KR20230033406A - 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법 - Google Patents

브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈이 형성되며, 상면에 함몰형성되는 냉각유체가 충전될 냉각유체충전홈의 바닥면 상에 일정간격을 가지고 다수 개로 접합돌부가 돌출형성되는 중계기몸체 및 중계기몸체의 상면과의 사이에 접합수단으로서의 클래드시트가 개재되어 하면이 밀착된 후 브레이징을 통해 접합되며 상면에 다수의 방열핀이 돌출형성되고 어느 일측에는 알루미늄파이프가 축설된 방열판으로 구성되도록 하여, 중계기몸체의 상부에 방열판이 알루미늄파이프를 통하여 가스가 배출되는 상태로 브레이징을 통해 기밀이 유지되도록 접합된 후, 방열판 하면에 의해 개방된 상부가 밀폐되는 중계기몸체의 상부에 형성된 냉각유체충전홈 내에 알루미늄파이프를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프를 밀봉하는 브레이징 접합 공법을 적용하여 제조함으로써 별도의 결합수단이 없이 브레이징 접합 공법을 적용하여 냉각유체충전홈 내에 냉각유체가 충전된 냉각장치 및 이러한 냉각장치가 적용되는 중계기에 대해 경량화를 구현할 수 있으며, 클래드시트를 개재하여 접합함에 따라 작업이 편리함과 동시에 접합부분의 클래드 양이 항상 일정하여 불량률을 극소화시킬 수 있도록 하는 한편, 충전된 냉각유체 및 방열판과 방열핀을 통해 냉각이 이루어져 냉각성능을 현격히 증대시킬 수 있는 것이다.

Description

브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법{Manufacturing method through brazing joint of cooling device for repeater}
본 발명은 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈이 형성되며, 상면에 함몰형성되는 냉각유체가 충전될 냉각유체충전홈의 바닥면 상에 일정간격을 가지고 다수 개로 접합돌부가 돌출형성되는 중계기몸체 및 중계기몸체의 상면과의 사이에 접합수단으로서의 클래드시트가 개재되어 하면이 밀착된 후 브레이징을 통해 접합되며 상면에 다수의 방열핀이 돌출형성되고 어느 일측에는 알루미늄파이프가 축설된 방열판으로 구성되도록 하여, 중계기몸체의 상부에 방열판이 알루미늄파이프를 통하여 가스가 배출되는 상태로 브레이징을 통해 기밀이 유지되도록 접합된 후, 방열판 하면에 의해 개방된 상부가 밀폐되는 중계기몸체의 상부에 형성된 냉각유체충전홈 내에 알루미늄파이프를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프를 밀봉하는 브레이징 접합 공법을 적용하여 제조함으로써 별도의 결합수단이 없이 브레이징 접합 공법을 적용하여 냉각유체충전홈 내에 냉각유체가 충전된 냉각장치 및 이러한 냉각장치가 적용되는 중계기에 대해 경량화를 구현할 수 있으며, 클래드시트를 개재하여 접합함에 따라 작업이 편리함과 동시에 접합부분의 클래드 양이 항상 일정하여 불량률을 극소화시킬 수 있도록 하는 한편, 충전된 냉각유체 및 방열판과 방열핀을 통해 냉각이 이루어져 냉각성능을 현격히 증대시킬 수 있도록 한 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 중계기(Repeater)는 통신 시스템의 중간에서 약해진 신호를 받아 증폭하고 재송신하거나 또는 찌그러진 신호의 파형을 정형하고 타이밍을 조정 또는 재구성해 송신하는 장치이다.
이러한 중계기는 중계기본체의 일면에 상술한 역할을 담당하기 위한 반도체칩 등 다수의 전자소자가 탑재된 상태로 하부커버와 결합되는 구성으로 이루어지며, 상기 중계기본체 측 탑재된 반도체칩 등의 전자소자에서 발생하는 열을 외부로 방출하도록 중계기본체의 타면에 방열핀 구조를 갖는 방열판이 결합된다.
또한, 상기 중계기는 중계기본체와 하부커버 및 방열판에 대해 필요성에 따라 다양한 형상으로 제작되어 사용되고 있으며, 방열을 위한 냉각방식에 따라 중계기본체 상에 방열핀을 일체로 형성하는 경우도 있다.
더불어, 상기 중계기는 냉각방식에 따라 중계기본체 측에 하부커버와 방열판을 각각 결합하는 형태로 제조할 수 있고, 때로는 중계기본체와 하부커버 간을 결합하는 형태로 제조할 수 있다.
하지만, 종래 중계기 제조시 중계기본체에 하부커버와 방열판을 결합함에 있어서는 볼트 등의 체결수단을 이용한 체결방식이 주로 많이 사용되는데, 체결을 위한 홀이나 나사산 가공이 추가로 요구되므로 제작단가의 절감이 어렵고, 사용시 체결상태가 풀리는 등의 문제점이 있었으며, 다수의 체결수단 사용에 의해 중계기의 중량이 증대되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 중계기 제조시 중계기본체에 하부커버와 방열판을 결합함에 있어서는 용접 결합방식이 사용되기도 하나, 용접부위 측 불량이 많이 발생하는 어려움과 기술적 한계가 있다.
특히, 용접 결합방식은 중계기의 제조시 경량화를 위해 중계기본체와 하부커버 및 방열판에 대해 주로 알루미늄이나 알루미늄합금 소재를 사용하여 제조하는데, 알루미늄계 소재는 열전도가 빨라 용융하기가 쉽지 않으며 변형이 크고 균열이 생기기 쉬울 뿐만 아니라 기공이 잘 생기는 등 용접성이 좋지 않은 특성을 지니고 있기 때문에 용접 결함 및 불량이 많이 발생하는 문제점이 있었다.
이에 더하여, 종래의 중계기 제조시 품질 우수성을 높이는데 기술적 한계를 갖는 문제점이 있었으며, 종래 용접 결합방식에서는 예열이 요구되므로 작업시간이 많이 소요되는 등 생산성이 높지 않은 문제점이 있었다.
나아가, 종래 중계기에서는 최근 소형 경량화 및 멀티 기능을 위해 중계기본체 상에 탑재되는 전자소자가 집약되는 추세에 있는데, 열이 많이 발생하므로 이에 대한 방열효과를 높일 수 있는 방안이 요구되고 있다.
한편, 중계기의 제조관련하여 종래에는 중계기의 구성품 간, 즉 중계기본체를 구성하는 블록 타입 몸체 상에 방열판을 브레이징으로 접합하는 기술을 이용하는 방식의 중계기 제조를 위한 냉각장치 기술은 없었으며, 중계기판의 제조방법이나 중계기용 방열판의 제조방법 등에 관한 기술이 제안 및 개시되어 있었다.
