KR101425995B1 - 금속메쉬층을 포함하는 히트싱크 및 이의 제조방법 - Google Patents

금속메쉬층을 포함하는 히트싱크 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베이스 기재; 상기 베이스 기재에 위치하는 금속메쉬층; 및 상기 베이스 기재와 상기 금속메쉬층 사이에 위치하는 접착층을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 복수의 금속메쉬 패턴 및 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀을 포함하는 히트싱크 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 히트싱크를 구성하는 베이스 기재, 금속메쉬층, 접착층의 두께가 일반적인 구조의 히트싱크와 비교하여 매우 얇기 때문에, 히트싱크 자체가 크게 제작되지 않으며, 따라서, 제품의 크기 결정에 있어서 히트싱크가 큰 영향을 미치지 않는다.

Description

금속메쉬층을 포함하는 히트싱크 및 이의 제조방법{A Heat Sink comprising a Metal Mesh and Fabricating Method of the same}
본 발명은 금속메쉬층을 포함하는 히트싱크 및 이의 제조방법의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자제품의 회로에 구비되는 콘덴서 등과 같은 부품소자에 부착되어 상기 소자에서 발생하는 열을 방출하는 히트싱크 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 히트싱크는 고열이 발생되는 부품에 부착되어 그 열을 외부로 자연방출하는 장치이다.
특히, 상기 히트싱크는 전자제품에 사용되는 마이컴 또는 트랜지스터와 같은 소자에 부착되어, 상기 소자에서 발생하는 고열에 의해 상기 소자의 성능이 저하되거나 과열로 인해 상기 소자가 손상되는 것을 방지한다.
일반적인 히트싱크로 사용되는 알루미늄과 같은 금속은 열전도율이 상당히 높으며, 비열이 낮아 적은 열량에도 온도가 쉽게 상승한다.
따라서, 종래의 히트싱크는 열용량이 작아서 발열소자가 발열을 시작한 후 곧바로 발열소자의 온도와 일치하는 포화온도, 즉 시간이 지남에 따라 더이상 온도가 변하지 않는 정상상태의 온도에 도달하게 된다.
그러므로, 상기 발열소자에서 상기 히트싱크로의 전도에 의한 열전달이 더이상 발생하지 않아 상기 발열소자에서 발생하는 열이 충분히 방출되지 못하여, 상기 발열소자가 손상되는 문제점을 나타내었다.
또한, 전기밥솥에 구비되는 발열소자와 같이 제품의 작동 초기에 많은 열이 발생하는 발열소자의 방열을 위한 히트싱크를 설계함에 있어서, 작동 초기에 발생하는 열만을 고려해 히트싱크를 설계하는 것이 아니라, 포화온도를 고려해 필요 이상으로 큰 히트싱크를 설계해야 하는 문제점을 나타내었다.
즉, 1시간 동안 사용하는 제품에 구비되는 히트싱크와 10분 동안 사용하는 제품에 구비되는 히트싱크를 동일한 크기로 설계해야만 했다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 상기 히트싱크를 크게 제작하여 그 방열면적을 증가시켜야 하는데, 이는 상기 발열소자 및 히트싱크가 구비되는 전자제품의 가격을 상승시키고 상기 제품의 크기를 증가시키기 때문에 바람직한 해결방법이라 할 수 없다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 히트싱크의 소형화를 가능하게 하여, 제품의 크기 증대를 방지할 수 있는 히트싱크 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 베이스 기재; 상기 베이스 기재에 위치하는 금속메쉬층; 및 상기 베이스 기재와 상기 금속메쉬층 사이에 위치하는 접착층을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 복수의 금속메쉬 패턴 및 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀을 포함하는 히트싱크를 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 접착층은 제1접착층 및 제2접착층을 포함하고, 상기 금속메쉬층은 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 포함하며, 상기 제1접착층은 상기 베이스 기재의 제1면과 상기 제1금속메쉬층의 사이에 위치하고, 상기 제2접착층은 상기 베이스 기재의 제2면과 상기 제2금속메쉬층의 사이에 위치하는 히트싱크를 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 접착층은 제1접착층 및 제2접착층을 포함하고, 상기 금속메쉬층은 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 포함하며, 상기 제1금속메쉬층은 복수의 제1금속메쉬 패턴을 포함하고, 상기 제2금속메쉬층은 복수의 제2금속메쉬 패턴을 포함하며, 상기 제1접착층은 상기 베이스 기재의 제1면과 상기 제1금속메쉬 패턴의 사이에 위치하고, 상기 제2접착층은 상기 베이스 기재의 제2면과 상기 제2금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 히트싱크를 제공한다.
또한, 본 발명은 베이스 기재를 제공하는 단계; 복수의 금속메쉬 패턴 및 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀을 포함하는 금속메쉬층을 제공하는 단계; 상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성하는 단계; 및 상기 베이스 기재 상에 상기 접착층을 위치시키고, 압착하는 단계를 포함하는 히트싱크의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 금속메쉬층은 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 포함하고, 상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성하는 단계는, 상기 제1금속메쉬층 상에 제1접착층을 형성하는 단계 및 상기 제2금속메쉬층 상에 제2접착층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1접착층은 상기 베이스 기재의 제1면 상에 위치하고, 상기 제2접착층은 상기 베이스 기재의 제2면 상에 위치하는 히트싱크의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성하는 단계 이후, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층을 수세하는 제2수세단계를 더 포함하는 히트싱크의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 금속메쉬층을 제공하는 단계는, 제조하고자 하는 금속메쉬층의 형상과 대응되는 형상의 메쉬를 포함하는 전주마스터를 제공하는 단계; 전해액에 녹아있는 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질을 상기 메쉬의 상면에 전착시켜 금속메쉬를 전착하는 전착단계; 상기 금속메쉬를 상기 메쉬로부터 박리하는 전착층 박리단계; 및 상기 박리된 전착층을 수세하는 전착층수세단계를 포함하는 히트싱크의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 금속메쉬층을 제공하는 단계는 보호필름을 포함하는 금속메쉬층을 제공하는 단계이고, 상기 접착층 상에 금속메쉬층을 위치시키고, 압착하는 단계이후, 상기 금속메쉬층으로부터 상기 보호필름을 제거하는 단계를 더 포함하는 히트싱크의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 보호필름을 포함하는 금속메쉬층을 제공하는 단계는, 상기 전착층박리단계에 있어서, 보호필름에 접착제를 도포하여, 이를 상기 메쉬에 형성된 금속메쉬의 상부에 라미네이션한 후, 상기 보호필름 및 금속메쉬를 동시에 박리한 단계이거나, 상기 전착층수세단계를 거쳐 수세된 금속메쉬 상에 보호필름에 부착한 단계인 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 히트싱크를 구성하는 베이스 기재, 금속메쉬층, 접착층의 두께가 일반적인 구조의 히트싱크와 비교하여 매우 얇기 때문에, 히트싱크 자체가 크게 제작되지 않으며, 따라서, 제품의 크기 결정에 있어서 히트싱크가 큰 영향을 미치지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 히트싱크는 매우 얇은 두께로 제조가 가능하기 때문에, 점점 더 소형화되는 전자제품의 부품에 히트싱크로의 적용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 히트싱크는 대면적으로 제조가 용이하기 때문에, 대형화된 전자제품의 부품에 히트싱크로의 적용도 가능하다.
도 1은 일반적인 히트싱크를 도시한 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크의 적용예를 도시한 단면도이고, 도 2d는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크의 적용예를 도시한 단면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 금속메쉬 제조장치의 메쉬형음극드럼을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 3b는 상기 메쉬형음극드럼의 일부를 도시한 단면도이며, 도 3c는 본 발명에 따른 금속메쉬 제조용 연속전주장치를 도시하는 개략적인 구성도이고, 도 3d는 본 발명에 따른 금속메쉬의 제조방법을 도시하는 공정 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크를 제조하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 도시하는 공정 흐름도이며, 도 5c는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크를 제조하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6a는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 6b는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 도시하는 공정 흐름도이며, 도 6c는 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 금속메쉬층의 일 예를 도시한 실사진이며, 도 7b는 본 발명에 따른 금속메쉬층의 다른 예를 도시한 실사진이다.
도 8a는 본 발명의 제3실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도이고, 도 8b는 본 발명의 제4실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도이며, 도 8c는 본 발명의 제5실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도다.
도 9a는 본 발명의 제3실시예에 따른 히트싱크의 금속메쉬 패턴의 단면을 도시하는 사진이고, 도 9b는 본 발명의 제4실시예에 따른 히트싱크의 금속메쉬 패턴의 단면을 도시하는 사진이며, 도 9c는 본 발명의 제5실시예에 따른 히트싱크의 금속메쉬 패턴의 단면을 도시하는 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 히트싱크를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 히트싱크는 발열소자(10)에 부착되어 상기 발열소자(10)에서 발생하는 열을 흡수하여 신속하게 발산시킬 수 있도록 판상의 방열판(20)과, 상기 히트싱크의 방열면적을 넓혀 보다 많은 열이 방출되기 위해 상기 방열판의 상면에 형성된 다수개의 방열핀(50)으로 구성된다.
