KR102386677B1 - Manufacturing method for high emissivity heat conductive radiation system and high emissivity heat conductive radiation system manufactured by the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계; 및 상기 열 방출 부재의 표면에 무기질 필러를 압입(壓入)하는 단계;를 포함하는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템은, 유기 바인더의 낮은 열전도도에 의해 열전도성 향상에 어려움이 있었던 종래 기술에 반해, 금속 방열 시스템의 표면 처리를 통해 고방사성을 띄는 무기질 필러가 금속에 압입되거나 표면 처리한 금속 표면의 내부로 파고들어 방열 시스템이 고방사율 및 열전도성 향상을 나타내어 열 방출이 원활해지는 효과가 있다.
The present invention comprises the steps of preparing a heat dissipating member made of a metal; and press-fitting an inorganic filler into the surface of the heat dissipating member.
In the high-radiation heat-conductive heat dissipation system manufactured according to the present invention, in contrast to the prior art in which it was difficult to improve thermal conductivity due to the low thermal conductivity of the organic binder, the inorganic filler exhibiting high emissivity through the surface treatment of the metal heat dissipation system is a metal The heat dissipation system exhibits high emissivity and improved thermal conductivity as it is press-fitted into or penetrates into the surface of the surface-treated metal surface, thereby facilitating heat dissipation.

Description

고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템{Manufacturing method for high emissivity heat conductive radiation system and high emissivity heat conductive radiation system manufactured by the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

본 발명은, 고방사 열전도성 방열 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 방열 시스템에 표면 처리를 통해 고방사 열전도성을 나타내는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a high radiation thermal conductivity heat dissipation system, and more particularly, to a method for manufacturing a high radiation thermal conductivity heat dissipation system that exhibits high radiation thermal conductivity through surface treatment to the heat radiation system, and a high radiation thermal conductivity heat dissipation system manufactured thereby is about

최근 전자기기의 경량화, 슬림화, 소형화, 및 고속화를 위한 고집적화를 추구하며, 이로 인해 전자기기의 에너지 로스(Loss)로 인한 단위 체적당 발열량이 증가하면서 열 부하가 발생하고 있다.Recently, high integration for weight reduction, slimming, miniaturization, and high speed of electronic devices is pursued, and due to this, the amount of heat generated per unit volume due to energy loss of the electronic device increases and a thermal load is generated.

이러한 열 부하는 제품의 성능을 저하시키고, 심하면 동작 불능상태를 야기시킬 수 있으며, 관련 전자회로의 동작 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 또한, 내부 온도차에 의한 부품이나 케이스에 열 응력이 발생하여 제품의 변형을 초래할 수도 있다. 따라서, 이러한 열 부하를 감소시키기 위해 전자기기에서 발생하는 열을 외부로 방출시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.Such heat load may deteriorate the performance of the product, and in severe cases may cause a malfunction, and may lower the operational reliability of the related electronic circuit. In addition, thermal stress may be generated in the parts or case due to the internal temperature difference, which may cause deformation of the product. Therefore, in order to reduce such a heat load, many studies are being conducted to dissipate the heat generated by the electronic device to the outside.

일반적으로 전자기기의 방열을 위해서 히트싱크(Heat sink)나 방열판과 같은 방열 부재를 열원에 근접시켜 열을 방출시키는 방열 시스템을 사용하고 있다. In general, in order to dissipate heat of an electronic device, a heat dissipation system in which a heat dissipation member such as a heat sink or a heat sink is brought close to a heat source to dissipate heat is used.

이러한 방열 시스템은 일반적으로 열전도도가 높은 금속으로 이루어져 있으며, 금속 방열판으로 열전도도가 좋고 가벼우며 가격이 저렴한 알루미늄(Al)이 주로 사용된다. Such a heat dissipation system is generally made of a metal with high thermal conductivity, and aluminum (Al), which has good thermal conductivity and is light and inexpensive, is mainly used as a metal heat sink.

하지만, 최근 고집적화 된 전자기기에서 요구되는 열 방열량은 알루미늄으로 된 금속 방열판의 열방사성만으로 부족하며, 이에 따라 열 방열량을 향상시키기 위해 금속 방열판 표면에 열전도성 고방사 조성물을 코팅하는 방법을 추가하여 고방사 열전도성을 부여하는 방식이 연구되고 있다.However, the amount of heat dissipation required in recent highly integrated electronic devices is insufficient only with the heat dissipation properties of aluminum metal heat sinks. A method of imparting radiative thermal conductivity is being studied.

이러한 열전도성 조성물은 유기 바인더에 무기질 필러를 포함하여 금속 방열판 표면에 코팅하는 방법이 일반적인데, 이 때 사용되는 유기 바인더의 열전도율이 현저히 낮아 고방열성을 발현하기 어려운 문제점을 가지고 있다.Such a thermally conductive composition is generally coated on the surface of a metal heat sink by including an inorganic filler in an organic binder.

등록특허 제1534232호(2015.07.06 등록공고)Registered Patent No. 1534232 (Registration Announcement on July 6, 2015)

본 발명에서는, 상기한 바와 같이 유기 바인더를 이용하여 무기질 필러를 금속 방열판 표면에 코팅하였을 때, 유기 바인더에 의한 방열성 저하가 발생하는 문제점을 극복하고, 표면처리를 통해 금속 방열 시스템의 고방사 열전도성을 갖는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 고방사 열전도성 발열 시스템을 제공하고자 하는 것이다.In the present invention, as described above, when the inorganic filler is coated on the surface of a metal heat sink using an organic binder, the problem of deterioration in heat dissipation caused by the organic binder is overcome, and the high radiation thermal conductivity of the metal heat dissipation system through surface treatment An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high radiation thermal conductivity heat dissipation system having

본 발명은 금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계; 및 상기 열 방출 부재의 표면에 무기질 필러를 압입(壓入)하는 단계;를 포함하는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of preparing a heat dissipating member made of a metal; and press-fitting an inorganic filler into the surface of the heat dissipating member.

또한, 상기 무기질 필러 압입은,(a) 용융된 금속을 압출하는 단계; 및 (b) 압출되는 금속에 무기질 필러를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the inorganic filler press-in, (a) extruding the molten metal; and (b) spraying an inorganic filler on the extruded metal.

또한, 상기 무기질 필러 압입은, (a) 이형제에 무기질 필러를 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계; (b) 상기 단계 (a)의 상기 혼합물을 사출 금형에 분사하는 단계; 및 (c) 상기 단계 (b)의 상기 사출 금형에 용융된 금속을 주입하여 사출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the inorganic filler press-in, (a) preparing a mixture by mixing the inorganic filler with the release agent; (b) spraying the mixture of step (a) into an injection mold; and (c) injecting and injecting molten metal into the injection mold of step (b).

