KR20100017859A - 방열구조체 및 전열시트의 사용방법 - Google Patents

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Abstract

작은 장착 압력으로도, 발열체와 방열체의 사이에 끼웠을 때에 있어서의 밀착성을 높일 수 있고, 재이용 가능한 전열(傳熱)시트의 사용방법, 및 이러한 전열시트를 구비한 방열구조체를 제공한다.
발열체(Ｈ)와 방열체의 사이에 설치되는, 팽창흑연에 의하여 형성된 부재로서, 부피밀도가, 1.0Mg/㎥보다 작다. 부피밀도가 낮으므로, 발열체(Ｈ)와 방열체의 사이에 끼워 가압하면, 가압력이 작아도 용이하게 압축되어, 양자의 밀착성이 높아진다. 따라서, 발열체로부터 방열체까지의 열 저항이 작아지기 때문에, 발열체를 냉각하는 효과를 높일 수 있다.
발열체, 방열체, 방열구조체, 전열시트, 팽창흑연

Description

방열구조체 및 전열시트의 사용방법{Radiation structure and method for using heat transfer sheet}
본 발명은, 방열구조체 및 전열(傳熱)시트의 사용방법에 관한 것이다. 발열체(發熱體)의 냉각에는 방열체(放熱體)가 사용되는데, 발열체와 방열체의 밀착성이 나쁠 경우에는, 양자 사이에서도 열전도가 나빠져, 냉각성능의 저하로 이어진다. 이러한 냉각성능의 저하를 막기 위하여, 열 전도성을 가지면서 발열체와 방열체 사이의 밀착성을 높일 수 있는 시트가 설치된다.
본 발명은, 이러한 발열체와 방열체 사이에 끼어서 사용되는 전열시트의 사용방법, 및 이러한 전열시트를 구비한 방열구조체에 관한 것이다.
발열체와 히트싱크 사이에 끼워 사용하는 시트로서, 그래파이트(graphite) 시트가 사용되고 있다. 이 그래파이트 시트는, 발열체와 히트싱크 사이에 설치되어, 발열체와 히트싱크에 의하여 끼어서 가압(加壓)된 상태로 장착된다. 그러면, 발열체나 히트싱크의 표면에 존재하는 요철(凹凸)이 그래파이트 시트에 파고들어, 발열체와 그래파이트 시트 사이, 및, 그래파이트 시트와 히트싱크 사이에 간극(間隙)이 생기지 않도록 할 수 있기 때문에, 접촉 부분의 열 저항을 작게 할 수 있어, 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
그러나, 발열체 및 히트싱크와 그래파이트 시트 사이에 공극(空隙)이 다수 남겨진 상태로 장착되어 버리면, 열 저항이 커져, 냉각효율이 저하한다는 문제가 생긴다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 상온에서 액체이며, 또한 사용온도 범위에 있어서 상변화(相變化)가 없는 물질과, 그래파이트 시트를 구비한 열 전도성 시트가 개발되어 있다(특허문헌 1). 이 열 전도성 시트에서는, 그래파이트 시트 중에 존재하는 액체가 자유롭게 이동할 수 있기 때문에, 미세한 요철에는 그래파이트 시트를 배치시킬 수 있어, 5∼100㎛라는 비교적 큰 오목 부분에는 가압력으로 이동한 액체를 모을 수 있다는 기재가 있다. 그리고, 열 전도성 시트와 발열체 및 히트싱크 사이에 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 열 저항을 최소한으로 억제함으로써 양호한 열 전달을 얻을 수 있다는 효과를 가져온다고 기재되어 있다.
그런데, 상기 열 전도성 시트에서는, 그래파이트 시트 중에 액체가 존재함으로써, 발열체와 히트싱크 사이에 끼웠을 때에 있어서의 시트의 압축성, 바꿔 말하자면, 그래파이트 시트와 발열체 등의 밀착성의 향상을 방해할 수 있기 때문에, 열 전도성 시트의 열 저항을 그다지 작게 할 수 없다.
