KR101318692B1 - 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법은 금속 재질로 이루어지되, 수직 방향으로 형성된 수직 연장판, 상기 수직 연장판 하단에서 수평 방향으로 연장된 하측 수평 연장부, 상기 하측 수평 연장부와 상기 수직 연장판이 만나는 부위에 형성된 하측 결합 홈 및 상기 하측 수평 연장부의 끝단에 형성되어 다른 방열핀의 상기 하측 결합홈과 결합되는 결합돌기를 포함한다.
이를 통해 본 발명의 방열핀은 수직 연장판을 통해 표면적이 늘어나 방열 성능이 향상되고, 더욱이 수직 연장판 상에 통기공이 형성되어 대류 현상에 의해 방열 성능이 더욱 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 방열핀을 배열하여 히트싱크를 제조할 수 있어 다양하면서도 소량의 히트싱크를 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법{HEAT SINK PIN AND THE METHOD MANUFACTURING HEAT SINK THEREBY}

본 발명은 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전체 표면적을 늘려서 방열 특성을 향상시키면서도 저렴한 비용으로 다양한 형태의 히트싱크에 적용할 수 있는 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법에 관한 것이다.

최근에는 전자제품의 성능이 높아지면서 내부의 부품에서 발생하는 열이 크게 늘어나는 추세에 있다.

이와 같은 열을 원활하게 방출시키지 않으면 해당 발열부품 뿐만 아니라 주변의 부품까지도 열의 영향을 받아 전자제품이 제성능을 발휘하지 못하거나 심한 경우 부품이 손상되어 전자제품이 고장나는 문제가 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 전자제품의 열원에서 발생되는 열을 신속하게 방출하기 위해 방열장치 즉 히트싱크를 사용하여 해결하고 있다.

도 1은 도 1은 종래기술에 따른 CPU 쿨러를 보인 정면도이다.

도 1을 참고하면, CPU 칩(10)과 같은 발열부품은 그 성능이 좋아질수록 더 많은 열을 발생하는바, 이렇게 발생된 열을 신속하게 방출하기 위해 CPU칩(10)의 표면에 면접하도록 히트싱크(20)를 부착하고 있고, 이러한 히트싱크(20)를 냉각시키기 위해 히트싱크(20) 위에 별도의 팬(30)을 부착하고 있다.

전술한 구성에서, 히트싱트(20)는 통상적으로 알루미늄 등과 같이 열 전도도가 우수한 금속 재질로 이루어지는 바, CPU칩(10)에 면접하는 방열판(20)과 이러한 방열판(20)에 수직으로 돌출 형성된 복수의 방열핀(24)을 포함하여 이루어진다.

한편, 종래 이러한 히트싱크(20)는 알루미늄 재료를 압출 성형한 후에 필요한 길이 만큼 절단하여 제작되는데, 결과적으로 발열부품의 종류나 형태마다 별도의 금형이 요구되기 때문에 히트싱크(20)의 제조 비용이 상승한다는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 종래 히트싱크의 방열핀은 방열판의 전체 면적에 비해 방열핀이 차지하는 전체 표면적이 상대적으로 작을 뿐만 아니라 공기 흐름 방향이 한 방향, 즉 도면에서 전후 방향으로만 형성되기 때문에 방열 특성이 상대적으로 나쁘다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수직 연장판을 통해 방열핀의 표면적을 늘리고, 수직 연장판 상에 형성된 통기공을 통해 열 분산을 유도함으로써, 저렴한 비용으로 다양한 형태의 히트싱크에 적용할 수 있는 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방열핀은 금속 재질로 이루어지되, 수직 방향으로 형성된 수직 연장판, 상기 수직 연장판 하단에서 수평 방향으로 연장된 하측 수평 연장부, 상기 하측 수평 연장부와 상기 수직 연장판이 만나는 부위에 형성된 하측 결합 홈 및 상기 하측 수평 연장부의 끝단에 형성되어 다른 방열핀의 상기 하측 결합홈과 결합되는 결합돌기를 포함한다.

