KR0159134B1 - 발열소자 냉각장치 - Google Patents

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KR0159134B1
KR0159134B1 KR1019940701106A KR19940701106A KR0159134B1 KR 0159134 B1 KR0159134 B1 KR 0159134B1 KR 1019940701106 A KR1019940701106 A KR 1019940701106A KR 19940701106 A KR19940701106 A KR 19940701106A KR 0159134 B1 KR0159134 B1 KR 0159134B1
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heat
heating element
cooling
cooling device
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다까시 기따하라
다다요시 시마누끼
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사에구사 히로유끼
가부시끼가이샤 피에프유
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Abstract

발열소자 1상에 설치되거나 그안에 매몰된 히트싱크 2위에 팬 유니트 3을 설치하여 효과적인 공기흐름을 생성하고 다양한 형상으로 된 히트싱크를 구비함으로써 균일한 냉각 작용을 달성하는 냉각장치.
더욱이, 히트싱크 2에서 떨어져 또는 그 측면에 배치된 냉각 팬은 커버 또는 파이프에 의해 형성된 공기도관 경로를 통하여 효과적인 냉각을 하는데 사용된다.

Description

[발명의 명칭]
발열소자 냉각장치
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 발열소자 또는 발열유니트, 즉 히트싱크(heat sink) 시스템을 냉각하기 위한 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 고밀도 집적회로 패키지등의 발열소자 또는 발열유니트를 냉각하기 위한 발열소자 냉각장치에 관한 것이다.
[배경선행기술]
퍼스널컴퓨터(PC), 워크스테이션(work station), 및 다른 테스크탑(desktop) 또는 데스크사이드(desk-side)형 컴퓨터등의 비교적 소형의 다기능 및 고성능의 전자기기가 고밀도 집적회로 패키지를 사용한다. 이들은 국부적인 열원으로 된다. 통상, 방열핀은 이러한 고밀도 집적회로 패키지를 위해 개별적으로 또는 공통으로 제공된다. 자연통풍에 의한 자연냉각 또는 기기 전체에 공통 냉각핀에 의한 강제 냉각을 사용하여 그 기기를 다른 소자와 유니트와 함께 냉각시킨다.
최근의 고집적도의 LSI 패키지는 몇와트의 열을 발생시킨다. 더욱이, 사용된 클럭주파수의 상승과 함께 발열량이 증가한다. 특히, 5~6 또는 그 이상의 와트의 열을 발생시키는 LSI 패키지의 경우에서, 상기 형태의 통상의 히트싱크로 충분한 냉각을 얻는 것이 불가능한 경우가 있다. 강제냉각용의 냉각팬으로서, 예를들면 상술된 데스크탑형 퍼스널컴퓨터에서는 60~80nm 사각크기의 팬, 또는 데사크사이드형 검퓨터에서는 120nm 사각크기의 팬을 사용하여 상당히 고속으로, 예를들면 3000~5000rpm으로 작동하고 있다. 보다 강력한 냉각능력을 가지는 것을 사용하면은 기기크기, 비용 및 잡음의 면에서 불가능하다.
즉, 팬을 대형화하는 경우에는 이를 수반하는 기기크기가 증가하고 비용, 잡음또한 증가하지만, 냉각능력은 그에 상응하여 증가하지 않는다. 더욱이, 다수의 팬이 직렬 또는 병렬로 배열되어 사용되더라도, 기기의 크기와 비용은 이에 따라 증가하지만, 얻어지는 냉각 공기량은 유사하게 증가시키지 않는다. 더욱이, 고속으로 팬을 작동시키면은 잡음의 면에서 곤란하다. 또한, 대형의 팬이 저속으로 동작되는 경우에는 냉각효과와 잡음에 의한 장점이 기기크기와 비용의 불리점에 상응하여 얻어질 수가 없다. 이러한 이유때문에, 결과적으로 상술된 예에 대한 고발열 LSI 패키지의 히트싱크에 대하여 충분한 냉각공기를 공급하는 것이 불가능하다.
예를들면, 고밀도 실장 전자기기에 설치된 인쇄회로판을 냉각하는 경우의 종래실시예가 제1도에 도시되어 있다. 이 종래실시예에 있어서, 냉각팬 17은 선반 15내에 수용된 인쇄회로판 16, 16.... 를 냉각하기 위한 전자기기의 선반 15에 배열된다. 발열소자 101이 인쇄회로판 16, 16...상에 설치될때, 다수의 방사핀으로 제공된 공지의 히트싱크를 발열소자 1에 부착하여 발열소자 1의 냉각효율을 증가시키는 것이 필요하다.
제1도에서, 19는 인쇄회로판 16을 백판넬(back panel)에 설치하기 위한 접속기이고, 20은 통풍로를 나타낸 것이다.
히트싱크의 주 목적은 열전도면적을 증가시키는데 있다. 고방열효과를 얻으려고 하는 경우에는 방열핀의 높이가 보다 높아야 되거나 방열핀 사이의 구간이 좁게 되어야 하지만, 실제 넓게로는 이것은 실장밀도의 감소와 유체저항의 증가의 원인이 되어 지적된 바와 같이 요구된 성능을 얻을 수 없는 문제점을 야기시키게 된다.
더욱이, 냉각팬 17에 의해 냉각하더라도 스포트(spot) 기초로 특정 발열소자 1만을 냉각시키는 것이 불가능하다. 임의의 공기속도 또는 그이상이 이미 얻어질때는 더 큰 잡음의 불리점이 증가된 공기 속도에 기인하여 냉각효율의 향상보다 더 크게 되는 문제점이 있다.
공지의 히트싱크에 있어서, 냉각 용량을 향상시키려고 할때는 방열핀의 표면면적을 증가시키는 것이 필요하다. 그러나, 표면면적을 증가시키기 위하여 방열핀 사이에 구간을 좁게 할때는 압력손실이 증가하고 방열효과가 효과적으로 향상되지 않는다.
발열소자를 냉각하기 위한 종래의 냉각장치는 제2도에 도시되어 있다. 이러한 종래의 장치에 있어서, 열전도성이 우수한 물질, 알루미늄등으로 형성된 히트싱크 2는 발열소자 1상에 방열기로서 고착된다. 히트싱크 2는 상부에 다수의 콤브-투쓰형(comb-tooth like) 방열핀4, 4...로 제공된다. 발열소자 1로부터 방출된 열은 히트싱크 2에 전도되고 나서 냉각공기에 의해 흡수된다.
즉, 이러한 콤브-투쓰형 방열핀으로 제공된 히트싱크에 있어서, 제3도와 관련하여, 방열핀 4사이의 구간이 좁게 되는 경우에는 공기속도 V2가 공기속도 V1보다 더 작게 된다. 더욱이, 방열핀 4의 압력손실과 주위 압력손실과 비교하여, 주위 압력손실은 훨씬 더 작게 되어 대부분의 냉각공기가 주위면적에서 흐름을 끝낸다.
그러므로, 발열소자 1에 의해 방출된 열량이 증가하는 경우에는 방열효과를 상승시키도록 발열소자 1근처에 공기속도를 상승시키는 것이 필요하게 되고, 따라서 보다 강력한 팬의 사용이 필요하게 된다.
한편, 보다 강력한 팬을 만들기 위하여 일반적으로 팬의 크기가 증가되거나 그밖의 회전속도가 상승된다. 그러나, 결과적으로 팬의 실장공간이 증가하고 잡음이 증가하는 문제점이 있다.
방열효과를 상승시키기 위하여, 또한 방열핀 4의 표면면적을 증가시키는 것이 가능하지만, 이 경우에는 내장공간의 증가를 초래하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 기기의 일부에서 특히 고열을 방출하는 유니트 또는 발열소자가 통상 소수의 위치에 제한되기 때문에, 이들 발열소자 또는 유니트의 히트싱크에 각기 요구량의 냉각공기를 공급하여 국부적 강제냉각을 행하도록 약 25~40nm사각크기의 각각의 작은 크기의 냉각팬으로 조립된 히트싱크를 가진 이들 발열소자 도는 유니트를 제공하는 것이 고려되어 왔다.
제4도는 이러한 냉각팬과 함께 조립된 히트싱크를 가진 실장구조의 종류, 즉 형태를 개략적으로 도시한 부분단면의 정면도이다. 여기서, 실시예는 LSI 패키지의 냉각장치에 대한 적용을 나타낸 것이다. 도면에서, 1은 패키지 즉, 발열소자이고, 2는 열전도성이 우수한 물질로 형성된 히트싱크, 3은 냉각팬 유니트이다. 팬 유니트 3이 제4(a)도에 도시된 바와같이, 히트싱크위에 설치되는 직접 수직 실장형태와 팬 유니트 3이 제4(b)도에 도시된 바와같이, 히트싱크 2에 내장되는 내장 실장 형태에 대하여 고려한다.
그러나, 아직까지는 발열소자 또는 유니트용 개별냉각팬, 특히 소형의 기기와 고실장 밀도를 갖는 히트싱크의 실현을 위해 고냉각 효율을 달성하고 크기 요건을 충족시키기 위하여는 충분한 연구를 하여야 한다. 특히, 최근의 고밀도 실장기기의 요건을 충족시킬 수 있는 얇은 냉각구조에 대하여는 충분한 연구가 이루어지지 않았다.
제5도는 제4도에 도시된 실장구조의 냉각장치에의 방열부만을 도시한 측면도(a) 및 평면도(b)를 나타낸 것이다. 이 방열기는 열전도성이 우수하고 상부 표면에서 돌출한 다수의 방열핀 4, 4...을 갖는 물질로 형서된 히트싱크 2와 히트싱크 2위에 제공된 냉각팬 유니트 3으로 구성된다.
히트싱크와 함께 일체로 형성된 냉각팬으로 구성된 이러한 종래의 방열기에 있어서, 냉각팬 유니트 3은 그 팬 블레이드 3을 회전시키기 위하여 중앙에 배치된 모터 3C에 의해 구동되도록 구성된다. 취입표면에 냉각공기의 주입면적이 크기 때문에, 고냉각공기 발열용량을 갖기 위하여 모터 3C는 필연적으로 구비하지 않는다. 소망의 냉각효과를 나타내기 위하여 모터 3C의 회전속도등을 상승시키는 것이 필요하다. 이것은 잡음등의 생성을 야기하는 문제점을 갖는다.
더욱이, 상술된 바와같이 냉각팬 유니트 3은 그 중앙에 배치되는 모터 3을 가져, 발열량이 가장 높고 어떤 의미에서는 냉각효율이 높지 않은 히트싱크 2의 중앙에서 냉각공기량이 보다 작게 되는 문제점이 있었다.
제6도는 상술된 구성의 방열기에서 냉각 작용을 설명하기 위한 측면도(a)와 평면도(b)를 나타낸 것이다. 이러한 방열기는 그 상부 표면에서 돌출하는 다수의 핀형 방열핀 4, 4...을 가지며, 발열소자 1에 부착 또는 접착되는 히트싱크 2와 케이싱 3a에 수용되는 팬 3b를 가지며, 상기 히트싱크 2위에 설치되는 냉각팬 유니트 3으로 구성된다. 냉각팬 유니트 3의 팬 3b는 발열소자 1에서 방출된 열을 전달하는 히트싱크 2를 냉각시키도록 작동된다.
그러나, 상술된 종래예에 있어서 팬 3b의 하단과 히트싱크 2의 상부표면 사이의 거리가 실체 0이어서, 팬모터 유니트 아래의 영역, 즉 히트싱크 2의 중앙부가 데드 존(dead zone)이 되어, 냉각효율의 감소와 보다 큰 압력손실과 팬 3b의 용량감소를 초래하는 문제점이 있다.
더욱이, 예를들면 팬 3b의 배출공기가 히트싱크 2에 대하여 취입되는 소위 푸시시스템(push system)인 경우에서, 공기흐름은 제6(B)도에 화살표로 도시된 바와같이 소용돌이치면서 확산하여, 상호 간섭이 야기되고 데드포인트(dead point)가 발생하며, 실제 냉각에 기인하는 효과적인 공기량이 감소되는 문제점이 있다.
또한, 이들 문제점을 해결하고 냉각효율을 향상시키기 위하여 냉각유니트 3에 대하여 고속팬을 사용하는 것이 가능하지만, 이 경우에서는 잡음이 더 크게 되는 문제점이 있다.
[발명의 개시]
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 특정 발열소자를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 발열소자 냉각장치를 제공하는데 있다.
더욱이, 본 발명의 목적은 중앙부로부터 냉각공기를 공급하고 압력손실회로를 병렬이 아닌 상태, 직렬로 배열되게 하고 냉각공기가 반 이상으로 통과되는 거리와 압력손실을 감소하게 하는 발열소자 냉각장치를 제공하는데 있다.
다음에, 본 발명의 목적은 일체의 팬형태 발열소자 냉각장치, 즉 냉각을 효율적으로 향상시키며 고밀도 실장을 가능하게 하는 모양과 구조를 가지는 발열소자 또는 발열 유니트의 냉각을 위한 팬과 일체로 제공된 히트싱크 시스템을 제공하는데 있다.
더욱이, 본 발명은 실장효율을 저지하지 않고도 발열소자의 효과적인 냉각을 가능하게 하는 완전한 팬형태 발열소자 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 특정한 목적은 방열을 균일하게 하는 팬구조를 갖춘 발열소자 냉각장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 방열을 균일하게 하는 히트싱크 구조를 구비한 발열소자 냉각장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 더 특정한 목적은 크기를 얇게 만드는 것을 가능하게 하는 팬을 갖춘 발열소자 냉각장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 더 특정한 목적의 크기를 얇게 만드는 것을 가능하게 하는 팬과 히트싱크의 결합구조를 갖는 발열소자 냉각장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치는 냉각공기를 방열기에 취입하기 위한 취입장치와 발열소자에 부착된 방열기를 가지며, 상기 방열기는 열전도성이 우수한 물질로 형성되고 히트싱크의 중앙부에 배치된 중공파이프부와 다수의 방열핀으로 제공된 히트싱크로 구성되어, 냉각공기가 취입장치로부터 파이프에 강제적으로 도입되고 나서 파이프부에 형성된 작은 취입공으로부터 배출된다.
이러한 구성에 있어서, 취입장치로부터 부풀려진 냉각공기가 공기도관 경로를 통해 다수의 열방열기로 분포될 수 있고, 그 공기도관 경로는 결합부를 통해 다수의 공기도관 파이프에 접속될 수 있다. 이러한 방식으로, 공기도관 파이프를 선택하고 접속시킴으로써 인쇄회로판에 발열소자의 배열의 차이를 상쇄시키는 것이 가능해지고, 그 장치를 여러 유형의 인쇄회로판에 적용하는 것이 가능해진다.
더욱이, 공기 도관경로는 다수의 인쇄회로판에 접속을 가능하게 하기 위하여 인쇄회로판의 정면판에 제공된 결합부를 통해 취입장치에 접속될 수 있다.
더욱이, 냉각장치에서 나온 냉각공기는 발열소자의 중심선에 있는 파이프부로부터 안내된다. 파이프부는 그 바닥벽에 작은 취입공이 있다. 따라서, 냉각공기는 고온지역인 히트싱크의 중심선 부근을 집중적으로 냉각시켜 전체 냉각효율을 향상시킨다. 더욱이, 냉각공기가 파이프부에 의해 발열소자의 중심선에 대해 대칭적 위치에 안내되어 고온자격이 있는 히트싱크의 중심선 부근을 집중적으로 냉각시키고, 그로인해 전체 냉각효율을 향상시킨다.
