KR101534232B1 - Heat sink having high radiation ceramic coating layer, method of manufacturing the same and metal PCB - Google Patents
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Abstract
고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크, 이의 제조방법 및 히트싱크 일체형 메탈-피씨비(인쇄회로기판)에 관한 기술로서, 상기 히트싱크는 열원의 온도 방출시키기 위해 상기 열원 상에 구비되고, 0.1 내지 5mm의 두께로 슬림화된 금속으로 이루어진 열 방출부재 및 열 방출부재 상에 코팅되어 형성되며, 상기 열 방출부재와의 접합성을 향상시키기 위한 고 내열성의 변성 실리콘수지, 열 방사성이 높은 무기물 필러 및 금속 필러를 포함하는 고 방사 유,무기 복합 코팅박막을 포함한다. 상술한 구성을 갖는 히트싱크는 향후 시장성이 높은 LED 조명시장에서 고방열의 히트싱크 또는 이를 활용한 메탈 PCB로 적용되어 방열효과를 높일 수 있다.TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat sink having a highly heat radiating oil / inorganic composite coating thin film formed thereon, a method of manufacturing the same, and a heat sink integrated metal PCB (printed circuit board), the heat sink being provided on the heat source , A heat-radiating member made of a metal thinned to a thickness of 0.1 to 5 mm, and a coating layer formed on the heat-radiating member, the high-heat-resistance modified silicone resin for improving bonding with the heat- And a metal filler. The heat sink having the above-described configuration can be applied to a highly heat-dissipating heat sink or a metal PCB using the heat sink in a marketable LED lighting market in the future to enhance the heat radiation effect.
유,무기물 , 히트싱크, 피씨비(인쇄회로기판) Oil, minerals, heat sink, PCB (printed circuit board)
Description
본 발명은 히트싱크, 히트싱크 제조방법 및 히트싱크 일체형 메탈-피씨비(PCB)에 관한 것으로서 보다 상세하게는 고방열 방사의 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크, 히트싱크 제조방법 및 히트싱크 일체형 메탈-피씨비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat sink, a method of manufacturing a heat sink, and a metal-PCB with a heat sink, and more particularly to a heat sink, Metal-to-metal ratio.
최근 전자기기의 경량화, 슬림(Slim)화, 소형화 및 고속화를 위한 고집적화로 인하여 단위 체적당 발열량이 증가하면서 열 부하로 인해 CPU의 경우에는 오작동이나 작동중지, 속도저하 등의 문제가 있고, PDP의 등과 같은 디플레이(Display) 제품의 경우에는 화면 아지랑이 현상이나 해상도 저하, 명암비 저하 등과 같은 문제가 있으며, 노트북의 경우에는 폭발사고가 일어나는 등의 문제가 있으므로 열 방출에 대한 해결 필요성이 매우 증대되고 있는 실정이다.In recent years, heat generation per unit volume has been increased due to the high integration of electronic devices in weight reduction, slimness, miniaturization, and high-speed operation. In the case of CPU, there is a problem such as malfunction, There is a problem such as a screen haze phenomenon, a deterioration in resolution, a decrease in contrast ratio, etc. In the case of a notebook computer, there is a problem such as an explosion accident, It is true.
일반적인 방열 방식은 열원(발열소자)과 히트싱크와 같은 방열체 사이에 열계면 재료(Thermal Interface Material)인 열전도성 그리스, 열전도성 아크릴폼 테 이프, 실리콘방열패드, 그라파이트, PCM, 히트파이프(Heat pipe) 등이 내재되는 방식이 있다.Typical heat dissipation methods include a thermal interface material such as a thermally conductive grease, a thermally conductive acrylic foam tape, a silicone heat sink pad, a graphite, a PCM, a heat pipe (Heat (Heat) pipe and so on.