이때, 상기 히트싱크는 상기 방열소자(10)에서 발생하는 열을 신속하게 발산시키도록 알루미늄과 같이 열전도율이 높은 재료로 구성될 수 있다.
전자제품의 작동시 발열소자에서 발생하는 열은 상기 발열소자에 부착된 히트싱크의 방열판(20)을 통해 상기 다수개의 방열핀(50)으로 전도된 후, 그 주위의 공기로 방출된다.
즉, 상기 히트싱크의 방열핀(50)에 의해 상기 발열소자에서 발생하는 열의 방열면적이 넓어져, 이 열이 보다 신속하고 원활하게 방출되는 것이다.
하지만, 상술한 바와 같이, 일반적인 히트싱크는 열용량이 작아서 발열소자가 발열을 시작한 후 곧바로 발열소자의 온도와 일치하는 포화온도, 즉 시간이 지남에 따라 더이상 온도가 변하지 않는 정상상태의 온도에 도달하게 된다.
따라서, 상기 발열소자에서 상기 히트싱크로의 전도에 의한 열전달이 더이상 발생하지 않아 상기 발열소자에서 발생하는 열이 충분히 방출되지 못하여, 상기 발열소자가 손상되는 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위해, 히트싱크를 크게 제작하여 그 방열면적을 증가시켜야 한다.
하지만, 히트싱크의 크기를 증가시키는 것은 결국, 제품의 크기를 증가시키는 것과 직결되고, 따라서, 발열소자 및 히트싱크가 구비되는 전자제품의 가격을 상승시키는 원인이 될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도이다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크(100)는 베이스 기재(110)를 포함한다.
상기 베이스 기재(110)는 발열소자에서 발생하는 열을 흡수하기 위한 구성으로, 스테인레스강, 니켈, 구리, 철, 알루미늄, 티탄 또는 이들의 합금, 알루미늄, 구리, 철 또는 스테인레스강의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은을 표면 처리시킨 것 등을 사용할 수 있고, 이들 중 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 바람직하다.
계속해서, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크(100)는 상기 베이스 기재(110)의 제1면에 위치하는 제1금속메쉬층(130a) 및 상기 베이스 기재(110)의 제2면에 위치하는 제2금속메쉬층(130b)을 포함한다.
상기 제1금속메쉬층(130a) 또는 제2금속메쉬층(130b)은 방열판의 역할을 하는 베이스 기재로부터 열을 전달받아, 열을 방출시키기 위한 방열핀의 역할을 하는 구성으로, 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서 상기 금속메쉬층의 재질을 한정하는 것은 아니나, 이들 중 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 바람직하다.
이때, 상기 제1금속메쉬층(130a)은 복수의 제1금속메쉬 패턴(131a)의 사이에 위치하는 제1홀(132a)을 포함하며, 상기 제2금속메쉬층(130b)은 복수의 제2금속메쉬 패턴(131b)의 사이에 위치하는 제2홀(132b)을 포함한다.
계속해서, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크(100)는 상기 베이스기재(110)의 제1면과 상기 제1금속메쉬층(130a)의 사이에 위치하는 제1접착층(120a) 및 상기 베이스기재(110)의 제2면과 상기 제2금속메쉬층(130b)의 사이에 위치하는 제2접착층(120b)을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 제1접착층은 상기 베이스기재(110)의 제1면과 상기 제1금속메쉬 패턴(131a)의 사이에 위치하고, 상기 제2접착층은 상기 베이스기재(110)의 제2면과 상기 제2금속메쉬 패턴(131b)의 사이에 위치한다.
제1접착층(120a) 및 제2접착층(120b)은 상기 금속 메쉬층을 베이스 기재(110) 상에 부착시키기 위한 것으로, 상기 제1접착층 및 제2접착층은 솔더층일 수 있으며, 이때, 상기 솔더층은 납(Pb), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 카드늄(Cd), 비스무스(Bi), 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크(100)는 베이스 기재(110)의 제1면 및 제2면에 각각 형성되는 금속메쉬층(130a, 130b)을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 각각 복수의 금속메쉬 패턴(131a, 131b) 및 각각의 금속메쉬 패턴(131a, 131b)의 사이에 위치하는 홀(132a, 132b)을 포함하고 있고, 이때, 상기 베이스 기재와 금속메쉬층을 부착하기 위한 접착층(120a, 120b)을 포함하고 있다.
이때, 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀은 방열면적을 넓혀, 보다 많은 열이 방출되도록 할 수 있다.
즉, 본 발명에의 히트싱크는, 상기 베이스 기재를 통해 발열소자에서 발생하는 열을 흡수하고, 상기 금속메쉬 패턴은 베이스 기재로부터 열을 전달받아, 열을 방출시키며, 이때, 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀은 방열면적을 넓혀, 보다 많은 열이 방출되도록 할 수 있다.
이때, 후술할 바와 같이, 상기 베이스 기재의 두께는 1 ~ 100㎛ 일 수 있다.
또한, 상기 금속메쉬층(130)의 폭은 1 ~ 500㎛ 이고, 상기 금속메쉬층의 두께는 1 ~ 500㎛ 일 수 있고, 또한, 금속메쉬 패턴과 금속메쉬 패턴간의 간격, 즉, 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀의 크기는 1㎛ ~ 3mm 일 수 있다.
또한, 상기 제1접착층 또는 상기 제2접착층의 두께는 1 ~ 20㎛ 일 수 있다.
상술한 바와 같이, 일반적인 히트싱크는 열용량이 작아서 원활한 방열을 위하여, 히트싱크를 크게 제작하여 그 방열면적을 증가시켜야 하며, 이는 제품의 크기를 증가시키는 것과 직결되어, 전자제품의 가격을 상승시키는 원인이 될 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 히트싱크는, 후술할 바와 같은 히트싱크의 제조방법에서 알 수 있는 바와 같이, 베이스 기재, 금속메쉬층, 접착층의 두께가 일반적인 구조의 히트싱크와 비교하여 매우 얇기 때문에, 히트싱크 자체가 크게 제작되지 않으며, 따라서, 제품의 크기 결정에 있어서 히트싱크가 큰 영향을 미치지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 히트싱크는 매우 얇은 두께로 제조가 가능하기 때문에, 점점 더 소형화되는 전자제품의 부품에 히트싱크로의 적용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 히트싱크는 후술하는 히트싱크의 제조방법에서 알 수 있는 바와 같이, 대면적으로 제조가 용이하기 때문에, 대형화된 전자제품의 부품에 히트싱크로의 적용도 가능하다.
다음으로, 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크(200)는 베이스 기재(210) 및 상기 베이스 기재(210)에 위치하는 금속메쉬층(230)을 포함하며, 상기 금속메쉬층(230)은 복수의 금속메쉬 패턴(231) 및 상기 금속메쉬 패턴(231)의 사이에 위치하는 홀(232)을 포함한다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크(200)는 상기 베이스기재(210)와 상기 금속메쉬 패턴(231)의 사이에 위치하는 접착층(220)을 포함한다.
즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크(200)는 베이스 기재(210)의 일면에만 금속메쉬층(230)을 형성하는 실시예로써, 따라서, 본 발명에서는 상기 금속메쉬층을 베이스 기재의 제1면 및/또는 제2면에 형성할 수 있다.
상기 제2실시예에 따른 히트싱크는 상술하는 바를 제외하고는 제1실시예에 따른 히트싱크와 동일할 수 있으므로, 이하, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크의 적용예를 도시한 단면도이고, 도 2d는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크의 적용예를 도시한 단면도이다.
먼저, 도 2c를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크(100)는
베이스 기재(110), 상기 베이스 기재에 위치하는 금속메쉬층(130); 및 상기 베이스 기재와 상기 금속메쉬층 사이에 위치하는 접착층(120)을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 복수의 금속메쉬 패턴(131) 및 상기 금속메쉬 패턴(131)의 사이에 위치하는 홀(132)을 포함하고 있다.
이와 같은 히트싱크(100)의 어느 일면을 발열소자(10)의 일정 영역에 설치한다.
이때, 발열소자(10)와 마주보는 히트싱크(100)의 일면은 방열판으로 작용할 수 있으며, 발열소자(10)와 마주보는 면의 반대면인 히트싱크(100)의 타면은 방열핀으로 작용할 수 있다.
즉, 도 2c에서 제2금속메쉬층(130b) 및 베이스 기재(110)는 방열판으로 작용하여, 발열소자에서 발생하는 열을 흡수하고, 제1금속메쉬층(130a)은 방열판으로부터 열을 전달받아 열을 방출시킬 수 있으며, 이때, 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀(132a)은 방열면적을 넓혀, 보다 많은 열이 방출되도록 할 수 있다.