게다가, 냉각공기가 가이드부에 의해 히트싱크의 중심에 안내되어 전체 냉각효율을 향상시키기 위해 고온지역이 있는 중심부를 집중적으로 냉각시킨다. 또한, 가이드부의 바닥벽 중심안에 작은 취입공이 형성되어 냉각공기가 상호 간섭없이 히트싱크의 중심부에 분출된다.
또한, 전술한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치는 히트싱크의 상부 표면으로부터 돌출하는 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크와 히트싱크에 부착된 냉각팬 유니트를 갖고, 히트싱크의 표면은 중심을 통과하여 히트싱크의 표면부를 방사상으로 분할하는 분할판을 그위에 제공한다. 여기에서, 냉각팬 유니트는 히트싱크의 상부표면에서 적당한 거리로 배열될 수 있고, 히트싱크와 냉각팬 유니트 사이의 틈은 봉함벽(enclosing wall)에 의해 덮여진다.
이러한 구조에 있어서, 분할판은 냉각팬 유니트에서 나온 냉각 공기내의 상호 간섭을 방지하고 히트싱크로부터 신속한 흐름을 촉진시키며, 냉각공기의 상호간섭에 의한 냉각효율의 감소를 방지한다. 더욱이, 냉각팬 유니트와 히트싱크 사이에 공기 차이가 형성되어 냉각팬 유니트로부터 취출된 냉각공기가 히트싱크의 주변 경계부 뿐만 아니라 사실상 그 중심부를 고르게 이동하고 따라서 높은 전체 냉각효율이 나타나게 할 수 있다.
더욱이, 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치가 구성되어 히트싱크의 방열핀은 정면 말단쪽으로 단면적이 더욱 작아지고 이것으로 인해 냉각팬으로부터 취출된 냉각공기가 히트싱크의 방열핀의 기저 표면에 다다르는 것이 더욱 용이하다. 그결과, 공기의 실제량이 냉각팬을 사용하는 경우에 같은 양의 취입과 함께 증가한다.
방열핀은 매트릭스와 같은 격자의 다른 모든 교차점을 점유하여 서로 엇갈린 방식으로 배열된다. 방열핀을 간헐적으로 공급함으로써 냉각공기의 압력 손실이 줄어들고 공기의 실제량이 증가하며, 더욱이 냉각공기는 모든 방열핀에게 보다 더 쉽게 부딪칠 수 있다. 본 발명에 의하면 이러한 방식으로 냉각공기의 압력 손실의 감소가 최소에 이르고, 방열 표면은 또한 증가할 수 있다.
또한, 상술한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 발열소자 냉각장치에 따라서 발열소자의 상부면에 배열되어 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크와 히트싱크위에 배열되어 그 중심에서 작동하는 모터부를 갖는 냉각팬 유니트가 제공된 수직 실장형태의 일체의 팬형태 발열소자 냉각장치가 공급되어, 거기에서 적어도 하나의 보조블레이드가 팬 유니트의 모터부의 기저면에 제공된다.
본 발명에 따른 일체 팬 형태 발열소자 냉각장치가 이러한 방식으로 구성되기 때문에, 팬 유니트가 히트싱크위에 실장되는 수직 실장형태에 있어서, 팬 유니트 아래의 공기를 환기시키고, 따라서 팬 유니트 바로 아래에서 생기는 모든 데드 존(dead zone)을 제거하기 위해 팬 유니트의 모터부 아래에 제공된 보조 블레이드를 사용하는 것이 가능하다.
더욱이, 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치는 다수의 핀(pin) 모양의 방열핀과 히트싱크위에 붙은 냉각팬 유니트와 함께 제공된 히트싱크를 가지고, 히트싱크의 방열핀의 기저면은 부분적으로 형성된 경사면을 가지므로 중심쪽으로 더욱 낮아진다.
그결과, 방열핀 기저면으로부터 인접하는 방열핀의 돌출높이는 히트싱크의 내부에 위치된 높이에서 더 높게 되어 그 차이가 이들 사이에서 압력손실의 원인이 된다. 압력손실의 이러한 차이에 기인하여, 냉각팬 유니트로부터 취입된 냉각공기는 히트싱크의 중앙부에서 수집하여, 열 방출이 높은 히트싱크의 중앙부가 효율적으로 냉각된다. 더욱이, 히트싱크의 두께는 중앙부에서 더 작아, 열방사가 촉진된다. 더욱이, 그 두께가 외부 원주쪽으로 더 크게 되어, 열전도가 향상되고 전도성 냉각효과가 향상된다.
동일한 방식으로 히트싱크가 중앙부쪽으로 하향하는 경사를 포함하도록 경사진 기저면과 부분적으로 형성되어 주위부에서 중앙부로 경사진 기저면을 따라 연장되도록 히트파이프가 배치되는 직접 수직 실장형태의 일체 팬 형태 발열소자 냉각장치가 제공된다. 이것에 따라, 중앙부쪽으로 경사진 히트싱크의 기저면에 히트파이프를 배치함으로써, 발열소자의 중앙부에서 방출된 열이 방열량을 증가시키고 냉각효율을 더 상승시키기 위하여 외주부에 전도된다.
더욱이, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치는 인쇄 회로판상에 설치된 발열소자의 상부표면과 떨어져 있고 발열소자와 하나 이상의 팬 유니트와 실제 동일면적의 적합한 거리로 배열된 커버부재를 가지며, 상기 팬 유니트는 발열소자를 냉각시키기 위하여 발열소자의 표면과 커버부재 사이의 틈에 냉각공기를 취입하는데 사용된다.
더욱이, 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치는 발열소자의 상부 표면에 부착되고, 그 상부 표면에 다수의 방열핀으로 제공된 히트싱크와 상기 히트싱크위에 부착된 팬 유니트를 가지며, 상기 팬 유니트들은 히트싱크의 중앙에 대하여 대칭부분에 제공되며 각 팬 유니트는 취입방향이 발열소자의 중앙에 접하도록 구동된다.
더우기, 발열소자에 인접하는 인쇄회로판상에 부착되고 상부표면에 다수의 방열핀으로 제공되는 히트싱크와 히트싱크위에 부착된 팬 유니트를 갖도록 구성될 수 있으며, 상기 히트싱크와 발열소자는 히트파이를 통하여 연결되어 있다.
이러한 구성에 따라, 커버부재는 발열소자 위에 배치되고 냉각공기는 팬 유니트로부터 틈쪽으로 취입된다. 냉각공기는 발열소자를 냉각시키기 위해 발열소자의 상부 표면쪽으로 배출되는 반면에, 발열소자에 의해 뒤로 퇴출된 냉각공기는 발열소자에 도달하기 위해 커버부재로부터 뒤로 다시 퇴출되어 발열소자의 냉각에 기여한다.
더욱이, 팬 유니트는 커버부재에 탈착 가능하게 부착되어 결함이나 파손의 경우에 교체될 수가 있다.
또한, 팬 유니트는 발열소자의 중앙으로부터 팬 회전축 상쇄 위치에 부착된다. 그결과, 팬으로부터 냉각공기가 발열소자의 중앙부, 즉 발열소자의 높은 열 방출영역에 대하여 직접 취입되어 냉각효율이 향상된다.
더욱이, 커버부재는 열 전도도가 우수한 물질에 의해 형성되고 열 전도도가 우수한 스프링 부재는 발열소자의 표면과 커버부재 사이에 삽입된다. 그결과, 발열소자로부터 열 일부가 스프링 부재를 통하여 커버부재에 전도되어 냉각 효율이 향상된다.
더욱이, 커버부재는 틈쪽에서 밖으로 돌출한 다수의 리지(ridge)로 형성된다. 이들 리지는 틈 내측에 통과하는 냉각공기에 조절(throttling)효과를 부여하고, 공기속도를 상승시킨다. 또한, 이들은 발열소자의 표면부에 냉각공기를 향하게 하여, 냉각효율을 향상시킨다.
히트싱크위에 부착된 다수의 팬 유니트는 히트싱크의 중앙에 대하여 대칭위치에 제공된다. 더욱이, 각 팬 유니트가 구동되어 그 취입방향이 발열소자의 중앙에 접한다. 그결과, 각 팬 유니트로부터 냉각공기가 발열소자의 중앙, 즉 높은 열 방출부분을 통과하여 냉각효율이 향상된다.
더욱이, 다른 구성에 따라 히트싱크는 발열소자에 인접하고 상부 표면에 설치된 팬 유니트로 설치된다. 히트싱크와 발열소자는 히트파이프에 의해 연결되고 발열소자에 의해 방출된 열은 히트파이프를 통하여 히트싱크에 전도된다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치는 발열소자의 상부 표면에 배치되고 적어도 그 중앙부를 제외하고 배치된 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 히트싱크의 상부 표면을 덮도록 부착되고 히트싱크의 중앙부에 접하는 공기 흡, 배기구를 갖는 커버, 및 커버의 공기 흡, 배기구의 내측에 있고 히트싱크의 중앙부에 매몰된 냉각팬 유니트로 베공되어, 팬 유니트를 구동하는 회로 구성요소가 히트싱크의 내부표면 또는 커버의 내부표면에 부착되는 매몰 실장형태 발열소자 냉각장치를 제공한다.
더욱이, 이러한 구성에 있어서, 팬 유니트의 회전 제어를 위한 회로 구성요소가 히트싱크 또는 커버의 내측 표면에 부착되므로 모터위 또는 아래에 제공되지 않고, 냉각장치가 공간의 그 양에 의해 더 얇게 될 수 있거나, 팬 모터가 측면으로 길게 되어 직경을 더 작게 할 수 있어서 냉각장치의 전체 크기를 감소시킨다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치가 인쇄 회로판상에 설치된 발열소자의 상부표면에 배치되고 기저면을 갖는 히트싱크, 기저면에 의해 지지되는 냉각공기조절 메카니즘, 및 히트싱크의 상부표면을 덮고 조절 메카니즘에 접하는 위치에 형성된 공기 흡, 배기구를 갖는 플레이트형(plate-shaped)커버, 및 커버의 공기 흡, 배기구 근처에 위치되고 조절 메카니즘에 수용되도록 설치된 냉각팬 유니트로 구성된다.
더욱이, 발열소자의 상부표면의 중앙부 근처에 부착된 열 전도도가 우수한 물질의 수나사부재가 더 제공되고 히트싱크에서, 팬 실장 부분이 중앙부로부터 위치 상쇄에 형성되고 수나사부재와 맞무리는 암나사 부분이 중앙부 근처에 형성된다.
이러한 구성에 따른 매몰 실장형태의 일체 팬형태 발열소자 냉각장치에 있어서, 열방사용 히트싱크에 형성된 조절 메카니즘을 사용하는 것이 가능하다. 더욱이, 히트싱크를 매몰 팬 유니트와 발열소자의 나사에 의해 결합하고, 수나사를 열 전도도가 큰 발열소자에 부착하게 하며, 냉각공기를 접촉하는 히트싱크에 암나사를 제공하게 함으로써, 일층 신뢰 가능한 결합구성을 만들고, 또한 냉각효율의 향상에 기여하는 것이 가능하다.
더욱이, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치는 발열소자의 상부 표면에 배치되고 적어도 팬 실장부외의 기저면에 배치된 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 팬 실장부에 접하는 위치에 공기 흡, 배기구를 갖고 히트싱크의 상부표면을 덮도록 부착되는 커버 및 커버의 공기 흡, 배기구의 근처에 위치된 팬 실장부에 매몰되도록 부착된 냉각팬 유니트로 제공되어, 커버의 측면이 발열소자의 위와 외부에 직접 연장되는 연장부와 연장부의 모서리에 연결되고 아래쪽으로 연장되는 차폐판(shielding plate)를 형성하는 매몰 실장형태의 일체 팬 형태 발열소자 냉각장치를 제공한다.
이러한 구성에 있어서, 커버의 연장부에 제공된 차폐부는 팽행한게 배치된 냉각장치 사이에서 배출공기의 간섭을 제거하는데 사용되고, 배출공기는 발열소자의 하부표면에 도입되어 냉각효율을 향상시킨다.
더욱이, 상술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 발열소자 냉각장치에 따라서, 상기 실장형태의 일체 팬형의 발열소자 냉각장치에 있어서, 보드(board)상에 설치된 발열소자의 상부표면에 배치되고 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 히트싱크의 상부표면을 덮도록 부착되고 히트싱크의 측면으로 연장되는 연장부를 갖는 커버, 및 커버의 연장부 근처에 설치된 팬 유니트로 구성되며, 팬 유니트의 작동이 냉각공기를 커버와 발열소자 냉각장치가 제공되어 있다.
또한, 팬 유니트가 발열소자와 히트싱크의 어셈블리측에 배치되는 측면 실장형태에 있어서, 냉각공기가 히트싱크로 효과적으로 통하게 되는 밀폐 구조를 구성하고, 방열부의 내측에 냉각공기를 효과적으로 안내하기 위한 부재를 더 배치하여 냉각장치를 얇게 형성하고 냉각 효율을 더 향상시키는 것이 가능하다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 인쇄 회로판을 냉각하는 경우의 종래예를 도시한 도.
제2도는 종래 냉각 구조에서의 문제점을 도시한 도.
제3도는 종래 히트싱크의 작용을 설명하는 도.
제4도는 냉각팬과 히트싱크의 결합체의 실장구조의 형태를 개략적으로 도시한 부분 단면정면도.
제5도는 제4(a)도 형태의 종래예를 도시한 도로서, 제5(a)도는 측면도이고, 제5(b)도는 히트싱크의 평면도.
제6도는 제4(b)도 형태의 종래예를 도시한 도로서, 제6(a)도는 측면도이고, 제6(b)도는 히트싱크의 평면도.
제7도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제1실시예를 적용하는 전자기기의 부품 구조를 도시한 도로서, 제7(a)도는 전체도이고, 제7(b)도는 요부의 확대도.
제8도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제1실시예에서의 방열기 구조의 사시도.
제9도는 제8도의 평면도.
제10도는 제8도의 변경형태의 도로서, 제8(a)도는 사시도이고, 제8(b)도는 평면도.
제11도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제2실시예에서의 방열기 구조의 단면도.
제12도는 제11도의 변경형태의 단면도.
제13도는 제11도의 다른 변경형태의 단면도.
제14도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제3실시예에서의 방열기 구조의 도로서, 제14(b)도는 평면도이고, 제14(b)도는 B-B선을 따른 단면도.
제15도는 본 발명에 따른 발열소자의 제4실시예에서의 방열기 구조의 사시도.
제16도는 제15도의 단면도.
제17도는 제17도의 단면도.
제18도는 제15도의 변경형태의 단면도.
제19도는 제18도의 평면도.
제20도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제5실시예를 적용하는 전자기기의 부품 구조의 도.
제21도는 제20도의 요부확대도.
제22도는 공기도관의 연결상태의 도.
제23도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제6실시예의 도로서, 제23(a)도는 단면도이고, 제23(b)도는 히트싱크의 평면도.
제24도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제7실시예의 도로서, 제24(a)도는 단면도이고, 제24(b)도는 히트싱크의 평면도.
제25도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제8실시예의 도로서, 제25(a)도는 단면도이고, 제25(b)도는 히트싱크의 평면도.
제26도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제9실시예의 도로서, 제26(a)도는 단면도이고, 제26(b)도는 히트싱크의 평면도.
