KR101360730B1 - Cooling device and electronic device thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열 장치 및 이를 포함하는 전기 장치에 관한 것으로서, 방열 장치가, 전기 회로를 둘러싸는 케이스; 상기 케이스의 상부에 배치되고 상기 전기 회로를 커버하는 탑 커버; 상기 탑 커버의 상면에 배치되는 방열 모듈을 포함하고, 상기 케이스, 상기 탑커버 및 상기 방열 모듈은 탈착 가능하도록 함으로써, 임의 방식의 방열 모듈 모두에 탄력적으로 적용 가능하다. The present invention relates to a heat dissipation device and an electric device including the same, the heat dissipation device comprising: a case surrounding an electric circuit; A top cover disposed on the case and covering the electrical circuit; It includes a heat dissipation module disposed on the top surface of the top cover, by allowing the case, the top cover and the heat dissipation module to be removable, it can be flexibly applied to all of the heat dissipation module of any type.

Description

방열 장치 및 이를 포함하는 전기 장치{COOLING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE THEREOF}Heat dissipation device and electric device including the same {COOLING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE THEREOF}

본 발명은 전자 부품의 방열 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 방열 방식의 선택에 제한없이 임의 방식의 방열 모듈을 모두 탑재 가능한 방열 장치 및 이를 포함하는 전기 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipation device for an electronic component, and more particularly, to a heat dissipation device capable of mounting all of the heat dissipation modules of any type without limiting the selection of the heat dissipation method, and an electric device including the same.

최근, 전자 산업의 발달로 반도체 소자들은 경박 단소화, 저전력 소모를 위하며 고집적화로 제조되어지는데, 이러한, 고집적화 IC들은 짧은 시간에 많은 양의 정보들을 처리하기 때문에 동작 중 많은 양의 열을 발생한다. 그러나 이렇게 발생된 열들은 IC 패키지 자체만으로 방열시키는데는 한계가 있다.Recently, due to the development of the electronics industry, semiconductor devices are manufactured for high lightness, small power consumption, low power consumption, and high integration. Such high integration ICs generate a large amount of heat during operation because they process a large amount of information in a short time. . However, the generated heat is limited to heat dissipation by the IC package itself.

특히, 높은 RF를 사용하는 반도체 소자들은 작동 중 높은 열을 발생할 뿐 아니라, 전자기파를 발생(EMI/EMC)시켜 인접한 소자들의 오동작을 유발한다.In particular, semiconductor devices using high RF not only generate high heat during operation, but also generate electromagnetic waves (EMI / EMC), causing malfunction of adjacent devices.

여기서, EMC는 전자적 적합성이라는 말로서, 소자에서 방사되는 전자기파(Electro Magnetic Emission:EME)의 허용범위를 정해서 다른 부품에 영향을 주지 않도록 하거나, 소자가 특정한 전자기파의 간섭(Electro Magnetic Immunity: EMI)에 대하여 견딜 수 있는 기준 등을 말한다.Here, EMC refers to electronic compatibility, which defines an allowable range of electromagnetic radiation emitted from a device so as not to affect other components, or that the device is exposed to specific electromagnetic interference (EMI). It stands for enduring standards.

한편, 자동차용 컨버터(Converter) 모듈도 차내에 장착되어야 하므로 소형화 집적화의 요구가 있고, 컨버터 모듈의 방열을 위해서는, 일반적으로 수냉식 또는 공냉식의 2가지 방식 중 한가지가 이용되었다. On the other hand, a converter module for automobiles is also required to be mounted in a vehicle, so there is a demand for miniaturization and integration, and for heat dissipation of the converter module, one of two methods, generally water-cooled or air-cooled, has been used.

