KR101523009B1 - 열전달 물질 및 그 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
열전달 물질이 표면 간에 열을 전달하도록 열전달 시스템의 표면 사이의 간극을 충전하는 용도로 제공된다. 열전달 물질은 모재와, 모재 내부에 분산되는 열전도성 입자를 포함한다. 열전달 물질은 (예컨대, 표면 사이의 간극에 배치되기 전이나, 간극에 배치되는 동안이나, 간극에 배치된 후에) 컨디셔닝되고/되거나 저감된 압력이 인가되며, 이로써 열순환 중에 열전달 물질의 작동 신뢰도 및/또는 균열 형성에 대한 내성이 향상된다.
Description
본 출원은 2011년 5월 19일 출원된 미국특허출원 제13/111,735호의 우선권을 주장한다. 상기 출원의 전체 개시 내용은 본 명세서에 원용된다.
본 개시는 일반적으로 열전달 물질 및 그 처리 방법에 관한 것이다.
본 절에서는 반드시 종래 기술만은 아닌 본 개시에 관련된 배경 정보를 제공한다. 예컨대 반도체, 집적회로 패키지, 트랜지스터 등의 전기 부품은 통상 해당 전기 부품이 최적으로 작동하는 소정 온도를 가진다. 이론상 이 소정 온도는 주위 기온에 가깝다. 그러나 전기 부품의 작동은 열을 생성한다. 열이 제거되지 않는다면 전기 부품은 정상 또는 희망 작동 온도보다 현저히 높은 온도에서 작동할 수 있다. 이런 초과 온도는 전기 부품의 작동 특성과 관련 기기의 작동에 악영향을 미칠 수 있다.
발열로 인한 불리한 작동 특성을 방지하거나 적어도 저감하려면, 예컨대 작동 중인 전기 부품으로부터 히트싱크로 열을 전도하여 열을 제거해야 한다. 히트싱크는 종래의 대류 및/또는 복사 기술에 의해 냉각될 수 있다. 전도 중에 열은 전기 부품과 히트싱크 간의 직접적인 표면 접촉 및/또는 중간 매체나 열전달 물질을 통한 전기 부품과 히트싱크 표면 간의 접촉에 의해 작동 중인 전기부품으로부터 히트싱크로 전달될 수 있다. 상대적으로 열등한 열 전도체인 공기로 간극이 충전되는 경우보다 열전달 효율을 높이기 위해 열전달 물질이 열전달 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 사용될 수 있다.
본 절은 개시 내용의 일반적인 요약을 제공하며 그 전체 범위나 특징 전부를 포괄적으로 개시하지는 않는다.
(예컨대, 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해) 열전달 시스템에 사용시 열전달 물질의 작동 신뢰도와 열순환 중의 내균열성을 향상시키기 위해 열전달 물질을 처리하는 것과 관련한 시스템 및 방법의 예시적인 실시형태가 본 명세서에 개시된다. 또한, 컨디셔닝되고/되거나 저감된 압력이 인가된 열전달 물질을 포함하여, 본 개시에 따라 처리된 열전달 물질의 예시적인 실시형태가 개시된다.
적어도 두 개의 표면 간에 열을 전달하도록 적어도 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 사용하기에 적절한 열전달 물질의 예시적인 실시형태가 개시된다. 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 일반적으로 모재와, 모재 내부에 분산되는 열전도성 입자를 포함한다. 열전달 물질은 컨디셔닝되고/되거나 저감된 압력이 인가될 수 있으며, 이로써 열전달 물질의 작동 신뢰도 및/또는 열순환 중의 내균열성이 향상된다.
본 개시의 예시적인 실시예는 일반적으로 적어도 두 개의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용될 때 열전달 물질의 작동 신뢰도를 향상시키기 위해 열전달 물질을 처리하는 방법에 관한 것이기도 하다. 일 예시적인 실시예에서, 방법은 일반적으로 열전달 물질에 저감된 압력을 인가함으로써 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계를 포함한다.
추가적인 적용 가능 분야는 본 명세서에 제공된 설명을 통해 명확해질 것이다. 이 요약부의 설명과 특정 실시예는 단지 예시의 목적으로 제시된 것으로 본 개시의 범위를 제한하지 않도록 의도되어 있다.
본 명세서에서 설명하는 도면은 가능한 모든 구현례가 아닌 선정된 실시형태의 예시에 불과한 것으로 본 개시의 범위를 제한하지 않도록 의도되어 있다.
도 1은 본 개시에 따라 열전달 물질을 처리하는 예시적인 방법의 작업을 도시하는 순서도이다.
도 2는 본 개시에 따라 열전달 물질을 처리하는 데 도움을 주도록 작동 가능한 예시적인 시스템의 사시도이다.
도 3은 처음에 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 다음 진공 챔버 내의 저감된 압력 하에서 탈기 액체 실리콘에 침지된 것으로, 약 127 Torr(약 5 절대 수은주 인치(inHg abs)의 저감된 압력이 진공 챔버에 실현되었을 때 탈기 액체 실리콘에 침지된 상태로 진공 챔버 내에 보이는 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 4는 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 진공 챔버 내의 저감된 압력 하에서 탈기 액체 실리콘에 침지된 것으로, 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 진공 챔버에 실현되었을 때 탈기 액체 실리콘에 침지된 상태로 진공 챔버 내에 보이는 도 3의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 5는 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 약 12시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 후 진공 챔버 내의 저감된 압력 하에서 탈기 액체 실리콘에 침지된 것으로, 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 진공 챔버에 실현되었을 때 탈기 액체 실리콘에 침지된 상태로 진공 챔버 내에 보이는 도 3의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 6은 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 약 한 달 동안 진공 상태의 밀봉된 백에 저장된 후 진공 챔버 내의 저감된 압력 하에서 탈기 액체 실리콘에 침지된 것으로, 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 진공 챔버에 실현되었을 때 탈기 액체 실리콘에 침지된 상태로 진공 챔버 내에 보이는 도 3의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 7은 본 개시에 따라 약 5분 동안 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 8은 저감된 압력에서 컨디셔닝되지 않고 도 7에 도시된 샘플과 동일한 열순환 분석을 받은 도 7의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 9는 본 개시에 따라 약 5분 동안 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 10은 저감된 압력에서 컨디셔닝되지 않고 도 9에 도시된 샘플과 동일한 열순환 분석을 받은 도 9의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 11은 본 개시에 따라 약 5분 동안 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 12는 저감된 압력에서 컨디셔닝되지 않고 도 11에 도시된 샘플과 동일한 열순환 분석을 받은 도 11의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 13은 본 개시에 따라 약 5분 동안 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 그리스 샘플의 사진이다.
도 14는 저감된 압력에서 컨디셔닝되지 않고 도 13에 도시된 샘플과 동일한 열순환 분석을 받은 도 13의 동일한 열전도성 그리스 샘플의 사진이다.
도 15는 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 16은 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 5 inHg abs의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 도 15의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 17은 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 후 열순환 분석을 받은 도 15의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 18은 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 약 한 달 동안 진공 상태의 밀봉된 백에 패키징된 후 열순환 분석을 받은 도 15의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
대응하는 참조번호는 도면 중 여러 도면 전체에 걸쳐 대응하는 부품을 가리킨다.
도 1은 본 개시에 따라 열전달 물질을 처리하는 예시적인 방법의 작업을 도시하는 순서도이다.
도 2는 본 개시에 따라 열전달 물질을 처리하는 데 도움을 주도록 작동 가능한 예시적인 시스템의 사시도이다.
도 3은 처음에 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 다음 진공 챔버 내의 저감된 압력 하에서 탈기 액체 실리콘에 침지된 것으로, 약 127 Torr(약 5 절대 수은주 인치(inHg abs)의 저감된 압력이 진공 챔버에 실현되었을 때 탈기 액체 실리콘에 침지된 상태로 진공 챔버 내에 보이는 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 4는 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 진공 챔버 내의 저감된 압력 하에서 탈기 액체 실리콘에 침지된 것으로, 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 진공 챔버에 실현되었을 때 탈기 액체 실리콘에 침지된 상태로 진공 챔버 내에 보이는 도 3의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 5는 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 약 12시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 후 진공 챔버 내의 저감된 압력 하에서 탈기 액체 실리콘에 침지된 것으로, 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 진공 챔버에 실현되었을 때 탈기 액체 실리콘에 침지된 상태로 진공 챔버 내에 보이는 도 3의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 6은 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 약 한 달 동안 진공 상태의 밀봉된 백에 저장된 후 진공 챔버 내의 저감된 압력 하에서 탈기 액체 실리콘에 침지된 것으로, 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 진공 챔버에 실현되었을 때 탈기 액체 실리콘에 침지된 상태로 진공 챔버 내에 보이는 도 3의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 7은 본 개시에 따라 약 5분 동안 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 8은 저감된 압력에서 컨디셔닝되지 않고 도 7에 도시된 샘플과 동일한 열순환 분석을 받은 도 7의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 9는 본 개시에 따라 약 5분 동안 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 10은 저감된 압력에서 컨디셔닝되지 않고 도 9에 도시된 샘플과 동일한 열순환 분석을 받은 도 9의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 11은 본 개시에 따라 약 5분 동안 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 12는 저감된 압력에서 컨디셔닝되지 않고 도 11에 도시된 샘플과 동일한 열순환 분석을 받은 도 11의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 13은 본 개시에 따라 약 5분 동안 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 그리스 샘플의 사진이다.
도 14는 저감된 압력에서 컨디셔닝되지 않고 도 13에 도시된 샘플과 동일한 열순환 분석을 받은 도 13의 동일한 열전도성 그리스 샘플의 사진이다.