제27도는 제26도의 변경형태의 도.
제28도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제10실시예의 도로서, 제28(a)도는 단면도이고, 제28(b)도는 평면도.
제29도는 제28도의 냉각 구조의 정단면의 중앙부의 확대단면도.
제30는 보조블레이드의 다양한 형상을 도시한 저면도.
제31도는 본 발명에 다른 발열소자 냉각장치의 제11실시예의 도로서, 제31(a)도는 단면도, 제31(b)도는 측면도이고, 제31(c)도는 평면도.
제32도는 제31도의 두번째 변경형태의 평면도.
제33도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제12실시예의 평면도, 정면도 및 측면도.
제34도는 제33도의 A-A선을 따른 정단면도.
제35도는 제33도의 실시예의 변경형태의 평면도, 정면도 및 측면도.
제36도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제13실시예의 사시도.
제37도는 제36도의 상세도로서, 제37(a)도는 평면도이고, 제37(b)도는 측면도.
제38도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제14실시예의 도로서, 제38(a)도는 평면도이고, 제38(b)도는 측면도.
제39도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제15실시예의 도로서, 제39(a)도는 평면도이고, 제39(b)도는 측면도이고, 제39(c)도는 제39(b)도의 C부분의 확대도.
제40도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제16실시예의 도로서, 제40(a)도는 평면도이고, 제40(b)도는 측면도.
제41도는 제40도의 실시예의 히트싱크의 평면도.
제42도는 제40도의 변경형태도로서, 제42(a)도는 평면도이고, 제42(b)도는 히트싱크의 평면도.
제43도는 제40도의 다른 변경형태도로서, 제43(a)도는 평면도이고, 제43(b)도는 히트싱크의 평면도.
제44도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제17실시예의 도로서, 제44(a)는 측면도이고, 제44(b)도는 평면도.
제45도는 제44도의 분해사시도.
제46도는 제44도의 실시예의 작용을 설명하는 도.
제47도는 히트파이프의 부착방법을 설명하는 도로서, 제47(a)도는 분해도이고, 제47(b)도는 분해상태의 측면도.
제48도는 제47도의 변경형태를 설명하는 도.
제49도는 부착조립도.
제50도는 제44도의 변경형태로서, 제50(a)도는 측면도이고, 제50(b)도는 평면도.
제51도는 제4(b)도의 형태의 발열소자 냉각장치의 평면도, 정면도, 및 측면도.
제52도는 제51도의 A-A선을 따른 단면에서의 중앙부의 부분 확대단면도.
제53도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제18실시예의 평면도, 정면도, 및 측면도.
제54도는 제53도의 A-A선을 따른 단면에서 중앙부의 부분 확대단면도.
제55도는 제53도의 실시예의 변경형태의 평면도, 정면도, 및 측면도.
제56도는 제55도의 A-A선을 따른 단면에서 중앙부의 부분 확대단면도.
제57도는 제4(b)도 형태의 종래의 일체형 발열소자 냉각장치의 제1실시예 전체(a)와 커버(b)구조의 평면도와 정면도.
제58도는 제4(b)도 형태의 종래의 일체형 발열소자 냉각장치의 제2실시예 전체(a)와 커버(b) 구조의 평면도와 정면도.
제59도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제19실시예 전체(a)와 커버(b) 구조의 평면도와 정면도.
제60도는 제59도의 실시예에서의 히트싱크 구조의 평면도와 정면도.
제61도는 조절(throttling)메카니즘부 구조의 확대사시도.
제62도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제20실시예의 구조의 평면도와 정면도.
제63도는 수나사부재 구조예의 평면도와 정면도.
제64도는 수나사부재 구조의 다양한 예를 나타내기 위해 제63도의 A-A 단면의 단면도.
제65도는 제4(b)도 형태의 다수의 종래의 일체 팬형 발열소자 냉각장치를 병렬로 설치한 겅우에 실장형태의 사시도.
제66도는 제65도의 평면도.
제67도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제21실시예 구조의 평면도, 정면도, 및 측면도.
제68도는 제67도의 다수의 실시예를 병렬로 설치한 경우에 실장상태의 사시도.
제69도는 제68도의 평면도.
제70도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제22실시예 구조의 평면도(a)와 정면도(b).
제71도는 제70도의 실시예 구조의 사시도.
제72도는 제70도에 도시된 실시예의 제1 변경 실시예 구조의 평면도.
제73도는 제72도의 제1변경 실시예 구조의 사시도.
제74도는 제70도에 도시된 실시예의 제2 변경 실시예 구조의 사시도.
제75도는 제70도에 도시된 실시예의 제3 변경 실시예 구조의 평면도(a)와 정단면도(b).
제76도는 제70도에 도시된 실시예의 제4 변경 실시예 구조의 평면도(a)와 정단면도(b).
제77도는 제76도의 B부분의 부분확대도.
제78도는 제70도에 도시된 실시예의 제5 변경 실시예 구조의 평면도(a)와 정단면도(b).
제79도는 제78도의 변경 실시예의 사시도.
제80 내지 제82도는 제70도에 도시된 실시예에서의 히트싱크의 방열핀의 배열과 형상예의 평면도와 정면도.
발명을 실행하기 위한 최상의 방식
이하, 본 발명에 따른 냉각장치의 바람직한 실시예를 첨부도면과 관련하여 상세히 설명한다.
먼저, 제7도의 구조는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제1실시예를 적용한 전자기기의 구조, 특히 선반 15의 구조를 나타낸 것이다. (a)는 정면도이고, (b)는 같은 것의 주요부의 확대도이다. 이 구조의 하나의 장치에 있어서 선반 15에서 다수의 인쇄회로판 16, 16...은 접속을 위해 후면판넬에 플러그가 끼워진다.
인쇄회로판 16위에서 16...은 발열소자 1을 포함하는 여러 유형의 전자장치로 충전되어 있다. 이들 소자는 냉각시키기 위한 냉각공기를 선반 15에 도입하기 위하여 선반 15는 냉각팬 17을 갖는다. 제7도에서 20은 선반 15의 내부를 균일하게 냉각시키기 위해 공급된 공기도관을 도시한 것이다. 선반 15내부의 냉각공기의 흐름, 즉 공기흐름을 제7도에서 화살표 표시로 도시된다.
더욱이, 점 기초(spot basis)로서 발열소자 1을 냉각시키기 위해 취입장치 5가 선반 15의 바닥에 충전된다. 이러한 취입장치 5에서 나온 냉각공기는 풀무형태관 21을 통해 방열기 10에 전송되는데, 이것은 본 발명의 발열소자 냉각장치의 주요부분으로 사용된다.
본 실시예의 발열소자 냉각장치에서 방열기 10의 세부도는 제8도와 제9도에 도시된 것이다. 본 실시예에 따른 방열기 10은 예를 들면, 알루미늄같은 훌륭한 열전도도를 갖는 물질에 의해 형성된 히트싱크 2와 히트싱크 2의 중심부에 배열된 파이프부 6으로 구성된다. 중심부를 제외한 히트싱크의 전체 상부면은 거기에서 밖으로 돌출된 다수의 핀 모양으로 방열핀 4, 4...를 갖는다.
파이프부 6은 중공의 사각단면을 갖고 그 단부에 밀봉된다. 더욱이, 파이프부 6의 측벽은 방열핀 4의 구간에 대응하는 그 측벽에 형성된 다수의 작은 취입공 7, 7...를 갖는다.
한편, 제7도에 도시된 바와같이 취입장치 5는 바람직하게 시로코 팬(sirocco fan), 송풍기 또는 압축기등의 정압 특성으로 제공된 장치이다. 도시된 실시예에 있어서는 시로코 팬을 사용한다. 취입장치의 배출구는 공기도관과 연통하는 벨로우형(bellow-type)관 21에 연결하였다. 냉각공기는 이 벨로우형 관 21을 통하여 방열기 10의 파이프부 6에 취입된다.
그러므로, 이 실시예에서는 제9도에 화살표로 도시된 바와같이 구부려진 관 21을 통하여 파이프부 6에 취입된 냉각공기가 작은 취입공 7로부터 파이프부 6의 측면에 배출되어 파이프부 6의 측면에 배치된 방열핀 5를 냉각한다.
본 실시예에 따른 방열기 10의 히트싱크 2가 핀형의 방열핀 4로 제공되지만 이 대신에, 제10도에 도시된 바와같이 다수의 벽형의 방열핀 4를 형성하는 것이 가능하다. 이 경우에서, 방열핀 4는 파이프부 6의 작은 취입공 7의 개구방향을 따라 배열된다(제10(b)도 참조).
더욱이, 이들 실시예에 있어서, 방열기 10의 파이프부 6은 히트싱크 2와 일체로 형성될 수 있지만, 파이프부 6을 별개로 형성하고 그것을 히트싱크 2에 탈착 가능하게 부착시키는 것이 가능하다. 이 경우에서, 파이프부 6은 히트싱크 2와 맞물려 설치되도록 구성될 수가 있다.
제11도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제2실시예의 방열기 10을 도시한 것이다. 이 실시예에 따른 방열기 10에 있어서, 히트싱크 2는 그것을 커버부재 22에 설치하였다. 파이프부 6은 커버부재 22의 중앙부로부터 중지되고 이들을 통하여 관통괸 다수의 작은 취입공 7, 7...을 갖는 한쌍의 중지벽 22a 22a와 히트싱크 2사이에 형성된다.
중지벽 22a와 히트싱크 2사이에 형성된 파이프부 6의 깊이방향은 커버부재 22 또는 이의 구성부에 형성된 밀폐벽 22b에 의해 밀폐된다. 더욱이, 이 실시예에 따른 커버부재 22는 예를들면, 히트싱크 2에 만들어진 만물림홈 18과 맞물려진 측벽부에 맞물림벽 23으로 제공된다.
제12도는 제11도의 변경형태를 도시한 것이다. 이 변경형태에서 파이프부 6은 방열핀 4의 기저면 12로부터 적합한 높이에 배치된다. 다수의 작은 취입공 7, 7...는 파이프부 6의 하부벽 13과 측벽을 통하여 형성된다.
그러므로, 본 실시예에 따른 방열기에 있어서는 도면에 화살표로 도시된 바와같이, 냉각공기가 파이프 6으로부터 하향경사로 배출되어 상기 변경형태에서처럼 발열소자 1의 중앙부, 즉 고온영역이 효과적으로 냉각된다.
제14도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제3실시예에서의 방열기 10을 도시한 것으로 (a)는 평면도이고, (b)는 B-B선을 따른 단면도이다. 실시예에 있어서, 2개 파이프부 6은 히트싱크 2의 중앙선 L에 대하여 대칭위치에 제공된다. 작은 취입공 7은 이들 파이프부 6의 하부벽 13에 형성된다. 그러므로, 이 실시예에서 냉각공기는 2개 파이프부 6으로부터 히트싱크 2의 중앙선 L쪽으로 배출되고 중앙부, 즉 고온영역이 효과적으로 냉각된다.
제15도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제4실시예에서의 방열기 10의 사시도이다. 제16도는 이의 단면도이며, 제17도는 이의 평면도이다. 이 실시예에서 파이프부 6은 히트싱크 2의 중앙부쪽으로 구부려진 안내부 14를 갖는다. 이 안내부 14의 정면말단은 개방된다. 히트싱크 2에 부착된 상태에 있어서, 그것은 히트싱크 2의 방열핀의 기저면 12에 대하여 접합하므로 폐쇄된다(제16도 참조). 그러므로, 이 실시예에서 냉각공기는 히트싱크 2의 중앙부를 냉각하기 위해 히트싱크 2의 중앙부에 안내되고, 또한 주위방열핀 4, 4...을 냉각하기 위해 측면쪽으로 안내부 14의 측벽에 형성된 작은 취입공 7로부터 배출된다(제17도 참조).
제15도에 도시된 방열기의 변경형태는 제18도에 도시되어 있다. 제19도는 이의 평면도이다. 이 변경형태에서 안내부 1는 바닥으로 형성된다. 작은 취입공 7은 히트싱크 2의 방열핀 4의 기저면으로부터 적합한 높이위치에 배치된 안내부 14의 하부벽 13의 중앙에 형성된다. 그러므로, 이 변경형태에서 냉각공기는 히트싱크 2의 중앙, 즉 고온영역에 간섭이 없는 상태로 배출되어 냉각효율의 더 큰 향상을 가능하게 한다(제18도 및 제19도 참조).
제20도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제5실시예를 적용한 전자기기 부품의 구성을 도시한 것이다. 이 구성의 기기에 있어서, 발열소자 1이 설치되는 모듈러스 M, M...이 선반 15의 개구면에 대응하는 측모서리에 정면판 16a로 제공된 인쇄회로판 16, 16상에 부착된다. 모듈러스 M의 발열소자 1은 이들에 부착된 방열기 10을 구비한다. 냉각공기는 방열기 10의 파이프부에 공기관 경로 11을 연결하여 방열기 10에 취입된다. 더욱이, 공기관 경로 11과 취입장치 5는 인쇄회로판 16의 정면판 16a에 제공된 결합부 8'에 의해 연결된다.
제21도에 도시된 바와같이, 취입장치 5는 송풍기 또는 펌프 또는 다른 취입장치 24와 조절밸브 25로 제공된다. 조절밸브 25는 방열기 10 근처에 배치된 온도센서 26, 26...으로부터 정보에 근거하여 조절되어, 열방출의 상태에 따라 제어되는 방열기 10에 냉각공기의 공급을 가능하게 한다.
제21도에서, 참조숫자 29는 온도센서 26과 세팅(setting)으로부터 정보를 비교하여 조절밸브 25를 조절하는 밸브제어기를 나타낸 것이다. 더욱이, 2개 이상의 취입장치 24는 출력측에 배치된 압력센서 27 또는 흐름센서 27의 검출치가 하한 세팅 이하로 감소될때, 스탠바이(stanby) 장치가 작동되어 용장성을 개선하도록 배치될 수가 있다. 또한, 제21도에서 참조숫자 28은 압력센서등 27과 세팅으로부터 정보를 비교하여 취입장치 24를 설정하기 위한 선택제어기이며, 30은 선택제어기 28로부터 신호에 의해 작동하는 스위치이다.
한편, 공기도관경로 11은 다수의 공기도관 파이프 9, 9...를 적절히 연결함으로써 형성된다. 공기도관 파이프 9는 주 파이프부 9a와 이로부터 분기된 분기파이프부 9b로 구성되고 실제 L형 평면을 갖는다. 제22(a)도에 도시된 바와같이, 결합부 8은 주 파이프부 9a의 일단에 형성된다. 다른 공기도관 파이프 9의 주 파이프부 9a의 타단은 이안에 삽입되거나 나사에 의해 연결된다. 분기파이프부 9b는 방열기 10의 파이프부 6에 연결된다.
제22도에서, 참조숫자 8a는 커플링부 8에 부착된 O-링을 나타낸 것이다. 더욱이, 상술된 바와같이 다수의 공기도관 파이프 9를 연결하여 형성된 공기도관경로 11의 말단은 제22(b)도에 도시된 바와같이, 캡부재 9c에 의해 폐쇄된다.
더욱이, 상술된 공기도관 파이프 9는 주 파이프부 9a와 분기파이프부 9b의 다른 길이의 수많은 형태로 미리 제조될 수가 있고 적절히 선택되어 인쇄회로판 16, 16...상에 높은 발열소자 1의 배열에 따라 사용될 수가 있다.