또한, 그래파이트 시트에 액체물질을 함침(含浸) 시키기 위한 공정이 여분으로 걸려 버리기 때문에 생산성이 나빠져 비용이 높아지고, 또한, 액체물질의 열화 (劣化)나 액체물질이 그래파이트 시트로부터 방출됨으로써, 주변 장치의 오염의 문제도 발생한다.
[특허문헌 1] 일본국 특허공개 제2004-363432호
본 발명은 상기 사정에 감안하여, 발열체와 방열체 사이에 끼웠을 때에 있어서, 발열체와 방열체 사이의 온도차를 일정하게 할 수 있는 전열시트를 반복 사용 가능하게 하는 전열시트의 사용방법, 및 방열구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 발명의 전열시트의 사용방법은, 팽창흑연(膨脹黑鉛)을 소재로 하는 전열시트의 사용방법으로서, 상기 전열시트를 발열체와 방열체 사이에 설치하여, 두께 방향으로부터 가하여지는 가압력이 2.0㎫ 이하의 조건으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
제2 발명의 전열시트의 사용방법은, 제1 발명에 있어서, 상기 두께 방향의 가압력은, 1.5㎫ 이하인 것을 특징으로 한다.
제3 발명의 전열시트의 사용방법은, 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 전열시트는, 부피밀도가, 0.8Mg/㎥ 이상인 것을 특징으로 한다.
제4 발명의 방열구조체는, 발열체에 장착되어, 상기 발열체의 열을 방열하는 방열구조체로서, 방열체와, 상기 방열체와 상기 발열체 사이에 설치되는 팽창흑연을 소재로 하는 전열시트로 이루어지며, 상기 전열시트에 대하여, 두께 방향으로부터 2.0㎫ 이하의 가압력이 가하여지는 조건으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
제5 발명의 방열구조체는, 제4 발명에 있어서, 상기 전열시트에 대하여, 두께 방향으로부터 1.5㎫ 이하의 가압력이 가하여지는 조건으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
제6 발명의 방열구조체는, 제4 또는 제5 발명에 있어서, 상기 전열시트는, 부피밀도가, 0.8Mg/㎥ 이상인 것을 특징으로 한다.
제7 발명의 방열구조체는, 제4, 제5 또는 제6 발명에 있어서, 상기 전열시트와 상기 발열체 사이, 혹은 상기 전열시트와 상기 방열체 사이의, 적어도 일방(一方)에 설치되는 수지 필름을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
제8 발명의 방열구조체는, 제4, 제5, 제6 또는 제7 발명에 있어서, 상기 수지 필름이, 상기 전열시트에 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
제1 발명에 따르면, 여러 번 사용하여도, 전열시트의 부피밀도를 소정의 밀도 이하로 유지해 둘 수 있으므로, 발열체나 방열체와의 밀착성을 높게 유지해 둘 수 있다. 따라서, 여러 번 사용하여도 열 저항을 작게 유지해 둘 수 있기 때문에, 재이용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발열체와 방열체에 의하여 전열시트를 끼우는 힘, 바꿔 말하면, 발열체에 가하여지는 힘을 종래보다도 크게 저하시킬 수 있기 때문에, 발열체에 걸리는 응력의 부하를 억제할 수 있어, 발열체의 손상을 억제할 수 있다.
제2 발명에 따르면, 전열시트와 발열체 및 방열체의 밀착성을 유지하면서, 전열시트의 재이용성을 더욱 높게 할 수 있다.
제3 발명에 따르면, 전열시트의 부피밀도가 낮으므로, 발열체와 방열체 사이에 끼워 가압하면, 가압력이 작아도 용이하게 압축되어, 양쪽과의 밀착성이 높아진다. 따라서, 발열체로부터 방열체까지의 열 저항이 작아지기 때문에, 발열체를 냉각하는 효과를 높일 수 있다.
