KR101465834B1 - 적층형 열분산기와 그 제조 방법 - Google Patents

적층형 열분산기와 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본원의 열분산기는 각각 z-방향으로 열분해 흑연 시트(a sheet of pyrolytic graphite)를 절단하여 이루어진 적어도 2개의 열분해 흑연 스트립(strip)을 가진 적어도 2개의 인접한 층(adjoining layers)을 구비한 것이다. 상기 흑연 시트의 xy-면에서의 열전도율은 z-방향으로 보다 크다. 원(original) 시트의 두께방향이 절단 스트립의 폭 또는 길이가 되도록 자른 z-방향의 절단은 각각 90도 회전하여 지향하는 스트립을 제공한다. 각 층에서 제1스트립의 측부는 제2스트립의 측부에 인접하여 있다. z-방향과 비교하여 스트립의 xy-면에서의 열전도율이 보다 크기 때문에, 열은 각각의 층에서의 지향 스트립(oriented strip)의 인접 측을 가로지르는 방향으로보다 스트립의 길이와 두께방향으로 더 빠르게 전달된다. 제1층 스트립은 제2층 스트립의 지향방향으로부터 약 90도 회전한 방향으로 지향한다.

Description

적층형 열분산기와 그 제조 방법{LAYERED HEAT SPREADER AND METHOD OF MAKING THE SAME}
본 발명은 임의 장치로부터 열을 전도하는 열분산기(heat spreader)와 상기 열분산기를 제조하는 방법에 관한 것이다.
전자부품이 소형으로 되면서 열소산(heat dissipation)의 필요성은 더 커지고 있다. 소형화된 전자부품에서 발생한 열을 소산하기 위하여 전자부품과 히트 싱크(heat sink) 사이에 열분산기를 활용한다.
열분산기는 고형의 열전도성 금속(solid thermally conductive metal)으로 제조될 수 있다. 상기 고형의 전도성 금속은 제한된 열분산 능력과 제한된 열전도율(thermal conductivity)의 특성을 갖는다.
본 발명에 따라서, 열분산기과 상기 열분산기를 제조하는 방법이 제공되고, 그리고 열원으로부터 열을 소산하는 방법이 게재된다.
임의적인 실시예에서, 적어도 스트립(strip) 또는 평면요소(planar element)의 제1층과 제2층을 갖는 열분산기가 제공된다. 제1층과 제2층 중의 적어도 1개는 열분해 흑연료(pyrolytic graphite material)로 이루어진 적어도 2개의 인접한 평면요소 또는 스트립을 갖고 그리고 상기 제1층 또는 제2층의 다른 하나는 적어도 1개의 스트립을 갖는다. 제1층의 스트립의 지향 방향은 후술하는 바와 같이 제2층의 스트립의 지향 방향과 다르다.
상기 스트립은 시트가 z-방향으로 통하는 절단부를 갖도록 열분해 흑연 시트(sheet)로부터 스트립을 절단하여 만들어진다. 열분해 흑연 시트의 xy-면에서의 열전도율은 z-방향으로의 열전도율 보다 크다. z-방향 절단은 원 열분해 흑연 시트의 두께방향이 절단 스트립의 폭 또는 길이가 되도록 각각 개별적으로 약 90도로 지향된 스트립을 제공한다. 흑연 시트를 절단하고 그리고 시트를 약 90도 각도로 회전된 방향을 지향하게 형성한 제1스트립의 측면 측부의 일 부분이, 제2스트립 측부 상의 면(face)에 인접한다. z-방향과 비교하여 스트립의 xy-면에서의 열전도율이 더 크기 때문에, 분산판의 1개 층의 인접 스트립에 인접한 스트립의 측부를 가로질러 열전달하는 것보다, 스트립의 길이부와 지향 스트립(oriented strip)의 두께방향을 따라서 더 빠르게 열전달 한다.
상술한 바와 같이 제공된 제1스트립은, 제1스트립의 제1측면 치수(dimension)의 방향으로 그리고 상기 스트립의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 상기 제1스트립의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는다. 상술한 바와 같이 제공된 제2스트립은 제2스트립의 제2측면 치수의 방향으로 그리고 상기 제2스트립의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 상기 제2스트립의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는다. 제1평면요소(planar element)의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1평면요소의 제1측부의 적어도 일 부분은, 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제2평면요소의 제2측부의 적어도 일 부분에 인접한다. 따라서, 제1스트립과 제2스트립이 열분산기의 제1층을 형성한다.
적어도 1개의 추가 스트립이 예를 들어 제3스트립으로 열분산기의 제2층에 제공된다. 상기 제3스트립은 원 시트의 두께 치수가 제3스트립의 폭 또는 길이로 되게 열분해 흑연 시트에서 절단된다. 제2층의 제3스트립은 제1층에 인접하고 그리고 제1스트립과 제2스트립의 두께방향이 제3스트립의 두께방향과 대략 동일한 방향으로 향하게 지향된다. 제1층의 제1스트립과 제2스트립의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향은 제3스트립의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향과 관련하여 다르다. 또한, 두께방향이 아닌 상대적으로 높은 열전도율 방향의 성분은, 제3스트립의 두께방향이 아닌 상대적으로 높은 열전도율 방향의 성분과 관련하여 제1스트립과 제2스트립에서의 지향을 다르게 한다.
제1스트립과 제2스트립의 두께방향으로 제1스트립과 제2스트립의 상대적으로 높은 열전도율로 인하여 열분산기의 제2층의 인접한 스트립으로, 제1층의 스트립의 두께방향의 열이 전달된다. 따라서, 제1층으로부터 제2층으로 전달된 열은 두께방향으로 제3스트립의 상당히 높은 열전도율로 인하여 제2층의 제3스트립의 두께방향으로 전달된다.
본 발명의 임의적인 실시예에서, 열분산기의 제1층의 제1스트립의 제1측부는 상기 제1측부와 함께 신장하는 제1층의 제2스트립의 제2측부에 인접한다.
본 발명의 임의적인 실시예에서, 제1층과 제2층 중의 적어도 1개 층이 나란하게 배치된 대체로 동일한 길이의 3개 이상의 스트립을 갖는다. 제2층은 제1층의 스트립에 인접한 적어도 1개의 스트립을 갖는다.