실시예들의 상기 설명으로부터 명백한 바와같이, 본 발명의 발열소자 냉각장치에 따라 고 냉각효율로 특정소자를 냉각하는 것이 가능하다.
제23도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치, 특히 일체 팬형태의 발열소자 냉각장치의 제6실시예를 도시한 것이다. 실시예의 발열소자 냉각장치 10은 제4(a)도에 도시된 바와같이 히트싱크와 직접 수직 설치형의 팬의 일체 구성을 갖고, 알루미늄 물질등의 열전도도가 우수한 물질에 의해 형성된 히트싱크 2와 냉각 팬 유니트 3으로 구성된다.
히트싱크 2의 상부 표면에는 히트싱크의 중앙에 위치된 교점부 31a와 함께 교차평면 형상의 분할판 31이 제공된다. 분할판 31에 의해 분리된 각 영역에는 동일한 피치(pitch)로 다수의 핀형 방열핀 4, 4...가 제공된다. 이것에 의해, 히트싱크 2의 방열부는 방사상으로 분리된다. 이 분할판 31은 후술되는 냉각 팬 유니트 3으로부터 밖으로 취입된 냉각공기가 방열핀 4의 기저말단, 즉 다른 흐름과 접촉하기 위해 히트싱크 2의 기저면에 부딪히고, 이것에 의해 냉각효율을 감소시키도록 제공될때, 히트싱크 2의 기저면으로부터 적절한 높이에 제공된다.
한편, 냉각 팬 유니트 3은 케이싱 3a에 수용된 팬 3b로 형성된다. 예를들면, 푸시(push)시스템인 경우에서, 제23(a)도에 화살표로 도시된 바와같이, 주위공기는 위로부터 흡수되어 히트싱크 2측에 강제적으로 배출된다. 이 냉각 팬 유니트 3은 실린더로 구성된 밀봉벽 33을 통하여 히트싱크 2에 부착된다. 적절한 치수의 틈 32가 하부모서리, 특히 팬 3b의 하단과 히트싱크 2의 상단면 사이에 형성된다.
그러므로, 이 실시예에서, 냉각 팬 유니트 3으로부터 강제적으로 취입된 냉각공기는 33에 의해 둘러싸여진 틈 32를 통하여 밀봉벽 히트싱크 2의 방열핀 4, 4...에 전달되어 발열소자 1에 의해 방출된 열을 흡수하여 히트싱크 2를 냉각한다. 틈 32를 통하여 통과한 냉각공기는 틈 32의 작용에 의해 팬 3b의 회전의 외부 원주 근처에 도달할 뿐만 아니라, 중앙부에 도달할때까지 균일하게 확산하여 히트싱크 2의 전면을 덮는다.
더욱이, 냉각 팬 유니트 3으로부터 밖으로 취입된 냉각공기는 방열핀의 기저말단, 즉 히트싱크 12의 기저면 12에 부딪히고 나서, 제23(b)도에 화살표로 도시된 바와같이 다수의 방열핀 4, 4...를 통과하여 히트싱크 2의 외부 원주모서리로부터 외부로 방출되고, 이것에 의하여 그 과정에서 히트싱크 2를 냉각시킨다. 이때에, 분할판 31은 히트싱크 2의 외부에 냉각공기의 방출경로를 제한하여 냉각공기의 상호 충돌에 의한 냉각효율의 감소를 방지한다.
이 경우에 히트싱크 2에 분할판 31의 제공과 히트싱크 2와 냉각 팬 유니트 3 사이에 밀봉벽 33에 의해 밀봉된 틈 32의 형성을 도시하였지만, 히트싱크 2와 냉각 팬 유니트 3 사이에 틈 32의 형성과 히트싱크 2에 분할판 31의 제공없이 냉각효율을 향상시키는 것도 가능하다.
더욱이, 분할판 31은 제23(b)도에 도시된 바와같이 십자형중 하나에 필연적으로 제한되지 않는다. 그것은 히트싱크 2의 표면을 방사상으로 동일하게 분리할 수 있는한 선형 또는 Y형 또는 다른 어떠한 적절한 형상일 수 있다.
더욱이, 상기 실시예에서 밀봉벽 33은 히트싱크 2와 냉각 팬 유니트 3으로부터 분리한 실린더에 의해 형성되지만, 이것에 제한되지는 않는다. 또한, 냉각 팬 유니트 3의 케이싱 3a측 또는 히트싱크 2측에 미리 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 밴드형 부재를 사용할 수도 있다.
상기 설명으로부터 명백한 바와같이, 본 발명의 발열소자 냉각장치에 따라 냉각 팬 유니트로부터 냉각공기를 효과적으로 사용하는 것이 가능하고 전체 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제7실시예는 제24도에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 히트싱크 2의 방열핀 4는 뾰족한 형상을 형성하기 위해 경사진 대향 2측면으로 형성된다. 냉각 팬 유니트 3은 모터 3c와 팬 블레이드 3d를 갖는다.
본 실시예는 방열핀의 기저면 12에 냉각 팬 유니트 3으로부터 냉각공기의 전달을 용이하게 함으로써 효과적으로 냉각을 향상시킨다. 방열핀 4의 단면적이 정면말단쪽으로 더 작게 되고, 형상이 필연적으로 뾰족하게 될 필요가 없지만 방열핀의 기저면 12에 냉각공기의 도입을 촉진하게 되는 경우에, 방열핀 4의 정면말단의 전체 영역이 적어도 전체영역의 20%이하로 되는 것이 바람직하다.
더욱이, 상술된 실시예에서 경사표면은 동일한 방향을 향하지만 히트싱크의 중앙을 향하도록 경사표면의 형성은 변형되는 것이 바람직하다. 더욱이, 방열핀 4의 단면형상은 사각형, 원형 또는 기타 다양한 형상일 수 있다.
본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제8실시예는 제25도에 도시되어 있다. 이하 설명된 실시예에 있어서, 냉각 팬 유니트 3의 효과적인 공기량이 냉각 팬 유니트 3으로부터 취입된 냉각공기의 압력손실과 같은 정도로 감소시켜 증가시키도록 이루어져 예시된 실시예에서, 히트싱크 2에 방열핀 4가 매트릭스형 격자의 모든 다른 교점을 점유하는 상태로, 즉 파형방식으로 배열된다.
본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제9실시예는 제26도에 도시되어 있다. 이 실시예는 상술된 제7실시예에서 방열핀에 의해 점유되지 않은 격자의 교점에 작은 단면적을 가진 보조핀 41을 배치하여, 냉각공기의 압력손실을 증가시킴이 없이 방열면적을 증가시키는 것이 가능하다.
더욱이, 이 실시예에서 제27도에 도시된 바와같이, 외부 원주부의 격자에 통상 히트싱크 2와 동일한 방식으로 방열핀 4를 배치할때, 냉각에 기여함이 없이 히트싱크 2위에 냉각공기의 통과가 방지되어 냉각효율이 더 향상된다.
제28도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제10실시예의 구성의 정단면도(a)와 평면도(b)를 도시한 것이고, 제29도는 제28(b)도의 A-A선을 따른 단면도이다. 이 실시예는 제28(a)도에 도시된 바와같이 히트싱크와 수직 실장형태의 일체구조로부터 구성된 발열소자 냉각장치 10을 갖는다. 참조숫자 1은 예를들면 LSI 패키지 또는 다른 발열소자를 나타낸 것이고, 2는 열전도도가 우수한 물질로 형성된 히트싱크 4,... 및 4-1,...은 히트싱크 2의 방열핀, 3은 높은 발열소자용의 작은 크기의 팬 유니트, 3c는 팬 모터, 3d는 주블레이드, 3e는 보조블레이드를 나타낸 것이다. 도면에서 점선화살표는 냉각공기의 흐름, 즉 공기흐름을 나타낸다. 예시된 공기흐름은 흡수형태(풀(pull)시스템)의 경우를 보인 것이다. 취출형태(푸시형태)의 경우에서 공기흐름은 역방향으로 된다.
팬 회전부가 히트싱크의 상부(또는 하부)와 밀접하게 근접하여 있는, 즉 팬 유니트 3과 방열핀 4,...가 서로 접히고 있는 수직 실장형태등의 구조에 있어서, 모터 3c 바로 아래의 부분은 냉각 데드존(dead zone)이 된다. 통상, 중앙부에 집중하는 고온부분이 직접 냉각되지 않아 냉각효율이 감소된다.
특히, LSI 패키지의 경우를 예를들어 설명하면 퍼스널컴퓨터와 워크스테이션(work station)등의 최근의 고밀도 실장기기내의 회로판은 고밀도로 밀접한 간격으로 배치된다. LSI 패키지, 즉 발열소자 1, 히트싱크 2, 및 팬 유니트 3이 서로에 대해 적층되는 수직 실장형태등의 구조인 경우에서, 히트싱크 2는 얇게 형성될 수가 없다. 그러므로, 중앙부에서 방열효과가 저하하고 중앙부는 온도가 높게 된다. 발열소자 1의 중앙부에서 그 주변부분으로의 온도분포가 크게 변화되지 않도록 실행될 수가 없는 즉, 충분한 열방산을 행하는 것이 가능하지 않는다는 문제점이 있다. 더욱이, 열전도 특성으로부터 판단하여 ALN(aluminum nitride) 패키지등과 비교하여 통상의 LSI 패키지용의 세라믹 패키지인 경우에서, 열 발생에서 열방산이 필연적으로 충분하지 않고 발열소자 1의 열 방산이 더 금지된다.
열 방산이 불충분한 이러한 수직 실장형 냉각구조에 있어서, 고온부분은 데드존이 위치되어 냉각효율의 감소를 야기시킨다. 이 실시예는 이점을 개선시키기 위한 것이다. 그러므로, 제28도에 도시된 바와같이, 팬 모트 3c의 하부에 보조블레이드 3e,...가 제공된다. 제29도는 제28도에 도시된 수직 실장형태의 냉각구조의 정단면도의 중앙부의 확대단면도이다. 풀시스템과 보조블레이드 3e와 중앙부핀 4-1의 구조에서 공기흐름(a)와 (b)가 도시되어 있다.
예시된 바와같이, 보조블레이드 3e은 팬모터 3c의 근처에 데드존의 공기를 충분히 분산시키도록 배치되고, 이 블레이드는 두께방향, 적절한 간격, 예를들면 몇 mm의 히트싱크 2의 쪽으로 연장되어 제공될 수 있고, 보조블레이드 3e와 히트싱크 2의 기저부 사이에 제공될 수 있으며, 짧은 핀 4-1,...은 발열소자 1의 중앙부에 방열효과를 유지하도록 이들 사이에 배치될 수가 있다. 제30(a)도 내지 제30(g)도는 보조블레이드 3e의 다양한 형상을 도시한 저면도이다. 이들 블레이드는 회전중심으로부터 방사상으로 배치된는데, 점 대칭으로 배치된(a), (b), (c) 및 (g) 뿐만 아니라 필수적인 점 대칭은 아니고 부분적으로만 제공된 (d)와 (e)를 포함한다.
이 실시예에 따라, 데드존 부분은 보조블레이드 3e에 의해 교반되고 공기는 원심력에 의해 외부로 방출되어, 제29도에 도시된 바와같이, 공기흐름(b)는 중앙부의 데드존에서 발생되고 열분산이 촉진된다. 이것에 의하여, 팬 주블레이드에 의해 주변부에서 중앙부에까지 뽑아낸 공기흐름(a)에 따라 발열소자 1의 열분산이 균일하게 되고 발열소자 1의 열방산이 촉진된다. 더욱이, 냉각효율이 높게 될 수가 있다. 또한, 이 실시예의 구성에 따라 향상된 냉각효율에 기인하여 저속팬을 사용하는 것이 가능하여, 기기의 잡음이 감소될 수가 있고, 전체로서 기기의 연장수명에 더 기여할 수가 있다.
이 실시예의 냉각구조는 풀시스템에 사용될때 특히 효과적이지만 푸시시스템에 대해서도 중대한 효과를 나타낸다.
제31도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제11실시예를 도시한 것으로서, (a)는 단면도, (b)는 측단면도, (c)는 평면도이다. 이 실시예에 있어서, 발열소자 냉각장치 10은 알루미늄 물질등의 열전도도가 우수한 물질로 형성된 히트싱크 2와 일체로 형성된 냉각 팬 유니트 3으로 구성된다.
냉각 팬 유니트 3은 중앙부에 배치된 모터 3c에 의해 팬 블레이드 3d의 회전을 구동하여 아래쪽으로 냉각 공기를 취입시킨다. 그것은 도시되지 않는 적합한 수단에 의해 히트싱크 2위에 설치된다. 한편, 히트싱크 2는 그 상부표면으로부터 돌출하는 다수의 핀(pin)형 방열핀 4, 4...로 형성되고 열전도성 화합물 또는 접착제를 사용하여 발열소자의 히트싱크 표면에 결합된다.
이 실시에에서, 히트싱크 2의 방열핀 기저면 12는 V형상의 2개 경사면에 의해 형성되어 히트싱크 2의 중앙선이 최하부점이 된다. 중앙선에서 더 낮게 되는 밸리형(valley-like) 함몰부가 제공된다.
예시된 실시예에 있어서, 방열핀 기저면 12는 V형상에 따라 중앙선쪽으로 하향경사부로 제공되지만, 이것에 제한되지는 않는다. 또한, 중심점쪽으로 만곡면등을 따라 더 낮아지게 되도록 그것을 형성하는 것이 가능하다. 더욱이, 이것은 밸리형 함몰부에 제한되지 않는다. 또한, 원추 또는 피라미드형 함몰부로 형성될 수가 있다.
제32(a)도는 상술된 실시예의 변경형태를 도시한 것이다. 이 변경형태에서, 선형분할판 40이 히트싱크 2의 중앙선에 제공된다. 이 분할판 40은 2개 말단과 동시에 방열핀 4로부터 냉각공기의 간섭을 억제하도록 작용한다. 더욱이, 제32(b)도에 도시된 바와같이, 중앙부에 안내판 42가 부착된 L형 방열핀을 제공함으로써 중앙에 주위 공기를 수집하는 것이 가능하다.
제33도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제12실시예의 구조의 평면도, 정면도 및 측면도이고, 제34도는 제33도의 A-A선을 따른 정단면도이다. 또한, 이 실시예는 제4(a)도에 도시된 바와 같이 수직 실장형팬과 히트싱크의 일체 구조를 갖는다. 방열핀 4를 갖는 히트싱크 2와 팬 유니트 3의 구조만을 도시하였다. 발열소자 1은 생략되어 있다. 더욱이, 이 실시예에서, 제34도에 점선화살표로 도시된 바와같이, 냉각공기가 방열핀 4,...에 취입되어 공기흐름(c)이 야기되는 푸시시스템을 사용한다.
이 실시예에서, 상술된 것과 유사한 수직 실장형 냉각구조에서의 데드존에 기인하는 냉각효율의 감소를 줄이기 위하여 중앙부가 낮게 되도록 히트싱크 2의 기저면 12가 원추형 또는 피라미드형으로 경사지고, 중앙부에 방열핀 4-2가 주변부에서 보다 더 길게 되도록 방열핀 4,...가 형성된다. 이것에 의해, 유체 압력의 차이는 주변부와 중앙부 사이에 초래되고 냉각공기는 중앙부에 수집된다. 동시에, 제33도와 제34도에 도시된 바와같이, 히트파이프 50은 경사진 기저면 12를 따라 예를들면, 나선형상으로 중앙부에서 주변부까지의 전면에 걸쳐 연장되도록 배치된다. 더욱이, 히트파이프 50의 설치 방법으로서, 홈이 히트싱크 2의 기저면 12에 미리 제공되는 매몰 설치방법과 기저면 12에 그것을 직접 배치하여 땜납하는 방법이 있다.