또한, 상기 무기질 필러 압입은, (a) 상기 열 방출 부재를 500 내지 600 ℃로 가열하는 단계; (b) 가열된 상기 열 방출 부재의 표면에 800 ℃ 이상의 고열을 주사하는 단계; 및 (c) 고열로 가열된 상기 열 방출 부재의 상면에 무기질 필러를 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the inorganic filler press-in, (a) heating the heat dissipating member to 500 to 600 ℃; (b) injecting high heat of 800° C. or higher to the heated surface of the heat dissipating member; and (c) spraying an inorganic filler on the upper surface of the heat dissipating member heated to high heat.

또한, 상기 단계 (c)는 상기 열 방출 부재 상면에 분사된 상기 무기질 필러를 가압하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 한다.In addition, the step (c) is characterized in that the step of pressing the inorganic filler sprayed on the upper surface of the heat dissipating member is further included.

본 발명은 금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계; 상기 열 방출 부재를 표면 처리 하는 단계; 및 상기 표면 처리된 열 방출 부재에 고방사 열전도성 조성물을 코팅하는 단계;를 포함하며, 상기 표면 처리는 부식 처리 또는 샌딩 처리인 것을 특징으로 하는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of preparing a heat dissipating member made of a metal; surface-treating the heat dissipating member; and coating the surface-treated heat-dissipating member with a high-radiation heat-conductive composition, wherein the surface treatment is a corrosion treatment or a sanding treatment.

아울러, 본 발명은 상기한 방법으로 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a high radiation thermal conductivity heat dissipation system manufactured by the above method.

본 발명에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템은, 유기 바인더의 낮은 열전도도에 의해 열전도성 향상에 어려움이 있었던 종래 기술에 반해, 금속 방열 시스템의 표면 처리를 통해 고방사성을 띄는 무기질 필러가 금속에 압입되거나 표면 처리한 금속 표면의 내부로 파고들어 방열 시스템이 고방사율 및 열전도성 향상을 나타내어 열 방출이 원활해지는 효과가 있다.In the high-radiation heat-conductive heat dissipation system manufactured according to the present invention, in contrast to the prior art in which it was difficult to improve thermal conductivity due to the low thermal conductivity of the organic binder, the inorganic filler exhibiting high emissivity through the surface treatment of the metal heat dissipation system is a metal The heat dissipation system exhibits high emissivity and improved thermal conductivity as it is press-fitted into or penetrates into the surface of the surface-treated metal surface, thereby facilitating heat dissipation.

또한, 본 발명에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템은, 금속 방열 시스템의 사출 또는 압출 과정에서 고방사 열전도성 처리가 동시에 진행되어 추가 단계를 축소하는 효과가 있다.In addition, the high radiation thermal conductivity heat dissipation system manufactured according to the present invention has the effect of reducing the additional steps by simultaneously performing the high radiation thermal conductivity treatment during the injection or extrusion process of the metal heat dissipation system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템(오른쪽) 및 라커(lacquer)로 표면을 코팅한 방열 시스템(왼쪽)을 촬영한 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템 및 종래의 방열 시스템(무처리)의 접촉 온도(X축)에 따른 방사열(Y축)을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템 및 라커로 코팅된 방열 시스템의 접촉 온도(X축)에 따른 방사열(Y축)을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템(왼쪽) 및 종래의 방열 시스템(무처리, 오른쪽)의 가열에 따른 적외선 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템(horizental)의 포인트별 온도 측정 실험 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템(vertical)의 포인트별 온도 측정 실험 전면(a) 및 후면(b)의 이미지이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법의 공정도이다.
1 is an image of a high-radiation thermally conductive heat dissipation system manufactured according to an embodiment of the present invention (right) and a heat dissipation system coated with lacquer (left).
2 is a graph showing radiant heat (Y-axis) according to the contact temperature (X-axis) of a high-radiation thermally conductive heat dissipation system manufactured according to an embodiment of the present invention and a conventional heat dissipation system (no treatment).
3 is a graph showing radiant heat (Y-axis) according to the contact temperature (X-axis) of the high-radiation thermally conductive heat dissipation system and the lacquer-coated heat dissipation system manufactured according to an embodiment of the present invention.
4 is an infrared image according to heating of a high-radiation thermally conductive heat dissipation system (left) and a conventional heat dissipation system (untreated, right) manufactured according to an embodiment of the present invention.
5 is a temperature measurement experimental image for each point of the high radiation thermal conductivity heat dissipation system (horizental) manufactured according to an embodiment of the present invention.
6 is an image of the front (a) and back (b) of the temperature measurement experiment for each point of the high radiation thermal conductivity heat dissipation system (vertical) manufactured according to an embodiment of the present invention.
7 to 10 are flowcharts of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.Hereinafter, before describing in detail through preferred embodiments of the present invention, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and meanings consistent with the technical spirit of the present invention and should be interpreted as a concept.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

이하에서는 본 발명의 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, it will be described in more detail with respect to the manufacturing method of the high radiation thermal conductivity heat dissipation system of the present invention and the high radiation thermal conductivity heat dissipation system manufactured thereby.

본 발명은 금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계 및 상기 열 방출 부재의 표면에 무기질 필러를 압입(壓入)하는 단계를 포함하는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a high-radiation thermally conductive heat dissipation system, comprising the steps of preparing a heat dissipating member made of a metal and press-fitting an inorganic filler into a surface of the heat dissipating member.

본 발명에서 방열 시스템은 표면 처리에 의해 무기질 필러가 압입 또는 코팅되어 있는 형태로 전자기기 등과 같이 열을 발생시키는 열원에 부착시켜 열을 외부로 전도 및 방사하는 역할로 사용되는 것을 의미한다.In the present invention, the heat dissipation system means that the inorganic filler is press-fitted or coated by surface treatment and is attached to a heat source that generates heat, such as an electronic device, to conduct and radiate heat to the outside.

또한, 열 방출 부재는 열전도도가 높으나 저방사율을 가진 금속을 많이 사용하고 있으며, 박판형 또는 히트 싱크(heat sink)와 같이 방열 핀이 형성되어 있는 형태인 것을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the heat dissipating member is made of a metal having high thermal conductivity but low emissivity, and may be a thin plate or a heat sink having heat dissipation fins formed thereon, but is not limited thereto.

또한, 압입(壓入) 된다는 것은 금속 표면에 박힌 상태 또는 박아 넣는 방법을 의미하며, 이는 분사 또는 첨가 등에 의해 이루어질 수 있으나, 상기 방법에 한정되는 것은 아니다.In addition, being press-fit means a state embedded in the metal surface or a method of embedding, which may be accomplished by spraying or addition, but is not limited thereto.

금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계에선 금속을 용융시키거나 형태가 완성된 열 방출 부재를 준비하는 단계이다.The step of preparing the heat dissipating member made of metal is a step of preparing the heat dissipating member in which the metal is melted or the shape is completed.

