KR102618866B1 - Thermal conductive gap filler unit - Google Patents
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Abstract
겔이나 그리스 상태의 액상의 열전달물질을 사용자가 편리하게 사용할 수는 열 전달유닛이 개시된다. 서로 대향하며 각각의 열 전도성을 갖는 고상의 제1 및 제2접촉부재의 대향면의 가장자리를 따라 유연성 및 신축성을 갖는 밀봉재가 형성되고, 내부 공간의 일부를 흐름성 또는 퍼짐성을 갖는 열전달물질이 충진되어 대상물이 제공하는 힘이 밀봉재와 열전달물질을 누르면 열전달물질은 흐름성 또는 퍼짐성에 의해 내부 공간에서 흐르거나 퍼져 열 전달유닛의 두께가 얇아진다.A heat transfer unit is disclosed that allows users to conveniently use a liquid heat transfer material in a gel or grease state. A sealing material having flexibility and elasticity is formed along the edges of the opposing surfaces of the first and second solid contact members that face each other and have respective thermal conductivity, and a portion of the internal space is filled with a heat transfer material having flowability or spreadability. When the force provided by the object presses the sealing material and the heat transfer material, the heat transfer material flows or spreads in the internal space due to flowability or spreading, thereby thinning the thickness of the heat transfer unit.
Description
본 발명은 서로 대향하는 대상물인 발열 소스와 냉각체의 사이에 개재되어 발열 소스의 열을 냉각체에 전달하는데 사용되는 열 전달유닛에 관한 것으로, 특히 흐름성이나 퍼짐성을 갖는 겔(gel)이나 그리스(grease) 상태의 열전달물질을 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 열 전달유닛에 관련한다.The present invention relates to a heat transfer unit that is interposed between a heating source and a cooling body, which are opposing objects, and is used to transfer heat from the heating source to the cooling body. In particular, it relates to a gel or grease having flowability or spreadability. It is related to a heat transfer unit that allows users to conveniently use heat transfer materials in a (grease) state.
서로 대향하는 대상물인 발열 소스와 냉각체의 사이에 개재되어 발열 소스의 열을 냉각체에 전달하는데 사용되는 열 전도성 갭 필러(gap filler)로는 대상물에 의해 일정 두께가 눌리는 시트 형상의 고상의 패드(pad), 점도가 높은 액상의 겔(gel) 및 점도가 중간 정도인 액상의 그리스(grease) 등이 있다.The thermally conductive gap filler, which is interposed between a heating source and a cooling body, which are opposing objects, and is used to transfer heat from the heating source to the cooling body, is a solid pad in the shape of a sheet that is pressed to a certain thickness by the object. pad, liquid gel with high viscosity, and liquid grease with medium viscosity.
열 전도성 실리콘고무 패드와 같이 패드는 고상이므로 일정한 크기로 제공되기 용이하고, 통상 자기 점착력을 가지므로 발열 소스나 냉각체에 부착하기 용이한 반면, 경도가 비교적 높기 때문에 많이 누르려면 힘이 많이 들어 대상물 사이의 공차가 큰 경우 적용이 어렵다는 단점이 있다. 또한 열 전도율이 높고 누르는 힘이 약한 패드는 기계적인 강도가 낮아 제조 및 취급이 어려워 일정 이상의 얇은 두께로 제공하기 어렵다는 단점이 있다.Like thermally conductive silicone rubber pads, the pad is solid, so it is easy to come in a certain size, and because it usually has self-adhesiveness, it is easy to attach to a heat source or cooling body. However, because it has relatively high hardness, it takes a lot of force to press it a lot, so it can be easily damaged. The disadvantage is that it is difficult to apply when the tolerance between them is large. In addition, pads with high thermal conductivity and weak pressing force have a disadvantage in that they are difficult to manufacture and handle due to their low mechanical strength, making it difficult to provide them in thinner thicknesses than a certain level.
열 전도성의 겔 및 그리스는 액상이므로 주사기 등의 용기에 담은 후 인쇄(printing)나 디스펜싱(dispensing)으로 발열 소스나 냉각체에 직접 형성하므로, 열 전달유닛을 적용하는 장소에서 직접 인쇄나 디스펜싱으로 제공해야 한다는 단점이 있다.Since thermally conductive gels and greases are liquid, they are placed in a container such as a syringe and then formed directly on the heat source or coolant by printing or dispensing. Therefore, they can be printed or dispensed directly at the location where the heat transfer unit is applied. It has the disadvantage of having to be provided as .
또한, 겔 및 그리스를 대상물에 일정한 양이 제공해도 겔 및 그리스는 퍼짐성이나 흐름성이 있어 대상물 사이에 개재하여 누르는 경우 대상물 사이의 공차에 의해 원하지 않는 방향으로 빠져나가거나 일 부위에서는 부족할 수 있다는 단점이 있다. 예를 들어, 대상물 사이의 공차나 누르는 방법에 의해 대상물 사이에 균일한 양과 균일한 형상을 제공하기 어렵다는 단점이 있다.In addition, even if a certain amount of gel and grease is provided to the object, the gel and grease have the ability to spread or flow, so when pressed between objects, they may escape in an undesired direction or be insufficient in some areas due to tolerances between objects. There is. For example, there is a disadvantage that it is difficult to provide a uniform amount and uniform shape between objects due to tolerances or pressing methods between objects.
또한, 겔 및 그리스는 퍼짐성이나 흐름성이 있어 자동차와 같이 진동이나 충격이 많은 장치에 적용된 경우 반복되는 진동이나 충격에 의해 대상물 사이에 개재된 겔 및 그리스가 원하지 않은 장소로 빠져나갈 수 있다는 단점이 있다.In addition, gel and grease have the ability to spread or flow, so when applied to devices subject to a lot of vibration or impact, such as automobiles, the gel and grease interposed between objects may escape to unwanted places due to repeated vibration or impact. there is.
