KR102279424B1 - 방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본체의 일측면에 패널 형상의 방열부재가 수직으로 결합된 방열부재 일체형 제품을 제조하는 장치에 있어서, 제1금형과, 상기 제1금형과 형합되거나 형분리되는 제2금형을 포함하되, 형합된 상태에서 상기 제1금형과 제2금형의 사이에는 상기 본체를 성형하기 위한 캐비티(cavity)가 형성되고, 상기 제2금형에는 상기 방열부재가 삽입되는 슬롯이 관통되어 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법{Manufacturing Apparatus and Method of Product with integrated Heat sink}
본 발명은 방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 방열이 요구되는 고발열 장비의 히트싱크 또는 케이스를 형성하는 본체의 일측면에 방열부재가 결합된 제품을 성형하는 경우 상기 본체를 성형하기 위한 금형 내부에 기성형된 상기 방열부재를 안착시킨 후 용탕을 주입하는 인서트 주조 방식에 의하여 상기 본체와 방열부재를 단일 공정으로 일체로 성형함으로써 제품의 방열 성능을 현저히 향상시킬 뿐만 아니라 제품의 제조 비용도 저감할 수 있는 방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, LED 모듈, 노트북 PC 등과 같은 전자제품은 내부에 장착되는 회로기판, 송수신 모듈, 또는 배터리 등에서 발생되는 고온의 열로 인하여 다른 부품이나 다른 모듈들을 열화시켜 제품 전체의 성능을 저하시키는 문제점이 있기 때문에, 상기 부품들에서 발생되는 열을 방출하기 위하여 대부분 열전도성 히트싱크(heat sink)를 적용하고 있다.
한편, 최근 전자 장비의 고집적화, 고출력화 추세에 따라 이러한 히트싱크의 방열 성능이 더욱 중요한 요소기술로 부각되고 있는데, 이를 위하여 종래에는 히트싱크의 구조(또는 형상)를 개선하거나 히트싱크를 구성하는 소재의 열전도도를 개선하는 방향으로 기술개발이 이루어졌었다.
그러나, 히트싱크의 구조나 소재에 의한 열전도도 개선에는 한계가 있기 때문에 최근 이슈가 되고 있는 5G 중계기와 같은 고발열 장비의 경우 히트 파이프(heat pipe)나 베이퍼 챔버(vapor chamber)와 같은 열매체의 상변화를 이용한 고성능 방열부재를 히트싱크에 장착하여 방열 성능을 향상시키는 기술이 개발되고 있는데, 이와 같이 고성능 방열부재를 장착한 히트싱크에 대한 구체적인 내용은 하기 [문헌 1]과 [문헌 2] 등에 구체적으로 개시되어 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 고성능 방열부재를 장착한 히트싱크의 경우 대부분 별도로 제작된 고성능 방열부재와 히트싱크를 용접, 열전도성 접착제, 또는 기계적 결합방식(끼움 구조 또는 압입 구조)에 의해 서로 결합하는 방식이기 때문에 결합부의 접촉 열저항 증가로 인하여 방열 성능이 크게 저하될 뿐만 아니라 작업 공정이 증가되어 제품의 제조 비용이 크게 상승하는 문제점이 있었다.