제4 발명에 따르면, 여러 번 사용하여도, 전열시트의 부피밀도를 소정의 밀도 이하로 유지해 둘 수 있으므로, 발열체나 방열체의 밀착성을 높게 유지해 둘 수 있다. 따라서, 여러 번 사용하여도 전열시트의 열 저항을 작게 유지해 둘 수 있으므로, 재이용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발열체와 방열체에 의하여 전열시트를 끼우는 힘, 바꿔 말하면, 발열체에 가하여지는 힘을 종래보다도 크게 저하시킬 수 있으므로, 발열체에 걸리는 응력의 부하를 억제할 수 있어, 발열체의 손상을 억제할 수 있다.
제5 발명에 따르면, 전열시트와 발열체 및 방열체의 밀착성을 유지하면서, 전열시트의 재이용성을 더욱 높게 할 수 있다.
제6 발명에 따르면, 전열시트의 부피밀도가 낮으므로, 발열체와 방열체 사이에 끼워 가압하면, 가압력이 작아도 용이하게 압축되어, 양쪽과의 밀착성이 높아진다. 따라서, 발열체로부터 방열체까지의 열 저항이 작아지기 때문에, 발열체를 냉각하는 효과를 높일 수 있다.
제7 발명에 따르면, 수지 필름에 의하여 전열시트로부터 이탈한 팽창흑연 등이 전열시트의 주위에 비산(飛散)하거나 하는 것을 방지할 수 있다.
제8 발명에 따르면, 전열시트 및 수지 필름을, 발열체와 방열체 사이에 배치하는 것이 용이하게 된다.
다음으로, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.
본 발명은, 전열시트의 사용방법에 관한 발명으로서, 발열체를 냉각하기 위하여 사용되는 전열시트를, 발열체와 방열체 사이에 배치하고, 또한, 발열체와 방열체에 의하여 끼운 상태로 가압하여 사용하는 방법으로서, 여러 번 사용하여도 전열시트의 열 저항을 작게 유지해 둘 수 있는 방법이다.
여기서, 열 저항이란, 발열체로부터 열의 공급을 받는 부재에 있어서, 이격(離隔)된 2점의 온도차를 발열체의 발열량으로 나눈 값으로서, 도 1(Ｂ)이라면, Ｂ점의 온도에서 Ａ점의 온도를 뺀 값, 즉, Ａ점과 Ｂ점의 온도차를, 발열체의 발열량으로 나눈 값이 해당한다.
우선, 본 발명에 사용하는 전열시트를 설명한다.
본 발명에 사용하는 전열시트는, 천연흑연이나 캐시(cache)흑연 등을 황산이나 질산 등의 액체에 침지(浸漬) 시킨 후, 400℃ 이상에서 열처리를 행함으로써 형성된 팽창흑연을 시트 형상으로 형성한 것으로, 그 두께가 0.05∼5.0㎜, 부피밀도가 1.0Mg/㎥보다도 작아지도록 형성된 것이다.
팽창흑연은, 웜 형상 또는 섬유 형상을 한 것, 즉, 그 축 방향의 길이가 반경방향의 길이보다도 긴 것이며, 예컨대, 그 축 방향의 길이가 1㎜ 정도, 또한, 반 경방향의 길이가 300㎛ 정도인 것이다. 그리고, 본 발명에 사용하는 전열시트 내부에서는, 상기와 같이 팽창흑연끼리 서로 얽혀 있는 것이다.
다만, 본 발명에 사용하는 전열시트는, 상기와 같이 팽창흑연만으로 형성하여도 좋지만, 페놀 수지나 고무 성분 등의 바인더가 약간(예컨대 5％ 정도) 혼합되어 있어도 좋다.
또한, 상기와 같이 팽창흑연으로부터 본 발명에 사용하는 전열시트를 형성하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다.
다음으로, 본 발명에 관한 전열시트의 사용방법을 설명한다.