다시 말해서, 종래의 중계기를 제조하기 위한 냉각장치는 중계기본체를 구성하는 블록 타입 몸체 일면에 방열판을 볼트나 너트 등의 결합수단을 통해 밀착고정하거나 용접을 통해 고정시켜 사용하였을 뿐 별도의 냉각유체를 더 적용하는 등의 냉각장치는 개시된 바 없었다.
그러므로 결합수단이 없이 브레이징 접합 공법을 적용하여 냉각유체가 충전된 냉각장치 및 이러한 냉각장치가 적용되는 중계기에 대해 경량화를 구현할 수 있으며, 클래드시트를 개재하여 접합함에 따라 작업이 편리함과 동시에 접합부분의 클래드 양이 항상 일정하여 불량률을 극소화시킬 수 있도록 하는 한편, 충전된 냉각유체 및 방열판과 방열핀을 통해 냉각이 이루어져 냉각성능을 현격히 증대시킬 수 있도록 한 중계기용 냉각장치의 제조방법에 대한 연구 및 개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록실용신안 제0385655호 2005.05.24. 등록. 대한민국 등록실용신안 제0456957호 2011.11.22. 등록. 대한민국 등록특허 제1164506호 2012.07.04. 등록. 대한민국 등록특허 제1243947호 2013.03.07. 등록. 대한민국 등록특허 제1366616호 2014.02.18. 등록. 대한민국 등록특허 제2050939호 2019.11.26. 등록.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈이 형성되며, 상면에 함몰형성되는 냉각유체가 충전될 냉각유체충전홈의 바닥면 상에 일정간격을 가지고 다수 개로 접합돌부가 돌출형성되는 중계기몸체 및 중계기몸체의 상면과의 사이에 접합수단으로서의 클래드시트가 개재되어 하면이 밀착된 후 브레이징을 통해 접합되며 상면에 다수의 방열핀이 돌출형성되고 어느 일측에 알루미늄파이프가 축설된 방열판으로 구성되도록 하여, 중계기몸체의 상부에 방열판이 알루미늄파이프를 통하여 가스가 배출되는 상태로 브레이징을 통해 기밀이 유지되도록 접합된 후, 방열판 하면에 의해 개방된 상부가 밀폐되는 중계기몸체의 상부에 형성된 냉각유체충전홈 내에 알루미늄파이프를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프를 밀봉하는 브레이징 접합 공법을 적용하여 제조함으로써 별도의 결합수단이 없이 브레이징 접합 공법을 적용하여 냉각유체충전홈 내에 냉각유체가 충전된 냉각장치 및 이러한 냉각장치가 적용되는 중계기에 대해 경량화를 구현할 수 있도록 한 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 중계기몸체의 상면과의 사이에 접합수단으로서의 페이스트 도포층 또는 클래드시트가 개재되어 방열판의 하면이 밀착된 후 중계기몸체와 방열판이 브레이징을 통해 접합되도록 함으로써 클래드시트를 개재하여 접합함에 따라 작업이 편리함과 동시에 접합부분의 클래드 양이 항상 일정하여 접합에 대한 불량률을 극소화시킬 수 있도록 함에 있다.
본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적은 중계기몸체의 상부에 클래드시트가 개재되어 방열판이 브레이징을 통해 접합되되 방열판 하면에 의해 개방된 상부가 밀폐되는 중계기몸체의 상부에 형성된 냉각유체충전홈 내에 냉각유체가 충전될 수 있게 브레이징 접합되도록 제조함으로써 냉각수단으로 적용되는 충전된 냉각유체 및 방열판과 방열핀을 통해 냉각이 이루어져 냉각성능을 현격히 증대시킬 수 있도록 함에 있다.
본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적은 중계기본체의 단턱에 보조방열핀이 접합수단이 개재되어 밀착배치되는 과정이 더 적용됨으로써 중계기본체에 대해 보조방열핀을 통한 냉각이 더 반영되어 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀이 일체로 형성되며, 몸체방열핀 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈이 함몰형성되되 냉각유체충전홈의 바닥면 상에 다수 개로 접합돌부가 돌출형성되고, 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱이 형성되어 단턱을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈이 형성되는 중계기몸체를 기제작하여 준비하는 중계기몸체 준비단계; 중계기몸체의 냉각유체충전홈 둘레부분 상면과 접합돌부 상면에 접합수단으로서의 클래드시트 하면이 밀착되면서 클래드시트를 통해 중계기몸체의 냉각유체충전홈을 밀폐되도록 하는 접합수단 적용단계; 중계기몸체의 몸체방열핀 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상에 폭 방향으로 일정간격을 가지고 길이방향으로 길게 연장되어 상향 다수의 방열핀이 돌출형성되고 어느 일측에 알루미늄파이프가 축설되는 방열판이 중계기몸체의 상부로부터 냉각유체충전홈이 밀폐되도록 클래드시트가 개재되어 하향 밀착설치되는 방열판 밀착설치단계; 냉각유체충전홈 둘레부분 상면과 접합돌부 상면에 접합수단이 적용된 상태의 중계기몸체 상부로부터 방열판이 밀착설치된 중계기용 냉각장치를 클램핑 수단을 통해 밀착상태가 유지되도록 고정하는 클램핑 고정단계; 클램핑 고정단계를 통해 밀착상태가 유지되도록 고정된 중계기용 냉각장치를 브레이징 로에 삽입하여 일정온도와 일정시간 조건이 적용되도록 하면서 중계기몸체와 방열판이 접합수단인 클래드시트에 의해 브레이징 접합되도록 하는 브레이징 접합단계; 및 브레이징 접합단계를 거쳐 접합이 완료된 중계기용 냉각장치를 브레이징로와 연결된 냉각부를 거치면서 냉각시키는 냉각단계를 포함한다.
이때, 상기 브레이징 접합단계에서의 브레이징 로의 일정온도와 일정시간 조건은 중계기용 냉각장치의 온도에 대해 580~650℃의 온도가 되도록 가열한 상태에서, 5분 이상 유지하는 온도와 시간 조건으로 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중계기몸체는 몸체방열핀을 제외한 상면에 대해 일정거리 떨어진 위치로부터 하향 경사져 단이 지게 형성되는 한편, 상기 방열판은 판 상 부분에 대해 중계기몸체와 대응되어 판 상의 일 단에서 일정거리 떨어진 위치로부터 하향 경사져 단이 지게 형성되며, 경사져 단이 진 부분을 제외한 판 상의 양측에 폭 방향으로 일정간격을 가지고 길이방향으로 길게 연장되어 상향 다수의 방열핀이 돌출형성되는 것이 양호하다.
그리고 상기 클래드시트는 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나의 면에 플럭스가 더 도포된 것으로 적용되는 것이 바람직하다.
더욱이, 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 냉각단계 이후에는 외부로부터 브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치의 냉각유체충전홈 내부에 냉각유체를 충전시킨 후 밀봉하여 마감하는 냉각유체 충전 및 밀봉단계가 더 진행되는 한편, 상기 냉각유체 충전 및 밀봉단계는 외부로부터 브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치의 냉각유체충전홈 내부에 알루미늄파이프를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프를 밀봉하여 마감하는 과정으로 이루어지는 것이 양호하다.
