KR20080109582A

KR20080109582A - 그래파이트 피스 가공방법

Info

Publication number: KR20080109582A
Application number: KR1020070085250A
Authority: KR
Inventors: 칭-푸 홍
Original assignee: 칭-푸 홍
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2008-12-17
Also published as: TW200848991A; JP5142682B2; JP2008311610A; TWI336034B

Abstract

그래파이트 피스를 가공하는 방법으로서, 상기 가공방법은: 한 쌍의 암수 다이를 이용하여 상기 한 쌍의 다이 사이에 그래파이트 재료를 샌드위치시키고 상기 그래파이트 피스가 특정 형상이 되도록 상기 그래파이트 재료를 절단하는 단계를 포함한다. 상기 암수 다이는 상기 한 쌍의 암수 다이 사이에 배치된 백폼에 의해 기설정된 제2 두께를 형성하도록 계속적으로 힘을 가한다. 이것은 그래파이트 피스의 밀도를 증가시켜 전도의 효율을 증강시킨다. 나아가, 그래파이트 피스의 만곡부를 계속적으로 만곡시키는 것은 비효율을 초래하는 저밀도로 만곡된 그래파이트 피스의 문제점들을 해결할 수 있다. 나아가, 그래파이트 피스 표면에 라디에이터를 임베딩한 후, 계속적으로 그래파이트 피스를 만곡시키는 것은 라디에이터가 그래파이트 피스에 견고히 결합되도록 할 수 있다.

그래파이트 피스, 밀도, 다이, 만곡부, 평탄부

Description

그래파이트 피스 가공방법{Processing method for graphite piece}

본 발명은 그래파이트 피스(graphite piece) 가공방법에 관련되며, 더욱 상세하게는 칩 등으로부터 열을 방사하는 그래파이트 피스를 제조하기 위한 가공방법에 관련된다.

그래파이트 피스들은 프로세서, 칩 등과 같은 전기 요소들에 흔히 적용되어 이러한 전기 요소들로부터 생성된 열을 전달한다.

그래파이트 피스의 주요 성분들은 그래파이트와 필러(filler)이다. 그래파이트는 열을 전도하기 위해 사용되며 필러는 그래파이트 피스를 소프트하게 만들어 가공되도록 한다. 몇몇 응용예들에 있어서, 그래파이트 피스의 상부 및 저부 표면은 칩들과 다른 전기 요소들을 매칭시키기 위하여 몰드들(molds)에 의해 두 개의 오목 및 볼록 표면으로 형성된다.

도 1을 참조하면, 만곡된 그래파이트 피스의 개략도가 종래 기술로 도시되어 있다. 종래 기술은 그래파이트 피스(2)를 만곡시킨 후 만곡부(4)는 평탄부(6)의 밀도보다 만곡부(4)의 밀도가 확연히 낮아지도록 스트레칭된다는 것을 나타낸다. 따라서 만곡부(4)의 열전도 속도는 낮아지게 될 것이다. 다른 말로 하면, 만곡부(4) 는 열을 전도하는 그래파이트 피스(2)의 견지에서는 부정적인 부분이 될 것이다.

나아가 도 2를 참조하면, 방사 모듈의 개략도가 종래 기술로 도시되어 있다. 도 2는 미국 공개특허 제2003/0116312 A1호의 도면으로, 복수의 방사 성분들(14)이 그래파이트 피스(2)의 상부 표면 상에 장착됨을 나타낸다. 이 종래 기술은 방사 모듈(10)에 대한 이상적인 실시예를 개시하지만, 반대로 방사 성분(14)은 소프트한 그래파이트 피스(2) 상에 견고히 장착되기 어렵다. 따라서 외력이 가해지면 방사 모듈(10)이 매우 쉽게 손상될 수 있다. 그러므로 종래 기술로부터 야기되는 문제점들을 해결하는 것은 이 기술분야의 숙련자들에게 중요한 문제이다.

본 발명은 그래파이트 피스(graphite piece) 가공방법에 관련되며, 상세하게는 프로세서, 칩 등과 같은 전기 요소들의 그래파이트 피스를 가공하는 방법에 관련된다.