도 1(Ａ)은 전열시트(1)의 사용 상태의 하나의 예를 나타낸 도면이며, (Ｂ)는 실시예에 있어서 온도측정을 행한 위치를 나타낸 도면이다. 도 1에 있어서, 부호 Ｈ는 발열체를 나타내고 있고, 부호 2는 방열체를 나타내고 있으며, 부호 Ｆ는 방열체(2)에 장착된 방열 팬을 나타내고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 전열시트(1)는, 발열체(Ｈ)와 방열체(2) 사이에 끼워진 상태로 배치된다. 그러면, 고정부재(Ｓ)에 의하여 방열체(2)를 발열체(Ｈ)에 고정하면, 전열시트(1)는 발열체(Ｈ)와 방열체(2)에 끼워진 상태로 가압된다.
전열시트(1)는, 발열체(Ｈ)와 방열체(2)에 끼워진 상태로 가압됨으로써 압축된다. 그러면, 전열시트(1)는 그 두께가 얇아지는데, 두께가 얇아짐에 따라, 전열시트(1)와 발열체(Ｈ) 및 방열체(2)의 밀착성이 향상된다. 전열시트(1)는 이 전열시트(1)를 구성하는 팽창흑연끼리의 사이에 공간을 가지고 있기 때문에, 압축되는 과정에 있어서, 전열시트(1)의 표면에 위치하는 팽창흑연이, 발열체(Ｈ)의 표면이 나 방열체(2)의 표면에 존재하는 요철 내에 침입한다.
그러면, 발열체(Ｈ)와 전열시트(1) 사이의 열 저항, 및, 전열시트(1)와 방열체(2) 사이의 열 저항이 모두 작아지기 때문에, 발열체(Ｈ)로부터 방열체(2)까지의 열 저항을 작게 할 수 있어, 전열성이 향상된다. 따라서, 전열시트(1)와 방열체(2)에 의하여 발열체(Ｈ)를 냉각하는 효율을 높일 수 있다.
또한, 전열시트(1)는, 면 방향의 열 전도율이 50∼200Ｗ/(m·Ｋ) 정도이어서, 두께 방향의 열 전도율보다도 크게 되어 있기 때문에, 전열시트(1)의 면 방향에 있어서의 온도분포를 거의 균일하게 유지할 수 있다. 따라서, 전열시트(1)나 발열체(Ｈ), 방열체(2)에 히트 스폿이 형성되는 것도 막을 수 있게 된다.
그리고, 본 발명에 관한 전열시트(1)의 사용방법은, 전열시트(1)를 발열체(Ｈ)와 방열체(2) 사이에 끼워진 상태로 배치하고 있을 뿐이므로, 전열시트(1)의 교환이 필요하게 되었을 경우, 전열시트(1)를 용이하게 교환할 수 있어, 작업성도 향상된다.
다만, 전열시트(1)를 발열체(Ｈ)와 방열체(2) 사이에 끼운 상태로 배치할 수 있는 것이라면, 전열시트(1)와 방열체(2)가 별개가 되지 않아도 되고, 예컨대, 접착제 등에 의하여 전열시트(1)를 방열체(2)에 붙여 두어도 좋다.
상기의 전열시트(1)와 방열체(2)가, 특허청구의 범위에서 말하는 방열구조체이다.
이 방열구조체를 발열체(Ｈ)에 장착하는 구체적인 순서는, 이하와 같이 된다.
우선, 발열체(Ｈ)의 위에 전열시트(1)를 얹고, 이 전열시트(1)의 위에 방열체(2)를 얹는다. 그리고, 발열체(Ｈ)가 설치되어 있는 부재와 고정부재(Ｓ)에 의하여, 발열체(Ｈ), 전열시트(1), 방열체(2)를 끼우면, 방열구조체를 발열체(Ｈ)에 설치할 수 있다.
여기서, 방열구조체의 방열성능을 높이고자 하는 경우에는, 방열체(2)의 상면(上面)에 팬(Ｆ)을 장착하면 되고, 전열시트(1), 방열체(2) 및 팬(Ｆ)에 의하여 방열구조체를 구성하여도 좋다.
또한, 방열체(2) 등의 방열기능과 흡열기능 양쪽을 구비한 것 대신에, 팬(Ｆ) 등과 같이 방열기능 밖에 가지고 있지 않은 것, 또한, 냉수 재킷 등과 같이 흡열기능 밖에 가지고 있지 않은 것과 전열시트(1)를 조합시켜 방열구조체로 하여도 좋다.