한편, 도면에서는 제2금속메쉬층(130b)이 위치하는 면이 발열소자와 마주보는 것으로 도시하였으나, 이와는 달리, 제1금속메쉬층(130a)이 위치하는 면이 발열소자와 마주볼 수 있음은 당연한 것이다.
다음으로, 도 2d를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크(200)는
베이스 기재(210), 상기 베이스 기재(210)에 위치하는 금속메쉬층(230)을 포함하고, 상기 금속메쉬층(230)은 복수의 금속메쉬 패턴(231) 및 상기 금속메쉬 패턴(231)의 사이에 위치하는 홀(232)을 포함하며, 또한, 상기 베이스기재(210)와 상기 금속메쉬 패턴(231)의 사이에 위치하는 접착층(220)을 포함한다.
이와 같은 히트싱크(200)의 베이스 기재의 면을 발열소자(10)의 일정 영역에 설치한다.
이때, 베이스 기재(210)는 방열판으로 작용하여, 발열소자에서 발생하는 열을 흡수하고, 금속메쉬층(230)은 방열판으로부터 열을 전달받아 열을 방출시킬 수 있으며, 이때, 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀(232)은 방열면적을 넓혀, 보다 많은 열이 방출되도록 할 수 있다.
이때, 본 발명에서 상기 베이스 기재의 두께는 1 ~ 100㎛ 일 수 있고, 상기 금속메쉬층의 두께는 1 ~ 500㎛ 일 수 있으며, 상기 접착층의 두께는 1 ~ 20㎛ 일 수 있어, 즉, 본 발명에 따른 히트싱크는, 베이스 기재, 금속메쉬층, 접착층의 두께가 일반적인 구조의 히트싱크와 비교하여 매우 얇기 때문에, 히트싱크 자체가 크게 제작되지 않으며, 따라서, 제품의 크기 결정에 있어서 히트싱크가 큰 영향을 미치지 않는다.
이하에서는 본 발명에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
도 3a는 본 발명에 따른 금속메쉬 제조장치의 메쉬형음극드럼을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 3b는 상기 메쉬형음극드럼의 일부를 도시한 단면도이며, 도 3c는 본 발명에 따른 금속메쉬 제조용 연속전주장치를 도시하는 개략적인 구성도이고, 도 3d는 본 발명에 따른 금속메쉬의 제조방법을 도시하는 공정 흐름도이다.
먼저, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 금속메쉬 제조장치의 메쉬형음극드럼(40)은 회전 가능하도록 중심이 되는 회전축(41b)과 상기 회전축(41b)을 감싸면서 일정한 폭을 가지는 원통형 드럼(41a)을 포함한다.
이때, 상기 회전축(41b)의 일측 단부에는 상기 드럼(41a)이 회전되도록 회전력을 제공하는 모터와 연결되는 체인이 결합될 수 있다.
한편, 상기 드럼(40)의 표면에는 제조하고자 하는 형상의 메쉬(42)가 형성된다. 이때, 상기 메쉬(42)는 대략 육각형이 여러 개 연결되는 망(網) 형상으로 형성되어 마치 벌집 형태로 구성될 수 있으며, 다만, 상기 메쉬의 형상은 사각형, 삼각형, 오각형 등일 수 있고, 따라서, 본 발명에서 상기 메쉬의 형상을 한정하는 것은 아니다.
상기 메쉬(42)는 도금하고자 하는 전해액의 성분에 따라 단일금속 또는 합금(合金)으로 구성할 수 있으며, 직접 상기 원통형 드럼(41a) 표면을 가공함으로써 원통형 드럼(41a)과 일체로 형성되도록 하여 사용하거나, 금속와이어로 실을 짜듯이 엮어서 형성되는 직조형(Weaving type) 또는 배치형(Batch type)으로 가공되는 메쉬(50)를 상기 원통형 드럼(41a)의 표면에 부착함으로써 사용할 수 있다.
계속해서, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 메쉬(42)와 메쉬(42)의 사이 공간에는 절연층(43)이 위치하며, 상기 절연층은 에폭시 수지, 테프론계 수지 또는 불소수지 등의 플라스틱 수지일 수 있다.
이때, 메쉬와 메쉬의 사이 공간에 절연층(43)을 형성하는 것은, 상술한 바와 같은 원통형 드럼(41a)의 표면에 제조하고자 하는 형상의 메쉬(42)를 형성한 뒤, 공지된 스프레이법 또는 증착법에 의해 절연재 물질을 도포하고, 공지된 화학적 기계적 연마(CMP:Chemical Mechanical Polishing) 공정으로 그 단면을 평탄화하여 형성할 수 있다.
이후, 상기 메쉬형음극드럼(40)을 통해, 전주공정에 의해 메쉬형음극드럼의 표면의 메쉬(42)에 금속메쉬층(미도시)을 형성하고, 상기 금속메쉬층(미도시)을 박리시켜, 전주공정에 의해 금속메쉬를 형성할 수 있다.
한편, 상기 메쉬형음극드럼은 전주마스터에 해당하는 것으로, 본 발명에서 전주마스터는 전주공정에 의해 금속메쉬층을 형성할 수 있도록, 제조하고자 하는 금속메쉬층의 형상과 대응되는 형상의 메쉬를 포함하는 모든 부재를 통칭하며, 도 3a에서와 같이 드럼형일 수 있고, 이와는 달리, 평판형일 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상기 전주공정을 위한 전주 마스터는 드럼형 또는 평판형일 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전주 마스터는 베이스 판 및 상기 베이스 판 상에 형성되고, 제조하고자 하는 금속메쉬층의 형상과 대응되는 형상의 메쉬를 포함하며, 상기 베이스 판의 형상이 드럼형인 경우, 본 발명에 따른 전주 마스터는 드럼형일 수 있고, 상기 베이스 판의 형상이 평판형인 경우, 본 발명에 따른 전주 마스터는 평판형일 수 있음을 의미한다.
이하에서는 상술한 바와 같은 메쉬형음극드럼을 통해 금속메쉬층을 형성하는 것을 설명하기로 한다.
도 3c를 참조하면, 본 발명에 따른 금속메쉬 제조용 연속전주장치는 도금하고자 하는 전해액을 수용하는 전해조(34)와, 상기 전해조(34)의 전해액에 일부분이 침지(沈漬)되도록 설치되어 인가되는 전원으로 회전하는 메쉬형음극드럼(40)과, 상기 전해조(34)의 전해액에 완전히 침지되도록 설치되어 상기 메쉬형음극드럼(40)과 대응되는 형상으로 형성되며 일정한 거리를 유지하는 양극바스켓(31)을 포함할 수 있다.
상기 전해액은 본 발명에 따른 금속메쉬층을 형성하기 위하여, 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 상기 전해액의 종류를 한정하는 것은 아니다.
계속해서, 도 3c를 참조하면, 상기 전해조(34)는 중앙 하면이 하방향으로 천공된 반원통 형상을 가지며, 이러한 전해조(34)에는 메쉬형음극드럼(40)의 표면에 도금하고자 하는 전해액이 수용될 수 있다.
또한, 상기 전해조(34)의 하부에는 전해조(34)에서 흘러 넘치는 전해액을 수용하는 보조탱크(30)가 형성되어 전해액이 수용되는 구조는 전해조(34)와 보조탱크(30)의 이중구조로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 전해조(34)에는 회전하는 메쉬형음극드럼(40)의 일부분 즉, 절반 정도가 침지(沈漬)되어, 후술할 전해액분사유로(32)에서 분사되는 전해액으로 상기 전해조(34)의 전해액이 교반(攪拌)되고, 이러한 전해액분사유로(32)의 전해액 분사에 의해 전해액이 교반되면서 상기 전해조(34)를 흘러 넘치는 전해액은 상기 보조탱크(30)에 수용되도록 구성된다.
상기 전해조(34)에는 전해액에 절반 정도 침지되어 회전하는 메쉬형음극드럼(40)이 설치된다.
상기 메쉬형음극드럼(40)은 인가되는 전원의 음극(-)에 연결되며, 회전 가능하도록 중심이 되는 회전축(41b)과 상기 회전축(41b)을 감싸면서 일정한 폭을 가지는 원통형 드럼(41a)으로 형성될 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 회전축(41b)의 일측 단부에는 정류기로부터 음극(-)이 공급되도록 하는 전원공급장치가 구비되고, 타측 단부에는 상기 원통형드럼(41a)이 회전되도록 회전력을 제공하는 모터가 결합될 수 있다.
따라서, 상기 모터에 전원이 인가되어 회전동력이 발생되면 이러한 회전동력은 상기 회전축(41b)으로 전달되어 상기 원통형 드럼(41a)을 회전시키게 된다.
한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 드럼(41a)의 표면에는 제조하고자 하는 금속메쉬에 구비되는 다수의 홀(도 2a의 132a, 132b)과 대응되는 형상의 메쉬(42)가 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 상기 메쉬(42)는 대략 육각형이 여러 개 연결되는 망(網) 형상으로 형성되어 마치 벌집 형태로 구성될 수 있다.