상기한 바와 같은 열 계면재료는 열원과 히트싱크 사이의 열전달 역할만 할 뿐 방열 즉, 열의 방출은 실질적으로 히트싱크가 하기 때문에 우수한 방열 시스템의 구축을 위해서는 히트싱크의 체적을 늘리는 형태인 핀형이 주종을 이루고 있다. 그러나 핀형 히트싱크의 경우 체적 및 무게의 증가로 인하여 원가상승의 경제적인 문제가 있을뿐더러 좁은 공간에는 사용할 수 없는 등의 기술적인 한계가 있었다.Since the thermal interface material serves only as a heat transfer between the heat source and the heat sink, the heat dissipation is substantially a heat sink. Therefore, in order to construct an excellent heat dissipation system, the pin type, which is a form of increasing the volume of the heat sink, . However, in the case of the pin-type heat sink, there is a technical problem of cost increase due to an increase in volume and weight, and a technical limitation in that it can not be used in a narrow space.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고 집적화된 전기, 전자제품의 미세공간에 적용될 수 있도록 미세 또는 슬림한 상태를 가짐에도 불구하고 발열체의 열 방출을 극대화시킬 수 있는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크를 제공하는데 있습니다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a high- Oil, and inorganic composite coatings.
또한, 본 발명의 다른 목적은 미세 또는 슬림한 상태를 가짐에도 불구하고 발열체의 열 방출을 극대화시킬 수 있는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크를 제조하는데 있습니다. Another object of the present invention is to manufacture a heat sink having a highly heat-radiating radiant oil and inorganic composite coating film which can maximize the heat dissipation of a heating element despite having a fine or slim condition.
또한, 본 발명은 또 다른 목적은 고가의 열전도성 절연 수지가 적용되지 않는 고방열 방사 유,무기물 복합 코팅박막이 형성된 회로 패턴이 형성됨으로 인해 완성되는 히트싱크 일체형 메탈-피씨비를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a heat sink integrated metal-PCB, which is completed by forming a circuit pattern in which a thin film of high heat radiation oil and inorganic composite coating is formed, to which an expensive thermally conductive insulating resin is not applied.
상술한 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일 실시예에 따른 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크는 열원의 온도 방출시키기 위해 상기 열원 상에 구비되고, 0.1 내지 5mm의 두께로 슬림화된 금속으로 이루어진 열 방출부재를 포함한다. 또한, 상기 열 방출부재 상에 코팅되어 형성되며, 상기 열 방출부재와의 접합성을 향상시키기 위한 고 내열성의 변성 실리콘수지, 열 방사성이 높은 무기 필러 및 금속 필러를 포함하는 고 방사 유,무기 복합 코팅박막을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat sink having a highly heat-radiating radiant oil / inorganic composite coating formed thereon, the heat sink having a thickness of 0.1 to 5 mm And a heat releasing member made of a slim metal. In addition, a high radiation-oil-inorganic composite coating formed on the heat-releasing member and including a high heat-resistant modified silicone resin, an inorganic filler having high heat radiation property, and a metal filler for improving bonding with the heat- Thin film.
일 예로서, 상기 고 방사 유,무기 복합 코팅박막은 0.03 내지 0.06mm의 두께 를 갖고, 열 방출부재가 단독으로 적용되었을 때보다 상기 열원의 온도를 5 내지 8℃까지 감소시킬 수 있다. As an example, the high spinneretics / inorganic composite coating film may have a thickness of 0.03 to 0.06 mm, and the temperature of the heat source may be reduced to 5 to 8 ° C when the heat emitting member is applied alone.
일 예로서, 상기 무기물 필러는 블랙 세라믹계 무기물, 0.75∼25㎛의 파장(열 에너지)을 방출시키는 고 방사 무기물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.In one example, the inorganic filler may include a black ceramic-based inorganic material, a high-spinning inorganic material that emits a wavelength (thermal energy) of 0.75 to 25 m, or a mixture thereof.
일 예로서, 상기 블랙 세리믹계 무기물은 B2O3, BaO, ZnO, TiO, CuO, NiO, MnO2, Cr2O3, Fe2O3등을 포함할 수 있다. 이들은 둘 이상을 혼합하여 사용될 수 있다. For example, the black ceramic inorganic material may include B2O3, BaO, ZnO, TiO, CuO, NiO, MnO2, Cr2O3, Fe2O3, and the like. These may be used in combination of two or more.
일 예로서, 상기 금속필러는 알루미나, 실리카, 티타늄, 철 및 은 등의 금속을 포함할 수 있다. 이들은 둘 이상의 금속을 포함할 수 있다. As an example, the metal filler may include metals such as alumina, silica, titanium, iron and silver. These may include two or more metals.
