1U 서버 스탬프 핀 히트싱크 어셈블리: 0.3mm 핀, 0.05mm 베이스, 월 10K-50K
1U AI 서버에서는 높이 1mm마다 경쟁이 붙고, 발열 1W마다 얇고 빠른 강제 공기 흐름만이 빠져나갈 수 있는 통로입니다. 스탬프 핀 히트싱크 어셈블리는 최소 공간에서 최대 핀 표면적으로 이에 답합니다. 단, 0.3mm 두께에서 핀이 휘지 않고, 베이스가 0.05mm로 평탄하며, 핀-베이스 접합이 충격, 진동 및 수천 번의 열 사이클을 견뎌야 합니다. 월 10,000~50,000개를 유지하는 것은 설계 문제만큼이나 제조 규율의 문제입니다.
프로젝트 배경 및 과제
고객사는 하이퍼스케일 데이터센터 고객을 위한 AI 훈련 및 추론 서버를 만드는 북미 ODM입니다. 최신 1U 플랫폼은 메모리 VRM과 ASIC 전력단을 열 인터페이스를 통해 부품 위에 장착된 소형 공랭 히트싱크로 냉각합니다. 대략 카드 크기의 핀 팩은 높이가 20mm에 불과하며, 높은 정압 팬의 배기 경로에 직접 위치합니다.
도면은 전체에 6063 알루미늄을 지정했습니다. 핀은 0.3mm 시트에서 좁고 균일한 피치로 스탬프되어 허용 높이에 최대 표면적을 담고, 견고한 가공 베이스의 접촉면은 0.05mm로 평탄해야 열 인터페이스 층이 다이 전체에서 설계 두께를 유지합니다. 어셈블리 방식은 스웨이지드/압입 핀 구조로 고정되었습니다. 즉, 인터록 기능이 있는 핀이 베이스에 가공된 슬롯에 압입되어 열 에폭시에만 의존하지 않고 낮은 인터페이스 저항의 기계적 접합을 형성합니다.
이전 빌드는 세 가지 측면에서 어려움을 겪었습니다. 스탬프된 0.3mm 핀은 취약하여 취급 및 포장 중 핀이 휘고 불량이 발생했습니다. 이전 공급업체의 에폭시 접합 핀 조인트는 열 사이클링에서 열화되었고, 인터페이스 저항이 상승하여 현장 열 마진 테스트에서 실패했습니다. 또한 AI 플랫폼 램프업에 따라 월 10,000개에서 50,000개로 증가하는 물량은 기존 업체의 스탬핑 및 어셈블리 용량을 초과했습니다. 고객은 핀 스탬핑, 베이스 가공, 어셈블리 및 조인트 검증, 수율 저하 없이 월별 출하가 가능한 단일 공장을 필요로 했습니다.
BQUQ 공정 솔루션
BQUQ는 스탬핑, CNC 가공 및 핀 어셈블리를 한 지붕 아래 단일 흐름으로 운영하여 핀 형상, 베이스 평탄도 및 조인트 무결성을 세 공급업체가 아닌 하나의 품질 시스템으로 관리했습니다.
스탬프 핀 제조
핀은 0.3mm 6063 알루미늄 시트에서 프로그레시브 스탬핑 다이로 블랭킹 및 성형됩니다. 다이 설계는 인터록 풋 기능을 블랭킹과 동일한 스트로크에 통합하여 수백만 타격 동안 핀 높이, 피치 및 풋 형상이 일관되게 유지됩니다. 다이 마모는 공차 이탈 부품을 기다리지 않고 고정 유지보수 일정에 따라 점검됩니다. 디버링은 다이 시퀀스의 일부입니다. 0.3mm 핀에 버가 있으면 취급 위험이고 1U 섀시에서 공기 흐름 소음원이기 때문입니다. 핀은 프레스 이후 전용 트레이에서 성형 및 이송되어 느슨한 상태로 만져지지 않습니다. 이 단일 변경으로 핀 취급 불량이 수율 방정식에서 제거되었습니다.
베이스 CNC 가공
베이스는 6063 알루미늄 플레이트에서 가공되며, 핀 슬롯은 스탬프 핀 풋에 맞게 밀링되고 부품 접촉면은 0.05mm로 평탄하게 마감되어 초도품 및 고정 인프로세스 주기에서 CMM 샘플링으로 검증됩니다. 슬롯 폭과 위치는 접촉면과 동일한 셋업에서 가공되므로 핀이 직각으로 서고 조인트 정렬이 두 번째 클램핑에 의존하지 않습니다. 슬롯 간 간격은 핀 피치에 맞춰 유지되어 핀 사이의 공기 흐름 채널이 균일해집니다. 이는 1U 팬 곡선에서 핀 팩 전체의 예측 가능한 압력 강하에 중요합니다.
스웨이지드 핀 어셈블리 및 조인트 검증
어셈블리는 제어된 압입 작업입니다. 핀을 가공된 슬롯에 삽입하고 스웨이지하여 베이스 재료가 핀 풋을 기계적으로 잠급니다. 기계적 조인트가 구조적 하중을 지지하므로 핀 루트의 열 인터페이스는 수명 동안 펌프 아웃되는 접착제 층에 의존하지 않고 열 사이클링을 통해 얇고 안정적으로 유지됩니다. 조인트 무결성은 각 생산 로트의 핀에 대한 샘플 풀 테스트와 스웨이지드 인터페이스의 주기적 단면 검사로 검증됩니다. 그런 다음 어셈블리는 블랙 아노다이징되어 섀시 미관과 일치하고 표면 방사율을 높여 1U 공기 흐름 내에서 복사 보조 방열을 개선합니다.