이는 도 3a에서 설명한 바를 참조하기로 하며, 따라서, 이하, 메쉬형음극드럼의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 메쉬형음극드럼(40)의 하부에는 불용성 양극(+) 또는 티타늄(Ti)으로 형성되는 양극바스켓(31)이 설치된다.
상기 양극바스켓(31)은 상기 전해조(34)의 전해액에 완전히 침지되고 상기 메쉬형음극드럼(40)과 대응되도록 절반이 절개된 원호형상으로 형성되어 일정한 거리를 유지하도록 설치된다.
상기 양극바스켓(31) 내측에는 상기 전해조(34)의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터(Cluster)(33)가 수용될 수 있다.
상기 금속클러스터(33)는 양극바스켓(31)의 내측에서 전해조(34) 내부로 이탈되지 않도록 하는 이탈방지망으로 싸여져 보관된다.
또한, 상기 금속클러스터(33)는 상기 전해조(34)의 전해액과 동일한 성분의 금속 덩어리로 전해조(34)의 전해액에 용해됨으로써 상기 원통형 드럼(41a)의 표면에 도금되는 전해액의 양과 농도를 맞추는 역할을 수행할 수 있다.
따라서, 상기 양극바스켓(31)에 전류가 인가되면 상기 금속클러스터(33)로부터 용해된 양(+)이온들은 상기 원통형 드럼(41a)의 표면으로 이동하여 전착됨으로써 도금된다.
상기 전해조(34)의 하단부, 보다 상세하게는 상기 양극바스켓(31)의 하단 중앙에는 상기 전해조(34)의 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사유로(32)가 형성될 수 있으며, 상기 전해액분사유로(32)는 내부가 상기 전해조(34) 내부와 연통되며 길이가 긴 원통형의 플라스틱 파이프로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 전해액분사유로(32)를 통해 상기 전해조(34) 내부로 전해액을 분사하여 공급하게 되면 상기 전해조(34) 내부의 전해액은 교반되며, 상기 메쉬형음극드럼(40)에서 발생되는 수소(H2)가스를 원활하게 제거할 수 있게 된다.
또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 연속전주장치에는 순환-필터링수단이 더 구비될 수 있으며, 상기 순환-필터링수단은 보조탱크(30) 내부의 전해액을 상기 전해조(34)로 순환시키면서 전해액 중의 이물을 제거하는 역할을 수행할 수 있으며, 다만, 이는 일반적인 구성이므로 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
계속해서, 도 3c를 참조하면, 상기 메쉬형음극드럼(40)의 우측상부에는 원통형 드럼(41a)의 외주면에 도금되는 금속메쉬(50)를 박리(剝離)하기 위한 가이드롤러(51)가 구비되고, 상기 금속메쉬(50)의 표면을 세정하기 위한 세정조(60)가 구비될 수 있다.
상기 세정조(60)의 우측에는 권취롤러(70)가 구비될 수 있으며, 상기 권취롤러(70)는 세정조(60)를 경유하면서 세정된 금속메쉬(50)를 연속적으로 권취할 수 있다.
이하, 도 3d를 참조하여, 연속전주장치를 이용하여 상기 금속메쉬를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 인가되는 전원에 의해 상기 전해조(34)의 전해액에 전기가 통전(通電)되게 하여 전기분해가 일어나도록 하고, 상기 전해액분사유로(32)에 의해 전해액을 상기 전해조(34)에 분사함으로써 전해액을 교반시키는 전해액교반단계(S10)가 진행된다. 다만, 본 발명에서 상기 전해액교반단계는 선택적인 사항으로, 경우에 따라 생략되어도 무방하다.
그리고, 상기 전해액교반단계(S10)가 진행된 다음에는 상기 전해조(34) 내부에 설치된 메쉬형음극드럼(40)을 회전시키는 드럼회전단계(S20)를 실시하게 된다. 이때, 상기 드럼회전단계의 경우, 전주 마스터가 드럼형일 경우에 해당하는 단계이며, 전주 마스터가 평판형일 경우 생략될 수 있다.
이후 전해액에 녹아있는 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나 이상의 물질, 예를 들면, 구리(Cu)를 메쉬의 상면에 전착시켜 금속메쉬층을 형성하는 전착단계(S30)를 실시하게 된다.
상기 전착단계(S30)에서의 전류밀도는 0.1 내지 30 mA/㎠일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 전류밀도의 범위를 제한하는 것은 아니며, 전착을 하고자 하는 물질에 따라, 그 전류밀도를 상이하게 할 수 있다.
예를 들어, 상기한 전류밀도의 범위 중에서 0.1 내지 1 mA/㎠의 범위는 상기 구리(Cu)의 전착이 활발히 발생되는 범위일 수 있으며, 3 내지 15 mA/㎠의 범위는 상기 니켈(Ni)의 전착이 활발히 발생되는 범위일 수 있다.
또한, 금속메쉬층의 전착이 상기한 전류밀도의 범위에서 보다 활발하게 전착될 수 있도록 하기 위해 상기 전해액의 일정 온도 범위 내에서 실시됨이 바람직하다.
예를 들어, 상기 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)은 전해액의 온도가 10 내지 50℃ 일 때 전착이 활발하게 진행될 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 전해액의 온도를 한정하는 것은 아니다.
상기한 조건에 따라 전착단계(S30)가 완료된 이후에는 상기 메쉬형음극드럼(40)의 외면, 보다 구체적으로는 메쉬(도 3b의 42)의 상부에 금속메쉬층이 형성된다.
상기 전착단계(S30)가 진행된 이후에는, 상기 메쉬형음극드럼(40)의 외면, 구체적으로 메쉬로부터 금속메쉬층을 박리하는 전착층박리단계(S40)가 이어지게 된다.
상기 전착층박리단계(S40)는 상기 메쉬형음극드럼(40)의 외면에 붙어 있던 금속메쉬층이 상기 가이드롤러(51)의 회전에 의해 상부 우측으로 안내되면서 진행된다.
보다 구체적으로, PET, PC, PMMA 등과 같은 보호필름(미도시)에 접착제를 도포하여, 이를 상기 메쉬형음극드럼의 표면의 메쉬에 형성된 금속메쉬층의 상부에 라미네이션한 후, 상기 보호필름(미도시) 및 금속메쉬층을 동시에 박리하여, 전주공정에 의해 금속메쉬(50)를 형성할 수 있다.
상기 전착층박리단계(S40) 이후에는 상기 메쉬형음극드럼(40)으로부터 분리된 금속메쉬(50)를 세정조(60) 내부로 침지시켜 수세하는 전착층수세단계(S50)가 진행되며, 상기 전착층수세단계(S50)를 거쳐 수세된 금속메쉬(50)는 권취롤러(70)로 이송되면서 권취되어 금속메쉬권취단계(S60)가 수행된다.
상기한 모든 단계가 완료되면 상기 금속메쉬(50)는 권취롤러(70)에 권취된 상태로 보관이 가능하며, 필요에 따라 요구되는 길이 및 형상만큼 절단함으로써 다양한 분야에 적용 가능함은 물론이다.
한편, 전착층박리단계에 있어서, 상기에서는 보호필름(미도시)에 접착제를 도포하여, 이를 상기 메쉬형음극드럼의 표면의 메쉬에 형성된 금속메쉬층의 상부에 라미네이션한 후, 상기 보호필름(미도시) 및 금속메쉬층을 동시에 박리하여, 전주공정에 의해 금속메쉬(50)를 형성함을 도시하였으나, 이와는 달리, 별도의 보호필름 없이 메쉬형음극드럼의 메쉬로부터 금속메쉬층만을 분리하는 것도 가능하며, 이 경우, 금속메쉬층의 두께가 얇아 공정상 취급이 어려우므로, 상기 전착층수세단계(S50)를 거쳐 수세된 금속메쉬(50)를 별도의 보호필름에 부착하여 사용할 수도 있을 것이다.
이상과 같이, 본 발명에서는 금속 메쉬 제조용 연속전주장치를 통해 금속메쉬층을 형성할 수 있으며, 형성된 금속메쉬층은 상술한 바와 같은 히트싱크의 금속메쉬층으로 사용이 가능하다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 이하, 본 발명에 따른 히트싱크를 제조하는 방법은 상술한 도 2a의 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 기준으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 상술한 바와 같이 금속메쉬 제조장치를 통해 금속메쉬층(130)을 제조한다.
한편, 상기에서는 금속메쉬층을 연속전주장치를 통한 전주공법에 의해 제조하는 것을 설명하였으나, 이와는 달리, 직조 또는 기계가공법에 의해서도 금속메쉬층을 제조할 수 있으며, 따라서, 본 발명에서 상기 금속메쉬층을 제조하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
이때, 상기 금속메쉬층(130)의 폭(d1)은 1 ~ 500㎛ 이고, 상기 금속메쉬층의 두께(d2)는 1 ~ 500㎛ 일 수 있고, 또한, 금속메쉬 패턴과 금속메쉬 패턴간의 간격, 즉, 금속메쉬 패턴(131)의 사이에 위치하는 홀(132)의 크기는 1㎛ ~ 3mm 일 수 있으나, 다만 본 발명에서 이들의 수치를 한정하는 것은 아니다.