일 예로서, 상기 고 방사 유,무기 복합 코팅박막은 200 내지 300℃의 고 내열성을 갖는 변성 실리콘수지와 블랙 세리믹계 무기물을 포함하는 고 방사 무기물 필러 및 실리카, 티타늄, 철 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 둘 이상의 금속을 포함하는 금속 필러가 혼합된 고방열 방사 유,무기복합 코팅제를 열 방출부재의 표면에 코팅 경화시켜 형성될 수 있다. As an example, the high spinning oil / inorganic composite coating film may be formed of a high radial inorganic filler including a modified silicone resin having high heat resistance at 200 to 300 ° C and a black ceramic inorganic material, and a layer made of silica, titanium, An inorganic composite coating agent in which a metal filler containing two or more selected metals are mixed is coated and cured on the surface of the heat releasing member.
일 예로서, 상기 히트 싱크는 열전도성 아크릴폼 테이프, 실리콘방열 패드, 그라파이트, 열전도성 열계면 재료(Thermal Interface Material) 또는 열전도성 양면 테이프를 더 포함할 수 있다. As an example, the heat sink may further comprise a thermally conductive acrylic foam tape, a silicone heat sink pad, graphite, a thermally conductive thermal interface material, or a thermally conductive double sided tape.
상술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일 실시예에 따른 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크를 제조하기 위해서 열원의 온도 방출시키기 위한 0.1 내지 5mm의 두께로 슬림화된 금속으로 이루어진 열 방출부재를 형성한다. 이어서, 상기 열 방출부재의 적어도 한 표면을 샌드 브라스팅(Sand Brasting) 표면 처리한다. 이어서, 상기 표면 처리된 열 방출부재의 표면에 200 내지 300℃의 고 내열성을 갖는 변성 실리콘수지와 열 방사성이 높은 블랙 세리믹계 무기물을 포함하는 고 방사 무기물 필러와 실리카, 티타늄, 철 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 둘 이상의 금속을 포함하는 금속 필러가 혼합된 고방열 방사 복합 코팅제를 코팅한다. 이어서, 상기 열 방출 부재에 코팅된 고방열 방사 복합 코팅제를 건조시켜 0.03 내지 0.06mm의 두께를 갖는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막을 형성한다. 그 결과 고 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크가 제조될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a heat sink having a highly heat-radiating radiation-oil and inorganic composite coating formed thereon. The heat sink is made of a slim metal having a thickness of 0.1 to 5 mm Thereby forming a heat releasing member. Subsequently, at least one surface of the heat releasing member is subjected to a Sand Brasting surface treatment. Then, a surface of the heat-dissipating member, which is surface-treated, is coated with a high-spinnability inorganic filler including a modified silicone resin having high heat resistance at 200 to 300 ° C and a black ceramics inorganic substance having high heat radiation property, and silica, titanium, iron and silver And a metal filler containing at least two metals selected from the group consisting of a metal and a metal. Then, the high heat radiation composite coating agent coated on the heat releasing member is dried to form a highly heat radiating oil / inorganic composite coating film having a thickness of 0.03 to 0.06 mm. As a result, a heat sink in which a high radial-oil / inorganic composite coating film is formed can be manufactured.
상술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일 실시예에 따른 히트싱크 일체형 메탈-피씨비는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크 및 상기 히트싱크의 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막에 부착된 금속회로 패턴 또는 회로 패턴 형성용 금속박막을 포함한다. 상기 히트 싱크는 0.1 내지 5mm의 두께로 슬림화된 금속으로 이루어진 열 방출부재 및 상기 열 방출부재 상에 코팅되어 형성되며, 상기 열 방출부재와의 접합성을 향상시키기 위한 고 내열성의 변성 실리콘수지, 열 방사성이 높은 무기물 필러 및 금속 필러를 포함하는 고 방사 유,무기 복합 코팅박막을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a metal-PCB integrated type heat sink according to an embodiment of the present invention includes a heat sink having a high heat radiation oil and inorganic composite coating film formed thereon, And a metal thin film for forming a circuit pattern. The heat sink may include a heat dissipation member made of a slim metal having a thickness of 0.1 to 5 mm and a high heat resistant modified silicone resin coated on the heat dissipation member to improve bonding with the heat dissipation member, Inorganic composite coating film comprising the high inorganic filler and the metal filler.
