KR20030073903A - 휜과 보조방열판의 인서트 주조를 이용한 방열판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 통신 중계기 등과 같이 사용중 열이 발생하여 열을 방출시키지 않으면 사용중 이상이 발생할 수 있는 기기에서 발생되는 열을 방출하는데 사용되는 방열판의 제조방법에 대한 것으로 종래의 압출 제조방법에 비해 방열 효율이 우수한 방열판을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 휜과 보조방열판을 인서트방식으로 방열판 베이스와 일체형을 이루게 만들고자한다. 즉, 휜과 보조방열판을 요구되는 사양대로 압출, 절삭가공, 프레스 성형, 소결, 사출 또는 주조 등의 가공을 이용하여 제작한 후 방열판 베이스를 형성할 금형에 휜과 보조방열판을 인서트 방식으로 삽입 혹은 고정하고 방열판 베이스를 알루미늄 또는 기타 열전도성이 좋은 재질로 금형내에서 형성하여 휜과 방열판 베이스, 그리고 보조방열판과 방열판 베이스 사이에 공기층의 존재없이 밀착된 하나의 구조가 되도록 한다.

따라서, 본 발명에 의해 각종 통신 중계기 등과 같이 사용중 열이 발생하여 열을 방출시키지 않으면 사용중 이상이 발생할 수 있는 기기에서 발생되는 열을 방출하는 방열효율이 우수한 방열판을 제작할 수 있다.

Description

휜과 보조방열판의 인서트 주조를 이용한 방열판 제조방법{Method for manufacturing the heat sink using insert casting of fin and auxiliary plate}

본 발명은 각종 통신 중계기 등과 같이 사용중 열이 발생하여 열을 방출시키지 않으면 사용중 이상이 발생할 수 있는 기기에서 발생되는 열을 방출하는데 사용되는 방열판(Heat sink)의 휜과 보조방열판을 인서트 주조를 이용하여 제조하는 방법에 대한 것으로 종래의 제조방법에 비해 방열 효율이 우수한 방열판을 제조하는방법에 관한 것이다.

최근 통신시장이 급성장하면서 많은 데이터를 전송할 수 있게 된 지금은 원거리 및 근거리에서의 무선 이동통신시에 통신이 원활하게 진행되기 위한 통신용 중계기를 요구하고 있다. 일반적으로 통신용 중계기는 간이 기지국으로, 전파원으로 발생된 신호를 수신하여 고주파로 증폭하여 송신하는 장치이다. 이와 같은 통신용 중계기는 특히 이동통신의 경우 IMT2000방식이 상용화됨에 따라 동영상 등의 대용량 데이타 처리를 하기 위한 모듈을 내장하며 대용량처리를 위한 모듈의 성능향상으로 인해 필연적으로 고열이 발생된다.

이로 인해 이들 모듈로부터 열을 제거하는 역할을 수행하는 방열판은 더욱 효율적인 방열을 위해 여러 가지 방식으로 제조되고 있으나 중계기내에서 모듈의 발열을 제어해야 하는 공간적인 제약으로 인해 방열판의 형상과 크기, 소재에 있어서 많은 제한이 있을 수 밖에 없다.

이러한 문제점들을 해결하고자 한 종래의 방열판 제작을 위한 기술중에서 압출을 이용하여 제조된 방열판을 제1도에 나타내었다. 압출 제조방법에 의해 제조된 방열판의 경우에는 중계기 내 모듈의 발열량이 많아지면서 이를 모두 호과적으로 방열시키기에는 어려움이 있었다. 따라서 방열판의 사양이 휜(Fin)의 높이가 높을 뿐만 아니라, 휜과 휜사이의 배치 밀도가 높은 방열판의 제작이 요구되어 왔으나, 압출 제조방법으로는 이를 제조하기에는 많은 어려움이 있었다.

이에 압출을 이용한 방열판 제조방법의 단점을 개선하기 위하여 휜의 높이가 높고 휜과 휜사이의 배치 밀도를 높일 수 있는 프레스 압착을 이용한 방열판 구조를 제2도에 나타내었다.