도 15는 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 다음 열순환 분석을 받은 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 16은 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 5 inHg abs의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 열순환 분석을 받은 도 15의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 17은 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 후 열순환 분석을 받은 도 15의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
도 18은 본 개시에 따라 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 컨디셔닝된 다음 약 한 달 동안 진공 상태의 밀봉된 백에 패키징된 후 열순환 분석을 받은 도 15의 동일한 열전도성 퍼티 샘플의 사진이다.
대응하는 참조번호는 도면 중 여러 도면 전체에 걸쳐 대응하는 부품을 가리킨다.
하기 설명은 사실상 단지 예로서 본 개시, 적용례 또는 용도를 제한하지 않도록 의도되어 있다.
상대적으로 열등한 열 전도체인 공기로 간극이 충전되는 경우보다 표면 간의 열전달 효율을 높이기 위해 열전달 물질이 열전달 표면 사이의 간극(예컨대, 발열 부품(예컨대, 전자 기기, 온수 장치 등)의 표면과 열제거 부품(예컨대, 히트싱크)의 표면 사이의 간극)을 충전하기 위해 사용될 수 있다. 열전달 물질은 일반적으로 모재(예컨대, 실리콘계 모재 등)와, 모재 내부에 분산되는(예컨대, 마련되거나 배치되는) 열전도성 입자(예컨대, 세라믹 입자 등)를 포함한다. 열전달 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 사용할 수 있는 열전달 물질의 예로는 열전도성 퍼티, 열전도성 그리스 및 열 간극 패드가 있다.
본 발명자가 인식하고 있는 바와 같이, 몇몇 열전달 물질은 예컨대 약 65℃를 초과하는 온도에서 열순환을 받을 때(예컨대, 주기적으로 턴 온/오프되고 주기적으로 약 65℃를 초과하는 온도까지 뜨거워진 후 냉각되는 발열 부품과 연계하여 열전달 물질이 사용될 때) 신뢰도에 문제가 생길 수 있다. 예컨대 사용하는 동안 표면 사이에서 균열이 열전달 물질에 형성되고/되거나 (열전달 물질 내에 공극을 남기면서) 열전달 물질이 열전달 표면 사이의 간극으로부터 분출될 수 있다. 균열 및/또는 공극을 충전하는 공기가 열전달 물질보다 열전도도가 낮기 때문에 이로 인해 열전달 표면 간의 열전달이 저하될 수 있다.
예로서 본 발명자는 주기적인 온도 변화를 겪는 적용례에 사용되는 경우(예컨대, 열전달 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 사용되는 경우) 때때로 균열이 열전달 물질에 형성된다는 것을 알아냈다. 이론에 얽매이지 않고 본 발명자는 이런 균열이 열전달 물질 내부에 혼입된 가스(예컨대, 공기 등)의 이동 때문에 초래된다는 가설을 세웠다. 열전달 물질의 온도 변화로 인해 혼입 가스가 (열전달 물질의 실제 매트릭스와 함께) 팽창 및 수축되고, 따라서 열전달 물질 내부를 이동하게 된다. 시간이 흐르면서 가스는 이동하고 한데 모여 (예컨대, 내부 응력 등으로 인해) 균열(또는 열극(fissure))이 형성되는 열전달 물질 내부에 취약점을 형성한다.
본 발명자는 열전달 물질의 저장, 운송, 사용 등에 앞서 지정된 기간 이내에 열전달 물질에 감압 컨디셔닝 처리를 가하면 (동일한 열전달 물질에 유사한 컨디셔닝 처리를 가하지 않은 경우에 비해) 열전달 물질의 작동 신뢰도(예컨대, 열전달 표면 간의 열전달의 일관성)를 향상시키는 데 도움이 될 수 있다는 것을 뜻하지 않게 발견했다. 이런 컨디셔닝은 예컨대 열전달 시스템 내에 열전달 물질을 설치하기 전이나 설치하는 동안이나 설치한 후에 (예컨대, 열전달 시스템의 열전달 표면 사이의 간극에 열전달 물질을 배치하기 전이나 배치하는 동안이나 배치한 후에), 또는 심지어는 열전달 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 열전달 물질을 사용하기 전이나 사용하는 동안에도 수행될 수 있다.
예컨대, 본 발명자는 주기적인 온도 변화를 겪는 적용례에서 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용되는 경우 열전달 물질(예컨대, 열전달 물질의 산적물 등)에 감압 컨디셔닝 처리를 가하는 것이 (예컨대, 열전달 물질의 열순환 동안의 내균열성을 향상시킴으로써) 열전달 물질 내의 균열 형성을 실질적으로 저감한다는 것(따라서 앞서 설명한 바와 같이 열전달 물질의 작동 신뢰도를 향상시킨다는 것)을 발견했다. 특히 본 발명자는 열전달 물질에 감압 컨디셔닝 처리를 가한 후 약 48 시간 이내에(예컨대, 약 24 시간 이내, 약 12 시간 이내, 또는 약 8 시간 이내에) (예컨대, 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해) 열전달 물질을 사용하는 것이 이런 열전달 물질의 사용 중에 열전달 물질 내의 균열 형성을 실질적으로 저감한다는 것을 발견했다. 또한, 본 발명자는 열전달 물질에 감압 컨디셔닝 처리를 가한 후 열전달 물질이 주위 가스와 접촉하는 것을 억제하는 환경 하에(예컨대, 밀봉된 컨테이너 내에, 또는 저감된 압력 하에) (예컨대, 단독으로 또는 열전달 표면에 이미 도포된 상태로) 컨디셔닝된 열전달 물질을 저장한 다음 나중에 (예컨대, 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해) 저장된 열전달 물질을 사용하는 것도 이런 사용 중에 주기적인 온도 변화에 노출될 때 열전달 물질 내의 균열 형성을 실질적으로 저감한다는 것을 발견했다.
또한 본 발명자는 (예컨대, 열전달 계면 간에 열을 전달하기 위해) 사용되기 전이나 본 명세서에 설명된 바와 같이 저장되기 전에 컨디셔닝된 열전달 물질이 뒤이어 일정 기간 동안(예컨대, 8시간 이상) 주위 가스에 노출된다면 열전달 물질에 감압 컨디셔닝 처리를 가함으로써 얻는 이런 혜택(예컨대, 균열 형성의 저감, 향상된 작동 신뢰도 등)이 시간 경과에 따라 가역적이고 사실상 사라진다는 것을 발견했다. 그러나 본 발명자는 열전달 물질의 사용 전 특정 기간 이내에 열전달 물질에 후속 감압 컨디셔닝 처리를 가함으로써 이런 혜택을 다시 얻을 수 있다는 것을 발견했다. 따라서 본 발명자는 열전달 물질에 대한 감압 컨디셔닝 작업을 열전달 물질에 반복적으로 실시하여 이런 혜택을 동일하게 유지할 수 있다는 것을 발견했다. 이런 리컨디셔닝은 예컨대 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치하기 전이나 설치하는 동안이나 설치한 후에, 또는 심지어는 열전달 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 열전달 물질을 사용하는 동안에도 수행될 수 있다.
본 개시의 예시적인 실시형태는 (예컨대, 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해) 사용되기 전의 특정 기간 이내에 감압 컨디셔닝 처리를 받는 열전달 물질(예컨대, 열전달 물질의 산적물)은 물론 열전달 물질에 감압 컨디셔닝 처리를 가하는 방법 및 (예컨대, 사용에 대비하여) 열전달 물질에 감압 컨디셔닝 처리를 가하는 시스템에 관한 것이다. 예컨대 몇몇 예시적인 실시형태는 (예컨대, 단독으로 또는 열전달 표면에 이미 도포된 상태로) 열전달 물질에 저감된 압력을 인가함으로써 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계와, 이어서 예컨대 열전달 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 열전달 물질을 사용하는 단계를 포함한다. 이런 컨디셔닝은 예컨대 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치하기 전이나 설치하는 동안이나 설치한 후에(예컨대, 열전달 표면 사이의 간극에 열전달 물질을 배치하기 전이나 배치하는 동안이나 배치한 후에) 또는 심지어는 열전달 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 열전달 물질을 사용하기 전이나 사용하는 동안에도 수행될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시형태는 (예컨대, 열전달 물질의 사용 예정 시점까지, 또는 열전달 물질의 저장 중에, 또는 열전달 물질의 수송 중에) 열전달 물질과 주위 가스 간의 접촉을 억제하는 조건 하의 컨테이너(예컨대, 밀봉된 컨테이너 등)에 (예컨대, 단독으로 또는 열전달 표면에 이미 도포된 상태로) 컨디셔닝된 열전달 물질을 패키징하는 단계와, 필요에 따라 이런 조건 하의 컨테이너에 열전달 물질을 유지하고, 이로써 최종 사용자가 개봉하여 사용할 때 열전달 물질의 작동 신뢰도를 향상시키는 단계를 포함한다.
이하 첨부도면을 참조하여 예시적인 실시형태를 보다 자세하게 설명한다.
도 1은 본 개시에 따라 열전달 물질(예컨대, 열전달 물질의 산적물)을 처리하는 데 사용하는 예시적인 방법(100)의 순서도를 도시한다. 이런 처리는 예컨대 주기적인 온도 변화를 겪는 열전달 기기의 부품의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용될 때 균열 형성의 억제에 도움을 주고/주거나 열전달 물질의 작동 신뢰도를 향상시키는 데 도움을 줄 수 있다. 본 예시적인 방법(100)은 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치하기 전에 열전달 물질을 처리하는 것과 관련하여 설명된다. 그러나 본 예시적인 방법(100)은 열전달 시스템에 설치하는 동안에 열전달 물질을 처리하는 것은 물론 열전달 시스템에 이미 설치한 후에 열전달 물질을 처리하는 것에도 적용 가능하다는 것을 이해해야 한다.
