KR100438294B1 - Cooler for IC - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 집적 회로 냉각 장치는 방열시키고자 하는 집적 회로와; 상기 집적 회로가 장착되며, 제 1 걸림 장치가 구비되어 있는 기판과; 상기 집적 회로를 냉각 방열시키는 증발기와; 상기 증발기가 상기 집적 회로에 밀착 고정될 수 있도록 상기 증발기에 압력을 가하는 탄성수단과, 상기 탄성 수단이 안착 고정되며 상기 기판의 제 1 걸림 장치에 대응되는 제 2 걸림 장치가 형성되어 있는 하우징으로 구성되어 있는 가압 밀착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An integrated circuit cooling apparatus according to the present invention comprises: an integrated circuit to be radiated; A substrate on which the integrated circuit is mounted and on which a first locking device is provided; An evaporator for cooling and radiating the integrated circuit; An elastic means for applying pressure to the evaporator so that the evaporator is tightly fixed to the integrated circuit, and a housing in which the elastic means is seated and fixed and a second locking device corresponding to the first locking device of the substrate is formed. It is characterized by including a pressing contact portion that is.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 집적 회로 냉각 장치는 집적 회로의 냉각 방열을 위하여 사용되는 냉동 시스템의 증발기가 보다 견고하게 밀착될 수 있도록 하는 탄성 수단이 구비된 가압 밀착부를 포함함으로써, 집적 회로와의 밀착이 더욱 견고하게 되어 냉각 방열 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 상기 가압 밀착부에 추가로 단열재를 구비할 경우에는 온도 하강에 따른 결로 현상도 방지되어 집적 회로 동작에 최적화된 환경을 제공할 수 있다.The integrated circuit cooling apparatus according to the present invention having such a feature includes a pressurized contact portion provided with elastic means for allowing the evaporator of the refrigeration system used for cooling heat dissipation of the integrated circuit to be more tightly connected, The tighter the tighter the heat dissipation efficiency is the advantage. In addition, when the insulation is additionally provided to the pressure contact portion, condensation may be prevented due to a temperature drop, thereby providing an environment optimized for integrated circuit operation.
Description
본 발명은 집적 회로 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 집적 회로의 냉각 방열을 위하여 사용되는 증발기가 효율적으로 구동될 수 있도록 하는 집적 회로 냉각 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated circuit cooling device, and more particularly, to an integrated circuit cooling device for efficiently driving an evaporator used for cooling heat dissipation of an integrated circuit.
오늘날, 전자 회로는 회로의 소형화와 신뢰성 있는 구동을 위하여 집적 회로를 많이 포함하고 있는데, 상기 집적 회로는 저항, 트랜지스터, 다이오드와 같은 회로 소자를 적은 공간에 많이 포함하는 관계로 높은 열이 발생되는 것이 일반적이다.Today, electronic circuits include a large number of integrated circuits for miniaturization and reliable driving of the circuits. The integrated circuits include a large amount of circuit elements such as resistors, transistors, and diodes in a small space. It is common.
그러나, 집적 회로 본체인 코어의 안정성 확보와 외부 회로와의 연결에 사용되는 핀의 배치를 위한 스프레더(Spreader)가 집적 회로에서 발생되는 열을 방열시키는 방열 작용도 동시에 수행함으로써, 대부분의 집적 회로는 특별한 방열 처리를 요하지 않으나 고속 연산이 이루어지는 연산 처리 집적 회로 등에서는 스프레더가 방열시킬 수 있는 열보다 높은 열이 발생하여 문제가 되고 있다. 이러한 연산 처리 집적 회로는 회로 동작의 중심상에 위치하는 것이 일반적이므로 그 동작의 안정성을 위한 방열처리는 반드시 이루어져야 하며, 이에 따라 별도의 집적 회로 냉각 장치가 사용되고 있다.However, since the spreader for securing the stability of the core, which is the integrated circuit main body, and the arrangement of the pins used for the connection to the external circuit, also performs a heat dissipation action to dissipate heat generated in the integrated circuit, most integrated circuits Although no special heat dissipation treatment is required, in a computational processing integrated circuit or the like in which high-speed operation is performed, heat is generated higher than heat that the spreader can dissipate. Since such arithmetic processing integrated circuits are generally located at the center of circuit operation, heat dissipation processing for the stability of the operation must be performed. Accordingly, a separate integrated circuit cooling apparatus is used.