핀 형상은 스탬프 어셈블리가 가치를 발휘하는 부분입니다. 핀은 0.3mm 두께로 블랭킹되고 프로파일 프로젝터에서 피치와 높이를 검사하여 피치를 ±0.1mm 이내로 유지하므로 히트싱크 폭 전체에서 핀 사이의 공기 흐름이 균일하게 유지됩니다. 핀은 베이스 플레이트 홈에 압입되어 기계적으로 접합된 후, 어셈블리는 블랙 아노다이징 전에 장착면에서 0.05mm 평탄도로 가공되며, 전력 모듈이 베이스에 접촉하는 부분에는 마스킹이 적용됩니다.
주요 사양
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 재질 | 6063 알루미늄 (스탬프 핀 + 가공 베이스) |
| 핀 두께 | 0.3mm 스탬프 핀, 프로그레시브 다이 |
| 핀 피치 | 도면에 따른 균일 피치, 가공 슬롯 매칭 |
| 베이스 평탄도 | 부품 접촉면 0.05mm |
| 어셈블리 | 스웨이지드/압입 핀-베이스, 기계적 조인트 |
| 표면 마감 | 블랙 아노다이징 |
| 물량 | 월 10,000-50,000개 |
| 검사 | CMM 평탄도, 로트별 핀 풀 테스트, 단면 검사, 주요 치수 CPK≥1.33 |
| 납기 | 샘플 3-7일, 첫 배치 12-20일 |
품질 관리 및 납기
부품은 ISO9001:2015 품질 시스템에서 운영됩니다. 초도품 검사는 베이스의 전체 CMM 레이아웃, 접촉면 평탄도, 슬롯 위치 및 핀 팩 직각도를 포함합니다. 각 생산 로트는 핀 풀 강도를 샘플링하고 스웨이지드 인터페이스는 고정 일정에 따라 단면 검사됩니다. 인프로세스 데이터는 스탬핑 치수 드리프트와 베이스 평탄도를 추적하며 주요 치수에서 CPK는 ≥1.33으로 유지됩니다. 스탬핑, 가공 및 어셈블리가 한 공장에서 이루어지므로 핀 형상의 드리프트는 최종 어셈블리에서 비적합으로 도착하는 대신 베이스 가공 단계에서 포착됩니다.
결과: 샘플은 7일 이내 승인되었고, 첫 생산 배치는 합의된 기간 내에 납품되었으며, 월 물량은 수율 급락 없이 10,000개에서 50,000개로 확장되었습니다. 핀 조인트 열화와 관련된 현장 열 마진 실패는 이후 두 분기 동안 0으로 떨어졌고, 고객의 수입 검사는 BQUQ의 로트 데이터에 대한 평탄도 및 풀 테스트 검증으로 간소화되었습니다.
관련 제품 및 자료
다른 핀 어셈블리 구조 및 규모 예시는 다음을 참조하십시오.
- 맞춤형 스웨이지드 핀 히트싱크
- 맞춤형 압출 알루미늄 히트싱크 컬렉션
- 로봇 조인트 모듈: 네 가지 공정, 하나의 공장 - BQUQ가 하나의 품질 시스템 아래 공정을 결합하는 방법
FAQ
스탬프 핀은 얼마나 얇게 가능하며, 여기서 왜 0.3mm인가?
스탬프 핀은 0.3mm부터 시작할 수 있으며 이는 압출 한계보다 낮습니다. 이것이 고밀도 1U 핀 팩이 이 공정을 사용하는 이유입니다. 0.3mm에서 좁은 피치로 핀 팩은 허용 높이에서 표면적을 얻고, 스탬프 구조는 핀을 가볍게 유지하여 스웨이지드 조인트에 부하를 주지 않습니다.
대량 생산에서 0.05mm 베이스 평탄도는 어떻게 유지됩니까?
접촉면은 핀 슬롯과 동일한 셋업에서 CNC로 마감된 후 고정 인프로세스 빈도로 CMM 샘플링되고 롤링 배치에 대해 CPK≥1.33이 추적됩니다. 평탄도 데이터는 각 로트와 함께 제공되므로 평탄도 관리는 최종 라인 분류에 의존하지 않습니다.
스웨이지드 핀 조인트는 에폭시 접합과 비교하여 충분히 강합니까?
스웨이지드 조인트는 각 핀을 가공된 베이스에 기계적으로 잠그고, 모든 생산 로트는 핀 풀 테스트와 주기적 단면 검사로 검증됩니다. 펌프 아웃되거나 열화되는 접착제 층이 없으므로 인터페이스 저항은 열 사이클링을 통해 안정적으로 유지됩니다. 이것이 이 사례에서 현장 실패를 해결한 것입니다.
리드 타임과 물량 한도는 어떻게 됩니까?
샘플은 3-7일이 걸리고 첫 배치는 12-20일 내에 출하됩니다. 스탬프 핀 히트싱크 어셈블리는 월 1K에서 100K개까지 가능합니다. 이 프로젝트는 재검증 없이 롤링 일정으로 월 10,000개에서 50,000개로 확장되었습니다.