이상에서 설명한 본 발명의 히트싱크는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성됨으로서 인해 집적화로 인해 공간이 협소해진 전기, 전자제품의 열원의 온 도를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성됨으로 인해 기존의 히트싱크에 비해 약 50% 이상 높은 방열효과 및 열 방출효과 갖기 때문에 슬림(Slim)화된 노트북이나 PC의 CPU, 칩셋(Chip-Set) 등의 발열부위 및 PDP, LCD TV 등의 발열부위 등에 광범위하게 적용할 수 있다. 더욱이 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크는 서버용 반도체 DRAM 메모리 모듈(Memory Module)등과 같은 발열소자에 직접적으로 구비될 수 있어 작업의 편의성 및 공정의 간소화와 높은 방열효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 본 발명의 히트싱크는 향후 시장성 높은 LED 조명 시장 및 메탈 피씨비로 사용되어 방열효과를 높일 수 있을뿐더러 원가절감 효과를 기대할 수 있다.As described above, the heat sink of the present invention can effectively reduce the temperature of the heat source of the electric and electronic products in which the space is narrowed due to the integration due to the formation of the highly heat dissipating radiant oil / inorganic composite coating thin film. In addition, due to the formation of a highly heat-radiating radiant oil and inorganic composite coating film, it has a heat dissipation effect and a heat radiation effect of about 50% higher than that of the conventional heat sink. Therefore, a CPU, a chipset ) And heat generating parts such as PDP, LCD TV and the like. Furthermore, the heat sink having the highly heat-radiating radiant oil / inorganic composite coating thin film formed thereon can be directly provided to a heating element such as a semiconductor DRAM memory module for a server, so that it is possible to achieve a simple operation and a high heat radiation effect . In addition, the heat sink of the present invention can be used as a marketable LED lighting market and a metal PCB to increase the heat radiation effect and reduce the cost.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 따른 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크, 이의 제조 방법 및 히트싱크 일체형 메탈 피씨비를 실시예들을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예들의 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 상세한 설명에서 사용되는 다양한 구성요소들은 기재된 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어 진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a heat sink in which a high heat radiation oil and inorganic composite coating film is formed according to preferred embodiments of the present invention, a method of manufacturing the same, and a metal cover integrated with a heat sink will be described in detail with reference to embodiments. It should be understood, however, that it is not intended to limit the invention to the particular forms of embodiments but to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The various components used in the detailed description should not be limited by the terms stated. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like is intended to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, But do not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, or combinations thereof. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
고방열 방사 히트싱크High radiant heat sink
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크를 나타내는 도이다. FIG. 1 is a view showing a heat sink in which a thin film of highly heat radiation oil and inorganic composite coating is formed according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 히트싱크(150)는 열원의 온도 방출시키기 위해 상기 열원 상에 구비되는 열 방출부재(110) 및 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막(120)을 포함하는 구성을 갖는다.Referring to FIG. 1, the
열 방출부재(110)는 도금 강판, 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금으로 이루어진 방열판으로서 고 집적화된 전기 전자제품의 협소한 공간에 적용되기 위해 약 0.1 내지 5mm의 슬림화된 두께를 갖는다. 일 예로서, 열 방출부재의 표면은 상기 코팅박막과 접합특성을 향상시키기 위해 미세 조도가 부여될 수 있다. 또한, 열 방출부재는 슬림한 평판이나 체적 형태의 육면체 또는 원기둥 등과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다. The heat-radiating
고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막(120)은 열 방출부재(110)의 표면과 우수한 접합성을 가지면서 상기 열 방출부재의 표면상에 위치한다. 일 예로서, 상기 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막(120)은 상기 열 방출부재의 일측 표면, 양측 표면 또는 그 전면에 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막은 열 방출부재와의 접합성을 향상시키기 위한 고 내열성의 변성 실리콘수지, 열 방사성이 높은 무기물 필러 및 금속 필러를 포함한다.The highly heat dissipating radiant oil / inorganic composite coating
일 실시예로서, 상기 고 내열성의 변성 실리콘수지는 200 내지 300℃의 고 내열성을 갖는 변성 실리콘수지로서, 상기 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막에서 혼합된 구성성분들의 바인더로 사용되는 동시에 상기 코팅박막이 열방출부재의 표면과의 접합특성을 향상시키기 위해 사용된다.In one embodiment, the modified silicone resin having high heat resistance is a modified silicone resin having high heat resistance at 200 to 300 ° C, and is used as a binder of components mixed in the high heat radiation oil / The thin film is used to improve the bonding property with the surface of the heat radiation member.
