KR102622560B1 - 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수평방향에 비해 낮은 수직방향으로의 열전도율을 효과적으로 증가시키기 위한 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
또한, 수평 방향으로 열확산재가 배열된 열전도 레이어와 상기 열전도 레이어의 기설정된 일부 영역을 소정의 형상을 가진 핀으로 상부에서 가압 성형하여 수평 방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 수직 방향으로 재배열시킨 재배열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법{heat dissipation pad arranged in horizontal and vertical directions, and manufacturing method thereof}

본 발명은 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수평방향에 비해 낮은 수직방향으로의 열전도율을 효과적으로 증가시키기 위한 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기는 전기에너지를 사용함에 따라 열을 방출하게 된다.

특히 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰과 같은 연산기능을 가진 IT기기에서 발생되는 발열은 다른 전자기기보다 발열량이 많으며, 발열에 의한 성능저하 또는 오류를 일으키는 문제점이 있으며, 발열을 보다 효율적으로 냉각시키기 위한 냉각핀, 냉각팬 등 다양한 장치들을 사용하고 있다.

하지만, 기술이 발전함에 따라 그 크기가 더욱 작아지고 있는 IT기기들에 부피가 큰 냉각핀 또는 냉각팬과 같은 냉각장치를 사용하기에는 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라, 열원으로부터 발생되는 열을 냉각핀으로 보다 빠르게 전달하기 위한 열계면 부재가 개발되었으며, 한국등록특허 제10-0698727호 "흑연시트와 그 제조방법"과 같이 발열부의 열을 보다 넓은 면적으로 확산시켜 냉각할 수 있는 열확산 시트가 개발되었다.

반면, 종래의 열확산 시트는 대부분 수평방향으로의 열전도도에 비해 수직방향으로의 열전도도가 크게 낮은 문제점이 있으며, 이는 열확산재를 수평하게 배열시킨 상태로 수지계열의 바인더가 열확재를 고정시킴에 따라, 열확산재와 열확산재 사이에 배치되는 수지계열의 바인더가 수십 ~ 수천 개의 층을 이루면서 열전달을 방해하여 수직방향으로의 열전달이 원활하지 않은 문제점이 있었다.

즉, 열확산재가 수평 방향만 배열되어 있으며, 수평방향으로 배열된 열확산재 사이에 배치되는 바인더로 인해 수직방향 열전도도가 낮은 문제점이 있었다.

이에 따라, 한국등록특허 제10-1616239호 "열전도성 시트 및 그의 제조 방법, 및 반도체 장치"와 같이, 침상의 탄소 섬유를 수직(종)방향으로 배향시키기 위한 기술이 개발되었으나, 침상의 탄소 섬유는 단면적이 너무 작아 수직방향으로의 열전도 효율을 향상시키는데 한계가 있고, 수평방향으로의 열전도 효율이 매우 낮은 단점과 생산성이 낮은 문제점이 있었다.

이에 따라, 수평방향으로의 열전도 효율뿐만 아니라, 수직방향으로의 열전도 효율도 복합적으로 크게 향상시키면서 높은 생상성을 달성하기 위한 기술 개발의 필요성이 제기되고 있다.

1. 한국등록특허 제10-0698727호 "흑연시트와 그 제조방법" 2. 한국등록특허 제10-1616239호 "열전도성 시트 및 그의 제조 방법, 및 반도체 장치"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수평방향으로의 열전도 효율뿐만 아니라, 수직방향으로의 열전도 효율도 복합적으로 크게 향상시키기 위한 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수평방향과 수직방향 열전도 효율이 복합적으로 높은 방열패드의 생상선을 높이기 위한 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드는 수평 방향으로 열확산재가 배열된 열전도 레이어와 상기 열전도 레이어의 기설정된 일부 영역을 소정의 형상을 가진 핀으로 상부에서 가압 성형하여 수평 방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 수직 방향으로 재배열시킨 재배열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재배열부가 성형되는 과정에서 핀에 의해 눌려 형성된 빈 공간부에 채워지는 채움부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재배열부는 완만한 곡면형태로 열확산재의 배열 방향이 바닥면을 향하도록으로 성형된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법은 수평 방향으로 열확산재가 배열된 열전도 레이어를 공급하는 공급단계와 상기 공급단계를 통해 공급된 열전도 레이어를 복수 개의 핀을 통해 가압하여 수평 방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 수직 방향으로 재배열시키는 재배열단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재배열단계를 통해 빈 공간부가 형성된 열전도 레이어의 빈 공간부에 채움부재를 채워넣는 채움단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재배열단계는 복수 개의 핀이 배열된 롤 또는 프레스를 이용하여 열전도 레이어를 가압하여 성형하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법에 의하면, 수평방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 수직방향으로 재배열시켜 수직방향으로의 열전도 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드 및 그 제조방법에 의하면, 소정의 형상을 가진 핀으로 상부에서 가압 성형하여 수평 방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 수직 방향으로 재배열시킴으로써, 수평방향으로 배열된 열확산재를 빠르게 수직방향으로 재배열시켜 생산성을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법을 순서대로 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 공급단계를 통해 공급된 열전도 레이어를 도시한 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 재배열단계를 통해 성형이 시작되는 열전도 레이어를 도시한 종단면도.
도 4는 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 재배열단계를 통해 성형되는 열전도 레이어를 도시한 종단면도.
도 5는 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 재배열단계를 통해 성형이 완료된 열전도 레이어를 도시한 종단면도.
도 6은 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 채움단계를 통해 채움부재가 채워진 열전도 레이어를 도시한 종단면도.
도 7은 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 채움단계의 다른 실시예를 도시한 종단면도.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법을 순서대로 도시한 순서도이며, 도 2는 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 공급단계를 통해 공급된 열전도 레이어를 도시한 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 재배열단계를 통해 성형이 시작되는 열전도 레이어를 도시한 종단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 재배열단계를 통해 성형되는 열전도 레이어를 도시한 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 재배열단계를 통해 성형이 완료된 열전도 레이어를 도시한 종단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 채움단계를 통해 채움부재가 채워진 열전도 레이어를 도시한 종단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법 중 채움단계의 다른 실시예를 도시한 종단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법은 수평 방향으로 열확산재가 배열된 열전도 레이어를 공급하는 공급단계(S1)와 상기 공급단계(S1)를 통해 공급된 열전도 레이어를 복수 개의 핀을 통해 가압하여 수평 방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 수직 방향으로 재배열시키는 재배열단계(S2)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 열전도 레이어(10)는 성형이 가능하도록 소정의 유동성이 있는 수지 계열의 바인더에 열확산재(1)가 혼합되도록 구성된다.