본 발명의 임의적인 실시예에서, 적어도 1개의 스트립의, 예를 들면 제4스트립의 제3층은 열분산기의 제2층에 인접하여 있다. 제2층의 제3스트립의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향은, 제4스트립의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향과 관련하여 다르다.
본 발명의 임의적 실시예에서, 제1스트립과 제2스트립은 제1스트립의 제1측부의 일 부분 만이, 제1스트립의 제1측부가 제2스트립의 제2측부 너머 신장하게 제2스트립의 제2측부의 일 부분에만 인접하도록 인접하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에는 제1층에 열분해 흑연 시트로 이루어진 적어도 2개의 열분해 흑연 스트립 또는 평면요소를 제공하고 그리고 제2층에 적어도 1개의 다른 스트립을 제공하여 열분산기를 제조하는 방법이 있다. 제1층의 스트립의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향은, 제2층의 스트립의 상대적으로 낮은 열전도율 방향과 다르다. 상기 스트립은 z-방향으로 알려진 시트의 두께방향으로 시트를 절단하여 제공된다. z-방향으로 또는 보통은 c-방향으로 언급되는 방향으로의 시트의 열전도율은, xy-면의 또는 보통은 한 방향 또는 축선으로 언급되는 열전도율과 비교하여 상당히 낮다. 제1스트립의 측부는 제2스트립의 측부에 인접하게 배치된다. 이러한 구조에서는 열이 인접 스트립에 인접한 스트립의 측부를 가로지르는 전달보다 스트립의 길이부를 따라서 그리고 지향 스트립의 두께방향으로 더 빠르게 전달된다.
본 발명의 다른 실시예에는 본 발명의 열분산기의 제1층에 인접한 열분해 흑연 스트립을 제공하여 열원과 열전도 관계로 열분산기를 배치하는 방법이 있다. 제1스트립의 측부는 제2스트립의 측부에 인접하게 배치된다. 열은 인접 스트립에 인접한 스트립의 측부를 가로지르는 전달보다 스트립의 길이부를 따라서 그리고 지향 스트립의 두께방향으로 더 빠르게 전달된다. 열은 열원으로부터 제1층의 제1스트립과 제2스트립으로 전도된다. 열은 제1층의 스트립이 다른 방향으로 지향된 제2층의 적어도 1개의 스트립의 두께방향으로 전도된다. 상기 열은 xy-면이 신장하는 방향인 열분해 흑연 스트립의 한 방향 또는 축의 방향으로 열분산기를 통해 전도된다.
도1은 시트의 열분해 흑연의 층의 a 및 c-축 방향을 도시한 본 발명에 사용하는 열분해 흑연 시트의 평행 사시도;
도2는 시트에서 잘려서 분리된 제1평면요소를 나타낸 도1의 열분해 흑연 시트의 평행 사시도;
도3a는 도2의 평면요소가 약 90도 방향전환 한 후의 상태를 나타낸 도면;
도3b는 제1평면요소와 제2평면요소가 인접되기 전의 상태를 나타낸 도면;
도4는 도5에 도시한 본 발명의 열분산기의 실시예의 일 부분과 제1평면요소와 제2평면요소의 열분해 흑연의 a-축 및 c-축 방향을 나타낸 도면;
도5는 본 발명의 열분산기의 실시예의 일 부분과 제1평면요소와 제2평면요소의 열분해 흑연의 a-축 및 c-축 방향을 나타낸 도면;
도6은 제1층의 3개 평면요소를 가진 본 발명의 열분산기의 다른 실시예의 일 부분과 제1평면요소와 제2평면요소 및 제3평면요소의 열분해 흑연의 a-축 및 c-축 방향을 나타낸 도면;
도6a는 도6의 열분산기의 제3평면요소를 나타낸 도면;
도7은 전자장치와 히트 싱크가 조합된 본 발명의 열분산기의 다른 실시예를 나타낸 도면;
도8은 전자장치와 조합된 발명의 열분산기의 다른 실시예를 나타낸 도면;
도9는 제1층, 제2층, 및 제3층을 가진 열분산기가 전자장치와 조합된 본 발명의 열분산기의 다른 실시예를 나타낸 도면;
도10은 제1층과 제2층이 인접한 구역이 함께 신장하고 그리고 제1층과 제2층 각각이 2개 평면요소를 가진 본 발명의 열분산기의 다른 실시예를 나타낸 도면;
도11은 제1층과 제2층의 각각에 있는 3개의 평면요소와 2개의 전자장치와 함께하는 열분산기의 제3층에 있는 1개의 평면요소를 가진 본 발명의 열분산기의 다른 실시예를 나타낸 도면; 그리고
도12는 제1평면요소의 제1측부가 제2평면요소의 제2측부를 지나 신장된 본 발명의 열분산기의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명을 한정적이지 않은 예를 참고로 하여 이하에 기술하는 설명으로부터, 당업자는 추가적인 어려움 없이 본 발명을 이해하고 실시할 수 있을 것이다. 이하에 기술되는 실시예는 본원을 설명할 목적으로만 기술된 것으로, 그 내용이 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
흑연은 탄소원자가 6각형 배열 또는 망으로 된 층 평면(layer planes)으로 이루어진다. 6각형으로 배열된 탄소원자의 이러한 층 평면은 대체로 평탄하고, 대체로 서로 평행한 등거리가 되게 지향된다. 탄소원자의 대체로 평탄하고 평행한 층은 기초 평면(basal planes)으로 언급되고, 결정(結晶)으로 배열된 그룹에 함께 연결되거나 접합 된다. 종래의 또는 전해질의 흑연은 무작위적 정렬(random order)의 결정을 갖는다. 고정렬 흑연은 양호한 고도의 결정 방향(a high degree of crystallite orientation)을 갖는다. 따라서, 흑연은 2개의 기본 축을 가진 라미네이트 구조의 탄소로서 특징 될 수 있고, 상기 2개 기본 축은 일반적으로 탄소 층에 대해 직교하는 축 또는 방향으로 인식되는 "c" 축 또는 방향과, 탄소 층에 대해 평행하거나 c-축에 대해 횡방향으로 있는 "a" 축 또는 방향이다.