준비된 열 방출 부재에 무기질 필러를 압입할 수 있으며, 압입된 무기질 필러는 공지된 다양한 무기질 필러를 사용할 수 있으나, 질화보론(BN), 탄화규소(SiC), 산화알루미늄(Al2O3) 및 질화알루미늄(AlN) 중 하나 이상과 발포 무기질 열전도성 파우더를 포함할 수 있다.An inorganic filler may be press-injected into the prepared heat dissipating member, and various known inorganic fillers may be used as the press-fitted inorganic filler, but boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and nitride It may include at least one of aluminum (AlN) and foamed inorganic thermally conductive powder.

또한, 발포 무기질 열전도성 파우더는 증류수 100 중량%에, 질산(HNO3)과 마그네슘(Mg) 성분을 포함하는 기초액 4~9 중량%, 산화나트륨(Na2O) 14~21 중량%, 이산화규소(SiO2) 45~56 중량%, 산화철(Fe2O3) 0.03~0.07 중량%, 분산제 0.3~0.9 중량%, 탄산마그네슘(MgCO3) 1.6~5.2 중량%, 포타슘 메틸 실리코네이트(potassium methyl siliconate) 3~9 중량%를 포함하는 조성물에 실리콘(Si)을 첨가하여 응고 및 발포시킨 후 분쇄하여 제조할 수 있다.In addition, the foamed inorganic thermal conductive powder is distilled water in 100% by weight, nitric acid (HNO 3 ) and magnesium (Mg) in 4 to 9% by weight of a base solution, sodium oxide (Na 2 O) 14 to 21% by weight, dioxide Silicon (SiO 2 ) 45 to 56 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) 0.03 to 0.07 wt%, dispersant 0.3 to 0.9 wt%, magnesium carbonate (MgCO 3 ) 1.6 to 5.2 wt%, potassium methyl siliconate (potassium methyl) siliconate) 3 to 9% by weight of silicon (Si) is added to the composition, solidified and foamed, and then pulverized.

무기질 필러는 고열전도율 및 고방사율을 가지고 있어, 고열전도율 및 저방사율을 가지는 금속의 단점을 보완하는 역할을 할 수 있다.Since the inorganic filler has high thermal conductivity and high emissivity, it can serve to compensate for the disadvantages of metals having high thermal conductivity and low emissivity.

상기한 무기질 필러를 열 방출 부재 표면에 압입하는 방법으로 용융된 금속을 압출 시 압출되는 금속에 무기질 필러를 분사하여 압입 시킬 수 있다(도 7).In a method of press-inserting the above-described inorganic filler into the surface of the heat dissipating member, the molten metal may be press-injected by spraying the inorganic filler into the extruded metal (FIG. 7).

용융된 금속, 일례로, 알루미늄의 경우, 알루미늄을 녹기 전 단계 또는 용융 상태의 고온으로 가열한 후, 충분한 압력으로 밀어냄으로써 압출(S110)되며, 이 때 압출되는 압출구에서 무기질 필러를 분사하여 알루미늄 표면에 무기질 필러가 압입되도록 할 수 있다(S120). 또는, 압출되는 알루미늄의 압출구에 홈을 형성시켜 무기질 필러를 분사하여 압입시킬 수 있다. 이때 무기질 필러를 고속분사하면 가열된 열 방출 부재의 표면에 보다 쉽게 방열 압입층을 형성 할 수 있다.In the case of molten metal, for example, aluminum, it is extruded (S110) by heating the aluminum to a high temperature before melting or in the molten state, and then extruding it with sufficient pressure. The inorganic filler may be press-fitted to the surface (S120). Alternatively, a groove may be formed in the extrusion port of the extruded aluminum, and the inorganic filler may be injected and press-injected. At this time, if the inorganic filler is sprayed at high speed, the heat dissipation press-fitting layer can be more easily formed on the surface of the heated heat dissipating member.

또한, 무기질 필러를 열 방출 부재 표면에 압입하는 방법으로 이형제에 무기질 필러를 혼합하여 혼합물을 준비하고, 혼합물을 사출 혹은 다이캐스팅 금형에 분사한 후, 사출 금형에 용융된 금속을 주입하여 사출함으로써 무기질 필러를 열 방출 부재의 표면에 압입시킬 수 있다(도 8).In addition, the inorganic filler is prepared by mixing the inorganic filler with the release agent in a method of press-fitting the inorganic filler into the surface of the heat dissipating member, spraying the mixture into an injection or die-casting mold, and then injecting the molten metal into the injection mold and injecting the inorganic filler. can be press-fitted to the surface of the heat dissipating member (FIG. 8).

이형제는 사출 금형에 주입되는 금속을 사출 금형에서 이탈시키기 용이하도록 사용되는 조성물로, 사출 금형에 분사된 후 높은 온도의 용융 금속이 사출 금형에 주입되면 번아웃(burnout)되어 사라지게 된다. The release agent is a composition used to easily separate the metal injected into the injection mold from the injection mold, and when molten metal at a high temperature is injected into the injection mold after being injected into the injection mold, it burns out and disappears.

이러한 이형제에 무기질 필러를 혼합하여 이형제와 무기질 필러가 혼합된 혼합물을 준비하고(S210), 준비된 혼합물을 사출 금형에 분사함(S220)으로써, 사출 금형 표면에 이형제와 무기질 필러가 코팅될 수 있다.By mixing the inorganic filler with the release agent to prepare a mixture in which the release agent and the inorganic filler are mixed (S210), and spraying the prepared mixture into the injection mold (S220), the mold release agent and the inorganic filler can be coated on the surface of the injection mold.

사출 금형에 코팅된 이형제는 주입되는 용융 금속의 높은 온도에 의해 번아웃되고, 주입된 용융 금속의 표면에는 혼합물에 포함되어 있던 무기질 필러는 융점이 금속보다 높아 용융되지 않고 금속 표면에 남아(S230) 열 방출 부재에 고방사 열전도성을 부여하여 고방사 열전도성 방열 시스템으로 사용할 수 있다.The release agent coated on the injection mold is burned out by the high temperature of the injected molten metal, and on the surface of the injected molten metal, the inorganic filler contained in the mixture has a higher melting point than the metal, so it does not melt and remains on the surface of the metal (S230) It can be used as a high radiation thermal conductivity heat dissipation system by giving the heat dissipating member high radiation thermal conductivity.

또한, 기 제조된 열 방출 부재의 표면에 무기질 필러를 압입할 수 있다.In addition, the inorganic filler may be press-injected into the surface of the pre-fabricated heat dissipating member.

