KR200290707Y1 - Heat Sink - Google Patents
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Abstract
본 고안은 히트 싱크에 관한 것으로서, 상부면은 기준면 아래에 일정 모양의 홈이 다수 성형되도록 하고, 하부면은 그 하부면이 접하는 열원장치의 윤곽과 동일한 모양을 가지도록 성형하여 얻어지는 기저판과; 상기 기저판으로부터 전달받은 열을 공기와 접촉하여 냉각을 담당하는 윗부분과, 상기 윗부분을 연결하면서 상기 윗부분의 판재 두께보다도 두껍게 형성하여 기저판의 상면에 형성한 홈에 끼워져 스웨이징되는 아래절곡부로 구성되는 금속 휜을 포함하여 히트 싱크를 구성하되, 상기 아래절곡부에서 두껍게 형성된 부분은 기저판의 상부면에 형성된 홈에 끼워져 압착되었을 때 눌려지면서 상기 홈의 내벽에 밀착되도록 스웨이징되어 휜의 윗부분을 기저판에 고정되도록 하여 기저판의 열이 휜으로 잘 전달되도록 하면서도 기저판과 휜을 결합하는 공정이 단순하여 히트 싱크의 성능과 생산성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a heat sink, the upper surface is formed to form a plurality of grooves of a predetermined shape under the reference surface, the lower surface is obtained by molding to have the same shape as the contour of the heat source device in contact with the lower surface; The upper portion which is responsible for cooling the heat transferred from the base plate in contact with the air, and the upper portion is formed by forming a thicker than the thickness of the plate material of the upper portion, the lower bent portion is inserted into the groove formed on the upper surface of the base plate and swaged The heat sink is configured to include a heat sink, wherein the thick portion of the lower bent portion is inserted into a groove formed on the upper surface of the base plate and pressed when pressed, thereby swaging the inner wall of the groove to fix the upper part of the heat sink to the base plate. The heat transfer from the base plate to the heat sink is well achieved, but the process of combining the base plate and heat sink is simple, thereby improving the performance and productivity of the heat sink.
Description
본 고안은 히트 싱크에 관한 것으로, 더 상세하게는 기저판의 열이 휜으로 잘 전달되도록 하여 히트 싱크의 성능을 향상시킬 수 있고, 또 기저판과 휜을 결합하는 공정이 단순하여 생산성도 우수한 히트 싱크에 관한 것이다.The present invention relates to a heat sink, and more particularly, it is possible to improve heat sink performance by transferring heat of the base plate to the fin well, and also to provide a heat sink having high productivity due to a simple process of combining the base plate and the fin. It is about.
최근의 전기전자 장치는 성능 향상의 괄목한 만한 성장이 이루어졌으나 성능향상과 더불어 장치 내의 발열량도 상대적으로 크게 증가하였다. 뿐만 아니라 크기의 축소도 지속적으로 추구되어 더 작은 한정된 공간 내에 회로를 집중시킴으로써 이러한 고 집적 부품으로부터의 발열은 장치의 성능을 극도로 저하 또는 정지 시켜 전기 전자 장치 내 열의 효과적인 소산이 점차 큰 문제로 대두되고 있다.In recent years, the electronic and electronic device has grown remarkably, but the heat generation in the device has increased significantly. In addition, the reduction in size continues to be pursued, concentrating the circuitry within smaller, confined spaces, where heat generation from these highly integrated components degrades or halts the device's performance dramatically, resulting in an increasingly large problem of effective dissipation of heat in electrical and electronic devices. It is becoming.
히트 싱크는 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 일반적으로 사용되고 있으며, 기본적으로는 냉각하고자 하는 열원과 직접 접촉하여 열을 전달받게 되는 기저판(Base Plate 또는 Bolck 등)과, 상기 기저판으로부터 전달받은 열을 주변공기로전달하기 위하여 상기 기저판으로부터 돌출된 다수의 냉각휜(Fin)으로 구성된다. 이러한 히트 싱크는 사용하고자 하는 목적에 따라 소재나 디자인에 있어서 매우 다양하게 개발되고 있으나 공통적으로는 히트 싱크의 효과적인 열 소산을 위해서 휜의 표면적을 극대화시켜 공기와 접촉하는 면적을 증가시키고, 또 기저판과 휜 사이의 열적 접촉에 대해 빈 공간이 없는 완벽한 밀착 상태가 가능하도록 개발이 진행되고 있다.Heat sinks are generally used to solve the above problems, and basically, a base plate (base plate or bolck, etc.) that receives heat by being in direct contact with a heat source to be cooled, and the heat received from the base plate It consists of a number of cooling fins protruding from the base plate for delivery to the furnace. These heat sinks are developed in a variety of materials and designs according to the purpose of use, but in general, the heat sink is maximized to increase the surface area in contact with air for effective heat dissipation of the heat sink. Developments are underway to allow perfect tightness with no voids for thermal contact between the fins.
전통적으로 가장 많이 사용되는 히트 싱크는 도 1에서 보는 바와 같이 기저판(1)과 다수의 냉각휜(2)이 통상의 압출장치를 이용하여 일체형으로 만들어져 있다. 이러한 압출재를 이용한 히트 싱크는 기저판(1)과 냉각휜(2)을 일체로 형성하였기 때문에 기저판과 휜 사이의 열적 접촉이 양호하게 되어 기저판으로부터 휜으로 열이 가장 잘 전달되는 장점을 갖고 있으나, 제조 공정상의 문제로 인해 현재의 압출 금형기술로는 휜 높이 대비 휜간 간격이 15:1 이상되는 휜을 기저판 위에 조밀하게 형성할 수가 없으므로 효과적인 열 소산을 위해서 요구되는 휜의 표면적을 극대화할 수 없는 문제가 있다.Traditionally, the most commonly used heat sink is a base plate 1 and a number of cooling fans 2 are made in one piece using a conventional extrusion apparatus as shown in FIG. Since the heat sink using the extruded material integrally formed the base plate 1 and the cooling fins 2, the thermal contact between the base plate and the fins is good, and thus heat is transferred from the base plate to the fins. Due to process problems, the current extrusion mold technology cannot form densities more than 15: 1 in height relative to the height of the fins on the base plate. Therefore, the surface area of the fins required for effective heat dissipation cannot be maximized. have.
따라서, 압출재를 이용한 일체형 히트 싱크의 한계를 극복하여 기저판 위에 휜을 조밀하게 형성토록 하기 위한 노력의 일환으로 기저판과 휜을 별도로 분리시켜 적정한 크기로 절단된 판재나, 적정한 형상으로 단독 또는 반복 절곡된 주름판재를 기저판에 부착하는 방법이 채택되었으며, 그 구체적인 예로서 전기 전도성 에폭시 계열의 접착재나 양면테이프를 이용하는 방법과 제3의 금속소재를 융합시키는 브래이징(Brazing)이나 솔더링(Soldering)등의 방법이 사용되고 있다.Therefore, in an effort to overcome the limitations of the integral heat sink using extruded materials to form densely on the base plate, the base plate and the fins are separated separately, and the plate is cut to an appropriate size or bent alone or repeatedly in an appropriate shape. The method of attaching the corrugated plate material to the base plate has been adopted. As a specific example, an electrically conductive epoxy-based adhesive or a double-sided tape is used, and a brazing or soldering method in which a third metal material is fused. Is being used.