예시된 방법(100)은 일반적으로 열전달 물질에 저감된 압력을 인가함으로써 열전달 물질을 컨디셔닝하는 작업(102)과, 예컨대 열전달 시스템에 열전달 물질을 사용하기 전에 주위 가스가 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 작업(104)을 포함한다. 본 방법(100)은 임의의 크기 및/또는 양의 열전달 물질(예컨대, 대량의 열전달 물질 등)에 적용될 수 있다.
본 예시적인 방법(100)에서, 열전달 물질을 컨디셔닝하는 작업(102)은 일반적으로 컨디셔닝 시스템에(예컨대, 컨디셔닝 시스템의 컨테이너부 내부에) 열전달 물질을 배치하는 단계와 열전달 물질 주위의 압력을 저감하고, 예컨대 이로써 열전달 물질로부터 혼입 가스를 제거하는 단계를 포함한다. 컨디셔닝 시스템은 대체로 밀봉된 상태로 열전달 물질을 유지하도록 구성된다. 이는 열전달 물질 주위의 컨디셔닝 시스템 내부에 바람직한 감압이 실현되도록 한다(그리고 이어서 필요에 따라 유지되도록 한다). 컨디셔닝 시스템으로는 본 개시의 범위 내에서 진공 챔버, 기밀 밀봉식 버킷(예컨대, 5갤런들이 버킷), 밀봉식 백(예컨대, 가열 밀봉 플라스틱 백), 적어도 하나의 분배 카트리지, 적어도 하나의 밀봉식 튜브, 임의의 적절한 밀봉식 패키징 또는 컨테이너, 도 2에 도시된 컨디셔닝 시스템(220), 40갤런들이 믹서 등을 들 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질을 컨디셔닝하는 작업(102)은 예컨대 열전달 물질로부터 혼입 가스를 제거하기 위한 적어도 하나의 다른 적절한 작업을 포함할 수 있다.
바로 위에서 설명한 바와 같이, 열전달 물질 주위의 압력을 저감하는 단계는 적절한 작업(예컨대, 흡입 작업, 진공 작업, 여타의 밀봉 작업 등)을 이용하여 열전달 물질 주위의 컨디셔닝 시스템 내부로부터 가스(예컨대, 공기)를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 컨디셔닝 시스템 내의 열전달 물질 주위에 저압 환경(예컨대, 적정 진공)을 창출하는데, 즉 열전달 물질 주위의 압력이 컨디셔닝 시스템 외부의 주위 압력(예컨대, 주위 기압) 미만이 된다. 예컨대 결과적인 열전달 물질 주위의 압력은 완전 진공의 약 1.0%(약 29.5 절대 수은주 인치(inHg abs), 약 14.5 절대 제곱인치당 파운드(psia), 약 100 절대 킬로파스칼(kPa abs) 또는 약 750 Torr)와 완전 진공의 약 99.999%(약 0.0004 inHg abs, 약 0,0002 psia, 약 0.001 kPa abs 또는 약 0.01 Torr) 사이일 수 있다.
예로서, 포트가 컨디셔닝 시스템에 설치될 수 있으며 진공이 포트를 통해 생성되어 컨디셔닝 시스템 내부의 열전달 물질 주위에 저감된 압력을 직접 창출할 수 있다(예컨대, 가스를 제거할 수 있다). 진공은 바람직한 기간 동안 열전달 물질에 인가되어 컨디셔닝 시스템 내부에(그리고 열전달 물질 주위에) 바람직한 압력을 달성할 수 있다. 결과적인 압력(예컨대, 저감된 압력, 진공 등)은 진공의 인가에 뒤이어 열전달 물질 주위에 실질적으로 즉각 달성될 수 있다. 예로서, 적어도 약 381 Torr(적어도 약 15 inHg abs, 적어도 약 7.37 psia, 또는 적어도 약 50.8 kPa abs)의 진공이 컨디셔닝 시스템에 배치된 열전달 물질에 적어도 약 5분 동안 인가되어 바람직한 감압을 달성할 수 있다.
대안으로서, 열전달 물질 주위의 압력을 저감하는 단계는 열전달 물질 주위의 컨디셔닝 시스템의 체적을 대체로 일정하게 유지하면서 열전달 물질 주위의 컨디셔닝 시스템 내부의 가스 온도를 저감하거나, 아니면 열전달 물질 주위의 컨디셔닝 시스템 내부의 가스 온도를 대체로 일정하게 유지하면서 열전달 물질 주위의 컨디셔닝 시스템의 체적을 증가시키는 단계를 포함한다.
예로서 컨디셔닝 시스템 및 그 내부에 포함된 열전달 물질을 가열한 다음 폐쇄하여 열전달 물질 주위에 저압 환경을 창출할 수 있다. 보다 구체적으로 컨디셔닝 시스템의 컨테이너부와 그 내부에 포함된 열전달 물질을 임의의 바람직한 온도까지 가열한 후 뚜껑으로 여전히 뜨거운 컨테이너부를 폐쇄하여 내부의 열전달 물질을 밀봉할 수 있다. 열전달 물질이 냉각될 때 약한 진공/기밀성 밀봉이 컨테이너부와 뚜껑 간에 형성될 수 있다. 물론 뒤이어 뚜껑으로 컨디셔닝 시스템의 컨테이너부를 폐쇄하고 열전달 물질이 냉각되도록 함으로써 열전달 물질 주위에 약한 진공이 창출되도록 컨테이너부 및/또는 열전달 물질의 온도를 약간만 증가시킬 필요가 있을 수 있다. 그러나 컨테이너부 및/또는 열전달 물질은 바람직한 달성 대상 진공 수준에 따라 본 개시의 범위 내에서 임의의 바람직한 온도까지(예컨대, 컨디셔닝 시스템 및/또는 컨디셔닝 시스템 내부의 열전달 물질 주위의 기온보다 높은 임의의 온도(예컨대, 플라스틱 컨테이너부의 경우에는 약 80℃)까지) 가열될 수 있다. 또한, 컨테이너부 및/또는 열전달 물질은 바람직한 달성 대상 진공 수준에 따라 임의의 바람직한 기간 동안(예컨대, 약 30초 동안, 또는 약 24초 동안) 가열될 수 있다.
예시된 방법(100)의 작업(104)(주위 가스가 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 작업)은 컨디셔닝된 열전달 물질을 대체로 밀봉된 상태로 유지하는 단계를 일반적으로 포함한다. 이는 (예컨대, 패키징, 저장, 수송 등을 위해) 열전달 물질을 사용하거나 다른 컨테이너로 열전달 물질을 이송하는 것이 필요한 시점까지 컨디셔닝된 열전달 물질이 주위 가스에 노출되지 않도록 보호한다. 이어서 열전달 물질은 예컨대 사용, 저장, 최종 사용자로의 수송이 필요한 시점까지 필요에 따라 대체로 밀봉된 상태로 유지될 수 있다. 대체로 밀봉된 상태로 최종 사용자에게 수송되면, 최종 사용자는 열전달 물질을 개봉하여(열전달 물질을 주위 가스에 노출하여) 원하는 대로(예컨대, 바람직한 기간 내에) 열전달 물질을 설치할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명자는 컨디셔닝된 열전달 물질이 열전달 물질의 개봉 후 약 48시간 이내에 (사용 중 주기적인 온도 변화를 겪는) 열전달 시스템의 부품에 사용을 위해 설치될 경우 이런 열전달 물질의 컨디셔닝이 사용 중에 열전달 물질 내의 균열, 공극 등의 형성을 억제하는 데 도움을 줄 수 있다는 것을 (그리고 이로써 열전달 물질의 작동 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 것을) 뜻하지 않게 발견했다.
열전달 물질을 대체로 밀봉된 상태로 유지하는 단계는 컨디셔닝 작업(102)의 수행에 뒤이어 컨디셔닝 시스템 내부에(예컨대, 열전달 물질에 대한 컨디셔닝이 이루어진 컨디셔닝 시스템의 컨테이너부 내부에) 컨디셔닝된 열전달 물질을 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대 열전달 물질은 저감된 압력 하에서(예컨대, 지속적인 진공 하에서) 컨디셔닝 시스템에 유지될 수 있다. 아니면 진공이 지속되지 않는 대신, 열전달 물질 주위로부터 혼입 가스를 제거하기 위해 사용되는 컨디셔닝 시스템의 임의의 개방부(예컨대, 컨디셔닝 시스템의 컨테이너부의 임의의 개방부)가 적절한 작업에 의해 밀봉되어 주위 가스가 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 이어서 열전달 물질은 예컨대 사용, 저장, 최종 사용자로의 수송이 필요한 시점까지, 또는 (예컨대, 패키징 등을 위해) 다른 컨테이너로 열전달 물질을 이송하고자 하는 시점까지 원하는 대로 컨디셔닝 시스템에(예컨대, 컨디셔닝 시스템의 컨테이너부에) 유지될 수 있다.
