KR101258598B1 - Printed circuit board for inosculating radiation fin and inosculation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열핀이 접합된 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 일면에 회로패턴이 형성된 모재판과, 상기 모재판의 타면에 코팅소재를 저온분사하여 형성한 코팅층과, 상기 코팅층에 접합되어 상기 모재판에서 전달되는 열을 외부로 방출하는 방열핀을 포함한다.The present invention relates to a printed circuit board bonded to the heat dissipation fins, a base plate having a circuit pattern formed on one surface, a coating layer formed by cold spraying a coating material on the other surface of the base plate, and bonded to the coating layer in the base plate It includes a heat radiation fin for dissipating the heat transmitted to the outside.

Description

방열핀이 접합된 인쇄회로기판 및 방열핀 접합방법{PRINTED CIRCUIT BOARD FOR INOSCULATING RADIATION FIN AND INOSCULATION METHOD THEREOF}Printed Circuit Board with Heatsink Fin and Heat Sink Bonding Method {PRINTED CIRCUIT BOARD FOR INOSCULATING RADIATION FIN AND INOSCULATION METHOD THEREOF}

본 발명은 인쇄회로기판에 코팅층을 형성하여 방열핀을 인쇄회로기판에 접합하기 쉽도록 하는, 방열핀이 접합된 인쇄회로기판에 관한 것이다.
The present invention relates to a printed circuit board to which the heat dissipation fins are bonded to form a coating layer on the printed circuit board to facilitate bonding of the heat dissipation fins to the printed circuit board.

일반적으로 인쇄 회로 기판을 제조하는 경우, 물리 기상 증착(PVD:Physical Vapor Deposition)이나 도금과 같은 방법은 인쇄 회로 기판이 요구하는 약 150㎛의 두께를 적층하였다. 그러나, 물리 기상 증착이나 도금과 같은 방식으로 인쇄 회로 기판에 약 150㎛의 코팅층을 형성하기 위해 많은 시간과 비용이 소모되고, 두께가 충분하지 않은 경우에 전자부품을 결합할 때 사용되는 땜납시 모재와의 분리 혹은 단락이 발생되는 문제점이 발생할 수 있다.In general, when manufacturing a printed circuit board, a method such as physical vapor deposition (PVD) or plating has a thickness of about 150 μm required by the printed circuit board. However, it takes a lot of time and money to form a coating layer of about 150 μm on a printed circuit board in the same manner as physical vapor deposition or plating, and the solder base material used when joining electronic components when the thickness is not sufficient. Separation or short circuit may occur.

그리고, 이러한 박리 또는 단락의 문제점을 방지하기 위하여 공정을 추가하게 되면 공정비용과 공정시간이 증가하게 되며, 생산성이 낮아지게 되는 문제점이 발생될 수 있다.In addition, when the process is added to prevent the problem of peeling or short circuit, the process cost and the process time increase, and the productivity may decrease.

또한, 모재에 실장되는 전자부품의 열이 모재와 모재에 접합되는 방열부를 통해 외부로 방열되는데 이때, 모재와 방열부를 접합하는 접합재가 열로 인해 박리될 수 있는 문제점이 발생할 수 있으며, 접합재가 모재와 밀착되지 않으면 방열부로 열이 제대로 전달되지 않아 방열 효율이 하락하는 문제점이 발생할 수 있다.
In addition, the heat of the electronic component mounted on the base material is radiated to the outside through the heat dissipation portion bonded to the base material and the base material, at this time, there may be a problem that the bonding material joining the base material and the heat dissipation portion may be peeled off due to the heat, the bonding material and the base material If it is not in close contact with the heat dissipation unit, heat may not be properly transferred, which may cause a problem of deterioration in heat dissipation efficiency.

본 발명의 목적은 인쇄회로기판에 코팅층을 형성하여 방열핀을 인쇄회로기판에 접합시켜 방열핀과 인쇄회로기판의 접합력을 강화시키고, 인쇄회로기판을 통해 전도되는 열을 방열하는 효율을 향상시키는, 방열핀이 접합된 인쇄회로기판을 제공하는데 있다.
An object of the present invention is to form a coating layer on a printed circuit board to bond the radiating fins to the printed circuit board to enhance the bonding force of the radiating fins and the printed circuit board, and to improve the efficiency of radiating heat conducted through the printed circuit board, To provide a bonded printed circuit board.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방열핀이 접합된 인쇄회로기판은, 일면에 회로패턴이 형성된 모재판과, 상기 모재판의 타면에 코팅소재를 저온분사하여 형성한 코팅층과, 상기 코팅층에 접합되어 상기 모재판에서 전달되는 열을 외부로 방출하는 방열핀을 특징으로 한다.The printed circuit board bonded to the heat dissipation fins according to the present invention for achieving the above object is a substrate layer formed with a circuit pattern on one surface, the coating layer formed by spraying the coating material on the other surface of the base plate at a low temperature, and the coating layer It is characterized in that the heat radiation fins are bonded to release the heat transmitted from the base plate to the outside.

상기 코팅층은 20 - 200㎛의 두께를 갖는다.The coating layer has a thickness of 20-200 ㎛.

상기 방열핀의 일면에는 상기 코팅소재를 저온분사하여 상기 코팅층과 접합력을 강화시키도록 접합코팅층을 더 형성한다.On one surface of the heat dissipation fin is further formed by bonding the coating layer to strengthen the bonding strength with the coating layer by spraying the coating material at low temperature.

상기 접합코팅층은 20 - 200㎛의 두께로 형성된다.The bonding coating layer is formed to a thickness of 20-200㎛.

상기 코팅소재는 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 중 어느 하나로 이루어진다.The coating material is made of any one of magnesium, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy.

