일반기술

표면미세가공에 의한 고성능 비등냉각면(沸騰冷却面)의 개발

본 기술은 반도체 등의 전열면과 냉각액과의 사이(間)나 고온유체로부터 저온유체로 열을 전달하는 열교환기의 융벽(전열벽)과 저온유체와의 사이 등의 비등열전달을 비약적으로 올리기 위한 표면가공기술이다. 구체적인 방법은 sputtering, 화학증착(CVD, Chemical Vapor Deposition), 습식에칭 등에 의해 미세한 scratch(높이 10nm ~ 1000nm의 요철)를 전열표면에 가공함으로써 무구평골(無垢平滑)한 전열면에서 비등열 전달의 성능을 비약적으로 개선한 것이 주요한 기술적 내용이다.기존부터 비등열전달의 성능을 개선하기 위해서는 수㎛로부터 수백㎛ 크기의 scratch나 cavity를 형성하는 표면처리기술이 개발되고 있다. 이를 위해 예를 들면, 레이저 조사, 샌드블러스트(Snad Blast)법, 액체호닝법(Wet Blast), 미립자부착법, 미세결정 석출법 등이 제시되고 있으나 이러한 방법에 의해 형성된 표면구조로는 표면 흡착이 쉬운 불화탄화수소 등의 액체에 대해서는 유효하지 않다던가, 고열부하의 조건하에서는 성능이 저하한다든가, 또는 불순물이 혼입할 염려가 생기는 등 각종 문제점이 나타난다. 그러나 본 기술은 기존의 방법에 의한 scratch와 비교해서 극단적인 상황하에서 미세가공에 의해 표면이 흡착이 쉬운 액체의 경우라도 scratch가 없는 실리콘 면과 비교하면 비약적으로 열전달의 향상을 실현한 것이 특징이라 할 수 있다.