그리고, 본 발명에 관한 전열시트(1)의 사용방법에 사용하는 전열시트(1)는, 두께 방향으로부터 34.3㎫의 가압력으로 처음으로 가압 압축하였을 때에 있어서, 압축률이 50％ 이상이며, 또한, 복원율이 5％ 이상이 되도록 조정해 두는 것이 바람직하다. 이 경우, 여러 번 가압 압축되어도, 압력이 제거된 후에 있어서의 부피밀도는 1.0Mg/㎥보다 작은 상태로 유지된다. 그러면, 여러 번 사용한 후라도, 전열시트(1)가 발열체(Ｈ)와 방열체(2)에 끼워진 상태로 가압되었을 때에 있어서의 발열체(Ｈ)나 방열체(2)의 밀착성이 높게 유지되므로, 여러 번 사용하여도 열 저항을 작게 유지해 둘 수 있어, 재이용성을 향상시킬 수 있다.
특히, 두께 방향으로부터 34.3㎫의 가압력으로 처음으로 가압 압축하였을 때 에 있어서의 압축률이 55％ 이상이며, 또한, 복원율이 6％ 이상이 되도록 조정하여 두면, 보다 확실하게 압력이 제거된 후에 있어서의 부피밀도를 1.0Mg/㎥보다 작은 상태, 예컨대, 0.9Mg/㎥보다 작은 상태로 유지할 수 있어, 재이용성을 가일층 향상시킬 수 있다.
한편, 전열시트(1)를, 두께 방향으로부터 34.3㎫의 가압력으로 처음으로 가압 압축하였을 때에 있어서, 압축률이 50％ 미만이라면, 발열체(Ｈ)나 방열체(2)와의 밀착성이 나빠지기 때문에 바람직하지 못하고, 또한, 복원율이 5％ 미만이라면, 재이용하였을 때에 있어서의 발열체(Ｈ)나 방열체(2)와의 밀착성을 높게 유지할 수 없어, 재이용에 대응할 수 없으므로 바람직하지 못하다.
또한, 전열시트(1)의 부피밀도가 1.0Mg/㎥보다도 작아도, 고정부재(Ｓ)에 의하여 방열체(2)를 발열체(Ｈ)에 고정하였을 때에 전열시트(1)에 가하여지는 압력이 지나치게 크다면, 압력이 제거된 후에 있어서의 전열시트(1)의 부피밀도가 1.0Mg/㎥ 이상이 되어버릴 가능성이 있어, 전열시트(1)에 가하여지는 압력이 2.0㎫을 넘으면, 전열시트(1)를 끼우고 있는 발열체(Ｈ)에 걸리는 응력의 부하가 커짐과 함께 전열시트(1)의 재이용성이 저하되어 버린다.
따라서, 전열시트(1)에 가하여지는 압력이 2.0㎫ 이하, 바람직하게는 1.5㎫ 이하가 되도록 방열체(2)를 발열체(Ｈ)에 고정하도록 한다면, 압력이 제거된 후에 있어서의 전열시트(1)의 부피밀도를 1.0Mg/㎥보다도 작은 상태로 유지해 둘 수 있으므로, 전열시트(1)의 재이용성을 향상시킬 수 있어, 발열체(Ｈ)의 손상을 억제할 수 있다.
그리고, 부피밀도가 0.9Mg/㎥ 이하의 전열시트(1)를 사용하고, 또한, 전열시트(1)에 가하여지는 압력이 1.5㎫ 이하가 되도록 방열체(2)를 발열체(Ｈ)에 고정하도록 한다면, 압력이 제거된 후에 있어서의 부피밀도를 0.9Mg/㎥ 이하의 상태로 유지할 수 있어, 전열시트(1)와 발열체(Ｈ) 및 방열체(2)의 밀착성이 향상하며, 또한, 복원성도 유지할 수 있다. 따라서, 전열시트(1)의 재이용성을 유지하면서, 전열시트(1)와, 발열체(Ｈ) 및 방열체(2)의 밀착성을 더욱 높일 수 있어, 열 저항을 저하시킬 수 있다.