도면을 참고로 설명하며, 도면에서 유사 도면 번호는 여러 시각에서 본 유사 요소를 지칭한다. 도1에 도시된 시트(10)는 탄소원자의 6각형 배열 방향으로 있는 a-축 을 가진 본 발명의 열분산기를 만드는 것이다. 도시된 바와 같이 c-축은 탄소 층에 대해 직교한다.
고도의 방향을 나타내는 흑연 재료는 천연 흑연과 합성(synthetic) 또는 열분해(pyrolytic) 흑연을 포함한다. 천연 흑연은 조각(작은 판) 형태로 또는 분말로서 상용될 수 있다. 열분해 흑연은 상승된 온도에서 적절한 기층 상의 탄소질 가스의 열분해에 의해 생성된다. 간단히 말해서, 열분해 공정은 가열로에서 적절한 압력으로 수행되며, 여기서는 메탄, 천연가스, 아세틸렌 등과 같은 탄화수소 가스가 상기 가열로 안으로 도입되고 그리고 임의적인 소망 형태를 가진 흑연과 같은 적절한 조성물의 기층 표면에서 열적으로 분해된다. 상기 기층은 열분해 흑연으로부터 제거되거나 분리된다. 상기 열분해 흑연은 일반적으로 HOPG 로서 언급되는 고방향 열분해 흑연(highly oriented pyrolytic graphite)을 형성하도록 고온에서 열풀림 처리(thermal annealing)을 부가로 받게 된다.
도2에 도시한 바와 같이, 열분해 흑연의 시트(10)는 a-축과 c-축의 방향을 갖고 있다. 제1평면요소(12) 또는 스트립은 열분해 흑연의 시트(10)로부터 절단 또는 잘리며 그리고 제1평면요소(12)가 시트로부터 절단된 후에는 제1평면요소(12)에서의 a-축과 c-축의 방향은 제1평면요소(12)가 시트(10)의 일부를 형성할 때와 동일한 방향을 유지한다.
시트(10)에서 절단된 후에 평면요소(12)는 제1평면요소(12)의 c-축의 방향이 도2에 도시한 방향에서 도3에 도시한 방향으로 변하게 약 90도 또는 약 270도 회전된 방향을 향하게 된다. 따라서, 제1평면요소(12)의 방향이 지향된 후에는, 제1평면요소(12)의 제1측부(14)의 상대적인 위치가 도2에 도시한 위치로부터 도3a에 도시한 위치로 변경되었음을 볼 수 있다. 도3b에 도시한 바와 같이 제2평면요소(16)는 시트(10)로부터 절단되어, 상술한 제1평면요소(12)와 유사한 방식으로 90도 또는 270도 회전된 방향을 향한다.
본 발명의 실시예에 의거, 제1평면요소(12)의 평면의 외측인 제1평면요소(12)의 제1측부(14)는, 제1측부(14)의 적어도 일 부분이 도5에 도시한 바와 같이 제2측부(18)의 적어도 일 부분에 인접하게 제2평면요소(16)의 평면의 외측인 제2평면요소(16)의 제2측부(18)에 인접된다. 제2층 제1평면요소(32)는 제1평면요소(12)에 인접하고 그리고 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)의 두께방향이 제2층 제1평면요소(32)의 두께방향과 대략 동일한 방향으로 향하게 지향된다. 제1층의 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향은, 제2층 제1평면요소(32)의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향과 관련하여 다르다. 두께방향이 아닌 상대적으로 높은 열전도율 방향의 성분도 또한, 제2층 제1평면요소(32)의 두께방향이 아닌 상대적으로 높은 열전도율 방향의 성분에 대하여 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)에서 다른 방향이다.
제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)의 두께방향으로의 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)의 상대적으로 높은 열전도율로 인하여, 여기서는 열분산기(22)의 도5의 제2층 제1평면요소(32)인, 제2층의 인접한 스트립으로, 제1층의 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)의 두께방향으로 열을 전달한다. 따라서, 두께방향으로의 제2층 제1평면요소의 상대적으로 높은 열전도율로 인하여, 제1층으로부터 제2층으로 전달된 열은, 제2층 제1평면요소(32)의 두께방향으로 전달된다.
도10에 도시한 바와 같은 다른 실시예에서는 제1평면요소(12)의 제1측부(14)가 제2평면요소(16)의 제2측부(18)와 대체로 함께 신장하는 방식으로 신장 된다. 또한, 제1층의 스트립에 인접한 제2층의 스트립 또는 평면요소의 부분들이 제1층과 제2층 스트립의 인접 면의 전체 범위이다.
유사한 방식으로, 본 발명의 열분산기는 제1층과 제2층의 각각에 제4, 제5, 또는 제6 등의 평면요소로 제조될 수 있다. 특정 층의 각각의 추가 평면요소는 상기 특정 층에서 열분산기의 평면요소의 인접 측에 인접한 측부를 갖는다.
도4와 도5에 도시한 바와 같이, 제2평면요소(16)의 일 부분에 인접한 제1평면요소(12)의 제1측부(14)의 부분은, 제1평면요소(12)의 제1평면에 대해 대체로 직교하여 신장 된다. 제1평면요소(12)의 제1평면은 주 치수(h)와 부 치수(g)가 도4에 도시한 바와 같이 신장되는 방향으로 정의된다. 주 치수(h)와 부 치수(g)는 같은 크기를 가질 수도 있지만, 주 치수(h)와 부 치수(g)가 상기 평면요소의 두께 치수는 아니다.
주 치수(h)와 부 치수(g)는 제1평면요소(12)의 제1측면 치수와 제2측면 치수가 될 수 있다. 제1평면요소(12)의 제1측면 치수 또는 주 방향(h)과 제1평면요소(12)의 두께방향(i)은, 제1평면요소(12)를 형성하는 열분해 흑연의 시트(10)의 a-축의 방향이다. 제2측면 치수의 방향은 도1에 도시한 바와 같이 제1평면요소(12)를 형성하는 열분해 흑연의 시트(10)의 c-축의 방향이다. 따라서, 도4에 도시한 바와 같이, 상기 제1평면요소(12)는 제1측면 치수에서, 여기에선 상기 평면요소의 주 치수(h)에서 그리고 제1평면요소의 두께방향(i)으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖지만, 제2측면 치수 또는 부 치수(g)에서는 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는다. 따라서, 열은 제2평면요소(16)의 제2측부(18)로, 제1평면요소(12)의 제1측부(14)를 횡단하는 것보다, 부 치수(g)보다는 주 치수(h)를 따라서 그리고 두께방향(i)으로 더 용이하게 전도된다.