제35도는 실시예의 변경형태의 평면도, 정면도 및 측면도이다. 이 변경 실시예에 있어서, 히트싱크 2의 기저면 12는 2개의 경사면 12-1, 12-1에 의해 형성된다. 히트파이프 50은 예를들면, 도면에 도시된 바와같이, 주히트파이프 51이 V단면 기저면 12-1의 하부에 설치되고 부히트파이프 52,...가 거기로부터 기저면 12-1의 경사에 따라 연결되도록 배치된다.
이 실시예의 냉각구조에 따라, 경사진 기저면 12 또는 12-1을 갖는 히트싱크 2의 구조에 기인하여 냉각공기는 소자의 중앙부쪽으로 끌어 모아진다. 또한, 중앙부의 취입 저항을 저하시킴으로써 공기속도가 증가되고 열방산이 불충분한 소자의 중앙부에 고온의 방사가 촉진된다. 또한, 중앙부의 고온이 중앙부에 발산된 열을 주위에 분산하기 위하여 히트파이프 50 또는 51 및 52에 의하여 소자 주변에 비교적 저온부분에 행해진다. 이것에 의해, 발열소자 1의 열방산이 더 촉진된다. 또한, 히트싱크의 외부 원주부의 온도상승에 의하여, 외부에 방사된 열량이 증가하여 냉각효율이 향상된다.
이 실시예에서 원추형 또는 피라미드형으로 형성된 히트싱크 2의 기저면 12의 변경형태로서, 이것은 나선계단형으로 형성될 수 있고, 히트파이프 50이 계단을 따라 배치될 수 있다. 또한, 히프파이프 50은 원추형 또는 피라미드형 기저면 12를 따라 방사상으로 배치될 수가 있다. 더욱이, 이 실시예의 냉각구조는 푸시시스템에 사용될 때 특히 효과적이지만, 풀시스템에 대해서는 중대한 효과를 나타낼 수도 있다.
제36도와 제37도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제13실시예를 도시한 것이다. 도면에서, 1은 커버부재가 배치되는 인쇄회로판상에 설치된 발열소자를 나타낸다.
이 실시예에 있어서, 커버부재 22는 발열소자 1에 부착된 커버 60을 갖는다. 그 상부표면에는 팬 유니트 3이 설치되어 팬의 취입출구가 커버 60의 적절한 위치에 형성된 취입개구와 팬 유니트 3은 케이싱 3a에 수용된 취입팬으로 형성된다. 파괴시에 교체 가능하도록 그 유니트가 케이싱 3a의 4개 모서리 또는 그 대각선에 나사등에 의해 커버 60에 설치된다.
더욱이, 팬으로부터 취입된 냉각공기가 제37도에 점선으로 도시된 발열소자 1의 고열방출부 100에 대하여 직접 취입하고, 팬 유니트 3은 발열소자 1의 중앙에 대하여 오프셋(offset)이 제공되고, 즉 오프-센터(off-center)로 배치되어, 팬의 블레이드 3d가 고열방출부 100위에 직접 도달한다.
팬 유니트를 지지하는 커버 60은 플라스틱재에 의해 사출성형하거나 판금을 구부려 형성된다. 팬 유니트 3이 오프-센터로 배치되는 팬 유니트 3과 밀접하게 근접하여 배치되는 모서리의 2개 측면의 측모서리에서, 분리벽 61이 각 측모서리의 약 ⅔를 따라 굽힘 가공등에 의해 형성된다.
여기서, 팬 유니트 3을 설치하는 커버부재 22가 발열소자 1의 상부 표면에 부착되어 분리벽 61과 분리벽 61에 대하여 대각선부에 제공된 보조지지부 63의 하부모서리의 안쪽으로 굽힘으로써 형성된 플랜지 62(제36도 참조)에 의해 발열소자 1에 부착된다.
이러한 구조에 있어서, 발열소자 1과 커버부재 22의 커버 60 사이에 측모서리의 부분이 분리벽 61에 의해 밀폐된다. 측모서리의 나머지부에는 배출개구 71로서 사용되는 틈 70이 형성되어 있다.
그러므로, 이 실시예에서 팬 유니트 3이 푸시시스템과 같이 틈 70에 냉각공기를 취입시키도록 구동되는 경우에, 예를들면 냉각공기가 발열소자 1을 냉각시키도록 발열소자 1의 상부 표면 아래쪽으로 취입되고 나서, 배출개구 71로부터 외부에 흐른다. 이때에, 분리벽 61은 냉각공기가 냉각에 기여함이 없이 틈 70으로부터 외부에 즉시 방출되지 않도록 한다. 커버 60은 발열소자 1에 부딪힌후 취출된 냉각공기를 다시 발열소자 1로 취출되도록 작용한다. 이들 모두는 냉각효율의 향상에 기여한다.
이 실시예에서, 팬 유니트 3이 발열소자 1의 중앙으로부터 위치 오프셋에 제공되어 팬 유니트 3에서 냉각공기가 발열소자 1의 고열방출부 100에 대하여 직접 취입될 수 있는 경우를 보였지만, 충분한 양의 냉각공기가 팬 유니트 3으로부터 공급될 수 있을때, 팬 유니트 3은 발열소자 1의 중앙에 배치될 수도 있다. 이 경우에서, 바람직하게 분리벽 61은 측모서리에 배치되어 냉각공기가 전체로서 틈 70을 통과한다.
제38도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제14실시예를 도시한 것이다. 이 실시예에 따른 커버부재 22는 판금등의 열전도도가 우수한 물질로 형성된다. 커버 60의 후면측에서, 스프링부재 64가 적절한 위치에 부착된다. 스프링부재 64는 인청동등의 열전도도가 우수한 물질로 형성된다. 그들의 자유높이는 틈 70의 높이보다 다소 높게 형성된다.
그러므로, 이 실시예에서 발열소자 1에 부착된 커버부재 22를 가진 상태에 있어서, 스프링부재 64는 탄성적으로 변형하고 그 자유말단은 발열소자 1의 상부 표면에 대하여 압축되어, 열 경로가 스프링부재 64를 통하여 발열소자 1에서 커버부재 22까지 열을 전도하도록 형성된다. 그결과, 발열소자 1은 팬 유니트 3으로부터 냉각공기에 의한 냉각 이외에 열 경로에 의한 전도에 의해 냉각되어 냉각효율이 더 향상된다. 이 경우에서, 발열소자 1의 중앙부 즉, 고열방출부 100의 열 전도를 향상시키기 위하여 스프링부재 64는 바람직하게 발열소자 1의 중앙과 밀접하게 근접하여 제공된다.
제39도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제15실시예를 도시한 것이다. 이 실시예에서 커버 60은 틈 70 측면에서 밖으로 돌출한 다수의 리지 72, 72...로 제공된다. 이들 리지 72는 냉각공기의 속도를 상승시키도록 틈 70을 통과한 냉각공기를 조절한다. 더욱이, 제39(c)도에 도시된 바와같이, 이들은 냉각공기의 방향이 발열소자 1의 표면부쪽으로 향하게 되도록 제공되어, 팬 유니트 3의 측모서리를 따라 배치된다.
다음에, 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제16실시예가 제40도에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 히트싱크 2는 발열소자 1에 설치된다. 히트싱크의 상부 표면에는 다수의 핀형 방열핀 4, 4...가 제공되어 있다. 팬 유니트 3은 이 위에 설치된다. 두개의 팬 유니트 3은 고열방출부 100에 대해 대각선 위치에 설치되고 그러므로 팬의 블레이드 3d는 고열방출부 100을 감싼다. 이들은 반대방향으로 회전하도록 가동된다.
따라서, 본 실시예에 있어서 두개의 팬 유니트 3으로부터 부풀어진 냉각공기는 제40(a)도에서 화살표로 도시된 바와같이 공기량을 증가시키기 위해 고열방출부 100에서 합체된다. 제41도에 도시된 것과 같이 히트싱크 2의 반대 코너에서 팬 유니트 3의 측모서리에 대응하는 L 단면 모양의 측면 43이 형성되어 냉각공기가 냉각게 기여하지 않은채 히트싱크 2의 외부로, 즉 방출되지 않도록 한다.
더욱이, 제40도는 팬 유니트 3을 대각선 위치에 배치하는 경우를 도시한 것이지만, 또한 제42도에 도시된 것과 같이 발열소자 1의 중심선 L에 정렬된 두개의 팬 유니트 3, 3을 배치하는 것도 가능하다. 더욱이, 팬 유니트 3의 수가 둘로 제한된 것은 아니다. 예를들어, 제43도에 도시된 바와같이 셋, 넷, 혹은 그 이상의 수가 제공될 수 있다. 어떤 경우이든, 팬 유니트 34가 가동되어 냉각공기는 그림에서 화살표로 도시된 바와같이 발열소자의 중심에 모아진다. 또한, 히트싱크 2는 냉각공기가 냉각에 기여하지 않은채 히트싱크 2의 외부로 즉시 방출되지 않도록 하기 위해 측벽 43으로 적절하게 제공된다.
제44도와 제45도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제17실시예를 도시한 것이다. 이 실시예는 실장높이를 감소하는데 목적을 둔 변경형태이다. 그것에 있어서, 히트싱크 2는 발열소자 1에 인접하는 인쇄회로판 16에 부착된다. 히트파이프 55는 히트싱크 2와 발열소자 1사이에 놓여진다. 즉, 방사기 부분은 발열소자 1에서 떨어져 배치된 형태로 구성된다.
히트파이프 55는 클로로플루오로카본 등의 작용유체(working fluid)로 밀봉되는 동 파이프에 의해 형성된다. 일단은 히트싱크 2의 상부표면에 부착되고 타단은 발열소자 1에 부착된다. 이 히트파이프 55는 히트싱크 2 측면에서 분기한 편평한 포크형(fork-shape)으로 형성되어 팬 유니트 3으로부터 냉각공기에 의해 직접 부딪히게 하고 발열소자 1 측면에 발열소자 1의 고열방출부 100위에서 냉각한다. 포크의 일단을 수요하기 위하여 히트싱크 2는 핀형(pin-shape) 냉각핀(cooling fin)을 제공하지 않은 그것을 삽입하기 위한 공간 45로 형성된다. 한편, 발열소자 1 측면은 예를들면, 열전도도가 우수한 접착제를 사용하여 부착된 기저판 65와 기저판 65에 나합된 고정판 66 사이에서 샌드위치된 발열소자 1의 상부 표면에 설치된다.
이러한 구성에 의하여, 발열소자 1이 열을 방출하는 경우에 히트파이프 55의 내측에 자용 유체가 끓고 발열소자 1에 의해 방출된 열을 흡수한다. 끓음으로 야기된 거품은 방열핀 4 측면에서 냉각되어 액화되고 발열소자 1 측면으로 복귀된다.
이 경우에서, 히트싱크 2로부터 배출온도가 낮은 경우에 제46(a)도에 이중선으로 도시된 바와같이, 발열소자 1의 반대쪽 측면의 측모서리를 밀폐시키고, 발열소자 1측면에 배출흐름을 확실하게 하며, 고정판 66의 온도의 상승을 억제하는 것이 가능하다. 역으로, 배출온도가 높은 경우에, 제46(b)도에 도시된 바와같이 배출에 의해 발열소자의 온도의 상승을 방지하도록 발열소자 1측의 측모서리를 밀폐시키는 것이 가능하다.
더욱이, 발열소자 1로부터 열의 방사를 돕도록 고정판 66의 상부표면에 요철 또는 방열핀을 제공하는 것이 가능하다.
더욱이, 고정판 66과 기저판 65사이에 우수한 열전도도를 형성하기 위하여 예를들면, 제47도와 제48도에 도시된 바와같이, 사각파형 또는 톱니 단면형상의 요철을 고정판 66과 기저판 65의 대향하는 면에 제공하여 맞물리게 하는 것이 가능하다. 이러한 구성의 경우에서, 제47(b)도에 도시된 바와같이, 요철의 맞물림부에 틈 67을 제공하여 팬 유니트 3으로부터 그 틈에 냉각공기를 확실히 주입하는 것이 또한 가능하다. 한편, 히트싱크 2에 히트파이프 55를 고정하는 방법은 제45도에 도시된 방법에 제한되지 않는다. 예를들면, 제49도에 도시된 부착피팅(fitting) 52를 통하여 그것을 부착시키는 것도 가능하다.
즉, 부착피팅 56을 열전도도가 우수한 물질에 의해 형성되고 상향의 히트파이프 55의 포크와 만곡된 플랜지 56c의 그 상단부에 형성된 부착다리 56b를 연장하는 파이프 보유홈 56a로 제공된다.
이 부착피팅 56은 팬 유니트 3과 함께 플랜지 56c를 방열핀 4 또는 히트싱크 2의 4개 모서리에 위치된 특별히 제공된 지지기등에 고정시켜 히트싱크에 부착된다. 이 상태에서, 도시되지 않은 히트파이프 55의 포크부가 파이프 보유홈 56a와 히트싱크 2의 상부표면 사이에 샌드위치된다. 제49도에 있어서, 방열핀 4를 생략하였지만 필요에 따라 적절히 제공할 수가 있다.
상술된 실시예에 있어서, 단일 팬 유니트 3이 히트싱크 2상에 배치된 경우를 도시하였지만, 물론 중앙에 히트파이프를 제공하고 제50도에 도시된 바와같이 대각선 위치에 2개 팬 유니트를 제공하는 것도 가능하다.
상기 설명으로부터 명백한 바와같이, 본 발명에 따라 발열소자가 팬 장치를 사용하여 집중적으로 냉각되어 냉각효율이 현저하게 향상될 수가 있다.
상술된 바와같이, LSI 패키지의 경우에 있어서 워크스테이션과 최근의 고밀도 실장기기내에 회로판이 20mm의 간격으로 배치된다. 이것은 수직실장형 냉각구조에 의해 더 취급될 수 있는 방법에 제한되어 있다. 예를들면, LSI 패키지의 두께가 5mm인 경우에, 히트싱크의 두께는 5mm이고, 현재 가장 얇은 팬의 두께는 10mm이며, IC 소켓의 돌출을 고려하는 경우에는 히트싱크와 냉각팬의 결합된 두께가 약 10mm로 되어야 하고, 패키지와 결합된 전체 두께는 약 15mm이어야 한다. 그러므로, 제4(b)도에 도시된 바와같은 매몰실장형 냉각구조를 고려하였다.
제51도는 매몰 실장형태의 발열소자 냉각장치의 구조의 평면도, 정면도 및 측면도를 도시한 것이다. 여기서, 2는 히트싱크, 3은 팬 유니트, 75는 커버를 나타낸다. 발열소자 1은 생략되어 있다. 제52도는 제51도의 A-A선을 따른 단면에서 중앙부의 부분 확대단면도를 도시한 것이다. 도시된 바와같이, 팬 유니트 3은 히트싱크 2를 덮는 커버 75에 형성된 공기흡입, 배출개구 76 아래의 히트싱크의 폭내에 매몰되도록 설치된다. 히트싱크 2의 방열핀 4는 팬 유니트 3 주위에 배치된다. 도면에서, 3c는 팬모터, 3d는 팬 주블레이드, 35는 코일, 36은 자석, 37은 팬모터 베어링, 38은 회로 구성요소와 판을 나타낸다. 커버 75는 공기흡입, 배출개구 76에 연결된 원통형부재 77을 그것에 형성하였다. 이것은 실장된 팬 유니트 3을 에워싸고 냉각공기를 안내하며 히트싱크 2의 기저면 12를 가진 틈에 의해 냉각공기를 조절하는 조절 메카니즘을 구성한다.
