KR20070010386A - 히트 싱크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 전자 제품 또는 컴퓨터 등에서 발생하는 열의 냉각 특성을 증대시킬 수 있는 히트 싱크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 베이스 플레이트 상에 다공성의 금속폼을 형성하는 히트 싱크의 제조 방법에 있어서, 열 전달 통로 확보 및 열전달 면적을 증가시키기 위하여 수직 관통된 금속핀을 구비하는 금속폼을 형성하는 단계와; 상기 금속폼을 베이스 플레이트에 접합하는 단계를 포함한다.
금속폼, 도금, 금속핀, 공간부, 열전달

Description

히트 싱크 및 그 제조 방법{HEAT SINK AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 흐름도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 공정 단면도들.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 다른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 흐름도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 공정 단면도들.
도 5는 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시예의 히트 싱크 제조 방법에 의해 형성된 히트 싱크를 도시한 정면 단면도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 공정 단면도들.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예의 히트 싱크 제조 방법에 의해 형성된 히트 싱크의 정면 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1 : 히트 싱크
11 : 폴리우레탄필터폼
12 : 코팅막
13 : 금속핀
131 : 금속관, 132 : 금속봉, 133 : 금속판
14 : 제 1 도금막
15 : 금속폼
16 : 베이스 플레이트
17 : 제 2 도금막
18 : 공간부
21 : 베이스 플레이트
22 : 금속핀
23 : 폴리우레탄필터 폼
24 : 도금막
25 : 금속폼
본 발명은 히트 싱크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 전자 제품 또는 컴퓨터 등에서 발생하는 열의 냉각 특성을 증대시킬 수 있는 히트 싱크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반 적으로, 히트 싱크라 함은 전자 제품 컴퓨터 등의 반도체 칩과 같은 부품으로부터 발생하는 열을 받아 골고루 히트 싱크 전체로 분산시켜 팬을 통한 공기 중으로의 발열이 쉽게 이루어지도록 하는 냉각장치를 말한다.
부품에서 발생하는 열은 제품의 수명을 단축시키고 오동작의 원인 및 신뢰도와 직접적인 관계가 있으므로 히트 싱크를 이용하여 부품에서 발생하는 열을 냉각시키는 것이 중요한 요소가 되므로, 이를 위해서는 히트싱크의 표면적이 넓어야 하며, 냉각팬이 있을 경우 팬으로부터 불어오는 바람이 쉽게 빠질 수 있는 구조여야 한다.
종래 기술에 의한 히트 싱크 제조 방법은 우선, 폴리우레탄필터 폼에 팔라듐 촉매처리를 하고 나서 무전해 도금 및 전해 도금 방식을 도금을 실시하여 도금막을 형성한다.
그리고 나서, 도금막 주변의 우레탄 성분을 제거하기 위한 소각을 실시하여 금속폼을 형성하는데 이때 도금막 표면에는 소각에 의해 표면 산화를 일으키기 때문에 표면 산화막을 제거하는 공정을 진행하여야한다.
이때, 표면 산화막 제거 공정은 고온에서 환원 가스 즉, 암모니아(NH3) 가스 또는 수소(H2) 가스를 공급하여 이중 수소 가스가 금속과 결합된 산소와 결합하여 도금층이 환원되도록 하는 것인데, 상기 환원 공정은 공정이 복잡하고 제조 비용이 높은 단점이 있다.
한편, 상기 산화막 제거 공정을 진행한 금속폼을 베이스 플레이트에 접합시키는 공정을 진행한다.
상기 접합 공정은 베이스 플레이트와 금속폼의 접합 부위에 필러 메탈(filler metal)을 주입하여 필러 메탈이 금속폼과 베이트 플레이트사이에 접합되도록 하는 브레이징(brazing) 용접을 행한다.
그런데, 상기 필러 메탈을 주입하여 브레이징 용접을 실시할 때 금속폼에서는 가지가 가늘고 열의 영향을 더 받기 때문에 용융점보다 훨씬 아래에서 녹기 때문에 가지가 손상되는 문제점이 있었고, 알루미늄을 도금층으로 이용하는 경우에는 알루미늄 자체 산화피막이 형성되는 문제점이 있었다.