[문헌 1] 한국등록특허 제10-1693827호(2017. 1. 2. 등록)
[문헌 2] 한국등록특허 제10-1051501호(2011. 7. 18. 등록)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 방열이 요구되는 고발열 장비의 히트싱크 또는 케이스를 형성하는 본체의 일측면에 방열부재가 결합된 제품을 성형하는 경우 상기 본체를 성형하기 위한 금형 내부에 기성형된 상기 방열부재를 안착시킨 후 용탕을 주입하는 인서트 주조 방식에 의하여 상기 본체와 방열부재를 단일 공정으로 일체로 성형함으로써 제품의 방열 성능을 현저히 향상시킬 뿐만 아니라 제품의 제조 비용도 저감할 수 있는 방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 본체의 일측면에 패널 형상의 방열부재가 수직으로 결합된 방열부재 일체형 제품을 제조하는 장치에 있어서, 제1금형과, 상기 제1금형과 형합되거나 형분리되는 제2금형을 포함하되, 형합된 상태에서 상기 제1금형과 제2금형의 사이에는 상기 본체를 성형하기 위한 캐비티(cavity)가 형성되고, 상기 제2금형에는 상기 방열부재가 삽입되는 슬롯이 관통되어 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1,2금형이 형합된 상태에서 상기 방열부재를 슬롯에 삽입할 경우 상기 방열부재의 일측 단부가 상기 캐비티에 삽입될 수 있도록 상기 슬롯의 폭이 방열부재의 두께보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬롯은 방열부재의 삽입 방향인 제1방향을 따라 폭이 달라지도록 형성되되, 상기 캐비티에 인접한 부분의 폭이 나머지 부분의 폭보다 더 좁게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2금형은 제1방향을 따라 복수 개가 분리되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열부재와 동일한 형상이고, 상기 제1,2금형의 온도가 미리 정해진 온도범위 이하일 경우 상기 방열부재 대신 슬롯에 삽입되는 대체부재와, 상기 제2금형에 결합되어 상기 대체부재를 제2금형에 고정시키는 고정부재를 더 포함하되, 상기 제2금형에는 제1방향에 수직하는 방향으로 제1결합공이 더 형성되고, 상기 대체부재에는 제1결합공에 대응되는 위치에 제2결합공이 형성되며, 상기 고정부재는 제2금형의 외측에서 상기 제1,2결합공에 결합되는 핀 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 본체의 일측면에 패널 형상의 방열부재가 수직으로 결합된 방열부재 일체형 제품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 본체를 성형하기 위한 제1금형과 제2금형을 형합하는 제1단계, 상기 제2금형에 관통되어 형성된 슬롯에 상기 방열부재를 삽입하는 제2단계, 상기 제1금형과 제2금형 사이에 상기 본체의 성형을 위해 형성된 캐비티에 용탕을 주입하여 상기 방열부재와 일체화된 본체를 성형하는 제3단계, 및 상기 제1금형과 제2금형을 형분리하고, 상기 방열부재와 일체화된 본체를 상기 제1,2금형으로부터 분리하는 제4단계를 포함하되, 상기 제2단계에서 슬롯에 삽입된 방열부재의 일측 단부는 상기 캐비티에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2단계는 상기 제1,2금형의 온도가 미리 정해진 온도범위 이하일 경우 상기 방열부재 대신 대체부재를 상기 슬롯에 삽입하고, 고정부재에 의해 상기 대체부재를 슬롯에 고정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3단계는 제2단계에서 상기 슬롯에 대체부재가 삽입되는 경우 상기 캐비티에 용탕을 주입하여 본체를 성형하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2단계는 방열부재를 상기 슬롯에 삽입하기 이전에, 미리 정해진 예열온도로 상기 방열부재를 예열하는 제1공정 또는 상기 방열부재의 표면에 부착된 오염물질을 제거하고 표면처리하는 제2공정 중 적어도 어느 하나의 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법은, 방열이 요구되는 고발열 장비의 히트싱크 또는 케이스를 형성하는 본체의 일측면에 패널 형상의 방열부재가 수직으로 결합된 제품을 성형하는 경우, 상기 본체를 성형하기 위한 금형의 일측에 형성된 슬롯을 이용하여 상기 금형 내부에 기성형된 상기 방열부재를 안착시킨 후 용탕을 주입하는 인서트 주조 방식에 의하여 상기 본체와 방열부재를 일체로 성형함으로써 결합부의 접촉 열저항 증가를 방지하여 제품의 방열 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법은 상술한 본체와 방열부재의 결합이 단일 공정으로 이루어지기 때문에 작업공정의 증가를 방지하여 제품의 제조 비용도 저감할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치의 전체 구성을 나타낸 사시도,
도2는 도1의 A-A부에 대한 단면도,
도3은 연속 주조공정에서의 금형 온도변화를 나타낸 도면,
도4는 도1의 장치에 사용되는 대체부재와 고정부재를 나타낸 도면,
도5는 도1의 장치를 이용한 방열부재 일체형 제품의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도, 및
도6과 도7은 각각 도1의 장치를 이용한 방열부재 일체형 제품의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치의 전체 구성을 나타낸 사시도이고, 도2는 도1의 A-A부에 대한 단면도이다.