위의 방법들 중에서 레진(Resin)류의 에폭시 접착재나 테이프는 금속에 비해 현저히 낮은 열전도성을 가지므로 브래이징이나 솔더링이 더 우수한 접착방식이나, 이러한 방식 역시 높은 규소(Si)성분이 함유된 알루미늄 브래이징 소재나, 주석(Sn)을 주성분으로 하는 솔더링 소재가 기저판이나 휜에 사용되는 소재보다 현저히 열전도도가 낮은 소재들이므로 이들 소재를 통해 기저판의 열이 휜에 전달되는 간접부착 방식은 기저판과 휜 사이의 열전달이 이들 소재에 의해 좌우되는 단점이 있으며, 더욱이 융합 부착 시에는 기포(Pore)가 공정상 필연적으로 내재하게 되므로 이 또한 열 전달에 극히 나쁜 영향을 주게 된다.Among the above methods, resin-type epoxy adhesives or tapes have significantly lower thermal conductivity than metals, and thus have better adhesion to brazing and soldering, but these methods also contain aluminum containing high silicon (Si) components. Since brazing materials and soldering materials based on tin are significantly lower in thermal conductivity than those used for base plates or fins, the indirect attachment method that transfers heat from the base plates to the fins through these materials Heat transfer between the fins is dependent on these materials. Furthermore, since the pores are inherently inherent in the process during fusion attachment, this also has an extremely bad effect on heat transfer.
따라서, 위의 방법들은 모두 휜의 간격과 두께에 대한 한계를 극복하여 휜의 표면적을 극대화할 수는 있으나, 기저판과 휜이 직접 접촉하는 것이 아니므로 기저판과 휜 사이의 열전달이 좋지 않으며, 일정 기간 경과 후에는 기저판에 휜을 접착한 고정부분이 열화되거나 연화되는 문제가 발생할 뿐만 아니라 별도의 결합소재를 이용하여 기저판에 휜을 간접적으로 부착하는 방식이므로 작업공수의 증가로 인한 제작비용의 상승까지 초래하여 성능대비 가격에 있어 상용화 확산에 걸림돌이 되고 있다.Therefore, all of the above methods can maximize the surface area of the fins by overcoming the limitations on the gap and thickness of the fins, but the heat transfer between the base plate and the fins is not good because the base plate is not in direct contact with the fins. After the lapse of time, not only the deterioration or softening of the fixing part bonded to the base plate is caused, but also the indirect attachment of the plate to the base plate using a separate bonding material leads to an increase in the manufacturing cost due to the increase of labor. As a result, it is becoming an obstacle to the spread of commercialization in terms of price / performance.
상기의 문제점들을 해결하기 위해 기저판과 휜을 위의 방법과 같이 별도로 제작하여 부착하는 형태는 유지하지만, 별도의 결합소재를 이용한 간접 부착방식과는 달리 기저판과 휜이 직접 접촉토록 하여 휜의 표면적을 극대화시키면서도 기저판과 휜 사이의 열적 접촉도 양호한 상태로 하기 위한 기계적 직접 결합방식이 제안되었다.In order to solve the above problems, the base plate and the fins are kept separately and manufactured in the same manner as in the above method. A mechanical direct coupling method has been proposed to maximize the thermal contact between the base plate and fin.
기계적 직접 결합방식의 가장 간편한 모델은 미국특허 번호 5,819,407 (Terada)에서 개시된 억지끼워 맞춤 방식으로서, 위의 특허는 압출재 휜의 밑부분에 일정 각도의 돌출부 형상을 만들고, 압출재 기저판은 휜의 돌출부가 들어갈 수 있는 홈의 형상을 그 돌출부와 유사한 크기로 압출하여 휜 돌출부의 일부가 해당 홈에 소성 변형되면서 끼워지는 방식을 제안하였다.The simplest model of mechanical direct coupling is the interference fit method disclosed in US Pat. No. 5,819,407 (Terada), the patent of which creates an angled protrusion at the base of the extruded fin, and the extruded base plate enters the protrusion of the fin. The shape of the groove can be extruded to a size similar to that of the protrusion, so that a part of the protrusion is inserted into the groove while being plastically deformed.
미국특허 번호 5,038,858(Jordan 등)은 탄성력을 이용한 끼워맞춤 결합방식을 제안하고 있으며, 도 2에서 보는 바와 같이 압출재 기저판(1)을 입구가 걸쇠 형상(latching lip)인 평행한 일련의 홈(3)을 갖도록 만들며, 휜(2)은 적절히 절단된 판재의 밑부분에 일정간격으로 돌기(4)를 형성시켜, 각각의 홈(3)에 낱개의 휜 판을 끼워 넣어 휜(2)의 돌기(4)가 기저판(1)의 걸쇠 홈(3)에 탄성력으로 서로 맞물려 결합되는 방식이다. 또 다른 탄성력을 이용한 끼워 맞춤 결합방식으로서 미국특허 번호 6,176,304 B1(Lee)는 일정 간격으로 낮은 높이의 톱니모양 단면 벽을 갖는 압출재 기저판을 만들고, 판재를 사각 형상으로 반복 절곡하여 만든 주름형 휜은 모든 밑부분 일부를 절개하여 걸쇠를 만든후, 휜을 기저판의 벽 사이에 끼워 넣어 휜의 걸쇠가 기저판 벽의 톱니에 걸리도록 함으로써 휜을 기저판에 고정하는 방법을 제안하고 있다.U.S. Patent No. 5,038,858 (Jordan et al.) Proposes a fitting coupling method using an elastic force, and as shown in FIG. 2, a series of parallel grooves (3) in which an inlet is latched (lip) of an extruded base plate (1) is shown. 휜 (2) forms protrusions 4 at regular intervals at the bottom of the appropriately cut plate, and inserts 휜 plates into each groove 3 so that the protrusions of 휜 (2) (4) ) Are coupled to each other by the clasp grooves 3 of the base plate 1 with elastic force. As a fitting method using another elastic force, U.S. Patent No. 6,176,304 B1 (Lee) makes an extruded base plate having low-profile serrated cross-section walls at regular intervals, and pleats are made by repeatedly bending the plate into a square shape. After making a clasp by cutting a portion of the bottom, it is proposed to fix the pin to the base plate by inserting the pin between the walls of the base plate so that the latch of the pin is caught by the teeth of the base plate wall.
위에서 언급한 억지끼워 맞춤방식이나 탄성결합 방식보다도 휜과 기저판 사이의 열적 접촉을 더 양호하게 한 방법으로서, 미국특허 번호 5,014,776(Hess), 미국특허 번호 5,406,698(Lipinski), 미국특허 번호 5,542,176(Serizawa 등), 미국특허 번호 6,000,132(Butler) 등에서 제안한 것과 같은 스웨이징(Swaging)을 이용한 기계적 결합방식이 있다.As a method of better thermal contact between the base and the base plate than the interference fit method or elastic coupling method mentioned above, US Patent No. 5,014,776 (Hess), US Patent No. 5,406,698 (Lipinski), US Patent No. 5,542,176 (Serizawa et al. ), And a mechanical coupling method using swaging such as proposed in US Pat. No. 6,000,132 (Butler).
위의 특허들은 모두 공통적으로는 기저판에 일련의 특정 형상을 갖는 홈을 만들고, 적정한 크기로 절단된 판재의 끝 단부를 롤(Roll) 성형 등으로 특정형상으로 휜을 성형하여, 상기 휜들을 일정 간격으로 배열된 기저판의 홈에 넣고 휜과 휜사이의 기저판을 휜의 길이 전체에 대하여 스웨이징함으로써 휜들을 기저판에 고정시키는 방식으로서 삽입되는 휜의 판재 밑부분 형상과 휜이 삽입되는 기저판 홈의 형상 그리고 소성변형되는 기저판의 홈과 홈 사이 영역의 형상에 따라서 위에서 보는 바와 같이 다양한 특허가 제안되어 있다.All of the above patents commonly make a groove having a series of specific shapes in the base plate, and the end of the plate cut to the appropriate size is formed in a specific shape, such as by roll forming, so that the gaps The shape of the bottom of the plate and the shape of the base plate groove into which the groove is inserted by inserting it into the groove of the base plate arranged in such a manner to fix the grooves to the base plate by swaging the base plate between the groove and the entire length of the groove. Various patents have been proposed as seen above depending on the shape of the groove between the groove and the groove of the base plate to be plastically deformed.