대안으로서, 열전달 물질을 대체로 밀봉된 상태로 유지하는 단계는 컨디셔닝 시스템으로부터 밀봉(예컨대, 기밀 밀봉, 기밀 패키징)이 가능한 바람직한 컨테이너로 컨디셔닝된 열전달 물질을 (예컨대, 패키징 등을 위해) 이송하여 컨디셔닝된 열전달 물질과 주위 가스 간의 접촉을 억제하는 환경 하에 열전달 물질을 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 컨테이너의 예로는 본 개시의 범위 내에서 기밀 밀봉식 버킷(예컨대, 5갤런들이 버킷), 밀봉식 백(예컨대, 플라스틱 가열 밀봉 백), 적어도 하나의 분배 카트리지, 적어도 하나의 밀봉식 튜브, 임의의 적절한 밀봉식 패키징 또는 컨테이너 등을 들 수 있다. 열전달 물질은 예컨대 사용, 저장, 최종 사용자로의 수송이 필요한 시점까지 원하는 대로 밀봉된 컨테이너에 보유할 수 있다. 밀봉된 컨테이너에 담겨 최종 사용자에게 운송되면, 최종 사용자는 밀봉된 컨테이너를 개봉하여 원하는 대로 열전달 물질을 설치할 수 있다.
필요에 따라 그리고/또는 원하는 대로, 열전달 물질의 처리시 열전달 물질을 컨디셔닝하는 작업(102)과 주위 가스와 열전달 물질 간의 접촉을 억제하는 작업(104) 중 적어도 하나를 (적어도 1회 이상) 반복할 수 있다. 예컨대 컨디셔닝된 열전달 물질이 주위 가스에 노출되었으나 노출 후 48시간 이내에 사용되지 않은 경우에는, 작업(102)(그리고 경우에 따라서는 작업(104))이 열전달 물질의 사용 전에 반복되어 열전달 물질을 리컨디셔닝할 수 있고, 따라서 본 명세서 개괄적으로 개시된 작동 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 개시에 따라 열전달 물질을 컨디셔닝하도록 구성되는 예시적인 시스템(220)을 도시한다. 예컨대 예시된 시스템(220)은 방법(100) 및 그 작업(102, 104) 중 적어도 하나와 연계하여 사용될 수 있다. 특히 본 시스템(220)은 (예컨대, 단독으로, 또는 열전달 표면에 이미 설치된 상태로) 열전달 물질을 수납하여 열전달 물질을 컨디셔닝한(예컨대, 열전달 물질로부터 혼입 가스를 제거한) 다음 원하는 대로 저감된 압력 하에 열전달 물질을 유지하도록 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 예시된 시스템(220)은 컨테이너(222)와, 컨테이너(222)에 결합되는 제1 밸브 조립체(224) 및 제2 밸브 조립체(226)를 일반적으로 포함한다. 컨테이너(222)는 열전달 물질을 수납하도록 구성된다. 제1 밸브 조립체(224)와 제2 밸브 조립체(226)는 (예컨대, 컨테이너(222) 내부의 압력을 저감하고 컨테이너(222) 내부의 열전달 물질로부터 혼입 가스를 제거하기 위해) (진공원(미도시)과 협력하여) 컨테이너(222) 내외로의 가스 유동을 제어하도록 구성된다. 예컨대 밸브 조립체(224)는 시스템(220)의 기압을 조절하기 위해 작동한다. 밸브 조립체(226)는 라인(228)을 통해 컨테이너(222)로 유동하는 기압을 (계기 유닛(226a)을 통해) 모니터하고 컨테이너(222) 내부의 진공 수준을 (계기 유닛(226b)을 통해) 모니터하기 위해 작동한다.
컨테이너(222)는 열전달 물질을 내부에 유지하도록 구성되는 기부(230)와, 기부(230)를 폐쇄하도록 구성되는 뚜껑(232)을 포함한다. (뚜껑(232)이 배치되어 기부(230)를 폐쇄할 때) 개스킷(미도시)이 뚜껑(232)과 기부(230) 사이에 마련되어 컨테이너(222)에 열전달 물질을 밀봉하는 데 도움을 줄 수 있다. 뚜껑(232)은 적절한 작업에 의해(예컨대, 기계식 패스너 등을 사용하여) 기부(230)에 결합될 수 있고, 뚜껑(232)을 통해 컨테이너(222) 내의 열전달 물질을 볼 수 있도록 투명 및/또는 반투명 재료를 포함할 수 있다. 예시된 컨테이너(222)는 대체로 원통형인 형상을 포함하지만 본 개시의 범위 내에서 임의의 다른 적절한 형상(예컨대, 입방체, 구체 등)을 포함할 수 있다. 또한, 컨테이너(222)는 본 개시의 범위 내에서 임의의 바람직한 크기(예컨대, 5갤런들이)를 포함할 수 있고/있거나 임의의 적절한 재료(예컨대, 금속성 재료(예컨대, 강재, 알루미늄, 또는 이들의 조합 등), 플라스틱 재료, 또는 이들의 조합 등)로 형성될 수 있다.
예시된 시스템(220)의 작동시 열전달 물질은 기부(230)에 배치되고 뚜껑(232)은 컨테이너(222) 내에 열전달 물질을 실질적으로 밀봉하기 위해 기부(230)를 덮도록 배치된다. 이어서 제1 밸브 조립체(224)와 제2 밸브 조립체(226)가 작동되어 컨테이너(222) 내에 진공을 생성하고 컨테이너(222) 내의 열전달 물질 주위의 압력을 저감한다(예컨대, 열전달 물질로부터 혼입 가스를 제거한다). 예컨대 제1 밸브 조립체(224)와 제2 밸브 조립체(226)는 컨테이너(222) 내의 열전달 물질 주위의 압력을 저감하기 위해 적어도 약 5분 동안 적어도 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 진공을 컨테이너(222) 내에 생성하도록 작동될 수 있다. 진공의 인가에 뒤이어 컨디셔닝된 열전달 물질은 원하는 대로 컨테이너(222) 내에 유지될 수 있다. 아니면 열전달 물질은 본 명세서에 개시된 바와 같이 사용 또는 후속 패키징 등을 위해 컨테이너(222)로부터 제거될 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서는 열전달 물질로부터 혼입 가스를 제거하기 위해 약 381 Torr(약 15 inHg abs) 미만의 진공이 시스템 내에 생성될 수 있고/있거나 약 5분 미만의 시간 동안 진공이 생성될 수 있다.
본 개시의 몇몇 예시적인 실시형태에서는, 열전달 시스템의 열전달 표면 사이의 간극을 충전하는 용도에 적절한 열전달 물질이 제공된다. 이 경우 열전달 물질은 모재와, 모재 내부에 분산되는 열전도성 입자를 일반적으로 포함한다. 열전달 물질은 열전달 시스템의 열전달 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 사용되기 전 또는 주위 가스가 컨디션닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 환경 하에 저장되기 전 약 8시간 이내에 감압 처리를 받음으로써 (예컨대, 전기 부품에 열전달 물질을 설치하기 전이나 설치하는 도중이나 설치한 후에) 컨디셔닝된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 이는 열전달 표면 간에 열을 전달하는 열전달 물질의 작동 신뢰도를 향상시키는 데 도움을 준다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질에는 주위 기압보다 낮은 저감된 압력이 인가된다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질에는 약 0.01 Torr와 약 750 Torr 사이의 저감된 압력이 인가된다.
본 개시의 몇몇 예시적인 실시형태에서, 컨디셔닝된 열전달 물질은 예컨대 저장, 수송 등을 위해 (예컨대, 단독으로, 또는 열전달 표면에 이미 설치된 상태로) 바람직한 컨테이너 내부에 패키징된다. 컨테이너는 주위 가스가 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 환경 하에서 내부에 패키징된 열전달 물질과 함께 기밀 밀봉될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 기밀 밀봉된 컨테이너에 적재되거나 저장된다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 (예컨대, 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해) 사용하기 전 약 48시간 이하의 시간까지 주위 가스가 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 환경 하에 유지된다. 보다 자세하게는 열전달 물질은 사용하기 전 약 24 시간 이하의 시간까지, 보다 더 자세하게는 사용하기 전 약 12시간 이하의 시간까지, 한층 더 자세하게는 사용하기 전 약 8시간 이하의 시간까지 이런 환경 하에 유지될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 기밀 밀봉된 컨테이너로부터 제거될 수 있고, 차후 필요에 따라(예컨대, 열전달 물질이 주위 가스에 노출된 후 약 48시간 이내에 사용되지 않을 경우) 리컨디셔닝될 수 있다.
몇몇 예시적인 실시형태에서, 본 개시의 열전달 물질은 열전달 시스템의 열전달 표면 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 사용하는 동안 실질적으로 균열이 형성되지 않는다. 예컨대 열전달 물질은 적어도 약 10 순환 동안(예컨대, 10 순환, 20 순환, 40 순환, 50 순환, 1000 순환 동안) 약 -20℃와 약 160℃ 간의 열순환에 노출된 후에 실질적으로 균열이 형성되지 않을 수 있다. 또한, 예컨대 열전달 물질은 적어도 약 10 순환 동안(예컨대, 10 순환, 20 순환, 40 순환, 50 순환, 1000 순환 동안) 적어도 약 100℃의 온도 변화를 포함하는 열순환에 노출된 후 실질적으로 균열이 형성되지 않을 수 있다.
몇몇 예시적인 실시형태에서 본 개시의 열전달 물질은 열순환 분석에 노출되는 동안 실질적으로 균열이 형성되지 않는다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 적어도 약 100℃의 온도 변화를 포함하는 열순환에 노출되는 동안 실질적으로 균열이 형성되지 않는다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 본 개시의 열전달 물질은 약 -20℃ 내지 약 90℃의 열순환에 노출되는 동안 실질적으로 균열이 형성되지 않는다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 약 -20℃ 내지 약 120℃의 열순환에 노출되는 동안 실질적으로 균열이 형성되지 않는다. 이들 예시적인 실시형태 중 일부에서, 본 개시의 열전달 물질은 적어도 약 10 순환(예컨대, 10 순환, 20 순환, 40 순환, 50 순환, 1000 순환 등)을 수반하는 열순환에 노출되는 동안 실질적으로 균열이 형성되지 않는다.