상기 코팅소재는 10 ~ 800℃로 가열되어 상기 모재판에 분사된다.The coating material is heated to 10 ~ 800 ℃ is sprayed on the base plate.

상기 코팅소재는 구형으로 형성되며, 입자의 크기가 1 - 200㎛로 이루어진다.The coating material is formed in a spherical shape, the size of the particle is made of 1-200㎛.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방열핀 접합방법은, 일면에 회로패턴이 형성된 모재판을 준비하는 단계와, 상기 모재판의 타면에 분말상의 코팅소재를 저온분사하여 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 코팅층에 방열핀을 접합하여 적층하는 단계를 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of joining a heat sink fin, the method comprising: preparing a base plate having a circuit pattern formed on one surface thereof, and forming a coating layer by spraying powdery coating material on the other surface of the base plate at low temperature; And, the step of laminating by bonding the heat radiation fins to the coating layer.

상기 코팅층을 형성하는 단계는, 혼합 챔버에 메인가스와 분말가스를 각각 공급하는 제1 단계와, 상기 혼합 챔버에 코팅소재 분말을 공급하여 혼합한 후 그 혼합 분말가스를 분사노즐로 공급하는 제2 단계와, 상기 분사노즐이 혼합 분말가스를 모재판에 분사하여 상기 코팅층을 형성하는 제3 단계를 포함한다.The forming of the coating layer may include a first step of supplying a main gas and a powder gas to the mixing chamber, and a second step of supplying and mixing the coating material powder to the mixing chamber and then supplying the mixed powder gas to the injection nozzle. And a third step in which the injection nozzle injects the mixed powder gas to the base plate to form the coating layer.

상기 제1 단계는 상기 메인가스와 분말가스를 100 ~ 800℃로 가열하여 상기 혼합 챔버로 공급한다.The first step is to heat the main gas and powder gas to 100 ~ 800 ℃ to supply to the mixing chamber.

상기 제3 단계에서 상기 분사노즐을 상기 모재판과 5 ~ 80mm 이격된 상태에서 15 - 40kg/cm2의 압력으로 상기 혼합 분말가스를 분사한다.In the third step, the injection nozzle is sprayed with the mixed powder gas at a pressure of 15-40 kg / cm 2 in a state spaced from 5 to 80 mm with the base plate.

상기 코팅층을 형성하는 단계에서는 상기 방열핀의 일면에 코팅소재를 저온분사하여 상기 코팅층에 접합되는 접합코팅층을 추가로 형성한다.In the step of forming the coating layer further forms a bonding coating layer bonded to the coating layer by spraying the coating material on one surface of the heat radiation fin at low temperature.

상기 접합코팅층은 20 - 200㎛의 두께로 형성된다.The bonding coating layer is formed to a thickness of 20-200㎛.

상기 코팅층은 20 - 200㎛의 두께로 형성된다.The coating layer is formed to a thickness of 20-200㎛.

상기 코팅소재는 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 중 어느 하나로 이루어진다.The coating material is made of any one of magnesium, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy.

상기 코팅소재는 10 ~ 800℃로 가열되어 상기 모재판에 분사된다.The coating material is heated to 10 ~ 800 ℃ is sprayed on the base plate.

상기 코팅소재는 구형으로 형성되며, 입자의 크기가 1 - 200㎛로 이루어진다.
The coating material is formed in a spherical shape, the size of the particle is made of 1-200㎛.

본 발명은 저온분사를 통해 코팅소재를 모재판에 분사하여 코팅층을 형성하고, 코팅층에 방열핀을 접합하여 모재판 상의 회로패턴에서 발생되는 열이 방열핀을 통해 쉽게 방출되도록 하며, 모재판에서 방열핀이 박리되지 않도록 하는 이점이 있다.
The present invention forms a coating layer by spraying the coating material on the base plate through low-temperature spraying, bonding the heat radiation fins to the coating layer so that heat generated in the circuit pattern on the base plate is easily released through the heat radiation fins, the heat radiation fins peeled off the base plate There is an advantage to avoid.

도 1은 본 발명에 따른 방열핀이 접합된 인쇄회로기판의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방열핀이 접합된 인쇄회로기판의 방열핀과 코팅층 간에 접합코팅층이 추가로 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열핀이 접합된 인쇄회로기판에서 코팅층을 형성하는 저온분사 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방열핀 접합방법의 공정 순서를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방열핀 접합방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방열핀 접합방법의 코팅층을 형성하는 단계를 상세히 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram of a printed circuit board bonded to the heat dissipation fins according to the present invention.
2 is a view showing a state in which a bonding coating layer is further formed between the heat dissipation fin and the coating layer of the printed circuit board bonded to the heat dissipation fin according to the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing a low-temperature injection device for forming a coating layer in a printed circuit board bonded to the heat radiation fin according to the present invention.
4 is a view showing a process sequence of a heat radiation fin bonding method according to the present invention.
5 is a flow chart of a method for bonding heat radiation fins according to the present invention.
Figure 6 is a flow chart showing in detail the step of forming a coating layer of the radiation fin bonding method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명에 따른 방열핀이 접합된 인쇄회로기판의 구성도이다.1 is a block diagram of a printed circuit board bonded to the heat dissipation fins according to the present invention.

본 발명의 방열핀이 접합된 인쇄회로기판을 도 1을 참조하여 설명하면, 일면에 회로패턴(11)이 형성된 모재판(10)과, 상기 모재판(10)의 타면에 코팅소재를 저온분사하여 형성한 코팅층(20)과, 상기 코팅층(20)에 접합되어 상기 모재판(10)에서 전달되는 열을 외부로 방출하는 방열핀(30)을 포함하여 구성된다.Referring to the printed circuit board bonded to the heat dissipation fins of the present invention with reference to Figure 1, by spraying the coating material on the other surface of the base plate 10 and the base plate 10, the circuit pattern 11 is formed on one surface The coating layer 20 is formed, and is bonded to the coating layer 20 is configured to include a heat radiation fin 30 for dissipating heat transferred from the base plate 10 to the outside.