아울러, 냉각단계와 냉각유체 충전 및 밀봉단계 사이에는 냉각유체충전홈 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하는 기밀시험단계가 더 진행되는 한편, 상기 기밀시험단계는 냉각유체충전홈 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하되, 중계기몸체와 방열판의 브레이징 접합을 통한 밀착 접합 부분에 대해 기밀이 유지되는 여부를 검사하는 과정으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 방열판 밀착설치단계와 클램핑 고정단계 사이에 진행되는 보조방열핀 밀착설치단계를 더 포함하는 한편, 보조방열핀 밀착설치단계는 방열판 밀착설치단계를 거친 중계기몸체의 타측 단부에 일정길이만큼 상향 단이 지게 형성된 단턱에 접합수단으로서의 플럭스 도포층이 개재되면서 보조방열핀이 밀착배치되는 과정으로 이루어지는 것이 양호하다.
이때, 상기 보조방열핀은 수평방향에 대한 사방으로 방열을 위한 공기의 유동이 이루어질 수 있도록, 일정 폭을 가지고 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 복수 열로 상호 폭 방향으로 마주하는 상, 하단이 연결되되, 복수 열의 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 상호 폭 방향으로 이웃하는 상, 하단 일정길이만큼 일체로 연결된 절곡판 타입으로 제공되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀이 일체로 형성되며, 몸체방열핀 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈이 함몰형성되되 냉각유체충전홈의 바닥면 상에 다수 개로 접합돌부가 돌출형성되고, 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱이 형성되어 단턱을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈이 형성되는 중계기몸체를 기제작하여 준비하는 중계기몸체 준비단계; 중계기몸체의 몸체방열핀 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상으로 제공되되 저면에 클래드층이 일체로 형성되도록 압연과정을 거쳐 제작된 후, 어느 일측에 알루미늄파이프가 축설되는 방열판을 기제작하여 준비하는 방열판 준비단계; 저면에 클래드층이 일체로 형성된 방열판이 중계기몸체의 상부로부터 냉각유체충전홈이 밀폐되도록 하향 밀착설치되는 방열판 밀착설치단계; 중계기몸체 상부로부터 방열판이 하향 밀착설치된 중계기용 냉각장치를 클램핑 수단을 통해 밀착상태가 유지되도록 고정하는 클램핑 고정단계; 클램핑 고정단계를 통해 밀착상태가 유지되도록 고정된 중계기용 냉각장치를 브레이징 로에 삽입하여 일정온도와 일정시간 조건이 적용되도록 하면서 중계기몸체와 방열판이 클래드층에 의해 브레이징 접합되도록 하는 브레이징 접합단계; 브레이징 접합단계를 거쳐 접합이 완료된 중계기용 냉각장치를 브레이징로와 연결된 냉각부를 거치면서 냉각시키는 냉각단계; 및 브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치의 냉각유체충전홈 내부에 외부로부터 알루미늄파이프를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프를 밀봉하여 마감하는 냉각유체 충전 및 밀봉단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 중계기몸체 준비단계는 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀이 일체로 형성되며, 몸체방열핀 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈이 함몰형성되고, 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱이 형성되되 단턱을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈이 형성되는 중계기몸체를 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어지는 한편, 상기 방열판 준비단계는 중계기몸체의 몸체방열핀 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상으로 제공되되 저면에 클래드층이 일체로 구비되도록 압연과정을 거쳐 형성되고, 중계기몸체의 냉각유체충전홈 바닥면 상에 하면이 밀착 접합되게 중계기몸체의 냉각유체충전홈과 대응되는 영역에 대해 하향 다수 개로 접합돌부가 프레스과정을 통해 절곡 돌출성형된 후, 어느 일측에 알루미늄파이프가 축설되는 방열판을 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어질 수도 있는 것이다.
본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈이 형성되며, 상면에 함몰형성되는 냉각유체가 충전될 냉각유체충전홈의 바닥면 상에 일정간격을 가지고 다수 개로 접합돌부가 돌출형성되는 중계기몸체 및 중계기몸체의 상면과의 사이에 접합수단으로서의 클래드시트가 개재되어 하면이 밀착된 후 브레이징을 통해 접합되며 상면에 다수의 방열핀이 돌출형성되고 어느 일측에 알루미늄파이프가 축설된 방열판으로 구성되도록 하여, 중계기몸체의 상부에 방열판이 알루미늄파이프를 통하여 가스가 배출되는 상태로 브레이징을 통해 기밀이 유지되도록 접합된 후, 방열판 하면에 의해 개방된 상부가 밀폐되는 중계기몸체의 상부에 형성된 냉각유체충전홈 내에 알루미늄파이프를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프를 밀봉하는 브레이징 접합 공법을 적용하여 제조함으로써 별도의 결합수단이 없이 브레이징 접합 공법을 적용하여 냉각유체충전홈 내에 냉각유체가 충전된 냉각장치 및 이러한 냉각장치가 적용되는 중계기에 대해 경량화를 구현할 수 있다.
둘째, 중계기몸체의 상면과의 사이에 접합수단으로서의 페이스트 도포층 또는 클래드시트가 개재되어 방열판의 하면이 밀착된 후 중계기몸체와 방열판이 브레이징을 통해 접합되도록 함으로써 클래드시트를 개재하여 접합함에 따라 작업이 편리함과 동시에 접합부분의 클래드 양이 항상 일정하여 접합에 대한 불량률을 극소화시킬 수 있다.
셋째, 중계기몸체의 상부에 클래드시트가 개재되어 방열판이 브레이징을 통해 접합되되 방열판 하면에 의해 개방된 상부가 밀폐되는 중계기몸체의 상부에 형성된 냉각유체충전홈 내에 냉각유체가 충전될 수 있게 브레이징 접합되도록 제조함으로써 냉각수단으로 적용되는 충전된 냉각유체 및 방열판과 방열핀을 통해 냉각이 이루어져 냉각성능을 현격히 증대시킬 수 있다.
넷째, 중계기본체의 단턱에 보조방열핀이 접합수단이 개재되어 밀착배치되는 과정이 더 적용됨으로써 중계기본체에 대해 보조방열핀을 통한 냉각이 더 반영되어 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 단계별로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 통해 제조되는 중계기용 냉각장치를 나타낸 분리 사시구성도.
도 3은 도 2의 결합 사시구성도.
도 4는 도 3의 A-A선 단면예시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 단계별로 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 통해 제조되는 중계기용 냉각장치를 나타낸 분리 사시구성도.
도 7은 도 6의 결합 사시구성도.
도 8는 도 7의 B-B선 단면예시도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 단계별로 나타낸 블록도.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 통해 제조되는 중계기용 냉각장치를 나타낸 분리 사시구성도.