일 예시적인 실시형태에서, 본 개시의 열전달 물질은 제1 기간에는 적어도 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위한 사용 중에 적어도 약 10 사이클 동안 약 -20℃와 약 160℃ 사이의 열순환에 노출되는 동안 실질적으로 균열이 형성되지 않는다. 그러나 제2 기간에는, 즉 적어도 약 8시간 동안 열전달 물질(예컨대, 동일한 열전달 물질이나 동일한 열전달 물질의 산적물 중에서 취한 샘플 등)이 주위 공기에 노출된 후에는 열전달 물질은 적어도 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위한 사용 중에 적어도 약 10 순환 동안 약 -20℃와 약 160℃ 사이의 열순환에 노출된 후에 균열을 나타낸다.
본 개시에 따라 사용하기에 적절한 열전달 물질의 예로는 열전도성 퍼티, 열전도성 그리스, 열전도성 간극 패드, (무기(예컨대, 금속 솔더) 재료와 대비되는) 유기(예컨대, 폴리머) 재료, (확산가능 페이스트 또는 리플로우 가능 솔더와 대비되는) 경화형 자체 지지식 또는 자립식 패드 또는 시트 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 광범위한 재료를 들 수 있다.
하기 실시예는 사실상 예시이다. 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 하기 실시예에 대한 변경이 가능하다.
본 실시예에서는 네 개의 열전도성 퍼티(실리콘 간극 충전재 제품) 샘플에서 혼입 가스의 존재를 평가하였다. 본 열전도성 퍼티는 미터켈빈당 약 3 와트(W/mK)의 열전도도와 세제곱 센티미터당 약 2.4 그램(g/cc)의 밀도를 가졌다.
제1 샘플은 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 열전도성 퍼티의 거대 구체를 포함했다. 투명한 유리 단지 내의 탈기(degassed) 액체 실리콘에 샘플을 침지하고 단지를 (샘플을 볼 수 있도록 투명한 창이 달린) 진공 챔버 내부에 배치하였다. 진공 챔버 내부에 점진적으로 증가하는 진공을 생성하여 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 최종 저감 압력을 챔버 내에 창출하였다(챔버 내에 약 -25 inHg의 계기 측정치를 생성하였다). 본 샘플을 이 저감된 압력에서 약 1시간 동안 챔버 내에 유지한 결과 다음의 사항이 관찰되었다. 기포가 약 254 Torr(약 10 inHg abs)의 저감된 압력에서 샘플의 표면에 형성되기 시작했고, 127 Torr(약 5 inHg abs)의 최종 저감 압력까지 기포의 양이 증가했다. 도 3은 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 챔버에 실현되었을 때의 제1 샘플(및 이로부터 출현하는 기포)을 도시한다. 이어서 균열이 샘플의 표면에 형성되기 시작했고 기포가 균열로부터 출현했다. 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 약 15분 경과 후 대략 50% 미만의 기포가 샘플로부터 출현했다. 그리고 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 약 1시간 경과 후 단지 소량의 기포만이 샘플로부터 출현하였는데, 이는 가스의 상당 부분이 샘플로부터 제거되었다는 것을 나타낸다.
제2 샘플은 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서(약 -25 inHg의 계기 측정치에서) (본 개시에 따른) 초기 진공 컨디셔닝 작업을 수행된 열전도성 퍼티의 거대 구체를 포함했다. 이어서 진공 컨디셔닝된 샘플을 (진공 컨디셔닝 작업에 곧바로 뒤이어) 투명한 유리 단지 내의 탈기 액체 실리콘에 침지하고, (샘플을 볼 수 있도록 투명한 창이 달린) 진공 챔버 내부에 단지를 배치하였다. 제1 샘플과 실질적으로 동일한 방식으로 진공 챔버에 진공을 생성하여 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 최종 저감 압력을 챔버 내에 창출하였다. 이어서 약 1시간 동안 이 저감된 압력에서 샘플을 유지하였다. 도 4는 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 챔버 내에 실현되었을 때의 제2 샘플을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이 제2 샘플은 제1 샘플(도 3)에 비해 표면에서 나오는 기포의 양이 대폭 저감된 것으로 드러났다. 구체적으로 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 챔버 내에 실현되었을 때 제2 샘플에 대해 관찰된 기포의 양은 약 1시간 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에 노출된 후 제1 샘플에 대해 관찰된 기포의 양과 거의 동일했다. 따라서 (제1 샘플과 비교하여) 제2 샘플과 관련된 기포의 수가 감소하였다는 것은 초기 진공 컨디셔닝 작업이 제2 샘플로부터 혼입 가스를 효과적으로 제거하였다는 것을 입증한다.
제3 샘플은 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 초기 진공 컨디셔닝 작업을 수행한 열전도성 퍼티의 거대 구체를 포함했다. 진공 컨디셔닝 작업에 뒤이어 샘플을 약 12시간 동안 주위 실험실 조건에 방치하였다. 이어서 샘플을 투명한 유리 단지 내의 탈기 액체 실리콘에 침지하고 (샘플을 볼 수 있도록 투명한 창이 달린) 진공 챔버 내부에 단지를 배치하였다. 제1 샘플과 실질적으로 동일한 방식으로 진공 챔버 내에 진공을 생성하여 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 최종 저감 압력을 챔버 내에 창출하였다. 이어서 샘플을 약 1시간 동안 이 저감된 압력에서 유지하였다. 도 5는 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 챔버 내에 실현되었을 때의 제3 샘플(및 이로부터 출현한 기포)을 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이 다량의 기포가 제1 샘플(도 3)과 유사한 방식으로 샘플로부터 출현하였는데, 이는 본 명세서에 설명된 바와 같이 샘플이 차후에 주위 공기에 노출되는 경우에는 초기 진공 컨디셔닝 작업에 의한 샘플 내의 혼입 가스의 제거가 가역적이라는 것을 시사한다.
제4 샘플은 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 초기 진공 컨디셔닝 작업을 수행한 열전도성 퍼티의 거대 구체를 포함했다. 진공 컨디셔닝 작업에 뒤이어 약 한 달 동안 (샘플이 주위 가스와 접촉하는 것을 억제하는 데 도움을 주기 위해) 가스가 제거된 밀봉 백에 샘플을 저장하였다. 이어서 투명한 유리 단지 내의 탈기 액체 실리콘에 샘플을 침지하고 (샘플을 볼 수 있도록 투명한 창이 달린) 진공 챔버 내부에 단지를 배치하였다. 제1 샘플과 실질적으로 동일한 방식으로 진공 챔버 내에 진공을 생성하여 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 최종 저감 압력을 챔버 내에 생성하였다. 이어서 샘플을 약 1시간 동안 이 저감된 압력에서 유지하였다. 도 6은 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력이 챔버 내에 실현되었을 때의 제4 샘플(및 이로부터 출현한 기포)을 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제4 샘플은 제1 샘플(도 3)과 제3 샘플(도 5)에 비해 표면에서 나오는 기포의 양이 현저히 저감된 것으로 드러났는데, 이는 저장 기간 중에 상당량의 가스가 샘플에 혼입되지 않았다는 것을 시사한다.
본 실시예에서는 두 개의 열전도성 퍼티(실리콘 열 간극 충전재 제품) 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 열전도성 퍼티는 약 3 W/mK의 열전도도와 약 1.5 g/cc의 밀도를 가졌다.
컨테이너에 제1 열전도성 퍼티 샘플을 배치하고 저감된 압력을 인가하였다. 특히 (제1 샘플이 진공 컨디셔닝되도록) 약 5분 동안 컨테이너와 열전도성 퍼티에 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 진공을 인가하여 컨테이너로부터 가스를 제거하였다(그리고 컨테이너 내의 샘플로부터 혼입 가스를 제거하였다). 제2 열전도성 퍼티 샘플에는 저감된 압력을 인가하지 않았다(따라서 진공 컨디셔닝되지 않았다). 이어서 곧바로 제1 샘플과 제2 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 한 쌍의 유리판 사이에 각각의 샘플을 배치하였고, 따라서 열순환 분석의 영향을 용이하게 관찰할 수 있었다. 각각의 샘플이 약 40 mil과 약 60 mil 사이(약 1 mm와 약 1.5 mm 사이)의 실질적으로 일정한 두께를 가지도록 각각의 쌍의 유리판을 이격자로 분리하였다. 그리고 해당 두께로 샘플을 유지하는 것을 돕기 위해 각각의 쌍의 유리판을 스프링 클립 클램프로 결합하였다. 이어서 약 42 순환(각각의 순환은 약 4시간의 지속 기간을 가짐) 동안 약 -20℃와 160℃의 온도 사이에서 샘플을 순환시키도록 프로그램된 순환 오븐에 각각의 샘플을 배치하였다. 도 7은 분석에 뒤이어 진공 컨디셔닝된 제1 샘플을 도시한다. 도 8은 분석에 뒤이어 컨디셔닝되지 않은 제2 샘플을 도시한다. 도 7과 도 8의 비교를 통해 알 수 있는 바와 같이, 진공 컨디셔닝된 제1 샘플(도 7)은 분석 후에 실질적으로 가시적인 균열을 포함하지 않았던 반면 컨디셔닝되지 않은 제2 샘플(도 8)은 상당한 가시적인 균열을 포함했다.