도 1의 (a)는 수냉식 방열 모듈로서, 컨버터 모듈(미도시)을 커버하는 하우징 또는 케이스(30)의 위에 수냉식 방열판(10)을 배치함으로써 컨버터 모듈로부터 발생하는 열을 수냉식 방열판(10)이 외부로 전달시키도록 하고 있다. 수냉식 방열판(10)은 냉각수가 통과하는 유로(10-1)가 수냉식 방열판(10)의 컨버터 모듈 접촉면에 전체적으로 확장함으로써 빠른 시간에 방열이 이루어지도록 한다. FIG. 1A illustrates a water-cooled heat dissipation module in which water generated by the water-cooling heat dissipation plate 10 is disposed on the housing or case 30 that covers the converter module (not shown). It is to be delivered to the outside. The water-cooled heat sink 10 has a flow path (10-1) through which the coolant passes through the contact surface of the converter module of the water-cooled heat sink 10 as a whole so that the heat dissipation can be made in a short time.

도 1의 (b)는 공냉식 방열 모듈로서, 컨버터 모듈(미도시)을 커버하는 하우징(31)의 위에 공냉식 방열판(11)을 배치함으로써 컨버터 모듈로부터 발생하는 열을 공냉식 방열판(11)이 외부로 전달시키도록 하고 있다. 공냉식 방열판(11)은  FIG. 1B illustrates an air-cooled heat dissipation module, in which heat generated from the converter module is transferred to the outside by arranging the air-cooled heat dissipation plate 11 on a housing 31 covering the converter module (not shown). I'm trying to pass it. Air-cooled heat sink 11

방열판(11-1, 11-2,...)과 방열판 일정한 간격으로 적층되어 배치되고, 방열판 사이의 통기 공간들에 냉각용 공기를 통과시킴으로써 방열시키고 있다. The heat sinks 11-1, 11-2, ... and the heat sinks are stacked and arranged at regular intervals, and are radiated by passing cooling air through the ventilation spaces between the heat sinks.

한편, 방열 모듈을 제작하는 경우에는, 방열 모듈의 제작 전 단계에서 상술한 공냉식 또는 수냉식의 방식이 결정되어야 하고 일반적으로 자동차 부품은 공냉식 또는 수냉식 중 한 가지 방식의 방열 모듈이 제작되어 자동차 등에 이용되고 있다. 그러나, 방열 모듈의 제작업체의 경우 한가지 방열 모듈을 개발할 경우, 수냉식 또는 공냉식 중 하나의 방식에 따라 외부 하우징(30, 31)을 별도로 설계해야 한다. 따라서, 방열 모듈의 주문 방식에 따라 그때그때 방열 모듈을 제작할 뿐, 방식이 다른 방열 모듈의 경우 외부 하우징을 공통으로 사용할 수 없다. 따라서, 제작 시간 및 제작 비용이 소요된다.On the other hand, in the case of manufacturing the heat dissipation module, the above-described air-cooled or water-cooled method should be determined in the pre-production stage of the heat-dissipating module, and in general, automotive parts are used in automobiles, etc. have. However, in the case of the manufacturer of the heat dissipation module, when developing one heat dissipation module, the external housings 30 and 31 must be separately designed according to one of the water-cooled or air-cooled methods. Therefore, according to the order of the heat dissipation module, only the heat dissipation module is manufactured at that time, and in the case of a heat dissipation module having a different method, the external housing cannot be used in common. Therefore, production time and production cost are required.

본 발명은 하나의 컨버터 모듈에 대하여 이를 방열하기 위한 방열 모듈로서, 수냉식 및 공냉식 중 두가지 방식에 적용 가능한 방열 장치를 제공하도록 한다.The present invention is to provide a heat dissipation device that can be applied to two types of water-cooled and air-cooled as a heat dissipation module for heat dissipating one converter module.

본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치는 전기 회로를 둘러싸는 케이스; 상기 케이스의 상부에 배치되고 상기 전기 회로를 커버하는 탑 커버; 상기 탑 커버의 상면에 배치되는 방열 모듈을 포함하고, 상기 케이스, 상기 탑커버 및 상기 방열 모듈은 탈착 가능하다.A heat dissipation device according to an embodiment of the present invention includes a case surrounding an electric circuit; A top cover disposed on the case and covering the electrical circuit; And a heat dissipation module disposed on an upper surface of the top cover, wherein the case, the top cover, and the heat dissipation module are removable.