이러한 산화 피막을 제거하기 위하여는 부식성이 강한 플럭스(flux)를 이용한 세정을 실시하여야 하는데 세정시 플럭스(flux)가 금속폼의 틈새에 잔류하게되어, 이 잔류물에 의해 부식이 발생함에 따라 제품이 쉽게 손상된다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 융점을 낮추기 위한 방법으로 필러 메탈 모재에 다른 합금 원소를 첨가하여 용접을 실시하기도 하지만 이 경우 열 전달시 열 저항이 커져서 히트 싱크의 성능을 저하시키는 요인이 되는 문제점이 있었다.
또한, 발포금속의 열전달 통로가 작고 금속폼의 가지(ligament) 단면적이 너무 작아 열이 베이스 플레이트로부터 히트 싱크 상부까지 전달되는 것이 어렵고, 금속폼의 특성상 가지(ligament) 배열이 불규칙하여 냉각팬의 바람이 상부 혹은 측면에서 불어도 반대 방향으로 도달하지 못하여 냉각 특성이 저하되는 문제점이 있었다.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 열 전달 통로 확보 및 열전달 면적을 증가시키기 위하여 금속봉, 금속관, 또는 금속판을 수직으로 관통시킨 금속폼을 베이스 플레이트에 접합시켜 고정 및 지지함으로써 열전달 통로를 확보하고 열전달 면적을 증가시킬 수 있는 히트 싱크 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 도금 공정을 실시하기 이전에 폴리우레탄필터 폼에 이온 빔(ion beam)을 조사하여 요철을 형성함으로써 접촉 면적을 증가시키는 히트 싱크의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또, 본 발명은 상기 폴리우레탄필터 폼을 소각시키는 과정 이후에 도금막의 표면에 형성된 자연 산화막을 황산과 질산 혼합 수용액에 담가 제거하여 제조 비용 절감 및 공정 단순화를 꾀할 수 있는 히트 싱크의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명은 금속핀이 관통된 금속폼을 열 에폭시를 이용하여 베이스 플레이트에 접착한 후 도금 공정을 진행하여 상기 금속핀과 베이스 플레이트 사이가 도금되어 금속핀이 베이스 플레이트 상에 고정 및 지지되도록 하는 히트 싱크의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또, 본 발명은 베이스 플레이트 상의 금속폼 사이에 형성된 공간부를 구비하도록 함으로써 공기의 유동 통로를 확보할 수 있는 히트 싱크 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 일정 간격을 공간부를 갖고 배열되는 다수의 금속핀을 압출 성형을 통해 베이스 플레이트와 일체화하여 열저항을 개선하고 공기 유동 통로용 공간부가 확보되도록 다수의 금속핀을 금속폼이 감싸게 형성하기 위한 히트 싱크 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 히트 싱크 제조 방법은, 베이스 플레이트 상에 다공성의 금속폼을 형성하는 히트 싱크의 제조 방법에 있어서, 열 전달 통로 확보 및 열전달 면적을 증가시키기 위하여 수직 관통된 금속핀을 구비하는 금속폼을 형성하는 단계와; 상기 금속폼을 베이스 플레이트에 접합하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 본 발명의 일 양상에 따라 제조된 히트 싱크는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 상에 공간부를 갖고 일정하게 접합을 통해 배열되는 다수의 금속폼과, 상기 금속폼을 수직 관통하고 상기 금속폼과 동종 금속으로 접합되어 상기 베이스 플레이트 상에 고정 지지되는 금속핀을 구비한다.
또, 본 발명의 다른 양상에 따른 히트 싱크 제조 방법은, 베이스 플레이트 상에 다공성의 금속폼을 형성하는 히트 싱크의 제조 방법에 있어서, 압출 성형 방식으로 열전달 면적을 증가시키기 위하여 일정 간격으로 배열된 다수의 금속핀을 일체화시킨 베이스 플레이트를 형성하는 단계와; 폴리우레탄필터 폼을 상기 금속핀에 끼워 넣고 공기 유동 통로를 확보하기 위하여 상기 금속핀 사이의 폴리우레탄필터 폼을 제거하여 공간부를 형성하는 단계와; 상기 공간부를 형성한 후에 금속 도 금을 실시하여 도금막을 형성하는 단계와; 상기 금속 도금을 실시한 폴리우레탄필터 폼을 소각하여 금속폼을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 본 발명의 다른 양상에 따라 제조된 히트 싱크는, 열전달 면적을 증가시키기 위하여 일정 간격으로 배열되는 다수의 금속핀이 일체화된 베이스 플레이트와, 상기 다수의 금속핀을 감싸도록 구비되는 금속폼과, 상기 금속폼(25) 사이에 공기 유동 통로를 확보하기 위하여 형성된 공간부를 구비한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 공정 단면도들이다.