위에서 언급한 기저판 스웨이징 방법들은 기저판과 휜의 열적 접촉을 증가시키는데 있어서 좋은 방법이긴 하나, 기저판에 홈을 만들기 위해서는 별도의 공정인 압출, 프레싱 또는 기계가공 공정을 거쳐야 하고, 또 홈에 끼워지는 휜의 아래 부분도 접촉 및 접합효율을 증가시키기 위해 별도의 가공을 필요로 하므로 다른 방법들에 비해서 제작 공정이 많다는 단점이 있으며, 더욱이 휜과 기저판의 결합을 위해 홈과 홈 사이의 기저판을 소성변형 시켜야 하기 때문에 변형영역을 확보하기 위해서는 휜과 휜 사이를 일정 간격 이상으로 유지하여야 하고 이로 인해 휜의 최소 간격이 다른 히트 싱크보다 넓게 되므로 휜의 표면적을 극대화하기에는 부적합한문제점이 있다.The base plate swaging methods mentioned above are a good way to increase the thermal contact between the base plate and the fin, but to make grooves in the base plate, a separate process, such as extrusion, pressing or machining, is required. The lower part of the part also requires a separate process to increase the contact and joining efficiency. Therefore, there is a disadvantage in that the manufacturing process is more than in the other methods. Therefore, in order to secure the deformation area, it is necessary to maintain the gap between the fins and the fins more than a certain interval, which causes the minimum gap of the fins to be wider than other heat sinks, which is not suitable to maximize the surface area of the fins.
휜과 휜 사이의 기저판 전체를 소성변형시키는 위의 방법과는 달리 쐐기 역할을 하는 제3의 금속소재 즉 별도의 세선(wire)을 스웨이징하여 결합하는 기계적 결합방식으로서, 미국특허 번호 5,771,966(Jacoby), 미국특허 번호 5,791,406 (Gonner), 미국특허 번호 6,000,462(Gonner), 미국특허 번호 6,009,937(Gonner 등) 등에서 제안한 방법들이 있다.Unlike the above method of plastically deforming the entire base plate between the fin and the fin, it is a mechanical bonding method of swaging a third metal material, which is a wedge, that is, a separate wire, and is US Patent No. 5,771,966 (Jacoby ), US Patent No. 5,791,406 (Gonner), US Patent No. 6,000,462 (Gonner), US Patent No. 6,009,937 (Gonner et al.) And the like.
위의 특허들은 공통적으로는 압출 또는 기계 밀링가공 등으로 원형, 사각 노치형 등 적정한 형상의 홈들이 일정간격으로 배열되도록 기저판을 만들고, 상기 기저판의 홈에 판재를 사각 또는 U자 형상으로 절곡한 단독형 또는 반복적으로 절곡시킨 주름형 등의 휜을 넣은 다음 별도의 사각이나 원형 또는 특정형상의 세선을 상기 휜 사이에 끼어 넣어 압착하여 스웨이징시킴으로써 휜을 기저판에 고정시키는 방법으로서, 상기 기저판에 형성한 홈이나 휜의 형상 또는 상기 휜 사이에 끼어 넣어 소성변형시키는 세선의 특정형상에 따라서 위에서 보는 바와 같이 다양한 특허가 제안되어 있다.The above patents are made of a base plate such that grooves of a proper shape such as round and square notches are arranged at regular intervals by common extrusion or mechanical milling, and the plate plate is bent in a square or U shape in the groove of the base plate. A method of fixing a jaw to a base plate by inserting a jab of a mold or a repeatedly bent corrugate or the like and inserting a separate rectangular, circular or specific thin wire between the jaws and compressing and swaging to form a jaw on the base plate. Various patents have been proposed as seen above depending on the shape of the grooves or fins or the specific shape of the fine wires sandwiched between the fins and plastically deformed.
위에서 언급한 세선을 이용한 스웨이징 방식은 기저판 스웨이징 방법보다도 휜들과 기저판의 접착 면적을 극대화시킬 수 있으므로 열전달율이 더욱 향상된 우수한 방법이나, 이 방법은 개개의 세선을 끼워 넣는 등 작업공정이 복잡하여 자동화에 의한 대량생산 장치를 만들기가 매우 힘들어 수작업에 의존하게 되므로 제작 시간이 많이 소요되어 긴 납기와 높은 단가가 결정적인 단점으로 작용하여 일반 상용화는 이루어지지 않고 있다.As mentioned above, the swaging method using fine wire can maximize the adhesive area between the core and the base plate than the base plate swaging method, so it is an excellent method of improving heat transfer rate. It is very difficult to make a mass production device by using a lot of manual work because it takes a lot of production time, long delivery time and high unit cost as a decisive disadvantage is not general commercialization.
미국특허 번호 6,230,789 B1(Pei 등)은 리벳공법(Riveting)의 개념을 이용한 돌기 압착(Boss Caulking)의 기계 접합방법을 제시하였다. 위 특허는 도 3a 내지 도 3c에서 보는 바와 같이 기저판(1)의 뒷면(도 3b의 11, 열원 장치와 접촉하는 면)에서 작은 원형 펀치로 프레싱하여 기저판(1) 앞면에 일정 간격으로 돌기(5)가 배열되도록 형성하여 이 돌기(5)들이 리벳의 역할을 하도록 하며, 기저판(1) 앞면에 부착될 휜(2)은 판재를 사각형상으로 반복 절곡하여 성형하되, 휜(2)의 밑 부분 즉 기저판과 접착될 부분(12)에는 기저판(1)에 형성된 돌기(5)가 끼워질 수 있는 구멍(6)들을 다수 형성한다. 그 다음에 기저판(1)의 돌기(5)를 휜(2)의 구멍(6)에 일치되도록 맞추어 끼워 넣은 상태에서 돌기의 상단부를 리벳 접합공정과 같이 해머로 프레싱하여 고정 결합시키도록 하는 방식이다.U. S. Patent No. 6,230, 789 B1 (Pei et al.) Proposed a mechanical joining method of boss caulking using the concept of riveting. 3A to 3C, the patent presses a small circular punch on the back surface of the base plate 1 (11 in FIG. 3B, the surface in contact with the heat source device), and protrudes at a predetermined interval on the front surface of the base plate 1 (5). ) Are formed to be arranged so that the protrusions (5) to act as rivets, 휜 (2) to be attached to the front of the base plate (1) is formed by repeatedly bending the plate in a square shape, but the bottom of the 휜 (2) That is, a plurality of holes 6 into which the protrusions 5 formed on the base plate 1 can be inserted are formed in the portion 12 to be bonded to the base plate. Then, the protrusions 5 of the base plate 1 are fitted so as to match the holes 6 of the fin 2, and the upper ends of the protrusions are pressed by a hammer like the rivet joining process and fixedly engaged. .