상기 무기물 필러는 블랙 세라믹계 무기물, 0.75∼25μm의 열에너지파장을 방출시키는 고 방사 무기물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 조성을 갖는다. 구체적으로 상기 블랙 세리믹계 무기물은 B2O3, BaO, ZnO, TiO, CuO, NiO, MnO2, Cr2O3, Fe2O3등을 포함할 수 있다. 이들은 둘 이상을 혼합하여 사용될 수 있다. 일 예로서, 상기 금속필러는 상기 무기필 필러와 함께 코팅박막의 고 방열 방사 능력을 향상시키기 위해 알루미나, 실리카, 티타늄, 철 및 은 등의 금속을 포함할 수 있다. 이들은 둘 이상의 금속을 포함할 수 있다. The inorganic filler has a composition including a black ceramic-based inorganic material, a high-spinning inorganic material emitting a heat energy wavelength of 0.75 to 25 m, or a mixture thereof. Specifically, the black ceramic-based inorganic material may include B2O3, BaO, ZnO, TiO, CuO, NiO, MnO2, Cr2O3, Fe2O3 and the like. These may be used in combination of two or more. As an example, the metal filler may include metals such as alumina, silica, titanium, iron, and silver to improve the heat radiation capability of the coating film with the inorganic filler. These may include two or more metals.
일 실시예로서, 고 방열 방사 유,무기 복합코팅박막(120)은 200 내지 300℃의 고 내열성을 갖는 변성 실리콘수지와 열 방사성이 높은 블랙 세리믹계 무기물을 포함하는 고 방사 무기물 필러와 실리카, 티타늄, 철 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 둘 이상의 금속을 포함하는 금속 필러가 혼합된 고방열 방사 복합 코팅제를 상기 열 방출부재의 표면에 코팅 경화시켜 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막은 0.03 내지 0.06mm의 두께를 갖고, 열 방출부재가 단독으로 적용되었을 때보다 상기 열원의 온도를 5 내지 8℃까지 감소시킬 수 있다. In one embodiment, the high heat radiation inorganic and / or organic
도면에 도시하지 않았지만, 본 실시예의 히트싱크(150)는 열전도성 아크릴폼 테이프나 실리콘방열 패드, 그라파이트, PCM 또는 히트 파이프 중 하나인 열전도성 열계면 재료(Thermal Interface Material) 또는 양면 테이프를 더 포함할 수 있다.Although not shown in the drawings, the
고방열 방사 히트싱크의 제조Manufacture of high heat radiation heat sink
이하, 도 1에 개시된 방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크의 제조방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a heat sink in which the heat radiation oil and inorganic composite coating film shown in FIG. 1 is formed will be described.
도 1에 도시된 방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크를 제조하기 위해서는 먼저, 열원의 온도 방출시키기 위해 상기 열원 상에 구비되는 히트싱크의 열 방출부재를 형성한다. 상기 열 방출부재는 열원의 온도 방출시키기 위해 0.1 내지 5mm의 두께로 슬림화된 금속 기판이며, 상기 금속기판은 도금강판, 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. In order to manufacture the heat sink having the heat radiation oil / inorganic composite coating film shown in FIG. 1, first, a heat radiation member of the heat sink provided on the heat source is formed to discharge the temperature of the heat source. The heat dissipation member is a metal substrate slimmed to a thickness of 0.1 to 5 mm to release a temperature of the heat source, and the metal substrate may be formed of a coated steel sheet, aluminum, copper, or an alloy thereof.
이어서, 상기 열 방출부재의 적어도 한 표면을 샌드 브라스팅(Sand Brasting) 표면 처리한다. 상기 샌드 브라스팅 처리는 상기 열 방출부재의 표면에 미세 조도를 부여함으로서 이후 고방열 방사 복합 코팅제를 상기 코팅제가 상기 열 방출부재의 표면에 보다 용이하게 코팅되는 동시에 접합 특성을 향상시키기 위한 공정이다. 또한, 상기 열 방출부재의 표면에 존재하는 먼지 및 기름들의 이물질을 제거할 수 있다.Subsequently, at least one surface of the heat releasing member is subjected to a Sand Brasting surface treatment. The sandblasting treatment is a process for improving the bonding property of the high heat radiation composite coating agent by coating the surface of the heat radiation member with the surface of the heat radiation member by applying a fine roughness to the surface of the heat radiation member. In addition, it is possible to remove foreign substances such as dust and oil existing on the surface of the heat emitting member.