제52(a)도는 통상의 풀시스템의 매몰실장형 냉각구조의 부분 확대단면도를 도시한 것이다. 커버 75는 지지스포크(spoke) 78에 의해 팬 유니트 3을 지지한다. 예를들면, 제51도에 도시된 바와같이, 히트싱크 2의 4개의 모서리의 지지대에 의해 지지된다. 팬모터 3c 아래에는 상술된 데드존 DZ가 형성되어 있다. 더욱이, 그 위에는 팬모터 구동회로 구성요소와 판 38이 팬모터 베어링부에 부착되어 있다. 제52(a)도와 같이 제52(b)도는 매몰 실장형 냉각구조의 부분 확대도이다. 여기서, 팬 유니트 3은 히트싱크 2의 기저면에서 지지된다. 더욱이, 회로 구성요소와 판 38은 팬모터 3c 아래에 부착된다. 다른 모든 점에서 구조는 제52(a)도의 구조와 유사하다. 이러한 방식으로, 구조가 채택된다 하더라도, 매몰 실장형 냉각구조에 있어서, 팬 모터 구동회로 구성요소와 판 38은 팬모터 3c 위 또는 아래에 설치되고 팬 유니트의 두께는 그 결과에 의해 증가된다.
제 53도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제18실시예의 구조의 평면도, 정면도 및 측면도를 도시한 것이며, 제54도는 제53도의 A-A선을 따른 중앙부의 부분 확대단면도를 도시한 것이다. 이들 도면은 2개, 즉 팬 유니트 3이 커버측에 지지되는 구조(A)와 팬 유니트 3이 히트싱크측에 지지되는 구조(B)를 도시한 것이다. 이들 도면으로부터 명백한 바와같이, 이 실시예에서 팬 모터 구동회로 구성요소와 판 38은 제54(a)도에 도시된 바와같이 커버 75상에 설치되거나 제54(b)도에 도시된 히트싱크 2의 기저면에 설치된다. 이때에, 냉각 팬을 구동하기 위한 홀(Hall)소자 39는 히트싱크상의 팬모터 3c에 접하는 위치 또는 커버상에 별개로 설치된다.
이 실시예의 냉각구조에 따라, 팬모터 3c는 팬 유니트 3이 가이드 75측에 지지되는 구조를 도시한 제54(a)도에 도시된 바와같이, 팬모터 3c위로부터 회로 구성요소와 판 38을 제거하여 얻어지는 공간의 양 또는 팬 유니트 3이 히트싱크 2측에 지지되는 구조를 도시한 제54(b)도에 도시된 바와같이 팬모터 3c 아래로부터 회로구성요소와 판 38을 제거하여 얻어지는 공간의 양에 의해 직경이 더 길게 되고 작게 되어, 제52(a)도에 도시된 데드존 DZ가 축소될 수가 있다. 이것에 의하여, 냉각효율이 향상되고 저속팬에 의해 등가 냉각용량을 얻는 것을 가능하게 한다. 잡음은 이에 따라 감소되고 기기의 수명연장에 기여하게 된다.
제55도는 제53도와 제54도의 실시예의 변경 구조의 평면도, 정면도, 및 단면도이다. 제56도는 제55도의 A-A선을 따른 중앙부의 부분 확대단면도이다. 이것은 2개 구조, 즉 팬 유니트가 커버 75측에 지지되는 구조(A)와 팬 유니트가 히트싱크 2측에 지지되는 구조(B)를 도시한 것이다. 이 변경 실시예에 있어서, 회로 구성요소와 판 38 및 홀소자 39의 배치는 제53도와 제54도의 경우와 유사하지만, 팬 유니트 3의 두께가 제56(A)도에 도시된 바와같이 팬모터 3위로부터 회로 구성요소와 판 38을 제거하여 얻어지는 공간의 양 또는 제56(b)도에 도시된 바와같이 팬모터 3c 아래로부터 회로 구성요소와 판 38을 제거하여 얻어지는 공간의 양에 의해 감소되어, 일체 팬형 발열소자 냉각장치가 전체 구조에 있어서 더 얇게 될 수가 있다. 이것에 의해서, 최근의 고밀도 실장형 기기에 그것을 사용하는 것이 가능하게 되고 일체 팬형 발열소자 냉각장치의 적용범위를 증가시키는 것이 가능하게 된다.
본 실시예의 다른 변경형태로서, 도시되지는 않았지만 회로 구성요소와 판 38을 커버의 팬모터 지지스포크 78, 팬모터 3c의 케이싱 또는 히트싱크의 발열핀 4에 설치하는 것이 가능하다. 더욱이, 예시된 실시예와 그 변경형태에 있어서는 냉각구조의 풀시스템을 사용하였지만, 물론 푸시시스템을 사용하는 경우에도 이것을 적용하는 것이 가능하다. 더욱이, 배선이 회로 구성요소와 판 38 및 팬모터 3c사이에 필요하지만 통상의 전선이 배선용으로 사용되는 공기 저항이 증가되어 예를들면 배선이 편평한 소위 신축성 배선 스트립(strip)을 사용하여 이들은 히트싱크의 기저면 또는 커버에 부착함으로써 행해질 수 있다.
제57도와 제58도는 제4(b)도에 도시된 바와같은 발열소자의 히트싱크와 일체 매몰 실장형 냉각팬의 냉각구조를 갖는 발열소자 냉각장치의 2가지 예에 대하여 전체장치(A)와 커버(B)의 구조의 평면도와 정면도를 도시한 것이다. 도면에 있어서, 3은 냉각 팬 유니트, 2는 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 75는 공기흡입개구 75을 갖는 커버, 78은 체결나사를 나타낸다.
제57도의 예에 있어서, 팬 유니트 3은 예를들면 접착제 또는 부착피팅에 의해 다른 발열소자 또는 LSI 패키지의 상부 표면에 부착된 히트싱크 2의 중앙부에 매몰방식으로 설치된다. 팬 유니트 3은 커버 75의 중앙부와 이것에 연결된 원통형 돌출부 77의 내측에 제공된 공기흡입개구 76안에 수용된다. 이 원통형 돌출부 77은 히트싱크 2의 기저면을 가진 소정의 틈을 가지고 조절메카니즘을 형성한다. 팬 유니트 3에 의해 공기흡입개구 76으로부터 흡수된 공기는 조절메카니즘을 통과하고 제57(a)도에 점선 화살표로 도시된 바와같이, 냉각하기 위한 공기흐름을 형성한다. 커버 75는 예를들면, 히트싱크 2의 4개 모서리에 형성된 지지블럭 79,...의 4개 모서리에서 체결나사 78에 의해 부착된다.
제 58도의 예에 있어서, 구조는 제57도의 예와 유사하지만, 그것에 접하는 커버 75의 공기흡입개구 76과 팬 유니트 3은 1개 모서리의 방향으로 히트싱크 2의 중앙부로부터 상쇄된다. 즉, 오프-센터로 배치된다. 고밀도 실장용 얇은 형태의 냉각장치에 있어서, 히트싱크 2는 더 얇게 되고 발열소자의 중앙부에서 방출된 열은 주위에 충분히 행해질 수가 없으므로, 온도 분포가 중앙부에서는 고온으로 되고 주변부에서는 저온으로 되어 불균일한 열방사를 초래한다. 본 구조는 중앙에서 고온부분의 냉각효율을 상승시키고 고온에 기인하는 팬 모터의 베어링의 수명감소를 방지하도록 채택된 것이다. 이 실시예에서, 팬 유니트 3이 밀접하게 근접하여 있는 모서리에서 지지블럭 79'는 넓은 폭으로 형성되고 공기흐름은 중앙부쪽으로 향하게 된다.
상기 구조의 일체 팬형 발열소자 냉각장치에 따라, 팬 유니트 3이 매몰되므로, 흡입공기는 냉각에 충분히 기여하기 전에 외부로 방출되어 냉각효율이 감소되는 문제점이 있다.
제59도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제19실시예 전체(A)와 커버(B)의 구조의 평면도와 정면도를 도시한 것이다. 더욱이, 제60도는 제59도의 실시예에서 단지 히트싱크의 구조도를 도시한 것이다. 이 실시예는 팬 유니트 3이 히트싱크 2의 중앙부에 배치되는 형태로 제57도에 도시된 종래의 장치의 냉각구조와 유사한 구조를 갖는다. 제59도와 제60도에서의 동등한 부재들에 대하여는 동일한 참조숫자를 부여하였다.
그러나, 이 실시예에서 커버 57는 제57도에 도시된 바와같이 조절메카니즘을 형성하는 원통형 돌출부 77로 제공되지 않지만, 조절메카니즘으로서 배치된 히트싱크 2의 기저면 12에 제공된 지지다리 81,...에 의해 지지된 원통형 부재 80을 갖는다. 제61도는 히트싱크 2에 조절메카니즘 부분의 구조의 확대 사시도이다. 제60도와 제61도로부터 명백한 바와같이, 히트싱크 2의 기저면 12와 원통형부재 80사이에 틈이 형성되어 냉각공기가 이 틈을 통과한다.
원통형부재 80과 지지다리 81,...은 열전도도가 우수한 물질로 형성되어 히트싱크 2로부터 열을 방사하기 위한 표면적을 증가시킨다. 그러므로, 이들은 히트싱크 2와 동일한 물질로 형성될 수가 있다. 더욱이, 이들은 일체로 형성될 수가 있다. 원통형부재 80과 지지다리 81,...은 이러한 방식으로 일체로 형성되는 경우에, 주위에 밀접하게 근접하여 방열핀 4,...를 배치하고, 배치의 밀도를 증가시키는 것이 가능하다. 더욱이, 제61도에 도시된 바와같이, 내부와 외부원주를 포함하는 원통형부재 80의 외부표면이 예를들면, 미세한 홈 82, 리지(ridge), 또는 다른 요철형태로 제공된다. 더욱이, 열방사에 대한 표면적이 증가될 수가 있다.
본 실시예가 이러한 방식으로 구성되므로 히트싱크 2에서 열을 효과적으로 방사하기 위하여 종래 장치의 커버에 부착된 조절메카니즘을 사용하는 것이 가능하다. 더욱이, 조절메카니즘을 지탱해주는 다수의 지지다리 사이에서 공기가 고속으로 흐르게 함으로써 냉각효율은 더욱 상승될 수 있고, 이는 냉각장치의 냉각 효율을 전체적으로 향상시키는데 도움이 된다. 또한, 커버에 부착된 조절메카니즘을 이전에 언급된 종래의 장치에서 히트싱크로 짜맞추는데 요구되었던 공간은 불필요해지며 더욱 많은 방열핀들이 첨가될 수 있고, 따라서 전체적으로 냉각장치의 냉각효율 향상에 기여하는 것이 가능하다.
다음에, 이전에 언급되었듯이 히트싱크 2는 접착제나 붙임성이 있는 조립에 의해 LSI 패키지 또는 다른 발열소자에 부착된다. 그러나, 표면 전체가 접착제로 점착될 경우 소자와 히트싱크 2의 열팽창 계수의 차이로 인해 열응력이 일어날 것이고 소자에서 틈이 발생하는 위험이 있을 것이다. 더욱이, 표면 전체가 접착시트등에 의해 점착될 경우에, 접착제와 비교되는 유체가 없기 때문에 평탄성의 차이에 의해 빈틈이 생길 것이며 쉽게 벗겨지는 문제가 발생할 것이다. 또한, 조립등에 의해 부착된다면 소켓이 필요해지고, 판은 가공되어야 하므로 설치시 많은 제한이 따른다는 문제점이 있다.
제62도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 20번째 실시예의 구조의 평면도와 정면도를 도시한 것이다. 본 실시예는 발열소자와 히트싱크가 원형인 경우를 예시한 것이지만, 제58도에 도시된 팬 유니트 3이 히트싱크 2의 중심부에서 오프셋되어 배치된 오프-센터형 냉각장치의 냉각구조와 유사한 구조를 갖는다. 동등한 부재들에 대하여는 동일한 참조숫자를 부여하였고, 그밖의 참조숫자는 생략하였다. 팬 유니트 3은 생략되었지만 그 후면부, 즉 방열핀이 배치되지 않은 측면에 있는 히트싱크 2의 모서리에는 냉각공기의 누출을 방지하도록 측벽 79이 제공되어 있다. 더욱이, 커버 75는 접착 또는 다른 방법에 의해 히트싱크 2에 부착된다. 부착 블럭 79와 체결나사 78은 제거되어 있다.
이 실시예에서, 히트싱크 2의 중앙 근처에는 바닥면으로부터 발열소자에 부착된 수나사로 나합된 암나사부 85가 형성되어 있다. 암나사부 85는 히트싱크 2의 기저면 12로부터 돌출하여 방열핀 4,..에 의해 점유된 공간으로 연장되어 있다. 이러한 방식으로, 암나사부 85는 히트싱크 2의 내부에서 냉각공기에 노출되어 열방사를 돕도록 작용한다. 그러므로, 암나사부 85는 방열효과를 상승시키게 할 수 있도록 보다 큰 표면적을 가진 형상으로 형성된다. 더욱이, 제62도에 도시된 바와같이, 암나사부 85 주위에 방열핀 4가 냉각공기의 통과시에 압력손실을 감소시키도록 단절되어 냉각 공기량을 확보한다.
제63도는 발열소자의 상부 표면에 배치된 수나사부재 86 예의 구조의 평면도와 정면도를 도시한 것이다. 수나사부재 86은 열전도도가 우수한 물질로 형성된다. 예를들면, 그것은 제62도의 히트싱크 2에 제공된 암나사부 85로 나합하는 나사부 86'와 발열소자의 상부 표면에 접착 또는 다른 방법에 의해 부착된 플랜지부 87을 갖는다. 이러한 수나사와 암나사에 의해 발열소자와 히트싱크 2를 그위에 설치된 냉각팬과 견고하게 결합시키는 것이 가능하다. 이러한 밀착력을 이용하여, 그 사이에 접촉 내열성을 감소시키는 것이 가능하다. 이러한 밀착력을 이용하여, 그 사이에 접촉 내열성을 감소시키는 것이 가능하다. 수나사부재 86은 또한 발열소자의 상부표면과 일체로 형성될 수도 있다.
제64도는 수나사부재의 구조의 다양한 예를 도시하는 제63도의 A-A선의 단면도를 도시한 것이다. 수나사부재 86은 발열소자로부터 방출된 열을 암나사부 85에 효과적인 전도시킨다. 이 열은 히트싱크 2의 냉각 공간내에 방사된다. 그러므로, 발열소자의 냉각을 돕게한다. 따라서, 그 구조는 또한 열전도도가 우수하다. 즉, 수나사부재 86의 제64(a)도에 도시된 바와같은 열전도도가 우수한 단독물질로 형성될 뿐만 아니라, 제64(b)도에 도시된 바와같이, 순수한 구리로 형성된 중앙부 88과 녹쇠에 의해 형성된 주변부 88를 갖는 구조로 형성될 수 있다. 더욱이, 제64(c)도에 도시된 바와같이, 캐버티(cavity) 88'를 내측에 제공하고 진공상태로 하여 이안에 히트파이프 매체로서 작용하는 작용유체 89를 충전시키는 것이 가능한다. 이것에 의해, 히트파이프의 원리를 이용하여 열전달량을 증가 시키는 것이 가능하다.