우선, 폴리우레탄필터 폼(11)에 이온 빔(ion beam)을 조사하는 표면 개질(surface modification)을 실시하여 표면에 요철을 형성한 후에 진공 DC 마그네트론 스퍼터링(DC magnetron sputtering) 증착 또는 진공 증착 (evaporation)을 실시하여 금속 코팅막(12)을 형성한다. 이에 따라, 폴리우레탄필터 폼(11)에 표면에 형성된 요철에 의해 접착 면적이 증가함으로써 폴리우레탄필터 폼(11)과 코팅막(12)의 접착 특성을 향상시켜 후속 공정에서의 코팅막(12)의 박리를 방지할 수 있다.
이어서, 도 2a에 도시된 바와 같이 폴리우레탄필터 폼(11)에 일정 간격으로 다수의 수직 관통홀을 형성하고 열전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄 등으로 이 루어진 다수의 금속핀(13) 예를 들어 금속봉 또는 금속관을 관통홀에 삽입한다. 이때, 도면에는 관통홀이 원형홀로 도시되었지만 상기 관통홀을 전후 방향 또는 좌우 방향으로 길게 형성한 후에 금속판을 삽입할 수 있다.
이로써, 열전달 통로가 확보되고 열전달 면적을 증가됨으로써 베이스 플레이트(16)로부터 히트 싱크의 상부까지 열 전달이 원활하게 이루어진다.
그런 다음, 도2b에 도시된 바와 같이 금속핀(13)이 수직 관통된 폴리우레탄필터 폼(11)을 도금조에서 스트라이크 처리한 후에 전해 도금 방식을 통해 약 20~30㎛ 두께의 제 1 도금막(14)을 형성한다. 이때, 제 1 도금막(14)은 구리 또는 알루미늄 등으로 형성할 수 있다.
그리고 나서, 폴리우레탄필터 폼(11)을 도 2c에 도시된 바와 같이 소각하고 도금막 표면에 자연적으로 형성된 자연 산화막을 황산과 질산 혼합 용액을 이용한 산세(Acid Rinse) 공정을 통해 제거하여 금속폼(15)을 형성한다. 이에 따라 종래의 암모니아(NH3) 가스 또는 수소(H2) 가스를 이용하여 산화막을 제거하는 공정 대비 공정이 단순하고 제조 비용을 절감할 수 있게된다.
이어서, 상기 금속핀(13)이 수직 관통된 금속폼을 베이스 플레이트(16)에 열 에폭시(thermal epoxy)를 이용하여 붙인 후 도 2d에 도시된 바와 같이 도금조에 넣고 전해 도금 방식을 통해 약 20~30㎛ 두께의 제 2 도금막(17)을 형성하여 금속핀(13) 및 금속폼을 베이스 플레이트(16)에 접합한다.
이에 따라, 상기 금속핀(13) 및 금속폼과 베이스 플레이트(16) 사이에 형성 된 제 2 도금막(17)에 의해 상기 금속핀(13)이 베이스 플레이트(16)에 고정 및 지지되며, 그 경계부에는 동종 금속으로 이루어진 두꺼운 도금층이 형성되기 때문에 열저항이 최소화된다.
결국, 종래의 필러 메탈(filler metal)을 이용한 브레이징 용접을 실시하지 않아도 됨에 따라 도금막의 손상 및 산화피막을 제거하는 플럭스(flux) 세정에 따른 플럭스 잔류물로 인해 발생하는 부식 원인을 원천 방지함으로써 제품의 신뢰성을 확보할 수 있다.
이후, 도 2e에 도시된 바와 같이 상기 다수의 금속핀(13) 사이가 일정 패턴으로 구획되도록 금속핌 사이의 금속폼을 일정 간격으로 제거하여 공간부(18)를 형성함으로써 공기 유동 통로를 형성하여 통풍이 원활하게 이루어지도록 함으로써 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
이에 더하여, 상기 금속폼을 베이스 플레이트(16)에 공기 유동 통로를 형성한 후에 선택적으로 탄소나노튜브 코팅 또는 DLC(diamond like carbon) 코팅을 실시하여 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 도시한 르름도이고, 도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 공정 단면도들로, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 간략하게 하고 동일한 구성에 대한 효과를 생략하도록 한다.
우선, 폴리우레탄필터폼(11)에 이온 빔(ion beam)을 조사하여 요철을 형성한 후에 마그네트론 스퍼터링(DC magnetron sputtering) 증착 또는 진공 증착 (evaporation) 방식으로 금속 코팅을 실시한다.
