는, 절삭가공, 다이캐스트 성형, 압출 성형 등이 선택된다.
방열핀(2)은, 방열기판(1)과 같은 금속재로 이루어지는 금속선재로써 코일모양으로 감기고, 전체가 편평화되어서 금속선재의 권회 단위가 서로 밀착되어 있다. 이 방열핀(2)의 구체적인 제조예로서는, 도 2 내지 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 동일한 크기와 피치에서 역으로 감긴 2개의 코일(21, 22)이 서로 꽂혀, 그 후 압연 등의 수단에 의해 코일(21, 22)의 중합상태가 압축되어 일체화된다. 이 가압시에는 코일(21, 22)의 띠 모양의 중심부분(211, 221)이 안쪽(중합된 내부측)으로 절곡됨과 동시에, 코일(21, 22)의 중합된 표측의 부분이 눌러 찌부러져서 중심부분(211, 221)에 평탄면(212, 222)이 형성된다. 이렇게 제조된 방열핀(2)에서는, 외측으로 돌출하고 있는 코일(21, 22)의 중심부분(211, 221)이 안쪽으로 절곡되어 두께 S가 삭감되고, 테두리(213, 223)에 금속선재가 복잡하게 뒤섞인 요철구조가 형성된다.
방열핀(2)의 재질로서는, 상기 방열기판(1)과 같이 각각의 재질로 구성할 수 있다. 구체적으로는, 알루미늄, 동, 은, 금 등의 금속재료 또는 이들과 니켈, 마그네슘, 아연, 규소 등과의 합금 등을 들 수 있다. 특히, 알루미늄계의 재료는 열전도성이 높고 저가격이기 때문에 적절히 이용될 수 있다.
또한, 방열핀(2)의 금속선재의 재질로서, 내식성의 금속을 이용할 수 있다. 히트싱크의 용도에 의해서는 부식되기 쉬운 환경에서 사용될 경우가 있기 때문에, 이와 같은 경우에 적합하다. 내식성의 금속의 예로서는, 티탄, 및 이의 합금, 스테인리스 등을 들 수 있다.
방열핀(2)을 구성하는 금속선재로는, 필요에 따라, 열전도성, 내식성을 높이기 위한 표면처리를 실시할 수 있다. 구체적으로는 동도금, 은도금 등을 들 수 있다. 또한, 알루미늄 또는 그 합금을 소재로 하는 경우에는, 표면에 양극산화피막처리(알루마이트 처리)를 시행하는 것이 바람직하다. 이에 따라 내식성이 향상됨과 동시에, 각 권회 단위가 서로 밀착하는 접점의 열저항이 저하하고, 전체의 방열성을 더욱 높일 수 있다. 처리방법은, 기지의 공정을 채용할 수 있고, 구체적으로 처리물을 양극으로서, 옥살산이나 황산, 인산 등의 액중에서 전해를 행함으로써 산화피막을 형성할 수 있다. 또한, 양극산화피막처리에는, 소위 백색알루마이트와 흑색알루마이트가 있지만, 어느 것이나 적용가능하다.
또한, 금속선재의 표면에는, 필요에 따라 페라이트를 포함하는 도막을 형성할 수 있다. 이에 따라 페라이트가 전자파흡수능을 가지기 때문에, 전체로서 전자파를 효과적으로 흡수하는 히트싱크(100)를 얻을 수 있다. 특히, 방열핀(2)의 표면은 금속선재로부터 구성되기 때문에 요철형상이므로, 전자파가 난반사되어 전자파흡수의 효과가 상승적으로 커진다.
또한, 페라이트로서는, 연자성 페라이트(소프트 페라이트)와, 경자성 페라이트(하드 페라이트)가 알려져 있지만, 어느 하나를 사용해도 되고, 여러 종류를 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 페라이트를 분산되게 하는 바인더로서는, 특히 한정되지 않고, 아크릴수지, 실리콘 수지 등의 일반적인 물질을 사용할 수 있다.