또한, 도3은 연속 주조공정에서의 금형 온도변화를 나타낸 도면이고, 도4는 도1의 장치에 사용되는 대체부재와 고정부재를 나타낸 도면이다.
본 발명은 LED 모듈, 노트북 PC, 5G 통신 중계기 등과 같이 고발열 장비의 방열을 위해 사용되는 제품을 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 본체에 결합되는 방향으로 길이가 긴 패널 형상의 방열부재를 구비한 제품을 제조하는 장치와 방법에 관한 발명이다.
일반적으로 본체의 외측으로 방열부재가 결합된 형태의 제품은 주조 공정(구체적으로는, 알루미늄 다이캐스팅 공정)을 이용하여 단일 공정으로 성형이 가능하나, 상술한 바와 같이 본체에 결합되는 방향으로 길이가 긴 방열부재를 구비한 제품의 경우 성형시 금형의 형분리가 어려워 통상의 주조 공정으로는 제품의 성형이 곤란한 문제점이 있었다.
또한, 상기 방열부재가 본체와 별도로 성형된 경우(즉, 본체와 재질이 다른 방열부재인 경우, 또는 내부에 열매체가 충진된 히트 파이프(heat pipe)나 베이퍼 챔버(vapor chamber)와 같은 고성능 방열부재인 경우)에도 통상의 주조 공정에 의하여 단일 공정으로 제품의 성형이 곤란한 문제점이 있었다.
상기와 같은 경우 종래에는 상술한 바와 같이 각각 별도로 성형된 본체와 방열부재를 용접이나 열전도성 접합재를 이용하여 결합하거나, 또는 별도의 체결부재(일예로서, 클램프)나 체결구조(일예로서, 압입)에 의해 결합하는 방식을 사용하였는데, 이러한 방식은 앞서 설명한 바와 같이 결합부에서의 열저항 증가로 인하여 제품의 방열성능이 저하되는 문제점과 작업공정의 증가로 제품의 생산비용/생산효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 경우 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본체의 일측면에 수직으로 결합된 형태를 가진 방열부재 일체형 제품을 제조하는 경우 본체를 성형하기 위한 금형 내부에 별도로 성형된 방열부재를 장착한 상태에서 용탕을 주입하는 인서트 주조 방식에 의하여 상기 제품을 단일 공정에 의해 일체로 성형하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제품의 본체는 일예로서 앞서 설명한 바와 같이 고발열 장비의 히트싱크이거나 케이스일 수 있다.
또한, 상기 제품의 본체는 금형으로 성형이 가능한 여러 가지 다양한 형상으로 이루어질 수 있으나, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제품의 본체가 평판형으로 이루어진 경우를 일예로서 설명한다.
본 발명에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치는 제1금형(10)과 상기 제1금형(10)과 형합되거나 형분리되는 제2금형(20,30)을 포함하여 구성되는데, 상기 제1금형에는 후술하는 캐비티(11)에 용탕을 주입하는 용탕주입구(12)가 형성되고 상기 제2금형(20,30)의 일측에는 띠 형상의 슬롯(21,31)이 관통되어 형성된다.
이 경우 상기 제1금형(10)과 제2금형(20,30)의 사이에는 통상의 주조 금형과 마찬가지로 성형하고자 하는 제품의 본체를 성형하기 위한 캐비티(cavity)가 형성되는데, 본 실시예에서는 일예로서 상기 캐비티(11)가 제1금형(10)의 내부에 형성되는 것으로 구성하였다.