계속해서, 도 4a를 참조하면, 상기 금속메쉬층(130)의 일면에 접착층(120)을 형성한다.
상기 접착층(120)은 솔더층일 수 있으며, 상기 솔더층은 공지된 전해도금법 또는 무전해도금법 등을 통해 형성할 수 있고, 다만, 본 발명에서 상기 솔더층의 형성방법을 한정하는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 솔더층은 공지된 인쇄법에 의해 형성할 수 있으며, 보다 구체적으로, PbSn 또는 CuAgSn 등과 같이 Sn을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 형성할 수 있다.
이때, 상기 접착층의 두께(d3)는 1 ~ 20㎛ 일 수 있으나, 다만, 본 발명에서 이들의 수치를 한정하는 것은 아니다.
다음으로, 도 4b를 참조하면, 베이스 기재(110)를 준비한다.
이때, 상기 베이스 기재(110)의 두께(d4)는 1 ~ 100㎛ 일 수 있으나, 다만, 본 발명에서 이들의 수치를 한정하는 것은 아니다.
다음으로, 도 4c를 참조하면, 일면에 접착층이 형성된 금속메쉬층을 상기 베이스 기재 상에 위치시킨 후, 압착롤러를 통해, 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재에 압착시킨다.
보다 구체적으로, 일면에 제1접착층(120a)이 형성된 제1금속메쉬층(130a)을 상기 베이스 기재의 제1면에 위치시키고, 일면에 제2접착층(120b)이 형성된 제2금속메쉬층(130b)을 상기 베이스 기재의 제2면에 위치시킨 후, 압착롤러를 통해, 상기 금속메쉬층을 압착시켜, 상기 베이스 기재의 제1면에 제1금속메쉬층을 형성하고, 상기 베이스 기재의 제2면에 제2금속메쉬층을 형성할 수 있다.
이때, 상기 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 압착시킴에 있어, 접착층과 베이스 기재의 접착특성을 향상시키기 위해, 일정온도를 가하는 것이 바람직하며, 상기 일정온도는 150 ~ 500 ℃ 일 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 금속메쉬층을 포함하는 히트싱크를 제조할 수 있고,
즉, 도 4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크(100)는 베이스 기재(110)의 제1면 및 제2면에 각각 형성되는 금속메쉬층(130a, 130b)을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 각각 복수의 금속메쉬 패턴(131a, 131b) 및 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀(132a, 132b)을 포함하고 있고, 이때, 상기 베이스 기재와 금속메쉬층을 부착하기 위한 접착층(120a, 120b)을 포함하고 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 보다 구체적으로 서술하기로 한다.
도 5a는 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크를 제조하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 도시하는 공정 흐름도이며, 도 5c는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크를 제조하기 위한 개략적인 구성도이다. 다만, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법은 후술할 바를 제외하고는 상술한 제1실시예의 제조하는 방법과 동일할 수 있으며, 구체적인 공정 흐름도는 후술하는 도 5b를 참조하기로 한다.
먼저, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법은, 상술한 바와 같은 금속메쉬 제조장치를 통해 금속메쉬층(1021)을 제조하여, 금속메쉬층을 제공한다(S100).
이때, 상술한 바와 같이, 상기 금속메쉬층은 금속메쉬 패턴 및 금속메쉬 패턴 사이의 홀을 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 5a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크에서는 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 공급하기 위해, 금속메쉬층의 공급부(1020a, 1020b)가 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 각각 위치할 수 있다.
즉, 베이스 기재의 제1면에 제1금속메쉬층을 제공하기 위한 금속메쉬층 제1공급부(1020a) 및 베이스 기재의 제2면에 제2금속메쉬층을 제공하기 위한 금속메쉬층 제2공급부(1020b)를 포함한다.
이하에서 진행되는 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층의 공정은 동일하므로, 설명의 편의를 위하여, 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 구분하지 않고, 금속메쉬층으로 명명하기로 한다.
다음으로, 상기 금속메쉬층을 전처리 한다(S110).
상기 전처리는 일반적인 화학적 전처리법일 수 있으며, 상기 화학적 전처리법은 산세 및 탈지와 같이, 산성 또는 알카리성 용액에 대상재, 즉 금속메쉬층을 침지시키거나, 이러한 용액을 대상재에 분무하여 금속재 표면의 기름, 오염물, 및 불순물 등을 제거하는 방법일 수 있다.
본 발명에서 상기 전처리는 전처리 용액이 수용된 전처리용 수조(1021a, 1021b)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의한 화학적 전처리법일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 전처리하는 방법을 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라, 상기 전처리 공정은 생략할 수 있다.
다음으로, 전처리된 상기 금속메쉬층을 수세하는 제1수세단계를 거친다(S120).
상기 제1수세단계는 전처리 공정에서 사용된 전처리 용액 등을 제거하기 위한 공정으로, 수세 용액이 수용된 제1수세용 수조(1022a, 1022b)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 수세하는 방법을 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라, 상기 제1수세 공정은 생략할 수 있다.
다음으로, 상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성한다(S130).
상기 접착층은 솔더층일 수 있으며, 상기 솔더층은 도금액을 포함하는 도금용 수조(1023a, 1023b)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의해 공지된 전해도금법 또는 무전해도금법 등을 통해 형성할 수 있고, 다만, 본 발명에서 상기 솔더층의 형성방법을 한정하는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 솔더층은 공지된 인쇄법에 의해 형성할 수 있으며, 보다 구체적으로, PbSn 또는 CuAgSn 등과 같이 Sn을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 형성할 수 있다.
이때, 제1금속메쉬층에는 제1접착층이 형성될 수 있으며, 제2금속메쉬층에는 제2접착층이 형성될 수 있다.
한편, 도 5a에 도시된 S130 단계의 도금용 수조(1023a, 1023b)에 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의한 접착층의 형성시에는 상기 제1금속메쉬층의 양면, 즉, 제1면과 제2면에 접착층이 형성될 수 있고, 상기 제2금속메쉬층의 양면, 즉, 제1면과 제2면에 접착층이 형성될 수 있다.
물론, 본 발명에서 금속메쉬층의 양면에 접착층이 형성되는 것도 무방하나, 본 발명에서는 적어도 1면에만 접착층이 형성되는 것으로 충분하므로, 이하에서는 양면 중 1면에만 접착층이 형성되는 것을 기준으로 설명하기로 한다.
한편, 공지된 인쇄법, 증착법 등에 의해서는 상기 접착층을 1면에만 선택적으로 형성하는 것도 가능함은 자명한 것이다.
다음으로, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층(1022)을 수세하는 제2수세단계를 거친다(S140).
상기 제2수세단계는 접착층 형성 공정에서 사용된 도금 용액 등을 수세하기 위한 공정으로, 수세 용액이 수용된 제2수세용 수조(1024a, 1024b)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 수세하는 방법을 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라, 상기 제2수세 공정은 생략할 수 있다.
다음으로, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층을 건조하는 단계를 거친다(S150).
상기 건조 단계는 열풍건조로(1025a, 1025b)에서 진행되는 열풍건조일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 건조 방법을 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라, 상기 건조 공정은 생략할 수 있다.
계속해서, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 베이스 기재 공급부(1010)로부터 준비된 베이스 기재(1011)를 제공한다(S160).
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크에서는 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 공급하기 위해, 금속메쉬층의 공급부(1020a, 1020b)가 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 각각 위치할 수 있다.
즉, 베이스 기재의 제1면에 제1금속메쉬층을 제공하기 위한 금속메쉬층 제1공급부(1020a) 및 베이스 기재의 제2면에 제2금속메쉬층을 제공하기 위한 금속메쉬층 제2공급부(1020b)를 포함하며, 이를 통해, 베이스 기재의 제1면에 제1접착층을 포함하는 제1금속메쉬층을 제공하고, 베이스 기재의 제2면에 제2접착층을 포함하는 제2금속메쉬층을 제공할 수 있다.
다음으로, 베이스 기재 상에 접착층을 포함하는 금속메쉬층(1022)을 위치시키고 압착롤러(1130a, 1130b)에 의해 이를 압착시킨다(S170).
본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크에서는 베이스 기재의 제1면에 제1접착층을 포함하는 제1금속메쉬층을 위치시키고, 베이스 기재의 제2면에 제2접착층을 포함하는 제2금속메쉬층을 위치시킨후, 압착롤러를 통해, 상기 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 각각 제1접착층 및 제2접착층을 통해, 상기 베이스 기재의 제1면 및 제2면 상에 각각 압착시킬 수 있다.
이때, 상기 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 압착시킴에 있어, 접착층과 금속메쉬층의 접착특성을 향상시키기 위해, 일정온도를 가하는 것이 바람직하며, 상기 일정온도는 150 ~ 500 ℃ 일 수 있다.