본 실시예에서는 두 개의 열전도성 퍼티(실리콘 열간극 충전재 제품) 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 열전도성 퍼티는 약 2 W/mk의 열전도도와 약 3.0 g/cc의 밀도를 가졌다.
컨테이너에 제1 열전도성 퍼티 샘플을 배치하고 저감된 압력을 인가하였다. 특히 (제1 샘플이 진공 컨디셔닝되도록) 약 5분 동안 컨테이너와 열전도성 퍼티에 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 진공을 인가하여 컨테이너로부터 가스를 제거하였다(그리고 컨테이너 내의 샘플로부터 혼입 가스를 제거하였다). 제2 열전도성 퍼티 샘플에는 저감된 압력을 인가하지 않았다(따라서 진공 컨디셔닝되지 않았다). 이어서 곧바로 제1 샘플과 제2 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 한 쌍의 유리판 사이에 각각의 샘플을 배치하였고, 따라서 열순환 분석의 영향을 용이하게 관찰할 수 있었다. 각각의 샘플이 약 40 mil과 약 60 mil 사이(약 1 mm와 약 1.5 mm 사이)의 실질적으로 일정한 두께를 가지도록 각각의 쌍의 유리판을 이격자로 분리하였다. 그리고 해당 두께로 샘플을 유지하는 것을 돕기 위해 각각의 쌍의 유리판을 스프링 클립 클램프로 결합하였다. 이어서 약 42 순환(각각의 순환은 약 4시간의 지속 기간을 가짐) 동안 약 -20℃와 160℃의 온도 사이에서 샘플을 순환시키도록 프로그램된 순환 오븐에 각각의 샘플을 배치하였다. 도 9는 분석에 뒤이어 진공 컨디셔닝된 제1 샘플을 도시한다. 도 10은 분석에 뒤이어 컨디셔닝되지 않은 제2 샘플을 도시한다. 도 9과 도 10의 비교를 통해 알 수 있는 바와 같이, 진공 컨디셔닝된 제1 샘플(도 9)은 분석 후에 실질적으로 가시적인 균열을 포함하지 않았던 반면, 컨디셔닝되지 않은 제2 샘플(도 10)은 상당한 가시적인 균열을 포함했다.
본 실시예에서는 두 개의 열전도성 퍼티(실리콘 열간극 충전재 제품) 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 본 열전도성 퍼티는 약 3 W/mk의 열전도도와 약 2.4 g/cc의 밀도를 가졌다.
컨테이너에 제1 열전도성 퍼티 샘플을 배치하고 저감된 압력을 인가하였다. 특히 (제1 샘플이 진공 컨디셔닝되도록) 약 5분 동안 컨테이너와 샘플에 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 진공을 인가하여 컨테이너로부터 가스를 제거하였다(그리고 컨테이너 내의 샘플로부터 혼입 가스를 제거하였다). 제2 열전도성 퍼티 샘플에는 저감된 압력을 인가하지 않았다(따라서 진공 컨디셔닝되지 않았다). 이어서 곧바로 제1 샘플과 제2 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 한 쌍의 유리판 사이에 각각의 샘플을 배치하였고, 따라서 열순환 분석의 영향을 용이하게 관찰할 수 있었다. 각각의 샘플이 약 40 mil과 약 60 mil 사이(약 1 mm와 약 1.5 mm 사이)의 실질적으로 일정한 두께를 가지도록 각각의 쌍의 유리판을 이격자로 분리하였다. 그리고 샘플을 해당 두께로 유지하는 것을 돕도록 각각의 쌍의 유리판을 스프링 클립 클램프로 결합하였다. 이어서 약 42 순환(각각의 사이클은 약 4시간의 지속 기간을 가짐) 동안 약 -20℃와 160℃ 사이의 온도에서 샘플을 순환시키도록 프로그램된 순환 오븐에 각각의 샘플을 배치하였다. 도 11은 분석에 뒤이어 진공 컨디셔닝된 제1 샘플을 도시한다. 도 12는 분석에 뒤이어 컨디셔닝되지 않은 제2 샘플을 도시한다. 도 11과 도 12의 비교를 통해 알 수 있는 바와 같이, 진공 컨디셔닝된 제1 샘플(도 11)은 분석 후에 실질적으로 가시적 균열을 포함하지 않았던 반면, 컨디셔닝되지 않은 제2 샘플(도 12)은 상당한 가시적 균열을 포함했다.
본 실시예에서는 두 개의 열전도성 그리스(약 3.8 W/mk의 열전도도와 약 2.6 g/cc의 밀도를 가지며 고성능 컴퓨터 처리 유닛 등에 사용하기에 적절한 실리콘계 열 그리스) 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 컨테이너에 제1 열전도성 그리스 샘플을 배치하고 저감된 압력을 인가하였다. 특히 (제1 샘플이 진공 컨디셔닝되도록) 약 5분 동안 컨테이너와 샘플에 약 381 Torr(약 15 inHg abs)의 진공을 인가하여 컨테이너로부터 가스를 제거하였다(그리고 컨테이너 내의 샘플로부터 혼입 가스를 제거하였다). 제2 열전도성 그리스 샘플에는 저감된 압력을 인가하지 않았다(따라서 진공 컨디셔닝되지 않았다). 이어서 곧바로 제1 샘플과 제2 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 한 쌍의 유리판 사이에 각각의 샘플을 배치하였고, 따라서 열순환 분석의 영향을 용이하게 관찰할 수 있었다. 각각의 샘플이 약 40 mil과 약 60 mil 사이(약 1 mm와 약 1.5 mm 사이)의 실질적으로 일정한 두께를 가지도록 각각의 쌍의 유리판을 이격자로 분리하였다. 그리고 샘플을 해당 두께로 유지하는 것을 돕도록 각각의 쌍의 유리판을 스프링 클립 클램프로 결합하였다. 이어서 약 42 순환(각각의 사이클은 약 4시간의 지속 기간을 가짐) 동안 약 -20℃와 160℃ 사이에서 샘플을 순환시키도록 프로그램된 순환 오븐에 각각의 샘플을 배치하였다. 도 13은 분석에 뒤이어 진공 컨디셔닝된 제1 샘플을 도시한다. 도 14는 분석에 뒤이어 컨디셔닝되지 않은 제2 샘플을 도시한다. 도 13과 도 14의 비교를 통해 알 수 있는 바와 같이, 진공 컨디셔닝된 제1 샘플(도 13)은 분석 후에 가시적인 균열을 거의 포함하지 않았던 반면, 컨디셔닝되지 않은 제2 샘플(도 14)은 상당한 가시적 균열을 포함했다.
본 실시예에서는 네 개의 열전도성 퍼티(실리콘 간극 충전재 제품) 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. 열전도성 퍼티는 약 3 W/mk의 열전도도와 약 2.4 g/cc의 밀도를 가졌다.
분석에 앞서 각각의 샘플을 다음과 같이 준비하였다. 제1 열전도성 퍼티 샘플을 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출하였다. 제2 열전도성 퍼티 샘플에는 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 초기 진공 컨디셔닝 작업을 수행하였다. 제3 열전도성 퍼티 샘플에는 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 초기 진공 컨디셔닝 작업을 수행한 다음 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출하였다. 제4 열전도성 퍼티 샘플에는 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 저감된 압력에서 초기 진공 컨디셔닝 작업을 수행한 다음 약 한 달 동안 (샘플과 주위 가스 간의 접촉 억제를 돕기 위해) 진공 상태의 밀봉된 컨테이너 내에 패키징하였다. 초기 진공 컨디셔닝 작업은 대상 샘플을 컨테이너에 배치한 후 약 15분 동안 약 127 Torr(약 5 inHg abs)의 진공을 컨테이너 내에 생성하는 단계를 포함했다.
샘플 준비에 뒤이어 곧바로 네 개의 샘플을 대상으로 열순환 분석을 실시하였다. (가로 세로 2.5 인치이고 약 0.25 인치의 두께를 갖는) 한 쌍의 대체로 정사각형인 유리판 사이에 각각의 샘플을 배치하였고, 따라서 열순환 분석의 영향을 용이하게 관찰할 수 있었다. 각각의 샘플이 약 40 mil과 약 60 mil 사이(약 1 mm와 약 1.5 mm 사이)의 실질적으로 일정한 두께를 가지도록 각각의 쌍의 유리판을 이격자로 분리하였다. 그리고 샘플을 해당 두께로 유지하는 것을 돕도록 각각의 쌍의 유리판을 스프링 클립 클램프로 결합하였다. 이어서 (각각의 순환이 약 4시간의 지속 기간을 갖고 분석이 약 7일 동안 계속되도록) 약 42 순환 동안 분당 약 1.5℃의 속도로 약 -20℃와 약 160℃ 사이에서 샘플을 순환시키도록 프로그램된 순환 오븐에 각각의 샘플을 배치하였다.