금속으로 이루어진 열 방출 부재를 500 내지 600 ℃로 가열시킨 후(도 9 S310), 가열된 열 방출 부재에 레이저 등을 이용하여 800 ℃ 이상, 바람직하게는 1000 ℃ 이상의 고열을 주사한다(도 9 S320). 고온으로 가열된 열 방출 부재는 순간적으로 표면이 용융된 상태가 되며, 이러한 금속 표면에 무기질 필러를 분사하면, 고온에 의해 금속 표면이 녹은 상태로 무기질 필러가 압입될 수 있다(도 9 S330). 또는, 고온으로 가열된 열 방출 부재의 표면에 분사된 무기질 필러를 가압하여 금속 표면에 압입시킴으로써 금속과 무기질 필러 간의 밀착력을 높일 수 있다.After heating the heat emitting member made of metal to 500 to 600 °C (FIG. 9 S310), a high heat of 800 °C or higher, preferably 1000 °C or higher, is injected to the heated heat dissipating member using a laser or the like (FIG. 9 S320) ). The heat dissipating member heated to a high temperature instantaneously has a molten surface, and when the inorganic filler is sprayed on the metal surface, the inorganic filler may be press-injected in a state in which the metal surface is melted by the high temperature ( FIG. 9 S330 ). Alternatively, the adhesion between the metal and the inorganic filler may be increased by pressing the inorganic filler sprayed onto the surface of the heat dissipating member heated to a high temperature to press the inorganic filler into the metal surface.

이후 냉각시키면 열 방출 부재 표면에 무기질 필러가 압입된 상태가 되며, 무기질 필러에 의해 고방사 열전도성이 부여되어 고방사 열전도성 방열 시스템으로 사용할 수 있다.After cooling, the inorganic filler is press-fitted to the surface of the heat dissipating member, and high radiation thermal conductivity is imparted by the inorganic filler, so that it can be used as a high radiation thermal conductivity heat dissipation system.

또한, 본 발명은 금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계, 열 방출 부재를 표면 처리 하는 단계 및 표면 처리된 열 방출 부재에 고방사 열전도성 조성물을 코팅하는 단계를 포함하며, 표면 처리는 부식 처리 또는 샌딩 처리인 것을 특징으로 하는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법을 제공한다(도 10).In addition, the present invention includes the steps of preparing a heat dissipating member made of a metal, surface treating the heat dissipating member, and coating the surface-treated heat dissipating member with a high radiation heat conductive composition, wherein the surface treatment is corrosion treatment Or it provides a method of manufacturing a high radiation thermal conductivity heat dissipation system, characterized in that the sanding treatment (FIG. 10).

금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계는 기 제조된 열 방출 부재를 준비하는 단계(S410)로, 후술할 표면처리를 위해 표면 정리 또는 세척 등을 수행하는 단계이다.The step of preparing the heat dissipating member made of metal is a step of preparing the pre-fabricated heat dissipating member ( S410 ), which is a step of surface cleaning or washing for surface treatment, which will be described later.

열 방출 부재를 표면 처리하는 단계(S420)는 금속 표면을 부식 처리 하거나, 샌딩 처리하여 표면을 불규칙하게 변화시키거나 공극을 발생시켜 후술할 고방사 열전도성 조성물의 코팅시 무기질 필러가 잘 밀착할 수 있도록 한다.In the step (S420) of surface treatment of the heat dissipating member, the metal surface is corroded or sanded to change the surface irregularly or to generate voids so that the inorganic filler can adhere well to the coating of the high radiation thermal conductivity composition to be described later. let it be

상기한 부식 처리 방법은 부식액을 분무 증착, 디핑, 스프레이 또는 브러쉬 등과 같은 방법으로 금속 표면에 가하게 되고, 부식액으로 인해 금속 표면이 식각되어 불규칙해지거나 공극이 형성되게 된다.In the above-described corrosion treatment method, an etchant is applied to the metal surface by a method such as spray deposition, dipping, spraying or brushing, and the metal surface is etched due to the etchant to become irregular or voids are formed.

공극이 형성된 금속 표면은 묻어 있는 부식액을 물 또는 세정액으로 세정시킬 수 있다.The metal surface on which the pores are formed can be cleaned with water or a cleaning solution.

부식 처리는 각 금속 종류에 맞는 부식액을 사용할 수 있으며, 일례로, 알루미늄 합금을 디핑 방법으로 부식시키는 경우, Distilled water 190 ml, Nitric acid 5 ml, Hydrochloric acid 3 ml, Hydrofluoric acid 2 ml를 혼합하여 제조된 부식액에 10 내지 30초 정도 디핑하고 세척하여 부식 처리를 할 수 있다.For corrosion treatment, an etchant suitable for each type of metal can be used. For example, when an aluminum alloy is corroded by a dipping method, distilled water 190 ml, Nitric acid 5 ml, Hydrochloric acid 3 ml, Hydrofluoric acid 2 ml are mixed. Corrosion treatment can be performed by dipping in the etched solution for about 10 to 30 seconds and washing.

또 다른 일례로, 순수 알루미늄, 알루미늄-마그네슘 합금, 마그네슘-실리콘 합금을 디핑 방법으로 부식 시키는 경우, Methanol 25 ml, Hydrochloric acid 25 ml, Nitric acid 25 ml, Hydrofluoric acid 1 drop을 혼합하여 제조된 부식액에 10 내지 60초 동안 디핑하고 세척하여 부식 처리를 할 수 있다.As another example, if pure aluminum, aluminum-magnesium alloy, and magnesium-silicon alloy are corroded by the dipping method, 25 ml of Methanol, 25 ml of Hydrochloric acid, 25 ml of Nitric acid, and 1 drop of Hydrofluoric acid are mixed in the etchant. It can be corroded by dipping and washing for 10 to 60 seconds.

또 다른 일례로, 알루미늄-구리 합금을 디핑 방법으로 부식 시키는 경우, Distilled water 92 ml, Nitric acid 6 ml, Hydrofluoric acid 2ml를 혼합하여 제조된 부식액에 10 내지 20초 동안 디핑하고 세척하여 부식 처리를 할 수 있다.As another example, in case of corrosion of aluminum-copper alloy by the dipping method, dipping in an etchant prepared by mixing 92 ml of distilled water, 6 ml of nitric acid, and 2 ml of hydrofluoric acid for 10 to 20 seconds and washing to corrode can

샌딩 처리는 금속의 표면을 샌드 블래스트로 분사하는 방식을 사용하여 금속 표면을 식각하며, 샌드 블래스트로 인해 울퉁불퉁 해진 금속 표면을 블로우 건 또는 세정액을 이용하여 세척하여 샌딩 처리를 할 수 있다, The sanding process etches the metal surface using a method of spraying the metal surface with sand blasting.

부식 처리 또는 샌딩 처리로 표면 처리된 열 방출 부재의 표면은 고방사 열전도성 조성물을 코팅하여 고방사 열전도성을 부여할 수 있다(S430).The surface of the heat dissipating member surface-treated by corrosion treatment or sanding treatment may be coated with a high radiation heat conductive composition to impart high radiation heat conductivity (S430).

본 발명에서 사용되는 고방사 열전도성 조성물은 질화보론(BN), 탄화규소(SiC), 산화알루미늄(Al2O3) 및 질화알루미늄(AlN) 중 하나 이상과 발포 무기질 열전도성 파우더를 포함하는 기능제, 그리고 규산염 유리용액과 아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)을 포함하는 바인더를 포함한다.The high radiation thermal conductivity composition used in the present invention includes at least one of boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and aluminum nitride (AlN) and foamed inorganic thermally conductive powder agent, and a binder comprising a silicate glass solution and isopropyl alcohol.