특히, 부피밀도가 0.8Mg/㎥ 이하의 전열시트(1)를 사용하고, 또한, 전열시트(1)에 가하여지는 압력이 1.0㎫ 이하가 되도록 고정부재(Ｓ)에 의하여 방열체(2)를 발열체(Ｈ)에 고정하도록 한다면, 압력이 제거된 후에 있어서의 부피밀도를 0.8Mg/㎥ 이하인 상태로 유지할 수 있어, 전열시트(1)와 발열체(Ｈ) 및 방열체(2)의 밀착성을 더욱 향상할 수 있으며, 또한, 복원성도 유지할 수 있다.
여기서, 본 발명에 사용하는 전열시트(1)는, 함유하는 유황이나 철분 등의 불순물의 총량이 10ppm 이하, 특히, 유황이 1ppm 이하가 되도록 처리하여 두면, 전열시트(1)를 장착한 부재나 장치의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 전열시트(1)를, 발열체(Ｈ)와의 사이나, 방열체(2)와의 사이, 또는, 발열체(Ｈ) 및 방열체(2) 양쪽의 사이에, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate) 등의 수지 필름을 사이에 끼운 상태로 장착하여도 좋다. 그러면, 전열시트(1)로부터 이탈한 팽창흑연 등이 전열시트(1)의 주위로 비산(飛散)하거나 하는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 사용하는 수지 필름은, 두께 방향의 열 전도 율이 전열시트(1)와 같은 정도이며, 100℃ 정도의 내열성을 가지고 있는 것으로 하면 되고, 특별히 한정은 없다.
그리고, 전열시트(1)와 수지 필름을 미리 장착해 두면, 전열시트(1) 및 수지 필름을 발열체(Ｈ) 및 방열체(2) 사이에 용이하게 배치할 수 있으므로, 보다 바람직하다.
[실시예 1]
본 발명의 전열시트를, 두께 방향으로부터 34.3㎫의 가압력으로 가압 압축하였을 때에 있어서의 압축률 및 복원율을 조사하였다.
측정은, 두께 0.5㎜의 전열시트에 있어서, 부피밀도를 0.1, 0.5, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 1.8Mg/㎥로 하였을 때에 있어서의, 부피밀도와 압축률, 복원율의 관계를 확인하였다. 압축률은, 가압 압축 전의 두께에 대한 가압 압축 중에 있어서의 두께의 비율로 평가하고, 복원율은, 가압 압축 전의 두께에 대한, 가압 압축 후 가압력이 제거되었을 때에 있어서의 두께의 비율로 평가하였다.
도 2(Ａ)에 나타내는 바와 같이, 부피밀도가 커짐에 따라, 압축률이 저하되고, 복원율이 높아지는 것을 확인할 수 있다.
압축률과 복원율의 관계를 확인하면, 전체적으로, 압축률이 커질수록 복원율이 저하하고 있는 것을 확인할 수 있지만, 압축률이 50％ 이상이 되면 복원율의 변화 비율이 작아지고, 특히, 압축률이 55∼75％까지의 사이에서는, 압축률의 변화에 관계없이, 복원율이 거의 일정하게 유지되고 있다.
따라서, 전열시트를, 압축률이 50％ 이상, 특히 55∼75％까지의 사이가 되는 부피밀도, 즉, 전열시트의 부피밀도 1.0Mg/㎥보다 작게 하면(도 2(Ａ) 참조), 압축률을 높게 하면서, 복원율은 어느 일정한 범위로 유지할 수 있다고 생각된다.
[실시예 2]
본 발명의 전열시트의 전열성과 가압력의 관계를 확인하기 위하여, 본 발명의 전열시트를, CPU(Intel사 제품 CeleronProssessor 2㎓)와 히트싱크(Intel사 제품 Celeron용 순정품, 알루미늄제)의 사이에 끼운 상태에 있어서, CPU에 의하여 정보 처리량(발열량)을 일정하게 하여 운전시켰을 경우에 있어서의 CPU 내부온도와 히트싱크의 온도의 온도차를 측정하였다.