도 15는 분석 후의 제1 샘플을 도시하고 도 16은 분석 후의 제2 샘플을 도시하고 도 17은 분석 후의 제3 샘플을 도시하며 도 18은 분석 후의 제4 샘플을 도시한다. 도 15 내지 도 18의 비교를 통해 알 수 있는 바와 같이, 분석 전 약 24 시간 이내에 초기 진공 컨디셔닝 작업을 가한 제2 샘플과 제4 샘플(각각 도 16과 도 18)은 실질적으로 어떤 가시적인 균열도 나타내지 않았다. 그러나 분석 전에 약 24시간 동안 주위 실험실 조건에 노출된 제1 샘플과 제3 샘플(각각 도 15와 도 17)은 상당한 가시적인 균열을 나타냈다. 따라서 제1 샘플(도 15)은 (초기 진공 컨디셔닝 작업을 가하지 않을 때) 열순환이 열전도성 패티에 부정적인 영향을 미친다는 것을 보여준다. 제2 샘플(도 16)은 열전도성 패티에 대해 수행된 진공 컨디셔닝 작업의 혜택(예컨대, 실질적으로 저감된 표면 균열 등)을 보여준다. 제3 샘플(도 17)은 열전도성 패티에 대해 수행된 진공 컨디셔닝 작업의 혜택이 시간이 지나면서 사라질 수 있고, 따라서 차후 열순환을 수반하는 적용례에 열전도성 패티를 사용할 경우 바람직하지 않은 균열 형성을 초래할 수 있다는 것을 보여준다. 제4 샘플(도 18)은 열전도성 패티에 대해 수행된 진공 컨디셔닝 작업의 혜택이 주위 가스에 노출되지 않도록 진공 상태의 밀봉된 컨테이너에 진공 컨디셔닝된 열전도성 패티를 패키징함으로써 시간이 지나도 유지될 수 있다는 것을 보여준다.
따라서 본 개시는 저감된 압력, 예컨대 저감된 기압 하에서 컨디셔닝된 열전달 물질 및 열전달 물질의 컨디셔닝 방법에 관한 것이다. 열전달 물질의 컨디셔닝은 열전달 물질의 패키징 전에, 또는 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치하기 전이나 설치하는 동안이나 설치한 후에, 또는 열전달 시스템의 열전달 표면 사이에 열을 전달하기 위해 열전달 물질을 사용하기 전이나 사용하는 동안에 수행될 수 있다.
(예컨대, 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해) 열전달 시스템에 사용될 때 열전달 물질의 신뢰성, 작동성, 열순환 중의 내균열성을 향상시키고, 이로써 사용 중에, 특히 열전달 물질이 사용 중에 주기적인 온도 변화를 겪을 때 열전달 시스템의 신뢰성, 작동성 등을 향상시키기 위한 열전달 물질 처리 시스템 및 방법의 예시적인 실시형태가 본 명세서에 개시되어 있다. 또한, 컨디셔닝되고/되거나 저감된 압력이 인가되는 열전달 물질을 포함하여, 본 개시에 따라 처리된 열전달 물질의 예시적인 실시형태가 개시되어 있다. 이런 실시형태에서, 열전달 물질의 컨디셔닝은 열전달 시스템의 열전달 표면 사이에 열전달 물질을 설치하기 전이나 설치하는 동안이나 설치한 후에, 또는 심지어는 열전달 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 열전달 물질을 사용하기 전이나 사용하는 동안에도 수행될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, (예컨대, 열전달 시스템과 분리되거나 열전달 시스템에 설치된) 컨디셔닝된 열전달 물질은 컨디셔닝된 열전달 물질이 주위 가스와 접촉하는 것을 억제하는 환경 하에서 (예컨대, 단독으로, 또는 이들이 설치되는 열전달 시스템과 조합된 상태로) 추가로 패키징 및/또는 저장될 수 있다.
본 개시의 추가적인 실시형태는 일반적으로 (예컨대, 열전달 시스템의) 표면 사이의 간극을 충전하고/하거나 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용하기에 적절한 열전달 물질에 관한 것이다. 일 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 일반적으로 모재와, 모재 내부에 분산되는 열전도성 입자를 포함한다. 열전달 물질은 제1 기간에는 적어도 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위한 사용 중에 적어도 약 10 순환 동안 약 -20℃와 약 160℃ 사이의 열순환에 노출된 후 열전달 물질에 실질적으로 균열이 형성되지 않도록 구성된다. 제2 기간에, 즉 적어도 약 8시간 동안 주위 공기에 노출된 후에 열전달 물질은 적어도 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위한 사용 중에 적어도 약 10 순환 동안 약 -20℃와 약 160℃ 사이의 열순환에 노출된 후에 균열을 나타낸다.
다른 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 일반적으로 모재와, 모재 내부에 분산되는 열전도성 입자를 포함한다. 열전달 물질은 저감된 압력 하에서 컨디셔닝되며, 컨디셔닝된 열전달 물질은 열전달 물질의 컨디셔닝 후 약 48시간 이내에 주위 가스가 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 컨테이너에 배치되거나 열전달 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용된다. 이 예시적인 실시형태에서, 열전달 물질은 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치하기 전이나 설치하는 동안이나 설치한 후에 컨디셔닝될 수 있다. 아니면 열전달 물질은 열전달 시스템의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용하기 전이나 사용하는 동안에 언제라도 컨디셔닝될 수 있다.
본 개시의 예시적인 실시형태는 일반적으로 적어도 두 개의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용될 때 열전달 물질의 작동 신뢰도를 향상시키도록 열전달 물질을 처리하는 방법에 관한 것이다. 일 예시적인 실시형태에서 방법은 일반적으로 열전달 물질이 적어도 약 10 순환 동안 적어도 약 100℃의 온도 변화를 포함하는 열순환에 노출된 후에 실질적으로 균열이 형성되지 않도록 저감된 압력 하에서 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계를 포함한다.
본 개시의 예시적인 실시형태는 열전달 물질의 산적물을 컨디셔닝하기 위해 사용될 수 있다. 이런 산적물은 임의의 바람직한 체적의 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예는 본 개시를 완전하게 하고 기술분야의 당업자에게 본 개시의 범위를 완전히 전달하도록 제공된다. 본 개시의 실시예를 철저히 이해할 수 있도록 특정 구성요소, 장치 및 방법과 같은 다수의 특정 세부사항이 개진된다. 기술분야의 당업자라면 특정한 세부사항은 사용될 필요가 없으며, 예시적인 실시예는 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 세부사항 및 실시예는 개시의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 분명히 알 것이다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 널리 공지된 공정, 널리 공지된 장치 구조 및 널리 공지된 기술은 상세히 설명되지 않는다. 또한, 본 명세서에 개시된 예시적인 실시예가 위에서 언급한 장점 및 개선 사항의 전부 제공하거나 전혀 제공하지 못하더라도 여전히 본 개시의 범위에 속하는 것처럼, 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 의해 달성할 수 있는 장점 및 개선 사항은 단지 예시의 목적으로만 제시되며 본 개시의 범위를 제한하지 않는다.
본 명세서에 사용되는 용어는 오직 특정한 예시적인 실시예만을 설명하기 위한 것으로 제한적인 의도는 없다. 본 명세서에 사용되는 단수 형태(a, an, the)는 문맥에서 다른 의미임이 뚜렷이 드러나지 않는 한 복수 형태 역시 포함하도록 의도되어 있다. 용어 "포함하다", "포함하는", "내포하는", "구비하는"은 포괄적인 의미이며, 따라서 언급된 특징부, 정수, 단계, 작업, 요소 및/또는 부품의 존재를 명시하지만 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 단계, 작업, 요소, 부품 및/또는 이들의 조합의 존재를 배제하지는 않는다. 본 명세서에서 설명되는 방법의 단계, 과정, 및 작업은 수행 순서임이 구체적으로 확인되지 않는 한, 반드시 검토되거나 예시된 특정한 순서로 수행되어야 하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 당연히 추가적 또는 대안적 단계가 채택될 수도 있다.
어떤 요소나 층이 다른 요소나 층에 "접촉", "체결" "연결", "결합"되는 것으로 언급되는 경우, 그것은 다른 요소나 층에 직접적으로 접촉, 체결, 연결, 결합될 수 있거나, 개재 요소나 층이 존재할 수도 있다. 이에 반해, 어떤 요소가 다른 요소나 층에 "직접적으로 접촉", "직접적으로 체결", "직접적으로 연결", "직접적으로 결합"되는 것으로 언급되는 경우에는 개재 요소나 층이 존재할 수 없다. 요소 간의 관계를 설명하기 위해 사용되는 다른 용어도 비슷한 방식으로(예컨대, "그 사이에" 대 "직접적으로 그 사이에", "인접하는" 대 "바로 인접하는" 등으로) 해석되어야 한다. 본 명세서에 사용되는 것으로, 용어 "및/또는"은 관련 열거 항목 중 하나 이상의 임의의 조합 또는 그 전부의 조합을 포함한다. 용어 "약"은 값에 사용될 때는 해당 계산 또한 측정이 (정확한 값의 근사치, 즉 해당 값에 대략 또는 상당히 가깝거나 거의 동일한 값이더라도) 어느 정도는 약간 부정확한 값을 허용한다는 것을 의미한다. 그렇지 않고 만약 어떤 이유로 "약"에 의해 제공되는 부정확성이 이 보통의 의미로 기술분야에서 이해되지 않는다면, 본 명세서에 사용되는 "약"은 보통의 측정 방법이나 이런 매개변수의 사용 방법에서 기인할 수 있는 최소한의 편차를 가리킨다. 예컨대 용어 "일반적으로", "약" 및 "실질적으로"는 제조 공차 이내를 의미하는 것으로 본 명세서에 사용될 수 있다.
용어 제1, 제2, 제3 등이 다양한 요소, 부품, 구역, 층 및/또는 부분을 설명하기 위해 본 명세서에 사용될 수 있긴 하지만, 이들 요소, 부품, 구역, 층 및/또는 부분은 이들 용어에 의해 제한되어서는 안 된다. 이들 용어는 어떤 요소, 부품, 구역, 층 또는 부분을 다른 구역, 층 또는 부분과 구분하기 위한 목적으로만 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 "제1" "제2" 및 기타 숫자와 관련된 용어는 문맥에 의해 명확히 드러나지 않는 한, 절차 또는 순서를 의미하지는 않는다. 따라서 이하 검토되는 제1 요소, 부품, 구역, 층 또는 부분은 예시적인 실시예에 대한 설시의 범위를 벗어나지 않고 제2 요소, 부품, 구역, 층 또는 부분으로 지칭될 수 있다.