도 1a, 1b, 1c는 종래의 집적 회로 냉각 장치를 나타낸 개략도이다.1A, 1B and 1C are schematic diagrams showing a conventional integrated circuit cooling device.
종래의 집적 회로 냉각 장치로 대표적인 것은 도 1a에 도시된 것과 같은 방열판(Heat sink)(20)으로서, 그 효율과 대량 생산의 용이함, 낮은 생산 원가 등의 이유로 대부분의 집적 회로에 사용이 되고 있다. 그 형태 또한 집적 회로의 형태에 따라 다양하게 변형이 가능하며, 집적 회로(10)와의 체결은 나사를 통하여 이루어지는 것이 일반적이나 도 1a에서와 같이 별도의 나사홀이 형성되어 있지 않은 CPU(Central Processing Unit, 중앙 처리 장치, 이하 'CPU'라 칭한다) 등의 집적 회로(10)와의 연결을 위하여 별도의 걸림 장치(21)가 사용되기도 한다.A typical integrated circuit cooling device is a heat sink 20 as shown in FIG. 1A, and is used in most integrated circuits due to its efficiency, ease of mass production, low production cost, and the like. The shape may also be variously modified according to the type of integrated circuit, and the connection with the integrated circuit 10 is generally made through a screw, but the CPU (Central Processing Unit) does not have a separate screw hole as shown in FIG. 1A. In addition, a separate latching device 21 may be used to connect to an integrated circuit 10 such as a central processing unit, hereinafter referred to as a CPU.
도 1a를 보다 상세하게 설명하면, 회로 기판에 형성되어 있는 하우징(11)에 상기 집적 회로(10)가 안착되고, 그 위에 상기 집적 회로(10)의 방열을 위하여 방열판(20)이 놓이게 되는데, 그 연결은 상기 집적 회로(10)와의 밀착을 위하여 별도로 구비되어 있는 상기 걸림 장치(20)와, 상기 하우징(11)에 형성되어 있는 걸림턱(11a)에 의하여 이루어진다.Referring to FIG. 1A in more detail, the integrated circuit 10 is seated on a housing 11 formed on a circuit board, and a heat sink 20 is placed thereon for dissipating the integrated circuit 10. The connection is made by the locking device 20 provided separately for close contact with the integrated circuit 10 and the locking step 11a formed in the housing 11.
이와 같이 설치함으로써, 집적 회로와 방열판을 밀착 체결시킬 수 있게 되어, 상기 집적 회로에서 발생되는 열을 효율적으로 처리할 수 있게 되므로 대부분의 집적 회로의 방열을 충족시킬 수 있다.By installing in this way, the integrated circuit and the heat sink can be tightly coupled to each other, so that heat generated in the integrated circuit can be efficiently processed, and thus heat dissipation of most integrated circuits can be satisfied.
그러나, 초고밀도 집적 회로와 같이 발열량이 많은 집적 회로의 경우에는 매우 큰 크기의 방열판이 필요할 뿐만 아니라, 빠른 열 분산을 위하여 열 전도도가 일반 방열판의 재질보다 높은 재질이 사용되어야 하므로, 그 공간적 제약이나 생산원가가 문제시되고 있다. 따라서, 이에 대한 대안으로 종래의 방열판을 그대로 사용하면서 도 1b와 같이 쿨링 팬(30)을 추가로 설치하거나, 도 1c와 같이 냉각 시스템을 추가로 설치하여 집적 회로를 냉각시키는 방법이 일반화 되어가고 있다.However, in the case of integrated circuits with high heat generation, such as ultra-high density integrated circuits, not only a very large heat sink is required but also a material having a higher thermal conductivity than that of a general heat sink is required for rapid heat dissipation. Production costs are a problem. Therefore, as an alternative to this, a method of cooling an integrated circuit by installing an additional cooling fan 30 as shown in FIG. 1B or additionally installing a cooling system as shown in FIG. .