또한, 금속선재의 표면에는, 필요에 따라, 방열핀(2)에 전도되는 열을 쉽게 외부로 방열하기 위해서, 열방사성의 도막을 형성할 수 있다.
이러한 도막은, 열방사효과를 가지는 여러 가지의 안료를 함유시킨 도료로부터 형성될 수 있다. 안료의 예로서는, 카본블랙, 알루미나, 지르콘, 티타늄, 실리카, 지르콘, 마그네슘, 산화이트륨(Y2O3), 코지라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2), 티탄산 알루미늄(Al2O3·TiO2)등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 복수가 복합되어 사용해도 된다. 또한, 도료 중의 안료의 양은 소망의 열방사성에 따라 적당하게 설정될 수 있고, 일반적으로는 도막의 건조질량에 대해 10∼90질량％정도가 적당하다. 또한, 바인더로서는, 열에 의해 열화하기 어려운 물질이 바람직하고, 예를 들어, 아크릴수지, 실리콘수지, 우레탄 수지, 폴리에틸렌 수지, 불소 수지 등을 들 수 있다.
또한, 열방사성의 도막의 두께는, 1∼50㎛가 적당하다. 1㎛미만이면, 열방사 효과가 작아져 바람직하지 못하다.
납땜시에는, 도 1(a)에 나타나 있는 바와 같이, 방열기판(1)의 홈(11)에 선 모양의 땜납재(3)를 삽입한다. 그리고, 도 1(b)에 나타나 있는 바와 같이, 방열기판(1)의 땜납재(3)가 삽입된 홈(11)에 방열핀(2)을 꽂고, 도 1(c)에 나타나 있는 바와 같이, 방열기판(1), 방열핀(2)이 연결된 상태에서 적당한 가압수단으로 땝납재(3)를 용융하여 납땜한다.
납땜시에는 용융한 땜납재(3)가 방열기판(1)의 홈(11)에 의해 유출이 규제되고 복잡한 요철구조로 되어 있는 방열핀(2)의 테두리(213, 223)로부터 중심부분(211, 221)을 향해서 모관현상으로 침출한다. 따라서, 납땜의 접착으로 형성된 땜납재(3)의 패딩으로 방열기판(1)의 평면과 방열핀(2)의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 띠 모양으로 크게 확대되어, 방열기판(1), 방열핀(2)의 고정 강도가 강화되어, 방열기판(1)으로부터 방열핀(2)으로의 열전도가 양호해진다. 또한, 땜납재(3)의 양에 대해서는, 도 5에 보여지는 바와 같이, 적어도 2개의 코일(21, 22)의 쌍방이 용융한 땜납재(3)에 접촉하도록 조정한다.
납땜된 제1실시예에 의하면, 방열핀(2)의 두께 S가 얇기 때문에, 방열기판(1)에 방열핀(2)을 고밀도로 고정하고, 방열기판(1)으로부터 방열핀(2)에의 열전도를 상당히 향상시킬 수 있다. 또한, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 방열핀(2)의 코일(21, 22)의 평탄면(212, 222)의 일부가 방열기판(1)의 홈(11)의 측벽에 접촉하 도록 홈(11)의 깊이 F를 설정해 두면, 방열기판(1), 방열핀(2)의 접촉면적이 확대되어, 방열기판(1)으로부터 방열핀(2)으로의 열전도를 상당히 향상시킬 수 있다.
도 6에는, 전술의 제1실시예의 방열기판(1)의 변형 예가 나타나 있다. 이 방열기판(1)은 열전도성이 양호한 금속재 등으로 이루어지는 당판(板)(12)을 간격을 두고 적층시키는 것으로 홈(11)을 형성하고 있다. 이 홈(11)의 제조예에서는, 방열기판(1)이 가공하기 어려운 재질로 되는 경우에 적절하다.
도 7은 본 발명에 따른 히트싱크(100)의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제2실시예를 나타내는 것이다.
제2실시예는 방열기판(1), 방열핀(2)을 열전도성의 접착제(4)로 고정하는 것이다.