이어서, 상기 표면 처리된 열 방출부재의 표면에 200 내지 300℃의 고 내열성을 갖는 변성 실리콘수지와 열 방사성이 높은 블랙 세리믹계 무기물을 포함하는 고 방사 무기물 필러와 금속을 포함하는 금속 필러가 혼합된 조성을 갖는 고방열 방사 복합 코팅제를 코팅한다. 이때, 상기 고방열 방사 복합 코팅제는 0.06mm 이하의 두께로 코팅하는 것이 바람직하다. 상기 코팅제에 포함된 방사 무기물 필러와 금속 필러에 대한 구체적인 설명은 위에서 상세히 설명하였기에 생략한다.Then, on the surface of the surface-treated heat-radiating member, a high-spinnability inorganic filler comprising a modified silicone resin having high heat resistance at 200 to 300 ° C and a black ceramic-type inorganic material having high heat radiation property and a metal filler including a metal are mixed Coating a high heat radiation composite coating. At this time, it is preferable that the high heat radiation composite coating agent is coated to a thickness of 0.06 mm or less. The detailed description of the spinner inorganic filler and the metal filler included in the coating agent is omitted because it has been described in detail above.
이어서, 상기 열 방출 부재에 코팅된 고방열 방사 복합 코팅제를 건조시킨다. 상기 고방열 방사 복합코팅제의 건조는 상온 내지 230℃의 온도에서 건조시킬 수 있다.Next, the high heat radiation composite coating agent coated on the heat releasing member is dried. The high heat radiation composite coating agent may be dried at a temperature of from room temperature to 230 ° C.
그 결과 상기 열 방출부재의 표면과 밀착성이 우수한 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된다. 이렇게 형성된 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막은 0.03 내지 0.06mm의 두께를 갖고, 열 방출부재가 단독으로 적용되었을 때보다 상기 열원의 온도를 5 내지 8℃까지 감소시킬 수 있다. 본 실시예에서 히트싱크에 적용되는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막의 두께를 위와 같이 한정하였지만, 용도에 따라 균열이 일어나지 않는 범위까지 가감이 가능하다.As a result, a highly radiating spinning oil / inorganic composite coating thin film having excellent adhesion to the surface of the heat emitting member is formed. The highly heat-radiating radiant oil / inorganic composite coating film thus formed has a thickness of 0.03 to 0.06 mm, and the temperature of the heat source can be reduced to 5 to 8 ° C when the heat-radiating member is applied alone. Although the thickness of the high heat radiation inorganic and organic composite coating thin film applied to the heat sink in the present embodiment is limited as described above, the thickness can be increased or decreased to such an extent that no crack occurs depending on the application.
상술한 방법을 통해 제조된 히트싱크는 열 방출부재와 이에 코팅된 유,무기 복합 코팅 박막을 포함할 수 있을 뿐만 아니라 열전도성 아크릴폼 테이프나 실리콘방열패드, 그라파이트, PCM 또는 히트 파이프 등과 같은 열전도성 열계면 재료(Thermal Interface Material) 또는 양면 테이프를 110∼130℃의 열을 가해 코팅박막이 형성된 열 방출부재의 한쪽 면, 양면의 일부 또는 전체에 추가로 라미네이팅될 수 있다.The heat sink manufactured by the above-described method may include a heat-emitting member and an organic / inorganic composite coating film coated therewith, as well as a heat conductive acrylic film such as a thermally conductive acrylic foam tape, a silicone heat sink pad, graphite, PCM, The thermal interface material or the double-sided tape may be further laminated on one or both sides of the heat-radiating member where the coating film is formed by applying heat at 110 to 130 占 폚.