위의 돌기압착 방식은 기저판 스웨이징 방법이나 세선을 삽입한 스웨이징 방법 등에 비하여 제작공정을 단순화시킨 것에 그 특징이 있으며, 기저판과 휜과의 접촉 관점에서도 다른 방법에 비하여 우수한 특성을 가지고 있으나, 위의 방법은 다음에서 설명하는 것과 같은 문제점이 있다.The protrusion crimping method is characterized in that the manufacturing process is simplified compared to the base plate swaging method or the swaged method with a fine wire inserted therein, and has superior characteristics in comparison with other methods in terms of contact between the base plate and the fin. The method has the same problem as described below.
첫째, 기저판에 리벳 역할을 하는 돌기를 만드는 과정에서 기저판 상하면의 돌기 주변은 필연적으로 소성변형이 수반되어 평탄도를 잃게 되는 단점이 있다. 이는 금형을 사용하여 금속유동(metal flow)의 구속을 준 상태에서 프레싱이 진행되어도 기저판 뒷면의 구멍 주변은 금속이 구멍 안쪽으로 이동하게 되어 기준면 보다다소 낮은 상태를 이루게 되므로 열원장치와 직접 접촉하는 기저판의 뒷면은 평탄도 확보를 위해 별도의 기계가공이 필요로 하게 된다.First, in the process of making a projection to act as a riveting base plate, there is a disadvantage in that the upper and lower periphery of the base plate inevitably loses the flatness accompanied by plastic deformation. Even though pressing is performed while metal flow is constrained by using a mold, the base plate directly contacts the heat source device because the metal is moved to the inside of the hole and becomes lower than the reference plane even when the pressing is performed. The back side of the machine will need additional machining to ensure flatness.
둘째, 열원장치와 접촉하게 되는 기저판의 뒷면에 다수의 구멍(도 3b와 3c 의 13)들이 존재하므로 그 만큼 기저판과 열원의 접촉면이 상당히 감소하게 되어 히트 싱크의 성능을 저하시키게 된다.Second, since there are a plurality of holes (13 in FIGS. 3b and 3c) on the back of the base plate which is in contact with the heat source device, the contact surface between the base plate and the heat source is significantly reduced, thereby degrading the performance of the heat sink.
셋째, 신뢰성에 대한 관점에서, 돌기의 상단부를 해머로 프레싱하여 압착하는 과정은 금속의 유동 방향이 돌기를 형성시킬 때와 정확히 반대 방향으로 이루어지고, 변형되는 돌기 아래에는 빈 공간이므로 돌기 압착 시에 돌기의 아래부분이 균열될 가능성이 매우 높아 열전달율에 치명적인 영향을 줄 수 있다.Third, in view of reliability, the process of pressing and pressing the upper end of the projection with a hammer is made in the exact opposite direction as when the flow direction of the metal forms the projection, and when the projection is compressed since the empty space is under the deformed projection, The lower part of the projections is very likely to crack and can have a fatal effect on the heat transfer rate.
넷째, 기저판에 돌기를 만들기 위해서는 기저판이 일정 두께 이하이어야 하므로 적용범위가 제한적이다. 예를 들면, 히트 싱크 배면에 볼트나 나사산을 만들어 전자장치를 부착하는 대형 히트 싱크를 만드는 경우에는 기저판이 일정 두께 이상을 유지하여야 하지만 이 경우에는 돌기 형성이 불가능하여 휜을 부착할 수 없으므로 결국 히트 싱크 제작이 불가능하게 된다.Fourth, the base plate must be less than a certain thickness in order to make a protrusion on the base plate is limited in the scope of application. For example, if you make a large heat sink that attaches electronics by making bolts or threads on the back of the heat sink, the base plate should be kept above a certain thickness, but in this case, the projections are impossible to attach the fins. Sink production becomes impossible.
그 밖의 방법으로 미국특허 번호 6,321,451 B1는 도 4에서 보는 바와 같이 기저판(1)을 위와 아래면이 모두 편평하게 하고, 휜(2)은 U자나 L자 형상의 단독형 또는 반복 절곡된 형태로 구성하여 휜(2)을 기저판(1)의 적정한 위치에 놓고 휜(2)이 기저판(1)과 닿은 부분의 위를 단순 프레싱으로 압흔(15, indent)을 만들어 접합하는 방법을 제안하고 있다.Alternatively, US Pat. No. 6,321,451 B1 flattens the base plate 1 on both the top and bottom surfaces as shown in FIG. 4, and 휜 (2) consists of a single or repeated bent shape having a U or L shape. Therefore, a method of placing the indentation (2) at an appropriate position of the base plate (1) and making an indent (15, indent) on the portion where the (2) is in contact with the base plate (1) by simple pressing is proposed.
이 방법은 상기의 어느 방법보다도 휜과 기저판의 접합 공정이 단순하다. 그러나 압흔을 만드는 과정에서 기저판의 뒷면 즉 열원장치와 접촉하는 면이 돌출하게 되므로, 돌기압착 방식에서와 같이, 이 부분을 다시 평탄면으로 만들어야 하는 기계 가공 공정이 필수적으로 수반되며, 또 프레싱에 의한 기저판의 변형영역이 휜 부분의 변형과 동일한 방향으로 이루어졌기 때문에 변형부분에서의 구속력이 다른 접합방법에 비해 약하게 되므로 가열과 냉각이 반복되는 열원장치의 경우에는 열피로(Thermal Fatigue)에 의해 접합이 이완될 가능성이 많아 일정 기간 사용 후에 제품의 신뢰성은 점차 낮아지는 문제점이 있다.In this method, the bonding process between the fin and the base plate is simpler than any of the above methods. However, in the process of making the indentation, the back surface of the base plate, that is, the surface in contact with the heat source device protrudes, and thus, as in the projection crimping method, a machining process in which this part is made flat again is inevitably accompanied by pressing. Since the deformation area of the base plate is made in the same direction as the deformation of the fin part, the binding force at the deformation part is weaker than other joining methods. Therefore, in the case of the heat source device in which heating and cooling are repeated, thermal bonding is performed by thermal fatigue. Since there is a possibility of relaxation, the reliability of the product gradually decreases after a certain period of use.
위에서 본 바와 같이, 컴퓨터 프로세서 등의 회로에서 발생한 열을 주변 공기로 전달하는 역할을 하는 히트 싱크는 매우 다양하게 개발되어 왔으나 히트 싱크의 효과적인 열 소산을 위해서 첫째, 휜의 표면적을 극대화시켜 공기와 접촉하는 면적을 증가시키고, 둘째, 기저판과 휜 사이의 열적 접촉이 양호하여 기저판의 열이 휜으로 잘 전달되고, 셋째 공정을 단순화하여 제작 및 조립이 용이하여 제작성과 생산성이 향상되도록 할 것이 요구되고 있으나, 현재까지 제안된 종래기술에서는 위와 같은 요건들을 동시에 만족시키는 히트 싱크를 제시하지 못하고 있다.As seen above, heat sinks, which transfer heat generated from circuits such as computer processors to the surrounding air, have been developed in a variety of ways, but for effective heat dissipation of the heat sink, first, the surface area of the fin is maximized to contact the air. It is required to increase the area, and secondly, the thermal contact between the base plate and the fin is good, so that the heat of the base plate is well transferred to the fin, and the third process is simplified to facilitate the fabrication and assembly, thereby improving productivity and productivity. However, the conventional techniques proposed to date do not provide a heat sink that satisfies the above requirements simultaneously.
본 고안은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안은 다음과 같은 목적을 갖는다.The present invention is devised to solve the above conventional problems, the present invention has the following purposes.