또한, 겔 및 그리스는 자기 점착력이 있고 기계적인 강도가 낮기 때문에 겔 및 그리스를 대상물 사이에 개재한 이후에 대상물을 분리하여 수리하거나 교환할 때 대상물에서 겔 및 그리스를 제거하기 불편하다는 단점이 있다.In addition, gel and grease have self-adhesive properties and low mechanical strength, so there is a disadvantage in that it is inconvenient to remove the gel and grease from the object when separating the object for repair or replacement after interposing the gel and grease between objects.
이러한 단점을 극복하기 위한 본 출원인의 한국 등록특허 2139232에 의하면 균일한 두께와 정해진 폭을 갖는 링 형상의 탄성 프레임과 상기 프레임의 하면에 점착되는 열전도성 시트로 구성되어 내부에 수용공간이 형성된 몸체; 및 점성을 구비하고 상기 수용공간에 수용되어 상기 열전도성 시트에 점착되는 열전소자로 구성되며, 상기 열전소자는, 상기 열전소자의 점성에 의한 퍼짐성으로 상기 열전소자에 수직방향으로 제공되는 힘에 의해 상기 수용공간에서 상기 열전도성 시트 위에 수평으로 퍼지는 것을 특징으로 하는 열 전도 부재를 개시한다.According to the applicant's Korean Patent No. 2139232 to overcome these shortcomings, there is a body composed of a ring-shaped elastic frame with a uniform thickness and a fixed width and a thermally conductive sheet adhered to the lower surface of the frame, and an accommodating space formed therein; and a thermoelectric element that has viscosity and is accommodated in the receiving space and adhered to the thermally conductive sheet, wherein the thermoelectric element spreads due to the viscosity of the thermoelectric element and is applied in a vertical direction to the thermoelectric element. Disclosed is a heat-conducting member characterized in that it spreads horizontally over the heat-conductive sheet in the receiving space.
이 발명에 의하면, 열전소자의 상부에 열전소자를 덮는 기구적인 커버가 형성되지 않아 결과적으로 열 전도 부재의 열전소자는 외부로 노출되어 이 부분에서 진공 픽업 등의 취급이 불편하고, 노출된 열전소자가 대상물과 접촉시 이를 제거하기 불편하다는 단점이 있다. According to this invention, a mechanical cover covering the thermoelectric element is not formed on the top of the thermoelectric element, and as a result, the thermoelectric element of the heat conduction member is exposed to the outside, making handling such as vacuum pickup in this area inconvenient, and the exposed thermoelectric element The disadvantage is that it is inconvenient to remove it when it comes into contact with an object.
또한, 열전소자의 점도가 그리스와 같이 중간 정도인 경우에 최종 완제품에 장착된 후 진동이나 회전이 제공되면 그리스는 수용공간 밖으로 흘러나오거나 치우치기 용이하다는 단점이 있다.In addition, when the thermoelectric element has a medium viscosity like grease, there is a disadvantage that the grease tends to flow out of the receiving space or be biased when vibration or rotation is provided after being mounted on the final product.
또한, 탄성 프레임은 이에 대응하는 고상의 시트를 칼날 금형으로 타발하고 점착하여 제공하므로 작업이 번거롭고 경제성 있게 제공하기 어렵다는 단점이 있다.In addition, the elastic frame has the disadvantage of being cumbersome and difficult to provide economically because the corresponding solid sheet is punched out with a blade mold and adhered.
또한, 상기 프레임과 상기 열전도성 시트는 점착제로 점착되어 상기 프레임의 폭이 좁고 높이가 높거나, 형상이 복잡하거나, 또는 사용되는 장치의 온도가 높은 경우에 신뢰성 있는 점착을 유지하기 어렵다는 단점이 있다.In addition, the frame and the thermally conductive sheet are adhered with an adhesive, so there is a disadvantage in that it is difficult to maintain reliable adhesion when the frame is narrow and high, has a complicated shape, or the temperature of the device used is high. .
따라서, 본 발명의 목적은 흐름성이나 퍼짐성을 갖는 열전달물질을 구비하면서도 사용자가 취급 및 사용이 편리한 열 전달유닛을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a heat transfer unit that is convenient for users to handle and use while being equipped with a heat transfer material that has flowability and spreadability.
본 발명의 다른 목적은 밀봉재를 원하는 치수와 형상으로 쉽고 신뢰성 있게 형성할 수 있는 열 전달유닛을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat transfer unit that can easily and reliably form a sealant into a desired size and shape.
본 발명의 다른 목적은 밀봉재가 대향하는 제1 및 제2접촉부재와 용이하고 신뢰성 있게 접착되는 열 전달유닛을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat transfer unit in which a sealant is easily and reliably bonded to opposing first and second contact members.
본 발명의 다른 목적은 기구적인 안정성을 갖는 열 전달유닛을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat transfer unit with mechanical stability.
본 발명의 다른 목적은 다양한 형상 및 구조를 갖는 대상물 사이에 적용이 용이한 열 전달유닛을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat transfer unit that can be easily applied between objects having various shapes and structures.
본 발명의 다른 목적은 수리나 교환이 용이하고 편리한 열 전달유닛을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat transfer unit that is easy and convenient to repair or replace.
