KR20130135640A - 히트싱크 및 히트싱크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트싱크 및 히트싱크 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 히트싱크 제조방법은 사각평판구조로 이루어진 베이스와; 그 베이스의 하면에 수직되게 복수 개 형성되는 방열핀으로 이루어진 히트싱크의 제조방법에 있어서, 하면에 결합홈이 형성된 베이스를 압출성형할 수 있도록 압출기로 재료를 통과시켜 베이스를 얻는 제1단계; 판재를 프레스 가공하여 박막 사각형상의 방열핀을 복수 개 제작하는 제2단계; 상기 방열핀의 일단 삽입부를 결합홈에 삽입하는 제3단계; 상기 베이스와 방열핀의 연결부를 본딩하는 제4단계; 및 본딩된 히트싱크를 고온에서 일정시간 경화시키는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 히트싱크의 방열핀의 길이를 길게 하고, 핀의 두께를 얇게 하며, 핀 사이의 간격은 좁게 구성하여도 방열핀이 베이스에 대해 견실하게 고정되게 하여 표면적을 극대화시킬 수 있으며, 베이스에 대해 방열핀이 휘어지거나 부러지지 않으며, 궁극적으로 히트싱크의 표면적이 극대화되고 부피를 최소화할 수 있게 됨으로써 경제성이 매우 높고 콤팩트화할 수 있다.

Description

히트싱크 및 히트싱크 제조방법 { HEAT SINK AND HEAT SINK MANUFACTURING METHOD }

본 발명은 히트싱크 및 히트싱크 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 핀 사이의 간격을 좁게 구성하면서도 방열핀이 베이스에 대해 견실하게 고정되게 하여 표면적을 극대화시킨 히트싱크 및 히트싱크 제조방법에 관한 것이다.

히트싱크는 발열부로부터 열을 흡수하고 흡수한 열을 외부로 방출하는 냉각수단으로서 이를테면 전자부품이나 발열소자로부터 열을 흡수하여 소자의 과열을 막는다. 예를 들어 CPU(central processing unit)나 열전소자, VGA(video graphic array)카드, 파워트랜지스터 등의 전자 부품은 작동시 많은 열을 발생한다.

전자 부품의 온도가 적정온도를 넘으면 작동 상의 오류가 발생하거나 심할 경우에는 파손될 수 있으므로, 열이 발생하는 부위에는 반드시 히트싱크를 설치하여 발생한 열을 외부로 방출시켜야 한다.

한편, 최근 기술의 급속한 발전에 따라 각종 전자부품이나 소자는 점차 집적화하고 그에 따라 전자제품의 크기도 소형화하고 있다. 이러한 소형화의 추세에 맞추어 같은 크기의 히트싱크라 하더라도 히트싱크 방열핀의 표면적을 최대한으로 넓게 하고, 열전달 경로를 짧게 하며 열전달 단면적을 크게 하여 방열효과를 최대화하는 기술이 제안되고 있다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 압출성형 방식으로 제작된 히트싱크를 나타내는 도면, 도 2a, 2b는 종래의 실시예에 따른 압출성형방식으로 제조된 히트싱크의 측단면 및 요부 확대 측단면도이다.

도 1과 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 종래의 실시예에 따른 압출성형 방식으로 제작된 히트싱크(2)는 기본적인 히트싱크의 구조와 유사하게 사각형상의 플레이트인 베이스(4)가 구성되고, 그 베이스(4)의 하면에 다수 개의 박막 플레이트인 방열핀(6)이 형성되는 바, 그 자체의 표면적이 넓고 열전달 경로가 짧으며 열전달 단면적이 크기 때문에 그만큼 방열효율이 좋다.

이러한 종래의 히트싱크(2)는 예를 들어 CPU와 같은 발열 전자부품이 실장되어 있는 회로기판 상에 설치되어 상기 발열부품의 열을 냉각한다. 이러한 종래의 히트싱크(2)는, 전자부품(이하, 열원)의 상면에 밀착하며 수직으로 설치됨으로써 열원으로부터 전달되는 열을 공기 중에 발열시켜 냉각한다.

일반적인 종래의 히트싱크(2)는 압출성형방식으로 제작되는 바, 압출기(미도시)를 통해 재료를 투입하고 압출기에 장착된 압출금형을 통과하게 되면 소망하는 형상의 히트싱크(2)를 단면으로 하는 긴 구조물이 출력되고, 그 구조물을 일정한 길이만큼 절단하게 되면 원하는 히트싱크(2)가 제조되게 된다.

하지만 이러한 방식으로 제작된 히트싱크(2)는 베이스(4)와 방열핀(6) 사이의 연결부(10)에 일정한 지지강도가 임계값으로 요구되는 바, 해당 임계값 이하로 지지강도가 형성되게 되면 방열핀(6)이 베이스(4)에 대해 부러지거나 휘어지게 된다는 문제가 있었다.

결과적으로, 종래의 히트싱크(2)는 연결부(10)의 지지강도를 확보하기 위해 방열핀(6)의 폭은 두껍고 길이(6a)는 짧게 형성해야만 하고, 각 방열핀(6)간의 간격(6b)은 넓게 형성할 수밖에 없으므로 표면적이 크지 않은 문제가 있었다.