또한, 상기 슬롯(21,31)은 성형시 제품의 방열부재가 삽입되기 위한 것으로서 상술한 바와 같이 방열부재가 본체의 일측면에 수직으로 결합되는 경우 상기 방열부재가 결합되는 방향(본 실시예의 경우 상기 캐비티에 수직한 방향)으로 관통되어 형성된다.
이때, 패널 형상으로 이루어진 방열부재에 대하여 상기 슬롯(21,31)에 삽입되는 방향(이하, 제1방향)의 길이를 '방열부재의 높이'라고 하고 상기 제1방향에 수직하는 방향(이하, 제2방향)의 길이를 '방열부재의 폭'이라고 할 때, 상기 슬롯(21,31)의 길이는 방열부재의 폭에 대응되는 길이를 가진다.
또한, 상기 슬롯(21,31)의 폭은 제1금형(10)과 제2금형(20,30)이 형합된 상태에서 상기 방열부재를 슬롯(21,31)에 삽입할 경우 방열부재의 일측 단부가 상기 캐비티(11)에 삽입될 수 있도록 방열부재의 두께보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 슬롯(21,31)과 방열부재 사이의 간극은 방열부재를 삽입하는 공정과 제품 성형 후 제1,2금형을 분리하는 공정이 원활히 이루어질 수 있는 정도로 유지되는 것이 더욱 바람직하다.
따라서, 상술한 바와 같이 제1금형(10)과 제2금형(20,30)이 형합하고 방열부재를 슬롯(21,31)에 삽입한 상태에서 용탕을 주입할 경우, 상기 방열부재의 일측 단부가 상기 캐비티(11)에 삽입되어 있기 때문에 방열부재는 용탕에 의해 성형되는 본체와 서로 일체화가 이루어질 수 있다.
이 경우, 통상적으로 가압 상태로 주입되는 용탕이 상기 슬롯(21,31)과 방열부재 사이의 간극을 통하여 누출되는 것을 방지하기 위하여 상기 슬롯(21,31)은 방열부재의 삽입 방향인 제1방향을 따라 폭이 달라지도록 형성되는 것이 바람직한데, 구체적으로는 상기 캐비티(11)에 인접한 부분(31a)의 폭이 나머지 부분(21,31b)의 폭보다 더 좁게 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 상기 상대적으로 폭이 좁게 형성된 슬롯(21,31) 영역(31a)은 상기 제1방향을 따라 소정 길이만큼 형성될 수 있는데, 해당 영역은 슬롯(21,31)과 방열부재와의 간극이 매우 적게 형성되어 유동 저항에 의하여 주입되는 용탕이 누출되는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 슬롯(21,31)에 삽입된 방열부재가 본체가 성형될 캐비티(11)와 안정적인 수직 상태를 유지하도록 지지하는 기능도 수행하게 된다.
한편, 상기 제1금형(10)과 제2금형(20,30)은 각각 단일의 금형으로 이루어질 수도 있으나, 방열부재가 삽입되는 슬롯(21,31)이 형성되는 제2금형(20,30)의 경우 방열부재가 삽입되는 상기 제1방향을 따라 복수 개의 금형으로 분리되어 구성될 수도 있다.
본 실시예의 경우 일예로서 상기 제2금형(20,30)이 외측 금형(20)과, 상기 제1금형(10)과 외측 금형(20) 사이에 개재되는 중간 금형(30)의 2개로 이루어지는 것으로 구성하였으며, 상기 상대적으로 폭이 좁게 형성된 슬롯 부분(31a)은 중간 금형(30)의 하부면(즉, 캐비티에 접하는 면)으로부터 소정 길이 만큼 형성되는 것으로 구성하였다.