먼저, 쿨링 팬이 추가로 설치되는 집적 회로 냉각 장치를 도 1b를 통하여 살펴보면, 일반적으로 도 1a와 같이 방열판이 설치된 구성에 추가로 쿨링 팬(30)이 설치되는데 그 연결은 나사에 의하여 이루어지고 있으며, 상기 쿨링 팬(30)에 포함된 모터의 구동 전력은 별도로 공급되고 있다. 이와 같은 방식의 집적 회로 냉각 장치는 그 냉각 효율이 기존의 방열판으로만 이루어진 냉각 장치에 비하여 높고 가격도 저렴하여 폭넓게 사용되고 있다.First, referring to FIG. 1B, an integrated circuit cooling apparatus in which a cooling fan is additionally installed, a cooling fan 30 is additionally installed in a configuration in which a heat sink is installed as shown in FIG. 1A, and the connection is made by screws. The driving power of the motor included in the cooling fan 30 is separately supplied. The integrated circuit cooling device of this type is widely used because its cooling efficiency is higher than that of a conventional cooling device consisting of only a heat sink and at a low price.
다음으로 도 1c에 도시된 바와 같은 냉각 시스템을 이용한 집적 회로 냉각 장치가 있는데, 이러한 방식은 상기한 쿨링 팬을 사용하는 방식으로도 원하는 냉각이 이뤄지지 않는 경우 사용되는 방식으로서, 일반적으로 대용량 컴퓨터 시스템에 사용되고 있다.Next, there is an integrated circuit cooling apparatus using a cooling system as shown in FIG. 1C, which is a method used when a desired cooling is not achieved even by using the above-described cooling fan. It is used.
그 구성은 일반적인 냉동 공정을 그대로 적용하고 있으므로, 압축 공정을 수행해 기체 냉매를 압축시키는 압축기(50)와, 상기 압축된 기체 냉매를 응축시켜 액체 냉매로 변환시키는 응축기(60)와, 상기 액체 냉매를 팽창시켜 분무 형태로 변환시키는 팽창기(70) 및 액체 냉매의 증발을 통하여 주위를 냉각시키는 증발기(80)를 포함하고 있는데, 상기 압축기(50), 응축기(60), 팽창기(70)는 시스템 캐비넷(90)의 하부에 위치시키고, 상기 증발기(80)만을 모듈식 기판(12)이 장착되는 기판부에 위치시키고 있다. 이렇게 구성된 냉동 시스템은 상기 증발기(80)의 온도를 영하로 유지함으로써 상기 증발기(80)에 밀착되는 집적 회로(10)를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.Since the constitution applies the general refrigeration process as it is, a compressor 50 for compressing a gas refrigerant by performing a compression process, a condenser 60 for condensing and converting the compressed gas refrigerant into a liquid refrigerant, and the liquid refrigerant An expander 70 for expanding and converting it into a spray form and an evaporator 80 for cooling the surroundings through evaporation of the liquid refrigerant. The compressor 50, the condenser 60, and the expander 70 may include a system cabinet ( 90 and the evaporator 80 is positioned in the substrate portion on which the modular substrate 12 is mounted. The refrigeration system configured as described above can efficiently cool the integrated circuit 10 in close contact with the evaporator 80 by keeping the temperature of the evaporator 80 below zero.