본 발명은 전도 효율을 증강시키고 비효율성을 초래하는 저밀도로 그래파이트 피스를 만곡시키는 문제점을 해결하기 위하여 그래파이트 피스를 가공하는 방법을 제공한다. 본 발명의 다른 목적은 라디에이터가 그래파이트 피스에 견고히 결합되도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 특정 형상을 갖는 그래파이트 피스를 가공하는 방법에 관련되며, 다음 단계들을 포함한다:

먼저, 한 쌍의 암수 다이를 사용하여 상기 한 쌍의 다이 사이에 그래파이트 재료를 샌드위치시키고 상기 그래파이트 피스가 상기 특정 형상이 되도록 상기 그래파이트 재료를 절단하는 단계로, 여기서 상기 그래파이트 피스는 제1 두께를 갖는다.

상기 암수 다이는 계속적으로 상기 그래파이트 피스 상에 힘을 가하여 상기 한 쌍의 암수 다이 사이에 배치된 백폼(backform)에 의해 기설정된 제2 두께를 형성한다. 이것은 그래파이트 피스의 밀도를 증가시켜 전도의 효율성을 증강시킨다.

나아가 상기 그래파이트 피스가 상기 특정 형상이 되도록 상기 그래파이트 재료를 절단한 후, 상기 가공방법은 다음 단계를 더 포함한다.

상기 한 쌍의 암수 다이는 상기 그래파이트 피스의 상부 및 저부 표면으로부터 상기 그래파이트를 만곡시켜 두 개의 오목 및 볼록 표면을 형성한다. 상기 그래파이트 피스를 상기 제2 두께로 형성하는 단계는 상기 그래파이트 피스의 상기 만곡부의 밀도가 상기 그래파이트 피스의 상기 평탄부의 밀도와 근사하게 되도록 하기 위한 것이다.

나아가, 상기 그래파이트 피스가 상기 특정 형상이 되도록 상기 그래파이트 재료를 절단한 후, 상기 가공방법은 다음 단계들을 더 포함한다.

먼저, 상기 그래파이트 피스의 상기 상부 표면 상에 적어도 하나의 제1 오목 영역을 형성하고, 상기 제1 오목 영역 내에 라디에이터의 저면을 임베딩하는 단계를 더 포함하며, 상기 라디에이터의 상기 저면의 측면은 적어도 하나의 제2 오목 영역을 갖는다.

이후, 상기 기설정된 제2 두께를 형성하기 위하여 상기 암수 다이가 상기 그래파이트 피스 상에 계속적으로 힘을 가하는 단계는 상기 라디에이터가 상기 그래파이트 피스에 견고히 결합되도록 하기 위하여 상기 제1 오목 영역이 상기 제2 오목 영역 내에 들어가도록 하는 것이다.

그러므로, 본 발명은 전자 제품들의 칩들로부터의 열을 전도하는 그래파이트 피스의 가공방법을 이용한다. 상기 그래파이트 피스 상에 힘을 가하는 단계는 상기 한 쌍의 암수 다이들 사이에 배치된 상기 백폼에 의해 더 얇은 기설정된 두께를 형성하기 위한 것이다. 이것은 그래파이트 피스의 밀도를 증가시켜 열전도의 효율을 증강시킨다. 나아가 힘을 가하는 것은 비효율을 초래하는 저밀도로 그래파이트 피스를 만곡시키는 문제점을 해결할 수 있다. 나아가 힘을 가하는 것은 상기 라디에이터가 상기 그래파이트 피스에 견고히 결합되도록 할 수 있다.

본 발명은 이하에 주어지는 상세한 설명과 도면을 참조하여 더 완벽하게 이해될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 그래파이트 피스(30)를 가공하는 방법에 대한 흐름도가 도시된다. 본 발명은 도 4와 같이 특정 형상(31)을 갖는 그래파이트 피스(30)를 가공하는 방법에 관련된다. 그래파이트 피스(30)는 두 층의 알루미늄 호일(32)에 의해 샌드위치된 한 층의 그래파이트(34)로 구성된다. 사실, 그래파이트 피스(30)는 한 층의 그래파이트(34)만으로 구성될 수 있으며, 또는 부분적인 알루 미늄 호일(32) 또는 전체 알루미늄 호일(32)은 구리 호일 또는 백 겔(back gel)로 대치될 수 있다. 나아가, 그래파이트 층(34)은 전도하기 위해 사용된 그래파이트와 그래파이트 층을 소프트하게 만들어 가공되도록 하는 필러로 구성된다.