본 발명의 일 측면에 의하면, 서로 대향하는 대상물인 발열 소스와 냉각체 사이에 개재되어 발열 소스의 열을 냉각체에 전달하는데 사용되는 열 전달유닛으로서, 서로 대향하며 각각의 열 전도성을 갖는 고상의 제1 및 제2접촉부재; 상기 제1 및 제2접촉부재의 대향면의 가장자리를 따라 상기 제1 및 제2접촉부재를 서로 접착하여 밀봉하는 신축성과 유연성을 갖는 밀봉재; 상기 제1 및 제2접촉부재 사이에 상기 밀봉재에 의해 형성되는 내부 공간; 및 상기 내부 공간의 일부를 채우며 충진된 흐름성 또는 퍼짐성을 갖는 열전달물질을 포함하고, 상기 대상물이 제공하는 힘이 상기 밀봉재와 상기 열전달물질을 누르면 상기 열전달물질은 상기 흐름성 또는 상기 퍼짐성에 의해 상기 내부 공간에서 흐르거나 퍼져 상기 열 전달유닛의 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 열 전달유닛이 제공된다.According to one aspect of the present invention, it is a heat transfer unit that is interposed between a heat source and a cooling body, which are opposing objects, and is used to transfer heat from the heat source to the cooling body, and is a heat transfer unit that is used to transfer heat from the heat source to the cooling body. first and second contact members; a sealing material having elasticity and flexibility that seals the first and second contact members by adhering them to each other along edges of opposing surfaces of the first and second contact members; an internal space formed by the sealing material between the first and second contact members; and a heat transfer material that fills a portion of the internal space and has flowability or spreadability, and when a force provided by the object presses the sealing material and the heat transfer material, the heat transfer material is transferred to the heat transfer material by the flowability or spreadability. A heat transfer unit is provided, wherein the heat transfer unit flows or spreads in the internal space, thereby reducing the thickness of the heat transfer unit.
본 발명의 다른 측면에서, 서로 대향하는 대상물인 발열 소스와 냉각체 사이에 개재되어 발열 소스의 열을 냉각체에 전달하는데 사용되는 열 전달유닛으로서, 단일체로 구성되고 일측에서 절곡되어 서로 대향하는 제1 및 제2접촉부가 형성된 열 전도성을 갖는 고상의 접촉부재; 상기 제1 및 제2접촉부의 대향하는 가장자리를 따라 형성되어 상기 접촉부재를 밀봉하는 신축성과 유연성을 갖는 열 전도성 밀봉재; 상기 제1 및 제2접촉부 사이에 상기 밀봉재에 의해 형성되는 내부 공간; 및 상기 내부 공간의 일부를 채우며 충진된 흐름성 또는 퍼짐성을 갖는 열전달물질을 포함하고, 상기 대상물이 제공하는 힘이 상기 밀봉재와 상기 열전달물질을 누르면 상기 열전달물질은 상기 흐름성 또는 상기 퍼짐성에 의해 상기 내부 공간에서 흐르거나 퍼져 상기 열 전달유닛의 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 열 전달유닛이 제공된다.In another aspect of the present invention, it is a heat transfer unit that is interposed between a heat source and a cooling body, which are opposing objects, and is used to transfer heat from the heat source to the cooling body. It is composed of a single piece and is bent on one side to face each other. A solid contact member having thermal conductivity and having first and second contact portions formed thereon; a thermally conductive sealant formed along opposing edges of the first and second contact portions and having elasticity and flexibility to seal the contact member; an internal space formed by the sealing material between the first and second contact portions; and a heat transfer material that fills a portion of the internal space and has flowability or spreadability, and when a force provided by the object presses the sealing material and the heat transfer material, the heat transfer material is transferred to the heat transfer material by the flowability or spreadability. A heat transfer unit is provided, wherein the heat transfer unit flows or spreads in the internal space, thereby reducing the thickness of the heat transfer unit.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 서로 대향하는 대상물인 발열 소스와 냉각체 사이에 개재되어 발열 소스의 열을 냉각체에 전달하는데 사용되는 열 전달유닛으로서, 단일체로 구성되고 일측에 개구가 형성되고 서로 대향하는 제1 및 제2접촉부가 형성된 열 전도성과 신축성과 유연성을 갖는 고무 하우징; 상기 개구를 밀봉하여 형성되고 상기 제1 및 제2접촉부가 접착되는 신축성과 유연성을 갖는 열 전도성 밀봉재; 상기 하우징의 내부 공간의 일부를 채우며 충진된 흐름성 또는 퍼짐성을 갖는 열전달물질을 포함하고, 상기 대상물이 제공하는 힘에 의해 상기 하우징이 눌리면, 상기 열전달물질은 상기 흐름성 또는 상기 퍼짐성에 의해 상기 내부 공간에서 흐르거나 퍼져 상기 열 전달유닛의 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 열 전달유닛이 제공된다.According to another aspect of the present invention, it is a heat transfer unit that is interposed between a heat source and a cooling body, which are opposing objects, and is used to transfer heat from the heat source to the cooling body. It is composed of a single piece and has an opening on one side, and A rubber housing having heat conductivity, elasticity, and flexibility, in which first and second contact portions are formed opposing each other; a thermally conductive sealant formed by sealing the opening and having elasticity and flexibility to which the first and second contact parts are bonded; It includes a heat transfer material that fills a portion of the internal space of the housing and has flowability or spreadability, and when the housing is pressed by a force provided by the object, the heat transfer material flows into the interior by the flowability or spreadability. A heat transfer unit is provided, wherein the heat transfer unit flows or spreads in space to reduce the thickness of the heat transfer unit.