도 11은 도 10의 결합 사시구성도.
도 12는 도 11의 C-C선 단면예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 단계별로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 통해 제조되는 중계기용 냉각장치를 나타낸 분리 사시구성도이고, 도 3은 도 2의 결합 사시구성도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 단면예시도이다.
도 1 내지 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 중계기를 구성하는 중계기몸체 상부에 방열판을 브레이징 접합을 통해 접합시켜 중계기용 냉각장치를 제조하는 것으로, 크게 중계기몸체 준비단계(S110), 접합수단 적용단계(S120), 방열판 밀착설치단계(S130), 클램핑 고정단계(S140), 브레이징 접합단계(S150) 및 냉각단계(S160)를 포함한다.
구체적으로, 상기 중계기몸체 준비단계(S110)는 중계기몸체(100)를 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어진다.
이때, 기제작을 통해 준비되는 상기 중계기몸체(100)는 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀(110)이 일체로 형성되며, 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈(130)이 함몰형성되되 냉각유체충전홈(130)의 바닥면 상에 다수 개로 접합돌부(140)가 돌출형성된다.
또한, 상기와 같은 중계기몸체(100)는 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱(101)이 형성되어 단턱(101)을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈(170)이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 접합수단 적용단계(S120)는 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130) 둘레부분 상면과 접합돌부(140) 상면에 접합수단으로서의 클래드시트(200) 하면이 밀착되면서 클래드시트(200)를 통해 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130)을 밀폐되도록 하는 과정으로 이루어진다.
이때, 상기 클래드시트(200)는 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나의 면에 플럭스가 더 도포된 것으로 적용됨이 바람직하며, 물론 상면 및 하면에 대해 플럭스가 도포되지 않은 것으로 적용될 수도 있는 것이다.
더욱이, 상기 클래드시트(200)는 도 4에서 보는 바와 같이, 중계기몸체(100)와 방열판(300) 사이에 개재된 상태에서 브레이징 로를 거치면서 중계기몸체(100)와 방열판(300)의 밀착되는 면적에만 잔존하여 접합처리가 이루어져 부호 "200"으로 지시하면서 도시되도록 하였으며, 나머지 밀착되지 않는 부분에 대해서는 용융되어 도시되지 않도록 표현한 것이다.
또한, 상기 클래드시트(200)는 알루미늄 클래드시트로 적용됨이 바람직하다.
그리고 상기 클래드시트(200)는 도면에 도시된 바와 같은 방열판(300)의 하면 및 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130) 둘레와 대응되는 면적을 갖는 박판 타입 시트로 적용됨이 바람직한 것이다.
물론, 상기 클래드시트(200)는 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나 방열판(300)의 하면 및 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130) 둘레에 대하여 경사져 단이 진 부분을 제외한 2개로 분할된 박판타입 시트로 적용될 수도 있는 것이다.
한편, 상기 방열판 밀착설치단계(S130)는 중계기몸체(100)의 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상에 폭 방향으로 일정간격을 가지고 길이방향으로 길게 연장되어 상향 다수의 방열핀(310)이 돌출형성되고 어느 일측에 알루미늄파이프(320)가 축설되는 방열판(300)이 중계기몸체(100)의 상부로부터 냉각유체충전홈(130)이 밀폐되도록 클래드시트(200)가 개재되어 하향 밀착설치되는 과정으로 이루어진다.
그리고 상기 클램핑 고정단계(S140)는 냉각유체충전홈(130) 둘레부분 상면과 접합돌부(140) 상면에 접합수단이 적용된 상태의 중계기몸체(100) 상부로부터 방열판(300)이 밀착설치된 중계기용 냉각장치(1000)를 클램핑 수단을 통해 밀착상태가 유지되도록 고정하는 과정으로 이루어진다.
이때, 클램핑 수단은 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나 통상의 클램핑 수단으로서, 예컨대 하판과 상판 및 하판과 상판 사이에 중계기용 냉각장치(1000)를 개재한 상태에서 상하방향으로 클램핑 고정하는 클램프로 구성될 수 있는 것이다.
한편, 상기 브레이징 접합단계(S150)는 클램핑 고정단계(S140)를 통해 밀착상태가 유지되도록 고정된 중계기용 냉각장치(1000)를 브레이징 로에 삽입하여 일정온도와 일정시간 조건이 적용되도록 하면서 중계기몸체(100)와 방열판(300)이 접합수단인 클래드시트(200)에 의해 브레이징 접합되도록 하는 과정으로 이루어진다.
특히, 상기와 같은 브레이징 접합단계(S150)에서의 브레이징 로의 일정온도와 일정시간 조건은 중계기용 냉각장치(1000)의 온도에 대해 580~650℃의 온도가 되도록 가열한 상태에서, 5분 이상 유지하는 온도와 시간 조건으로 적용되는 것이 바람직하다.
더욱 상세하게는 상기 브레이징 접합단계(S150)에서의 브레이징 로의 일정온도와 일정시간 조건은 중계기용 냉각장치(1000)의 온도에 대해 600℃의 온도가 되도록 가열한 상태에서, 5분 이상 유지하는 온도와 시간 조건으로 적용됨이 바람직한 것이다.
이때, 시간 조건이 5분 이상 유지하는 조건으로 적용되는 이유는 5분 미만으로 유지될 경우에는 브레이징 접합이 원활하게 이루어지지 못함에 기인한 것이다.
한편, 상기 냉각단계(S160)는 브레이징 접합단계(S150)를 거쳐 접합이 완료된 중계기용 냉각장치(1000)를 브레이징로와 연결된 냉각부(미도시)를 거치면서 냉각시키는 과정으로 이루어진다.
이때, 냉각부(미도시)는 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나, 통상의 브레이징 로와 연계되어 이송되는 중계기용 냉각장치(1000)를 공냉, 수냉 또는 자연냉각 중 적어도 어느 하나 이상의 냉각방법이 적용되도록 하는 구성으로 적용됨이 바람직한 것이다.
한편, 전술한 바와 같은 과정으로 이루어진 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법에 적용되는 상기 중계기몸체(100)는 몸체방열핀(110)을 제외한 상면에 대해 일정거리 떨어진 위치로부터 하향 경사져 단이 지게 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 방열판(300)은 판 상 부분에 대해 중계기몸체(100)와 대응되어 판 상의 일 단에서 일정거리 떨어진 위치로부터 하향 경사져 단이 지게 형성되며, 경사져 단이 진 부분을 제외한 판 상의 양측에 폭 방향으로 일정간격을 가지고 길이방향으로 길게 연장되어 상향 다수의 방열핀(310)이 돌출형성되는 것이 바람직한 것이다.