도 5의 몰드 구조(39)의 가공방법은 이하에서 설명된다. 몰드 구조(39)는 수다이(40)와 암 다이(42)를 포함한다. 수 다이(40)의 측면은 백폼(backform, 41)을 구비하며, 암 다이(42)의 내부 저면은 내부 보드(44)를 구비하며, 암 다이(42) 및 내부 보드(44) 모두 베이스 보드(46) 상에 위치될 수 있다. 나아가 스프링과 같은 탄성 요소(48)가 내부 보드(44) 및 베이스 보드(46) 사이에 위치될 수 있으며, 그래파이트 재료(35)는 수 다이(40)와 암 다이(42) 사이에 위치된다.

도 3을 참조하기 위해 도 4, 5를 연결하면, 다음 단계들을 포함한다:

단계 S02: 먼저 한 쌍의 암수 다이(42, 40)를 이용하여 상기 한 쌍의 다이 사이에 그래파이트 재료(35)를 샌드위치시키고 그래파이트 피스(30)가 특정 형상(31)이 되도록 그래파이트 재료(35)를 절단하는 단계로, 여기서 그래파이트 피스(30)는 제1 두께(D1)를 갖는다.

단계 S06: 이후, 수 다이(40) 및 암 다이(42)는 계속적으로 그래파이트 피스(30) 상에 힘을 가하여(도 5를 참조하면, 수 다이(40) 및 내부 보드(44)는 계속적으로 그래파이트 피스(30) 상에 힘을 가한다) 한 쌍의 암수 다이(42, 40) 사이에 배치된 백폼(41)에 의해 기설정된 제2 두께(D2)를 형성하고 제2 두께(D2)가 제1 두께(D1)보다 작도록 만든다. 그래파이트 피스(30) 상에 힘을 가하는 밀도는 더 커져 그래파이트 피스(30)의 열전도의 효과는 더 나아진다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 도 6은 본 발명의 그래파이트 피스(30)의 두 개의 오목 및 볼록 표면의 흐름도를 도시하며, 도 7은 본 발명의 도 6의 몰드 구조의 개략도를 도시한다. 그래파이트 피스(30)는 칩들의 형상과 다른 전자 요소들을 매칭시키기 위해 오목 및 볼록 표면(55, 도 2 참조)으로써 힘을 가한다. 종래 기술의 설명과 같이 오목 및 볼록 표면(55)의 만곡부(52)는 그래파이트의 밀도를 성기게 할 것이며, 본 발명의 도 6의 단계들은 종래 기술의 문제점을 극복할 것이다.

도 6의 상기한 단계 S02와 같이 그래파이트 피스(30)가 특정 형상(31)이 되도록 그래파이트 재료를 절단한 후 상기한 가공방법은 다음 단계들을 더 포함한다:

단계 S04: 오목 및 볼록 표면(55)을 형성하기 위해 한 쌍의 암수 다이(42, 40)가 그래파이트 피스(30)의 상부 및 저부 표면으로부터 그래파이트 피스(30)를 만곡시킨다.

계속적으로 상기한 단계 S06에서는, 그래파이트 피스(30)가 제1 두께(D1)로부터 기설정된 제2 두께(D2)로 적용된다. 그러므로, 이는 열전도의 효율을 증강시키기 위해 그래파이트의 밀도를 증가시키는 것뿐만 아니라 만곡부(52)에 적용된 그래파이트 피스(30)의 평탄부(54)의 밀도가 제2 두께(D2)를 갖는 평탄부(54)의 밀도에 근접하는 그래파이트 피스(30)의 만곡부(52)의 밀도가 생기도록 한다. 이것은 종래 기술의 만곡부에서의 어려운 문제점들을 회피할 수 있게 한다.