도 1(Ｂ)에 나타내는 바와 같이, CPU 내부온도와, 히트싱크에 있어서의 온도는 20㎜ 떨어진 위치에 있어서 측정하였다.
측정에 사용한 전열시트는, 부피밀도가, 0.1, 0.5, 0.8, 1.0Mg/㎥ 두께 0.5㎜인 것이고, 각 부피밀도의 전열시트에 있어서, 가하여지는 가압력(CPU에 히트싱크를 장착하는 압력)을, 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0㎫로 변화시켜, 온도차의 변화를 조사하였다.
여기서, 온도차가 작을수록 전열시트의 전열성이 좋은, 바꿔 말하면, 열 저항이 작은 것을 의미하고 있으며, 온도차가 클수록 전열시트의 전열성이 나쁜, 바꿔 말하면, 열 저항이 큰 것을 의미하고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 어느 부피밀도에 있어서도, 가압력이 커질수록 온도차가 작아지는 경향을 가지고 있고, 또한, 어느 일정한 가압력 이상이 되면 온도차가 거의 일정하게 되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 온도차가 거의 일정하게 되는 가압력 이상으로 가압력을 세게 하여도, 온도차를 작게 할 수 없는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 온도차가 거의 일정하게 되는 가압력은, 부피밀도가 작아질수록 낮아지고 있어, 2.0㎫ 이상이라면, 모든 부피밀도에 있어서 온도차가 거의 일정하게 되는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 부피밀도가 0.8Mg/㎥ 이하의 경우, 가압력 1.0㎫ 이상, 특히, 1.5㎫ 이상으로 하면, 모두 온도차가 거의 일정하게 할 수 있다고 생각된다.
[실시예 3]
가압력을 일정하게 하였을 경우에 있어서, 본 발명의 전열시트의 부피밀도와 전열성의 관계를 확인하였다. 전열성의 평가는, CPU 내부온도와, 히트싱크에 있어서의 온도를 20㎜ 떨어진 위치에 있어서 측정하고(도 1(Ｂ) 참조), 실시예 2와 마찬가지로, 그 온도차에 의하여 평가하였다.
측정은, 두께 0.5㎜의 전열시트를 CPU와 히트싱크의 사이에 끼우고, 전열시트에 대하여 1.0㎫의 가압력이 가하여지도록 장착하였을 경우에 있어서, 전열시트의 부피밀도를, 0.1, 0.5, 0.8, 1.0, 1.2, 1.8, 2.0Mg/㎥로 하였을 때에 있어서의 온도차를 측정하였다.
도 4(Ａ)에 나타내는 바와 같이, 전열시트의 부피밀도가 상승하여도, 부피밀 도가 0.8Mg/㎥이 될 때까지는 온도차는 그다지 변화하지 않고, 부피밀도가 0.8Mg/㎥로부터 1.0Mg/㎥으로 변화될 때에, 급격하게 온도차가 커지고 있다. 즉, 가압력을 1.0㎫ 정도로 하면, 부피밀도가 0.8Mg/㎥로부터 1.0Mg/㎥의 사이에서 열 전도의 효율이 급격하게 변화되고 있는 것을 확인할 수 있다.
여기서, 실시예 2의 결과와 비교하면, 가압력이 1.0㎫로부터 작아지면, 상기의 열 효율이 급격하게 변화되는 부피밀도도 작아질 것을 예상할 수 있는 한편, 가압력이 1.0㎫보다 커져도 열 효율이 급격하게 변화되는 부피밀도는 그다지 변화되지 않는다고 생각된다.