도5의 열분산기는 평면요소가 각각 3개 세트의 평행한 측부를 갖게 제조된다. 각 측부는 평면요소의 2개의 다른 측부에 대해 직교한다. 1개 세트의 측부의 각각의 2개 측부는 각각의 측부를 따라서 대략 동일한 거리로 이격 분리된다.
와이어 절단기, 다이싱(dicing) 기계, 또는 슬라이싱(slicing) 기계 같이 시트를 절단하는데 사용되는 임의적인 수단으로 평면요소로 절단 또는 잘려지는 열분해 흑연의 시트는, 0.2mm 에서 5cm에 이르는 도1에 도시한 f 치수의 두께를 가진 크기의 것을 이용할 수 있다. 전형적인 두께는 1.3cm 이다. 상용가능한 열분해 흑연의 시트는 약 3m의 길이 또는 d치수와 40cm의 대형 크기로 할 수 있는 폭 치수(e)를 가진 것을 이용할 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적절한 열분해 흑연의 시트는 미국 뉴욕주 뉴욕에 소재한 파이러제닉스 그룹의 민테크 인터내셔날 인코포레이티드의 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, PYROID®HT 열분해 흑연이 있다.
한 실시예에서, 제1평면요소의 제1측부와 제2측부의 이격 거리는 적어도 약 1.5mm 이다.
다른 실시예에서, 제1평면요소의 제1측부와 제2측부의 이격 거리는 약 1.5mm 내지 약 1.3cm 이다.
다른 실시예에서, 제1평면요소의 제1측부와 제2측부의 이격 거리는 약 1.3cm 내지 약 2.5cm 이다.
다른 실시예에서, 제1평면요소의 제1측부와 제2측부의 이격 거리는 적어도 약 1.3cm 이다.
다른 실시예에서, 제1평면요소의 제1측부와 제2측부의 이격 거리는 적어도 약 4.0cm 이다.
다른 실시예에서, 제1평면요소의 제1측부와 제2측부의 이격 거리는 약 1.3cm 내지 약 5.0cm 이다.
다른 실시예에서, 제1평면요소의 제3측부와 제4측부의 이격 거리는 적어도 약 1.0cm 이다.
다른 실시예에서, 제1평면요소의 제3측부와 제4측부의 이격 거리는 약 1.0cm 내지 약 40cm 이다.
제2층 제1평면요소의 제1측부와 제2측부의 이격 거리는 상술한 치수로 할 수 있다. 제2층 제1평면요소의 제3측부와 제4측부의 이격 거리는, 도5에 도시한 바와 같이 열분산기의 제1층의 평면요소 또는 스트립의 제1 및 제2측부의 각각을 가로질러 신장하기에 충분한 긴 거리이다. 제2층의 스트립의 각각은 도10에 도시한 바와 같이 열분산기의 제1층의 평면요소 또는 스트립의 제1 및 제2측부의 각각을 가로질러 신장하기에 충분한 긴 길이이다.
시트의 축(axes)에서의 시트의 열전도율은 약 450 내지 약 2000Watt/m°K 이다. 그리고 이것은 특정 용도용의 특정한 열전도율로 맞추어 질 수 있다. z-방향으로 또는 c-축을 따르는 열전도율은 약 2.0Watt/m°K 정도로 낮다. PYROID®HT 열분해 흑연의 경우에는 7Watt/m°K 이다. 대비하여, 동(copper)의 열전도율은 400Watt/m°K 이다. 동이 2.25g/cc 의 높은 열분해 흑연의 값과 비교되는 8.9g/cc의 밀도를 가지므로, 상당한 효능과 중량 절감이 본 발명의 열분산기를 사용하여 이루어진다.
제1평면요소(12)와 제2평면요소(16) 사이의 계면에는 서멀 그리스(thermal grease)가 사용된다. 도6의 열분산기(22)는 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)를 기층에 인접시키기에 적합한 임의적인 수단에 의해 도7에 도시한 바와 같이 히트 싱크, 여기에선 동 평판(20)과 같은 기층에 인접된다. 열분산기(22)가 히트 싱크에 인접되면, 열분산기(22)을 기층에 인접시키는 수단은 열분산기(22)로부터 상기 기층으로의 열 전달을 허용한다. 클램핑 수단 같은 기계적 수단은, 차례로 열분산기로부터 히트 싱크로 열을 전달하는 기층에 열분산기를 인접시키는 수단이다. 또한, 상기 열분산기는 히트 싱크에 직접 인접될 수 있다. 기층 또는 히트 싱크에 상기 열분산기를 인접시키는 추가 수단으로 접합 수단(bonding means)이 있다. 접합 수단은 기층 또는 히트 싱크에 금속함유 층의 적어도 일 부분을 용접과 같은 방식으로 기층에 접합하는 열분산기의 평면요소 상의 금속을 포함한 층 또는 금속 층 이다. 상기 층은 기판에 인접한 평면요소의 적어도 일 부분 상의 평면요소에 적용된다. 평면요소의 적어도 일 부분 상에 금속 함유 층을 적용한 후에, 상기 평면요소는 용접과 같은 반도체 산업에서 사용하는 기술로 또는 기계적 파스너와 같은 기계적 수단으로 기층 또는 히트 싱크에 인접시키게 된다.
기판에 인접한 평면요소의 일 부분 상에 금속 함유 층의 적용은, 기판에 인접되는 평면요소의 부분에 용접 층을 적용하거나 또는 스퍼터링 하는 금속피복 기술로 이루어진다. 평면요소는 반도체에 사용하기에 적합한 기술을 사용하여 금속 함유 층의 적용에 앞서 표면 처리가 행해진다.