본 발명에 의하면, 열 전달유닛은 흐름성이나 퍼짐성을 갖는 열전달물질이 제1 및 제2접촉부재와 밀봉재에 의해 밀봉되어 기구적인 안전성을 갖는다.According to the present invention, the heat transfer unit has mechanical safety by sealing the heat transfer material with flowability or spreadability by the first and second contact members and the sealing material.
또한, 흐름성이나 퍼짐성을 갖는 소프트한 열전달물질이 내장되어 다양한 형상 및 구조를 갖는 대상물 사이에 적용이 용이하고 열전달물질은 외부로 빠져나가지 않아 수리 및 교환이 용이하다.In addition, a soft heat transfer material with flowability and spreadability is built in, making it easy to apply between objects with various shapes and structures, and the heat transfer material does not escape to the outside, making it easy to repair and replace.
또한, 제1 및 제2접촉부재의 가장자리를 따라 접착되어 형성된 밀봉재는 이에 대응하는 액상의 실리콘고무 접착제가 인쇄 또는 디스펜싱된 후 경화되어 형성되므로 폭과 치수를 조정하기 용이하고, 높은 온도에서도 접착이 신뢰성이 있고 대향하는 대상물과 접착할 수 있다.In addition, the sealant formed by adhering along the edges of the first and second contact members is formed by printing or dispensing the corresponding liquid silicone rubber adhesive and then hardening, so it is easy to adjust the width and dimensions and adheres even at high temperatures. It is reliable and can adhere to opposing objects.
또한, 밀봉재가 신축성과 유연성 재질로 구성되어 열 전달유닛을 구부리거나 접는 경우에도 크랙이 잘 발생하지 않게 밀봉을 유지할 수 있으며, 대향하는 대상물과 탄성 접촉하여 열전달이 효과적이다.In addition, since the sealant is made of an elastic and flexible material, it can maintain the seal to prevent cracks from occurring even when the heat transfer unit is bent or folded, and heat transfer is effective through elastic contact with the opposing object.
또한, 대향하는 대상물이 열 전달유닛을 누르면 내부 공간에 형성된 공기는 관통 구멍을 통해 외부로 빠져나가 빈 공간으로 열전달물질은 퍼지기 용이하다.In addition, when an opposing object presses the heat transfer unit, the air formed in the internal space escapes to the outside through the through hole, making it easy for the heat transfer material to spread into the empty space.
또한, 내부 공간에 존재하는 제1 또는 제2접촉부재에 그라파이트 층이 형성된 경우에 면 방향의 열전도율이 좋아지고 일측에서 절곡되어 서로 대향하는 제1 및 제2접촉부를 구비한 경우에 보다 다양한 특성이나 용도를 갖는 열전달유닛을 제공할 수 있다. In addition, when a graphite layer is formed on the first or second contact member existing in the internal space, the thermal conductivity in the plane direction improves, and when the first and second contact parts are bent on one side and face each other, more diverse characteristics or A heat transfer unit having a purpose can be provided.
또한, 열 전달유닛의 제1 및 제2접촉부가 금속시트인 경우 열 전달이 좋고, 고무를 포함한 폴리머시트인 경우 신축성, 유연성 및 탄성이 좋다.In addition, if the first and second contact parts of the heat transfer unit are metal sheets, heat transfer is good, and if they are polymer sheets containing rubber, elasticity, flexibility and elasticity are good.
도 1(a)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열 전달유닛을 보여주는 분해 사시도이고, 1(b)은 단면도이다.
도 2는 열 전달유닛의 동작에 대해 보여준다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열 전달유닛을 보여준다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 열 전달유닛을 보여준다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열 전달유닛을 보여준다.Figure 1(a) is an exploded perspective view showing a heat transfer unit according to an embodiment of the present invention, and 1(b) is a cross-sectional view.
Figure 2 shows the operation of the heat transfer unit.
Figure 3 shows a heat transfer unit according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a heat transfer unit according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 shows a heat transfer unit according to another embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention, unless specifically defined in a different sense in the present invention, should be interpreted as meanings generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains, and are not overly comprehensive. It should not be construed in a literal or excessively reduced sense. Additionally, if the technical term used in the present invention is an incorrect technical term that does not accurately express the idea of the present invention, it should be replaced with a technical term that can be correctly understood by a person skilled in the art. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted according to the definition in the dictionary or according to the context, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.
도 1(a)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열 전달유닛을 보여주는 분해 사시도이고, 1(b)은 단면도이다.Figure 1(a) is an exploded perspective view showing a heat transfer unit according to an embodiment of the present invention, and 1(b) is a cross-sectional view.
열 전달유닛(100)은, 가령 발열 소스와 냉각체(히트싱크, 케이스 등) 사이에 개재되어 발열 소스의 열을 냉각체에 전달하는데 사용될 수 있다.The
열 전달유닛(100)은 서로 대향하는 열 전도성의 제1 및 제2접촉부재(110, 120), 제1 및 제2접촉부재 사이에 가장자리를 따라 각각 접착되어 내부 공간(102)을 밀봉하는 신축성과 유연성을 갖는 밀봉재(130), 내부 공간(102)의 일부를 채우며 충진된 열전달물질(140)로 이루어진다.The
여기서, 밀봉재(130)가 접착된 제1 및 제2접촉부재(110, 120)의 대향하는 내부면은 평면을 이루거나 밀봉재(130)와의 접착력이 좋게 돌기나 요철이 형성될 수 있고, 대향하는 대상물과 접촉하는 제1 및 제2접촉부재(110, 120)의 외부로 노출되는 면은 평편한 면을 이룬다.Here, the opposing inner surfaces of the first and
이 실시 예에서, 제1 및 제2접촉부재(110, 120)는 열 전도성 고무시트를 포함하는 열 전도성 폴리머시트, 또는 구리, 구리합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 금속시트이거나 이들의 조합일 수 있다.In this embodiment, the first and
제1 및 제2접촉부재(110, 120)가 금속시트인 경우 폴리머시트 보다 열전도율이 높으나 대상물과 접촉하는 면이 적다는 단점이 있고 폴리머시트인 경우에는 금속시트와 반대의 특성을 갖는다.When the first and
제1 및 제2접촉부재(110, 120)는 열 전달유닛(100)이 대상물에 눌릴 때 대상물과 많이 접촉하면서 파괴되지 않는 기계적인 특성을 갖는다.The first and
여기서, 폴리머시트인 경우는 자기점착력을 가질 수 있고 바람직하게 탄성을 갖는다.Here, in the case of a polymer sheet, it may have self-adhesiveness and preferably has elasticity.