본 발명에 따르면 방열 장치의 제작 비용 및 시간을 절감할 수 있도록 한다.According to the present invention to reduce the manufacturing cost and time of the heat dissipation device.

도 1은 종래 방열 장치의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치의 분해도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치의 조립도를 나타낸다.1 shows an example of a conventional heat dissipation device.
Figure 2 shows an exploded view of the heat dissipation device according to an embodiment of the present invention.
3 shows an assembly view of a heat dissipation device according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하며 본 발명에 대해 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치의 분해도를 나타낸다. 도 2를 살펴보면 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치(100)는, 전기 회로(미도시)를 둘러싸는 케이스(30), 케이스(30)의 상부에 배치되고 전기 회로를 커버하는 탑 커버(20), 탑 커버(20)의 상면에 배치되는 방열 모듈(10, 11)을 포함할 수 있다. 또한, 케이스(30), 탑커버(20) 및 방열 모듈(10, 11)은 각각 탈착 가능할 수 있다.Figure 2 shows an exploded view of the heat dissipation device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the heat dissipation device 100 according to the exemplary embodiment may include a case 30 surrounding an electric circuit (not shown), and a top cover disposed on the case 30 and covering the electric circuit. 20) and the heat dissipation modules 10 and 11 disposed on the top surface of the top cover 20. In addition, the case 30, the top cover 20, and the heat dissipation modules 10 and 11 may be removable.

방열 모듈(10)은 수냉식 방열 모듈을 나타내고, 방열 모듈(11)은 공냉식 방열 모듈을 나타낸다. 본 발명에서는, 방열 모듈이 수냉식 또는 공냉식 중 임의의 방열 모듈에 모두 적용, 설계되기 위하여, 방열 모듈(10, 11)과 케이스(30)의 사이에 탑커버(20)를 더 배치시키고 있다.The heat dissipation module 10 represents a water-cooled heat dissipation module, and the heat dissipation module 11 represents an air-cooled heat dissipation module. In the present invention, the top cover 20 is further disposed between the heat dissipation modules 10 and 11 and the case 30 so that the heat dissipation module can be applied to any heat dissipation module, either water-cooled or air-cooled.

탑커버(20)는, 전기 회로를 둘러싸는 케이스(30)의 상부에 배치되고, 케이스(30)와 체결부(201, 301)를 통하여 탈착 가능하다. 체결부(201, 301)는 볼트로 구성될 수 있다. The top cover 20 is disposed above the case 30 surrounding the electric circuit, and is detachable through the case 30 and the fastening portions 201 and 301. The fastening parts 201 and 301 may be formed of bolts.

케이스(30)가, 예컨대, 직육면체의 형상으로 형성된 경우에는, 전기 회로의 수납을 위하여 상부면이 개방되어 있을 수 있다. 탑커버(20)는 케이스(30)의 상부에 배치되어 케이스(30)를 밀폐시키도록 구성될 수 있다. 탑커버(20)가 케이스의 개방된 상부에 배치됨으로써, 케이스 내부에 배치되는 전기 회로로부터 발생되는 열은 케이스의 상부에 배치된 탑커버(20)를 경유하여 전달될 수 있다. When the case 30 is formed, for example, in the shape of a rectangular parallelepiped, the upper surface may be opened to accommodate the electric circuit. The top cover 20 may be disposed above the case 30 to seal the case 30. Since the top cover 20 is disposed in the open upper portion of the case, heat generated from the electrical circuit disposed inside the case may be transmitted via the top cover 20 disposed in the upper portion of the case.