이어서, 도 4a에 도시된 바와 같이 폴리우레탄필터폼(11)에 수직 관통홀을 형성하고 금속핀(13)을 삽입한다.
그런 다음, 도 4b에 도시된 바와 같이 금속핀(13)이 수직 관통된 폴리우레탄필터폼(11)을 도금조에서 스트라이크 처리한 후에 전해 도금 방식을 통해 약 20~30㎛ 두께의 제 1 도금막(14)을 형성한다. 이때, 도금은 구리 또는 알루미늄 등으로 형성할 수 있다.
그리고 나서, 도 4c와 같이 폴리우레탄필터 폼(11)을 소각하고 도금막 표면에 자연적으로 형성된 자연 산화막을 황산과 질산 혼합 용액을 이용한 산세(Acid Rinse) 공정을 통해 제거하여 금속폼(15)을 형성한다.
이어서, 상기 도 4d에 도시된 바와 같이 금속핀(13)이 수직 관통된 다수의 금속폼을 베이스 플레이트(16)에 금속폼들 사이에 일정 공간부(18)가 형성되도록 열 에폭시(thermal epoxy)를 이용하여 붙임으로써 공기 유동 통로를 확보한다.
이후, 상기 베이스 플레이트(16)에 다수의 금속폼이 접합된 결과물을 도 4에 도시된 바와 같이 도금조에 넣고 전해 도금 방식을 통해 약 20~30㎛ 두께의 제 2 도금막(17)을 형성하여 금속핀(13) 및 금속폼(15)을 베이스 플레이트(16)에 접합한다.
이에 더하여, 상기 금속폼을 베이스 플레이트(16)에 접합한 후에 선택적으로 탄소나노튜브 코팅 또는 DLC(diamond like carbon) 코팅을 실시하여 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시예의 히트 싱크 제조 방법에 의해 형성된 히트 싱크를 도시한 정면 단면도로, 본 발명의 히트 싱크는 베이스 플레이트(16)와, 상기 베이스 플레이트(16) 상에 공간부를 갖고 일정하게 배열되는 다수의 금속폼(15)과, 상기 금속폼(15)을 수직 관통하고 상기 금속폼(15)과 동종 금속으로 상기 베이스 플레이트(16) 상에 접합되어 고정 지지되는 금속핀(13) 예를 들어 금속봉으로 금속관 또는 금속판을 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 히트 싱크는 베이스 플레이트(16) 상에 공기가 유동할 수 있는 공간부를 갖기 때문에 통풍이 잘 이루어져 냉각 특성이 우수하며, 금속폼을 수직 관통하는 금속핀(13)을 구비하여 열전달 면적을 확보함과 동시에 열전달 통로를 확보함으로써 방열 특성이 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 금속핀(13)이 금속폼과 동종의 금속으로 이루어진 도금층을 통해 상기 베이스 플레이트(16) 상에 고정 지지됨에 따라 이종 금속 간 접합에 의한 열저항 특성을 개선할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 히트 싱크 제조 방법을 나타낸 공정 단면도들이다.
우선, 압출 성형 방식으로 일정 간격으로 배열된 다수의 금속핀(22)을 일체화시킨 베이스 플레이트(21)를 도 6a에 도시된 바와 같이 형성한다. 이때, 상기 금속핀(22)은 금속봉, 금속관, 또는 금속판 중 선택된 어느 하나의 형태로 형성함으로써 열전달 면적 및 열전달 통로를 확보하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 금속핀 및 베이스 플레이트는 동종 금속으로 일체화되어 이종 금속을 접합하여 형성하 였을 경우 발생하는 열저항을 방지함으로써 방열 특성을 향상시킬 수 있다.
그런 다음, 다수의 관통홀이 형성된 폴리우레탄필터 폼(23)을 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 금속핀(22)에 끼워 넣고 공기 유동 통로가 되는 공간부(26)를 형성하기 위하여 상기 금속핀(22) 사이의 폴리우레탄필터 폼(23)을 일정하게 제거한다.
이어서, 금속 도금 공정을 진행하여 도금막(24)을 형성한 후 폴리우레탄필터 폼(23)을 소각하여 도 6c에 도시된 바와 같이 금속폼(25)을 형성한다. 이때, 도금 방식은 진공 스퍼터링, 진공 증착 방식 또는 전기 도금 방식 중 선택된 어느 하나의 방법으로 실시할 수 있으며, 상기 도금 공정 이전에 접촉 면적을 증가시키기 위하여 이온 빔 조사 공정을 실시하여 요철을 형성할 수 있다.