이러한 제조방법은 방열 효율을 높이기 위하여 휜(12)을 별도로 제작하여 방열판 베이스(13) 부위의 한 면을 요철구조로 만들어 별도로 만들어진 휜(12)을 요철구조에 삽입한 후 휜(12) 삽입 부위 주위를 프레스 가공을 이용하여 휜(12)을 방열판 베이스(13)에 압착하는 방법으로 제조하였으나, 이와 같은 프레스 압착을 이용한 제조방법으로는 압착시 방열판 베이스와 휜 사이에 존재하는 공기층의 단열효과에 의해 방열되어야 할 열의 전달효율이 저하되어, 향후 사용 예정인 동영상등의 대용량 데이타 처리를 하기 위한 모듈을 내장하는 각종 통신 중계기에서의 방열판 제조방법으로는 한계가 있다.

따라서 이러한 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 본 출원인에 의한 특허출원 2001-15808호에서는 휜과 방열판 베이스를 일체화하는 공정을 제안함으로서 종래의 제조방법에서 필연적으로 나타나게 되는 휜과 방열판 베이스 사이에 존재할 수 있는 단열층을 제거함으로써 열전달 효과를 높이고자 하였다. 그러나 특허출원 2001-15808호에서는 휜을 방열판 베이스에 고정하는 과정에서 휜의 고정에 따른 부가적인 문제들뿐만 아니라 방열효율을 더욱 높이기 위한 개선이 추가적으로 필요하다는 문제가 있다.

따라서 상기와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 각종 통신 중계기 등과 같이 사용중 열이 발생하여 열을 방출시키지 않으면 사용중 이상이 발생할 수 있는 기기에서 발생되는 열을 방출하는데 사용되는 방열판을 제조하는데 있어서, 본 출원인에 의한 특허출원 2001-15808호의 방열판 베이스 금형내 휜 삽입시 발생하는 휜 사이의 피치 조정 불균일과 용융압으로 인한 휜의 휨 문제점을 보완뿐만 아니라 방열판에 보조 방열판을 추가 설치함으로써 우수한 방열 효율을 가지는 방열판 제조방법을 제공하고자 한다.

도1은 종래의 압출을 이용하여 제조된 방열판의 구조.

도1a는 압출을 이용한 방열판 제조방법에 대한 설명을 위한 사시도.

도1b는 도 1a의 View "A"를 나타낸 도면.

도2는 종래의 프레스 압착을 이용하여 제조된 방열판의 구조

도2a는 프레스압착을 이용한 방열판 제조방법에 대한 설명을 위한 사시도.

도2b는 도 2a의 View "B"를 나타낸 도면.

도3은 본 발명의 방열판을 제작하기 위한 플로우 차트.

도4는 본 발명의 방열판의 휜과 보조방열판의 인서트 주조를 이용한 방열판 제작방법에 대한 사시도

도4a는 휜 사시도

도4b는 간격 조정판의 사시도

도4c는 보조방열판의 사시도

도4d는 인서트 주조를 이용한 방열판 베이스 금형 구조 사시도.

도4e는 휜의 인서트 삽입부가 나타나 있는 방열판 베이스 금형구조 사시도.

도4f는 도4e의 D부분 확대도.

도5는 본 발명의 방법으로 제조된 방열판의 구조.

도5a는 방열판의 사시도.

