압출 상태로 확보 가능한 공차, 가공이 필요한 조건, 평탄도가 열저항에 미치는 영향, 접촉면 지정 방법을 숫자로 설명합니다.
방열판 공차와 평탄도: 도면 지정 기준
직접 답변: 압출 상태의 방열판 프로파일은 핀 두께에서 +/-0.15 mm, 전체 치수에서 +/-0.3 mm가 표준입니다. 이보다 엄격하게 하려면, 또는 베이스 평탄도를 0.1 mm보다 좋게 하려면 압출 후 기계 가공이 필요합니다. 가공품의 표준 공차는 중요 부위에서 +/-0.05 mm이고, 베이스 평탄도는 0.05 mm, 비용을 올리면 0.02 mm까지 대응합니다.
공차는 엄격할수록 좋은 것이 아닙니다. 만들 수 없는 지시는 견적 단계에서 무시되거나 과도한 검사비로 돌아옵니다. 중요한 것은 어느 치수가 열 성능에 영향을 주고 어느 치수가 조립에 영향을 주는지를 나누어 지정하는 일입니다.
공법별로 실제 확보 가능한 공차
| 부위 | 압출 상태 | 압출 후 기계 가공 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 전체 폭·높이 | +/-0.3 mm | +/-0.05 mm | 금형 마모로 치수가 플러스 방향으로 성장 |
| 핀 두께 | +/-0.15 mm | 해당 없음 | 핀은 금형으로 성형되며 스카이빙 외에는 절삭하지 않음 |
| 핀 피치 | +/-0.10 mm | 해당 없음 | 폭이 넓은 단면에서는 오차가 누적됨 |
| 절단 길이 | +/-0.5 mm | +/-0.1 mm | 톱 절단과 엔드밀 마무리의 차이 |
| 베이스 평탄도 | 보통 0.15-0.30 mm | 표준 0.05 mm, 달성 가능 0.02 mm | 방열판에서 원가에 가장 큰 영향을 주는 지시 |
| 베이스 두께 | +/-0.25 mm | +/-0.05 mm | 두께 변동은 확산 저항에 직접 영향 |
| 홀 위치 | 해당 없음 | +/-0.05 mm | 압출 후 드릴 또는 엔드밀로 가공 |
| 베이스와 핀의 직각도 | 보통 0.3 mm | 0.05 mm | 케이스 벽에 밀착해 고정할 때 중요 |
| 접촉면 표면 거칠기 | 보통 Ra 3.2 | 표준 Ra 1.6, 요청 시 Ra 0.8 | 거칠기는 열 계면 성능에 영향 |
베이스 평탄도가 다른 어떤 치수보다 중요한 이유
열은 베이스와 상대면의 실제 접촉점을 통해서만 이동합니다. 평탄도가 나쁘면 겉보기 접촉 면적은 커도 실제로 닿는 면적은 몇 분의 일로 줄어듭니다. 그 틈은 공기로 채워지고, 공기의 열전도율은 알루미늄의 수천 분의 일입니다. 결과적으로 핀을 두껍게 해도, 베이스를 두껍게 해도 열저항은 내려가지 않습니다. 평탄도는 치수 정밀도 문제가 아니라 열설계 문제입니다.
올바르게 제작되는 지시 작성법
평탄도는 반드시 기준면을 명시해 지시합니다. 도면에 "평탄도 0.05"만 적으면 어느 면의 어디를 측정하는지 모호해집니다. 접촉면 전체에 대해 정의하고 측정 범위와 측정점 수를 함께 적습니다. 여기에 핀 끝단의 허용치, 베이스 두께 허용치, 기준면 지정을 더합니다. GD&T를 쓰는 경우 평탄도뿐 아니라 필요에 따라 평행도와 직각도도 함께 표기하면 검사 해석의 흔들림이 줄어듭니다.
공차를 조이는 비용
공차를 한 단계 조이면 가공 단계가 늘어납니다. 압출 상태로 +/-0.3 mm를 맞출 수 있는 부품에 +/-0.05 mm를 요구하면 베이스와 측면 절삭, 치구 추가, CMM 전수 또는 샘플링 검사가 필요합니다. 비용은 가공비에 더해지고 납기는 셋업만큼 늘어납니다. 실제로 필요한 곳은 열 계면과 끼워맞춤 1-2개소뿐인 경우가 대부분입니다.
압출 공차가 흘러가는 이유와 대책
압출 금형은 사용할수록 베어링부가 마모되어 프로파일이 점점 커집니다. 새 금형에서 중앙값이던 치수가 3-8톤을 압출할 무렵에는 상한에 붙습니다. 대책은 세 가지입니다. 금형별 누적 압출량을 기록합니다. 로트마다 핀 두께와 베이스 두께를 측정합니다. 그리고 치수가 상한에 가까워지면 금형을 수정합니다. 이 세 가지를 운영하는 공장은 장기 양산에서 치수가 안정됩니다.
자주 묻는 질문
평탄도 0.05 mm를 압출 상태로 낼 수 있나요？
불가능합니다. 압출 상태에서는 보통 0.15-0.30 mm입니다. 0.05 mm는 압출 후 베이스 절삭으로 달성하는 수준입니다.
접촉면에 서멀 그리스를 쓰면 평탄도를 완화할 수 있나요？
막 두께 0.05 mm의 얇은 그리스는 틈 변동을 흡수하지 못합니다. 이 경우 0.05 mm를 유지하십시오. 0.5-1.0 mm 갭 패드를 쓰면 0.10-0.15 mm로 충분합니다.
핀 두께 공차를 조일 수 있나요？
압출에서는 +/-0.15 mm가 표준이고 기계 가공 대상이 아닙니다. 조이려면 스카이빙 등 다른 공법을 검토해야 합니다.
공차를 지정하지 않으면 어떻게 되나요？
일반 공차가 적용되고 평탄도는 보장되지 않습니다. 열 성능 문제가 생기면 도면 문제로 처리됩니다.
접촉면 평탄도, 사용할 열 계면재, 고정 방법을 보내주십시오. 필요한 공차 수준과 압출 상태로 충분한지를 판단해 제안합니다.