이 경우, 필요에 따라서는 상기 중간 금형(30)의 두께를 줄이고 상기 중간 금형에 형성된 슬롯(30) 전체를 상기 상대적으로 폭이 좁게 형성된 슬롯 부분(31a)이 되도록 구성할 수도 있다.
상기와 같이 제2금형(20,30)이 복수 개로 이루어질 경우 단계적인 형분리가 가능하기 때문에 상기 제1방향으로 방열부재의 길이가 긴 경우에도 제품의 성형 후 형분리 공정이 원활히 이루어질 수 있는 장점이 있다.
한편, 통상적인 주조 금형(구체적으로, 알루미늄 다이캐스팅 금형)을 이용하여 연속 공정으로 제품을 생산하는 경우 금형 내부의 온도가 제품의 불량에 중요한 영향을 미치게 되는데, 제품 생산을 시작하는 단계부터 금형의 내부 온도는 도3에 도시한 바와 같이 시간에 따라 양산 제품(즉, 양품)의 생산이 곤란한 승온구간과 온도가 안정화되어 양품 생산이 가능한 양산구간으로 구분될 수 있다.
이때, 상기 승온구간의 경우 양품의 생산이 이루어지지 않기 때문에 본 발명과 같이 인서트 주조 방식에 의하여 제품을 생산할 경우 방열부재의 불필요한 낭비가 발생될 수 있으며, 상기 방열부재가 고가의 베이퍼 챔버일 경우 이러한 문제점은 더욱 가중된다.
이를 방지하기 위하여 상기 구간에서 슬롯(21,31)에 방열부재를 삽입하지 않게 되면 용탕이 슬롯(21,31)을 통해 누출됨으로써 금형의 손상을 야기하게 되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 방열부재와 동일한 형상이고 상기 제1,2금형(10,20,30)의 온도가 미리 정해진 온도범위 이하일 경우(즉, 앞서 설명한 승온구간일 경우) 상기 방열부재 대신 슬롯(21,31)에 삽입되는 대체부재(50)와, 상기 제2금형(20,30)에 결합되어 상기 대체부재(50)를 제2금형(20,30)에 고정시키는 고정부재(60)를 더 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제2금형(20,30)에는 제1방향에 수직하는 방향으로 제1결합공(22)이 더 형성되고, 상기 대체부재에는 제1결합공(22)에 대응되는 위치에 제2결합공(51)이 형성된다.
또한, 상기 고정부재(60)는 일예로서 제2금형(20,30)의 외측에서 상기 제1,2결합공(22,51)에 결합되는 핀 형상(또는 스틱 형상)으로 이루어지게 된다.
본 실시예에서는 일예로서 상기 제1결합공(22)이 외측 금형(20)에 형성되는 것으로 구성하였으나, 필요에 따라서는 중간 금형(30)에 형성될 수도 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치를 이용한 제품의 제조방법을 도5 내지 도7을 이용하여 설명하기로 한다.
도5는 도1의 장치를 이용한 방열부재 일체형 제품의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도6과 도7은 각각 도1의 장치를 이용한 방열부재 일체형 제품의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
본 실시예에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조방법은, 먼저 제품의 본체(100)를 성형하기 위한 제1금형(10)과 제2금형(20,30)을 초기 형분리 상태에서 형합하는 S10 단계를 수행한다(도6의 (a),(b) 또는 도7의 (a),(b) 참고).
상기 S10 단계가 완료되면, 온도 센서(미도시) 등을 이용하여 금형의 내부온도를 측정하고(S20 단계), 측정된 온도가 미리 정해진 설정온도 이하인지 여부를 판단한다(S30 단계).
이때, 상기 S30 단계는 금형의 온도가 상술한 승온구간인지 또는 양산구간인지 여부를 판단하는 단계이며, 상기 S30 단계의 판단결과 제1,2금형(10,20,30)의 내부온도가 양산구간인 경우이면 상기 슬롯(21,31)에 방열부재(200)를 삽입하는 S40 단계를 수행한다(도7의 (c) 참고).