본 고안의 주 목적은 휜의 표면적을 극대화시켜 공기와 접촉하는 면적을 증가시키고, 또 기저판과 휜 사이의 열적 접촉이 양호하여 기저판의 열이 휜으로 잘 전달되도록 하면서도 기저판에 휜을 결합하는 공정이 단순하여 제작 및 조립이 용이하도록 하여 제작성과 생산성이 향상되도록 한 히트 싱크를 제공하는데 있다.The main purpose of the present invention is to maximize the surface area of the fin to increase the area in contact with the air, and the thermal contact between the base plate and the fin is good so that the heat of the base plate is well transferred to the fin, while the process of bonding the fin to the base plate is It is to provide a heat sink that is simple and easy to manufacture and assembly to improve productivity and productivity.
본 고안의 다른 목적은 기저판에 연속 반복 절곡된 휜을 간단하면서도 견고하게 고정시킬 수 있는 히트 싱크를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a heat sink that can be fixed simply and firmly to the base plate bent repeatedly repeated.
본 고안은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 히트 싱크는 상부면은 기준면 아래에 일정 모양의 홈이 다수 성형되도록 하고, 하부면은 그 하부면이 접하는 열원(heat source)장치의 윤곽과 동일한 모양을 가지도록 성형하여 얻어지는 기저판과; 상기 기저판으로부터 전달받은 열을 공기와 접촉하여 냉각을 담당하는 윗부분과, 상기 윗부분을 연결하면서 상기 윗부분의 판재 두께보다도 두껍게 형성하여 기저판의 상면에 형성한 홈에 끼워져 스웨이징되는 아래절곡부로 구성되는 금속 휜을 포함하여 히트 싱크를 구성하되, 상기 아래절곡부에서 두껍게 형성된 부분은 기저판의 상부면에 형성된 홈에 끼워져 압착되었을 때 눌려지면서 상기 홈의 내벽에 밀착되도록 스웨이징되어 휜의 윗부분을 기저판에 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a heat sink according to the present invention in order to achieve the above object, the upper surface is to form a plurality of grooves of a predetermined shape under the reference surface, the lower surface and the contour of the heat source (heat source) contacting the lower surface A base plate obtained by molding to have the same shape; The upper portion which is responsible for cooling the heat transferred from the base plate in contact with the air, and the upper portion is formed by forming a thicker than the thickness of the plate material of the upper portion, the lower bent portion is inserted into the groove formed on the upper surface of the base plate and swaged The heat sink is configured to include a heat sink, wherein the thick portion of the lower bent portion is inserted into a groove formed on the upper surface of the base plate and pressed when pressed, thereby swaging the inner wall of the groove to fix the upper part of the heat sink to the base plate. It is characterized by that.
도 1은 종래의 일체형 압출재 히트 싱크에 대한 개략적인 사시도이고,1 is a schematic perspective view of a conventional one-piece extruded heat sink,
도 2는 종래의 탄성력을 이용한 끼워맞춤 결합방식의 히트 싱크에 대한 개략적인 사시도이며,2 is a schematic perspective view of a heat sink of a fitting coupling method using a conventional elastic force,
도 3a 내지 도 3c는 종래의 돌기 압착(Boss Caulking)방식의 히트 싱크에 대한 개략적인 사시도와 단면도이며,3a to 3c are schematic perspective views and cross-sectional views of a conventional heat sink of the boss caulking method (Boss Caulking),
도 4는 종래의 또 다른 히트 싱크에 대한 단면도이며,4 is a cross-sectional view of another conventional heat sink,
도 5는 본 고안에 따른 히트 싱크의 부품별로 분해한 사시도이고,5 is an exploded perspective view of parts of a heat sink according to the present invention;
도 6은 본 고안에 따른 히트 싱크에서 휜의 윗부분 정상부에 구멍이 형성되어 있는 사시도이며,Figure 6 is a perspective view of the hole formed in the top of the top of the fin in the heat sink according to the present invention,
도 7a와 도 7b는 본 고안에 따른 히트 싱크에서 휜의 다른 변형예이고,7a and 7b is another modification of the fin in the heat sink according to the present invention,
도 8a와 도 8b는 본 고안에 따른 히트 싱크에 사용되는 휜을 제작하기 위하여 성형된 판재를 보여주는 개략도이며,8a and 8b is a schematic view showing a plate formed to produce a fin used in the heat sink according to the present invention,
도 9a 내지 도 9c는 본 고안에 따른 히트 싱크에서 기저판에 휜을 조립하는 상태를 보여주는 단면도이다.9A to 9C are cross-sectional views illustrating a state in which a heat sink is assembled to a base plate in a heat sink according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
20 : 휜 21 : 윗부분20: 휜 21: Upper part
22 : 아래절곡부 26 : 구멍22: lower bend 26: hole
30 : 기저판 31 : 홈30: base plate 31: home
본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 고안에 따른 히트 싱크를 부품별로 분해한 사시도이다.5 is an exploded perspective view of parts of a heat sink according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안의 히트 싱크는 반복 파형의 형상을 갖는 금속 판재로 이루어지는 휜(20)과, 규칙적으로 배열된 홈(31)을 갖는 기저판(30)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 5, the heat sink of the present invention includes a fin 20 made of a metal plate having a repetitive wave shape, and a base plate 30 having regularly arranged grooves 31.
상기 휜(20)은 공기와 접촉하여 냉각을 담당하는 윗부분(21)과, 상기 윗부분(21)을 연결하면서 기저판(30)과 직접 접촉되는 아래절곡부(22)로 구분된다.The fin 20 is divided into an upper portion 21 which is in contact with air and is in charge of cooling, and a lower bent portion 22 which is in direct contact with the base plate 30 while connecting the upper portion 21.
상기 윗부분(21)은 도 5에서 보는 바와 같이 삼각형의 단면을 가지는 얇은 판재를 이루는 부분이다. 상기 윗부분(21)이 삼각형의 단면을 가지는 경우에는 삼각 형상 내부의 공기 흐름을 원활하게 하기 위하여 삼각형의 정상부를 이루는 각도를 5도 이상 15도 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 윗부분(21)은 휜(20)으로 유입되는 공기의 흐름을 원활히 하고 그 유동량을 증가시키기 위하여 휜(20)의 윗부분(21) 정상부에 도 6에서 보는 바와 같이 하나 또는 그 이상 다수의 구멍(26)을 길이방향으로 형성할 수도 있다. 상기 윗부분(21)은 삼각형의 단면을 가지는 위의 예와는 달리 여러가지 변형된 형태로 구성할 수 있으며, 그 예로서 휜(20)의 윗부분(21)을 도 7a에서 보는 바와 같이 사각형의 단면이나, 그 외에 역 U자형의 단면을 가지도록 구성할 수도 있다. 상기 윗부분(21)이 사각형의 단면을 가지는 경우에도 윗부분(21)의 정상부에 도 7b에서 보는 바와 같이 하나 또는 그 이상 다수의 구멍(26)을 길이방향으로 형성할 수 있다.The upper portion 21 is a portion forming a thin plate having a triangular cross section as shown in FIG. When the upper portion 21 has a triangular cross section, it is preferable to maintain the angle forming the top of the triangle at 5 degrees or more and 15 degrees or less in order to smooth the flow of air in the triangular shape. In addition, the upper portion 21 is one or more as shown in Figure 6 on top of the upper portion 21 of the fin 20 in order to facilitate the flow of air flowing into the fin 20 and increase the flow amount thereof The hole 26 may be formed in the longitudinal direction. The upper portion 21 may be configured in various modified forms, unlike the above example having a triangular cross section. As an example, the upper portion 21 of the fin 20 may have a rectangular cross section as shown in FIG. 7A. In addition, it can also be comprised so that it may have an inverted U-shaped cross section. Even when the upper portion 21 has a rectangular cross section, one or more holes 26 may be formed in the longitudinal direction at the top of the upper portion 21 as shown in FIG. 7B.