구체적으로는, 방열핀(6)의 두께는 최소값이 1.5T 정도가 한계치이고 그 이하로 얇게 형성하도록 시도하는 경우에는 찢어지거나 휘어짐 현상이 발생되었다. 방열핀(6)의 길이는 55-57T, 방열핀간 간격은 7-10T 정도였으므로, 표면적은 3.00266㎡ 였다.

따라서, 종래의 히트싱크(2)는 발열능력이 크지 않아 상대적으로 부피를 크게 만들 수밖에 없었고, 소형 전자제품에 사용하기 위해서는 반드시 방열팬이 함께 장착되어야 하며, 이로 인해 소음발생, 경제성 저하의 문제가 발생하였으며 별도의 전력 투입구조로 설계해야 한다는 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명은 방열핀의 길이를 길게 하고, 핀의 두께를 얇게 하며, 핀 사이의 간격은 좁게 구성하여도 방열핀이 베이스에 대해 견실하게 고정되게 하여 표면적을 극대화시킨 히트싱크 및 히트싱크 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 베이스에 대해 방열핀이 휘어지거나 부러지지 않으며, 궁극적으로 히트싱크의 표면적이 극대화되고 부피를 최소화할 수 있게 됨으로써 경제성이 매우 높고 콤팩트화할 수 있는 히트싱크 및 히트싱크 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은, 사각평판구조로 이루어진 베이스와; 그 베이스의 하면에 수직되게 복수 개 형성되는 방열핀으로 이루어진 히트싱크의 제조방법에 있어서, 하면에 결합홈이 형성된 베이스를 압출성형할 수 있도록 압출기로 재료를 통과시켜 베이스를 얻는 제1단계; 판재를 프레스 가공하여 박막 사각형상의 방열핀을 복수 개 제작하는 제2단계; 상기 방열핀의 일단 삽입부를 결합홈에 삽입하는 제3단계; 상기 베이스와 방열핀의 연결부를 본딩하는 제4단계; 및 본딩된 히트싱크를 고온에서 일정시간 경화시키는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법에 의해 달성된다.

상기 제4단계는 상기 베이스와 상기 연결부를 에폭시 본드로 본딩하는 것이 바람직하다.

상기 제5단계는 200℃ 이상에서 30분간 경화시키는 것이 바람직하다.

한편, 사각평판구조로 이루어지며 하면에 결합홈이 형성된 베이스와; 상기 베이스의 하면에 수직으로 복수 개 형성되도록 판재를 프레스 가공하여 형성된 박막 사각형상의 방열핀의 연결부가 상기 베이스의 결합홈과 본딩되어 경화된 것을 특징으로 하는 히트싱크에 의해서도 상기 목적은 달성된다.

상기 베이스와 상기 연결부는 에폭시 본드로 본딩되어 경화된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 히트싱크 및 히트싱크 제조방법에 의하면, 방열핀의 길이를 길게 하고, 핀의 두께를 얇게 하며, 핀 사이의 간격은 좁게 구성하여도 방열핀이 베이스에 대해 견실하게 고정되게 하여 표면적을 극대화시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 히트싱크 및 히트싱크 제조방법에 의하면, 베이스에 대해 방열핀이 휘어지거나 부러지지 않으며, 궁극적으로 히트싱크의 표면적이 극대화되고 부피를 최소화할 수 있게 됨으로써 경제성이 매우 높고, 콤팩트화할 수 있다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 압출성형 방식으로 제작된 히트싱크를 나타내는 도면이며,
도 2a 및 2b는 종래의 실시예에 따른 압출성형방식으로 제조된 히트싱크의 측단면 및 요부 확대 측단면도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 본딩방식으로 제작된 히트싱크를 나타내는 도면이며,
도 4a 및 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 본딩방식으로 제조된 히트싱크의 측단면 및 요부 확대 측단면도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 히트싱크 제조방법을 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 히트싱크 및 히트싱크 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 본딩방식으로 제작된 히트싱크를 나타내는 도면이며, 도 4a 및 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 본딩방식으로 제조된 히트싱크의 측단면 및 요부 확대 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 히트싱크 제조방법을 도시한 흐름도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 히트싱크 및 히트싱크 제조방법은 하면에 다수의 결합홈이 형성되도록 사각평판의 베이스를 압출성형방식으로 제조하고, 방열핀은 프레스 가공하여 그 일단을 결합홈에 삽입한 다음 본딩처리함으로써 방열핀의 길이를 길게 하고, 핀의 두께를 얇게 하며, 핀 사이의 간격은 좁게 구성하여도 방열핀이 베이스에 대해 견실하게 고정되게 하여 표면적을 극대화시킨 방법이다.

보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 히트싱크 제조방법에 대해 살펴보면, 먼저 전자기기의 회로기판에 장착된 열원에 밀착되어 열을 전도받아 공기 중에 방열할 수 있도록 하는 수단이 히트싱크(20)인 바, 본 발명의 히트싱크(20)도 사각평판구조의 베이스(22) 및 그 베이스(22)의 하면에 수직되게 복수 개 형성되는 방열핀(24)으로 이루어진다.