여기서 사용되는 저온분사라는 기술은 압축·팽창으로 생기는 초음속 기체 기류를 이용하여 분말이 코팅 대상물에 충돌할 때 발생하는 에너지에 의해 점착되면서 코팅되는 기술로서, 저온 분사 코팅은 코팅용 분말을 용융하여 코팅하는 기존의 용사코팅 방식과 달리 상온에서 코팅이 가능해져 소재의 변형·변질을 막을 수 있다. 그리고, 내마모성·내피로성·내열성·내식성 등을 크게 향상시켜 자동차·항공·선박·반도체 부품의 수명과 성능을 획기적으로 개선할 수 있다. 특히 플라스틱처럼 열에 약한 소재나 산화하기 쉬운 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 알루미늄 복합 소재, 구리합금, 구리 복합 소재, 티타늄 및 티타늄 합금 등 기존 고온 방식의 코팅을 적용하기 어려운 소재에도 사용할 수 있는 기술이다.The low temperature spraying technology used here is a technology that is coated by the energy generated when the powder collides with the coating object by using a supersonic gas stream generated by compression and expansion. The low temperature spray coating melts the coating powder and coats it. Unlike conventional spray coating method, the coating is possible at room temperature, which prevents deformation and deterioration of the material. In addition, the wear resistance, fatigue resistance, heat resistance and corrosion resistance can be greatly improved, and the life and performance of automobile, aviation, ship, and semiconductor parts can be significantly improved. In particular, it can be used for materials that are difficult to apply to conventional high temperature coatings such as heat-sensitive materials such as plastics, aluminum, aluminum alloys, copper, aluminum composite materials, copper alloys, copper composite materials, titanium and titanium alloys, which are easily oxidized.

이러한, 상기 저온분사를 사용하는 이유는 저온으로 코팅소재 분말을 분사하여 소재의 변형·변질을 막고, 내마모성·내피로성·내열성·내식성을 향상시키기 위하여 사용하며, 식각 및 증착을 통하지 않고 빠른시간에 원하는 위치에 원하는 형상의 구성물을 형성하기 위함이다.The reason for using the low-temperature spraying is to spray the coating material powder at a low temperature to prevent deformation and deterioration of the material, and to improve wear resistance, fatigue resistance, heat resistance, and corrosion resistance, and to quickly and without etching and deposition. This is to form the desired shape of the composition in the desired position.

모재판(10)은 일면에 회로패턴(11)이 형성되고, 이 회로패턴(11)에서 발생되는 열이 모재판(10)을 통해 타면으로 전달된다. 이러한 상기 모재판(10)은 AL, Al합금, Al2O3 등의 재질로 이루어진다. The base plate 10 has a circuit pattern 11 formed on one surface thereof, and heat generated from the circuit pattern 11 is transferred to the other surface through the base plate 10. The base plate 10 is AL, Al alloy, Al 2 O 3 It is made of a material such as.

상기 모재판(10)을 이루는 재질의 특성상 표면이 공기와 반응하여 산화막이 생성된다. 이로 인해 상기 모재판(10)의 표면에 방열핀(30)이 접합될 때 사용되는 접합재가 모재판(10)의 표면에서 박리되거나 접합이 잘 이루어지지 않을 수 있다. 이 때문에 상기 모재판(10)의 표면에 코팅소재를 이용하여 코팅층(20)을 형성하게 된다.Due to the nature of the material forming the base plate 10, the surface reacts with air to form an oxide film. Therefore, the bonding material used when the heat dissipation fins 30 are bonded to the surface of the base plate 10 may be peeled off from the surface of the base plate 10 or may not be easily joined. For this reason, the coating layer 20 is formed on the surface of the base plate 10 using the coating material.

코팅층(20)은 상기 모재판(10)의 타면 전체에 저온 분사장치(40)를 통해 저온분사로 분사되어 형성된다. 이러한 상기 코팅층(20)에 분사되는 코팅소재는 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 중 어느 하나로 이루어진다.The coating layer 20 is formed by spraying at low temperature through the low temperature injector 40 on the entire other surface of the base plate 10. The coating material sprayed on the coating layer 20 is made of any one of magnesium, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy.

이때, 상기 코팅층(20)은 20 - 200㎛의 두께를 갖으며 형성될 수 있다.At this time, the coating layer 20 may be formed having a thickness of 20-200㎛.

상기 코팅층은 일반적으로 사용되는 증착 또는 도금등의 방식으로 형성할 수도 있다.The coating layer may be formed by a deposition or plating method that is generally used.

방열핀(30)은 상기 모재판(10)을 통해 전달되는 열을 외부로 방열하게 된다. 이러한 상기 방열핀(30)은 Mg 또는 Mg합금으로 이루어지며, 'ㄴ' 또는 'ㅗ' 형상 등으로 형성되어 상기 코팅층(20)에 접합된다. 이때, 상기 방열핀(30)과 코팅층(20)을 접합할때 접착재 또는 브레이징 또는 솔더링등의 방법을 이용하여 접합할 수 있다.The heat dissipation fin 30 dissipates heat transferred through the base plate 10 to the outside. The heat dissipation fin 30 is made of Mg or Mg alloy, is formed in a 'b' or 'ㅗ' shape and the like bonded to the coating layer 20. At this time, when the heat dissipation fin 30 and the coating layer 20 are bonded, they may be bonded using a method such as adhesive or brazing or soldering.