여기서, 발포 무기질 열전도성 파우더는, 증류수 100 중량%에, 질산(HNO3)과 마그네슘(Mg) 성분을 포함하는 기초액 4~9 중량%, 산화나트륨(Na2O) 14~21 중량%, 이산화규소(SiO2) 45~56 중량%, 산화철(Fe2O3) 0.03~0.07 중량%, 분산제 0.3~0.9 중량%, 탄산마그네슘(MgCO3) 1.6~5.2 중량%, 포타슘 메틸 실리코네이트(potassium methyl siliconate) 3~9 중량%를 포함하는 조성물에 실리콘(Si)을 첨가하여 응고 및 발포시킨 후 분쇄하여 제조된 물질일 수 있다.Here, the foamed inorganic thermally conductive powder is 100% by weight of distilled water, 4 to 9% by weight of a base solution containing nitric acid (HNO 3 ) and magnesium (Mg) components, 14 to 21% by weight of sodium oxide (Na 2 O), Silicon dioxide (SiO 2 ) 45 to 56 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) 0.03 to 0.07 wt%, dispersant 0.3 to 0.9 wt%, magnesium carbonate (MgCO 3 ) 1.6 to 5.2 wt%, potassium methyl siliconate (potassium) methyl siliconate) may be a material prepared by adding silicon (Si) to a composition containing 3 to 9% by weight, coagulating and foaming, and then pulverizing.

발포 무기질 열전도성 파우더의 제조 과정을 예를 들어 설명하면 아래와 같다.The manufacturing process of the foamed inorganic thermally conductive powder will be described as an example as follows.

증류수 약 100 중량%에, 산화나트륨 약 14 내지 약 21 중량%, 이산화규소 약 45 ~ 약 56 중량%, 산화철 약 0.03 ~ 약 0.07 중량%, 분산제 약 0.3 ~ 약 0.9 중량%를 넣고 가열 교반기에서 약 60 ~ 약 90 ℃의 온도로 20분간 서서히 가열 교반하여 혼합한다. 이때, 증류수에 산화나트륨, 이산화규소, 산화철, 분산제가 혼합된 물질에 탄산마그네슘 약 1.6 ~ 약 5.2 중량%와 기초액 약 4 ~ 약 9 중량%를 서서히 떨어뜨려 혼합하되, 혼합되는 물질에서 수증기가 나올 때까지 교반하여 혼합한다.In about 100% by weight of distilled water, about 14 to about 21% by weight of sodium oxide, about 45 to about 56% by weight of silicon dioxide, about 0.03 to about 0.07% by weight of iron oxide, and about 0.3 to about 0.9% by weight of a dispersant are added, and about Mix by heating and stirring slowly for 20 minutes at a temperature of 60 ~ 90 ℃. At this time, about 1.6 to about 5.2% by weight of magnesium carbonate and about 4 to about 9% by weight of the basic solution are slowly dropped and mixed in a substance in which sodium oxide, silicon dioxide, iron oxide, and a dispersant are mixed in distilled water, but water vapor in the mixed material Mix by stirring until it comes out.

수증기가 발생 되면, 혼합된 물질에 포타슘 메틸 실리코네이트를 약 3 ~ 9 중량% 넣고 약 1시간 30분 ~ 약 2시간 정도 가열 교반하면 최종적으로 혼합되는 물질이 투명해지며, 이때부터는 가열을 멈추고 혼합된 물질이 식을 때까지 교반하여 혼합한다.When water vapor is generated, add about 3 to 9 wt% of potassium methyl silicate to the mixed material and heat and stir for about 1 hour and 30 minutes to about 2 hours, and the final mixed material becomes transparent. From this point on, stop heating and mix Mix by stirring until the material is cooled.

이러한 액상의 물질에 실리콘(Si)을 약 0.1 내지 약 40 중량% 첨가한 후, 대략 2 cm 정도의 두께로 건조기에 넣은 다음, 약 20 ℃ 이상의 온도로 약 24시간 동안 발열 반응시켜 덩어리 물질로 응고 및 발포시킨다.After adding about 0.1 to about 40 wt% of silicon (Si) to this liquid material, it is put in a dryer to a thickness of about 2 cm, and then subjected to an exothermic reaction at a temperature of about 20 ° C. or higher for about 24 hours to solidify into a mass material and foaming.

이후, 전술한 단계에서 가열 소성 되어 딱딱하게 굳은 덩어리 물질을 잘게 부순 후, 분쇄기로 또 한번 더 잘게 분쇄하여 평균 입경이 약 20 ㎛ 이하의 가루 형태의 물질로 만들어 발포 무기질 열전도성 파우더를 제조한다.Thereafter, after crushing the hardened mass material by heating in the above-mentioned step, it is further pulverized with a pulverizer to make a powdery material having an average particle size of about 20 μm or less to prepare a foamed inorganic thermally conductive powder.

이러한 발포 무기질 열전도성 파우더는 약 1000 ℃ 이상의 고온 환경에서도 안정적으로 불연성을 가질 수 있고, 우수한 방사율, 흡열 및 발열 성능을 가질 수 있다.This foamed inorganic thermally conductive powder may have stable nonflammability even in a high temperature environment of about 1000° C. or higher, and may have excellent emissivity, heat absorbing and exothermic performance.

질화보론은 약 1000 ℃ 이상의 고온 환경에서도 우수한 방열 성능 및 신축성을 갖는 물질이다. Boron nitride is a material having excellent heat dissipation performance and elasticity even in a high temperature environment of about 1000 °C or higher.

탄화규소는 약 1500 ℃의 고온 환경에서도 우수한 내열성, 내산화성, 내식성을 가질 수 있고, 열 전도율이 우수하며, 기계적인 내구성 또한 우수할 수 있다. 탄화규소는, 예를 들어, 순도가 높은 그린 카바이드(green carbide)일 수 있다. Silicon carbide may have excellent heat resistance, oxidation resistance, and corrosion resistance even in a high temperature environment of about 1500° C., excellent thermal conductivity, and excellent mechanical durability. The silicon carbide may be, for example, high purity green carbide.

산화알루미늄(Al2O3)은 약 1500 ℃의 고온 환경에서도 안정할 수 있고, 우수한 내화 성능을 가질 수 있다.Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) may be stable even in a high temperature environment of about 1500 °C, and may have excellent fire resistance performance.

질화알루미늄은 약 1700 ℃의 고온 환경에서도 안정할 수 있고, 열 전도성이 우수하며, 전기적으로는 절연성을 갖는다.Aluminum nitride can be stable even in a high temperature environment of about 1700 ° C., has excellent thermal conductivity, and has electrical insulation.