이로써, 본 발명의 제1실시예에 따른 금속메쉬층을 포함하는 히트싱크를 제조할 수 있다.
즉, 도 4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 히트싱크(1031)는 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 각각 형성되는 금속메쉬층을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 각각 복수의 금속메쉬 패턴 및 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀을 포함하고 있고, 이때, 상기 베이스 기재와 금속메쉬층을 부착하기 위한 접착층을 포함하고 있다.
다음으로, 도 5c를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법은, 상술한 바와 같이 금속메쉬 제조장치를 통해 금속메쉬층(2021)을 제조하여, 금속메쉬층을 제공한다.
이때, 상술한 바와 같이, 상기 금속메쉬층은 금속메쉬 패턴 및 금속메쉬 패턴 사이의 홀을 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 5c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크에서는 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재의 제1면 및 제2면 중 어느 하나의 면, 예를 들면, 제1면에 공급하기 위해, 금속메쉬층의 공급부(2020a)가 베이스 기재의 제1면에만 위치할 수 있다.
즉, 베이스 기재의 제1면에 금속메쉬층을 제공하기 위한 금속메쉬층 공급부(1020a)를 포함한다.
즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크의 제조방법은 베이스 기재의 일면에만 금속메쉬층을 형성하는 실시예로써, 따라서, 본 발명에서는 상기 금속메쉬층을 베이스 기재의 제1면 및/또는 제2면에 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 금속메쉬층을 전처리 한다.
상기 전처리는 전처리 용액이 수용된 전처리용 수조(2021a)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의한 화학적 전처리법일 수 있다.
다음으로, 전처리된 상기 금속메쉬층을 수세하는 제1수세단계를 거친다.
상기 제1수세단계는 수세 용액이 수용된 제1수세용 수조(2022a)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의할 수 있다.
다음으로, 상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성한다.
상기 접착층은 솔더층일 수 있으며, 상기 솔더층은 도금액을 포함하는 도금용 수조(2023a)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의해 공지된 전해도금법 또는 무전해도금법 등을 통해 형성할 수 있다.
한편, 상기 솔더층은 공지된 인쇄법에 의해 형성할 수 있으며, 보다 구체적으로, PbSn 또는 CuAgSn 등과 같이 Sn을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층(2022)을 수세하는 제2수세단계를 거친다.
상기 제2수세단계는 수세 용액이 수용된 제2수세용 수조(2024a)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의할 수 있다.
다음으로, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층을 건조하는 단계를 거친다.
상기 건조 단계는 열풍건조로(2025a)에서 진행되는 열풍건조일 수 있다.
계속해서, 도 5c를 참조하면, 베이스 기재 공급부(2010)로부터 준비된 베이스 기재(2011)를 제공한다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크에서는 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재의 제1면에 공급하기 위해, 금속메쉬층의 공급부(2020a)가 베이스 기재의 제1면에만 위치할 수 있다.
다음으로, 베이스 기재 상에 접착층을 포함하는 금속메쉬층(2022)을 위치시키고 압착롤러(2130a, 2130b)에 의해 이를 압착시킨다.
본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크에서는 베이스 기재의 제1면에 접착층을 포함하는 금속메쉬층을 위치시킨후, 압착롤러를 통해, 상기 금속메쉬층을 접착층을 통해, 상기 베이스 기재의 제1면 상에 압착시킬 수 있다.
이때, 상기 금속메쉬층을 압착시킴에 있어, 접착층과 금속메쉬층의 접착특성을 향상시키기 위해, 일정온도를 가하는 것이 바람직하며, 상기 일정온도는 150 ~ 500 ℃ 일 수 있다.
이로써, 본 발명의 제2실시예에 따른 금속메쉬층을 포함하는 히트싱크를 제조할 수 있다.
즉, 도 2b 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 히트싱크(2031)는 베이스 기재의 제1면에 형성되는 금속메쉬층을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 복수의 금속메쉬 패턴 및 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀을 포함하고 있고, 이때, 상기 베이스 기재와 금속메쉬층을 부착하기 위한 접착층을 포함하고 있다.
도 6a는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 6b는 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법을 도시하는 공정 흐름도이며, 도 6c는 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하기 위한 개략적인 구성도이다. 다만, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법은 상술한 제1실시예의 제조하는 방법과 동일할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법은 후술할 바를 제외하고는 상술한 제1실시예 변형예의 제조하는 방법과 동일할 수 있으며, 구체적인 공정 흐름도는 후술하는 도 6b를 참조하기로 한다.
먼저, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법은, 상술한 바와 같은 금속메쉬 제조장치를 통해 보호필름을 포함하는 금속메쉬층(1121)을 제조하여, 보호필름을 포함하는 금속메쉬층을 제공한다(S200).
상술한 바와 같이, 금속메쉬층을 제조하는 전착층박리단계에 있어서, 보호필름에 접착제를 도포하여, 이를 상기 메쉬형음극드럼의 표면의 메쉬에 형성된 금속메쉬층의 상부에 라미네이션한 후, 상기 보호필름 및 금속메쉬층을 동시에 박리할 수 있다.
또한, 이와는 달리, 별도의 보호필름 없이 메쉬형음극드럼의 메쉬로부터 금속메쉬층만을 분리하는 것도 가능하며, 이 경우, 공정상 용이 취급을 위하여, 전착층수세단계를 거쳐 수세된 금속메쉬를 별도의 보호필름에 부착하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크의 제조방법은 이러한, 보호필름을 포함하는 금속메쉬층을 사용한 것에 해당한다.
계속해서, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 금속메쉬층은 금속메쉬 패턴 및 금속메쉬 패턴 사이의 홀을 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 6a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크에서는 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 공급하기 위해, 금속메쉬층의 공급부(1120a, 1120b)가 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 각각 위치할 수 있다.
즉, 베이스 기재의 제1면에 제1금속메쉬층을 제공하기 위한 금속메쉬층 제1공급부(1120a) 및 베이스 기재의 제2면에 제2금속메쉬층을 제공하기 위한 금속메쉬층 제2공급부(1120b)를 포함한다.
이하에서 진행되는 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층의 공정은 동일하므로, 설명의 편의를 위하여, 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 구분하지 않고, 금속메쉬층으로 명명하기로 한다.
다음으로, 상기 금속메쉬층을 전처리 한다(S210).
상기 전처리는 전처리 용액이 수용된 전처리용 수조(1121a, 1121b)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의한 화학적 전처리법일 수 있다.
다음으로, 전처리된 상기 금속메쉬층을 수세하는 제1수세단계를 거친다(S220).
상기 제1수세단계는 수세 용액이 수용된 제1수세용 수조(1122a, 1122b)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의할 수 있다.
다음으로, 상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성한다(S230).
상기 접착층은 솔더층일 수 있으며, 상기 솔더층은 도금액을 포함하는 도금용 수조(1123a, 1123b)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의해 공지된 전해도금법 또는 무전해도금법 등을 통해 형성할 수 있다.
한편, 상기 솔더층은 공지된 인쇄법에 의해 형성할 수 있으며, 보다 구체적으로, PbSn 또는 CuAgSn 등과 같이 Sn을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 형성할 수 있다.
이때, 제1금속메쉬층에는 제1접착층이 형성될 수 있으며, 제2금속메쉬층에는 제2접착층이 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층(1122)을 수세하는 제2수세단계를 거친다(S240).
상기 제2수세단계는 수세 용액이 수용된 제2수세용 수조(1124a, 1124b)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의할 수 있다.
다음으로, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층을 건조하는 단계를 거친다(S250).
상기 건조 단계는 열풍건조로(1125a, 1125b)에서 진행되는 열풍건조일 수 있다.
계속해서, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 베이스 기재 공급부(1110)로부터 준비된 베이스 기재(1111)를 제공한다(S260).
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크에서는 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 공급하기 위해, 금속메쉬층의 공급부(1120a, 1120b)가 베이스 기재의 제1면 및 제2면에 각각 위치할 수 있다.
즉, 베이스 기재의 제1면에 제1접착층을 포함하는 제1금속메쉬층을 제공하고, 베이스 기재의 제2면에 제2접착층을 포함하는 제2금속메쉬층을 제공할 수 있다.
다음으로, 베이스 기재 상에 접착층을 포함하는 금속메쉬층(1122)을 위치시키고 압착롤러(1130a, 1130b)에 의해 이를 압착시킨다(S270).
상기 베이스 기재 상에 접착층을 포함하는 금속메쉬층을 위치시킴에 있어서, 상기 보호필름이 위치하는 반대면에 위치하는 접착층을 상기 베이스 기재 상에 위치시킨다.
본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크에서는 베이스 기재의 제1면에 제1접착층을 포함하는 제1금속메쉬층을 위치시키고, 베이스 기재의 제2면에 제2접착층을 포함하는 제2금속메쉬층을 위치시킨후, 압착롤러를 통해, 상기 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 각각 제1접착층 및 제2접착층을 통해, 상기 베이스 기재의 제1면 및 제2면 상에 각각 압착시킬 수 있다.