도 7의 몰드 구조(39)를 매칭시키는 도 6의 가공방법은 이하에 설명된다. 도 7을 참조하면, 암 다이(42)의 안쪽 저면의 내부 보드(44)는 수 다이(40)의 저면을 매칭시키기 위해 오목 및 볼록하다. 이후, 수 다이(40) 및 내부 보드(44)는 두 개 의 오목 및 볼록 표면(55)을 형성하기 위하여 그래파이트 피스(30)의 두 표면으로부터 그래파이트 피스(30)를 만곡시킨다.

부가하여, 도 8 및 도 9를 참조하면, 도 8은 본 발명의 그래파이트 피스(30)에 임베딩되는 라디에이터(70)의 흐름도를 나타내며, 도 9는 도 8의 그래파이트 피스(30)의 개략도를 나타내며, 도 9에 도시한 바와 같이, 수개의 라디에이터(70)가 그래파이트 피스(30)의 수개의 제1 오목 영역들(62)에 임베딩된다. 제1 오목 영역들(62)의 저부의 측면에 임베딩된 각 라디에이터(70)의 저면은 적어도 하나의 제2 오목 영역(64)을 구비한다. 제2 오목 영역(64)의 형상은 도 9a, 9b, 9c와 같다.

도 8을 참조하면, 상기한 단계 S02와 같이, 그래파이트 피스(30)가 특정 형상(31)이 되도록 그래파이트 재료를 절단한 후, 상기한 가공방법은 다음의 단계들을 더 포함한다:

단계 S03: 먼저 상기한 그래파이트 피스(30)의 상부 표면 상에 적어도 하나의 제1 오목 영역(62)을 형성한다.

단계 S05: 이후, 제1 오목 영역(62)에 라디에이터(70)의 저면을 임베딩하는 단계로, 여기서 라디에이터(70)의 저면의 측면은 적어도 하나의 제2 오목 영역(64)을 구비한다.

계속하여 상기한 단계 S06에서 상기한 몰드 구조(39)를 통해 기설정된 제2 두께(D2)를 형성하기 위하여 그래파이트 피스(30) 상에 힘을 가하는 것은 그래파이트의 밀도가 증가하도록 할 뿐만 아니라 제2 오목 영역(64)에 제1 오목 영역(62)이 들어가도록 하여 열전도의 효율을 증가시키고 그래파이트 피스(30)에 라디에이 터(70)가 견고히 결합되도록 한다.

상기한 설명과 같이, 재료는 금속 또는 그래파이트로 이루어진다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 그래파이트 라디에이터(70) 가공방법의 흐름도가 도시된다. 라디에이터(70)의 저면이 상기한 단계 S05와 같이 제1 오목 영역들(62)에 임베딩되기 전에, 상기한 가공방법은 다음 단계들을 더 포함한다:

단계 S010: 한 쌍의 암수 다이(42, 40)를 이용하여, 상기 한 쌍의 다이 사이에 라디에이터(70)를 샌드위치시키고 상기 라디에이터(70)를 절단하는 단계로, 여기서 라디에이터(70)는 제3 두께를 갖는다.

단계 S012: 상기한 암수 다이(42, 40)는 상기 라디에이터(70) 상에 힘을 계속적으로 가하여 상기 암수 다이(42, 40) 사이에 배치된 백폼(41)에 의해 기설정된 제4 두께를 형성하며 제4 두께는 제1 오목 영역(62)의 폭 이하가 되도록 한다.

상기한 제1 오목 영역들(62)은 이랑(furrow) 또는 톱니(indent) 형상이 될 수 있다. 제1 오목 영역들(62)이 이랑 형상일 때, 라디에이터(70)의 형상은 판상(board)이다. 제1 오목 영역들(62)이 톱니 형상일 때, 라디에이터(70)의 형상은 기둥모양(column)이다. 상기한 라디에이터(70)는 산업계에서 라디에이터 핀(fin)으로 불린다. 본 발명에서 라디에이터의 형상은 상기한 형상으로 제한되는 것은 아니며 어느 형상에도 적합하다.

상기한 단계 S05와 같이, 라디에이터(70)의 저면이 제1 오목 영역들(62)에 임베딩되기 전에 라디에이터(70)는 제1 오목 영역에 더 견고하게 임베딩되도록 접착제가 적용될 수 있다.