그리고 나서, 폴리우레탄필터 폼을 소각시킨 후에 계속 승온시켜 500~650℃에서 수소 가스 또는 암모니아 가스를 흘리면서 환원 처리함으로써 도금막(24) 표면에 형성된 자연 산화막을 제거한다.
이후, 추가적으로 탄소나노튜브 코팅 또는 DLC(diamond like carbon) 코팅을 실시하여 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예의 히트 싱크 제조 방법에 의해 형성된 히트 싱크의 정면 단면도로, 일정 간격으로 배열되는 다수의 금속핀(22)이 일체화된 베이스 플레이트(21)와, 상기 다수의 금속핀(22)을 감싸도록 구비되는 금속폼(25)과, 상기 금속폼(25) 사이에 공기 유동 통로를 확보하기 위하여 형성된 공간부를 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 히트 싱크는 베이스 플레이트(21) 상에 공기가 유동할 수 있는 공간부가 형성됨에 따라 통풍이 잘 이루어져 냉각 특성이 우수하며, 베이스 플레이트 상에 금속핀(22)을 일체화하여 형성함에 따라 이종 금속을 접합할 때 발생하는 열저항 문제점을 방지할 수 있고 열전달 면적을 확보함과 동시에 열전달 통로를 확보함으로써 방열 특성이 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 열 전달 통로 확보 및 열전달 면적을 증가시키기 위하여 금속봉, 금속관, 또는 금속판을 수직으로 관통시킨 금속폼을 베이스 플레이트에 접합시킴으로써 열전달 통로를 확보하고 열전달 면적을 증가시켜 히트 싱크의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 도금 공정을 실시하기 이전에 폴리우레탄필터 폼에 이온 빔(ion beam)을 조사하여 요철을 형성함으로써 접촉 면적을 증가시켜 접착력을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명은 상기 폴리우레탄필터 폼을 소각시키는 과정 이후에 도금막의 표면에 형성된 자연 산화막을 황산과 질산 혼합 수용액에 담가 제거하여 제조 비용 절감 및 공정 단순화를 꾀할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 본 발명은 금속핀이 관통된 금속폼을 열 에폭시를 이용하여 베이스 플레이트에 접착한 후 도금 공정을 진행하여 상기 금속핀과 베이스 플레이트 사이가 도금되어 금속핀이 베이스 플레이트 상에 고정 및 지지되도록 함으로써 별도의 필러 메탈 주입을 통한 용접을 실시하지 않음에 따라 도금막의 손상 및 열저항 증 가 현상을 방지할 수 있다.
또, 본 발명은 베이스 플레이트 상의 금속폼 사이에 형성된 공간부를 구비하도록 함으로써 공기의 유동 통로를 확보하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 일정 간격을 공간부를 갖고 배열되는 다수의 금속핀을 압출 성형을 통해 베이스 플레이트와 일체화하여 열저항을 개선하고 공기 유동 통로용 공간부가 확보되도록 다수의 금속핀을 금속폼이 감싸게 형성함으로써 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
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 변형예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (18)

  1. 베이스 플레이트 상에 다공성의 금속폼을 형성하는 히트 싱크의 제조 방법에 있어서,
    열 전달 통로 확보 및 열전달 면적을 증가시키기 위하여 수직 관통된 금속핀을 구비하는 금속폼을 형성하는 단계와;
    상기 금속폼을 베이스 플레이트에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속폼을 형성하는 단계는;
    폴리우레탄필터 폼에 수직 관통홀을 형성하는 과정과,
    상기 폴리우레탄필터 폼을 전처리 하는 과정과,
    상기 수직 관통홀에 금속핀을 삽입하는 과정과,
    상기 금속핀이 관통된 폴리우레탄필터 폼에 도금막을 형성하는 과정과,
    상기 폴리우레탄필터 폼을 소각시키는 과정을 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 폴리우레탄필터 폼 전처리 과정은;
    진공 스퍼터링 또는 진공 증착 방식으로 금속 코팅을 실시함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 금속핀은 금속봉, 금속관 또는 금속판 중 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 폴리우레탄필터 폼에 전처리 하는 과정 이전에 접촉 면적을 증가시키기 위하여 이온 빔 조사 공정을 실시하여 요철을 형성하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 폴리우레탄필터 폼을 소각시키는 과정 이후에 도금막의 표면에 형성된 자연 산화막을 황산과 질산 혼합 수용액에 담가 제거하는 과정을 더 포함함을 함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 금속핀은 상기 금속 폼에 서로 일정 간격을 갖도록 다수로 삽입하고,