히트싱크 일체형 메탈-피씨비Heatsink Integrated Metal - PCB
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고방열 방사 히트싱크 일체형 메탈-피씨비를 나타내는 도이다. FIG. 2 is a view illustrating a metal-PCB having a high heat dissipation radiation heat sink integrated according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 히트싱크 일체형 메탈-피씨비(250)는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크(150) 상에 금속회로 패턴(210) 또는 회로 패턴 형성용 금속박막(210)이 적층된 구조를 갖는다. Referring to FIG. 2, the metal-
본 실시예에서 메탈 피씨비(인쇄회로기판)는 금속기판 상에 회로 패턴을 형성하는 기존 기술과 달리 상기 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크(150) 상에 금속회로 패턴(210) 또는 금속박막(210)을 직접적으로 형성하는 것을 특징으로 한다. 일 예로서, 상기 회로패턴 또는 금속박막은 열 접착제인 본딩 시트(미도시)에 의해 상기 히트싱크(150)의 코팅박막(120) 상에 부착 또는 적층된다.In the present embodiment, the metal PCB (printed circuit board) has a
본 실시예에서는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱 크(150)에 대한 구체적인 설명은 위에서 상세히 개시되어 있어 생략한다.In the present embodiment, detailed description of the
일 예로서, 상기 히트싱크 일체형 메탈-피씨비(250)에 적용되는 회로패턴의 경우 상기 코팅박막 상에 10㎛∼100㎛의 두께를 가지는 금속박막을 열 접착제를 적용하여 부착시킨 후 상기 금속박막을 회로에 대응되도록 패턴닝함으로서 형성될 수 있다. For example, in the case of a circuit pattern applied to the heat sink integrated metal-
코팅박막이 형성된 히트싱크의 평가 1Evaluation of heat sink with coated thin film 1
고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크 대한 방열의 효과의 평가를 위해 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막(0.05mm)이 형성된 히트싱크(실시예 1)를 마련한 후 코팅박막이 형성되지 않는 히트싱크(비교예1)와 방열 온도 테스트를 실시하였다. 이때, 방열온도 테스트는 온도가 최대 100℃까지 상승하는 열원(발열소자 30㎜W x 7㎜L x 5㎜T)에 열전도성 실리콘 패드(0.38T, 1W/m-K)를 적용하여 히트싱크(126㎜W x 25㎜L x 1㎜T)를 부착시킨 후 1시간 경과 후의 열원의 온도를 측정하였다. 그 결과가 표 1에 개시되어 있다. In order to evaluate the heat dissipation effect of the heat sink having the heat radiation oil / inorganic composite coating thin film, a heat sink (Example 1) having the high heat radiation oil / inorganic composite coating film (0.05 mm) (Comparative Example 1) and a heat radiation temperature test were performed. At this time, in the heat radiation temperature test, a heat conductive silicone pad (0.38 T, 1 W / mK) was applied to a heat source (heating element 30 mm W x 7 mm L x 5 mm T) Mm W x 25 mm L x 1 mm T), and the temperature of the heat source after 1 hour was measured. The results are shown in Table 1.
<표 1><Table 1>
표 1에 개시된 실험결과에서 볼 수 있듯이 본 발명에 의한 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크의 경우 기존의 히트싱크에 비해 약 5∼8℃의 방열효과가 있으며, 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막의 경우 알루미늄 산화를 방지하기 위한 아노다이징 공정을 대체할 수 있는 높은 절연 및 내식성ㅇ내화학성의 효과를 갖는다. 또한, 위의 평가에서는 서버용 반도체 DRAM 메모리 모듈 히트싱크로 테스트한 경우이나 실제 적용시 두 개의 히트싱크(전면, 배면) 사이에 병렬의 메모리 모듈이 삽입되어 사용될 경우 완전히 밀착되기 때문에 방열 효과는 크게 상승될 수 있다.As can be seen from the experimental results shown in Table 1, in the case of the heat sink having the highly radiating radiant oil / inorganic composite coating thin film according to the present invention, the heat radiation effect is about 5 ~ 8 ℃ compared to the conventional heat sink, , Inorganic composite coating thin film has the effect of chemical resistance because it has high insulation and corrosion resistance which can replace anodizing process to prevent oxidation of aluminum. In addition, in the above evaluation, when a semiconductor memory module of a semiconductor memory module is tested with a heat sink or when a parallel memory module is inserted between two heat sinks (front and back) in actual use, .