더욱이, 상기 중계기몸체(100) 및 방열판(300)은 다이캐스팅을 통해 기제작된 제품으로 적용되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 방열판(300)은 알루미늄파이프(320)를 제외한 부분들에 대해 다이캐스팅을 통해 기제작된 후에, 알루미늄파이프(320)가 축설되는 것이 바람직한 것이다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 냉각단계(S160) 이후에는 외부로부터 브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치(1000)의 냉각유체충전홈(130) 내부에 냉각유체를 충전시킨 후 밀봉하여 마감하는 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S170)가 더 진행되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S170)는 외부로부터 브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치(1000)의 냉각유체충전홈(130) 내부에 알루미늄파이프(320)를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프(320)를 밀봉하여 마감하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직한 것이다.
더욱이, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 냉각단계(S160)와 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S170) 사이에는 냉각유체충전홈(130) 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하는 기밀시험단계(S170')가 더 진행될 수 있다.
상기와 같은 기밀시험단계(S170')는 기밀시험단계(S170')는 냉각유체충전홈(130) 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하되, 중계기몸체(100)와 방열판(300)의 브레이징 접합을 통한 밀착 접합 부분에 대해 기밀이 유지되는 여부를 검사하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
물론, 상기 기밀시험단계(S170')는 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나 통상의 기밀시험을 위한 기기인 별도의 기밀시험기기를 이용하여 기밀이 유지되는 여부를 검사하는 과정으로 이루어질 수 있는 것이다.
또한, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 방열판 밀착설치단계(S130)와 클램핑 고정단계(S140) 사이에 진행되는 보조방열핀 밀착설치단계(S130')를 더 포함할 수 있다.
이러한 경우, 상기 보조방열핀 밀착설치단계(S130')는 방열판 밀착설치단계(S130)를 거친 중계기몸체(100)의 타측 단부에 일정길이만큼 상향 단이 지게 형성된 단턱(101)에 접합수단으로서의 플럭스 도포층이 개재되면서 보조방열핀(100')이 밀착배치되는 과정으로 이루어진다.
이때, 상기 보조방열핀(100')은 수평방향에 대한 사방으로 방열을 위한 공기의 유동이 이루어질 수 있도록 하는 것이 중요하다.
이를 위하여, 상기 보조방열핀(100')은 일정 폭을 가지고 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 복수 열로 상호 폭 방향으로 마주하는 상, 하단이 연결되되, 복수 열의 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 상호 폭 방향으로 이웃하는 상, 하단 일정길이만큼 일체로 연결된 절곡판 타입으로 제공되는 것이 바람직한 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 통해 제조된 중계기용 냉각장치(1000)는 중계기 제작시 사용하는 것으로서, 중계기의 제작시 중계기몸체(100)에 대한 중계부 설치홈(170)에 다수의 반도체칩 및 전기소자 등의 중계부를 설치한 후 개방된 하부에 하부커버(미도시)를 결합고정하여 중계기를 제작할 수 있는 것이다.
그리고 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법에서, 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130) 내에 충전되는 냉각유체는 통상의 냉각을 위한 유체로서, 응축성 액체 타입의 냉각을 위한 유체로 적용됨이 바람직하다.
다시 말하면, 상기 냉각유체는 끓는점(Boiling point)이 낮은 통상의 냉매류 중 어느 하나로 적용될 수 있는 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법에 의하면, 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈이 형성되며, 상면에 함몰형성되는 냉각유체가 충전될 냉각유체충전홈의 바닥면 상에 일정간격을 가지고 다수 개로 접합돌부가 돌출형성되는 중계기몸체 및 중계기몸체의 상면과의 사이에 접합수단으로서의 클래드시트가 개재되어 하면이 밀착된 후 브레이징을 통해 접합되며 상면에 다수의 방열핀이 돌출형성되고 어느 일측에 알루미늄파이프가 축설된 방열판으로 구성되도록 하여, 중계기몸체의 상부에 방열판이 알루미늄파이프를 통하여 가스가 배출되는 상태로 브레이징을 통해 기밀이 유지되도록 접합된 후, 방열판 하면에 의해 개방된 상부가 밀폐되는 중계기몸체의 상부에 형성된 냉각유체충전홈 내에 알루미늄파이프를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프를 밀봉하는 브레이징 접합 공법을 적용하여 제조함으로써 별도의 결합수단이 없이 브레이징 접합 공법을 적용하여 냉각유체충전홈 내에 냉각유체가 충전된 냉각장치 및 이러한 냉각장치가 적용되는 중계기에 대해 경량화를 구현할 수 있다.
또한, 중계기몸체의 상면과의 사이에 접합수단으로서의 페이스트 도포층 또는 클래드시트가 개재되어 방열판의 하면이 밀착된 후 중계기몸체와 방열판이 브레이징을 통해 접합되도록 함으로써 클래드시트를 개재하여 접합함에 따라 작업이 편리함과 동시에 접합부분의 클래드 양이 항상 일정하여 접합에 대한 불량률을 극소화시킬 수 있게 된다.
더욱이, 중계기몸체의 상부에 클래드시트가 개재되어 방열판이 브레이징을 통해 접합되되 방열판 하면에 의해 개방된 상부가 밀폐되는 중계기몸체의 상부에 형성된 냉각유체충전홈 내에 냉각유체가 충전될 수 있게 브레이징 접합되도록 제조함으로써 냉각수단으로 적용되는 충전된 냉각유체 및 방열판과 방열핀을 통해 냉각이 이루어져 냉각성능을 현격히 증대시킬 수 있는 것이다.
또한, 일정 폭을 가지고 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 복수 열로 상호 폭 방향으로 마주하는 상, 하단이 연결되되, 복수 열의 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 상호 폭 방향으로 이웃하는 상, 하단 일정길이만큼 일체로 연결된 절곡판 타입으로 제공되는 보조방열핀이 중계기몸체의 단턱에 더 밀착설치됨으로써 보조방열핀을 통해 사방으로 통풍이 이루어지도록 하면서 중계기몸체에 대한 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 단계별로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 통해 제조되는 중계기용 냉각장치를 나타낸 분리 사시구성도이고, 도 7은 도 6의 결합 사시구성도이며, 도 8는 도 7의 B-B선 단면예시도이다.
도 5 내지 8을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 중계기를 구성하는 중계기몸체 상부에 방열판을 브레이징 접합을 통해 접합시켜 중계기용 냉각장치를 제조하는 것으로, 크게 중계기몸체 준비단계(S210), 방열판 준비단계(S220), 방열판 밀착설치단계(S230), 클램핑 고정단계(S240), 브레이징 접합단계(S250), 냉각단계(S260) 및 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S270)를 포함한다.
구체적으로, 상기 중계기몸체 준비단계(S110)는 중계기몸체(100)를 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어진다.
이때, 기제작을 통해 준비되는 상기 중계기몸체(100)는 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀(110)이 일체로 형성되며, 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈(130)이 함몰형성되되 냉각유체충전홈(130)의 바닥면 상에 다수 개로 접합돌부(140)가 돌출형성된다.
이러한 중계기몸체(100)는 특히, 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱(101)이 형성되어 단턱(101)을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈(170)이 형성된다.