또한 상기 수직 연장판 상단에 수평 방향으로 연장된 상측 수평 연장부, 상기 상측 수평 연장부와 상기 수직 연장판이 만나는 부위에 형성된 상측 결합 홈 및 상기 상측 수평 연장부의 끝단에 형성되어 다른 방열핀의 상기 상측 결합 홈과 결합되는 상측 결합돌기를 더 포함한다.

또한 상기 수직 연장판에 길이방향의 요홈으로 이루어진 강도 보강용 비드, 상기 비드에 하나 이상 형성되는 통기공을 더 포함한다.

또한 상기 수직 연장판의 측면에 하나 이상 형성되는 절단용 연결부를 더 포함한다.

또한 상기 하측 수평 연장부의 좌측 및 우측에 형성된 하측 통기홈, 상기 상측 수평 연장부의 좌측 및 우측에 형성된 상측 통기홈을 더 포함하되, 상기 하측 통기홈은 인접한 다른 방열핀의 하측 통기홈과 결합하여 통기공을 형성하고, 상기 상측 통기홈은 상기 인접한 다른 방열핀의 상측 통기홈과 결합하여 통기공을 형성한다.

본 발명의 방열핀을 이용한 히트싱크 제조 방법은 방열핀에 형성된 하측 결합홈에 다른 방열핀의 하측 결합돌기가 삽입되도록 행렬로 정렬하면서 상기 방열핀의 하측 수평 연장부를 방열판에 부착하는 (a)단계, 금속 판재로 이루어진 상기 방열판에 솔더링 크림을 도포하는 (b)단계 및 상기 방열판에 부착된 상기 하측 수평 연장부 위에 상기 솔더링 크림이 도포된 상태에서 상기 방열판을 가열하여 솔더링하는 (c)단계를 포함한다.

본 발명의 방열핀은 수직 연장판을 통해 표면적이 늘어나 방열 성능이 향상되고, 더욱이 수직 연장판 상에 통기공이 형성되어 대류 현상에 의해 방열 성능이 더욱 향상되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 방열핀을 배열하여 히트싱크를 제조할 수 있어 다양하면서도 소량의 히트싱크를 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 CPU 쿨러를 보인 정면도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀이 방열판 상에 부착된 구조를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀을 이용해 히트싱크를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀을 이용하여 제조된 히트싱크의 일 실시 예를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀을 이용하여 제조된 히트싱크의 다른 실시 예를 나타낸 사시도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 방열핀(100)은 방열판에서 열이 전달되는 단면적이 크도록 단면적이 연장되는 수직 연장판(120), 수직 연장판(120) 양단에 수평으로 돌출된 형태로 각각 형성되며 일측은 방열판에 부착되는 하측 수평 연장부(110) 및 상측 수평 연장부(130)를 포함한다.

본 발명의 상세한 설명에서는 수직 연장판(120) 양단에 하측 수평 연장부(110)와 상측 수평 연장부(130)가 모두 형성된 것으로 설명하였으나, 한쪽만 형성되어 방열판에 부착될 수도 있다.

하측 수평 연장부(110)는 수직 연장판(120)이 방열판에 수직으로 부착되도록 수직 연장판(120)의 끝단에 수평으로 연장된 형태로 형성되며, 수직 연장판(120)과 만나는 모서리 부분에 다른 방열핀에 형성된 하측 결합돌기와 결합되도록 하측 결합홈(113)이 형성된다.

하측 수평 연장부(110)는 하측 결합홈(113)이 형성되지 않은 끝단의 적소에 다른 방열핀의 하측 결합홈(113)과 결합되도록 하측 결합돌기(111)가 형성된다.

또한 하측 수평 연장부(110)의 좌측 및 우측에는 반원구 형태의 하측 통기홈(112)이 형성되며, 하측 통기홈(112)은 방열핀(100)과 인접한 다른 방열핀에 형성된 하측 통기홈(112)과 함께 통기공을 형성한다.