제1 및 제2접촉부재(110, 120)는, 후술하는 것처럼, 각각 독립적으로 분리된 2개의 접촉부재이거나 일측에서 연결된 단일의 접촉부재일 수 있다.The first and
열 전달유닛(100)이 전체적으로 유연성과 신축성 및 탄성을 갖으려면 실리콘 고무시트로 제1 및 제2접촉부재(110, 120)을 구성하되 대상물이 제공하는 힘에 의해 내부의 열전달물질(140)이 외부로 유출되지 않을 정도의 기계적인 강도를 갖도록 한다.In order for the
열 전달유닛(100)의 제1 및 제2접촉부재(110, 120)는 눌림에 의해 대향하는 대상물과 밀착이 잘 되기 때문에 각각 히트싱크와 같은 냉각체와 CPU 칩과 같은 발열 소스 사이에 개제되어 접촉할 때 별도의 잘 눌리는 인터페이스가 없더라도 많은 면적이 접촉할 수 있다.Since the first and
제1 및 제2접촉부재(110, 120)가 각각 독립적으로 분리된 2개의 접촉부재인 경우에 제1 및 제2접촉부재(110, 120)의 재료와 크기는 서로 동일할 수 있고 서로 다를 수 있는데, 서로 다른 경우 열 전달 효과 및 대향하는 대상물의 상황에 맞추어 효과적으로 선정하여 적용할 수 있다. 가령, 열전도율이 높은 재료로 구성된 접촉부재를 발열 소스에 접촉하는 부분에 사용하고 크기가 크고 기계적인 강도가 큰 재료로 구성된 접촉부재를 냉각체와 접촉하는 부분에 사용할 수 있게 선정할 수 있고, 발열 소스와 냉각체의 구조 및 용량에 따라 발열 소스에 접촉하는 부위에는 열 전도성 폴리머 시트를 냉각체와 접촉하는 부분에는 금속시트를 선정할 수 있다.When the first and
여기서, 바람직하게 제1 및 제2접촉부재(110, 120)는, 두께가 0.01㎜ 내지 0.3㎜ 정도이고 편평한 형상이다.Here, the first and
선택적으로, 제1 및 제2접촉부재(110, 120)가 서로 대향하는 면 중 어느 한 면에 그라파이트층이 형성될 수 있다. 이 경우 열 전달유닛(100)은 그라파이트층에 의해 수평 방향으로 열 전달이 더 잘 된다는 이점이 있다.Optionally, a graphite layer may be formed on one of the surfaces where the first and
제1접촉부재(110)의 가장자리에 인접한 부분에는 관통구멍(112)이 형성될 수 있다.A through
관통구멍(112)은 내부 공간(102)에서 열전달물질(140)이 채워지지 않은 부분에 대응하여 냉각체와 접촉하는 제1접촉부재(110)에 형성될 수 있는데, 후술하는 것처럼, 열전달물질(140)이 눌릴 때 내부 공간(102)에 존재하는 공기가 외부로 빠져나가는 통로로 이용된다.The through
관통구멍(112)의 크기는 열 전달유닛(100)이 눌릴 때 관통구멍(112)을 통하여 내부 공간(102)에 있는 열전달물질(140)이 빠져나가지 않을 정도의 크기로 이에 맞는 위치에 형성될 수 있다.The size of the through
밀봉재(130)는 신축성과 유연성을 구비하여 대상물이 제공하는 힘에 의해 밀봉재(130)는 깨지거나 찢어지지 않아 열전달물질(140)이 외부로 유출되지 않는다.The
또한, 밀봉재(130)는 신축성과 유연성을 구비하여, 후술하는 것처럼, 외부의 힘에 의해 제1 및 제2접촉부재(110, 120)가 눌리도록 한다.In addition, the sealing
바람직하게, 밀봉재(130)는 탄성을 구비하여 외부의 힘에 의해 제1 및 제2접촉부재(110, 120)가 눌리는 경우 밀봉재(130)의 탄성 복원력에 의해 열 전달유닛(100)은 대향하는 대상물과 탄성 접촉이 잘되게 한다.Preferably, the sealing
밀봉재(130)는, 가령 액상의 실리콘고무 접착제를 제1 및 제2접촉부재(110, 120) 중 어느 하나의 가장자리에 인쇄 또는 디스펜싱한 후 그 위에 다른 접촉부재를 올려 놓고 경화하여 형성할 수 있다. 즉, 액상의 실리콘고무 접착제는 경화 후 대향하는 대상물과 접착력을 갖는 신축성과 유연성 및 탄성을 갖는 경화성 재료로, 열 전달유닛(100)의 내부를 신뢰성 있게 밀봉한다.The
따라서, 열전달물질(140)의 흐름성이나 퍼짐성은 밀봉재(130)의 흐름성이나 퍼짐성보다 좋은 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable that the flowability or spreadability of the
이와 같이, 밀봉재(130)는 열 전도성 파우더를 포함하는 신축성과 유연성 및 탄성을 갖는 실리콘고무일 수 있으며, 밀봉재(130)의 열전도율 높으면 기계적인 경도가 높아지므로 열전도율은 0.5W/mK 내지 2W/mK 정도일 수 있다.As such, the sealing
또한, 밀봉재(130)의 두께는 한정하지 않으나 경화 속도, 열전달 효과 및 밀봉의 정도를 고려하여 바람직하게 0.1㎜ 내지 1㎜ 일 수 있고, 바람직하게 일정한 두께로 연속되게 형성되어 폐루프(closed loop)를 이룬다.In addition, the thickness of the sealing