질화보론(BN), 탄화규소(SiC), 산화알루미늄(Al2O3) 및 질화알루미늄(AlN) 중 하나 이상과 발포 무기질 열전도성 파우더를 포함하는 기능제는 약 1000 ℃ 이상의 고온 환경에서 열전도성 조성물의 흡열, 발열 및 효율 성능을 향상시킬 수 있고, 열전도성 조성물이 적용된 소재의 방사율을 향상시킬 수 있다. A functional agent comprising at least one of boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and aluminum nitride (AlN) and foamed inorganic thermally conductive powder has thermal conductivity in a high temperature environment of about 1000 ° C. or higher. It is possible to improve the heat absorption, heat generation and efficiency performance of the composition, and it is possible to improve the emissivity of the material to which the thermally conductive composition is applied.

기능제는 산화철(Fe2O3)을 더 포함할 수 있다. 산화철은 열전도성 조성물의 방사율을 향상시킬 수 있고, 전자파를 차단할 수 있다.The functional agent may further include iron oxide (Fe 2 O 3 ). Iron oxide may improve the emissivity of the thermally conductive composition and may block electromagnetic waves.

또한 기능제는, 추가적으로 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 탄소 나노 튜브(carbon nano tube), 그리고 탄소 섬유(carbon fiber) 등의 탄소 계열 물질들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. Also, the functional agent may additionally include one or more of carbon-based materials such as graphite, graphene, carbon nanotubes, and carbon fibers.

그래파이트는 열전도성 조성물의 진공 상태에서의 내구성 및 내열성을 향상시킬 수 있고, 그래핀 또는 탄소 나노 튜브는 열전도성을 향상시킬 수 있으며, 탄소 섬유는 열전도성 및 방사 성능을 향상시킬 수 있다.Graphite may improve the durability and heat resistance in a vacuum state of the thermally conductive composition, graphene or carbon nanotubes may improve thermal conductivity, and carbon fiber may improve thermal conductivity and radiation performance.

기능제는, 탄화보론(B4C), 질화실리콘(Si3N4), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO2), 그리고 질화지르코늄(ZrN) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. The functional agent is one of boron carbide (B 4 C), silicon nitride (Si 3 N 4 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO 2 ), and zirconium nitride (ZrN) More may be included.

여기서, 탄화보론 또는 질화실리콘은 방사 성능, 내열성, 열전도성 등을 향상시킬 수 있고, 산화지르코늄은 약 1800 ℃까지 내화 성능을 향상시킬 수 있으며, 이산화티타늄은 내식성 및 은폐력을 향상시킬 수 있고, 산화아연은 형광 안료의 기능을 수행할 수 있으며, 질화지르코늄은 열전도성 조성물의 내식성을 향상시킬 수 있다.Here, boron carbide or silicon nitride can improve radiation performance, heat resistance, thermal conductivity, etc., zirconium oxide can improve fire resistance performance up to about 1800 ° C., titanium dioxide can improve corrosion resistance and hiding power, and oxidation Zinc can perform the function of a fluorescent pigment, and zirconium nitride can improve the corrosion resistance of the thermally conductive composition.

열전도성 조성물은, 일반적으로 사용되는 커플링제, 분산제, 침강 방지제, 크랙(crack) 방지제, 그리고 부착증진제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 여기서, 커플링제는 약 0.2 내지 약 1 중량%, 분산제는 약 0.2 내지 약 1 중량%, 침강 방지제는 약 0.2 내지 약 1 중량%, 크랙(crack) 방지제는 약 0.2 내지 약 1 중량%, 부착증진제는 약 0.2 내지 약 1 중량% 포함될 수 있다. The thermally conductive composition may further include at least one of a commonly used coupling agent, a dispersant, an anti-settling agent, an anti-crack agent, and an adhesion promoter. Here, the coupling agent is about 0.2 to about 1 wt%, the dispersant is about 0.2 to about 1 wt%, the anti-settling agent is about 0.2 to about 1 wt%, the crack inhibitor is about 0.2 to about 1 wt%, and the adhesion enhancer is may be included in an amount of about 0.2 to about 1% by weight.

열전도성 조성물의 바인더는 알루미늄 실리케이트(aluminium silicate)를 더 포함할 수 있다. 알루미늄 실리케이트는 납, 카드뮴과 같은 유해 중금속은 물론 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 독성이 전혀 없는 환경 친화적인 소재로, 용융점이 약 1800℃ 인 불연소재이며, 피막의 압축강도가 3,000N/㎠ 정도로 매우 단단한 구조로 이루어져 있어 열전도성 조성물의 내구성을 향상시킬 수 있다.The binder of the thermally conductive composition may further include aluminum silicate. Aluminum silicate is an environmentally friendly material that has no volatile organic compounds (VOCs) and toxicity as well as harmful heavy metals such as lead and cadmium. Since it has a rigid structure, durability of the thermally conductive composition can be improved.

이때, 바인더 전체를 기준으로, 규산염 유리용액이 70~85 중량%이고, 아이소프로필 알코올이 5~15 중량%이며, 알루미늄 실리케이트가 5~15 중량%일 수 있고, 이러한 범위 내에서 기능제와 바인더의 결합력이 향상될 수 있다.At this time, based on the entire binder, the silicate glass solution may be 70 to 85% by weight, isopropyl alcohol 5 to 15% by weight, and aluminum silicate 5 to 15% by weight, within this range, the functional agent and the binder bonding strength can be improved.

열전도성 조성물은 외부에서 발생한 열을 공급받아 원적외선을 방사할 수 있다. 따라서, 열전도성 조성물은 예를 들어, 의료용 적외선 조사기, 실내원예용 난방 및 살균기, 식품(유기물) 건조기 등에 적용될 수 있다.The thermally conductive composition may radiate far-infrared rays by receiving heat generated from the outside. Accordingly, the thermally conductive composition may be applied, for example, to an infrared irradiator for medical use, a heating and sterilizer for indoor horticultural use, a food (organic) dryer, and the like.

또한 열전도성 조성물은 고효율의 흡열 및 발열 성능을 가지므로, 각종 난방기, 전기 히터, 전열기, 내열 기기, 고온 세라믹로, 건조식 용광로, 소각로, 열교환기, 주방기구 등에 적용될 수 있다.In addition, since the thermally conductive composition has high-efficiency heat absorbing and exothermic performance, it can be applied to various heaters, electric heaters, electric heaters, heat-resistant devices, high-temperature ceramic furnaces, drying furnaces, incinerators, heat exchangers, kitchen appliances, and the like.

또한 열전도성 조성물은 우수한 방열 성능을 가지므로, 에어컨 실외기, 통신사 중계기, 반도체 장비, 변압기, 태양 발전 장비, 디스플레이 장치, 전자회로의 칩, 배선, 자동차 엔진, 라디에이터, 전지, 온-냉방기, 라디에이터, CPU, 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 오디오, 스피커(앰프), 무기, 항공기, 선박, 우주항공기 등에 적용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the thermally conductive composition has excellent heat dissipation performance, so air conditioner outdoor units, telecommunication company repeaters, semiconductor equipment, transformers, solar power equipment, display devices, electronic circuit chips, wiring, automobile engines, radiators, batteries, on-coolers, radiators, It may be applied to CPU, mobile phone, tablet computer, audio, speaker (amplifier), weapon, aircraft, ship, spacecraft, etc., but is not limited thereto.