상기 아래절곡부(22)는 상기 윗부분(21)의 판재 두께(도 8a의 t1)보다도 두껍게 형성되어 기저판(30)의 상면에 형성한 홈(31)에 끼워져 스웨이징되는 부분으로서, 두껍게 형성된 아래절곡부(22)는 기저판(30)의 상부면에 형성된 홈(31)에 끼워져 압착되었을 때 눌려지면서 상기 홈(31)의 내벽에 밀착되도록 스웨이징되어 휜(20)의 윗부분(21)을 기저판(30)에 견고하게 고정되도록 한다. 이러한 방법은 종래의 방법과는 달리 기저판(30)이 아닌 휜(20) 자체가 변형되는 것이므로 기저판에 휜을 조립할 때에 기저판(30)의 하부면을 변형없이 평평하게 유지시킬 수 있다. 이러한 기저판(30)의 평탄도를 유지하기가 용이하다는 점은 매우 중요한데, 그 이유는 기저판이 접착 공정시 뒤틀리거나 하부면에 국부적인 돌출이 발생하면 기저판을 평평하게 하기 위해 별도로 값비싼 기계 가공공정을 추가해야 하기 때문이다.The lower bent portion 22 is formed to be thicker than the plate thickness (t 1 of FIG. 8A) of the upper portion 21 and is inserted into the groove 31 formed on the upper surface of the base plate 30 to be swaged. The lower bent portion 22 is swaged so as to be pressed against the inner wall of the groove 31 while being pressed into the groove 31 formed in the upper surface of the base plate 30 and pressed. It is to be firmly fixed to the base plate (30). This method is different from the conventional method, so that the fin 20 itself rather than the base plate 30 is deformed, and thus, when assembling the fin to the base plate, the lower surface of the base plate 30 can be kept flat without deformation. It is very important that it is easy to maintain the flatness of the base plate 30, because the base plate is warped during the bonding process or if the local protrusion on the bottom surface occurs separately expensive machining process to flatten the base plate Because we need to add
상기 아래절곡부(22)는 기저판(30)의 홈(31)에 끼워져 압축될 때, 효과적으로 확장되어 홈(31) 속에 채워지도록 하기 위해서 도 5에서 보는 바와 같이 상부의 면(23)이 하부의 면(24) 보다도 넓은 사다리꼴 모양의 단면 형상을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부면(24)에 길이방향으로 삼각 또는 반구형 등과 같은 소정의 홈(25)을 갖도록 하면 아래절곡부(22)가 기저판(30)의 상부면(32)에 형성한 홈(31)에 끼워져서 소정의 금형에 의해서 압착을 받을 때에 상기 홈(25)이 집중적으로 좌우로 유동되어 기저판(30)의 홈(31)에 더욱 잘 밀착되도록 하여 접착면을 더욱 크게 할 수 있다.When the lower bent portion 22 is inserted into the groove 31 of the base plate 30 and compressed, the lower surface 22 has an upper surface 23 as shown in FIG. 5 so as to be effectively expanded and filled in the groove 31. It is preferable to have a trapezoidal cross-sectional shape wider than the surface 24. In addition, when the lower surface 24 has a predetermined groove 25 such as a triangular or hemispherical shape in the longitudinal direction, the groove 31 formed by the lower bent portion 22 on the upper surface 32 of the base plate 30. When the groove 25 is pressed by a predetermined mold to be pressed into the groove 25, the groove 25 is concentrated to the left and right to better adhere to the groove 31 of the base plate 30, thereby increasing the adhesion surface.
상기 아래절곡부(22)는 사다리꼴 모양의 단면을 가지는 위의 예와는 달리 기저판(30)에 형성한 홈(31)의 모양에 따라서 대응될 수 있는 모양으로 다양하게 구성할 수 있으며, 그 예로서 기저판 홈(31)에 삽입 가능한 활주공차 크기의 동일 형상의 직사각형 단면이나 원형 단면 등 다양하게 형태를 달리하여 구성할 수 있다.Unlike the above example having a trapezoidal cross section, the lower bent portion 22 may be configured in various shapes to correspond to the shape of the groove 31 formed in the base plate 30. As such, it can be configured in a variety of forms, such as rectangular cross section or circular cross section of the same shape of the slide tolerance size that can be inserted into the base plate groove 31.
상기 기저판(30)은 휜(20)의 소재와 동일한 알루미늄 합금 또는 구리 합금을 소재로 하며, 소정의 두께를 가지는 판재를 압연롤이나 프레스 장치를 이용하는 가압 조작에 의해 또는 소정의 재료를 압출가공에 의해 상부면(32)과 하부면(33)이 상이한 모양을 가지도록 소성변형시켜 형성하며, 이때 상부면(32)은 기준면 아래에 일정 모양의 홈(31)이 다수 성형되도록 하고, 하부면(33)은 그 하부면(33)이 접하는 금형이나 지지틀의 윤곽과 동일한 모양을 가지도록 성형된다.The base plate 30 is made of the same aluminum alloy or copper alloy as the material of the fin 20, the plate material having a predetermined thickness by a pressing operation using a rolling roll or a press device or a predetermined material for extrusion processing The upper surface 32 and the lower surface 33 by forming a plastic deformation so as to have a different shape, wherein the upper surface 32 is to form a plurality of grooves 31 of a predetermined shape under the reference surface, the lower surface ( 33) is formed to have the same shape as the contour of the mold or support frame which the lower surface 33 is in contact with.
상기 기저판(30)의 상부면(32)은 그 상부면(32)이 접하게 되는 압연롤이나 상부금형 또는 압출금형의 형상에 따라서 다양한 형태로 구성할 수 있으며, 일 예로서는 도 5에서 보는 바와 같이 기저판(30)의 상부면(32)에 단순히 직사각형의 단면을 가지는 홈(31)이 다수 형성되도록 구성할 수도 있고, 그 외에 여러 가지로 홈(31)의 형태를 변경하여 예를 들면 반 구형이나 U 형 또는 그에 유사한 형태로 변경하여 구성할 수 있다.The upper surface 32 of the base plate 30 may be configured in various forms according to the shape of the rolling roll, the upper mold or the extrusion mold that the upper surface 32 is in contact, as an example, as shown in FIG. The upper surface 32 of the 30 may be configured such that a plurality of grooves 31 having a rectangular cross section are simply formed. Alternatively, the shape of the grooves 31 may be changed in various ways, for example, semi-spherical or U. It can be configured in the form or a similar form.
상기 기저판(30)의 하부면(33) 역시 그 하부면(33)이 접하게 되는 금형이나 지지틀의 형상에 따라서 평면 또는 소망하는 윤곽을 가지도록 다양한 형태로 성형할 수 있으며, 일 예로서 성형하고자 하는 판재가 평면의 윤곽을 가지는 금형이나 지지틀에 지지되어 압연롤이나 상부금형에 의해서 가압되게 되면, 성형되는기저판(30)의 하부면(33)은 위와 같은 가압 조작에 의해서 더욱 더 평탄하게 성형되게 되어 종래의 기저판(30)의 하부면에 평탄도를 유지하기 위해 별도의 기계가공을 하는 공정이 필요없이 평탄도를 유지할 수 있으므로 열원과 기저판(30)의 접착율이 극대화되어 열원으로부터 발생되는 열이 기저판(30)으로 가장 잘 전달되고 기저판(30)의 열은 지체없이 휜(20)으로 전달되어 히트 싱크의 성능을 최고로 유지토록 할 수 있다.The lower surface 33 of the base plate 30 may also be molded into various shapes to have a flat or desired contour according to the shape of the mold or support frame to which the lower surface 33 is in contact. When the plate material is supported by a mold or support frame having a flat contour and is pressed by a rolling roll or an upper mold, the lower surface 33 of the base plate 30 to be molded is formed even more flatly by the above pressing operation. Since the flatness can be maintained without the need for a separate machining process in order to maintain the flatness on the lower surface of the conventional base plate 30, the adhesion between the heat source and the base plate 30 is maximized and is generated from the heat source. Heat is best transferred to the base plate 30 and the heat of the base plate 30 can be transferred to the fin 20 without delay to maintain the best performance of the heat sink.