이때, 상기 S40 단계에서는 별도로 성형된 방열부재(200)를 상기 슬롯(21,31)에 삽입하기 이전에, 미리 정해진 예열온도로 상기 방열부재(200)를 예열하는 제1공정 또는 상기 방열부재(200)의 표면에 부착된 오염물질을 제거하고 표면처리하는 제2공정 중 적어도 어느 하나의 공정을 수행할 수도 있다.
상기 방열부재(200)의 예열공정인 제1공정은 상온 상태인 방열부재(200)가 고온의 용탕 주입시 접합부의 급격한 온도 변화에 의해 기계적 강도가 저하되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 온도 차이에 의한 접합 강도의 저하를 방지하기 위한 공정이다.
또한, 상기 방열부재(200)의 세정 및 표면처리 공정인 제2공정은 기성형된 방열부재(200)의 표면에 부착된 오염물질이나 산화층을 세척(제거)하거나 표면처리를 통하여 이물질이나 표면 조도의 불균일성으로 인한 접합 강도와 열전도성 저하를 방지하기 위한 공정이다.
이때, 상기 표면처리는 일예로서 아노다이징 처리 또는 코로나 방전 처리 등으로 이루어질 수 있다.
상기 S40 단계가 완료되면 제1,2금형(10,20,30)의 내부에 형성된 캐비티(11)에 용탕을 주입하여 본체(100)를 성형하면서 상기 본체(100)와 방열부재(200)를 일체화시키는 S50 단계를 수행한다(도7의 (d) 참고).
상기 S50 단계가 완료되면, 제1,2금형(10,20,30)을 형분리하고 상기 금형들로부터 제품(100,200)을 분리하는 S60 단계와 S70 단계를 수행하게 되는데(도7의 (e),(f) 참고), 이 경우 용탕주입구(12)에 의해 성형된 부분(C)는 후가공에 의해 제거된다.
한편, 상기 S30 단계의 판단결과 제1,2금형(10,20,30)의 내부온도가 승온구간인 경우이면 상기 슬롯(21,31)에 대체부재(50)를 삽입하는 S45 단계를 수행하게 되는데, 이 경우 상기 대체부재(50)는 앞서 설명한 바와 같이 고정부재(60)에 의하여 상기 제2금형(20,30)에 고정된다(도6의 (c),(d) 참고).
상기 S45 단계가 완료되면, 제1,2금형(10,20,30)의 내부에 형성된 캐비티(11)에 용탕을 주입하여 본체(100)를 성형하는 S50 단계를 수행하게 되는데(도6의 (e) 참고), 이때 성형된 본체(100)는 불량으로 분류된다.
상기 S50 단계가 완료되면, 제1,2금형(10,20,30)을 형분리하고 상기 금형들로부터 S50 단계에서 성형된 제품의 본체(100)를 분리하는 S60 단계와 S70 단계를 수행하게 된다(도6의 (e),(f) 참고).
이 경우, 도6의 (f)에 도시한 바와 같이 상기 대체부재(50)는 형분리 이후에도 제2금형(20,30)에 고정 설치된 상태를 유지하기 때문에 제1,2금형(10,20,30)의 내부온도가 양산구산에 도달하기 전까지는 반복해서 재사용이 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법은, 방열이 요구되는 고발열 장비의 히트싱크 또는 케이스를 형성하는 본체의 일측면에 패널 형상의 방열부재가 수직으로 결합된 제품을 성형하는 경우, 상기 본체를 성형하기 위한 금형의 일측에 형성된 슬롯을 이용하여 상기 금형 내부에 기성형된 상기 방열부재를 안착시킨 후 용탕을 주입하는 인서트 주조 방식에 의하여 상기 본체와 방열부재를 일체로 성형함으로써 결합부의 접촉 열저항 증가를 방지하여 제품의 방열 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 방열부재 일체형 제품의 제조장치 및 제조방법은 상술한 본체와 방열부재의 결합이 단일 공정으로 이루어지기 때문에 작업공정의 증가를 방지하여 제품의 제조 비용도 저감할 수 있는 장점이 있다.