도 2는 본 발명에 따른 방열핀이 접합된 인쇄회로기판의 방열핀과 코팅층 간에 접합코팅층이 추가로 형성된 모습을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a state in which a bonding coating layer is additionally formed between the heat radiation fin and the coating layer of the printed circuit board bonded to the heat radiation fin according to the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 방열핀(30)의 일면에는 상기 코팅소재를 저온분사하여 상기 코팅층(20)과 접합력을 강화시키도록 접합코팅층(31)을 더 형성할 수도 있다. 이때, 상기 접합코팅층(31)은 20 - 200㎛의 두께를 갖으며 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a bonding coating layer 31 may be further formed on one surface of the heat dissipation fin 30 so as to strengthen the bonding strength with the coating layer 20 by spraying the coating material at a low temperature. In this case, the bonding coating layer 31 may be formed to have a thickness of 20 to 200㎛.

상기 코팅층(20)과 접합코팅층(31)을 이루는 상기 코팅소재는 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 중 어느 하나로 이루어진다. 이러한, 상기 코팅소재는 10 ~ 800℃로 가열되어 상기 모재판(10)에 분사될 수 있다. The coating material constituting the coating layer 20 and the bonding coating layer 31 is made of any one of magnesium, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy. Such, the coating material may be heated to 10 ~ 800 ℃ to be sprayed on the base plate (10).

이때, 상기 코팅소재의 가열온도는 각각의 코팅소재가 용융되지 않는 최대한의 범위로 가열하여 저온 분사장치(40)를 통해 대상물에 분사하게 된다.At this time, the heating temperature of the coating material is heated to the maximum range that each coating material is not melted to be sprayed to the target object through the low-temperature spraying device (40).

상기 코팅소재는 구형으로 형성되며, 입자의 크기가 1 - 200㎛로 이루어진다.The coating material is formed in a spherical shape, the size of the particle is made of 1-200㎛.

도 3은 본 발명에 따른 방열핀이 접합된 인쇄회로기판에서 코팅층을 형성하는 저온분사 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing a low-temperature injection device for forming a coating layer in a printed circuit board bonded to the heat radiation fin according to the present invention.

상기의 구성에서 코팅층(20)을 형성하는 저온 분사장치는 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같은 구성을 갖는다.The low temperature spraying device for forming the coating layer 20 in the above configuration will be described with reference to FIG. 3.

상기 저온 분사장치(40)는 가스 컨트롤부(41), 메인가스 히터(42), 분말 송급 장치(43), 분말가스 히터(44), 혼합챔버(45), 온도 컨트롤부(46), 분사노즐(47) 및 가스 저장부(48)를 포함하여 구성된다.The low temperature injector 40 includes a gas control unit 41, a main gas heater 42, a powder supply device 43, a powder gas heater 44, a mixing chamber 45, and a temperature control unit 46. And a nozzle 47 and a gas reservoir 48.

여기서, 도면 부호 10은 알루미나 절연층이 형성된 기판 혹은 세라믹 기판과 같은 모재판(10)을 나타낸다.Here, reference numeral 10 denotes a base plate 10 such as a substrate or ceramic substrate on which an alumina insulating layer is formed.

여기서 가스 컨트롤부(41)는 가스의 공급량을 제어하는 역할을 하며, 가스저장부(48)에 저장된 가스를 메인가스 히터(42)로 이동시키면서 상기 가스의 일부는 분말 송급 장치(43)로 이동시킨다. Here, the gas control unit 41 serves to control the supply amount of gas, while moving the gas stored in the gas storage unit 48 to the main gas heater 42, a part of the gas moves to the powder supply device 43. Let's do it.

상기 가스 저장부(48)에 저장된 가스는 압축 공기, 질소 가스, 헬륨 가스 및 아르곤 가스로 이루어진 그룹에서 단일 성분의 가스 또는 2가지 이상의 가스를 혼합한 혼합 가스이다.The gas stored in the gas reservoir 48 is a gas of a single component or a mixture of two or more gases in a group consisting of compressed air, nitrogen gas, helium gas, and argon gas.

상기 가스 콘트롤부(41)와 연결된 메인가스 히터(42)는 공급된 메인가스를 소정의 온도로 예열하는 역할을 한다. 메인가스 히터(42)에서 예열된 메인가스는 도면에서 화살표로 도시한 바와 같이, 연결관을 따라 혼합챔버(45)로 공급한다.The main gas heater 42 connected to the gas control unit 41 serves to preheat the supplied main gas to a predetermined temperature. The main gas preheated by the main gas heater 42 is supplied to the mixing chamber 45 along the connecting pipe, as shown by the arrows in the figure.

상기 가스 컨트롤부(41)와 연결된 분말 송급 장치(43)는 코팅 소재 분말을 공급하며, 가스 컨트롤부(41)로부터 일부 이동된 가스를 이용하여 코팅 소재 분말을 분말가스 히터(44)로 연결관을 통해 이동시킨다. The powder supply device 43 connected to the gas control part 41 supplies the coating material powder, and connects the coating material powder to the powder gas heater 44 using the gas partially moved from the gas control part 41. Move through.

여기서 상기 분말가스 히터(44)는 스크류형상의 이송관(미도시함)과 이를 가열하는 저항선(미도시함)을 포함한다. Here, the powder gas heater 44 includes a screw-shaped transfer pipe (not shown) and a resistance wire (not shown) for heating it.

또한 분말가스 히터(44)는 이송관을 직접 가열하는 직접 가열 방식의 이송관을 포함할 수 도 있다. In addition, the powder gas heater 44 may include a direct heating transfer pipe for directly heating the transfer pipe.

이러한 분말가스 히터(44) 및 메인가스 히터(42)는 온도 컨트롤부(46)를 통해 온도를 조절할 수 있다. The powder gas heater 44 and the main gas heater 42 may adjust the temperature through the temperature control unit 46.