더욱이, 전술한 바와 같은 중계기몸체(100)은 다이캐스팅을 통해 기제작된 제품으로 적용되는 것이 바람직한 것이다.
한편, 상기 방열판 준비단계(S220)는 중계기몸체(100)의 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상으로 제공되되 저면에 클래드층(301)이 일체로 형성되도록 압연과정을 거쳐 제작된 후, 어느 일측에 알루미늄파이프(320)가 축설되는 방열판(300)을 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어진다.
이때, 상기 방열판(300)의 저면에 일체로 형성되는 클래드층(301)은 도 8에서 보는 바와 같이, 중계기몸체(100) 상부에 방열판(300)이 하향 밀착된 상태에서 브레이징 로를 거치면서 중계기몸체(100)와 방열판(300)이 밀착되는 면적에만 잔존하여 접합처리가 이루어져 부호 "301"로 지시하면서 도시되도록 하였으며, 나머지 밀착되지 않은 부분에 대해서는 용융되어 도시되지 않도록 표현한 것이다.
상기와 같은 방열판 준비단계(S220)를 통해 기제작되는 방열판(300)은 방열판(300)의 판 두께가 3T(3mm)일 경우에 클래드층(301)이 5~15㎛ 범위의 두께로 방열판(300) 저면에 일체로 밀착형성됨이 더욱 바람직한 것이다.
또한, 상기 방열판 밀착설치단계(S230)는 저면에 클래드층(301)이 일체로 형성된 방열판(300)이 중계기몸체(100)의 상부로부터 냉각유체충전홈(130)이 밀폐되도록 하향 밀착설치되는 과정으로 이루어진다.
그리고 상기 클램핑 고정단계(S240)는 중계기몸체(100) 상부로부터 방열판(300)이 하향 밀착설치된 중계기용 냉각장치(1000)를 클램핑 수단을 통해 밀착상태가 유지되도록 고정하는 과정으로 이루어진다.
이때, 상기 클램핑 수단은 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나 통상의 클램핑 수단으로서, 예컨대 하판과 상판 및 하판과 상판 사이에 중계기용 냉각장치(1000)를 개재한 상태에서 상하방향으로 클램핑 고정하는 클램프로 구성될 수 있는 것이다.
한편, 상기 브레이징 접합단계(S250)는 클램핑 고정단계(S240)를 통해 밀착상태가 유지되도록 고정된 중계기용 냉각장치(1000)를 브레이징 로에 삽입하여 일정온도와 일정시간 조건이 적용되도록 하면서 중계기몸체(100)와 방열판(300)이 클래드층(301)에 의해 브레이징 접합되도록 하는 과정으로 이루어진다.
특히, 상기와 같은 브레이징 접합단계(S250)에서의 브레이징 로의 일정온도와 일정시간 조건은 중계기용 냉각장치(1000)의 온도에 대해 580~650℃의 온도가 되도록 가열한 상태에서, 5분 이상 유지하는 온도와 시간 조건으로 적용되는 것이 바람직하다.
더욱 상세하게는 상기 브레이징 접합단계(S250)에서의 브레이징 로의 일정온도와 일정시간 조건은 중계기용 냉각장치(1000)의 온도에 대해 600℃의 온도가 되도록 가열한 상태에서, 5분 이상 유지하는 온도와 시간 조건으로 적용됨이 바람직한 것이다.
이때, 시간 조건이 5분 이상 유지하는 조건으로 적용되는 이유는 5분 미만으로 유지될 경우에는 브레이징 접합이 원활하게 이루어지지 못함에 기인한 것이다.
한편, 상기 냉각단계(S260)는 브레이징 접합단계(S250)를 거쳐 접합이 완료된 중계기용 냉각장치(1000)를 브레이징로와 연결된 냉각부를 거치면서 냉각시키는 과정으로 이루어진다.
이때, 냉각부(미도시)는 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나, 통상의 브레이징 로와 연계되어 이송되는 중계기용 냉각장치(1000)를 공랭, 수냉 또는 자연냉각 중 적어도 어느 하나 이상의 냉각방법이 적용되도록 하는 구성으로 적용됨이 바람직한 것이다.
또한, 상기 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S270)는 브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치(1000)의 냉각유체충전홈(130) 내부에 외부로부터 알루미늄파이프(320)를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프(320)를 밀봉하여 마감하는 과정으로 이루어진다.
더욱이, 전술한 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 냉각단계(S260)와 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S270) 사이에는 냉각유체충전홈(130) 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하는 기밀시험단계(S270')가 더 진행될 수 있다.
이때, 상기 기밀시험단계(S270')는 냉각유체충전홈(130) 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하되, 중계기몸체(100)와 방열판(300)의 브레이징 접합을 통한 밀착 접합 부분에 대해 기밀이 유지되는 여부를 검사하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
물론, 상기 기밀시험단계(S270')는 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나 통상의 기밀시험을 위한 기기인 별도의 기밀시험기기를 이용하여 기밀이 유지되는 여부를 검사하는 과정으로 이루어질 수 있는 것이다.
또한, 전술한 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법은 방열판 밀착설치단계(S230)와 클램핑 고정단계(S240) 사이에 진행되는 보조방열핀 밀착설치단계(S230')를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 보조방열핀 밀착설치단계(S230')는 방열판 밀착설치단계(S230)를 거친 중계기몸체(100)의 타측 단부에 일정길이만큼 상향 단이 지게 형성된 단턱(101)에 접합수단으로서의 플럭스 도포층이 개재되면서 보조방열핀(100')이 밀착배치되는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 보조방열핀(100')은 수평방향에 대한 사방으로 방열을 위한 공기의 유동이 이루어질 수 있도록 하는 것이 중요하다.
이에 따라, 상기 보조방열핀(100')은 일정 폭을 가지고 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 복수 열로 상호 폭 방향으로 마주하는 상, 하단이 연결되되, 복수 열의 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 상호 폭 방향으로 이웃하는 상, 하단 일정길이만큼 일체로 연결된 절곡판 타입으로 제공되는 것이 더욱 바람직한 것이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 단계별로 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법을 통해 제조되는 중계기용 냉각장치를 나타낸 분리 사시구성도이고, 도 11은 도 10의 결합 사시구성도이며, 도 12는 도 11의 C-C선 단면예시도이다.
도 9 내지 10에서 보는 바와 같은 제3실시예는 도 5 내지 8을 참고하여 설명한 제2실시예와는 중계기몸체 준비단계(S210)를 통해 준비되는 중계기몸체(100) 및 방열판 준비단계(S220)를 통해 준비되는 방열판(300)에 대하여서만 차이를 가지며, 이에 따라 동일부호를 갖는 구성에 대해 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9 내지 10을 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법에서의, 중계기몸체 준비단계(S210)는 중계기몸체(100)를 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어진다.