    상기 금속폼을 베이스 플레이트에 접합하는 단계는;
    상기 금속핀이 관통된 금속폼을 열 에폭시를 이용하여 베이스 플레이트에 접착하는 과정과,
    상기 열 에폭시를 이용한 접합 과정을 진행한 결과물에 도금 공정을 진행하여 상기 금속핀과 베이스 플레이트 사이가 도금되어 금속핀이 베이스 플레이트 상에 고정 및 지지되도록 하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 도금을 통해 금속핀을 베이트 플레이트에 고정시키는 과정 이후에 공기 유동 통로를 형성하기 위하여 상기 금속핀 사이가 일정 패턴으로 구획되도록 금속폼을 일정하게 제거하여 공간부를 형성하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 공간부를 형성한 후에 탄소나노튜브 코팅 또는 DLC(diamond like carbon) 코팅하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 금속핀이 관통된 금속폼을 베이스 플레이트에 접착하는 단계는;
    공기 유동 통로를 형성하기 위하여 상기 베이스 플레이트에 상기 금속핀이 관통된 다수의 금속폼을 서로 일정 간격을 유지하도록 열 에폭시를 이용하여 접합하는 과정과,
    상기 열 에폭시를 이용한 접합 과정을 진행한 결과물에 도금 공정을 진행하여 상기 금속핀과 베이스 플레이트 사이가 도금되어 금속핀이 베이스 플레이트 상에 고정 및 지지되도록 하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 금속핀을 베이스 플레이트에 고정 및 지지시킨 후에 탄소나노튜브 코팅 또는 DLC(diamond like carbon) 코팅하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  12. 베이스 플레이트(16)와,
    상기 베이스 플레이트(16) 상에 공간부(18)를 갖고 일정하게 접합을 통해 배열되는 다수의 금속폼(15)과,
    상기 금속폼(15)을 수직 관통하고 상기 금속폼과 동종 금속으로 상기 베이스 플레이트 상에 접합되어 고정 지지되는 금속핀(13)을 구비함을 특징으로 하는 히트 싱크.
  13. 베이스 플레이트 상에 다공성의 금속폼을 형성하는 히트 싱크의 제조 방법에 있어서,
    압출 성형 방식으로 열전달 면적을 증가시키기 위하여 일정 간격으로 배열된 다수의 금속핀을 일체화시킨 베이스 플레이트를 형성하는 단계와;
    다수의 관통홀이 형성된 폴리우레탄필터 폼을 상기 금속핀에 끼워 넣고 공기 유동 통로를 확보하기 위하여 상기 금속핀 사이의 폴리우레탄필터 폼을 제거하여 공간부를 형성하는 단계와;
    상기 공간부를 형성한 후에 금속 도금을 실시하여 도금막을 형성하는 단계와;
    상기 금속 도금을 실시한 폴리우레탄필터 폼을 소각하여 금속폼을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 금속핀은 금속봉, 금속관 또는 금속판 중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 폴리우레탄필터 폼을 도금하기 이전에 접촉 면적을 증가시키기 위하여 이온 빔 조사 공정을 실시하여 요철을 형성하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 폴리우레탄필터 폼을 소각시키는 단계 이후에 소각 온도를 승온시키고 환원 가스를 공급하여 자연 산화막을 제거하는 단계를 더 포함함을 함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 폴리우레탄필터 폼을 소각시키는 단계 이후에 탄소나노튜브 코팅 또는 DLC(diamond like carbon) 코팅하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 히트 싱크의 제조 방법.
  18. 열전달 면적을 증가시키기 위하여 일정 간격으로 배열되는 다수의 금속핀(22)이 일체화된 베이스 플레이트(21)와,
    상기 다수의 금속핀(22)을 감싸도록 구비되는 금속폼(25)과,
    상기 금속폼(25) 사이에 공기 유동 통로를 확보하기 위하여 형성된 공간부를 구비함을 특징으로 하는 히트 싱크.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101489476B1 (ko) * 2012-06-27 2015-02-05 김정윤 전자소자 냉각 장치 및 제조 방법
KR101969813B1 (ko) * 2018-04-03 2019-08-13 열두척 주식회사 금속시트를 구비한 냉각장치 및 이를 갖는 암호화폐 채굴 시스템

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