[실시예 4]
가압력을 일정하게 하였을 경우에 있어서, 본 발명의 전열시트의 부피밀도와 전열성의 관계가, 가압하는 횟수에 의하여 변화하는지 여부를 확인하였다. 전열성의 평가는, CPU 내부온도와, 히트싱크에 있어서의 온도를 20㎜ 떨어진 위치에 있어서 측정하여(도 1(Ｂ) 참조), 실시예 2와 마찬가지로, 그 온도차에 의하여 평가하였다.
측정은, 두께 0.5㎜, 부피밀도 0.1, 0.5, 0.8, 1.0Mg/㎥의 전열시트를, CPU와 히트싱크의 사이에 끼운 후 떼어내는 것을 4회 반복하여, 각 회에 있어서의 온도차를 측정하였다.
도 4(Ｂ)에 나타내는 바와 같이, 부피밀도에 관계없이, 온도차는 매회 거의 같은 값을 나타내고 있는 것을 확인할 수 있다. 즉, 전열시트의 전열성은, 최초에 CPU와 히트싱크의 사이에 장착하기 전의 부피밀도, 및, CPU와 히트싱크의 사이에 장착하였을 때에 있어서의 가압력에 의하여 영향을 받는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 전열시트의 사용방법은, 팽창흑연을 소재로 하는 전열시트를, 발열체로부터 발생하는 열을 방열체까지 이동시키는 부재로서 사용하는 경우에 적합하다.
도 1은, (Ａ)는 팽창흑연을 소재로 하는 전열시트(1)의 사용상태의 하나의 예를 나타낸 도면이며, (Ｂ)는 실시예에 있어서 온도측정을 행한 위치를 나타낸 도면이다.
도 2는, (Ａ)는 팽창흑연을 소재로 하는 전열시트에 있어서, 두께 방향으로부터 34.3㎫의 가압력으로 가압 압축하였을 때에 있어서의 압축률 및 복원율과 부피밀도의 관계를 나타낸 도면이며, (Ｂ)는 압축률 및 복원율의 관계를 나타낸 도면이다.
도 3은, 팽창흑연을 소재로 하는 전열시트의 전열성과 가압력의 관계를, 부피밀도별로 나타낸 도면이다.
도 4는, 팽창흑연을 소재로 하는 전열시트에 일정한 가압력을 가한 경우에 있어서, (Ａ)는 부피밀도와 전열성의 관계를 나타낸 도면이며, (Ｂ)는 가압하는 횟수와 전열성의 관계를 나타낸 도면이다.
*부호의 설명*
1 : 전열시트
2 : 방열체
Ｈ : 발열체

Claims (8)

  1. 팽창흑연(膨脹黑鉛)을 소재로 하는 전열(傳熱)시트의 사용방법으로서,
    상기 전열시트를 발열체와 방열체 사이에 설치하여, 두께 방향으로부터 가하여지는 가압력이 2.0㎫ 이하의 조건으로 사용하는 것을 특징으로 하는 전열시트의 사용방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 두께 방향의 가압력은, 1.5㎫ 이하인 것을 특징으로 하는 전열시트의 사용방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 전열시트는, 부피밀도가, 0.8Mg/㎥ 이상인 것을 특징으로 하는 전열시트의 사용방법.
  4. 발열체에 장착되어, 상기 발열체의 열을 방열하는 방열구조체로서,
    방열체와, 상기 방열체와 상기 발열체 사이에 설치되는 팽창흑연을 소재로 하는 전열시트로 이루어지며,
    상기 전열시트에 대하여, 두께 방향으로부터 2.0㎫ 이하의 가압력이 가하여지는 조건으로 사용하는 것임을 특징으로 하는 방열구조체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전열시트에 대하여, 두께 방향으로부터 1.5㎫ 이하의 가압력이 가하여지는 조건으로 사용하는 것인 것을 특징으로 하는 방열구조체.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 전열시트는, 부피밀도가, 0.8Mg/㎥ 이상인 것을 특징으로 하는 방열구조체.
  7. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 전열시트와 상기 발열체 사이, 혹은 상기 전열시트와 상기 방열체 사이의, 적어도 일방(一方)에 설치되는 수지 필름을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방열구조체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 수지 필름이, 상기 전열시트에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 방열구조체.
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