이하에서는, 열전도성 조성물의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for producing the thermally conductive composition will be described.

열전도성 조성물의 제조방법은, 바인더를 제조하는 단계, 질화보론(BN), 탄화규소(SiC), 산화알루미늄(Al2O3) 및 질화알루미늄(AlN) 중 하나 이상과 발포 무기질 열전도성 파우더를 포함하는 기능제를 제조하는 단계, 그리고 바인더에 기능제를 혼합하는 단계를 포함한다.The method of manufacturing the thermally conductive composition includes preparing a binder, boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and aluminum nitride (AlN) and foamed inorganic thermally conductive powder. It includes the steps of preparing a functional agent including, and mixing the functional agent in a binder.

발포 무기질 열전도성 파우더를 제조하는 방법에 대해서는 전술하였고, 바인더를 제조하는 단계는, 증류수에 개미산 또는 아세트산을 첨가하여 pH를 약 4.3 내지 약 4.5로 조절하면서 1차 교반하는 단계, 규산염 유리용액을 첨가하고 실란(SiH4)을 4 내지 10회에 걸쳐 첨가하면서 약 2시간 내지 약 4시간 동안 2차 교반하는 단계, 2차 교반한 혼합물을 상온에서 약 4시간 내지 약 12시간 동안 숙성시키는 단계, 그리고 아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)을 첨가하여 반응을 중단시키는 단계를 포함한다.The method for preparing the foamed inorganic thermally conductive powder was described above, and the step of preparing the binder is a step of primary stirring while adjusting the pH to about 4.3 to about 4.5 by adding formic acid or acetic acid to distilled water, adding a silicate glass solution And silane (SiH 4 ) is added over 4 to 10 times, followed by a second stirring for about 2 hours to about 4 hours, and aging the second stirred mixture at room temperature for about 4 hours to about 12 hours, and and stopping the reaction by adding isopropyl alcohol.

우선 1차 교반 단계가 수행된다. 증류수에 개미산을 첨가하여 pH를 4.3 내지 4.5로 조절하는 단계이고, 이러한 pH 범위 내에서 반응 속도가 향상될 수 있다.First, a first stirring step is performed. It is a step of adjusting the pH to 4.3 to 4.5 by adding formic acid to distilled water, and the reaction rate can be improved within this pH range.

이어서, 2차 교반 단계에서는, 실란을 4회 내지 10회에 걸쳐 분할 첨가하게 되는데, 실란을 많이 첨가할수록 연성이 작아지고, 실란을 적게 첨가할수록 플렉서블(flexible)해질 수 있다. 실란을 분할해서 첨가하지 않는 경우, 실란끼리 뭉쳐버릴 수 있다. 규산염 유리용액은 예를 들어, 콜로이달 실리카(colloidal silica)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Subsequently, in the secondary stirring step, silane is dividedly added over 4 to 10 times, the more silane is added, the less ductility is, and the less silane is added, the more flexible it can be. If the silanes are not added separately, the silanes may agglomerate. The silicate glass solution may be, for example, colloidal silica, but is not limited thereto.

이후, 숙성 단계를 거쳐 반응지연제인 아이소프로필 알코올을 참가하여 반응을 중단시킨다.Thereafter, through the aging step, isopropyl alcohol, which is a reaction retardant, is added to stop the reaction.

실시예들에 따른 열전도성 조성물 및 그 제조방법은 약 1000 ℃ 이상의 고온 환경에서 흡열, 발열 및 효율 성능을 향상시킬 수 있고, 조성물이 적용된 소재의 방사율을 향상시킬 수 있으며, 유해한 물질을 포함하지 않기 때문에, 인체에 대한 유해성을 감소시킬 수 있다.The thermally conductive composition and its manufacturing method according to the embodiments can improve heat absorption, heat generation and efficiency performance in a high temperature environment of about 1000 ° C. or higher, improve the emissivity of the material to which the composition is applied, and do not contain harmful substances Therefore, it is possible to reduce the harmfulness to the human body.

또한, 본 발명은 상기한 제조 방법으로 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a high-radiation thermal conductivity heat dissipation system manufactured by the above-described manufacturing method.

본 발명의 고방사 열전도성 방열 시스템은, 저방사율의 물성을 가지고 있는 금속의 단점을 고방사율을 갖는 무기질 필러를 압입 또는 표면처리 후 고방사 열전도성 조성물을 코팅 시킴으로써 보완시킬 수 있다.The high emissivity thermal conductivity heat dissipation system of the present invention can compensate for the disadvantages of metals having low emissivity properties by press-fitting inorganic fillers having high emissivity or surface treatment and then coating the high emissivity thermal conductivity composition.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템(오른쪽) 및 일반적인 방열 시스템에 라커(lacquer)를 코팅한 방열 시스템을 촬영한 이미지이다.1 is an image of a high-radiation thermally conductive heat dissipation system manufactured according to an embodiment of the present invention (right) and a heat dissipation system in which a lacquer is coated on a general heat dissipation system.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템 및 종래의 방열 시스템의 접촉 온도(X축)에 따른 방사열(Y축)을 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing radiant heat (Y-axis) according to the contact temperature (X-axis) of the high-radiation thermally conductive heat dissipation system and the conventional heat dissipation system manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템 및 라커로 코팅된 방열 시스템의 접촉 온도(X축)에 따른 방사열(Y축)을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing radiant heat (Y-axis) according to the contact temperature (X-axis) of the high-radiation thermally conductive heat dissipation system and the lacquer-coated heat dissipation system manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템(왼쪽) 및 종래의 방열 시스템(오른쪽)의 가열에 따른 적외선 이미지이다.4 is an infrared image according to heating of a high-radiation thermally conductive heat dissipation system (left) and a conventional heat dissipation system (right) manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템(horizental)의 포인트별 온도 측정 실험 이미지이다.5 is a temperature measurement experimental image for each point of the high radiation thermal conductivity heat dissipation system (horizental) manufactured according to an embodiment of the present invention.

Figure 112019026707084-pat00001
Figure 112019026707084-pat00001

표 1은 도 5의 고방사 열전도성 방열 시스템의 각 포인트별 온도 변화를 측정한 자료이며, CH01은 환경 온도로 18.7 ℃를 나타내었다.Table 1 is data obtained by measuring the temperature change for each point of the high radiation thermal conductivity heat dissipation system of FIG. 5, and CH01 represents 18.7 °C as the environmental temperature.

