KR20130076961A - 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전체 표면적을 늘려서 방열 특성을 향상시키면서도 저렴한 비용으로 다양한 형태의 히트싱크에 적용할 수 있는 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 방열핀은 금속 재질로 이루어지되, 속이 비어 있고 하부의 적소에 하나 이상의 통기공이 형성되어 통체 및 금속 재질로 이루어지되, 상기 통체의 하단에 통체와 수직 방향으로 소정 길이 만큼 연장되어 형성된 접합 날개를 포함하여 이루어진다. 전술한 구성에서, 상기 통체는 세로 방향으로 절개되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 세로 방향 절개 부위는 통체 내부로 감겨져 있는 것을 특징으로 한다. 상기 통체의 상단은 라운드 가공 또는 모따기 가공되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전술한 방열핀을, 복수의 방열핀 삽입 홈이 가로 및 세로 방향으로 나란히 형성되어 있는 방열핀 고정 지기의 상기 삽입 홈에 그 접합 날개가 위를 향하도록 삽입하는 (a) 단계; 금속 판재로 이루어진 방열판에 솔더링 크림을 도포하는 (b) 단계 및 상기 방열판 고정 지그에 삽입된 상기 방열핀 위에 상기 솔더링 크림이 도포된 상기 방열판의 면을 접촉시킨 상태에서 가열하여 솔더링하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진 히트싱크 제조 방법이 제공된다.

Description

방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법{heat sink pin and the method manufacturing heat sink thereby}

본 발명은 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전체 표면적을 늘려서 방열 특성을 향상시키면서도 저렴한 비용으로 다양한 형태의 히트싱크에 적용할 수 있는 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 메모리, CPU 또는 LED와 같은 각종 반도체 디바이스는 열에 민감하여 자체 디바이스에서 발생된 열을 효과적으로 방출하지 않으면 그 성능이 현저하게 떨어지거나 오동작을 일으킬 뿐만 아니라 심지어 디바이스 자체가 손상되게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 디바이스에서 발생된 열을 신속하게 방출하는 것이 요구되는바, 종래에는 이를 히트싱크를 사용하여 해결하고 있다.

도 1은 종래 CPU 쿨러를 보인 정면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, CPU 칩(10)과 같은 반도체 디바이스는 그 성능이 좋아질수록 더 많은 열을 발생하는바, 이렇게 발생된 열을 신속하게 방출하기 위해 CPU 칩(10)의 표면에 면접하도록 히트싱크(20)를 부착하고 있고, 이러한 히트싱크(20)를 냉각시키기 위해 히트싱크(20) 위에 별도의 팬(30)을 부착하고 있다.

전술한 구성에서, 히트싱크(20)는 통상적으로 알루미늄 등과 같이 열 전도도가 우수한 금속 재질로 이루어지는바, CPU 칩(10)에 면접하는 방열판(22)과 이러한 방열판(20)에 수직으로 돌출 형성된 복수의 방열핀(24)을 포함하여 이루어진다. 한편, 종래 이러한 히트싱크(20)는 알루미늄 재료를 압출 성형한 후에 필요한 길이 만큼 절단하여 제작되는데, 결과적으로 디바이스의 종류나 형태마다 별도의 금형이 요구되기 때문에 히트싱크의 제조 비용이 상승한다는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 종래 히트싱크의 방열핀은 방열판의 전체 면적에 비해 방열핀이 차지하는 전체 표면적이 상대적으로 작을 뿐만 아니라 공기 흐름 방향이 한 방향, 즉 도면에서 전후 방향으로만 형성되기 때문에 방열 특성이 상대적으로 나쁘다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전체 표면적을 늘려서 방열 특성을 향상시키면서도 저렴한 비용으로 다양한 형태의 히트싱크에 적용할 수 있는 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 방열핀은 금속 재질로 이루어지되, 속이 비어 있고 하부의 적소에 하나 이상의 통기공이 형성되어 통체 및 금속 재질로 이루어지되, 상기 통체의 하단에 통체와 수직 방향으로 소정 길이 만큼 연장되어 형성된 접합 날개를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 통체는 세로 방향으로 절개되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 세로 방향 절개 부위는 통체 내부로 감겨져 있는 것을 특징으로 한다.