"내측", "외측", "밑에", "아래에", "하부", "위에", "상부" 등과 같은 공간적 상대어가 도면에 도시된 바와 같은 한 요소 또는 특징부의 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 관계를 쉽게 설명하기 위해 본 명세서에 사용될 수 있다. 공간적 상대어는 도면에 묘사된 배향에 추가하여, 사용 또는 작동 중인 장치의 각기 다른 배향을 포괄하도록 의도될 수 있다. 예컨대 도면의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소나 특징부의 "아래에" 또는 "밑에" 있는 것으로 설명되는 요소가 다른 요소나 특징부의 "위에" 배향될 것이다. 따라서 예시적인 용어 "밑에"는 위아래의 배향을 둘 다 포함할 수 있다. 장치는 다른 방식으로(90도 회전되거나 다른 배향으로) 배향될 수 있으며, 본 명세서에 사용되는 공간적 상대어는 이에 맞춰 해석될 수 있다.
또한 특정한 값(예컨대, 압력, 시간, 치수 등)에 대한 본 명세서의 개시는 예컨대 처리되는 특정한 열전달 물질 및 여타의 요인에 따라서는 다른 예시적인 실시예에 유용할 수 있는 다른 값을 배제하지 않는다. 주어진 매개변수에 대한 특정한 값과 특정한 값(예컨대, 시간, 압력, 치수 등)의 범위에 대한 본 명세서의 개시는 본 명세서에 개시된 예 중 하나 이상에 유용할 수 있는 다른 값과 값의 범위를 배제하지 않는다. 또한, 본 명세서에 제시된 특정 매개변수에 대한 어떤 두 개의 특정 값은 주어진 매개변수에 적절할 수 있는 값의 범위의 종점을 정할 수 있도록 되어 있다. 주어진 매개변수에 대한 제1 값과 제2 값의 개시는 제1 값과 제2 값 사이의 어떤 값도 주어진 매개변수를 위해 채택될 수 있음을 개시하는 것으로 해석될 수 있다. 마찬가지로 매개변수에 대한 두 가지 이상의 값의 범위에 대한 개시는 (이런 범위가 포개지는지, 중첩되는지, 뚜렷이 구분되는지와는 상관없이) 개시된 범위의 종점을 사용하여 주장될 수 있는 일체의 가능한 값의 범위의 조합을 포괄하도록 되어 있다.
실시예에 대한 앞의 설명은 예시와 설명의 목적으로 제공되었다. 그것은 모든 것을 빠짐없이 망라하거나 본 발명을 제한하도록 의도되지 않았다. 특정 실시예의 개개의 요소나 특징부는 대체로 특정 실시예에 국한되지 않으며, 명시적으로 도시되고 설명되어 있지 않더라도 해당되는 경우 서로 교환 가능하며 선택된 실시예에 사용될 수 있다. 또한, 이들은 다양한 방식으로 변형될 수도 있다. 이런 변형은 본 발명을 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되며, 이런 변경은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도되어 있다.
Claims (22)
- 두 개의 표면 간에 열을 전달하기 위해 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하는 데 사용하기 위한 열전달 물질로서,
모재와,
상기 모재 내부에 분산되는 열전도성 입자를 포함하되,
상기 열전달 물질은 컨디셔닝되거나 저감된 압력이 인가되며, 이로써 열전달 물질의 작동 신뢰도 또는 열순환 중의 내균열성이 향상되고,
상기 열전달 물질은 저감된 압력 하에서 컨디셔닝되며, 상기 열전달 물질의 컨디셔닝 후 48시간 이내에 상기 컨디셔닝된 열전달 물질은 주위 가스가 상기 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 컨테이너 내에 배치되는 열전달 물질. - 제1항에 있어서, 제1 기간에, 상기 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위한 사용 중에 10 순환 이상 동안 -20℃의 온도와 160℃의 온도 사이의 열순환에 노출된 후에 실질적으로 균열이 형성되지 않고,
제2 기간에, 8시간 이상 동안 주위 공기에 노출된 후에, 상기 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위한 사용 중에 10 순환 이상 동안 -20℃의 온도와 160℃의 온도 사이의 열순환에 노출된 후에 균열을 나타내는 열전달 물질. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 주위 기압 미만의 저감된 압력 하에서 컨디셔닝되거나,
0.01 Torr와 750 Torr 사이의 저감된 압력 하에서 컨디셔닝되는 열전달 물질. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 두 개의 표면 간에 열을 전달하도록 상기 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 사용 전에 저감된 압력 하에서 컨디셔닝되거나,
상기 두 개의 표면 간에 열을 전달하도록 상기 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 사용하는 동안에 저감된 압력 하에서 컨디셔닝되거나,
상기 두 개의 표면 간에 열을 전달하도록 상기 두 개의 표면 사이의 간극을 충전하기 위해 배치하기 전이나 배치하는 동안이나 배치한 후에 저감된 압력 하에서 컨디셔닝되는 열전달 물질. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 열전도성 퍼티, 열전도성 그리스 또는 열전도성 간극 패드인 열전달 물질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열전달 물질의 컨디셔닝 후 48시간 이내에 상기 컨디셔닝된 열전달 물질은 열전달 시스템의 두 개의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용되는 열전달 물질.
- 제6항에 있어서, 상기 열전달 물질의 컨디셔닝 후 12시간 이내에, 상기 컨디셔닝된 열전달 물질은 주위 가스가 상기 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 컨테이너 내에 배치되거나 열전달 시스템의 두 개의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용되는 열전달 물질.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 컨테이너 내에 배치되어 있는 동안에 저감된 압력 하에서 컨디셔닝되는 열전달 물질.
- 두 개의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 사용될 때 열전달 물질의 작동 신뢰도를 향상시키기 위한 열전달 물질의 처리 방법으로서,
상기 열전달 물질에 저감된 압력을 인가함으로써 상기 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계; 및
상기 열전달 물질의 컨디셔닝 후 48시간 이내에 주위 가스가 상기 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 단계를 포함하는 열전달 물질의 처리 방법. - 제10항에 있어서, 상기 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계는 열전달 물질의 작동 신뢰도 또는 열순환 중의 내균열성을 향상시키는 열전달 물질의 처리 방법.
- 제10 또는 제11항에 있어서, 상기 열전달 물질은 10 순환 이상 동안 100℃ 이상의 온도 변화를 포함하는 열순환에 노출된 후 실질적으로 균열이 형성되지 않거나,
상기 열전달 물질은 상기 두 개의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위한 열전달 물질의 사용 중에 10 순환 이상 동안 100℃ 이상의 온도 변화를 포함하는 열순환에 노출된 후 실질적으로 균열이 형성되지 않는 열전달 물질의 처리 방법. - 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계는,
열전달 물질 주위의 압력을 저감하기 위해 127 Torr 이상의 진공을 열전달 물질에 인가하는 단계, 또는
5분 이상 동안 127 Torr 이상의 진공을 열전달 물질에 인가하는 단계, 또는
주위 기압 미만의 압력까지 열전달 물질 주위의 압력을 저감하는 단계, 또는
0.01 Torr와 750 Torr 사이까지 열전달 물질 주위의 압력을 저감하는 단계를 포함하는 열전달 물질의 처리 방법. - 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 주위 가스가 상기 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 단계는, 상기 열전달 물질의 컨디셔닝 후 12시간 이내에 주위 가스가 상기 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 열전달 물질의 처리 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 주위 가스가 상기 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 단계는 컨테이너 내에 상기 컨디셔닝된 열전달 물질을 밀봉하는 단계를 포함하는 열전달 물질의 처리 방법.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 주위 가스가 상기 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하는 단계는, 주위 가스가 상기 컨디셔닝된 열전달 물질과 접촉하는 것을 억제하도록 구성되는 컨테이너 내에 상기 컨디셔닝된 열전달 물질을 패키징하는 단계를 포함하는 열전달 물질의 처리 방법.
- 제16항에 있어서, 최종 사용자에게 컨테이너 내의 열전달 물질을 운송하는 단계를 추가로 포함하는 열전달 물질의 처리 방법.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 열전달 물질의 컨디셔닝 후 48시간 이내에 열전달 시스템의 두 개의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 상기 컨디셔닝된 열전달 물질을 사용하는 단계, 또는
열전달 물질의 컨디셔닝 후 12시간 이내에 열전달 시스템의 두 개의 열전달 표면 간에 열을 전달하기 위해 상기 컨디셔닝된 열전달 물질을 사용하는 단계를 추가로 포함하는 열전달 물질의 처리 방법. - 제10항 또는 제11항에 있어서, 열전달 물질에 저감된 압력을 인가함으로써 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계는 열전달 물질로부터 혼입 가스를 제거하는 단계를 포함하는 열전달 물질의 처리 방법.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치하는 단계를 추가로 포함하되,
상기 열전달 물질에 저감된 압력을 인가함으로써 상기 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계는,
상기 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치하기 전에 상기 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계, 또는
상기 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치하는 동안에 상기 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계, 또는
상기 열전달 시스템에 열전달 물질을 설치한 후에 상기 열전달 물질을 컨디셔닝하는 단계를 포함하는 열전달 물질의 처리 방법. - 제10항 또는 제11항에 따른 방법에 의해 처리되는 열전달 물질.
- 삭제
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