상기와 같은 기제작을 통해 준비되는 중계기몸체(100)는 특히, 본 발명의 제2실시예에서와 달리, 냉각유체충전홈(130) 바닥면 상에 접합돌부가 없는 구조로 이루어지는 것이다.
구체적으로, 상기 중계기몸체(100)는 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀(110)이 일체로 형성되며, 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈(130)이 함몰형성된다.
이러한 중계기몸체(100)는 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱(101)이 형성되되 단턱(101)을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈(170)이 형성된다.
상기와 같은 중계기몸체(100)은 다이캐스팅을 통해 기제작된 제품으로 적용되는 것이 바람직한 것이다.
즉, 상기 중계기몸체(100)는 제1실시예나 제2실시예에서 냉각유체충전홈 바닥면 상에 접합돌부를 갖는 구조로 제작되던 것과 달리, 접합돌부가 없는 구조로 제작됨으로써 중계기몸체(100)에 대해 다이캐스팅으로 제작시 다이캐스팅 제작이 더욱 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법에서의, 방열판 준비단계(S220)는 방열판(300)을 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어진다.
상기와 같은 기제작을 통해 분비되는 방열판(300)은 특히, 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130)과 대응되는 영역에 대해 하향 다수 개로 접합돌부(305)가 프레스과정을 통해 절곡 돌출성형되는 구조를 가진다.
다시 말해서, 상기 기제작을 통해 분비되는 방열판(300)은 먼저, 중계기몸체(100)의 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상으로 제공되되 저면에 클래드층(301)이 일체로 구비되도록 압연과정을 거쳐 형성된다.
그리고 나서 상기와 같은 방열판(300)은 저면에 클래드층(301)이 일체로 구비되도록 압연과정을 거쳐 형성된 후에 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130) 바닥면 상에 하면이 밀착 접합되게 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130)과 대응되는 영역에 대해 하향 다수 개로 접합돌부(305)가 프레스과정을 통해 절곡 돌출성형된다.
마지막으로, 상기와 같은 방열판(300)은 하향 다수 개로 접합돌부(305)가 프레스과정을 통해 절곡 돌출성형된 후의, 어느 일측에 알루미늄파이프(320)가 축설되는 것이다.
이때, 상기 알루미늄파이프(320)의 축설은 통공(미부호)이 관통형성되어 통공 내에 알루미늄파이프(320)의 하측에 외향 돌출된 하부 단턱이 통공 상면 둘레부분으로 안착되게 축설되는 것이 바람직한 것이다.
다시 말해서, 상기와 같이 방열판(300) 어느 일측에 축설되는 알루미늄파이프(320)는 브레이징 접합단계(S250)를 통해 브레이징 접합시에, 클래드층(301)이 용융되면서 통공 측으로 이동하여 상기 클래드층(301)에 의해 축설된 상태로 통공과 연통되게 하단 부분이 접합고정될 수 있는 것이다.
더욱이, 상기와 같은 방열판 준비단계(S220)를 통해 기제작되는 방열판(300)은 방열판(300)의 판 두께가 3T(3mm)일 경우에 클래드층(301)이 5~15㎛ 범위의 두께로 방열판(300) 저면에 일체로 밀착형성됨이 더욱 바람직한 것이다.
전술한 바와 같은 방열판 준비단계(S220)를 통해 기제작된 방열판(300)이 적용될 경우, 중계기몸체(100)가 아닌 방열판(300) 상에 접합돌부(301)가 프레스공정을 통해 형성됨으로써 제2실시예에서의 중계기몸체(100)에 접합돌부가 형성되던 구조와 달리, 중계기몸체(100)의 무게를 줄일 수 있으며, 이를 통하여 중계기 제작시의 코스트를 절감하면서 경제적인 효과를 창출할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.
1000: 중계기용 냉각장치
100: 중계기몸체
101: 단턱
110: 몸체방열핀
130: 냉각유체충전홈
140: 접합돌부
170: 중계부 설치홈
100': 보조방열핀
200: 클래드시트
300: 방열판
301: 클래드층
305: 접합돌부
310: 방열핀
320 : 알루미늄파이프

Claims (13)

  1. 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀(110)이 일체로 형성되며, 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈(130)이 함몰형성되되 냉각유체충전홈(130)의 바닥면 상에 다수 개로 접합돌부(140)가 돌출형성되고, 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱(101)이 형성되어 단턱(101)을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈(170)이 형성되는 중계기몸체(100)를 기제작하여 준비하는 중계기몸체 준비단계(S110);
    중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130) 둘레부분 상면과 접합돌부(140) 상면에 접합수단으로서의 클래드시트(200) 하면이 밀착되면서 클래드시트(200)를 통해 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130)을 밀폐되도록 하는 접합수단 적용단계(S120);
    중계기몸체(100)의 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상에 폭 방향으로 일정간격을 가지고 길이방향으로 길게 연장되어 상향 다수의 방열핀(310)이 돌출형성되고 어느 일측에 알루미늄파이프(320)가 축설되는 방열판(300)이 중계기몸체(100)의 상부로부터 냉각유체충전홈(130)이 밀폐되도록 클래드시트(200)가 개재되어 하향 밀착설치되는 방열판 밀착설치단계(S130);
    냉각유체충전홈(130) 둘레부분 상면과 접합돌부(140) 상면에 접합수단이 적용된 상태의 중계기몸체(100) 상부로부터 방열판(300)이 밀착설치된 중계기용 냉각장치(1000)를 클램핑 수단을 통해 밀착상태가 유지되도록 고정하는 클램핑 고정단계(S140);
    클램핑 고정단계(S140)를 통해 밀착상태가 유지되도록 고정된 중계기용 냉각장치(1000)를 브레이징 로에 삽입하여 일정온도와 일정시간 조건이 적용되도록 하면서 중계기몸체(100)와 방열판(300)이 접합수단인 클래드시트(200)에 의해 브레이징 접합되도록 하는 브레이징 접합단계(S150); 및
    브레이징 접합단계(S150)를 거쳐 접합이 완료된 중계기용 냉각장치(1000)를 브레이징로와 연결된 냉각부를 거치면서 냉각시키는 냉각단계(S160)를 포함하여 이루어진 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브레이징 접합단계(S150)에서의 브레이징 로의 일정온도와 일정시간 조건은 중계기용 냉각장치(1000)의 온도에 대해 580~650℃의 온도가 되도록 가열한 상태에서, 5분 이상 유지하는 온도와 시간 조건으로 적용되는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중계기몸체(100)는 몸체방열핀(110)을 제외한 상면에 대해 일정거리 떨어진 위치로부터 하향 경사져 단이 지게 형성되는 한편,
    상기 방열판(300)은 판 상 부분에 대해 중계기몸체(100)와 대응되어 판 상의 일 단에서 일정거리 떨어진 위치로부터 하향 경사져 단이 지게 형성되며, 경사져 단이 진 부분을 제외한 판 상의 양측에 폭 방향으로 일정간격을 가지고 길이방향으로 길게 연장되어 상향 다수의 방열핀(310)이 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클래드시트(200)는 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나의 면에 플럭스가 더 도포된 것으로 적용됨을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    냉각단계(S160) 이후에는 외부로부터 브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치(1000)의 냉각유체충전홈(130) 내부에 냉각유체를 충전시킨 후 밀봉하여 마감하는 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S170)가 더 진행되는 한편,