상기 통체의 상단은 라운드 가공 또는 모따기 가공되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 전술한 방열핀을, 복수의 방열핀 삽입 홈이 가로 및 세로 방향으로 나란히 형성되어 있는 방열핀 고정 지기의 상기 삽입 홈에 그 접합 날개가 위를 향하도록 삽입하는 (a) 단계; 금속 판재로 이루어진 방열판에 솔더링 크림을 도포하는 (b) 단계 및 상기 방열판 고정 지그에 삽입된 상기 방열핀 위에 상기 솔더링 크림이 도포된 상기 방열판의 면을 접촉시킨 상태에서 가열하여 솔더링하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진 히트싱크 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법에 따르면, 방열핀이 속이 빈 통체로 이루어져 있어서 전체 표면적이 늘어나서 방열 성능이 향상되고, 더욱이 그 하부에 통기공이 형성되어 있어서 대류 현상에 의해 방열 성능이 더욱 향상될 수 있다.

뿐만 아니라 본 발명의 방열핀을 단지 방열판의 형상에 맞추어 배열하여 히트싱크를 제조할 수 있기 때문에 다종다양하면서도 소량의 히트싱크를 적은 비용으로 제조할 수가 있다.

도 1은 종래 CPU 쿨러를 보인 정면도.
도 2a 내지 도 2c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 방열핀의 정면 사시도, 배면 사시도 및 평면도.
도 3은 본 발명의 히트싱크 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 히트싱크 제조 방법에 사용되는 지그의 일 실시예에 따른 사시도.
도 5는 본 발명의 히트싱크 제조 방법에 의해 제조된 히트싱크의 일 실시예에 따른 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트싱크의 사시도.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 2a 내지 도 2c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 방열핀의 정면 사시도, 배면 사시도 및 평면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 방열핀(100)은 알루미늄 또는 구리와 같이 열 전도도가 좋은 금속 판재, 바람직하게는 가공이 더 용이한 구리 판재를 프레스 가공하여 제조될 수 있다.

구체적으로 본 발명의 방열핀(100)은 냉각 대상이 되는 디바이스에서 발생된 열이 전달되는 단면적을 보다 크게 함과 함께 열이 손쉽게 배출될 수 있도록 속이 비어 있고, 바닥에는 솔더링 면적을 크게 하기 위한 한 쌍의 접합 날개(110)가 형성되어 있는 통체(120), 바람직하게는 원통체로 이루어질 수 있다. 더욱이 방열판에서 작은 면적을 차지하면서도 열이 전달되는 단면적을 보다 크게 함과 함께 대류가 원활하게 이루어질 수 있도록 통체(120) 전체가 세로 방향으로 절개되어 있고, 또한 이러한 절개 부위의 양 단부가 통체(120) 내부로 절곡(122)되어 감겨지도록 형성된 것이 바람직하다.

이에 더하여 통체(120)의 하부에는 통체(120) 내외를 관통하는 하나 이상의 통기공(124)이 형성된 것이 바람직하다. 또한 통체(120)의 상단은 히트싱크 제조시 통체(120)의 상단이 후술하는 방열핀 고징 지그의 삽입공에 원활하게 삽입될 수 있도록 라운드 가공이나 모따기 가공(126)이 되는 것이 바람직하다. 도 2의 실시예에서는 통체(120)가 대략적인 원통체인 것으로 하여 설명을 진행하였으나, 이에 국한되는 것은 아니고 삼각이나 사각 등과 같은 다면 통체 등으로 구현될 수도 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 히트싱크 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 도 2에 도시한 방열핀을 사용하여 히트싱크를 제조함에 있어서 먼저 단계 S10에서는 방열 대상이 되는 디바이스의 형상에 맞도록 제작된 방열판을 준비하는데, 본 실시예에서는 편의상 원판으로 이루어져 있다.