탑커버(20)는 전기 회로로부터 발생되는 열을 신속하고 효율적으로 방열 모듈(10, 11)에 전달하기 위하여 탑커버(20)의 상부면 전체에는 방열 모듈(10, 11)이 접촉하여 배치될 수 있다. 방열 모듈(10, 11)은 그 방식이 수냉식 또는 공냉식 중 어느것이더라도 탑커버(20)의 상부면에 접촉, 배치되면서, 체결부(101, 111)에 의하여 결합될 수 있다. The top cover 20 may be disposed in contact with the heat dissipation modules 10 and 11 on the entire upper surface of the top cover 20 in order to transfer heat generated from the electric circuit to the heat dissipation modules 10 and 11 quickly and efficiently. Can be. The heat dissipation modules 10 and 11 may be coupled by the fastening parts 101 and 111 while being in contact with and disposed on the top surface of the top cover 20 even if the method is water-cooled or air-cooled.

또한, 탑커버(20)는 전기 회로로부터 발생되는 열을 신속하고 효율적으로 방열 모듈(10, 11)에 전달하기 위하여 상면으로서, 방열 모듈(10, 11)과 탑 커버(20)의 접촉면(20-)에는 방열판, 또는, 열전도율이 높은 써멀 패드(thermal pad) 또는 써멀 그리스(thermal grease)가 형성될 수 있다. 접촉면(20-1)은 열전도율이 높은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 복합재료 등으로 형성될 수 있다. 즉, 케이스(30), 탑커버(20) 및 방열 모듈(10, 11)은 체결부에 의하여 결합 또는 해제 가능하므로, 방열 모듈이 임의의 방식으로 제작되어도, 케이스(30) 및 탑커버(20)가 임의의 방열 모듈에 적용, 결합 가능하므로 방열 장치의 제조 시간 및 제조 비용이 절감될 수 있는 것이다. In addition, the top cover 20 is an upper surface for transferring heat generated from an electric circuit to the heat dissipation modules 10 and 11 quickly and efficiently, and the contact surface 20 of the heat dissipation modules 10 and 11 and the top cover 20. In the heat sink, a thermal pad or a thermal grease having a high thermal conductivity may be formed. The contact surface 20-1 may be formed of aluminum, copper, magnesium, a composite material, or the like having high thermal conductivity. That is, since the case 30, the top cover 20, and the heat dissipation modules 10 and 11 may be coupled or released by the fastening portion, the case 30 and the top cover 20 may be manufactured even if the heat dissipation module is manufactured in an arbitrary manner. ) Can be applied to any heat dissipation module and can be combined to reduce manufacturing time and manufacturing cost of the heat dissipation device.

다음에, 전기 회로가 배치된 케이스(30)의 상면에 탑커버(20)를 장착하고, 임의의 방열 모듈(10, 11)을 탑커버의 상면에 체결부를 통하여 배치시키면 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치가 완성된다. Next, the top cover 20 is mounted on the upper surface of the case 30 on which the electric circuit is disposed, and the optional heat dissipation modules 10 and 11 are disposed on the upper surface of the top cover through the fastening portion, according to an embodiment of the present invention. The heat dissipation device according to this is completed.

도 3의 (a)는 방열 장치의 부분 조립도를 나타내고 도 3의 (b)는 방열 장치의 전체 조립도를 나타낸다. 도 3의 (a)를 참조하면, 케이스(30) 및 탑커버(20)를 결합시킨 상태에서 임의의 방열 모듈(10, 11)이 배치 가능하다. 이에 따라, 케이스(30) 및 탑커버(20)를 결합시킨 전기 장치를 미리 제작하여 두고, 방열 모듈의 제작 상황에 따라 수냉식 방열 모듈(10) 또는 공냉식 방열 모듈(11) 중 하나를 선택, 제작하여 (30) 및 탑커버(20)의 조립체(20 + 30)에 장착시킬 수 있다. 도 3의 (b)는 수냉식 방열 모듈은 장착한 본 발명의 방열 장치(100)의 전체 조립도를 나타낸다. Fig. 3A shows a partial assembly view of the heat dissipation device and Fig. 3B shows an overall assembly view of the heat dissipation device. Referring to FIG. 3A, arbitrary heat dissipation modules 10 and 11 may be disposed in a state in which the case 30 and the top cover 20 are coupled to each other. Accordingly, the electric device in which the case 30 and the top cover 20 are combined is prepared in advance, and one of the water-cooled heat dissipation module 10 or the air-cooled heat dissipation module 11 is selected and manufactured according to the manufacturing situation of the heat dissipation module. And the assembly 20 + 30 of the top cover 20. Figure 3 (b) shows the overall assembly diagram of the heat dissipation device 100 of the present invention equipped with a water-cooled heat dissipation module.