    상기 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S170)는 외부로부터 브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치(1000)의 냉각유체충전홈(130) 내부에 알루미늄파이프(320)를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프(320)를 밀봉하여 마감하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    냉각단계(S160)와 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S170) 사이에는 냉각유체충전홈(130) 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하는 기밀시험단계(S170')가 더 진행되는 한편,
    상기 기밀시험단계(S170')는 냉각유체충전홈(130) 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하되, 중계기몸체(100)와 방열판(300)의 브레이징 접합을 통한 밀착 접합 부분에 대해 기밀이 유지되는 여부를 검사하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    방열판 밀착설치단계(S130)와 클램핑 고정단계(S140) 사이에 진행되는 보조방열핀 밀착설치단계(S130')를 더 포함하는 한편,
    보조방열핀 밀착설치단계(S130')는 방열판 밀착설치단계(S130)를 거친 중계기몸체(100)의 타측 단부에 일정길이만큼 상향 단이 지게 형성된 단턱(101)에 접합수단으로서의 플럭스 도포층이 개재되면서 보조방열핀(100')이 밀착배치되는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보조방열핀(100')은 수평방향에 대한 사방으로 방열을 위한 공기의 유동이 이루어질 수 있도록,
    일정 폭을 가지고 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 복수 열로 상호 폭 방향으로 마주하는 상, 하단이 연결되되, 복수 열의 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 상호 폭 방향으로 이웃하는 상, 하단 일정길이만큼 일체로 연결된 절곡판 타입으로 제공되는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  9. 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀(110)이 일체로 형성되며, 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈(130)이 함몰형성되되 냉각유체충전홈(130)의 바닥면 상에 다수 개로 접합돌부(140)가 돌출형성되고, 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱(101)이 형성되어 단턱(101)을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈(170)이 형성되는 중계기몸체(100)를 기제작하여 준비하는 중계기몸체 준비단계(S210);
    중계기몸체(100)의 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상으로 제공되되 저면에 클래드층(301)이 일체로 형성되도록 압연과정을 거쳐 제작된 후, 어느 일측에 알루미늄파이프(320)가 축설되는 방열판(300)을 기제작하여 준비하는 방열판 준비단계(S220);
    저면에 클래드층(301)이 일체로 형성된 방열판(300)이 중계기몸체(100)의 상부로부터 냉각유체충전홈(130)이 밀폐되도록 하향 밀착설치되는 방열판 밀착설치단계(S230);
    중계기몸체(100) 상부로부터 방열판(300)이 하향 밀착설치된 중계기용 냉각장치(1000)를 클램핑 수단을 통해 밀착상태가 유지되도록 고정하는 클램핑 고정단계(S240);
    클램핑 고정단계(S240)를 통해 밀착상태가 유지되도록 고정된 중계기용 냉각장치(1000)를 브레이징 로에 삽입하여 일정온도와 일정시간 조건이 적용되도록 하면서 중계기몸체(100)와 방열판(300)이 클래드층(301)에 의해 브레이징 접합되도록 하는 브레이징 접합단계(S250);
    브레이징 접합단계(S250)를 거쳐 접합이 완료된 중계기용 냉각장치(1000)를 브레이징로와 연결된 냉각부를 거치면서 냉각시키는 냉각단계(S260); 및
    브레이징 접합이 완료되어 냉각된 중계기용 냉각장치(1000)의 냉각유체충전홈(130) 내부에 외부로부터 알루미늄파이프(320)를 통하여 냉각유체를 충전시킨 후 알루미늄파이프(320)를 밀봉하여 마감하는 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S270)를 포함하여 이루어진 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    냉각단계(S260)와 냉각유체 충전 및 밀봉단계(S270) 사이에는 냉각유체충전홈(130) 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하는 기밀시험단계(S270')가 더 진행되는 한편,
    상기 기밀시험단계(S270')는 냉각유체충전홈(130) 내부에 대한 외부와의 기밀상태를 시험하되, 중계기몸체(100)와 방열판(300)의 브레이징 접합을 통한 밀착 접합 부분에 대해 기밀이 유지되는 여부를 검사하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    방열판 밀착설치단계(S230)와 클램핑 고정단계(S240) 사이에 진행되는 보조방열핀 밀착설치단계(S230')를 더 포함하는 한편,
    보조방열핀 밀착설치단계(S230')는 방열판 밀착설치단계(S230)를 거친 중계기몸체(100)의 타측 단부에 일정길이만큼 상향 단이 지게 형성된 단턱(101)에 접합수단으로서의 플럭스 도포층이 개재되면서 보조방열핀(100')이 밀착배치되는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보조방열핀(100')은 수평방향에 대한 사방으로 방열을 위한 공기의 유동이 이루어질 수 있도록,
    일정 폭을 가지고 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 복수 열로 상호 폭 방향으로 마주하는 상, 하단이 연결되되, 복수 열의 반복적으로 사다리꼴을 이루도록 절곡된 판이 상호 폭 방향으로 이웃하는 상, 하단 일정길이만큼 일체로 연결된 절곡판 타입으로 제공되는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 중계기몸체 준비단계(S210)는 장방형의 블록 타입으로 제공되되, 길이방향 일 측 상면 일정길이에 걸쳐 다수의 판 상으로 돌출되어 몸체방열핀(110)이 일체로 형성되며, 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역에 냉각유체가 충전되는 냉각유체충전홈(130)이 함몰형성되고, 하면의 타측 단부에 일정길이만큼 단이 지게 상향 단턱(101)이 형성되되 단턱(101)을 제외한 하면에 상향 함몰되어 중계기 역할을 하는 중계부로서의 다수의 반도체칩 및 전자소자들이 내설되는 중계부 설치홈(170)이 형성되는 중계기몸체(100)를 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어지는 한편,
    상기 방열판 준비단계(S220)는 중계기몸체(100)의 몸체방열핀(110) 측부 상면 영역과 대응되는 면적을 가지는 일정 두께의 판 상으로 제공되되 저면에 클래드층(301)이 일체로 구비되도록 압연과정을 거쳐 형성되고, 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130) 바닥면 상에 하면이 밀착 접합되게 중계기몸체(100)의 냉각유체충전홈(130)과 대응되는 영역에 대해 하향 다수 개로 접합돌부(305)가 프레스과정을 통해 절곡 돌출성형된 후, 어느 일측에 알루미늄파이프(320)가 축설되는 방열판(300)을 기제작하여 준비하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이징 접합을 통한 중계기용 냉각장치의 제조방법.
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