도5b는 도5a의 D-D'선 단면도.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 압출금형

11 : 방열판

12, 14, 19 : 휜

13, 20 : 방열판 베이스

15 : 간격 조정판

16 : 방열판 베이스 금형의 상형

17 : 방열판 베이스 금형의 하형

18 : 유압 프레스 고정장치

21 : 보조방열판

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휜과 보조방열판의 인서트주조를 이용한 방열판 제조방법은 방열판에 사용하기 위한 휜을 제작하는 단계(S1); 간격 조정판을 가공하는 단계(S2); 보조 방열판을 가공하는 단계(S3); 방열판 베이스 금형의 상형 또는 하형중 일단에 간격 조정판을 고정 또는 삽입하는 단계(S4); 휜을 간격조정판 사이에 삽입하고, 유압 프레스 고정장치를 이용하여 간격조정판 사이에 삽입된 휜을 고정시키는 단계(S5); 보조 방열판을 간격 조정판이 고정 또는 삽입되는 타단에 고정 또는 삽입하는 단계(S6); 방열판 베이스 금형의 하형과 상형을 형합하는 단계(S7); 형합하는 단계 후, 열전도성이 좋은 금속 재질을 용융하여 상기의 방열판 베이스 금형에 주입하는 단계(S8); 주입된 용융재질을 응고시켜 방열판 베이스가 형성되면서 휜과 보조방열판을 일체화시키는 단계(S9); 응고 완료후 금형을 열어 완성된 휜과 보조방열판이 방열판 베이스와 하나로 합체된 방열판을 금형에서 분리하는 단계(S10); 방열판 주위의 이물질을 제거하는 후가공 단계(S11)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 휜과 보조 방열판의 인서트 주조를 이용한 방열판 제조방법에 대한 플로우 차트로서 본 발명에 대한 개요를 일목요연하게 보여 준다.

우선 방열판에 사용될 휜의 사양을 설계하여 압축, 절삭가공, 프레스 성형, 소결, 사출 또는 주조 등과 같은 제조방법에 의하여 휜을 제작하는 단계(S1)를 수행하고, 제작된 휜을 금형에 삽입시 필요한 간격조정판을 가공하는 단계(S2)를 수행하고, 방열판 베이스에 고정 또는 삽입될 보조방열판을 가공하는 단계(S3)를 수행한다.

간격조정판을 가공하는 단계에서 가공된 간격 조정판을 방열판 베이스 금형의 일단에 고정 또는 삽입하는 단계(S4)를 수행하고, 휜 제작단계에서 제작된 휜을 방열판 베이스 금형의 간격조정판 사이에 삽입하고, 유압 프레스 고정장치를 이용하여 고정시키는 단계(S5)를 수행한 후 방열판 베이스의 간격 조정판 및 휜이 고정 또는 삽입되는 금형의 타단에 보조 방열판을 삽입 또는 고정하는 단계(S6)를 수행한다.

이후 방열판 베이스를 성형 할 수 있는, 휜이 삽입되어 있는 금형의 일단과 보조방열판이 삽입되어 있는 금형의 타단을 형합하는 단계(S7)를 수행한 후, 바람직하기로는 알루미늄 합금과 같은 열전도성이 좋은 재질을 용융하여 방열판 베이스 금형에 주입하는 단계(S8)를 거친다. 이 주입하는 단계에서는 용융재질이 금형내의 공기를 전부 금형밖으로 방출시킴으로써 방열판 베이스와 휜, 그리고 방열판 베이스와 보조방열판사이에 공기층이 존재함으로써 발생되는 단열효과를 방지할 수 있어서 더욱 우수한 방열효율을 가질 수 있도록 한다.

방열판 베이스 금형에 주입된 용융재질이 시간적인 흐름에 따라 응고되어 방열판 베이스가 형성되면서 휜과 보조 방열판을 일체화시키는 단계(S9)를 수행하고, 이후 응고 완료후 금형을 열어 완성된 휜과 보조방열판과 방열판 베이스가 하나로 합체된 방열판을 금형에서 분리하는 단계(S10)를 수행한 후에 방열판 주위의 이물질을 제거하는 후가공 단계(S11)를 거쳐 방열판을 제작하게 된다.

도4는 본 발명의 휜의 인서트 주조를 이용한 방열판의 제작방법에 대한 사시도를 나타낸 것으로, 도4a는 압축, 절삭가공, 프레스 성형, 소결, 사출 또는 주조 등의 방법으로 제작된 휜(14)의 형태를 보여 주는 도면과 도4b에서 보여주는 간격 조정판(15)의 형태를 보여주는 도면이며, 도4c에서 보여주는 보조 방열판(21)의 형태를 보여주는 도면이다. 여기서 보조 방열판의 형상은 도시한 형상에 한정하지 아니한다.

도4d는 휜과 보조 방열판의 인서트 주조를 하기 위한 상형(16), 하형(17) 및 유압 프레스 장치(18)를 포함하여 3개의 구성 요소로 되어 있는 방열판 베이스 금형의 형태를 보여주는 도면이다. 방열판 베이스 금형의 하형(17)에 휜을 간격 조정판 사이에 도4e와 같이 삽입하여 유압프레스 장치를 이용하여 고정한다.

도4f는 도4e의 D부분 확대도이다.