10 : 제1금형 20,30 : 제2금형
21,31 : 슬롯 22 : 제1결합공
50 : 대체부재 51 : 제2결합공
60 : 고정부재

Claims (11)

  1. 본체의 일측면에 패널 형상의 방열부재가 수직으로 결합된 방열부재 일체형 제품을 제조하는 장치에 있어서,
    제1금형;과
    상기 방열부재가 삽입되는 슬롯이 관통형성되고 상기 제1금형과 형합되어 상기 본체를 성형하기 위한 캐비티(cavity)를 형성하는 제2금형;
    상기 방열부재와 동일한 형상의 대체부재; 및
    상기 대체부재를 제2금형에 고정시키는 고정부재를 포함하되,
    상기 대체부재는 상기 제1,2금형의 온도가 미리 정해진 온도범위 이하일 경우 상기 방열부재 대신 상기 슬롯에 삽입되고, 상기 고정부재가 상기 제2금형에 결합되어 상기 대체부재를 제2금형에 고정시키는 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품의 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2금형이 형합된 상태에서 상기 방열부재를 슬롯에 삽입할 경우 상기 방열부재의 일측 단부가 상기 캐비티에 삽입될 수 있도록 상기 슬롯의 폭이 방열부재의 두께보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품의 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬롯은 방열부재의 삽입 방향인 제1방향을 따라 폭이 달라지도록 형성되되, 상기 캐비티에 인접한 부분의 폭이 나머지 부분의 폭보다 더 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품의 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2금형은 제1방향을 따라 복수 개가 분리되어 구성된 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품의 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2금형에는 제1방향에 수직하는 방향으로 제1결합공이 더 형성되고,
    상기 대체부재에는 제1결합공에 대응되는 위치에 제2결합공이 형성되며,
    상기 고정부재는 제2금형의 외측에서 상기 제1,2결합공에 결합되는 핀 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품의 제조장치.
  6. 본체의 일측면에 패널 형상의 방열부재가 수직으로 결합된 방열부재 일체형 제품을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 본체를 성형하기 위한 제1금형과 제2금형을 형합하는 제1단계;
    상기 제2금형에 관통되어 형성된 슬롯을 통해 상기 방열부재의 일측 단부를 상기 본체의 성형을 위해 형성된 캐비티에 삽입하는 제2단계;
    상기 캐비티에 용탕을 주입하여 상기 방열부재와 일체화된 본체를 성형하는 제3단계; 및
    상기 제1금형과 제2금형을 형분리하고, 상기 방열부재와 일체화된 본체를 상기 제1,2금형으로부터 분리하는 제4단계를 포함하되,
    상기 제2단계에서 상기 제1,2금형의 온도가 미리 정해진 온도범위 이하일 경우 상기 방열부재 대신 대체부재를 상기 슬롯에 삽입하고, 고정부재에 의해 상기 대체부재를 슬롯에 고정하는 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제3단계는 제2단계에서 상기 슬롯에 대체부재가 삽입되는 경우 상기 캐비티에 용탕을 주입하여 본체를 성형하는 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품의 제조방법.
  9. 제6항, 및 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제2단계는 방열부재를 상기 슬롯에 삽입하기 이전에, 미리 정해진 예열온도로 상기 방열부재를 예열하는 제1공정 또는 상기 방열부재의 표면에 부착된 오염물질을 제거하고 표면처리하는 제2공정 중 적어도 어느 하나의 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품의 제조방법.
  10. 본체;와
    상기 본체의 일측면에 수직으로 결합된 적어도 하나의 방열부재를 포함하여 구성되되,
    상기 본체와 방열부재는 제6항, 및 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 방법에 의하여 서로 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방열부재는 방열판 또는 내부에 열매체가 충진된 베이퍼 챔버(vapor chamber) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방열부재 일체형 제품.
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