제2실시예의 방열기판(1), 방열핀(2)에 대해서는, 제1실시예와 동일하다.
열전도성의 접착제(4)는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 등을 바인더로서, 금, 은, 니켈 등의 금속가루나 알루미나, 질화알루미나, 질화규소, 카본가루 등을 배합한 것이다.
열전도성의 접착제(4)에 의한 접착에서는, 도 7(a)에 나타나 있는 바와 같이, 노즐(5)을 사용하여 방열기판(1)의 홈(11)에 집중적으로 내뿜는다.
제2실시예의 다른 작용, 효과에 대해서는, 열전도성의 접착제(4)와 땜납재(3)의 본질적 차이가 있지만, 거의 동일한 효과가 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 히트싱크(100)의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제3실시예 및 제4실시예를 나타내는 것이다.
제3실시예 및 제4실시예는, 방열기판(1), 방열핀(2)을 방열기판(1)의 홈(11)의 변형으로 고정하는 것이다.
제3실시예 및 제4실시예의 방열기판(1), 방열핀(2)에 대해서는, 제1실시예와 동일하다.
제3실시예에서는, 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 방열기판(1)의 홈(11)에 방열핀(2)을 꽂은 후에 방열기판(1)의 홈(11)을 폭방향에서부터 가압하는 코킹에 의해 변형시켜, 방열기판(1)과 방열핀(2)을 가압시킨다.
제3실시예에 의하면, 도 9에 나타나 있는 바와 같이 홈(11)에 꽂힌 방열핀(2)의 코일(21, 22)의 복잡한 요철구조의 테두리(213, 223)는, 방열기판(1)의 홈(11)의 변형에 의해 더욱 복잡하게 변형된다. 따라서, 방열기판(1)의 평면과 방열핀(2)의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대되어, 방열기판(1), 방열핀(2)의 고정 강도가 강화되고, 방열기판(1)으로부터 방열핀(2)에의 열전도가 양호해진다.
제4실시예에서는, 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 방열기판(1)의 홈(11)에 의해 방열핀(2)을 꽂은 후에, 방열기판(1)의 홈(11)을, 홈(11)부근을 진동 가압판(8)에 의해 진동가압하는 방법이다. 진동 가압판(8)의 진동 가압에 의해 꽂힌 홈(11)은 변형되어, 방열기판(1)과 방열핀(2)이 압착된다. 진동 가압으로서는, 고주파의 진동을 주는 것으로 조속히, 방열기판(1)과 방열핀(2)을 압착시키는 것이 가능해 진다.
제4실시예에 의하면, 홈(11)에 삽입된 방열핀(2)의 코일(21, 22)의 복잡한 요철구조의 테두리(213, 223)는, 방열기판(1)의 홈(11)의 변형에 의해, 더욱 복잡하게 변형된다. 따라서, 방열기판(1)의 평면과 방열핀(2)의 곡선과의 점 모양의 접촉부분이 크게 확대되어, 방열기판(1), 방열핀(2)의 고정 강도가 강화되어, 방열기판(1)으로부터 방열핀(2)에의 열전도가 양호해진다.
또한, 방열기판(1)의 홈(11)을 변형시키는 수단으로서는, 상기의 제3실시예에 나타난 방열기판(1)을 홈(11)의 폭방향으로 가압하는 코킹이나, 제4실시예에 보여지는 방열기판(1)의 홈(11) 부근을 진동 가압하는 방법 이외에, 방열기판(1)의 홈(11)을 가열해 확대시켜 두고 방열핀(2)을 꽂은 후에 냉각하는 열처리 등도 할 수 있다.
도 11은, 본 발명에 따른 히트싱크(100)의 제조방법을 실시하기 위한 최선의 형태의 제5실시예를 나타내는 것이다.
제5실시예는 방열기판(1), 방열핀(2)을 용접으로 고정하는 것이다.
제5실시예의 방열기판(1), 방열핀(2)에 대해서는, 제1실시예와 같다.