이러한 방열판의 재질은 알루미늄이나 구리 등과 같은 금속 판재로 구현될 수 있는데, 방열핀(100)을 구리 재질로 구현하는 경우에 구리의 열 전도도가 알루미늄의 열 전도도보다 좋은 점을 고려하여 방열판도 동일한 구리 재질로 구현하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 히트싱크 제조 방법에 사용되는 지그의 일 실시예에 따른 사시도이다. 다시 도 3으로 돌아가서, 단계 S20에서는 방열핀 통체(120)의 직경과 동일한 직경을 갖는 복수의 삽입홈(210)이 일정 간격을 두고 나란히 형성되어 있는, 도 4에 도시한 바와 같은 방열핀 고정 지그(200)의 삽입홈(210)에 그 접합 날개(110)가 위를 향하도록 방열핀(100)을 삽입한다. 여기에서 방열핀 고정 지그(200)는 방열판의 형상과 관계없이, 즉 모든 방열판에 사용될 수 있도록 가로 및 세로로 일정 간격을 두고 삽입홈(210)이 행렬 형태로 배열되는 것이 바람직하다. 한편, 방열핀 삽입 과정에서 방열핀(100)이 동일한 방향으로 정렬될 수 있도록 방열핀 통체(120)의 절곡 부위를 안내하는 안내용 돌기(212)를 삽입홈(210)에 형성할 수도 있을 것이다.

다시 도 3으로 돌아가서, 단계 S30에서는 방열판에 솔더링 크림을 고루 도포하고, 단계 S40에서는 솔더링 크림이 도포된 방열판의 면에 방열핀 고정 지그(200)에 삽입된 채로 고정되어 있는 방열핀(100)의 접합 날개(110)를 접촉시킨 상태에서 소정의 열을 가하여 방열핀(100)을 방열판에 솔더링함으로써 히트싱크의 제조가 완료된다.

도 5는 본 발명의 히트싱크 제조 방법에 의해 제조된 히트싱크의 일 실시예에 따른 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트싱크의 사시도이다. 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 방열핀(100)을 사용하여 히트싱크를 제조함에 있어서는 동일한 규격으로 제조된 방열핀(100)을 방열핀 고정 지그(200)에 방열판(300)의 형상에 맞도록 정렬하여 솔더링하면 되기 때문에 종래와 같이 형상이 서로 다른 히트싱크 전체를 압출하기 위한 제 각각의 금형을 제조할 필요가 없이 단지 만능의 방열핀 고정 지그(200)만 준비하면 되고, 이에 따라 히트싱크의 제조 비용을 절감할 수가 있다.

더욱이 방열핀(100)이 속이 빈 통체로 되어 있을 뿐만 아니라 세로 방향으로 절곡되어 있어 단면적이 크고 이외에도 하부에 하나 이상의 통기공이 형성되어 있어서 방열 대상 디바이스에서 발생된 열이 방열판 및 방열핀의 접합 날개를 거쳐서 방열핀의 통체로 전달되고, 이렇게 전달된 열이 방열핀의 하부에 형성된 통기공을 통한 통체 내부의 대류 현상에 의해 손쉽게 방열판의 자유 단부를 통해 배출될 수 있다.

뿐만 아니라 방열핀이 가로 및 세로 방향으로 간격을 두고 배열되어 있기 때문에 가로 및 세로 방향으로 공기 흐름이 형성되어 방열 효과가 더욱 증대될 수 있다.

본 발명의 방열핀 및 이를 이용한 히트싱크 제조 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

100: 방열핀, 110: 접합 날개,
120: 통체, 122: 절곡 부위,
124: 통기공, 200: 방열핀 고정 지그,
210: 삽입홈, 212: 돌기,
300: 방열판

Claims (5)

1. 금속 재질로 이루어지되, 속이 비어 있고 하부의 적소에 하나 이상의 통기공이 형성되어 통체 및
   금속 재질로 이루어지되, 상기 통체의 하단에 통체와 수직 방향으로 소정 길이 만큼 연장되어 형성된 접합 날개를 포함하여 이루어진 방열핀.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 통체는 세로 방향으로 절개되어 있는 것을 특징으로 하는 방열핀.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 세로 방향 절개 부위는 통체 내부로 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 병열핀.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 통체의 상단은 라운드 가공 또는 모따기 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 방열핀.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 방열핀을, 복수의 방열핀 삽입 홈이 가로 및 세로 방향으로 나란히 형성되어 있는 방열핀 고정 지기의 상기 삽입 홈에 그 접합 날개가 위를 향하도록 삽입하는 (a) 단계;
   금속 판재로 이루어진 방열판에 솔더링 크림을 도포하는 (b) 단계 및
   상기 방열판 고정 지그에 삽입된 상기 방열핀 위에 상기 솔더링 크림이 도포된 상기 방열판의 면을 접촉시킨 상태에서 가열하여 솔더링하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진 히트싱크 제조 방법.

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