본 고안에 따른 히트 싱크를 제작하는 과정은 다음과 같다.The process of manufacturing the heat sink according to the present invention is as follows.
먼저, 본 고안에 따른 히트 싱크에 사용되는 기저판(30)을 준비한다. 상기 기저판(30)은 소정의 두께를 가지는 판재를 압연롤이나 프레스 장치를 이용하는 가압 조작에 의해 상부면(32)과 하부면(33)이 상이한 모양을 가지도록 소성변형시켜 형성하며, 이때 상부면(32)은 기준면 아래에 일정 모양의 홈(31)이 다수 성형되도록 하고, 하부면(33)은 그 하부면(33)이 접하는 금형이나 지지틀의 윤곽과 동일한 모양을 가지도록 성형되며, 상기 금형이나 지지틀의 윤곽은 열을 소산하고자 하는 열원장치의 윤곽과 동일한 모양으로 형성한다.First, prepare a base plate 30 used in the heat sink according to the present invention. The base plate 30 is formed by plastic deformation of the plate having a predetermined thickness so that the upper surface 32 and the lower surface 33 have a different shape by a pressing operation using a rolling roll or a press device, wherein the upper surface 32 is formed to form a plurality of grooves 31 of a predetermined shape under the reference surface, the lower surface 33 is formed to have the same shape as the contour of the mold or support frame that the lower surface 33 is in contact with, The contour of the mold or support frame is formed in the same shape as the contour of the heat source device to dissipate heat.
기저판(30)의 또 다른 성형방법으로 압출성형을 선택할 수 있다. 압출성형의 압출재로 기저판을 사용하는 이유는 하부면(33)이 평탄하거나 또는 하부면(33)에 필요한 굴곡이 상부면(32) 홈(31)의 길이방향과 평행한 방향으로 일정한 형태로 필요한 경우 그리고 상부면(32)의 홈(31)의 형상이 입구가 내부보다 작게 성형되어야 할 경우에 압출재를 사용할 수 있다.Another molding method of the base plate 30 may be extrusion molding. The reason why the base plate is used as the extruding material of the extrusion is that the lower surface 33 is flat or the bending necessary for the lower surface 33 is required in a constant shape in a direction parallel to the longitudinal direction of the groove 31 of the upper surface 32. In this case and the shape of the groove 31 of the upper surface 32 may be an extruded material when the inlet is to be molded smaller than the inside.
다음에, 본 고안에 따른 히트 싱크에 사용되는 휜(20)을 준비한다. 휜(20)의 윗부분(21)이 삼각형의 단면을 가지는 휜(20)을 제작토록 하기 위해서 먼저 우수한 열전도율과 연성을 갖도록 합금원소가 최소화된 산업용 순수 알루미늄 또는 구리합금 계통의 두께 0.5mm-1.2mm 범위 내의 판재를 준비하고 이를 프레스 가공이나 압연에 의해서 도 8a에서 보는 바와 같은 판재(40)를 성형하여 얻는다. 상기 성형된 판재(40)는 소정의 두께(t1)를 갖는 판재(40)의 길이방향으로 소정의 높이(t2)를 갖는 돌출부(41)와, 절곡을 위한 홈(42)이 일정한 간격으로 번갈아 배열되어 있다. 이 경우 휜(20)의 윗부분(21)에 해당될 판재의 두께(t1) 부분은 성형 전의 원 판재의 두께 보다 얇은 상태로 성형되어야 하며, 휜(20)의 아래절곡부(22)에 해당되는 판재의 두께(t2) 부분은 성형 전의 원판재의 두께 이상으로 성형되어야 한다.Next, a fin 20 for a heat sink according to the present invention is prepared. In order to allow the upper part 21 of the fin 20 to have a triangular cross section, the thickness of the industrial pure aluminum or copper alloy system with the alloy element minimized to have excellent thermal conductivity and ductility is 0.5mm-1.2mm. The board | plate material within a range is prepared, and this is obtained by shape | molding the board | plate material 40 as shown in FIG. 8A by press work or rolling. The molded plate 40 has a protrusion 41 having a predetermined height t 2 in the longitudinal direction of the plate 40 having a predetermined thickness t 1 , and a groove 42 for bending. Are alternately arranged. In this case, the thickness (t 1 ) of the plate to correspond to the upper portion 21 of the fin (20) should be molded in a state thinner than the thickness of the original plate before molding, corresponding to the lower bent portion 22 of the fin (20) The part of the thickness t 2 of the plate to be formed should be molded to be greater than the thickness of the raw material before forming.
상기 돌출부(41)와 홈(42)은 각 형상에 맞는 별도의 압축 프레스를 사용하거나, 일정 형상의 요철을 갖는 롤러를 사용하여 압연하여 형성할 수 있다. 상기 성형된 판재(40)는 여러가지 방법을 이용하여 도 5에서 보는 바와 같이 절곡할 수 있으며, 그 일 예로서는 돌출부(41)의 정확히 반대편을 끝이 사각 형상인 금형으로 누르고 있는 상태에서 절곡을 위한 홈(42)이 있는 면의 홈(42) 위치를 끝이 날카로운 칼날(edge) 금형을 이용하여 사각 금형의 누름 방향과 반대 방향으로 눌러 힘을 가하면, 최종 절곡후에 상기 돌출부(41)는 휜(20)의 아래절곡부(22)가 되고, 상기 절곡을 위한 홈(42)은 윗부분(21)의 정상부가 되어 윗부분(21)이 삼각형의 단면을 가지는 휜(20)을 얻을 수가 있다.The protrusions 41 and the grooves 42 may be formed by using a separate compression press for each shape or by using a roller having a predetermined irregularity. The molded plate 40 can be bent as shown in FIG. 5 using various methods. For example, the groove for bending in the state in which the opposite end of the protrusion 41 is pressed with a mold having a square shape at the end thereof. Pressing the groove 42 position of the surface with the 42 in the opposite direction to the pressing direction of the square mold using a sharp edged edge mold, the protrusion 41 after the final bending is 휜 (20) ), And the groove 42 for bending is the top of the upper portion 21, so that the fin 20 having the triangular cross section can be obtained.