하지만, 본 발명의 히트싱크(20)는 종래의 히트싱크와는 다르게, 베이스(22)의 하면에 복수 개의 결합홈(26)이 형성되어져 있다. 결합홈(26)이 형성된 베이스(22)는 압출성형방식으로 형성시킬 수 있다.

즉, 결합홈(26)이 형성된 베이스(22)가 형성될 수 있도록 압출기(미도시) 내부에 금형을 장착시키고 재료를 입구에 투입하면 출구측으로 결합홈(26)이 형성된 베이스(22)가 길게 인출되는 바, 출구측에 절단기를 위치시키고 원하는 길이만큼 절단하게 되면 일정한 길이의 베이스(22)가 구성될 수 있다(S10).

그 상태에서, 얇은 박막의 판재를 프레스 가공하여 박막 사각형상의 방열핀(24)을 복수 개 제작한다(S20).

이 때, 방열핀(24)은 압출성형으로 제조되는 것이 아니므로 그 두께가 매우 얇게, 길이는 길게 구성하여도 충분한 지지력을 발휘할 수 있게 된다. 또한, 차후 베이스(22)에 결합되는 방열핀(24)의 핀 사이의 간격도 매우 조밀하게 형성하는 것이 가능하다.

방열핀(24)이 제작된 상태에서, 방열핀(24)의 일단 삽입부(28)를 결합홈(26)에 삽입한다(S30). 이는 종래와 같이 단순히 수직으로 연장되게 압출성형된 것 또는 단순히 베이스(22)의 일면에 방열핀(24)이 본딩되는 것과 비교할 때, 방열핀(24)의 일단이 베이스(22)의 결합홈(26)에 삽입되는 본 발명의 구조는 베이스(22)에 대한 방열핀(24)의 결합력과 지지력이 매우 크다.

그 상태에서, 베이스(22)와 방열핀(24)의 연결부를 본딩하는 바(S40), 이 때 본드는 열전도율이 매우 높으며 내열 및 산화성이 높은 에폭시 본드가 사용되는 것이 바람직하다.

마지막으로, 본딩처리된 히트싱크를 고온의 오븐에서 일정시간 경화시킨다(S50). 바람직 하게 200℃ 이상의 오븐에서 30분간 경화시키는 것이 좋다. 미설명부호 30은 본딩부이다.

상기한 방식으로 제작된 히트싱크(20)는 베이스(22)와 방열핀(24) 사이의 지지강도가 매우 높기 때문에 결과적으로 종래의 히트싱크에 비해 방열핀(24)의 폭은 더 얇게, 길이(24a)는 짧게 형성해야만 하고, 각 방열핀(24)간의 간격(24b)은 넓게 형성할 수 있다. 즉, 히트싱크(20) 전체의 표면적이 극대화될 수 있다.

구체적으로는, 방열핀(24)의 두께는 최소값이 0.8T 까지 구성하여도 찢어지거나 휘어짐 현상이 없었으며, 방열핀(24)의 길이는 제한이 없고, 방열핀 사이의 간격은 3T까지 가능하였으므로, 표면적은 11.5755㎡ 였다.

따라서, 본 발명의 히트싱크(20)는 방열능력이 매우 크므로 상대적으로 부피를 작게 만들 수 있고, 전자제품에 장착시 방열팬을 함께 장착하지 않아도 되며, 이로 인한 소음발생, 경제성 저하, 별도의 전력 투입구조 설계가 불필요하다는 장점이 있다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

20 : 히트싱크 22 : 베이스
24 : 방열핀 26 : 결합홈
28 : 삽입부 30 : 본딩부

Claims (5)

1. 사각평판구조로 이루어진 베이스와; 상기 베이스의 하면에 수직으로 복수 개 형성되는 방열핀으로 이루어진 히트싱크의 제조방법에 있어서,
   하면에 결합홈(26)이 형성된 베이스(22)를 압출성형할 수 있도록 압출기로 재료를 통과시켜 베이스(22)를 얻는 제1단계;
   판재를 프레스 가공하여 박막 사각형상의 방열핀(24)을 복수 개 제작하는 제2단계;
   상기 방열핀(24)의 일단 삽입부(28)를 결합홈(26)에 삽입하는 제3단계;
   상기 베이스(22)와 방열핀(24)의 연결부를 본딩하는 제4단계; 및
   본딩된 히트싱크를 경화시키는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제4단계는 상기 베이스(22)와 상기 연결부를 에폭시 본드로 본딩하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제5단계는 200℃ 이상에서 30분간 경화시키는 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법.
   
4. 사각평판구조로 이루어지며 하면에 결합홈(26)이 형성된 베이스(22)와;
   상기 베이스(22)의 하면에 수직으로 복수 개 형성되도록 판재를 프레스 가공하여 형성된 박막 사각형상의 방열핀(24)의 연결부가 상기 베이스(22)의 결합홈(26)과 본딩되어 경화된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 베이스(22)와 상기 연결부는 에폭시 본드로 본딩되어 경화된 것을 특징으로 하는 히트싱크.

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