상측 수평 연장부(130)는 수직 연장판(120)의 상측 끝단에 수평으로 연장된 형태로 형성된다.

또한 상측 수평 연장부(130)는 수직 연장판(120)과 만나는 모서리 부분에 다른 방열핀에 형성된 상측 결합돌기와 결합되도록 상측 결합홈(133)이 형성된다.

상측 수평 연장부(130)는 상측 결합홈(133)이 형성되지 않은 끝단의 적소에 다른 방열핀의 상측 결합홈(133)과 결합되도록 상측 결합돌기(131)가 형성된다.

또한 상측 수평 연장부(130)의 좌측 및 우측에는 반원구 형태의 상측 통기홈(132)이 형성되며, 상측 통기홈(132)은 방열핀(100)과 인접한 다른 방열핀에 형성된 상측 통기홈(132)과 함께 통기공을 형성한다.

이때 상측 수평 연장부(130)는 수직 연장판(120)에 상측 수평 연장부(130) 및 수평 연장부(110)가 모두 형성되었을 경우 또는 상측 수평 연장부(130)만 형성되었을 경우 수평 연장부(110)와 같이 방열판에 부착될 수 있다.

수직 연장판(120)은 하측 수평 연장부(110) 및 상측 수평 연장부(130)를 통해 방열판에 부착되는 면적은 작으면서도 열이 전달되는 단면적이 커 방열 성능이 향상되도록 수직으로 단면적 확장이 가능하다.

또한 수직 연장판(120)은 길이방향의 요홈으로 이루어진 강도 보강용 비드(123)가 형성되어 있으며, 비드(123)를 관통하는 하나 이상의 통기공(121)이 형성되어 있다.

이때 수직 연장판(120)에 비드(123)를 형성함으로써, 강도 높은 히트싱크를 제작할 수 있다.

또한 수직 연장판(120)의 좌측 및 우측의 적소에는 타 방열핀과 쉽게 절단되도록 하나 이상의 절단용 연결부(122)가 각각 형성된 것이 바람직하다.

절단용 연결부(122)는 방열핀 생산시 다수의 방열핀이 연결된 상태로 생산되어, 방열판에 방열핀을 부착할 때 하나 하나 방열핀을 손쉽게 절단할 수 있도록 하기 위해 구현되었다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀이 방열판 상에 부착된 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀을 이용해 히트싱크를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(300) 상에 발열 부품(310)이 장착되면, 발열부품(310)으로부터 발생되는 열을 방출하기 위해 방열 부품(310) 상에는 방열핀(330)이 부착된 방열판(320) 즉 히트싱크가 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시한 방열핀을 사용하여 히트싱크를 제조하는 방법을 설명하면, S410단계에서 방열 대상이 되는 디바이스 즉 발열부품(310)의 형상에 맞도록 제작된 도금을 포함한 후처리 된 방열판(320)을 준비한다.

이러한 방열판(320)의 재질은 알루미늄이나 구리 등과 같은 금속 판재로 구현될 수 있는데, 방열핀(100)을 구리 재질로 구현하는 경우에 구리의 열 전도도가 알루미늄의 열 전도도보다 좋은 점을 고려하여 방열판도 동일한 구리 재질로 구현하는 것이 바람직하다.

그리고 S420단계에서 준비된 방열판(320)에 방열핀(100)의 하측 수평 연장부(110) 또는 상측 수평 연장부(130)를 부착한다.

이때 방열핀(100)에 형성된 하측 결합돌기(111) 또는 상측 결합돌기(131)가 다른 방열핀 즉 방열핀(100) 앞에 위치한 방열핀의 하측 결합홈(113) 또는 상측 결합홈(133)에 삽입되도록 일정 간격을 두고 방열핀(100)을 행렬 형태로 배열되도록 부착한다.

이러한 방식으로 방열판(320)상에 방열핀(100)을 정렬한 후 S430단계에서 방열판(320)에 솔더링 크림을 고루 도포한다.