그리고 분사노즐(47)은 모재판(10)을 향하게 배치된다. 여기서 분사노즐(47)은 알루미나 절연층이 형성된 기판 또는 알루미나 절연층을 구비한 모재판(10)의 표면에 대해 소정 각도(α)를 가지며, 바람직하게는 90°의 각도를 갖게배치하는 것이 바람직하다.The injection nozzle 47 is disposed to face the base plate 10. In this case, the injection nozzle 47 has a predetermined angle α with respect to the surface of the substrate on which the alumina insulating layer is formed or the base plate 10 provided with the alumina insulating layer. Do.

다음에 저온 분사장치(40)의 메인가스 히터(42)로 공급된 메인가스를 가열한다. 구체적으로, 가스 저장부(48)에 저장된 가스를 메인가스 히터(42)로 이동하고, 메인가스 히터(42)는 이동된 가스(메인가스)를 100℃ 내지 800℃의 온도로 가열한다. Next, the main gas supplied to the main gas heater 42 of the low temperature injector 40 is heated. Specifically, the gas stored in the gas storage unit 48 is moved to the main gas heater 42, and the main gas heater 42 heats the moved gas (main gas) to a temperature of 100 ° C. to 800 ° C.

여기서, 메인가스는 압축 공기, 질소 가스, 헬륨 가스 및 아르곤 가스 중 어느 1종 또는 2종 이상의 가스를 혼합한 혼합 가스이다. 이 경우 메인가스를 100℃ 미만의 온도로 가열하면 가스 분사 속도가 떨어져 생산 효율이 저하되는 문제가 발생한다. Here, the main gas is a mixed gas in which any one or two or more gases of compressed air, nitrogen gas, helium gas, and argon gas are mixed. In this case, when the main gas is heated to a temperature below 100 ° C., the gas injection rate is lowered, which causes a problem of lowering the production efficiency.

또한 800℃를 넘는 온도로 가열하면 스프레이 장치의 피팅 연결부가 열에 의해 변형되어 밀봉되지 않고 내구성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 이에 따라 메인가스는 100℃ 내지 800℃의 온도로 가열한다. In addition, heating to a temperature of more than 800 ℃ may cause a problem that the fitting connection of the spray device is deformed by the heat, the sealing is not sealed and durability is reduced. Accordingly, the main gas is heated to a temperature of 100 ℃ to 800 ℃.

다음에 가열된 메인가스에 구리, 구리합금 또는 구리 복합 소재 분말의 코팅 소재 분말을 주입한다. 이를 위해 먼저, 코팅 소재 분말을 분말 송급 장치(43)로부터 공급한다. Next, a coating material powder of copper, copper alloy or copper composite material powder is injected into the heated main gas. To this end, first, the coating material powder is supplied from the powder supply device 43.

이때, 상기 구리 복합 소재 분말은 구리 분말에 텅스텐, 실리콘 카바이드, Al2O3 등의 소재 분말이 첨가되어 혼합된다.At this time, the copper composite material powder is mixed with the copper powder, the material powder such as tungsten, silicon carbide, Al 2 O 3 is added.

다음에 가스 컨트롤부(41)에서 일부 이동된 가스(분말가스)를 이용하여 코팅 소재 분말을 연결관을 통해 분말가스 히터(44)로 이동시킨다. Next, the coating material powder is moved to the powder gas heater 44 through a connecting pipe using a gas (powder gas) partially moved by the gas control part 41.

상기 분말가스 히터(44)로 코팅 소재 분말은 분말가스 히터(44)의 스크류 형상의 이송관(미도시함)을 통과한다. 저항선(미도시함)에 의해 가열된 이송관을 통과하면서 코팅 소재 분말은 소정 온도, 예를 들어 100℃ 내지 800℃로 예열된다. The powder material coated with the powder gas heater 44 passes through a screw-shaped feed tube (not shown) of the powder gas heater 44. The coating material powder is preheated to a predetermined temperature, for example 100 ° C. to 800 ° C. while passing through a transfer tube heated by a resistance wire (not shown).

이와 같이 예열된 코팅 소재 분말은 도 3에서 화살표로 표시한 바와 같이 연결관을 따라 혼합챔버(45)로 이동된다. 여기서 코팅 소재 분말을 예열하지 않고 혼합챔버(45)로 이동할 수도 있다.The coating material powder thus preheated is moved to the mixing chamber 45 along the connecting pipe as indicated by the arrow in FIG. 3. The coating material powder may be moved to the mixing chamber 45 without preheating.

한편, 코팅 소재 분말의 입자 크기는 5㎛ 내지 100㎛를 가질 수 있다. 코팅 소재 분말의 입자 크기가 5㎛ 보다 작은 크기인 경우 보우 쇽(bow shock)작용에 의해 코팅이 정상적으로 이루어지지 않는 문제점이 발생하고, 100㎛를 넘게 되면 입자 크기가 너무 커 적층이 이루어지는 임계속도(critical velocity)에 도달하기 힘들어 진다. On the other hand, the particle size of the coating material powder may have a 5㎛ to 100㎛. When the particle size of the coating material powder is smaller than 5 μm, a problem occurs in that coating is not normally performed by bow shock, and when the particle size exceeds 100 μm, the critical speed at which the particle size is too large to be laminated ( critical velocity) becomes difficult to reach.

여기서 보우 쇽(bow shock)이란 코팅 소재 분말과 기판 간의 충돌시 발생되는 충격파를 뜻한다.Here, the bow shock refers to the shock wave generated when the coating material powder collides with the substrate.

그리고, 상기 임계속도는 코팅 소재 분말의 입자 크기와 코팅 소재 분말의 온도 및 공급압력에 의해 변화되어진다.The critical velocity is changed by the particle size of the coating material powder, the temperature of the coating material powder and the supply pressure.