바람직하게, 밀봉재(130)의 두께는 열전달물질(140)을 가능한 많이 수용하도록 또는 탄성 성능을 잘 구현하기 위해 두꺼울 수 있다. Preferably, the thickness of the
접착력이 좋게 밀봉재(130)의 폭은 높이보다 큰 치수를 가지며, 눌릴 수 있는 거리를 고려하면 밀봉재(130)의 높이는 제1 및 제2접촉부재(110, 120)의 어느 하나의 두께보다 클 수 있다.For good adhesion, the width of the sealing
이와 같이 밀봉재(130)를 구성하는 실리콘고무는 신축성과 유연성 및 탄성을 갖기 때문에 제조된 열 전달유닛(100)을 구부리거나 접을 때 밀봉재(130)는 크랙이 형성되지 않고 신뢰성이 있는 밀봉을 유지할 수 있다.As the silicone rubber constituting the sealing
열전달물질(140)은 자기 점착력을 갖는 열전도성 파우더나 열전도성 파이버가 균일하게 혼합된 액상의 실리콘 고무나 다양한 고무일 수 있다.The
열전달물질(140)은 점성을 구비하며, 점성에 따른 흐름성과 퍼짐성에 의해 수직으로 가해지는 외부의 힘에 의해 수평으로 용이하게 퍼지거나 흐를 수 있다.The
본 발명에서 열전달물질(140)은 높은 점도를 갖는 열전도성 겔(gel), 또는 중간 점도를 갖는 열전도성 그리스(grease) 상태일 수 있다.In the present invention, the
열전달물질(140)의 열전도율은, 가령 대략 1W 내지 10W 정도일 수 있고 렬전도율이 낮을 수록 그리스 상태이고 높을 수록 겔 상태이다.The thermal conductivity of the
따라서, 제조된 열 전달유닛(100)은, 신축성과 유연성 및 탄성을 갖는 밀봉재(130)에 의해 평편한 형태나 구부려진 형태를 구비할 수 있고 대향하는 대상물에 개재되어 눌리면 열전달물질(140)이 옆으로 퍼지면서 열 전달유닛(100)은 눌리면서 두께가 얇아진다.Accordingly, the manufactured
이하, 본 발명의 열 전달유닛(100)을 만드는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, the process of making the
제2접촉부재(110)의 가장자리를 따라 정해진 부분(이하, '밀봉부'라 함)에 액상의 실리콘고무 접착제를 연속적으로 인쇄 또는 디스펜싱하여 폐루프 형상의 밀봉재(130)를 형성한다.A closed loop-shaped
이어, 제2접촉부재(110)를 바닥으로 하고 밀봉재(130)를 측벽으로 하여 형성되는 공간 내부에 디스펜서 등을 이용하여 가능한 밀봉재(130)에 접촉하지 않게 열전달물질(140)을 토출한다.Next, the
열전달물질(140)의 토출량은 특정되지 않지만, 제1접촉부재(110)를 덮어 형성되는 내부 공간(102) 대비 50% ~ 90%를 차지하는 정도로 토출할 수 있다.Although the discharge amount of the
열전달물질(140)은 열전도성 파우더나 열전도성 파이버가 균일하게 혼합된 자기 점착력을 갖는 액상의 실리콘 고무일 수 있고, 높은 점도를 구비하여 퍼짐성을 갖는 겔 상태이거나, 또는 중간 점도를 구비하여 흐름성을 갖는 그리스 상태일 수 있다.The
이후, 제1접촉부재(110)의 가장자리를 따라 형성된 밀봉부가 밀봉재(130)의 상면에 접촉하도록 한 다음 밀봉재(130)을 경화하여 밀봉재(130)가 제1 및 제2접촉부재(110, 120)의 밀봉부에 경화에 의해 접착되도록 한다.Thereafter, the sealing portion formed along the edge of the
여기서 밀봉재(130)의 경화 조건은 밀봉재(130)에 대응하는 액상의 실리콘고무 접착제의 재료에 따라 달라지나 열 또는 습기에 의한다.Here, the curing conditions of the
따라서, 액상의 실리콘고무에 의해 형성되는 밀봉재(130)는 초기에 완전히 경화되지 않고 말기에 최종 경화하고 최종 경화한 후 최종 접착력을 갖기 때문에, 제2접촉부재(120) 위에 밀봉재(130)를 형성하고 열전달물질(140)을 토출한 후 제1접촉부재(110)를 덮기 전까지 밀봉재(130)가 최종 경화되지 않도록 작업 조건을 조절할 필요가 있다.Therefore, the sealing
이를 위해 순서를 바꾸어 밀봉재(130)를 형성하기 전에 제2접촉부재(120) 위에 열전달물질(140)을 먼저 토출하고, 이후 밀봉재(130)를 형성하고 곧바로 제2접촉부재(110)를 밀봉재(130) 위에 덮은 다음 경화하여 밀봉재(130)와 제1접촉부재(110)가 완전히 최종 접착되도록 할 수 있다.To this end, the order is changed and the
바람직하게, 열 전달유닛(100)은 대상물과 많은 부분에서 면 접촉을 하도록 판상을 이루며, 가능한 범위내에서 열전달을 잘하게 두께가 얇다.Preferably, the
도 2는 열 전달유닛의 동작에 대해 보여준다.Figure 2 shows the operation of the heat transfer unit.