또한, 휜(20)의 윗부분(21)이 사각형의 단면을 가지는 휜(20)은 도 8b에서 보는 바와 같은 판재(40)를 먼저 성형하여 이를 절곡함으로써 얻어질 수 있다. 상기 성형된 판재(40)는 판재(40)의 길이방향으로 소정의 돌출부(41)와, 절곡을 위한 2개의 홈(42)이 일정한 간격으로 번갈아 배열되어 있으며, 최종적으로 윗부분(21)이 사각형의 단면을 가지는 휜(20)으로 절곡된 후에 상기 돌출부(41)는 아래절곡부 (22)가 되며, 절곡을 위한 2개의 홈(42)은 홈(42)과 홈(42) 사이에 위치하는 면이 휜(20)의 윗부분(21)의 최정상부가 된다.Further, the fin 20 having the upper portion 21 of the fin 20 having a rectangular cross section can be obtained by first forming the plate 40 as shown in FIG. 8B and bending it. The molded plate 40 has a predetermined protrusion 41 and two grooves 42 for bending in the longitudinal direction of the plate 40 alternately arranged at regular intervals, and finally the upper portion 21 is rectangular After being bent into a fin 20 having a cross section of the protrusion 41 becomes the lower bent portion 22, two grooves 42 for bending are located between the groove 42 and the groove 42. The surface becomes the uppermost part of the upper portion 21 of the fin 20.
또한, 본 고안에 사용되는 휜(20)은 위와 같이 소정의 두께를 갖는 판재를 성형 및 절곡하여 제조하는 방법과는 달리 소정의 재료를 압출 가공에 의해서 윗부분(21)이 삼각 및 사각 또는 원하는 형상의 단면을 가지고, 아래절곡부가 두껍게 형성된 휜(20)을 제조할 수도 있다. 이러한 경우에는 판재 성형과 절곡 등의 공정을 생략할 수 있는 이점은 있으나, 현재의 금형기술의 한계와 압출공정의 특성상 휜(20) 윗부분(21)의 두께를 0.7mm 이하로는 생산이 불가능하여 판재를 사용하는 것보다 다소 히트 싱크의 냉각효율이 낮을 수 있다.In addition, 휜 (20) used in the present invention, unlike the method of manufacturing by forming and bending a plate having a predetermined thickness as described above, the upper portion 21 by the extrusion process a predetermined material is triangular and square or desired shape It is also possible to produce a fin 20 having a cross section of the lower bent portion formed thick. In this case, there is an advantage that the process such as sheet forming and bending can be omitted, but due to the limitations of the current mold technology and the characteristics of the extrusion process, the thickness of the upper portion 21 of the fin (20) cannot be produced below 0.7 mm. Cooling efficiency of the heat sink can be somewhat lower than using a plate.
위와 같이 본 고안에 따른 히트 싱크의 기저판(30)과 휜(20)이 준비되면, 상기 휜(20)의 아래절곡부(22)를 도 9a에서 보는 바와 같이 상기 기저판(30)의 상부면(32)에 형성된 홈(31)과 일치시켜 삽입되도록 한다.When the base plate 30 and the fin 20 of the heat sink according to the present invention is prepared as described above, as shown in Figure 9a the lower bent portion 22 of the fin 20 (top surface of the base plate 30) It is inserted into the groove 31 formed in the 32.
휜(20)의 아래절곡부(22)가 기저판(30)의 상부면(32)에 형성된 홈(31)에 삽입되면, 휜(20)의 아래절곡부(22) 윗쪽에서 도 9a에서 보는 바와 같이 금형(50)을 이용하여 아래쪽으로 누르면 휜(20)의 아래절곡부(22)가 압착되어 소성변형이 일어나면서 기저판(30)의 상부면(32)에 형성한 홈(31)의 내부에 도 9b에서 보는 바와 같이 밀착되고, 또 기저판(30)의 주변 금속도 상기 압착에 의한 소성 유동으로 휜(20) 주변으로 융기(34)되어 압착효과는 더욱 증가되면서 휜(20)이 기저판(30)에 견고하게 고정되어 최종적으로 도 9c에서 보는 바와 같은 형상으로 접합이 완료되게 된다. 이때, 상기 압착 금형(50)은 롤러형식의 금형이나 단독형 프레싱 금형 어느 것을 사용해도 좋으며, 금형의 단면 형상은 압착되는 부분의 압착효과를 좋게 하기 위하여 끝이 둥근 금형을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 아래절곡부(22)의 하부면(24)에 길이방향으로 소정의 홈(25)을 형성하면 아래절곡부(22)가 기저판 (30)의 상면에 형성한 홈(31)에 끼워져서 소정의 금형에 의해서 압착을 받을 때에 상기 홈(25)은 좌우로 유동되어 기저판(30)의 홈(31)에 더욱 잘 밀착되도록 하여 접착면을 더욱 크게 할 수 있다.When the lower bent portion 22 of the fin 20 is inserted into the groove 31 formed in the upper surface 32 of the base plate 30, as shown in FIG. 9A above the lower bent portion 22 of the fin 20. When pressed downward using the mold 50 as described above, the lower bent portion 22 of the fin 20 is squeezed to cause plastic deformation, and the inside of the groove 31 formed in the upper surface 32 of the base plate 30. As shown in FIG. 9B, the metal around the base plate 30 is also raised 34 around the fin 20 by the plastic flow by the compression, and the compressive effect is further increased while the fin 20 is the base plate 30. It is firmly fixed to) and finally the bonding is completed in the shape as shown in Figure 9c. At this time, the pressing die 50 may be a roller-type die or a single-type pressing die, and the cross-sectional shape of the die is preferably a rounded die in order to improve the pressing effect of the pressed portion. On the other hand, when the predetermined groove 25 is formed in the lower surface 24 of the lower bent portion 22 in the longitudinal direction, the lower bent portion 22 is fitted into the groove 31 formed on the upper surface of the base plate 30. When the pressing is pressed by a predetermined mold, the groove 25 may flow from side to side so as to be in close contact with the groove 31 of the base plate 30, thereby making the adhesive surface larger.
본 고안에 따른 히트 싱크는 휜의 표면적을 극대화시켜 공기와 접촉하는 면적을 증가시키고, 또 기저판과 휜 사이의 열적 접촉이 양호하여 기저판의 열이 휜으로 잘 전달되도록 하면서도 기존 세선 스웨이징과 같이 기저판과 냉각판 이외의 별도 소재를 사용하거나, 기존 기저판 스웨이징과 같이 휜 주변의 기저판 소재 전체를 스웨이징할 필요없이 휜의 일 부분을 직접 스웨이징 시킴으로써 냉각효율과 생산성이 우수한 연속 반복 절곡된 휜을 기저판에 견고하게 고정시킬 수 있을 뿐 아니라, 휜과 기저판의 결합공정이 단순화되어 제작 및 조립이 용이하게 되므로 제작성과 생산성이 향상될 수 있다.Heat sink according to the present invention maximizes the surface area of the fin to increase the area in contact with the air, and the thermal contact between the base plate and the fin is good, so that the heat of the base plate is transferred to the fin well, but the base plate like the existing thin wire swaging It is not necessary to use a separate material other than the cold plate or the swiveling part of the fin directly without swaging the entire base plate material around the fin like conventional base plate swaging. Not only can be firmly fixed to the base plate, but also the manufacturing process and productivity can be improved because the coupling process of the base and the base plate is simplified to facilitate the fabrication and assembly.
또한, 본 고안에 따른 히트 싱크는 기저판보다는 휜 자체가 변형되므로 모든 제작공정에서 열원이 접착된 기저판의 뒷면의 평탄도를 유지할 수 있어 별도의 기계가공이 불필요하게 되므로 평탄한 기저판에 부착된 열원으로부터 기저판에 통해 전달된 열은 지체없이 휜으로 전달되어 히트 싱크의 성능을 최대한 발휘하도록 할 수 있다.In addition, since the heat sink according to the present invention deforms itself rather than the base plate, it is possible to maintain the flatness of the back side of the base plate to which the heat source is bonded in all manufacturing processes, so that no additional machining is required, and thus the base plate from the heat source attached to the flat base plate. The heat transferred through can be transferred to heat without delay to maximize the performance of the heat sink.
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