이에 따라, 적층율이 저하되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라 코팅 소재 분말의 입자크기는 1 내지 200㎛의 입자크기도 코팅이 가능하나 코팅의 경제성 측면에서 볼때 5㎛ 내지 100㎛를 가지는 것이 바람직하다. 또한 코팅 소재 분말의 입자는 구형의 형상 또는 괴상을 가진다. Thereby, it can confirm that a lamination rate falls. Accordingly, the particle size of the coating material powder may be coated with a particle size of 1 to 200㎛, but from the viewpoint of economics of the coating, it is preferable to have 5㎛ to 100㎛. In addition, the particles of the coating material powder have a spherical shape or mass.

구형의 형상의 입자를 갖는 코팅 소재 분말은 다른 형상의 입자보다 코팅 효율이 우수하고 분말을 송급하는데 있어 유리한 특성이 있다.Coating material powder having spherical particles has superior coating efficiency than other shaped particles and has advantageous properties for feeding powder.

상기 코팅 소재 분말의 분사에 의하여 코팅층(20)이 모재판(10)상에 형성된다.The coating layer 20 is formed on the base plate 10 by spraying the coating material powder.

도 4는 본 발명에 따른 방열핀 접합방법의 공정 순서를 나타낸 도면이고, 도 5는 방열핀 접합방법의 순서도이다.4 is a view showing a process sequence of the heat radiation fin bonding method according to the present invention, Figure 5 is a flow chart of the heat radiation fin bonding method.

상기 구성을 이용하여 방열핀(30)을 저온분사로 접합하는 방법을 도 4와 도 5를 통해 설명하면, 모재판(10)을 준비하는 단계와, 모재판(10)에 저온분사를 통해 코팅층(20)을 형성하는 단계(S10)와, 코팅층(20)에 방열핀(30)을 접합하는 단계로 이루어진다. 4 and 5 illustrate a method of bonding the heat dissipation fins 30 by low temperature spraying using the above configuration, preparing the base plate 10 and coating the base plate 10 through low temperature spraying. 20) and the step of bonding the heat radiation fins 30 to the coating layer (20).

모재판(10)을 준비하는 단계는 일면에 회로패턴(11)이 형성된 모재판(10)을 준비하는 단계이다. 이때 상기 모재판(10)은 이러한 상기 모재판(10)은 AL, Al합금, Al2O3 등의 재질로 이루어진다. The preparing of the base plate 10 is a step of preparing the base plate 10 having the circuit pattern 11 formed on one surface thereof. At this time, the base plate 10 is the base plate 10 is AL, Al alloy, Al 2 O 3 It is made of a material such as.

상기 모재판(10)을 이루는 재질의 특성상 표면이 공기와 반응하여 산화막이 생성된다. 이로 인해 상기 모재판(10)의 표면에 방열핀(30)이 접합될 때 사용되는 접합재가 모재판(10)의 표면에서 박리되거나 접합이 잘 이루어지지 않을 수 있다. 이 때문에 상기 코팅층(20)을 형성하는 단계(S10)를 통해 모재판(10)의 표면에 코팅소재를 저온 분사장치(40)로 저온분사하여 코팅층(20)을 형성하게 된다.Due to the nature of the material forming the base plate 10, the surface reacts with air to form an oxide film. Therefore, the bonding material used when the heat dissipation fins 30 are bonded to the surface of the base plate 10 may be peeled off from the surface of the base plate 10 or may not be easily joined. For this reason, the coating material 20 is cold-sprayed on the surface of the base plate 10 through the low temperature spraying device 40 through the step S10 of forming the coating layer 20 to form the coating layer 20.

도 6은 본 발명에 따른 방열핀 접합방법의 코팅층을 형성하는 단계를 상세히 나타낸 순서도이다.Figure 6 is a flow chart showing in detail the step of forming a coating layer of the radiation fin bonding method according to the present invention.

이때, 상기 코팅층(20)을 형성하는 단계(S10)는 도6을 참조하여 설명하면, 제1 단계(S21)와, 제2 단계(S22)와, 제3 단계(S23)를 통해 이루어진다.At this time, the step (S10) of forming the coating layer 20 is described with reference to Figure 6, through the first step (S21), the second step (S22), and the third step (S23).

상기 제1 단계(S21)(S21)는 저온 분사장치(40)의 혼합챔버(45)에 메인가스와 분말가스를 각각 공급한다. 이때 상기 제1 단계(S21)는 상기 메인가스와 분말가스를 100 ~ 800℃로 가열하여 상기 혼합챔버(45)로 공급하게 된다. 이 경우 메인가스와 분말가스를 100℃ 미만의 온도로 가열하면 가스 분사 속도가 떨어져 생산 효율이 저하되는 문제가 발생한다. In the first step S21 or S21, the main gas and the powder gas are respectively supplied to the mixing chamber 45 of the low temperature injector 40. At this time, the first step (S21) is heated to 100 ~ 800 ℃ the main gas and powder gas is supplied to the mixing chamber 45. In this case, when the main gas and the powder gas are heated to a temperature below 100 ° C., the gas injection rate is lowered, which causes a problem of lowering the production efficiency.

또한 800℃를 넘는 온도로 가열하면 스프레이 장치의 피팅 연결부가 열에 의해 변형되어 밀봉되지 않고 내구성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 이에 따라 메인가스와 분말가스는 100℃ 내지 800℃의 온도로 가열한다. In addition, heating to a temperature of more than 800 ℃ may cause a problem that the fitting connection of the spray device is deformed by the heat, the sealing is not sealed and durability is reduced. Accordingly, the main gas and the powder gas are heated to a temperature of 100 ℃ to 800 ℃.