그리고 S440단계에서는 솔더링 크림이 도포된 방열판(320)의 면에 방열핀(100)의 하측 수평 연장부(110) 또는 상측 수평 연장부(130)가 부착된 상태에서 소정의 열을 가하여 방열핀(100)을 방열판(320)에 솔더링함으로써 히트싱크의 제조가 완료된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀을 이용하여 제조된 히트싱크의 일 실시 예를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 방열핀을 이용하여 제조된 히트싱크의 다른 실시 예를 나타낸 사시도이다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 방열핀(100)을 사용하여 히트싱크를 제조함에 있어서는 동일한 규격으로 제조된 방열핀(100)을 방열판(300)의 형상에 맞도록 정렬하여 솔더링하면 되기 때문에 종래와 같이 형상이 서로 다른 히트싱크 전체를 압출하기 위한 제 각각의 금형을 제조할 필요가 없이 단지 방열핀(100)만 준비하면 되어 히트싱크의 제조 비용을 절감할 수가 있다.

더욱이 방열핀(100)이 수직으로 단면적이 크고, 통기공이 형성되어 있어 방열 대상 디바이스에서 발생된 열이 방열판 및 하측 수평 연장부(110)를 거쳐 방열핀의 수직 연장판(120)으로 전달되고, 이렇게 전달된 열이 수직 연장판(120)에 형성된 통기공 및 방열핀 상부 및 하부에 방열핀 사이사이에 형성된 통기공을 통한 통체 내부의 대류 현상에 의해 손쉽게 방열판의 자유 단부를 통해 배출될 수 있다.

뿐만 아니라 방열핀이 가로 및 세로 방향으로 간격을 두고 배열되어 있기 때문에 가로 및 세로 방향으로 공기 흐름이 형성되어 방열 효과가 더욱 증대될 수 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 방열핀 110: 하측 수평 연장부
111: 하측 결합돌기 112: 하측 통기홈
113: 하측 결합홈 120: 수직 연장판
121: 통기공 122: 절단용 연결부
123: 비드 130: 상측 수평 연장부
131: 상측 결합돌기 132:상측 통기홈
133: 상측 결합홈 300: 기판
310: 발열부품 320: 방열판
330: 방열핀

Claims (6)

1. 삭제
2. 금속 재질로 이루어지되, 수직 방향으로 형성된 수직 연장판과;
   상기 수직 연장판 상단에 수평 방향으로 연장된 상측 수평 연장부와;
   상기 상측 수평 연장부와 상기 수직 연장판이 만나는 부위에 형성된 상측 결합 홈과;
   상기 상측 수평 연장부의 끝단에 형성되어 다른 방열핀의 상기 상측 결합 홈과 결합되는 상측 결합돌기와;
   상기 수직 연장판 하단에서 수평 방향으로 연장된 하측 수평 연장부와;
   상기 하측 수평 연장부와 상기 수직 연장판이 만나는 부위에 형성된 하측 결합 홈과;
   상기 하측 수평 연장부의 끝단에 형성되어 다른 방열핀의 상기 하측 결합홈과 결합되는 결합돌기와;
   상기 하측 수평 연장부의 좌측 및 우측에 형성된 하측 통기홈과;
   상기 상측 수평 연장부의 좌측 및 우측에 형성된 상측 통기홈;을 포함하되,
   상기 하측 통기홈은 인접한 다른 방열핀의 하측 통기홈과 결합하여 통기공을 형성하고, 상기 상측 통기홈은 상기 인접한 다른 방열핀의 상측 통기홈과 결합하여 통기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 방열핀.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 수직 연장판에 길이방향의 요홈으로 이루어진 강도 보강용 비드와;
   상기 비드에 하나 이상 형성되는 통기공을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열핀.
   
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 수직 연장판의 측면에 하나 이상 형성되는 절단용 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열핀.
5. 삭제
6. 삭제

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