이때, 상기 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 압착시킴에 있어, 접착층과 금속메쉬층의 접착특성을 향상시키기 위해, 일정온도를 가하는 것이 바람직하며, 상기 일정온도는 150 ~ 500 ℃ 일 수 있다.
한편, S270 단계까지 진행한 히트싱크(1131)는 금속메쉬층이 보호필름을 포함하고 있기 때문에, 베이스 기재와 접착하지 않은 금속메쉬층의 반대면에는 보호필름이 포함되어 있다.
따라서, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 히트싱크의 제조방법은, 최종 사용시, 상기 금속메쉬층으로부터 보호필름을 제거한다(S280).
한편, 제1실시예와 비교하여, 상기 제1실시예의 변형예는 금속메쉬층의 상부, 보다 구체적으로, 베이스 기재와 접착하지 않은 금속메쉬층의 반대면의 상부에 보호필름이 포함되어 있기 때문에, 히트싱크의 보호 특성 및 보관 특성이 용이할 수 있다.
이로써, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 금속메쉬층을 포함하는 히트싱크를 제조할 수 있다.
다음으로, 도 6c를 참조하면, 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크를 제조하는 방법은 보호필름을 포함하는 금속메쉬층(2121)을 제조하여, 보호필름을 포함하는 금속메쉬층을 제공한다.
이때, 상술한 바와 같이, 상기 금속메쉬층은 금속메쉬 패턴 및 금속메쉬 패턴 사이의 홀을 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 6c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크에서는 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재의 제1면 및 제2면 중 어느 하나의 면, 예를 들면, 제1면에 공급하기 위해, 금속메쉬층의 공급부(2120a)가 베이스 기재의 제1면에만 위치할 수 있다.
즉, 베이스 기재의 제1면에 금속메쉬층을 제공하기 위한 금속메쉬층 공급부(2120a)를 포함한다.
즉, 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크의 제조방법은 베이스 기재의 일면에만 금속메쉬층을 형성하는 실시예로써, 따라서, 본 발명에서는 상기 금속메쉬층을 베이스 기재의 제1면 및/또는 제2면에 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 금속메쉬층을 전처리 한다.
상기 전처리는 전처리 용액이 수용된 전처리용 수조(2121a)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의한 화학적 전처리법일 수 있다.
다음으로, 전처리된 상기 금속메쉬층을 수세하는 제1수세단계를 거친다.
상기 제1수세단계는 수세 용액이 수용된 제1수세용 수조(2122a)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의할 수 있다.
다음으로, 상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성한다.
상기 접착층은 솔더층일 수 있으며, 상기 솔더층은 도금액을 포함하는 도금용 수조(2123a)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의해 공지된 전해도금법 또는 무전해도금법 등을 통해 형성할 수 있다.
한편, 상기 솔더층은 공지된 인쇄법에 의해 형성할 수 있으며, 보다 구체적으로, PbSn 또는 CuAgSn 등과 같이 Sn을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층(2122)을 수세하는 제2수세단계를 거친다.
상기 제2수세단계는 수세 용액이 수용된 제2수세용 수조(2124a)에 상기 금속메쉬층을 침지시키는 방법에 의할 수 있다.
다음으로, 상기 접착층이 형성된 금속메쉬층을 건조하는 단계를 거친다.
상기 건조 단계는 열풍건조로(2125a)에서 진행되는 열풍건조일 수 있다.
계속해서, 도 6c를 참조하면, 베이스 기재 공급부(2110)로부터 준비된 베이스 기재(2111)를 제공한다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크에서는 상기 금속메쉬층을 상기 베이스 기재의 제1면에 공급하기 위해, 금속메쉬층의 공급부(2120a)가 베이스 기재의 제1면에만 위치할 수 있다.
다음으로, 베이스 기재 상에 접착층을 포함하는 금속메쉬층(2122)을 위치시키고 압착롤러(2130a, 2130b)에 의해 이를 압착시킨다.
본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크에서는 베이스 기재의 제1면에 접착층을 포함하는 금속메쉬층을 위치시킨후, 압착롤러를 통해, 상기 금속메쉬층을 접착층을 통해, 상기 베이스 기재의 제1면 상에 압착시킬 수 있다.
이때, 상기 금속메쉬층을 압착시킴에 있어, 접착층과 금속메쉬층의 접착특성을 향상시키기 위해, 일정온도를 가하는 것이 바람직하며, 상기 일정온도는 150 ~ 500 ℃ 일 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 단계까지 진행한 히트싱크(2131)는 금속메쉬층이 보호필름을 포함하고 있기 때문에, 베이스 기재와 접착하지 않은 금속메쉬층의 반대면에는 보호필름이 포함되어 있다.
따라서, 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 히트싱크의 제조방법은, 최종 사용시, 상기 금속메쉬층으로부터 보호필름을 제거한다.
한편, 제2실시예와 비교하여, 상기 제2실시예의 변형예는 금속메쉬층의 상부, 보다 구체적으로, 베이스 기재와 접착하지 않은 금속메쉬층의 반대면의 상부에 보호필름이 포함되어 있기 때문에, 히트싱크의 보호 특성 및 보관 특성이 용이할 수 있다.
이로써, 본 발명의 제2실시예의 변형예에 따른 금속메쉬층을 포함하는 히트싱크를 제조할 수 있다.
도 7a는 본 발명에 따른 금속메쉬층의 일 예를 도시한 실사진이며, 도 7b는 본 발명에 따른 금속메쉬층의 다른 예를 도시한 실사진이다.
도 7a에서와 같이, 본 발명에 따른 금속메쉬층의 평면 형상은 대략 사각형 형상일 수 있으며, 도 7b에서와 같이, 본 발명에 따른 금속메쉬층의 평면 형상은 대략 육각형일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속메쉬층을 금속 메쉬 제조용 연속전주장치를 통해 제조하는 경우, 상기 연속전주장치는 원통형 드럼을 포함하는데, 상기 원통형 드럼의 표면에 형성된 메쉬의 형태에 따라, 상기 금속메쉬층의 형상이 결정될 수 있다.
즉, 연속전주장치의 원통형 드럼의 표면에는 제조하고자 하는 형상의 메쉬가 형성되고, 이때, 상기 메쉬는 대략 육각형이 여러 개 연결되는 망(網) 형상으로 형성되어 마치 벌집 형태로 구성될 수 있으며, 또한, 사각형, 삼각형, 오각형 등의 형상으로 형성될 수 있는데, 상기 메쉬의 형상이 육각형인 경우, 상기 금속메쉬층의 평면 형상도 육각형이 되고, 상기 메쉬의 형상이 사각형인 경우, 상기 금속메쉬층의 평면 형상도 사각형이 될 수 있다. 다만, 본 발명에서 상기 금속메쉬층의 형상을 한정하는 것은 아니다.
도 8a는 본 발명의 제3실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도이고, 도 8b는 본 발명의 제4실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도이며, 도 8c는 본 발명의 제5실시예에 따른 히트싱크를 도시한 단면도다.
이때, 제3실시예 내지 제5실시예에 따른 히트싱크는 후술할 바를 제외하고는 상술한 제1실시예에 따른 히트싱크와 동일할 수 있다.
먼저, 도 8a를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 히트싱크(300)는 베이스 기재(110)의 제1면 및 제2면에 각각 형성되는 금속메쉬층(330a, 330b)을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 각각 복수의 금속메쉬 패턴(331a, 331b) 및 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀(332a, 332b)을 포함하고 있고, 이때, 상기 베이스 기재와 금속메쉬층을 부착하기 위한 접착층(120a, 120b)을 포함하고 있다.
이때, 본 발명의 제3실시예에 따른 히트싱크는 제1실시예와 비교하여, 금속메쉬 패턴의 형상이 상이할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1금속메쉬층(330a)의 제1금속메쉬 패턴(331a)는 하단부(331a2) 및 상단부(331a1)를 포함하고, 제2금속메쉬층(330b)의 제2금속메쉬 패턴(331b)는 하단부(331b2) 및 상단부(331b1)를 포함하며, 이때, 각각의 상단부(331a1, 331b1)의 폭은 각각의 하단부(331a2, 331b2)의 폭보다 큰 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에서는 상단부(331a1, 331b1)의 폭을 하단부(331a2, 331b2)의 폭보다 크게 형성함으로써, 상단부의 표면적을 증대시켜 방열특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서 상단부와 하단부의 기준은 각각의 금속메쉬층이 접합되는 베이스 기재의 면을 기준으로 하는 것으로, 즉, 제1금속메쉬 패턴은 베이스 기재의 제1면을 기준으로 상단부와 하단부를 구분할 수 있으며, 제2금속메쉬 패턴은 베이스 기재의 제2면을 기준으로 상단부와 하단부를 구분할 수 있다.