그러나, 이와 같은 냉각 시스템을 이용한 집적 회로 냉각 장치는 몇가지 문제점이 있는데, 우선 상기 증발기(80)를 상기 집적 회로(10)에 밀착시키는 부재가 필요하며, 이외에 냉각에 따라 발생되는 결로 현상의 방지를 위한 단열 처리가 필요하다는 것이다. 여기서 상기 결로 현상은 증발기의 온도가 주변 온도에 비하여 대단히 낮기 때문에 발생하는 현상으로서, 이 현상에 의하여 발생된 습기가 기판에 치명적인 오류 및 파손을 유발하므로 크게 문제가 된다.However, an integrated circuit cooling apparatus using such a cooling system has some problems. First, a member for closely contacting the evaporator 80 to the integrated circuit 10 is required, and in addition, prevention of condensation caused by cooling is prevented. Heat treatment is required. The condensation is a phenomenon that occurs because the temperature of the evaporator is very low compared to the ambient temperature, and the moisture generated by this phenomenon causes a fatal error and damage to the substrate.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 집적 회로를 냉각 방열시키는 증발기를 상기 집적 회로에 밀착시킴과 동시에 습기 발생 방지를 위한 단열 처리를 동시에 수행하는 장치가 구비된 집적 회로 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems. An integrated circuit cooling device including an apparatus for closely contacting an evaporator for cooling and radiating an integrated circuit to the integrated circuit and simultaneously performing an insulation treatment for preventing moisture generation. The purpose is to provide.
도 1a, 1b, 1c는 종래의 집적 회로 냉각 장치를 나타낸 개략도.1A, 1B and 1C are schematic diagrams showing a conventional integrated circuit cooling device.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 집적 회로 냉각 장치를 나타낸 분해 사시도.Figure 2a is an exploded perspective view showing an integrated circuit cooling apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2b는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 집적 회로 냉각 장치를 나타낸 결합도.Figure 2b is a combination diagram showing an integrated circuit cooling apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2c는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 집적 회로 냉각 장치를 나타낸 측단면도.Figure 2c is a side cross-sectional view showing an integrated circuit cooling apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10, 110....집적 회로 11, 210....하우징10, 110 ... integrated circuit 11, 210 ... housing
11a........걸림턱 21.........걸림 장치11a ........ Jam Jaw 21 ......... Jam Device
20.........방열판 30.........쿨링 팬20 ......... heat sink 30 ......... cooling fan
50.........압축기 60.........응축기50 ....... Compressor 60 ......... Condenser
70.........팽창기 80.........증발기70 ......... Inflator 80 ......... Evaporator
90.........캐비넷 200........가압 밀착부90 ......... Cabinet 200 ......... Pressure
190........접착도료 220, 240...단열재190 ........ Adhesive paint 220, 240 ... insulation material
230........스프링 210a.......클립230 ........ spring 210a ....... clip
112a.......홈 12, 112....기판112a .... Home 12, 112 .... Board
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 집적 회로 냉각 장치는 방열시키고자 하는 집적 회로와; 상기 집적 회로가 장착되며, 제 1 걸림 장치가 구비되어 있는 기판과; 상기 집적 회로를 냉각 방열시키는 증발기와; 상기 증발기가 상기 집적 회로에 밀착 고정될 수 있도록 상기 증발기에 압력을 가하는 탄성수단과, 상기 탄성 수단이 안착 고정되며 상기 기판의 제 1 걸림 장치에 대응되는 제 2 걸림 장치가 형성되어 있는 하우징으로 구성되어 있는 가압 밀착부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있는데, 여기서 상기 제 1 걸림 장치는 홈 또는 클립, 제 2 걸림 장치는 상기 제 1 걸림 장치에 대응되는 클립 또는 홈으로 구성되는 것이 바람직하며,상기 가압 밀착부의 하우징은 결로 현상 방지를 위하여 내측에 단열재가 더 포함되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, an integrated circuit cooling apparatus according to the present invention includes: an integrated circuit to be radiated; A substrate on which the integrated circuit is mounted and on which a first locking device is provided; An evaporator for cooling and radiating the integrated circuit; An elastic means for applying pressure to the evaporator so that the evaporator is tightly fixed to the integrated circuit, and a housing in which the elastic means is seated and fixed and a second locking device corresponding to the first locking device of the substrate is formed. It characterized in that it comprises a pressing contact portion, wherein the first locking device is a groove or a clip, the second locking device is preferably composed of a clip or groove corresponding to the first locking device, It is preferable that the negative housing further includes a heat insulating material inside to prevent condensation.