코팅박막이 형성된 히트싱크의 평가 2Evaluation of heat sink with coated thin film 2
고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크에 대한 방열의 슬림화 및 발열성의 평가를 위해 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막(0.05mm)이 형성된 히트싱크(체적 3.150 ㎣ 실시예 2), 기존의 핀형 히트싱크로서 체적이 각각 9.720 ㎣, 13.475 ㎣, 26.775 ㎣, 39.975 ㎣의 히트싱크(비교예 2~5)를 상기의 열원에 1W/m-K의 실리콘 패드를 부착하여 1시간 경과 후 열원의 온도를 측정하였다. 그 결과가 표 2에 개시되어 있다. A heat sink (volume: 3.150 ㎣ Example 2) having a high heat radiation oil / inorganic composite coating film (0.05 mm) formed for slimness of heat dissipation and evaluation of exothermic property for a heat sink having a high heat radiation oil / Heat sinks (comparative examples 2 to 5) having volume of 9.720 ㎣, 13.475 ㎣, 26.775 ㎣ and 39.975 체 were mounted on the above-mentioned heat source with a silicon pad of 1 W / mK as an existing pin-type heat sink, The temperature was measured. The results are shown in Table 2.
<표 2><Table 2>
표 2에 개시된 실험결과에서 볼 수 있듯이 본 발명에 의한 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크의 경우 비교예 5의 히트싱크와 유사한 방열 효과를 갖는 것을 알 수 있다. 체적을 비교해 보면 실시예 2의 히트싱크가 기존의 핀형 히트싱크에 비해 체적이 80% 이상 슬림화된 효과를 갖는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from the experimental results shown in Table 2, it can be seen that the heat sink having the highly radiating radiant oil and inorganic composite coated thin film according to the present invention has a heat dissipation effect similar to that of the heat sink of Comparative Example 5. [ Comparing the volume, it was confirmed that the heat sink of Example 2 had a slimmer volume of 80% or more as compared with the conventional pin-type heat sink.
이상에서 설명한 본 발명의 히트싱크는 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성됨으로서 인해 집적화로 인해 공간이 협소해진 전기, 전자제품의 열원의 온도를 효과적으로 감소시킬 수 있다. As described above, the heat sink of the present invention can effectively reduce the temperature of the heat source of the electric and electronic products in which the space is narrowed due to the integration due to the formation of the highly radiating spinning oil / inorganic composite coating thin film.
또한, 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성됨으로 인해 기존의 히트싱크에 비해 약 50% 이상 높은 방열효과 및 열 방출효과 갖기 때문에 슬림(Slim)화된 노트북이나 PC의 CPU, 칩셋(Chip-Set) 등의 발열부위 및 PDP, LCD TV 등의 발열부위 등에 광범위하게 적용할 수 있다. In addition, due to the formation of a highly heat-radiating radiant oil and inorganic composite coating film, it has a heat dissipation effect and a heat radiation effect of about 50% higher than that of the conventional heat sink, so that a CPU, a chipset ) And heat generating parts such as PDP, LCD TV and the like.
더욱이 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크는 서버용 반도체 DRAM 메모리 모듈(Memory Module)등과 같은 발열소자에 직접적으로 구비될 수 있어 작업의 편의성 및 공정의 간소화와 높은 방열효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 본 발명의 히트싱크는 향후 시장성 높은 LED 조명 시장 및 메탈 피씨비로 사용되어 방열효과를 높일 수 있을뿐더러 원가절감 효과를 기대할 수 있다.Furthermore, the heat sink having the highly heat-radiating radiant oil / inorganic composite coating thin film formed thereon can be directly provided to a heating element such as a semiconductor DRAM memory module for a server or the like, thereby achieving a simple operation and a high heat dissipation effect . In addition, the heat sink of the present invention can be used as a marketable LED lighting market and a metal PCB to increase the heat radiation effect and reduce the cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고방열 방사 유,무기 복합 코팅박막이 형성된 히트싱크를 나타내는 도이다. FIG. 1 is a view showing a heat sink in which a thin film of highly heat radiation oil and inorganic composite coating is formed according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고방열 방사 히트싱크 일체형 메탈-피씨비를 나타내는 도이다. FIG. 2 is a view illustrating a metal-PCB having a high heat dissipation radiation heat sink integrated according to an embodiment of the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Description of the Related Art [0002]
110 : 열 방출부재 120 : 유,무기복합 코팅박막110: heat releasing member 120: organic / inorganic composite coating film
150 : 히트 싱크 210 : 금속회로 패턴150: heat sink 210: metal circuit pattern
250 : 메탈-피씨비250: Metal - PCB
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