KR20120132007A - 적층형 방열기 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열을 발산시키기 위해, 열전도성이 좋은 소재의 판재들이 적층되어 이루어진 방열기 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방열기는, 외측으로 다수 개의 돌기부들이 형성되어 있고, 표면에는 적어도 하나의 판재결합용 탭들이 형성된 방열판재들을 다수 개 포함한다. 이들 방열판재들의 판재결합용 탭들이 서로 상하로 정렬되게끔 방열판재들을 다수 개 적층하여 압력을 가함으로써, 판재결합용 탭들에 의해 방열판재들이 고정되어 하나의 방열기를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

적층형 방열기 및 그 제조 방법 {STACKED HEAT SINK AND MANUFACTURING METHOD OF IT}
본 발명은 열이 발생하는 곳의 열을 발산시키기 위한 방열기 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전도성이 좋은 소재의 판재들이 적층되어 이루어진 방열기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전기 전자부품들로 이루어진 제품의 고효율 및 소형화가 가속화되고, 그 부품들이 집적화가 고도화됨에 따라, 많은 열이 발생하게 되고, 이를 발산시키기 위해 큰 방열 면적이 필요하게 되었다.
특히 고출력의 LED(light-emitting diode) 조명의 경우, 열의 발산을 위해 일반적으로 알루미늄 합금 계열의 다이캐스팅(diecasting) 제품을 주로 사용하고 있으며, 최근에는 열전도성 플라스틱 수지를 이용하여 사출성형 공법으로 제조한 제품이 출시되고 있으나, 이는 열전도성의 문제로 LED 조명의 출력이 낮은 경우에만 국한되어 적용되는 실정이다.
한편 다이캐스팅용으로 사용되는 알루미늄 재질은 알루미늄 시트(sheet) 또는 플레이트(plate) 보다 열전도성이 낮은 것이 일반적이다. 따라서 열전도성이 좋은 시트 또는 플레이트를 이용하여, 열전도성이 좋고 방열 면적이 넓은 방열기를 제조할 필요가 있다.
또한 일부 공지된 기술에서, 여러 개의 금속판을 적층한 방열기가 제시되었지만, 이를 가공하고 조립하는데 특수한 공구와 많은 비용 및 시간을 필요로 하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 그 주목적은 다이캐스팅 재질 보다 열전도성이 좋은 재질의 방열기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 제조 및 조립이 용이한 방열기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은, 상기의 방열기를 제조하는 데 있어서 생산 비용 및 시간이 적게 드는 방열기 제조방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 적층형 방열기는, 외측으로 다수 개의 돌기부들이 형성되어 있고, 표면에는 적어도 하나의 판재결합용 탭들이 형성된 방열판재들을 다수 개 포함하며, 상기 방열판재들의 판재결합용 탭들이 서로 상하로 정렬되게끔 상기 방열판재들을 다수 개 적층하여 압력을 가함으로써, 상기 판재결합용 탭들에 의해 상기 방열판재들이 고정되어 하나의 방열기를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 방열판재는 알루미늄 합금이나 구리 합금으로서, 프레스 공법에 의해 제작될 수 있다.
상기 방열판재의 몸통부 중앙에는 개방부가 형성되어, 상기 방열판재들이 적층되면 중앙부에 빈 공간이 형성될 수 있다.
한편 상기 방열판재들을 강한 힘으로 압착하여 서로 밀착 고정시킬 수도 있으며, 또는 약한 힘으로 압착하여 방열판재들을 서로 고정시키면서 방열판재들의 사이에는 틈이 형성되게 할 수도 있다.
또한 상기 방열판재들의 돌기부는 직선형태로 방사상으로 연장될 수도 있으며, 또는 곡선형태로 연장될 수도 있다.
한편 본 발명에 따르면 적층형 방열기 제조 방법이 제공되는데, 상기 제조 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
(가) 금속판을 이용하여, 외측으로 다수 개의 돌기부들이 형성되어 있고, 표면에는 적어도 하나의 판재결합용 탭들이 형성된 방열판재들을 프레스 공법에 의해 제조하는 단계. 여기서 상기 판재결합용 탭들은 상기 방열판재들 제작시 함께 형성되어 공정의 간편을 꾀할 수 있다.
(나) 상기 판재결합용 탭들이 상하로 정렬되게끔 상기 방열판재들을 적층하는 단계.
(다) 상기 적층된 방열판재들을 프레스를 이용하여 가압함으로써, 상기 적층된 방열판재들을 서로 고정시키는 단계. 이때 프레스의 압력을 조절하여, 상기 방열판재들이 서로 밀착되게 하거나, 또는 방열판재들 사이에 약간의 틈이 형성되게 할 수도 있다.