임의적인 수단을 사용하여 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)를 연결한다. 예를 들면, 기계적 파스너 같은 기계적 클램핑 수단을 사용하여 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)를 함께 연결하거나 또는 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)를 탄소-베이스 표면을 함께 연결할 수 있는 기술을 사용하여 함께 용접한다. 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)가 인접하면, 열이 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)가 인접한 부위를 따라서 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)로부터 전달되고, 여기서 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)가 인접하게 된다. 열분산기의 제2층의 인접한 평면요소의 스트립 또는 평면요소는 함께 용접되거나, 또는 탄소-베이스 표면을 함께 연결할 수 있는 기술을 사용하여 용접된다. 제2층에 연결되는 제1층의 인접한 스트립 또는 평면요소가 임의적인 상술한 기술을 사용하여 연결된다. 또한, 금속-함유 층은 서로 인접되게 있는 제1층의 평면요소의 일 부분과 제2층의 평면요소의 일 부분에도 적용된다. 금속-함유 층의 적용은 스퍼터링 같은 금속피복 기술을 사용하거나 또는, 다른 평면요소에 연결된 평면요소의 부분에 용접 층을 적용하여 이루어질 수 있다. 평면요소는 반도체에 사용하기에 적합한 기술을 사용하여 금속 함유 층을 적용하기에 앞서 표면 처리를 받을 수 있다.
도11의 제2층 제1평면요소(34)와 같은 특정 평면요소는 열을 열분산기의 인접한 모든 평면요소로 전달하기 위한 1개, 2개, 3개 또는 4개 이상의 면에 적용된 금속함유 층을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 열분산기는 도6 및 도6a에 도시된 바와 같이 제1평면요소(12)와, 제2평면요소(16) 및 제3평면요소(24)로 이루어진 제1층을 갖는다. 제3평면요소(24)는 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16)를 절단한 방식과 유사한 방식으로 열분해 흑연의 시트(10)를 절단 또는 자르고 그리고 지향하여 이루어진다. 제2평면요소(16)의 제3측부(26)는 제3측부(26)가 제3평면요소(24)의 제4측부(28)에 인접하게 배열된다. 제2층은 도11에 도시한 바와 같이 제2층 제1평면요소(32), 제2층 제2평면요소(34) 및 제2층 제3평면요소(36)를 갖는다. 상기 열분산기는 제3층 평면요소(38)를 가진 제3층을 갖는다. 상기 제3층 평면요소는 열분산기의 제3층에 인접한 열분산기의 제2층의 스트립 또는 평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율의 방향에 대해서 대체로 다른 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율의 방향을 향한다.
유사한 방식으로, 본 발명의 열분산기는 평면요소의 제4, 제5, 또는 제6 ... 층으로 제조된다. 평면요소의 각각의 추가 층은 열분산기의 평면요소의 인접 층의 적어도 1개의 평면요소의 인접한 측에 인접한 측부를 갖는다.
본 발명의 실시예를 이루는 모두 3개의 스트립의 열분해 흑연의 a 및 c-축이 도6에 도시한 방향으로 배열되기 때문에, 열은 1치수와 대비하여 j 및 k치수에서 보다 용이하게 전달된다.
도7에서, 본 발명의 열분산기는 동(copper) 평판인 히트 싱크(20)와 전자 장치(30)와 조합하여 나타난다. 전자 장치(30)로부터의 열은 열분산기(22)으로 전달된다. 상기 열분산기(22)로부터, 열분산기(22)를 이루는 열분해 흑연의 축 방향으로 향한 측면 치수(h)의 방향으로 그리고 두께 치수(i)의 방향으로 가장 빠르게 열이 전달된다. 열은 제1평면요소(12)와 제2평면요소(16) 사이의 계면을 가로질러서는 덜 빠르게 전달된다.
상기 전자 장치는 마이크로프로세서, 집적회로, 레이저 다이오드, LEDs, 광대역 갭, RF 및 마이크로파 장치와 같은 하이 파워 장치, 전력 증폭기, IGBTs(insulated gate bipolar transistors), ASICs(application specific integrated circuits), LCDs 및 그외 다른 타입의 비디오 디스플레이 이다
열분산기는 2개 전자 장치(30)가 제3층 평면요소(38)에 인접하여 그로부터 열을 소산하는 도11에 도시한 바와 같이 1개 이상의 전자 장치로부터 열을 소산 한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 제1층 제1평면요소(12)가 도12에 도시한 바와 같이 제1층 제2평면요소(16)로부터 갈라져 나왔다. 제1층 제1평면요소(12)의 제1측부(14)의 일 부분 만이 제1층 제2평면요소(16)의 제2측부(18)에 인접한다. 유사하게, 제1층 제2평면요소(16)의 제2측부(18)의 일 부분 만이 제1층 제1평면요소(12)의 제1측부(14)에 인접한다. 제2층 제1평면요소(32)는 제1층 제1평면요소(12)와 제2층 제2평면요소(16)의 측부에 인접한다.
본 발명은 또한 제1층과 제2층 제1평면요소에서 기술된 바와 같이 배열된 제1평면요소와 제2평면요소를 가진 열분산기를 제공하는 단계를 구비한 열원(heat source)으로부터 열을 소산하는 방법을 기재한 다른 실시예도 포함한다. 상기 열분산기는 열원과 열전도 관계로 배치되어 열분산기가 열원으로부터 제1스트립과 제2스트립으로 열을 전도하는 것이다. 열은 제1층의 평면요소와 적어도 1개의 제2층 제1평면요소 사이의 상대적으로 높은 열전도율의 방향으로 열분산기를 통해 전도된다.
본 발명의 상술한 기술은 당업자가 본 발명의 범위 내에서 본 발명을 변경, 개조, 또는 변화를 줄 수 있게 기술한 것이기에, 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어지는 본 발명의 변경, 개조, 또는 변화는 모두 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

Claims (18)

  1. 열분산기는:
    (a)제1평면요소의 제1평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제1평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제1평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제1평면요소와;
    (b)제2평면요소의 제2평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제2평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제2평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제2평면요소와;
    (c)제3평면요소의 제3평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제3평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제3평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제3평면요소를 포함하고;
    (a')제1평면요소는 제1평면요소의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1측부와 제1평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제2측부를 구비하고;
    (b')제2평면요소는 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제3측부와 제2평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제4측부를 구비하고;
    상기 제1평면요소의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1평면요소의 제1측부의 적어도 일 부분은, 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제2평면요소의 제2측부의 적어도 일 부분에 인접하고;
    (c')제3평면요소는, 제3평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제5측부를 갖고, 상기 제3평면요소의 제5측부는 제1평면요소의 제2측부와 제2평면요소의 제4측부에 인접하고, 그리고 상기 제1평면요소와 제2평면요소의 상대적으로 낮은 열 전도율 방향의 지향은 제3평면요소의 상대적으로 낮은 열 전도율의 방향에 대해서 다른 각도인 것을 특징으로 하는 열분산기.