그리고, 제2 단계(S22)에서 상기 혼합챔버(45)에 분말로 형성된 코팅소재를 주입하고, 상기 메인가스와 분말가스를 코팅소재 분말과 혼합하여 저온 분사장치(40)의 분사노즐(47)로 유동시킨다.Then, in the second step (S22) is injected the coating material formed of powder into the mixing chamber 45, the main gas and powder gas is mixed with the coating material powder of the injection nozzle 47 of the low-temperature injector 40 Flow to.

상기 분사노즐(47)로 공급된 혼합 분말가스를 제3 단계(S23)를 통해 모재판(10)으로 분사하여 코팅층(20)을 형성하게 된다. 이러한, 상기 제3 단계(S23)에서 상기 분사노즐(47)을 상기 모재판(10)과 5 ~ 80mm 이격된 상태에서 15 - 40kg/cm2의 압력으로 상기 혼합 분말가스를 분사한다.The mixed powder gas supplied to the injection nozzle 47 is sprayed onto the base plate 10 through the third step S23 to form the coating layer 20. In the third step (S23), the injection nozzle 47 is sprayed with the mixed powder gas at a pressure of 15-40 kg / cm 2 in a state spaced from 5 to 80 mm with the base plate 10.

이러한 상기 코팅층(20)을 형성하는 단계(S10)를 통해 형성된 코팅층(20)에 방열핀(30)을 접합하여 적층하는 단계를 통해 방열핀(30)을 코팅층(20)에 접합한다. The heat dissipation fins 30 are bonded to the coating layer 20 by bonding the heat dissipation fins 30 to the coating layer 20 formed through the step S10 of forming the coating layer 20.

이때 상기 코팅층(20)을 형성하는 단계(S10)에서는 상기 방열핀(30)의 일면에 코팅소재를 저온분사하여 상기 코팅층(20)에 접합되는 접합코팅층(31)을 추가로 형성 할 수 있다.At this time, in the step of forming the coating layer 20 (S10) may be further formed by bonding the coating layer 31 bonded to the coating layer 20 by spraying the coating material on one surface of the heat radiation fin (30).

이러한 상기 접합코팅층(31)은 코팅층(20)과 방열핀(30)의 접합력 강화를 위해서 형성된다.The bonding coating layer 31 is formed to enhance the bonding strength of the coating layer 20 and the heat radiation fin (30).

상기 코팅층(20)과 접합코팅층(31)을 이루는 상기 코팅소재는 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 중 어느 하나로 이루어진다. 이러한, 상기 코팅소재는 10 ~ 800℃로 가열되어 상기 모재판(10)에 분사될 수 있다. The coating material constituting the coating layer 20 and the bonding coating layer 31 is made of any one of magnesium, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy. Such, the coating material may be heated to 10 ~ 800 ℃ to be sprayed on the base plate (10).

이때, 상기 코팅소재의 가열온도는 각각의 코팅소재가 용융되지 않는 최대한의 범위로 가열하여 저온 분사장치(40)를 통해 대상물에 분사하게 된다.At this time, the heating temperature of the coating material is heated to the maximum range that each coating material is not melted to be sprayed to the target object through the low-temperature spraying device (40).

상기 코팅소재는 구형으로 형성되며, 입자의 크기가 1 - 200㎛로 이루어진다.The coating material is formed in a spherical shape, the size of the particle is made of 1-200㎛.

이와 같이 구성된 본 발명은 저온분사를 통해 코팅소재를 모재판에 분사하여 코팅층을 형성하고, 코팅층에 방열핀을 접합하여 모재판 상의 회로패턴에서 발생되는 열이 방열핀을 통해 쉽게 방출되도록 하며, 모재판에서 방열핀이 박리되지 않도록 하는 이점이 있다.The present invention configured as described above forms a coating layer by spraying the coating material on the base plate through low-temperature spraying, and bonding the heat radiating fins to the coating layer so that heat generated in the circuit pattern on the base plate is easily released through the heat radiating fins. There is an advantage that the heat radiation fins do not peel off.

상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 비슷한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
The present invention has been described with reference to the preferred embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains to the detailed description of the present invention and other forms of embodiments within the essential technical scope of the present invention. Could be. Here, the essential technical scope of the present invention is shown in the claims, and all differences within the similar scope should be interpreted as being included in the present invention.

10 : 모재판 11 : 회로패턴
20 : 코팅층 30 : 방열핀
31 : 접합코팅층 40 : 저온분사 장치
41 : 가스 컨트롤부 42 : 메인 가스 히터
43 : 분말 송급 장치 44 : 분말 가스 히터
45 : 혼합 챔버 46 : 온도 컨트롤부
47 : 분사 노즐 48 : 가스 저장부10: substrate plate 11: circuit pattern
20: coating layer 30: heat radiation fin
31: bonding coating layer 40: low temperature spraying device
41: gas control unit 42: main gas heater
43: powder feed device 44: powder gas heater
45: mixing chamber 46: temperature control unit
47: injection nozzle 48: gas reservoir

Claims (17)