도 2에서, 점선으로 나타낸 부분은 외부의 힘에 의해 눌리기 전의 위치를 보여준다.In Figure 2, the portion indicated by the dotted line shows the position before being pressed by an external force.
열전달물질(140)은 대략 내부 공간의 80% 정도를 차지하도록 충진된 상태에서, 제1접촉부재(110)의 상면에 외부의 힘이 인가되어 눌리면 내부 공간의 열전달물질(140)은 제1접촉부재(110)에 의해 눌리면서 내부의 빈공간을 채우기 시작한다.In a state where the
이때, 빈공간에 존재하는 공기는 관통구멍(112)를 통하여 화살표와 같이 배출되고 열전달물질(140)은 빈공간으로 퍼지거나 흐르게 된다.At this time, the air existing in the empty space is discharged like an arrow through the through
이 과정에서 밀봉재(130)는 신축성과 유연성 및 탄성에 의해 양측이 외부로 불룩하게 튀어나오도록 변형될 수도 있다.In this process, the sealing
결과적으로, 제1접촉부재(110)가 눌리는 정도에 따라 다르겠지만, 도 2와 같이 최대로 눌리는 경우, 관통구멍(112)과 연통하는 내부 공간의 극히 일부가 비어 있는 상태에서 열전달물질(140)은 내부 공간을 거의 채우게 된다.As a result, although it may vary depending on the degree to which the
만일, 관통구멍(112)이 없어 누르는 힘에 의해 빈공간에 존재하는 공기가 빠지는 틈이 없다면 열전달물질(140)보다 흐름성이 좋은 공기는 힘이 가해지지 않는 부위로 몰려 그 부위가 일부 풀어 오를 수 있으나 부풀어진 부위가 발열 소스와 접촉하지 않으면 열전달에 큰 영향을 주지는 않을 수 있다.If there is no through
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열 전달유닛을 보여준다.Figure 3 shows a heat transfer unit according to another embodiment of the present invention.
열 전달유닛(200)은 서로 대향하는 열 전도성의 제1 및 제2접촉부재(210, 220), 제1 및 제2접촉부재 사이에 가장자리를 따라 각각 접착되어 내부 공간을 밀봉하는 유연성과 탄성을 갖는 밀봉재(230), 내부 공간의 일부를 채우며 충진된 열전달물질, 및 제2접촉부재(220)의 하면에 점착되는 자기점착성을 갖는 열 전도성 점착시트(250)로 이루어진다.The
이 실시 예에서, 점착시트(250)가 제2접촉부재(220)의 하면에 점착되는 것을 예로 들었지만, 점착시트(250)는 제1접촉부재(210)의 상면에 점착되거나 양자 모두에 점착될 수 있다.In this embodiment, the
이러한 구조에 의하면, 열 전달유닛(200)을 대상물, 가령 냉각체와 발열 소스 중 적어도 어느 하나에 점착할 수 있다.According to this structure, the
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열 전달유닛을 보여준다.Figure 4 shows a heat transfer unit according to another embodiment of the present invention.
열 전달유닛(300)은 단일체로 구성되고 일측에서 절곡되어 서로 대향하는 제1 및 제2접촉부(312, 314)가 형성된 열 전도성을 갖는 고상의 접촉부재(310)을 포함하고, 일측을 제외한 부분에서 제1 및 제2접촉부(312, 314) 사이는 밀봉재(330)에 의해 접착된다.The
이 경우에, 절곡된 부위에 의해 제공되는 열 전달유닛(300의 기계적인 강도가 높아지는 등의 장점을 가질 수 있다.In this case, it can have advantages such as increased mechanical strength of the
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열 전달유닛을 보여준다.Figure 5 shows a heat transfer unit according to another embodiment of the present invention.
이 실시 예의 열 전달유닛(400)은, 유연성과 신축성 및 탄성을 갖는 실리콘고무 재질의 단일체(410)로 구성되고 일측에서 개방되고 서로 대향하는 제1 및 제2접촉부(412, 414)가 형성된다.The
예를 들어, 편평하게 형성되는 제1 및 제2접촉부(412, 414)를 구비하고 내부 공간이 형성된 하우징의 형상을 갖는다.For example, it has the shape of a housing including first and
크기가 특별히 한정되지 않지만 일측에 형성되는 개구에는 제1 및 제2접촉부(412, 414)를 서로 접착하여 내부 공간을 밀봉하는 유연성과 신축성 및 탄성을 갖는 밀봉재(430)가 형성된다.Although the size is not particularly limited, a sealing
이러한 구조에 의하면, 개방 부분에 형성된 밀봉재(430)를 제외하고 모든 부분이 실리콘고무 재질의 단일체(410)로 구성되어 접촉부에 수직으로 외부의 힘이 인가되면, 단일체(410) 자체가 신축성에 의해 늘어나면서 내부 공간을 늘리기 때문에 내부 공간의 열전달물질이 눌리는 방향으로 퍼져 열 전달유닛(400)이 얇아진다.According to this structure, all parts except the sealing
바람직하게, 단일체(410)는 단일체(410) 형상에 대응하는 기구물을 액상의 실리콘고무에 함침한 후 경화한 후 기구물에서 빼내어 제공한다.Preferably, the
단일체(400)가 외부의 힘에 의해 파손되는 경우 내부의 열전달물질이 외부로 빠져나가지 않게 바람직하게 내부의 열전달물질은 비교적 점도가 높은 겔 상태를 적용한다.When the
경우에 따라서는 단일체(400)의 일정 부위에는 단일체(400)를 보호하기 위한 기구적인 보조물이 장착될 수도 있다.In some cases, a mechanical auxiliary to protect the
열 전달유닛(400)은 대향하는 대상물 사이의 이격 간격이 크거나 다수의 이격이 존재하거나 넓은 면적의 경우에 적용할 수 있다.The
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 청구범위에 의해 해석되어야 한다.Although the above description focuses on embodiments of the present invention, it goes without saying that various changes can be made at the level of those skilled in the art. Therefore, the scope of the present invention cannot be construed as limited to the above-described embodiments, and should be interpreted in accordance with the claims set forth below.