  2. 열분산기는:
    (a)제1평면요소의 제1평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제1평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제1평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제1평면요소와;
    (b)제2평면요소의 제2평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제2평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제2평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제2평면요소와;
    (c)제3평면요소의 제3평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제3평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제3평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제3평면요소를 포함하고;
    (a')제1평면요소의 제1평면의 제1측면 치수의 방향과 제1평면요소의 두께방향은 제1평면요소의 열분해 흑연의 축이 지향하는 방향으로 신장하고 그리고 제1평면요소의 제2측면 치수의 방향은 제1평면요소의 열분해 흑연의 c-축이 지향하는 방향으로 신장하고, 상기 제1평면요소는 제1평면요소의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1측부와 제1평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제2측부를 구비하고;
    (b')제2평면요소의 제2평면의 제1측면 치수의 방향과 제2평면요소의 두께방향은 제2평면요소의 열분해 흑연의 축이 지향하는 방향으로 신장하고 그리고 제2평면요소의 제2측면 치수의 방향은 제2평면요소의 열분해 흑연의 c-축의 방향으로 신장하고, 상기 제2평면요소는 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제3측부와 제2평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제4측부를 갖고;
    상기 제1평면요소의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1평면요소의 제1측부의 적어도 일 부분은, 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제2평면요소의 제3측부의 적어도 일 부분에 인접하고;
    (c')제3평면요소의 제3평면의 제1측면 치수의 방향과 제3평면요소의 두께방향은 제3평면요소의 열분해 흑연의 축이 지향하는 방향으로 신장하고 그리고 제3평면요소의 제2측면 치수의 방향은 제3평면요소의 열분해 흑연의 c-축의 방향으로 신장하고, 상기 제3평면요소는 제3평면요소의 상대적으로 높은 열전도율의 방향으로 신장하는 제5측부를 갖고, 상기 제3평면요소의 제5측부는 제1평면요소의 제2측부와 제2평면요소의 제4측부에 인접하고, 그리고 상기 제1평면요소와 제2평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향은 제3평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율의 방향에 대해서 다른 각도인 것을 특징으로 하는 열분산기.
  3. 제2항에 있어서, 제1평면요소의 제1측부와 제2평면요소의 제3측부의 각각은 제1거리로 제2측면 치수의 방향으로 각각 제1측부와 제3측부의 각각으로부터 이격 분리된 평행한 대향 측부를 갖고, 그리고 제1평면요소의 제2측부와 제2평면요소의 제4측부의 각각은 제2거리로 제1측면 치수의 방향으로 각각 제1측부와 제3측부의 각각으로부터 이격 분리된 평행한 대향 측부를 갖고;
    상기 제1평면요소의 제1측부는 제1평면요소의 제2측부와 직교하고 그리고 상기 제2평면요소의 제3측부는 제2평면요소의 제4측부와 직교하는 것을 특징으로 하는 열분산기.
  4. 제3항에 있어서, 제1평면요소의 제1측부는 제2평면요소의 제3측부와 함께 신장하여 인접한 것을 특징으로 하는 열분산기.
  5. 제4항에 있어서, 제3평면요소의 제5측부는 상기 제1평면요소의 제1측부로부터 제1평면요소의 제1측부의 대향 측부까지 신장하고 그리고 제2평면요소의 제3측부로부터 제2평면요소의 제3측부의 대향 측부까지 신장하는 것을 특징으로 하는 열분산기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제3평면요소는 제3평면요소의 제5측부에 대해 직교하는 제6측부를 갖고;
    열분산기는 부가로, 제4평면요소의 제4평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제4평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제4평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제4평면요소를 포함하고;
    제4평면요소의 제4평면의 제1측면 치수의 방향과 제4평면요소의 두께방향은 제4평면요소의 열분해 흑연의 a-축이 지향하는 방향으로 신장하고 그리고 제4평면요소의 제2측면 치수의 방향은 제3평면요소의 열분해 흑연의 c-축 방향으로 신장하고;
    상기 제4평면요소는 제4평면요소의 상대적으로 높은 열전도율의 방향으로 신장하는 제7측부를 갖고, 상기 제4평면요소의 제7측부는 제1평면요소의 제2측부와 제2평면요소의 제4측부에 인접하고, 그리고
    제1평면요소와 제2평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향은 제4평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율의 방향에 대해 다른 각도를 이루고, 상기 제4평면요소는 제3평면요소의 제6측부에 인접하여 함께 신장하는 제7측부에 대해 직교하는 제8측부를 갖는 것을 특징으로 하는 열분산기.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제2평면요소는 제2평면요소의 제3측부에 대향하는 측부를 갖고;
    열분산기는 부가로 제4평면요소의 제4평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제4평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제4평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제4평면요소를 포함하고;
    제4평면요소의 제4평면의 제1측면 치수의 방향과 제4평면요소의 두께방향은 제4평면요소의 열분해 흑연의 축이 지향하는 방향으로 신장하고 그리고 제4평면요소의 제2측면 치수의 방향은 제4평면요소의 열분해 흑연의 c-축 방향으로 신장하고;
    상기 제4평면요소는 제4평면요소의 제4평면의 외측 방향으로 신장하는 제7측부와 제4평면요소의 상대적으로 높은 열전도율의 방향으로 신장하는 제8측부를 갖고;
    상기 제4평면요소의 제4평면의 외측 방향으로 신장하는 제4평면요소의 제7측부의 적어도 일 부분은, 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제2평면요소의 제3측부와 대향한 측부의 적어도 일 부분에 인접한 것을 특징으로 하는 열분산기.