이 실시에는 이러한 방식으로 구조되므로, 종래의 장치에 발열소자와 냉각장치 사이의 결합으로 야기된 열응력에 의해 발생된 크랙킹과 박리현상을 방지하는 것이 가능하고, 더욱이 상술된 바와같이 발열소자의 열 방사를 돕는 것이 가능하여 냉각효율을 상승시킨다. 또한, 나사에 의해 본 발명의 일체팬형 냉각장치를 부착시키는 것이 가능하고, 이것에 의해 파괴될때 냉각팬의 부착을 용이하게 할 수 있고 고 신뢰성을 가능하게 할 수 있다.
다음에, 제65도는 다수의 이러한 일체 팬형 발열소자 냉각장치를 병렬로 설치하는 경우에 설치상태의 사시도이고, 제65도는 그 평면도이다. 도면에서 10,...은 냉각장치이고, (a)는 기기의 냉각공기흐름, (b)는 냉각장치의 공기흐름이다. 이러한 설치상태에 있어서, 특히 제57도에 도시된 구조의 냉각장치를 사용할때, 공기는 제66도에 도시된 바와같이 적어도 2개 방향으로 배출되고, 그 배출공기는 병렬 배열로 냉각장치 10, 10중에서 충돌하여 전체 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다. 더욱이, 상술된 냉각효율의 저하를 보상하기 위해 고속 팬 유니트를 사용하는 경우에, 잡음이 비교적 크게 되고 전체로서 기기의 잡음 레벨이 증대된다.
제67도는 본 발명에 따른 발열소자 냉각장치의 제21실시예 구조의 평면도, 정면도 및 측면도를 도시한 것이다. 이 실시예는 제57(a)도에 도시된 바와같이, 히트싱크 2의 중앙부에 배치된 팬 유니트 3을 가진 냉각구조와 유사한 구성을 갖는다. 동등한 부재들에 대하여는 동일한 참조숫자를 부여하였고, 그밖의 참조숫자는 생략하였다. 더욱이, 이 실시예에서 커버 75는 히트싱크 2(또는 그 아래의 발열소자)의 바로 위에 하나의 측 모서리에서 외부쪽으로 연장되어 연장부 75'를 형성한다. 이것의 정면 모서리는 아래쪽으로 부착된다. 만곡부, 측 차폐 플레이트(plate) 90은 히트싱크 2의 측면과 실제 평행이 되도록 형성된다. 이 구조가 채택되어 제67도에 점선 화살표로 도시된 바와같이, 팬 유니트 3으로부터 공급된 공기 흐름은 차폐플레이트 90에 부딪히고 아래쪽으로 반사된다. 도시되지는 않았지만, 공기흐름은 히트싱크 2의 바닥에서 발열소자의 바닥면에 부딪히게 된다.
제68도는 이 실시예에 따른 다수의 발열소자를 설치하는 경우에 설치 상태의 사시도이고, 제69도는 그 평면도이다. 도면에서 10'는 실시예에 따른 냉각장치이고, (a)는 기기에 대한 냉각공기흐름, (b)는 다른 냉각장치에 대한 공기흐름이다. 냉각장치 10'는 차폐 플레이트 90이 기기의 냉각 공기흐름 (a)와 평행으로 하도록 제공된다. 제 69도로부터 명백한 바와같이, 차폐플레이트 90은 병렬로 배열된 냉각장치 10' 사이에 삽입되어, 제65도와 제66도에 다른 냉각장치중에서 공기흐름(b)의 간섭을 방지하는 것이 가능하다. 그러므로, 이 실시예에 따라 다수의 발열소자가 제공될때 냉각장치중에서 배출공기의 충돌에 의해 야기된 냉각효율의 감소의 방지를 가능하게 하고 발열소자의 바닥면에 배출공기를 도입하여 냉각효율의 향상을 가능하게 하는 이중효과를 달성하는 것이 가능하다.
상술된 바와같이, 기기에 대한 냉각 공기흐름과 평행하게 되도록 차폐플레이트 90을 제공함으로써, 기기에 대한 냉각 공기흐름(a)를 냉각장치의 냉각 팬이 중단할때에도 히트싱크내로 통과하게 하는 것이 가능하다. 더욱이, 예시되지는 않았지만 적어도 차폐플레이트 90 만 곡부, 즉 형상 메모리 합금 또는 다른 형상 메모리 물질에 의한 차폐플레이트 90과 연장부 75'의 연결부를 형성하는 것과 고온에 대한 연장부 75', 즉 실제 편평한 플레이트와 동일한 편평면등의 형상을 저장하는 것이 가능하다. 이것을 행함으로써, 예를들면 하나의 냉각장치의 냉각 팬이 중단할때, 이것이 설치된 발열소자를 온도가 높게 설치하는 경우에 차폐플레이트 90을 개방하여 인접한 냉각장치의 공기흐름(b)로 흡수하는 것이 가능하다.
다음에, 이전에 설명된 바와같이 최근의 고밀도 실장기기에 설치된 LSI 패키지의 경우에서, 예를들면 고밀도 실장이 제1도에 도시된 바와같이 고정된 피치를 가진 선반의 겅우에서 노트북 퍼스널컴퓨터등의 높이 제한으로서 필요로 되고 있다. 기기에 실장이 수직실장형의 냉각구조 또는 매몰 실장형의 냉각구조에 따라 가능하지 않는 경우가 있다. 보다 얇은 냉각 구조가 추구된다.
제70도는 이러한 요건을 충족시키기 위해 고안된 본 발명의 발열소자 냉각장치의 제22실시예 구조의 평면도(a)와 정단면도(b)이고, 제71도는 그것의 사시도이다. 이 실시예는 팬 유니트 3이 발열소자 1과 히트싱크 2의 어셈블리의 측에 배치되고 이들이 열전도도가 우수한 물질로 제조된 커버 91에 의해 연결되는 측면실장형의 일체팬형 발열소자 냉각장치를 제공한다.
이 실시예에서, 열전도도가 우수한 물질의 커버 91은 히트싱크 2와 일체로 형성되거나 나사등에 의해 그것에 부착되어 히트싱크 2를 덮는 부분을 가지며 그로부터 연장되어 나사 도는 피팅에 의해 팬 유니트 3과 결합되고, 팬 유니트 3에 접하여 부착된 공기흡입, 배출개구 92를 갖는 연장부를 갖는다. 연장부의 3개 외측면부가 측면플레이트 93,...에 의해 밀폐된다. 더욱이, 팬 유니트 3의 바닥이 바닥플레이트 94에 의해 밀폐된다. 95는 스포일러(spoiler) 플레이트, 96은 가이드, 16은 LSI 패키지 또는 다른 발열소자 1이 부착되는 판이고, 97을 포함하는 다수의 핀에 의해 판 16에 부착될 수가 있다.
이러한 방식으로 실시예가 구성되므로, 냉각공기가 푸시시스템에 의해 공급된다. 제70도에 점선화살표로 도시된 공기흐름에서 공기는 커버 91의 상부표면의 공기흡입개구 92로부터 흡수되고, 도시된 바와같이 적절한 스포일러 플레이트 95 또는 가이드 96에 의해 안내되며, 히트싱크 2에 보내져 팬 유니트 3의 반대쪽 측면의 단부로부터 배출된다.
제72도는 실시예의 제1 변경 실시예 구조의 평면도이고, 제73도는 그것의 사시도이다. 제1 변경 실시예는 제70도와 제71도에 도시된 측면 실장형의 일체 팬형 발열소자 냉각장치와 유사한 구조를 갖는다. 동등한 구성요소들에 대하여는 동일한 참조숫자를 부여하였다. 더욱이, 변경 실시예에서 팬 유니트 부분의 하나 이상의 측면플레이트 93은 예를들면, 도시된 바와같이 개구 98,...로 제공된다. 개구 98은 팬 유니트의 후면측, 즉 히트싱크 2에서 가장 먼쪽의 측면에 제공된다. 일부 공기를 누출시키게 함으로써, 밀폐된 팬 유니트 3의 후면에서 공기압력의 상승이 방지되고, 팬의 압력손실이 감소되며, 하중이 감소되어 충분한 양의 공기가 확보되는 것을 가능하게 한다.
또한, 이 실시예에서 커버 91은 히트싱크 2의 상부표면만을 덮도록 제조될 수 있다. 더욱이, 공기흡입, 배출개구의 측면부외에 히트싱크 2의 측면도 덮도록 제조될 수 있다. 제74도는 실시예의 제2 변경 실시예 구조의 사시도이다. 커버 91'의 2개 측면플레이트 93', 93 '은 팬 유니트 3의 반대측면에 단부외에 히트싱크의 2개 측면을 밀폐시키는데 사용된다.
더욱이, 제70도에 도시된 실시예의 경우에서 발열소자 1의 LSI 패키지로서, 소자의 상부 표면에 부착된 반도체 칩을 가진 캐버티 엎 형태(cavity up type)를 사용하지만, 반도체 칩이 소자의 바닥면에 부착되는 소자의 캐버티 다운형태(cavity down type)의 경우에 있어서는 냉각공기가 칩으로부터 짧은 전도경로를 가진 핀측에 흐르도록 되는 경우에, 소자 1의 캡에 제공된 히트싱크 2 측면만에 냉각공기로 흐르게 하는 경우에 대해 냉각효율을 상승시키는 것이 가능하다. 제75도는 실시예의 제3 변경 실시예 구조의 평면도(a)와 정면도(b)를 도시한 것이다. 제3 변경 실시예에서, 공기흐름이 상부 및 하부에 분기되는 것을 가능하게 하도록 V자 단면형 가이드 96이 제공되어 있고, 팬 유니트 부분의 바닥 플레이트 94에 공기홀 99가 제공되어 있다. 이것에 의해, 공기흐름이 도면에 점선 화살표로 도시된 바와같이 형성되며, 냉각공기가 발열소자 1의 핀측으로 보내져 냉각효율이 상승된다.
제76도는 실시예의 제4 변경 실시예 구조의 평면도(a)와 정면도(b)이다. 여기서, 히트싱크로서 제70도 내지 제75도에 도시된 바와같은 사각형태 대신에, 적층형 방열핀을 갖는 디스크형 히트싱크 2'를 사용한다. 커버 91은 디스크형 히트싱크 2'의 2개 측면에 접합시킴으로써 부착된다. 예를들면, 제76도의 B부분을 확대하여 도시한 제77도에 도시된 바와같이, 커버 91의 모서리의 2개 측면부에 다수의 하향후크(hook) 91a를 제공하여 히트싱크 2'의 모서리와 맞물리도록 위로부터 커버 91에 밀어 넣음으로써, 그것을 해체 가능하게 부착시키는 것이 가능하다. 이것은 커버 91을 탈착시키는 것을 용이하게 하여 팬 유니트 3의 유지와 점검을 행한다.
제78도는 실시예의 제5 변경 실시예 구조의 평면도(a)와 정면도(b)이고, 제79도는 그것의 사시도이다. 이 변경 실시예에 있어서, 제70도 내지 제77도에 도시된 커버의 상부 표면의 공기흡입 개구로부터 공기의 흡수 대신에, 팬 유니트 부분의 바닥플레이트 94에서 공기흡입, 배출개구 92'로부터 흡수한다. 이 경우에서, 공기가 팬 아래로부터 취해져 스포일러 플레이트 95가 불필요하게 된다. 이러한 방식으로 공기흐름이 제78도에 점선 화살표로 도시된 바와같이 발생된다. 이 경우에서, 공기흡입 개구에서의 압력손실이 제70도 내지 제77도에 도시된 것과 비교하여 더 높게 되지만, 팬 유니트 3에서의 흐름은 더 원활하게 된다.
제70도 내지 제79도에 도시된 실시예에 있어서, 팬 유니트 3에 냉각 팬의 회전축이 경사지게 제공되어 냉각 팬을 통하여 공기흡입, 배출개구에서 히트싱크 2의 방열핀으로 향하는 공기흐름을 효율적으로 형성시킬 수가 있다. 즉, 제70도 내지 제77도에 도시된 공기흡입, 배출개구가 팬 유니트 3의 상부 표면에 제공될때, 냉각 팬의 회전축이 도면의 평면쪽으로 왼쪽으로 경사지게 된다. 더욱이, 제78도와 제79도에 도시된 공기흡입, 배출개구가 팬 유니트 3의 바닥면에 제공될때, 냉각 팬의 회전축이 도면의 표면쪽으로 오른쪽으로 경사지게 된다. 이것에 의해, 공기흡입, 배출개구에서 히트싱크 2의 방열핀으로 공기흐름을 효율적으로 형성시키는 것이 가능하다.
제80도 내지 제82도는 본 발명에 사용된 히트싱크 2의 방열핀 4,...의 배열과 형상에의 평면도와 정면도이다. 여기에 도시된 바와같이, 방열핀 4가 배치되는 영역은 히트싱크 2의 전체 영역이 아닌 바로 소자 1의 발열부분 직접위의 부분이므로 히트싱크에 의한 압력손실을 감소시켜 필요한 공기속도를 확보시키는 것이 가능하다. 또한, 히트싱크 2의 2개 측면에 안내벽 47,47(제80도와 제81도)를 제공하고, 소자 1의 발열부에 안내하거나(제82도), 냉각공기가 방열핀을 배치하지 않은 부분을 통과시키지 않도록 하고 측면에 배출되지 않도록 하고, 국부적으로 배치된 방열핀 4에 냉각공기를 효과적으로 안내하는 안내벽 48, 48를 제공하여 냉각효율을 향상시키는 것이 가능하다.
상기의 실시예의 설명에 있어서, 히트싱크의 핀형 또는 적층형 방열핀을 사용하였지만, 이 실시예에서와 같은 측면 실장형 냉각구조는 이들에 제한되지 않는다. 예를들면, 플레이트 형상을 포함하는 다양한 형상을 효과적으로 사용할 수가 있다. 더욱이, 냉각시스템으로서 팬으로부터 방출된 공기가 히트싱크에 대하여 취입되는 푸시시스템이 채택되지만, 히트싱크에 대해 통하는 공기가 흡수되는 풀시스템을 사용할 수가 있다.
[산업 이용성]
상술된 바와같이, 본 발명의 방열기에 따라 제한된 전력으로 냉각팬의 냉각공기를 효과적으로 사용하는 것이 가능하므로, 냉각효율을 상승시키는 것이 가능하다. 이 상부에는 고전력의 냉각 팬을 사용할 필요가 없으므로 잡음 발생을 방지하는 것이 가능하다.