포인트별 온도 측정 실험을 통해 4번 포인트에서 최고 온도 63.9 ℃를 기록했으며, 환경온도인 18.7 ℃를 제외하면 45.2 ℃의 온도변화를 나타내었다.Through the temperature measurement experiment for each point, the maximum temperature of 63.9 ℃ was recorded at point 4, and the temperature change was 45.2 ℃ except for the environmental temperature of 18.7 ℃.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템(vertical)의 포인트별 온도 측정 실험 전면(a) 및 후면(b)의 이미지이다.6 is an image of the front (a) and back (b) of the temperature measurement experiment for each point of the high radiation thermal conductivity heat dissipation system (vertical) manufactured according to an embodiment of the present invention.

Figure 112019026707084-pat00002
Figure 112019026707084-pat00002

표 2는 도 6의 고방사 열전도성 방열 시스템의 각 포인트별 온도 변화를 측정한 자료이며, CH01은 환경 온도로 22.9 ℃를 나타내었다.Table 2 is data obtained by measuring the temperature change for each point of the high radiation thermal conductivity heat dissipation system of FIG. 6, and CH01 represents 22.9 °C as the environmental temperature.

포인트별 온도 측정 실험을 통해 2번 포인트에서 최고 온도 59.0 ℃를 기록했으며, 환경온도인 22.9 ℃를 제외하면 36.1 ℃의 온도변화를 나타내었다.Through the temperature measurement experiment for each point, the highest temperature of 59.0 ℃ was recorded at point 2, and the temperature change was 36.1 ℃ except for the environmental temperature of 22.9 ℃.

고방사 열전도성 방열 시스템은 전자기기 등의 열을 방출하는 열원에 접착 또는 접촉시켜 열을 받아 들이고, 외부로 방출시키는 역할을 수행한다.The highly radiating thermal conductivity heat dissipation system accepts heat by bonding or contacting a heat source that emits heat, such as electronic devices, and discharges it to the outside.

본 발명의 고방사 열전도성 방열 시스템은 종래의 유기 바인더 및 무기질 필러의 혼합물을 코팅하던 방식에서는 유기 바인더의 열전도율이 금속 및 무기질 필러에 비해 현저히 낮았던 단점을 금속으로 이루어진 열 방출 부재의 표면을 무기질 필러의 압입 또는 표면 처리 후 공극을 다량 발생시키고 공극에 무기질 필러를 삽입 코팅되도록 하여 보완함으로써, 높은 고방사 열전도성을 부여할 수 있다.The high radiation thermal conductivity heat dissipation system of the present invention has the disadvantage that the thermal conductivity of the organic binder was significantly lower than that of the metal and inorganic filler in the conventional method of coating a mixture of an organic binder and an inorganic filler. High radiation thermal conductivity can be imparted by creating a large amount of voids after press-in or surface treatment of the voids and inserting and coating the voids with an inorganic filler.

Claims (7)

금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계; 및
상기 열 방출 부재의 표면에 무기질 필러를 압입(壓入)하는 단계;를 포함하고,
상기 열 방출 부재의 표면에 무기질 필러를 압입(壓入)하는 단계는,
(a) 이형제에 무기질 필러를 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)의 상기 혼합물을 사출 금형에 분사하여 사출 금형 표면에 이형제와 무기질 필러가 코팅되게 하는 단계; 및
(c) 상기 단계 (b)의 상기 사출 금형에 용융된 금속을 주입하여 사출하는 단계;를 포함하며,
상기 단계 (b)에서 상기 사출 금형에 코팅된 상기 이형제는 주입되는 용융 금속의 높은 온도에 의해 번아웃되고 상기 무기질 필러는 융점이 금속보다 높아 용융되지 않고 금속 표면에 남아 열 방출부재에 고방사 열전도성을 부여하는 것을 특징으로 하는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법.
Preparing a heat dissipating member made of a metal; and
Including; press-fitting an inorganic filler into the surface of the heat dissipating member;
The step of press-fitting the inorganic filler to the surface of the heat dissipating member,
(a) preparing a mixture by mixing an inorganic filler with a release agent;
(b) spraying the mixture of step (a) into an injection mold to coat the surface of the injection mold with a release agent and an inorganic filler; and
(c) injecting the molten metal into the injection mold of step (b) and injecting;
In step (b), the release agent coated on the injection mold is burned out by the high temperature of the molten metal injected, and the inorganic filler has a melting point higher than that of the metal, so it does not melt and remains on the metal surface. Method of manufacturing a high radiation thermal conductivity heat dissipation system, characterized in that imparting conductivity.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 단계(c)는 상기 열 방출 부재 상면에 분사된 상기 무기질 필러를 가압하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step (c) is a method of manufacturing a high radiation thermal conductivity heat dissipation system, characterized in that further comprising the step of pressing the inorganic filler sprayed on the upper surface of the heat dissipating member.
금속으로 이루어진 열 방출 부재를 준비하는 단계;
상기 열 방출 부재를 표면 처리 하는 단계; 및
상기 표면 처리된 열 방출 부재에 고방사 열전도성 조성물을 코팅하는 단계;를 포함하며,
상기 고방사 열전도성 조성물은 질화보론(BN), 탄화규소(SiC), 산화알루미늄(Al2O3) 및 질화알루미늄(AlN) 중 하나 이상과 발포 무기질 열전도성 파우더를 포함하는 무기질 필러를 포함하며,
상기 표면 처리는 화학적 에칭에 의한 표면 부식 방법과 샌딩 처리 방법 중 어느 하나의 방법을 선택하거나 또는 둘 모두의 방법을 사용하여 상기 열 방출 부재 표면에 공극을 다량 발생시키며,
상기 표면 처리된 열 방출 부재에 고방사 열전도성 조성물을 코팅하는 단계에서, 상기 표면 처리에 의해 발생된 공극에 상기 무기질 필러를 포함하는 고방사 열전도성 조성물이 삽입 코팅되어 고방사 열전도성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 고방사 열전도성 방열 시스템의 제조 방법.
Preparing a heat dissipating member made of a metal;
surface-treating the heat dissipating member; and
Including; coating a highly radiating heat conductive composition on the surface-treated heat dissipation member;
The high radiation thermal conductivity composition includes an inorganic filler comprising at least one of boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al2O3) and aluminum nitride (AlN) and foamed inorganic thermally conductive powder,
The surface treatment generates a large amount of voids on the surface of the heat dissipating member by selecting any one of a surface corrosion method by chemical etching and a sanding treatment method, or using both methods,
In the step of coating the high radiation heat conductive composition on the surface-treated heat dissipating member, the high radiation heat conductive composition including the inorganic filler is inserted into the pores generated by the surface treatment to improve high radiation heat conductivity Method of manufacturing a high radiation thermal conductivity heat dissipation system, characterized in that.
제 1항 또는 제 5항 또는 제 6항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 고방사 열전도성 방열 시스템.[Claim 7] A high-radiation heat conductive heat dissipation system manufactured by the manufacturing method of any one of claims 1 or 5 or 6.
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