  8. 제6항에 있어서, 제3평면요소와 제4평면요소를 가로질러 신장하는 열분해 흑연의 제5평면요소를 부가로 포함하고;
    상기 제5평면요소는 제5평면요소의 제5평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제5평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제5평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖고;
    상기 제5평면요소는 제5평면요소의 상대적으로 높은 열전도율의 방향으로 신장하는 제9측부를 갖고, 상기 제5평면요소의 제9측부는 제3평면요소의 제5측부에 대향하는 제3평면요소의 측부에 인접하고 그리고 제4평면요소의 제7측부에 대향하는 제4평면요소의 측부에 인접하고; 그리고
    제3평면요소와 제4평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율의 방향의 지향은 제5평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율의 방향에 대해 다른 각도인 것을 특징으로 하는 열분산기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열분산기는 전자 장치와 조합되고, 상기 전자 장치는 열분산기의 제3평면요소에 제공되고 그리고 상기 열분산기는 전자 장치로부터 열을 전도하는 것을 특징으로 하는 열분산기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 열분산기는 전자 장치 및 히트 싱크와 조합되고, 상기 전자 장치는 열분산기의 제3평면요소에 제공되고 그리고 상기 열분산기는 전자 장치로부터 히트 싱크로 열을 전도하는 것을 특징으로 하는 열분산기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 열분산기는 히트 싱크와 조합되고, 상기 열분산기는 히트 싱크에 제공되는 것을 특징으로 하는 열분산기.
  12. 제3항에 있어서, 제1평면요소의 제1측부와 상기 제1측부의 대향 측과, 제2평면요소의 제3측부와 상기 제3측부의 대향 측부와의 사이의 제1거리는 적어도 1.5mm인 것을 특징으로 하는 열분산기.
  13. 제3항에 있어서, 제1평면요소의 제1측부와 상기 제1측부의 대향 측부와, 제2평면요소의 제3측부와 상기 제3측부의 대향 측부와의 사이의 제1거리는 1.5mm 내지 1.3cm인 것을 특징으로 하는 열분산기.
  14. 제3항에 있어서, 제1평면요소의 제1측부와 상기 제1측부의 대향 측부와, 제2평면요소의 제3측부와 상기 제3측부의 대향 측부와의 사이의 제1거리는 1.3cm 내지 2.5cm인 것을 특징으로 하는 열분산기.
  15. 제3항에 있어서, 제1평면요소의 제2측부와 상기 제2측부의 대향 측부와의 사이의 제2거리는 적어도 1.0cm 인 것을 특징으로 하는 열분산기.
  16. 제3항에 있어서, 제1평면요소의 제2측부와 상기 제2측부의 대향 측부와의 사이의 제2거리는 1.0cm 내지 40cm인 것을 특징으로 하는 열분산기.
  17. 청구항 제1항의 열분산기를 제조하는 방법은:
    (a)제1평면요소의 제1평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제1평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제1평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제1평면요소를 제공하는 단계와;
    (b)제2평면요소의 제2평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제2평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제2평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제2평면요소를 제공하는 단계와;
    (c)제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제2평면요소의 제2측부의 적어도 일 부분에, 제1평면요소의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1평면요소의 제1측부의 적어도 일 부분을 인접시키는 단계와;
    (d)제3평면요소의 제3평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제3평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제3평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제3평면요소를 제공하는 단계와;
    (e)제1평면요소와 제2평면요소의 상대적으로 낮은 열 전도율 방향의 지향이 제3평면요소의 상대적으로 낮은 열 전도율의 방향에 대해 다른 각도가 되도록, 제1평면요소의 제1측부와 제2평면요소의 제3측부에 제3평면요소의 제5측부를 인접시키는 단계를 포함하며,
    (a')상기 제1평면요소는 제1평면요소의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1측부와 제1평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제2측부를 구비하고;
    (b')상기 제2평면요소는 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제3측부와 제2평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제4측부를 구비하고;
    (d')상기 제3평면요소는, 제3평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제5측부를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 열원으로부터 열을 소산하는 방법은:
    (a)열분산기를 제공하는 단계와;
    (b)열원과 열전도 관계로 상기 열분산기를 배치하는 단계와;
    (c)열원으로부터 제1평면요소와 제2평면요소로 그리고 제1평면요소와 제2평면요소로부터 제3평면요소로 열을 전도하는 단계, 및
    (d)상대적으로 높은 열전도율의 방향으로 열분산기를 통해 열을 전도하는 단계를 포함하며;
    (a')상기 열분산기는:
    (i)제1평면요소의 제1평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제1평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제1평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제1평면요소와;
    (ⅱ)제2평면요소의 제2평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제2평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제2평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제2평면요소와;
    (ⅲ)제3평면요소의 제3평면의 제1측면 치수의 방향으로 그리고 제3평면요소의 두께방향으로 상대적으로 높은 열전도율을 갖고 그리고 제3평면요소의 제2측면 치수의 방향으로 상대적으로 낮은 열전도율을 갖는 열분해 흑연의 제3평면요소를 포함하고;
    (i')상기 제1평면요소는 제1평면요소의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1측부와 제1평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제2측부를 구비하고;
    (ⅱ')상기 제2평면요소는 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제3측부와 제2평면요소의 상대적으로 높은 열 전도율의 방향으로 신장하는 제4측부를 갖고;
    상기 제1평면요소의 제1평면의 외측 방향으로 신장하는 제1평면요소의 제1측부의 적어도 일 부분은, 제2평면요소의 제2평면의 외측 방향으로 신장하는 제2평면요소의 제3측부의 적어도 일 부분에 인접하고;
    (ⅲ')상기 제3평면요소는 제3평면요소의 상대적으로 높은 열전도율의 방향으로 신장하는 제5측부를 갖고, 상기 제3평면요소의 제5측부는 제1평면요소의 제2측부와 제2평면요소의 제4측부에 인접하고, 그리고 상기 제1평면요소와 제2평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율 방향의 지향은 제3평면요소의 상대적으로 낮은 열전도율의 방향에 대해 다른 각도인 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7808787B2 (en) * 2007-09-07 2010-10-05 Specialty Minerals (Michigan) Inc. Heat spreader and method of making the same
US10012375B1 (en) 2008-05-20 2018-07-03 Nader Salessi Modular LED lamp
US8230690B1 (en) 2008-05-20 2012-07-31 Nader Salessi Modular LED lamp
US8085531B2 (en) * 2009-07-14 2011-12-27 Specialty Minerals (Michigan) Inc. Anisotropic thermal conduction element and manufacturing method
JP2011124194A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Canon Inc 表示パネルおよび画像表示装置