100: 열 전달유닛
102: 내부 공간
110: 제1접촉부재
112: 관통구멍
120: 제2접촉부재
130: 밀봉재
140: 열전달물질100: Heat transfer unit
102: Internal space
110: First contact member
112: Through hole
120: Second contact member
130: sealant
140: Heat transfer material
Claims (21)
서로 대향하는 열 전도성을 갖는 고상의 제1 및 제2접촉부재;
상기 제1 및 제2접촉부재의 대향면의 가장자리를 따라 상기 제1 및 제2접촉부재에 접착된 신축성과 유연성을 갖는 밀봉재;
상기 제1 및 제2접촉부재 사이에 상기 밀봉재에 의해 형성되는 내부 공간; 및
상기 내부 공간의 일부를 채우며 충진된 흐름성 또는 퍼짐성을 갖는 열전달물질을 포함하고,
상기 제1접촉부재의 일부 또는 상기 제2접촉부재의 일부에 관통구멍이 형성되어 상기 열 전달유닛이 눌릴 때 상기 관통구멍을 통하여 상기 내부 공간에 있는 공기가 빠져나가는 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.A heat transfer unit that is interposed between a heating source and a cooling body, which are opposing objects, and is used to transfer heat from the heating source to the cooling body,
First and second solid contact members having thermal conductivity facing each other;
a sealing material having elasticity and flexibility adhered to the first and second contact members along edges of opposing surfaces of the first and second contact members;
an internal space formed by the sealing material between the first and second contact members; and
Filling a portion of the internal space and comprising a heat transfer material having flowability or spreadability,
A heat transfer unit, characterized in that a through hole is formed in a portion of the first contact member or a portion of the second contact member so that air in the internal space escapes through the through hole when the heat transfer unit is pressed.
상기 제1 및 제2접촉부재는 각각 독립적으로 분리된 2개의 접촉부재이거나 일측에서 연결된 단일의 접촉부재인 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 1,
A heat transfer unit, wherein the first and second contact members are two independently separated contact members or a single contact member connected at one side.
상기 분리된 2개의 접촉부재인 경우에 상기 밀봉재는 폐루프(closed loop)를 이루는 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 2,
A heat transfer unit, wherein in the case of the two separated contact members, the sealing material forms a closed loop.
상기 일측에서 서로 연결된 단일의 접촉부재인 경우에 상기 밀봉재는 상기 연결된 부위를 제외하고 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 2,
A heat transfer unit, wherein in the case of a single contact member connected to each other on one side, the sealing material is formed continuously except for the connected portion.
상기 제1 및 제2접촉부재는 각각 구리, 구리합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 금속시트, 또는 열 전도성 고무시트를 포함하는 열 전도성 폴리머시트이거나 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 1,
The first and second contact members are each a metal sheet containing copper, copper alloy, aluminum or an aluminum alloy, a heat conductive polymer sheet containing a heat conductive rubber sheet, or a combination thereof.
상기 금속시트 및 폴리머시트의 외부로 노출된 적어도 어느 한 면에는 열 전도성 점착시트가 점착된 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 6,
A heat transfer unit, characterized in that a thermally conductive adhesive sheet is adhered to at least one externally exposed surface of the metal sheet and the polymer sheet.
상기 폴리머시트는 자기 점착력을 갖는 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 6,
A heat transfer unit wherein the polymer sheet has self-adhesiveness.
상기 제1 및 제2접촉부재의 상기 대향면 사이의 일부에는 그라파이트 층이 형성된 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 1,
A heat transfer unit, characterized in that a graphite layer is formed on a portion between the opposing surfaces of the first and second contact members.
상기 밀봉재는 탄성을 갖는 열전도성 실리콘고무인 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 1,
A heat transfer unit, characterized in that the sealing material is thermally conductive silicone rubber with elasticity.
상기 열 전달유닛이 눌릴 때 상기 관통구멍을 통하여 상기 내부 공간에 있는 열전달물질은 빠져나가지 않는 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.In claim 1,
A heat transfer unit, characterized in that when the heat transfer unit is pressed, the heat transfer material in the internal space does not escape through the through hole.
상기 열전달물질은 열 전도성 파우더가 혼합된 액상의 열 전도성 실리콘고무이고, 겔(gel) 또는 그리스(grease) 상태인 것을 특징으로 하는 열 전달유닛.
In claim 1,
The heat transfer material is a liquid thermally conductive silicone rubber mixed with thermally conductive powder, and is in a gel or grease state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210098187A KR102618866B1 (en) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | Thermal conductive gap filler unit |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
KR1020210098187A KR102618866B1 (en) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | Thermal conductive gap filler unit |
Publications (2)
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