또한, 도 3의 (c ) 는 케이스(30)에 탑재되는 전기회로(40)의 일례를 나타내고 도 3의 (d)는 탑커버(20)의 일 구성이 될 수 있는 써멀 패드(50, thermal pad)의 일례를 나타낸다.
3C illustrates an example of the electric circuit 40 mounted in the case 30, and FIG. 3D illustrates a thermal pad 50 that may be a configuration of the top cover 20. An example of pad) is shown.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치에 대하여 설명하였다. 본 발명의 범위는 케이스의 내부에 전기 회로를 포함하고, 본 발명의 방열 장치를 포함한 임의의 전기 장치(electronic device), 반도체 패키지, 컨버터 모듈 등에 대해서도 적용될 수 있다. The heat dissipating device according to the exemplary embodiment of the present invention has been described above. The scope of the present invention includes an electric circuit inside the case, and can be applied to any electronic device, semiconductor package, converter module, and the like including the heat dissipation device of the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

방열 모듈(10, 11);
체결부(101, 111, 201, 301);
탑커버(20);
케이스(30);
방열 장치(100);Heat dissipation modules 10 and 11;
Fasteners 101, 111, 201, 301;
Top cover 20;
Case 30;
Heat dissipation device 100;

Claims (6)

방열 장치에 있어서,
전기 회로를 둘러싸며, 상부로 개방된 케이스;
상기 케이스의 상부에 배치되어 상기 케이스를 밀폐시키고, 상기 전기 회로를 커버하는 탑 커버;
상기 탑 커버의 상면에 배치되는 방열 모듈; 및
상기 탑 커버의 상면에서, 상기 방열 모듈과 상기 탑 커버의 접촉면에 배치되는 방열판을 포함하고,
상기 케이스, 상기 탑 커버 및 상기 방열 모듈은 탈착 가능한 방열 장치.In the heat dissipation device,
A case surrounding the electrical circuit and open upward;
A top cover disposed above the case to seal the case and cover the electric circuit;
A heat dissipation module disposed on an upper surface of the top cover; And
In the upper surface of the top cover, including a heat sink disposed on the contact surface of the heat dissipation module and the top cover,
The case, the top cover and the heat dissipation module is a heat dissipation device removable. 제1항에 있어서,
상기 케이스 및 상기 탑 커버의 탈착을 위한 체결부를 더 포함하는 방열 장치.The method of claim 1,
A heat dissipation device further comprising a fastening part for detaching the case and the top cover. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 방열판은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 복합재료 중 적어도 하나로 구성되는 방열 장치. The method of claim 1,
The heat sink is a heat dissipating device composed of at least one of aluminum, copper, magnesium, composite material. 제1항에 있어서,
상기 방열 모듈은 수냉식 모듈 또는 공냉식 모듈 중 임의의 방열 모듈인 방열 장치.The method of claim 1,
The heat dissipation module is a heat dissipation device of any of the water-cooled module or air-cooled module. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 중 어느 한 항의 방열 장치 및 전기 회로를 포함하는 전기 장치.An electrical device comprising the heat dissipation device of any one of claims 1, 2, 4 and 5 and an electrical circuit.
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