본 발명에 따른 방열기는 열전도성이 좋아 열의 발산 효과가 뛰어나며, 다양한 분야에 용이하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 방열기는 제조 및 조립이 용이하여 생산에 소요되는 비용 및 시간이 적게 드는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 적층된 방열판재들을 고정하기 위해 별도의 접착제나 용접 등이 없이 판재결합용 탭만을 이용하여 방열판재들을 고정하기 때문에 방열기의 조립이 매우 용이하다.
또한 본 발명에 따르면, 프레스 공법만으로 방열기를 제조할 수 있어서 제조 공정이 단순하며 제조 시간이 짧다.
도 1은 본 발명에 따라 방열판재들이 적층되어 이루어진 적층형 방열기의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 적층형 방열기를 구성하는 방열판재 하나에 대한 평면도이다.
도 3은 도 2의 선 I-I에 따른 판재결합용 탭 부분의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적층형 방열기의 방열판재를 프레스 공법에 의해 제조하는 과정을 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층형 방열기에 대해 설명하고자 하는데, 이는 예시적인 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 적층형 방열기에 대한 일실시예가 도시되어 있는데, 도 2에 도시된 바와 같은 방열판재를 여러 개 제작하여 이들을 적층하여 고정함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 방열기를 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이. 본 발명에 따른 방열기를 구성하는 하나의 방열판재(10)에는 중심부의 몸통부(12) 주위로 다수 개의 돌기부(11)들이 외측방향으로 방사형으로 형성되어 있고, 방열판재(10)의 표면에는 적어도 하나의 판재결합용 탭(14)들이 형성되어 있다. 도면상에는 이러한 판재결합용 탭(14)들이 돌기부(11)에 모두 5개 형성된 것으로 도시되었지만, 이들의 위치는 필요에 따라 몸통부(12)에 있을 수도 있으며, 그 수량도 필요에 따라 다양하게 변할 수 있다. 또한 방열판재(10)의 중앙 몸통부(12)의 형상이 원형으로 도시되어 있지만, 이는 필요에 따라 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 등의 다양한 형태로 형성될 수도 있다. 또한 중앙 몸통부(12)의 개방부(13)도 원형으로 도시되어 있지만, 이 역시 필요에 따라 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 등의 다양한 형태로 형성될 수도 있다. 또는 이 개방부(13)를 아예 삭제할 수도 있다. 또한 도 2에는 돌기부(14)가 직선형태로 방사상으로 연장되는 것으로 도시되었지만, 방열 면적을 더 증가시키기 위해 곡선 형태로 연장될 수도 있으며, 돌기부(14)의 형상이 도 2에 도시된 바와 같이, 외측으로 갈수록 그 폭이 좁아지게끔 경사지게 하는 것이 제작상 유리할 수도 있지만, 경우에 따라서 경사가 없이 일정한 폭을 가질 수도 있으며, 또는 외측으로 갈수록 그 폭이 넓어지게끔 역경사지게 형성될 수도 있다.
여기서 방열판재(10)는 열전도성이 좋은 알루미늄 또는 구리 등의 합금으로 제작하는 것이 바람직하다.
한편 도 3에는 판재결합용 탭(14) 부분의 단면을 보여주기 위해서 도 2의 선 I-I에 따른 단면이 도시되어 있다. 방열판재(10)의 이러한 탭(14) 부분을 상하로 정렬되게 방열판재(10)들을 다수 개 적층하고, 이들 방열판재(10)들에 상하 압력을 가하면, 이 판재결합용 탭(14) 부분이 변형을 일으켜 방열판재(10)들이 서로 움직이게 않게 고정되게 된다. 이렇게 하여 방열판재(10)들이 적층되어 고정된 적층형 방열기(100)가 도 1에 도시되어 있다. 이때 방열판재(10)들을 상하로 적층한 후에, 상하방향으로 매우 큰 압력으로 가압하게 되면, 방열판재(10)들이 서로 밀착 고착되어 방열판재(10)들 사이에 틈이 없어지게 할 수도 있으며, 압력을 적절하게 가하여, 방열판재(10)들이 서로 고정은 되게 하되 방열판재(10)들 사이에 어느 정도의 틈이 형성되게 할 수도 있다. 이는 방열기의 적용 분야 및 위치에 따라 결정할 사항이며, 방열면적의 측면에서는 방열판재(10)들 사이에 어느 정도의 틈이 있는 것이 유리할 수 있다.
도 1을 참조하면, 방열판재(10)들의 개방부(도 2의 13)들이 중첩되어 속이 빈 원통형의 공동부(15)가 형성되는데, 이 공동부(15)의 형상은 앞에서 설명한 바와 같이, 필요에 따라 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 등의 다양한 형태로 형성될 수도 있으며, 아예 없을 수도 있다. 이러한 형태적 변화는, 본 발명에 따른 방열기가 적용되는 분야 및 위치에 따라 다양하게 변할 수 있는 것이다.