또한, 상기 집적 회로와 증발기 사이에 열전도성 높은 접착도료를 도포하여 방열이 더 활발하게 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is desirable to apply a high thermal conductive adhesive coating between the integrated circuit and the evaporator to more actively radiate heat.
이와 같이 본 발명에 따른 집적 회로 냉각 장치는 집적 회로에 증발기가 밀착될 수 있도록 탄성수단이 구비된 가압 밀착부와 상기 가압 밀착부가 형합될 수 있는 구조의 기판을 사용함으로써, 신뢰성 있는 방열이 가능하며, 상기 가입 밀착부의 내부에 별도의 단열재를 구비함으로써, 결로 현상이 방지되는 장점이 있다.As described above, the integrated circuit cooling apparatus according to the present invention can reliably dissipate heat by using a pressure contact portion having an elastic means and a substrate having a structure in which the pressure contact portion can be bonded to the evaporator to the integrated circuit. By providing a separate heat insulating material inside the joining contact portion, there is an advantage that the condensation phenomenon is prevented.
이와 같은 본 발명에 따른 집적 회로 냉각 장치의 실시예들을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Such embodiments of the integrated circuit cooling apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 집적 회로 냉각 장치를 나타낸 분해 사시도로서, 도면을 참고하면 크게 증발기(180)를 집적 회로 쪽으로 밀기 위한 탄성 수단인 스프링(230)과, 상기 스프링(230)의 기준점이 되는 하우징(210)을 포함하는 가압 밀착부(200)와; 상기 가압 밀착부(200)의 가압에 의하여 집적 회로에 직접 밀착되는 증발기(180)로 이루어져 있는 것을 알 수 있다.2A is an exploded perspective view illustrating an integrated circuit cooling apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the spring 230 and the spring 230 are elastic means for pushing the evaporator 180 toward the integrated circuit. Press contact portion 200 including a housing 210 to be a reference point of the; It can be seen that the evaporator 180 is in direct contact with the integrated circuit by the pressurization of the pressure contact portion 200.
여기서, 상기 하우징(210)은 각 측면 하단에 제 2 걸림 장치인 클립이 형성되어 있는 것을 알 수 있는데, 상기 클립은 기판에 형성되어 있는 홈에 체결되어 결과적으로 상기 하우징(210)과 기판을 체결시키게 된다.Here, it can be seen that the housing 210 has a clip, which is a second locking device, formed at each lower side of the housing 210. The clip is fastened to a groove formed in the substrate, and as a result, the housing 210 is fastened to the substrate. Let's go.
또한, 상기 하우징(210) 및 스프링(230) 외에 단열재(220)(240)가 추가로 포함되어 있는데, 이는 집적 회로와 접하지 않는 상기 증발기(180)의 윗면을 단열시키는 부재로서, 결로 현상을 방지하기 위하여 사용된다. 본 실시예에서의 구성은 먼저 상기 하우징(210)과 스프링(230) 사이에 상기 하우징의 모양과 유사한 단열재(220)가 상기 하우징(210)의 내측에 삽입되고, 상기 스프링(230)과 증발기(180) 사이에는 상기 증발기(180)에 직접 압력을 가할 판 형상의 단열재(240)가 삽입된다.In addition, in addition to the housing 210 and the spring 230, the heat insulating material 220, 240 is further included, which is a member that insulates the upper surface of the evaporator 180 that is not in contact with the integrated circuit, condensation phenomenon It is used to prevent. In the present embodiment, first, a heat insulating material 220 similar to the shape of the housing is inserted between the housing 210 and the spring 230, and the spring 230 and the evaporator ( Between the 180 is inserted a plate-shaped heat insulating material 240 to apply pressure directly to the evaporator 180.