또한, 열전도 레이어(10)가 핀을 통해 가압되어 성형될 때, 바인더의 유동을 따라 열확산재(1)가 쉽게 재배열될 수 있도록 판상으로 구성됨이 가장 바람직하나, 침상이나, 구상 등 다른 형상으로 구성될 수도 있다.

또한, 상기 재배열단계(S2)를 통해 빈 공간부가 형성된 열전도 레이어의 빈 공간부에 채움부재를 채워넣는 채움단계(S3)를 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

보다 상세하게는, 도 2에 도시된 바와 같이 공급단계(S1)를 통해 완전히 경화되지 않은 수지 계열의 바인더 내에 수평 방향으로 열확산재(1)가 배열된 열전도 레이어(10)를 공급한 후 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 재배열단계(S2)를 통해 열전도 레이어(10)를 복수 개의 핀(11)을 통해 가압하여 수평 방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 아래 방향으로 눌러줌으로써 수직 방향으로 재배열시키게 된다.

이때, 상기 핀(11)을 통해 재배열되는 재배열부(2)는 핀(11)의 형상에 따라 곡면진 형태로 점진적으로 아래 방향을 향하는 형태로 성형하여 열확산재(1)를 재배열시키도록 실시될 수 있다.

이를 통해, 상기 재배열부(2)는 완만한 곡면형태로 열확산재(1)의 배열 방향이 바닥면을 향하도록으로 성형된다.

또한, 상기 재배열단계(S2)에서 열전도 레이어(10)를 가압하는 복수 개의 핀(11)은 롤의 외주면에 배열되어 롤의 회전을 통해 열전도 레이어(10)를 가압하도록 구성되거나, 상,하 이송되는 프레스 금형의 하면에 배열되어 프레스 금형의 상,하 이송을 통해 열전도 레이어(10)를 가압 또는 가압 해제하는 방법으로 열전도 레이어(10)를 성형하도록 실시될 수도 있다.

이와 같이, 재배열단계(S2)를 통한 성형이 완료된 후 핀을 제거하면, 도 5에 도시된 바와 같이 열전도 레이어(10)에 빈 공간부(3a)가 형성되며, 빈 공간부(3a)의 가장자리를 따라 열확산재가 수직하게 재배열된 재배열부(2)가 위치하게 된다.

이와 같은 방법으로 제조되는 본 발명에 따른 수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드는 수평 방향으로 열확산재가 배열된 열전도 레이어(10)와 상기 열전도 레이어(10)의 기설정된 일부 영역을 소정의 형상을 가진 핀으로 상부에서 가압 성형하여 수평 방향으로 배열된 열확산재(1) 중 일부를 수직 방향으로 재배열시킨 재배열부(2)를 포함하여 구성된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 재배열부(2)가 성형되는 과정에서 핀에 의해 눌려 형성된 빈 공간부(3a)에 채워지는 채움부재(3)를 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

다른 실시예로써, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 재배열부(2)가 성형되는 과정에서 핀에 의해 눌려 형성된 빈 공간부(3a)에 채워지는 수지 계열의 채움부재(3)에 열확산재가 포함되도록 구성될 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 열확산재
2 : 재배열부
3 : 채움부재
10 : 열전도 레이어
11 : 핀

Claims (6)

1. 수평 방향으로 열확산재가 배열된 열전도 레이어와;
   상기 열전도 레이어의 기설정된 일부 영역을 소정의 형상을 가진 핀으로 상부에서 가압 성형하여 수평 방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 수직 방향으로 재배열시킨 재배열부를 포함하는 것을 특징으로 하는
   수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 재배열부가 성형되는 과정에서 핀에 의해 눌려 형성된 빈 공간부에 채워지는 채움부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 재배열부는
   완만한 곡면형태로 열확산재의 배열 방향이 바닥면을 향하도록으로 성형된 것을 특징으로 하는
   수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드.
   
4. 수평 방향으로 열확산재가 배열된 열전도 레이어를 공급하는 공급단계와;
   상기 공급단계를 통해 공급된 열전도 레이어를 복수 개의 핀을 통해 가압하여 수평 방향으로 배열된 열확산재 중 일부를 수직 방향으로 재배열시키는 재배열단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 재배열단계를 통해 빈 공간부가 형성된 열전도 레이어의 빈 공간부에 채움부재를 채워넣는 채움단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 재배열단계는
   복수 개의 핀이 배열된 롤 또는 프레스를 이용하여 열전도 레이어를 가압하여 성형하도록 구성된 것을 특징으로 하는
   수평 및 수직방향으로 배열된 방열패드의 제조방법.