부가하여, 상기한 그래파이트 피스가 그래파이트의 밀도를 증가시키기 위해 상기 형상들로써 전체적으로 적용되는 외에 추가적인 단계는 그래파이트 피스(30)의 일부 상에 또 다른 힘을 가하는 것이며, 이에 따라 부분적인 그래파이트 피스(30)는 제1 두께(D1)가 유지되며, 힘이 가해진 부분은 기설정된 제2 두께(D2)가 되도록 형성되며, 제2 두께(D2)를 갖는 부분의 밀도는 제1 두께(D1)를 갖는 부분적인 그래파이트 피스(30)의 밀도보다 더 크다.

얇은 제2 두께를 갖는 그래파이트 피스(30)는 밀도가 더 크기 때문에 더 나은 열전도 효율을 갖는다. 두꺼운 제1 두께를 갖는 그래파이트 피스(30)는 밀도가 더 낮기 때문에 더 나쁜 열전도 효율을 갖는다. 이것은 다른 분야에도 적합하나 본 발명의 범위에 또한 포함된다.

결과적으로 본 발명의 그래파이트 피스(30) 가공방법은 암수 다이(42, 40) 사이의 백폼(41)을 이용하여 그래파이트 피스(30) 상에 힘을 가하여 열전도의 효율을 증강시키기 위하여 기설정된 더 작은 두께를 형성한다. 나아가 만곡된 그래파이트 피스를 적용하는 것은 비효율성을 초래하는 저밀도를 갖는 그래파이트의 만곡부(52)의 문제점을 해결할 수 있다. 나아가 힘을 가하는 방법은 그래파이트 피스(30)에 라디에이터(70)가 견고히 결합되도록 한다.

이 기술 분야에서 숙련된 사람들에게 이해되는 바와 같이, 본 발명의 상기한 바람직한 실시예는 본 발명의 하나의 예시로서 상기한 상세한 설명으로 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 이는 첨부된 청구항의 정신 및 범위 내에 포함된 다양한 변형 및 유사한 배열을 커버하도록 의도되며 또한 청구항의 범위는 모든 이러한 변형 및 유사한 구조를 포함하도록 가장 넓은 해석에 따라야 한다.

도 1은 종래의 스탬핑 이후의 열전도를 위한 그래파이트 피스의 개략도를 도시한다.

도 2는 종래의 라디에이터의 개략도를 도시한다.

도 3은 본 발명의 그래파이트 피스를 가공하는 방법에 대한 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 열전도를 위한 그래파이트 피스의 개략도를 도시한다.

도 5는 본 발명의 도 3의 몰드에 대한 개략 단면도를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 오목하고 도드라진 그래파이트 피스의 상부 및 하부 표면의 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 도 6의 몰드 구조의 개략도이다.

도 8은 본 발명의 열전도를 위한 그래파이트 피스에 임베딩되는 라디에이터의 흐름도이다.

도 9는 도 8의 그래파이트 피스의 개략도이다.

도 9a, 9b, 9c는 도 9의 세 개의 바람직한 실시예들에 대한 개략도이다.

도 10은 본 발명의 그래파이트 라디에이터를 사용하는 가공방법의 흐름도이다.

Claims

특정 형상을 갖는 그래파이트 피스를 가공하는 방법으로서, 상기 가공방법은:

한 쌍의 암수 다이를 이용하여 상기 한 쌍의 다이 사이에 그래파이트 재료를 샌드위치시키고 상기 그래파이트 피스가 상기 특정 형상이 되도록 상기 그래파이트 재료를 절단하는 단계로, 여기서 상기 그래파이트 피스는 제1 두께를 갖는, 단계; 및

상기 암수 다이가 상기 한 쌍의 암수 다이 사이에 배치된 백폼에 의해 기설정된 제2 두께를 형성하고 상기 제2 두께를 갖는 상기 그래파이트 피스의 밀도가 상기 제1 두께를 갖는 상기 그래파이트 피스의 밀도보다 더 크도록 하기 위해 상기 그래파이트 피스 상에 계속적으로 힘을 가하는 단계를 포함하는 그래파이트 피스 가공방법.
청구항 1에 있어서, 상기 그래파이트 피스가 상기 특정 형성이 되도록 상기 그래파이트 재료를 절단한 후, 상기 가공방법은:

상기 한 쌍의 암수 다이가 두 개의 오목 및 볼록 표면을 형성하도록 상기 그래파이트 피스의 상부 및 저부 표면으로부터 상기 그래파이트 피스를 만곡시키는 단계;를 더 포함하며,

상기 제2 두께로 상기 그래파이트 피스를 형성하는 단계는 상기 그래파이트 피스의 만곡부의 밀도가 상기 그래파이트 피스의 평탄부의 밀도와 근사하도록 하는 것인, 가공방법.
청구항 2에 있어서, 상기 암 다이의 저면은 내부 보드를 구비하며, 상기 수 다이 및 상기 내부 보드는 상기 두 개의 오목 및 볼록 표면을 형성하도록 상기 그래파이트 피스의 상부 및 저부 표면으로부터 상기 그래파이트 피스를 만곡시키는, 가공방법.
청구항 1에 있어서, 상기 그래파이트 피스는 그래파이트 층을 포함하며, 상기 그래파이트 층의 코팅층은 알루미늄 호일, 구리 호일 및 백 겔(back gel)의 그룹으로부터 선택되는, 가공방법.
청구항 1에 있어서, 상기 그래파이트 피스가 상기 특정 형상이 되도록 상기 그래파이트 재료를 절단한 후, 상기 가공방법은:

상기 그래파이트 피스의 상기 상부 표면 상에 적어도 하나의 제1 오목 영역을 형성하는 단계; 및

라디에이터의 저면을 상기 제1 오목 영역에 임베딩하는 단계를 더 포함하며,

상기 라디에이터의 상기 저면의 측면은 적어도 하나의 제2 오목 영역을 구비하며,

상기 수 다이 및 상기 암 다이가 상기 기설정된 제2 두께를 형성하도록 상기 그래파이트 피스 상에 계속적으로 힘을 가하는 단계는 상기 라디에이터가 상기 그래파이트 피스에 견고히 결합되도록 상기 제1 오목 영역이 상기 제2 오목 영역에 들어가도록 하는 것인, 가공방법.
청구항 5에 있어서, 상기 라디에이터는 금속으로 이루어지는, 가공방법.
청구항 5에 있어서, 상기 라디에이터는 그래파이트로 이루어지는, 가공방법.
청구항 7에 있어서, 라디에이터의 저면을 상기 제1 오목 영역에 임베딩하기 전, 상기 가공방법은:

상기 한 쌍의 암수 다이를 이용하여 상기 한 쌍의 다이 사이에 제3 두께를 갖는 상기 라디에이터를 샌드위치시키는 단계; 및

상기 수 다이 및 상기 암 다이는 상기 한 쌍의 암수 다이 사이에 배치된 상기 백폼에 의해 기설정된 제4 두께를 형성하고 상기 제4 두께는 상기 제1 오목 영역의 폭 이하가 되도록 상기 라디에이터 상에 계속적으로 힘을 가하는 단계를 더 포함하는 가공방법.
청구항 5에 있어서, 상기 제1 오목 영역은 이랑(furrow) 형상이며, 상기 라디에이터의 형상은 판상(board)인, 가공방법.
청구항 5에 있어서, 상기 제1 오목 영역은 톱니(indent) 형상이며, 상기 라디에이터의 형상은 기둥모양(column)인, 가공방법.
청구항 5에 있어서, 상기 라디에이터의 저면은 상기 제1 오목 영역에 임베딩되도록 접착제가 적용되는, 가공방법.
청구항 1에 있어서, 상기 수 다이 및 상기 암 다이는 상기 백폼에 의해 상기 기설정된 제2 두께를 형성하도록 상기 그래파이트 피스 상에 계속적으로 힘을 가한 후, 추가적인 단계는 상기 그래파이트 피스의 일부 상에 또 다른 힘을 가하는 것이며, 이에 따라 부분적인 그래파이트 피스는 상기 제1 두께와 같고 힘이 가해진 부분은 상기 기설정된 제2 두께가 되도록 형성되며, 상기 제2 두께를 갖는 부분의 밀도는 상기 제1 두께를 갖는 부분적인 그래파이트 피스의 밀도보다 더 큰, 가공방법.