JP2011258755A (ja) * 2010-06-09 2011-12-22 Denso Corp 熱拡散体および発熱体の冷却装置
JP5316602B2 (ja) 2010-12-16 2013-10-16 株式会社日本自動車部品総合研究所 熱拡散部材の接合構造、発熱体の冷却構造、及び熱拡散部材の接合方法
JP5621698B2 (ja) * 2011-04-08 2014-11-12 株式会社日本自動車部品総合研究所 発熱体モジュール及びその製造方法
EP2752101A1 (en) * 2011-08-29 2014-07-09 Koninklijke Philips N.V. A flexible lighting assembly, a luminaire, and a method of manufacturing a flexible layer
DE112013006640B4 (de) * 2013-02-20 2018-05-03 Mitsubishi Electric Corporation Kühlvorrichtung und mit Kühlvorrichtung ausgestattetes Leistungsmodul
US20150090434A1 (en) 2013-09-30 2015-04-02 Specialty Minerals (Michigan) Inc. Performance Enhanced Heat Spreader
US9521738B1 (en) * 2013-12-23 2016-12-13 Flextronics Ap, Llc Graphite sheet to protect SMT components from thermal exposure
US9789572B1 (en) 2014-01-09 2017-10-17 Flextronics Ap, Llc Universal automation line
DE102014000510B4 (de) * 2014-01-20 2018-10-25 Jenoptik Laser Gmbh Halbleiterlaser mit anisotroper Wärmeableitung
US11411370B2 (en) 2015-03-24 2022-08-09 Lawrence Livermore National Security, Llc Si-based CTE-matched substrate for laser diode packaging
JP6544983B2 (ja) * 2015-04-21 2019-07-17 昭和電工株式会社 冷却基板
US10403806B2 (en) 2015-05-15 2019-09-03 Momentive Performance Materials Inc. Light emitting diode assembly using thermal pyrolytic graphite for thermal management
US10090173B2 (en) 2015-06-05 2018-10-02 International Business Machines Corporation Method of fabricating a chip module with stiffening frame and directional heat spreader
US10299407B2 (en) * 2015-06-29 2019-05-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Differently oriented layered thermal conduit
US9583408B1 (en) 2015-08-21 2017-02-28 International Business Machines Corporation Reducing directional stress in an orthotropic encapsulation member of an electronic package
JP6617265B2 (ja) * 2015-12-18 2019-12-11 株式会社サーモグラフィティクス 熱伝導構造体、熱伝導構造体の製造方法、冷却装置、及び半導体モジュール
US11367669B2 (en) * 2016-11-21 2022-06-21 Rohm Co., Ltd. Power module and fabrication method of the same, graphite plate, and power supply equipment
US11114365B2 (en) 2016-12-22 2021-09-07 Kyocera Corporation Electronic element mounting substrate, electronic device, and electronic module
JP7055870B2 (ja) * 2018-06-27 2022-04-18 京セラ株式会社 電子素子搭載用基板、電子装置および電子モジュール
JP7182403B2 (ja) * 2018-09-03 2022-12-02 昭和電工株式会社 冷却装置
JP2023006510A (ja) 2021-06-30 2023-01-18 日亜化学工業株式会社 発光モジュール、車両用灯具、及び、放熱部材

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060112857A1 (en) 2004-11-12 2006-06-01 International Business Machines Corporation Self orienting micro plates of thermally conducting material as component in thermal paste or adhesive

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4888247A (en) * 1986-08-27 1989-12-19 General Electric Company Low-thermal-expansion, heat conducting laminates having layers of metal and reinforced polymer matrix composite
US5155652A (en) * 1991-05-02 1992-10-13 International Business Machines Corporation Temperature cycling ceramic electrostatic chuck
US5390734A (en) * 1993-05-28 1995-02-21 Lytron Incorporated Heat sink
JP3345986B2 (ja) * 1993-10-15 2002-11-18 松下電器産業株式会社 グラファイト熱伝導体およびそれを用いたコールドプレート
US5494753A (en) * 1994-06-20 1996-02-27 General Electric Company Articles having thermal conductors of graphite
JP2001024117A (ja) * 1999-07-08 2001-01-26 Yamaha Corp 放熱用シート及びその製造方法
US6407922B1 (en) * 2000-09-29 2002-06-18 Intel Corporation Heat spreader, electronic package including the heat spreader, and methods of manufacturing the heat spreader
US6771502B2 (en) * 2002-06-28 2004-08-03 Advanced Energy Technology Inc. Heat sink made from longer and shorter graphite sheets
JP3948000B2 (ja) * 2003-08-26 2007-07-25 松下電器産業株式会社 高熱伝導性部材及びその製造方法ならびにそれを用いた放熱システム
JP2005116839A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Sony Corp 熱伝導体、冷却装置、電子機器及び熱伝導体の製造方法
JP2005347616A (ja) * 2004-06-04 2005-12-15 Fujitsu Ltd ヒートスプレッダ、電子装置、およびヒートスプレッダ製造方法
JP2006294749A (ja) * 2005-04-07 2006-10-26 Mitsubishi Electric Corp 高放熱回路基板およびその製造方法
JP2006303240A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Fujikura Ltd 放熱シート、放熱体、放熱シート製造方法及び伝熱方法
JP2007059875A (ja) * 2005-07-26 2007-03-08 Kyocera Corp 放熱部材およびこれを用いた電子部品収納用パッケージおよび電子装置
US7297399B2 (en) * 2005-10-11 2007-11-20 General Electric Company Thermal transport structure and associated method
JP4899460B2 (ja) * 2005-12-15 2012-03-21 パナソニック株式会社 熱伝達体とそれを用いた電子機器
US20080085403A1 (en) * 2006-10-08 2008-04-10 General Electric Company Heat transfer composite, associated device and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060112857A1 (en) 2004-11-12 2006-06-01 International Business Machines Corporation Self orienting micro plates of thermally conducting material as component in thermal paste or adhesive

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