제5실시예에서는, 방열기판(1)의 하방에 받침대(6)를 설치하고, 방열핀(2)에 방열기판(1)의 홈(11)과 동일한 슬릿이 마련되어진 틀(7)을 맞춰서 용접을 실시한다. 용접으로는 플래시용접, 진동 용접(초음파용접)등이 선택된다.
플래시용접에서는, 틀(7)에 의해 집합 일체화된 방열핀(2)을, 방열기판(1)의 홈(11)에 삽입하고, 용접전류에 의해 방열기판(1)과 방열핀(2)과의 접점부를 플래시로 하여 용융 비산시키는 것을 되풀이하고, 접합부전체를 충분히 가열하고, 이어서 강하게 가압하여 모든 접점부를 용접한다. 이 때, 방열핀(2)은, 틀(7)에 의해 집합 일체화되어 있기 때문에 변형이 방지된다.
또한, 진동 용접(초음파용접)에서는, 틀(7)에 의해 집합 일체화된 방열핀(2)을 방열기판(1)의 홈(11)에 삽입하고, 그 후, 방열핀(2)에 가압과 강력한 초음파진동을 주는 것에 의해 접점부를 마찰하는 것으로 고상접합시킨다. 이 때, 방열핀(2)은 틀(7)에 의해 집합 일체화되어 있기 때문에, 진동을 방열핀(2)의 전체에 균등하게 전달하는 것이 가능해 진다.
용접에 의한 방열기판(1), 방열핀(2)으로부터의 용융물은, 제1실시예의 땜납재(3)와 동일한 작용, 효과가 있다.
이상, 도시한 각 예 이외에, 제3실시예 및 제4실시예를 제외하고, 방열기판(1)의 홈(11)에 마련되지 않고, 방열핀(2)을 치구(治具) 등을 이용해서 방열기판(1)을 접촉시켜서 고정하는 것도 가능하다.
또한, 상기 각 예에 있어서는, 코일형으로 권회된 금속선재의 전체를 편평화시킨 것을 방열핀(2)으로 사용하고 있지만, 이것에 한정되는 것 은 아니고, 금속선재의 일부만을 편평화시켜도 좋다. 예를 들면, 방열기판에 접촉시키는, 방열핀의 테두리만을 편평화함으로써 방열기판과의 접촉 부분인 테두리는 금속선재가 밀집되는 복잡한 형상을 가지고, 중심부분 등의 테두리 이외의 부분에 대해서는 금속선재가 적게 되고, 공극부가 크게 형성된다.
이 경우에는, 방열기판에서 생긴 열은, 금속선재가 밀집한 테두리를 통해 방열핀 전체에 전도한다. 그리고, 방열핀 전체에 전도한 열은, 금속선재가 적게 되는 중심부분에 생기는 공극부로부터 조속히 열이 방출된다. 또한, 코일모양으로 권회 된 금속선재의 일부만을 편평화시키기 때문에, 성형시 가격을 낮게 할 수 있다.

Claims (12)

  1. 금속선재이고 코일모양으로 권회된 방열핀을 방열기판에 고정하는 히트싱크의 제조방법에 있어서,
    방열기판에 슬릿모양의 홈을 형성하고,
    동일한 크기 및 피치로 역방향으로 권회된 2개의 코일을 서로 겹쳐 꽂고,
    상기 코일을 띠 모양으로 압축하여 편평화시켜 편평화된 코일의 두께를 삭감함과 동시에 금속선재가 권회되어 이루어지는 권회단위를 서로 밀착시키고,
    방열핀의 테두리를 상기 방열기판의 홈에 꽂아 고정하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정은 납땜을 행하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정은 열전도성의 접착제로 접착하여 행하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정은 방열기판의 홈을 가압에 의해 변형하여 행하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가압은 진동가압에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 고정은 용접에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 용접은 플래시용접에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 용접은 진동용접에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 방열기판의 홈에 꽂힌 방열핀의 테두리만을 편평화하는 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 편평화된 면의 일부가 상기 홈의 측벽에 당접하는 깊이로 이루어지도록 상기 홈을 마련한 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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