다음으로, 도 8b를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 히트싱크(400)는 베이스 기재(110)의 제1면 및 제2면에 각각 형성되는 금속메쉬층(430a, 430b)을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 각각 복수의 금속메쉬 패턴(431a, 431b) 및 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀(432a, 432b)을 포함하고 있고, 이때, 상기 베이스 기재와 금속메쉬층을 부착하기 위한 접착층(120a, 120b)을 포함하고 있다.
이때, 본 발명의 제4실시예에 따른 히트싱크는 제1실시예와 비교하여, 금속메쉬 패턴의 형상이 상이할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1금속메쉬층(430a)의 제1금속메쉬 패턴(431a)는 하단부(431a2) 및 상단부(431a1)를 포함하고, 제2금속메쉬층(430b)의 제2금속메쉬 패턴(431b)는 하단부(431b2) 및 상단부(431b1)를 포함하며, 이때, 각각의 상단부(431a1, 431b1)의 폭은 각각의 하단부(431a2, 431b2)의 폭보다 큰 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에서는 상단부(431a1, 431b1)의 폭을 하단부(431a2, 431b2)의 폭보다 크게 하고, 금속메쉬 패턴의 하단부에서 상단부로 갈수록 폭이 증가하는 형태일 수 있다.
한편, 본 발명에서 상단부와 하단부의 기준은 각각의 금속메쉬층이 접합되는 베이스 기재의 면을 기준으로 하는 것으로, 즉, 제1금속메쉬 패턴은 베이스 기재의 제1면을 기준으로 상단부와 하단부를 구분할 수 있으며, 제2금속메쉬 패턴은 베이스 기재의 제2면을 기준으로 상단부와 하단부를 구분할 수 있다.
다음으로, 도 8c를 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 히트싱크(500)는 베이스 기재(110)의 제1면 및 제2면에 각각 형성되는 금속메쉬층(530a, 530b)을 포함하며, 상기 금속메쉬층은 각각 복수의 금속메쉬 패턴(531a, 531b) 및 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀(532a, 532b)을 포함하고 있고, 이때, 상기 베이스 기재와 금속메쉬층을 부착하기 위한 접착층(120a, 120b)을 포함하고 있다.
이때, 본 발명의 제5실시예에 따른 히트싱크는 제1실시예와 비교하여, 금속메쉬 패턴의 형상이 상이할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1금속메쉬층(530a)의 제1금속메쉬 패턴(531a)는 하단부(531a2) 및 상단부(531a1)를 포함하고, 제2금속메쉬층(530b)의 제2금속메쉬 패턴(531b)는 하단부(531b2) 및 상단부(531b1)를 포함하며, 이때, 각각의 상단부(531a1, 531b1)의 폭은 각각의 하단부(531a2, 531b2)의 폭보다 작은 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에서는 상단부(531a1, 531b1)의 폭을 하단부(531a2, 531b2)의 폭보다 작게 하여, 상단부의 폭이 하단부의 폭보다 작게 형성할 수 있다.
이때, 도 8c에는 상기 상단부(531a1, 531b1)의 단면 형상이 반원형태로 도시되어 있으나, 상단부의 폭이 하단부의 폭보다 작게 형성되는 범위 내에서, 상기 상단부의 단면 형상을 제한하는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서 상단부와 하단부의 기준은 각각의 금속메쉬층이 접합되는 베이스 기재의 면을 기준으로 하는 것으로, 즉, 제1금속메쉬 패턴은 베이스 기재의 제1면을 기준으로 상단부와 하단부를 구분할 수 있으며, 제2금속메쉬 패턴은 베이스 기재의 제2면을 기준으로 상단부와 하단부를 구분할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 제3실시예에 따른 히트싱크의 금속메쉬 패턴의 단면을 도시하는 사진이고, 도 9b는 본 발명의 제4실시예에 따른 히트싱크의 금속메쉬 패턴의 단면을 도시하는 사진이며, 도 9c는 본 발명의 제5실시예에 따른 히트싱크의 금속메쉬 패턴의 단면을 도시하는 사진이다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 금속메쉬층(330a, 430a, 530a)의 금속메쉬 패턴의 형상이, 상술한 도 8a 내지 도 8c에서 설명한 바와 같이 제조될 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200, 300, 400 : 히트싱크
110 : 베이스 기재 120a, 120b, 220 : 접착층
130a, 130b, 230, 330a, 330b, 430a, 430b : 금속메쉬층
131a, 131b, 231, 331a, 331b, 431a, 431b : 금속메쉬 패턴
132a, 132b, 232, 332a, 332b, 332a, 332b : 홀

Claims (16)

  1. 베이스 기재;
    상기 베이스 기재에 위치하는 금속메쉬층; 및
    상기 베이스 기재와 상기 금속메쉬층 사이에 위치하는 접착층을 포함하며,
    상기 금속메쉬층은 복수의 금속메쉬 패턴 및 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀을 포함하고,
    상기 접착층은 제1접착층 및 제2접착층을 포함하고, 상기 금속메쉬층은 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 포함하며,
    상기 제1금속메쉬층은 복수의 제1금속메쉬 패턴을 포함하고, 상기 제2금속메쉬층은 복수의 제2금속메쉬 패턴을 포함하며,
    상기 제1접착층은 상기 베이스 기재의 제1면과 상기 제1금속메쉬 패턴의 사이에 위치하고, 상기 제2접착층은 상기 베이스 기재의 제2면과 상기 제2금속메쉬 패턴의 사이에 위치하며,
    상기 베이스 기재는 스테인레스강, 니켈, 구리, 철, 알루미늄, 티탄 또는 이들의 합금이거나, 알루미늄, 구리, 철 또는 스테인레스강의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은을 표면 처리시킨 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속메쉬층은 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착층은 솔더층이고, 상기 솔더층은 납(Pb), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 카드늄(Cd), 비스무스(Bi), 또는 이들의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 기재 및 상기 금속메쉬층은 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속메쉬 패턴은 하단부 및 상단부를 포함하고,
    상기 상단부의 폭은 상기 하단부의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속메쉬 패턴은 하단부 및 상단부를 포함하고,
    상기 하단부에서 상기 상단부로 갈수록 상기 금속메쉬 패턴의 폭이 증가하는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
  10. 베이스 기재를 제공하는 단계;
    복수의 금속메쉬 패턴 및 상기 금속메쉬 패턴의 사이에 위치하는 홀을 포함하는 금속메쉬층을 제공하는 단계;
    상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 기재 상에 상기 접착층을 위치시키고, 압착하는 단계를 포함하고,
    상기 베이스 기재는 스테인레스강, 니켈, 구리, 철, 알루미늄, 티탄 또는 이들의 합금이거나, 알루미늄, 구리, 철 또는 스테인레스강의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은을 표면 처리시킨 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속메쉬층은 제1금속메쉬층 및 제2금속메쉬층을 포함하고,
    상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성하는 단계는, 상기 제1금속메쉬층 상에 제1접착층을 형성하는 단계 및 상기 제2금속메쉬층 상에 제2접착층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1접착층은 상기 베이스 기재의 제1면 상에 위치하고, 상기 제2접착층은 상기 베이스 기재의 제2면 상에 위치하는 히트싱크의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속메쉬층을 제공하는 단계 이후,
    상기 금속메쉬층을 전처리 하는 단계; 및 상기 전처리 된 금속메쉬층을 수세하는 제1수세단계를 더 포함하는 히트싱크의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속메쉬층 상에 접착층을 형성하는 단계 이후,
    상기 접착층이 형성된 금속메쉬층을 수세하는 제2수세단계를 더 포함하는 히트싱크의 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속메쉬층을 제공하는 단계는,
    제조하고자 하는 금속메쉬층의 형상과 대응되는 형상의 메쉬를 포함하는 전주마스터를 제공하는 단계;
    전해액에 녹아있는 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질을 상기 메쉬의 상면에 전착시켜 금속메쉬를 전착하는 전착단계;
    상기 금속메쉬를 상기 메쉬로부터 박리하는 전착층 박리단계; 및
    상기 박리된 전착층을 수세하는 전착층수세단계를 포함하는 히트싱크의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속메쉬층을 제공하는 단계는 보호필름을 포함하는 금속메쉬층을 제공하는 단계이고,
    상기 접착층 상에 금속메쉬층을 위치시키고, 압착하는 단계이후, 상기 금속메쉬층으로부터 상기 보호필름을 제거하는 단계를 더 포함하는 히트싱크의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 보호필름을 포함하는 금속메쉬층을 제공하는 단계는,
    상기 전착층박리단계에 있어서, 보호필름에 접착제를 도포하여, 이를 상기 메쉬에 형성된 금속메쉬의 상부에 라미네이션한 후, 상기 보호필름 및 금속메쉬를 동시에 박리한 단계이거나,
    상기 전착층수세단계를 거쳐 수세된 금속메쉬 상에 보호필름에 부착한 단계인 것을 특징으로 하는 히트싱크의 제조방법.
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