일면에 회로패턴이 형성된 모재판;
상기 모재판의 타면에 코팅소재를 저온분사하여 형성한 코팅층;
상기 코팅층에 접합되어 상기 모재판에서 전달되는 열을 외부로 방출하는 방열핀; 및
상기 방열핀의 일면에, 상기 코팅소재를 저온분사하여 형성되며, 상기 방열핀과 코팅층과의 접합력을 강화시키는 접합코팅층;을 포함하는, 방열핀이 접합된 인쇄회로기판.
A base plate having a circuit pattern formed on one surface thereof;
A coating layer formed by spraying a coating material on the other surface of the base plate at low temperature;
A heat dissipation fin bonded to the coating layer to discharge heat transferred from the base plate to the outside; And
And a bonding coating layer formed on one surface of the heat dissipation fin at a low temperature by spraying the coating material to strengthen the bonding force between the heat dissipation fin and the coating layer.
제 1항에 있어서,
상기 코팅층은 20 - 200㎛의 두께를 갖는, 방열핀이 접합된 인쇄회로기판.
The method of claim 1,
The coating layer has a thickness of 20 ~ 200㎛, the printed circuit board bonded to the heat radiation fins.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 접합코팅층은 20 - 200㎛의 두께로 형성되는, 방열핀이 접합된 인쇄회로기판.
The method of claim 1,
The bonding coating layer is formed of a thickness of 20 to 200㎛, the printed circuit board bonded to the heat radiation fins.
제 1항에 있어서,
상기 코팅소재는 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 중 어느 하나로 이루어지는, 방열핀이 접합된 인쇄회로기판.
The method of claim 1,
The coating material is made of any one of magnesium, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy, a heat sink fin bonded PCB.
제 1항에 있어서,
상기 코팅소재는 10 ~ 800℃로 가열되어 상기 모재판에 분사되는, 방열핀이 접합된 인쇄회로기판.
The method of claim 1,
The coating material is heated to 10 ~ 800 ℃ is sprayed on the base plate, the printed circuit board bonded to the heat radiation fins.
제 1항에 있어서,
상기 코팅소재는 구형으로 형성되며, 입자의 크기가 1 - 200㎛로 이루어지는, 방열핀이 접합된 인쇄회로기판.
The method of claim 1,
The coating material is formed in a spherical shape, the size of the particle is 1 to 200㎛, the printed circuit board bonded to the heat radiation fins.
일면에 회로패턴이 형성된 모재판을 준비하는 단계;
상기 모재판의 타면에 분말상의 코팅소재를 저온분사하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 코팅층에 방열핀을 접합하여 적층하는 단계;를 포함하며,
상기 코팅층을 형성하는 단계는,
저온 분사장치의 혼합 챔버에 메인가스와 분말가스를 각각 공급하는 제1 단계; 상기 혼합 챔버에 코팅소재 분말을 공급하여 혼합한 후 그 혼합 분말가스를 분사노즐로 공급하는 제2 단계; 및 상기 분사노즐이 혼합 분말가스를 모재판에 분사하여 상기 코팅층을 형성하는 제3 단계;를 포함하는, 방열핀 접합방법.
Preparing a base plate having a circuit pattern formed on one surface thereof;
Forming a coating layer by spraying powdery coating material on the other surface of the base plate at low temperature; And
And laminating a heat dissipation fin to the coating layer;
Wherein the forming of the coating layer comprises:
A first step of supplying main gas and powder gas to the mixing chamber of the low temperature injector respectively; Supplying the coating material powder to the mixing chamber to mix the second step of supplying the mixed powder gas to the injection nozzle; And a third step in which the injection nozzle injects the mixed powder gas onto the base plate to form the coating layer.
삭제delete 제 8항에 있어서,
상기 제1 단계는 상기 메인가스와 분말가스를 100 ~ 800℃로 가열하여 상기 혼합 챔버로 공급하는, 방열핀 접합방법.
The method of claim 8,
The first step is the heat radiation fin bonding method for supplying the main gas and powder gas to the mixing chamber by heating to 100 ~ 800 ℃.
제 8항에 있어서,
상기 제3 단계에서 상기 분사노즐을 상기 모재판과 5 ~ 80mm 이격된 상태에서 15 - 40kg/cm2의 압력으로 상기 혼합 분말가스를 분사하는, 방열핀 접합방법.
The method of claim 8,
And discharging the mixed powder gas at a pressure of 15-40 kg / cm 2 in a state where the injection nozzle is spaced 5 to 80 mm from the base plate in the third step.
제 8항에 있어서,
상기 코팅층을 형성하는 단계에서는 상기 방열핀의 일면에 코팅소재를 저온분사하여 상기 코팅층에 접합되는 접합코팅층을 추가로 형성하는, 방열핀 접합방법.
The method of claim 8,
In the step of forming the coating layer, the heat dissipation fin bonding method to further form a bonding coating layer bonded to the coating layer by spraying the coating material on one surface of the heat dissipation fins.
제 12항에 있어서,
상기 접합코팅층은 20 - 200㎛의 두께로 형성되는, 방열핀 접합방법.
13. The method of claim 12,
The bonding coating layer is formed of a thickness of 20-200㎛, heat radiation fin bonding method.
제 8항에 있어서,
상기 코팅층은 20 - 200㎛의 두께로 형성되는, 방열핀 접합방법.
The method of claim 8,
The coating layer is formed with a thickness of 20-200㎛, heat radiation fin bonding method.
제 8항에 있어서,
상기 코팅소재는 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 중 어느 하나로 이루어지는, 방열핀 접합방법.
The method of claim 8,
The coating material is made of any one of magnesium, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, copper or copper alloy, the heat radiation fin bonding method.
제 8항에 있어서,
상기 코팅소재는 10 ~ 800℃로 가열되어 상기 모재판에 분사되는, 방열핀 접합방법.
The method of claim 8,
The coating material is heated to 10 ~ 800 ℃ is sprayed to the base plate, the radiation fin bonding method.
제 8항에 있어서,
상기 코팅소재는 구형으로 형성되며, 입자의 크기가 1 - 200㎛로 이루어지는, 방열핀 접합방법.The method of claim 8,
The coating material is formed in a spherical shape, the size of the particle is made of 1-200㎛, radiating fin bonding method.
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KR100847131B1 (en) * 2007-02-01 2008-07-18 한양대학교 산학협력단 Method for manufacturing heat exchanger

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