더욱이, 본 발명에 의한 일체 팬형 발열소자 냉각장치에 따라, 팬 유니트가 히트싱크위에 설치되는 수직 실장형태, 팬 유니트가 히트싱크의 중앙부에 매몰되는 매몰 실장형태, 및 팬 유니트가 발열소자와 히트싱크의 어셈블리의 측면에 배치되는 측면 실장형태의 이점은 효율을 향상시키고 구조를 더 얇게 하는데 있다. 예를들면, 퍼스널컴퓨터, 워크스테이션등의 고밀도 실장 기기에 대한 최근의 요구를 충족시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (48)

  1. 다수의 인쇄회로판이 자유롭게 탈착가능한 다수의 선반(shelf)을 갖는 선반구조의 래크(rack)에 수납되는 인쇄회로판상에설치된 다수의 발열소자에 부착되어 있되, 다수의 방열핀을 구비한 열전도도가 우수한 물질로 형성된 히트싱크와 히트싱크의 중앙부에 배열되어 작은 취입공을 갖는 중공파이프부로 구성되는 방열기, 및 상기 방열기에 냉각공기를 취입시키는 취입장치로 구성되어 냉각공기가 상기 취입장치로 부터 파이프부에 강제적으로 도입되고 나서 작은 취입공으로 부터 배출되도록 구성된 발열소자 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서, 결합부를 통하여 연결 가능한 다수의 공기도관 파이프를 더 포함하며, 상기 연결된 공기도관 파이프에 의해 형성된 공기도관 경로가 취입장치와 다수의 방열기의 파이프부에 사용되는 발열소자 냉각장치.
  3. 제2항에 있어서, 공기도관 경로가 인쇄회로판의 정면판상에 제공된 결합부를 통하여 취입장치에 연결되는 발열소자 냉각장치.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 파이프가 발열소자의 중앙선에 히트싱크의 방열핀 기저면과 적절한 거리로 배열되고 파이프 내측에 도입된 냉각공기가 파이프 유니트의 바닥에 형성된 작은 취입공으로부터 배출되는 발열소자 냉각장치.
  5. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 다수의 파이프부가 발열소자의 중앙선에 대하여 대칭 위치로 히트싱크의 방열핀 기저면과 적절한 거리로 배열되고 파이프부 내측에 도입된 냉각공기가 상기 파이프부에 형성된 작은 취입공으로부터 배출되는 발열소자 냉각장치.
  6. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 파이프부가 히트싱크의 중앙에 도입되는 냉각공기를 안내하기 위한 안내부로 형성되는 발열소자 냉각장치.
  7. 제6항에 있어서, 안내부가 히트싱크의 방열핀 기저면으로부터 적절한 거리로 배치된 바닥벽으로 제공되고 안내부에 의해 안내된 냉각공기가 안내부의 바닥벽의 중앙에 형성된 작은 취입공으로부터 배출되는 발열소자 냉각장치.
  8. 발열소자에 부착되고 그 상부표면으로부터 돌출하는 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 히트싱크위에 배치된 냉각 팬 유니트, 및 방열핀이 중앙으로부터 밖으로 돌출하고 그것을 통과하며 상기 히트싱크의 발열부를 방사상으로 분할하는 상기 히트싱크의 상부 표면에 제공되는 분할플레이트로 구성되는 발열소자 냉각장치.
  9. 제8항에 있어서, 냉각 팬 유니트가 히트싱크의 상부 표면으로부터 적절한 거리에 배치되고 상기 냉각장치가 히트싱크와 냉각 팬 유니트 사이의 틈을 덮기 위한 밀봉벽을 더 포함하는 발열소자 냉각장치.
  10. 발열소자에 부착되고 다수의 핀형 방열핀을 갖는 히트싱크 및 히트싱크위에 부착된 냉각 팬 유니트로 구성된 발열소자 냉각장치에 있어서, 상기 히트싱크의 방열핀이 정면 말단쪽으로 단면적이 더 작게 되는 발열소자 냉각장치.
  11. 발열소자에 부착되고 다수의 핀형 방열핀을 갖는 히트싱크 및 히트싱크위에 부착된 냉각 팬 유니트로 구성되는 발열소자 냉각장치에 있어서, 방열핀이 매트릭스형 격자의 다른 모든 교점을 점유하도록 형성되는 발열소자 냉각장치.
  12. 제11항에 있어서, 방열핀보다 더 작은 단면적을 갖는 보조핀이 방열핀에 의해 점유되지 않은 격자의 교점에 제공되는 발열소자 냉각장치.
  13. 발열소자의 상부 표면에 배치되고 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크와 히트싱크 위해 배치되고 그 중앙에서 회전하는 모터부를 갖는 냉각 팬 유니트로 구성되는 발열소자 냉각장치에 있어서, 상기 팬 유니트가 모터부의 바닥면에 제공되고 상기 히트싱크의 두께방향쪽으로 연장되는 적어도 하나의 보조 블레이드를 갖는 발열소자 냉각장치.
  14. 제13항에 있어서, 보조 블레이드에 접하는 히트싱크의 방열핀이 보조 블레이드의 회전 범위내에 짧게 형성되는 발열소자 냉각장치.
  15. 제13항에 있어서, 적어도 하나의 보조 블레이드가 팬 회전축으로부터 방사상으로 배치되는 발열소자 냉각장치.
  16. 발열소자상에 설치되고 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크와 히트싱크위에 부착된 냉각팬으로 구성되는 발열소자 냉각장치에 있어서, 히트싱크의 방열핀의 기저면이 중앙쪽으로 더 낮게 되도록 형성된 적어도 부분적인 경사면을 갖는 발열소자 냉각장치.
  17. 발열소자의 상부표면에 배치되고 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크와 히트싱크위에 부착된 냉각팬으로 구성되는 발열소자 냉각장치에 잇어서, 히트싱크가 중앙부쪽으로 하향하는 경사면을 갖도록 적어도 부분적으로 경사진 기저면, 상기 경사진 기저면에 제공된 방열핀 및 주변부에서 중앙부로 상기 경사진 기저면을 따라 연장되도록 배치된 히트파이프를 포함하는 발열소자 냉각장치.
  18. 제17항에 있어서, 히트싱크의 기저면이 원추형 또는 피라미드형으로 형성되고 히트파이프가 중앙부에서 주변부로 나선상으로 연장되는 발열소자 냉각장치.
  19. 제17항에 있어서, 히트싱크의 기저면이 중앙부를 포함하는 선에 교차하는 2개의 경사면으로 부터 형성되고 히트파이프가 상기 선을 따라 배치된 하나의 주파이프와 주파이프쪽으로 주변부로부터 상기 2개 경사면을 따라 배치된 다수의 부파이프를 포함하는 발열소자 냉각장치.
  20. 제17항에 있어서, 히트파이프가 히트싱크의 기저면에 매몰되어 배치되는 발열소자 냉각장치.
  21. 상부표면에서 떨어진 적절한 거리로 인쇄회로판상에 설치된 발열소자의 상부표면에 배치되고 실제 발열소자와 같은 영역을 갖는 커버부재, 및 발열소자를 냉각시키도록 상기 커버부재와 상기 발열소자 사이에 틈으로 냉각공기를 취입하는데 상용되는 하나 이상의 팬 유니트로 구성되는 발열소자 냉각장치.
  22. 제21항에 있어서, 팬 유니트가 커버부재에 탈착 가능하게 설치되는 발열소자 냉각장치.
  23. 제21항에 있어서, 팬 유니트가 발열소자의 중앙으로부터 상쇄된 위치에 설치되고 상기 냉각장치가 오프-센터방향으로 틈의 축모서리를 밀폐하기 위한 분리벽을 더 포함하는 발열소자 냉각장치.
  24. 제21항에 있어서, 커버부재가 열전도도가 우수한 물질로 형성되고 상기 냉각장치가 적절한 위치에 발열소자의 표면과 커버부재를 연결하기 위해 열전도도가 우수한 물질로 형성된 스프링 부재를 더 포함하는 발열소자 냉각장치.
  25. 제21항에 있어서, 커버부재가 틈 측면에서 밖으로 돌출한 다수의 리지로 형성되는 발열소자 냉각장치.
  26. 발열소자의 상부표면에 배치되고 그 상부표면에서 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크와 히트싱크위에 부착된 팬 유니트로 구성되는 발열소자 냉각장치에 있어서, 다수의 팬 유니트가 히트싱크의 중앙에 대하여 대칭위치에 제공되고 취입방향이 발열소자의 중앙에 향하도록 구동되는 발열소자 냉각장치.
  27. 발열소자에 안접하는 인쇄회로판에 부착되고 그 상부 표면에 다수 방열핀을 갖는 히트싱크, 히트싱크 위에 부착된 팬 유니트, 및 히트싱크와 발열소자를 열적으로 연결하는 히트파이프로 구성되는 발열소자 냉각장치.
  28. 발열소자의 상부표면에 배치된 적어도 팬 실장부에서 제외한 기저면에 배치된 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 상기 히트싱크의 팬 실장부에 접하는 공기흡입구, 배출개구를 갖고 상기 히트싱크의 상부표면을 덮도록 부착되는 커버, 및 상기 커버의 공기흡입구, 배출개구의 근처에 위치되도록 설치되고 상기 히트싱크의 팬 실장부에 매몰되는 냉각 팬 유니트로 구성되는 발열소자 냉각장치에 있어서, 팬 유니트를 구동하는 회로 구성요소가 적어도 상기 커버의 내부면과 상기 히트싱크의 내부면중 하나에 부착되는 발열소자 냉각장치.
  29. 제28항에 있어서, 편평한 배선 스트립이 팬 유니트를 구동하는 회로 구성요소와 팬 유니트를 전기적으로 연결하기 위한 커버의 내부면과 히트싱크의 내부면중 적어도 하나에 부착되는 발열소자 냉각장치.
  30. 인쇄회로판상에 설치된 발열소자의 상부표면에 배치되고, 기저면, 기저면에 의해 지지되는 냉각공기 조절 메카니즘과 조절 메카니즘 근처에 기저면에 배치된 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 상기 히트싱크의 상부표면을 덮고 조절 메카니즘에 접하는 위치에 형성된 공기흡입구, 배출개구를 갖는 플레이트형 커버, 및 상기 커버의 공기흡입구, 배출개구 근처에 위치되고 조절 메카니즘에 수용되도록 설치되는 냉각 팬 유니트로 구성되는 발열소자 냉각장치.
  31. 제30항에 있어서, 조절 메카니즘이 히트싱크의 기저면으로부터 돌출하는 적어도 하나의 지지다리와 상기 지지다리에 의해 지지되고 히트싱크의 기저면의 틈을 형성하는 원통형 부재를 갖는 발열소자 냉각장치.
  32. 제31항에 있어서, 지지다리와 원통형 부재가 열전도도가 우수한 물질에 의해 일체로 형성되는 발열소자 냉각장치.
  33. 제31항에 있어서, 원통형 부재가 외부 원주면과 내부 원주면의 적어도 일부에 요철을 갖는 발열소자 냉각장치.
  34. 제30항에 있어서, 방열핀이 조절 메카니즘 근처에 틈이 없이 밀접하게 근접하여 배치되는 발열소자 냉각장치.
  35. 발열소자의 상부표면에 배치되고 적어도 팬 실장부에서 재외한 기저면에 배치된 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 팬 실방부에 접하는 위치에 공기흡입구, 배출개구를 가지고 상기 히트싱크의 상부표면을 덮도록 부착된 커버, 및 상기 커버의 공기흡입구, 배출개구 근처에 위치되고 팬 실장부에 매몰되도록 부착된 냉각 팬 유니트로 구성되는 발열소자 냉각장치에 있어서, 발열소자의 상부 표면의 중앙부 근처에 부착된 열전도도가 우수한 물질로 된 수나사부재가 더 제공되고 상기 히트싱크가 중앙부로부터 상쇄된 위치에 형성된 팬 실장부와 상기 수나사부재와 맞물리는 암나사부재를 갖는 발열소자 냉각장치.
  36. 제35항에 있어서, 수나사부재가 외부측의 열전도도 물질보다 우수한 열전도도를 갖는 다른 열전도도 물질을 그 중앙부에 갖는 발열소자 냉각장치.
  37. 제35항에 있어서, 수나사부재가 내부 캐버티와 내부 캐버티에 밀봉된 히트파이프 매체로서 사용되는 작용 유체를 갖는 발열소자 냉각장치.
  38. 발열소자의 상부표면에 배치되고 적어도 팬 실장부에서 제외한 기저면에 배치된 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크. 팬 실장부에 접하는 위치에 공기흡입구,배출개구를 가지고 상기 히트싱크의 상부 표면을 덮도록 부착된 커버, 및 상기 커버의 공기흡입구,배출개구 근처에 위치되고 팬 실장부에 매몰되도록 부착된 냉각 팬 유니트로 구성되는 발열소자 냉각장치에 있어서, 상기 커버가 그 측면부에 형성되고 발열소자의 바로 위와 외부쪽으로 연장되는 연장부, 및 아래쪽으로 연장되는 상기 연장부의 모서리에 연결되어 형성된 차폐 플레이트를 갖는 발열소자 냉각장치.
  39. 제38항에 있어서, 연장부와 차페 플레이트의 적어도 연결부가 고온에서 실제 편평한 플레이트의 형상을 기억하는 형상 메모리 물질에 의해 형성되는 발열소자 냉각장치.
  40. 회로판상에 설치된 발열소자의 상부표면에 배치되고 다수의 방열핀을 갖는 히트싱크, 상기 히트싱크의 상부표면을 덮도록 부착되고 상기 히트싱크의 측면으로 연장되는 연장부를 갖는 커버, 및 상기 커버의 연장부 근처에 설치된 팬 유니트로 구성되고 상기 팬 유니트의 동작이 냉각 공기를 상기 커버와 상기 발열소자 사이에 상기 히트싱크에 집중적이고 효과적으로 놓이게 하는 발열소자 냉각장치.
  41. 제40항에 있어서, 커버의 연장부에 공기흡입구,배출개구가 제공되고 히트싱크 측면을 제외한 커버의 외측부를 봉쇄하는 측면 플레이트와 팬 유니트의 바닥을 덮는 바닥 플레이트가 제공되는 발열소자 냉각장치.
  42. 제41항에 있어서, 커버의 연장부의 내부면에 부착되고 히트싱크와 팬 유니트 사이에 아래쪽으로 부착된 스포일러 플레이트와 공기흐름을 히트싱크의 방열핀으로 안내하는 가이드가 제공되는 발열소자 냉각장치.
  43. 제42항에 있어서, 가이드가 냉각공기를 상부와 바닥으로 분기되도록 할 수 있는 형상을 가지고 팬 유니트 아래의 바닥 플레이트에 공기홀이 제공되는 발열소자 냉각장치.
  44. 제40항에 있어서, 히트싱크 측면을 제외한 커버의 외측부를 봉쇄하는 측면 플레이트와 팬 유니트의 바닥을 덮는 바닥 플레이트가 제공되고, 바닥 플레이트내에 공기흡입구,배출개구가 제공되며, 공기가 바닥 플레이트와 회로판 사이의 틈을 통하여 흡입, 배출되는 발열소자 냉각장치.
  45. 제40항에 있어서, 히트싱크가 디스크 형상을 갖고 커버가 히트싱크의 모서리와 해체 가능하게 맞물리는 후크부를 그 모서리의 2개 측면부에 갖는 발열소자 냉각장치.
  46. 제40항에 있어서, 히트싱크의 방열핀의 발열소자의 발열부 바로 위에 국부적으로 배치되는 발열소자 냉각장치.
  47. 제46항에 있어서, 방열핀을 배치하지 않은 히트싱크의 적어도 일부로 냉각공기가 누출되게 함이 없이 냉각공기를 방열핀으로 안내하기 위한 안내벽이 제공되는 발열소자 냉각장치.
  48. 제40항에 있어서, 팬 냉각 유니트의 냉각 팬이 경사진 그 회전축으로 배치되고 냉각공기가 히트싱크에 효율적으로 안내되는 발열소자 냉각장치.
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