도 4를 참조하면, 프레스를 이용하여 소재판(20)으로부터, 본 발명에 따른 방열판재(10)를 제작하는 과정이 예시적으로 도시되어 있는데, 도면상 A, B, C, D 순서대로 프레스 공법에 의해 방열판재(10)를 제작하는 과정을 예시적으로 보여주고 있다. 흰색으로 표시된 부분은 각 단계, 즉 A, B, C 단계에서 타공되는 부분을 보여주고 있으며, 단계 D에서 최종적으로 방열판재(10)가 타발(blanking)되는 것을 보여주고 있다(도면상 해칭 표시됨). 이런 식으로 하나의 소재판(20)을 연속적으로 프레스 가공하여 방열판재(10)를 제작할 수 있는데, 이는 하나의 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 본 발명에 따르면, 상술한 적층형 방열기(100)를 제조하는 방법이 제공되는데, 상기 제조 방법은,
(가) 금속판을 이용하여, 외측으로 다수 개의 돌기부들이 형성되어 있고, 표면에는 적어도 하나의 판재결합용 탭들이 형성된 방열판재들을 프레스 공법에 의해 제작하는 단계;
(나) 상기 판재결합용 탭들이 상하로 정렬되게끔 상기 방열판재들을 적층하는 단계; 및
(다) 상기 적층된 방열판재들을 프레스를 이용하여 가압함으로써, 상기 적층된 방열판재들을 서로 고정시키는 단계;를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방열기(100)는, 다이캐스팅으로 성형하기 어려운 소재를 이용하여, 프레스 공법에 의해 방열판재(10)들을 제작함으로써, 열전도성이 좋고 방열 면적이 커서 방열 효과가 우수하다. 또한 이들 방열판재(10)들 제작시 함께 형성된 판재결합용 탭(14)들을 이용하여 프레스 공법만으로 방열판재(10)들을 고정함으로써, 방열판재(10)들을 고정하기 위한 별도의 특수 장비 및 공구 등을 필요로 하지 않으며, 방열판재(10)들의 조립 및 고정 작업이 매우 용이하고 시간이 적게 소요된다.
본 발명에 따른 적층형 구조의 방열기(100)는, LED 조명장치 뿐만 아니라 컴퓨터 메인보드, 열교환기, 집적회로, 히트파이프, 모터, 변압기, 히트싱크, 연료전지 등 열의 발산이 필요한 여러 방면에 유용하게 적용될 수 있다.
이상의 설명 내용은 본 발명의 대해 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시 역시 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
10 : 방열판재 11 : 돌기부
12 : 몸통부 13 : 개방부
14 : 판재결합용 탭 15 : 공동부
20 : 소재판 100 : 방열기

Claims (8)

  1. 외측으로 다수 개의 돌기부들이 형성되어 있고, 표면에는 적어도 하나의 판재결합용 탭들이 형성된 방열판재들을 다수 개 포함하며,
    상기 방열판재들의 판재결합용 탭들이 서로 상하로 정렬되게끔 상기 방열판재들을 다수 개 적층하여 압력을 가함으로써, 상기 판재결합용 탭들에 의해 상기 방열판재들이 고정되어 하나의 방열기를 형성하는 것을 특징으로 하는 적층형 방열기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열판재는 열전도성이 좋은 알루미늄 합금이나 구리 합금으로서, 프레스 공법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 적층형 방열기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열판재의 몸통부 중앙에는 개방부가 형성되어, 상기 방열판재들이 적층되면 중앙부에 빈 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 방열기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열판재들은 서로 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 적층형 방열기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방열판재들의 사이에는 틈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 방열기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방열판재들의 돌기부는 직선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 적층형 방열기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방열판재들의 돌기부는 곡선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 적층형 방열기.
  8. 외측으로 다수 개의 돌기부들이 형성되어 있고, 표면에는 적어도 하나의 판재결합용 탭들이 형성된 방열판재들이 다수 개 적층되어 이루어진 적층형 방열기를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은,
    (가) 금속판을 이용하여, 외측으로 다수 개의 돌기부들이 형성되어 있고, 표면에는 적어도 하나의 판재결합용 탭들이 형성된 방열판재들을 프레스 공법에 의해 제조하는 단계;
    (나) 상기 판재결합용 탭들이 상하로 정렬되게끔 상기 방열판재들을 적층하는 단계; 및
    (다) 상기 적층된 방열판재들을 프레스를 이용하여 가압함으로써, 상기 적층된 방열판재들을 서로 고정시키는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 방열기 제조 방법
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