한편, 사각 박스 형상의 상기 하우징(210)의 일측 하단에 일정 크기의 홈이 형성되어 있는데, 이는 일반적인 증발기의 구조상 상기 증발기(180)에 출입하는 배관의 공간 확보를 위한 것이며, 이는 상기 하우징(210)의 내측에 삽입되는 단열재(220)에도 마찬가지로 형성되어 있다.On the other hand, a groove having a predetermined size is formed at the bottom of one side of the housing 210 of the rectangular box shape, which is for ensuring the space of the pipe entering and exiting the evaporator 180 due to the structure of a general evaporator, which is the housing 210 The heat insulating material 220 inserted in the inside of) is similarly formed.
이와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 집적 회로 냉각 장치의 결합상태를 도 2b 및 도 2c를 참조하여 설명하면, 상기 스프링(230)과 단열재(220)(240) 및 증발기(180)가 모두 상기 하우징(210)에 삽입되어 방열시키고자 하는 집적 회로(110)가 장착되어 있는 기판(112)에 체결되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2B and FIG. 2C, a coupling state of the integrated circuit cooling apparatus according to the present exemplary embodiment having the configuration described above, the spring 230, the heat insulating material 220, 240, and the evaporator 180 are both described above. It can be seen that the integrated circuit 110 is inserted into the housing 210 and fastened to the substrate 112 on which the integrated circuit 110 to be radiated is mounted.
상기 하우징(210)의 일측 하단에 형성되어 있는 홈을 통하여 증발기(180)의 출입배관이 설치되어 있고 상기 하우징(210)의 각 측 하단에 형성되어 있는 제 2 걸림 장치인 클립(210a)이 기판(112)에 형성되어 있는 제 1 걸림 장치인 홈(112a)에 체결된다.An access pipe of the evaporator 180 is installed through a groove formed at one lower end of the housing 210, and a clip 210a which is a second locking device formed at each lower end of the housing 210 is provided on a substrate. It is fastened to the groove | channel 112a which is the 1st locking device formed in 112. As shown in FIG.
한편, 상기 증발기(180)와 집적 회로(110) 사이에는 접착도료(190)를 도포하는 것이 바람직한데, 이는 상기 증발기(180)와 집적 회로(110)의 보다 견고한 밀착을 위한 것으로서, 열 전도성이 좋은 여러 물질이 사용 가능하다.On the other hand, it is preferable to apply an adhesive paint 190 between the evaporator 180 and the integrated circuit 110, which is for a more tight contact between the evaporator 180 and the integrated circuit 110, thermal conductivity is Many good materials are available.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 집적 회로 냉각 장치는 집적 회로의 냉각 방열을 위하여 사용되는 냉동 시스템의 증발기를 집적 회로에 보다 견고하게 밀착시키는 탄성 수단이 구비된 가압 밀착부를 포함함으로써, 집적 회로와의 밀착이 더욱 견고하게 되어 냉각 방열 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 상기 가압 밀착부에 추가로 단열재를 구비할 경우에는 온도 하강에 따른 결로 현상도 방지되어 집적 회로 동작에 최적화된 환경을 제공할 수 있다.As described above, the integrated circuit cooling apparatus according to the present invention includes a pressurized contact portion provided with an elastic means for tightly adhering the evaporator of the refrigeration system used for cooling and radiating the integrated circuit to the integrated circuit. The tighter the contact with the more has the advantage of high cooling heat radiation efficiency. In addition, when the insulation is additionally provided to the pressure contact portion, condensation may be prevented due to a temperature drop, thereby providing an environment optimized for integrated circuit operation.
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2001
- 2001-11-28 KR KR10-2001-0074560A patent/KR100438294B1/en not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030043400A (en) | 2003-06-02 |
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