도4e에서 보여지는 방열판 베이스 금형의 하형에 휜(14)을 간격조정판(15)사이에 삽입을 하여 유압프레스 장치(16)로 고정하고, 상형(16)에 보조방열판(21)을 삽입한 후, 방열판 베이스 금형의 상형(16)과 하형(17)을 형합한 후, 알루미늄(A1) 합금 등의 열전도성이 좋은 용융재질을 형합된 방열판 베이스 금형내로 주입한다.주입시 금형내에 있는 공기는 충진되는 용융재료에 밀려 금형 밖으로 방출되고 방열판 베이스 금형의 상형 (16)내의 용융재료는 응고를 시작하여 방열판 베이스를 형성하면서 방열판 베이스 금형의 하형(17)의 삽입되어 있는 휜(14)과 방열판 베이스 금형의 상형에 삽입되어 있는 보조방열판(21)과 일체화를 이루기 시작한다. 응고가 완료된 후 방열판 베이스 금형의 하형(17)과 방열판 베이스 금형의 상형(16)을 분리하고 이물질을 제거하여 방열판의 제작을 완성한다.

도5는 본 발명의 인서트 주조를 이용하여 제작된 방열판의 구조를 나타내고 있다. 여기서, 도5a와 같은 일체화된 방열판 베이스(20)와 휜(19)과 보조 방열판(15) 구조를 갖는 방열판을 볼 수 있다. 도5b는 본 발명의 방법으로 제조된 방열판의 단면을 나타내고 있으며, 종래의 프레스 압착 방법에 의해 제조된 방열판에서 생기게 되는 휜(19)과 방열판 베이스(20) 사이에 존재하는 공기층이 존재하지 않아 공기층의 단열효과를 방지할 수 있는 방열판을 얻을 수 있으며, 방열판 베이스 부분에는 보조 방열판(15)이 삽입되어 있다.

여기서 방열판 베이스 금형의 상형(16)과 하형(17)에 형성한 휜과 보조방열판의 삽입은 바람직한 일실시 예를 나타내기 위한 것으로 휜과 보조방열판 삽입의 형성은 방열판 베이스 금형의 상형(16) 혹은 하형(17)에 한정되지 아니한다.

여기서 금형이라함은 금속을 주재료로 한정하지 아니하며 유압프레스라함은 유압만을 사용하는 프레스로 한정하지 아니한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 각종 통신 중계기등과 같이사용중 열이 발생하여 열을 방출시키지 않으면 사용중 이상이 발생할 수 있는 기기에서 발생되는 열을 방출하는 방열판을 제작하는데 있어서 방열 효율이 우수한 방열판을 제작할 수 있다.

Claims (1)

1. 방열판의 제조방법에 있어서,

   방열판에 사용하기 위한 휜을 제작하는 단계(S1);

   금형에서 휜의 간격조정과 고정을 하기 위한 간격조정판을 가공하는 단계(S2);

   방열판 베이스에 고정 또는 삽입될 보조방열판을 가공하는 단계(S3);

   간격조정판을 방열판 베이스 금형의 상형 또는 하형의 일단에 고정 혹은 삽입시키는 단계(S4);

   휜을 상기 간격조정판 사이에 삽입하고, 유압 프레스 고정장치를 이용하여 고정시키는 단계(S5);

   방열판 베이스에 삽입될 보조방열판을 상기 금형의 타단에 고정 또는 삽입하는 단계(S6);

   방열판 베이스를 성형할, 보조방열판이 고정된 상형 또는 하형을 휜이 삽입되어 있는 하형 또는 상형과 형합하는 단계(S7);

   형합하는 단계 후, 열전도성이 좋은 금속 재질을 용융하여 상기의 방열판 베이스 금형에 주입하는 단계(S8);

   주입된 용융재질을 응고시켜 방열판 베이스가 형성되면서 휜과 보조방열판과 일체화시키는 단계(S9);

   응고 완료후 금형을 열어 완성된 휜과 보조방열판과 방열판 베이스가 하나로합체된 방열판을 금형에서 분리하는 단계(S10); 및

   방열판 주위의 이물질을 제거하는 후가공 단계(S11)로 구성되는 것을 특징으로 하는 휜과 보조방열판의 인서트 주조를 이용한 방열판 제조방법.