KR100459346B1 - 발열소자냉각용열분산시스템 - Google Patents

발열소자냉각용열분산시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100459346B1
KR100459346B1 KR10-1998-0709251A KR19980709251A KR100459346B1 KR 100459346 B1 KR100459346 B1 KR 100459346B1 KR 19980709251 A KR19980709251 A KR 19980709251A KR 100459346 B1 KR100459346 B1 KR 100459346B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mist
housing
liquid coolant
spray
cooling chamber
Prior art date
Application number
KR10-1998-0709251A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000034776A (ko
Inventor
모트 엘. 해비
윌리암 로버트 히치
Original Assignee
레이티언 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 레이티언 캄파니 filed Critical 레이티언 캄파니
Priority to KR10-1998-0709251A priority Critical patent/KR100459346B1/ko
Publication of KR20000034776A publication Critical patent/KR20000034776A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100459346B1 publication Critical patent/KR100459346B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20345Sprayers; Atomizers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

액체 냉각제(40)를 분무하는 분무기(50)은 밀봉된 하우징(20)내에 위치한다. 분무된 액체 냉각제(40)는 발열 소자(40)의 표면 및 밀봉된 하우징(20)의 벽 위에 박층으로 분배된다. 열은 박층의 액체 냉각제(40)의 적어도 한 부분의 증발에 의해 발열 소자(40)의 표면으로부터 전달된다. 냉각제 증기는 하우징(20) 및 다른 냉각 표면상에서 응축되어 액상으로 돌아온다. 다음에 시스템 열은 종래의 열 전달 기구(22)를 이용하여 하우징(20)의 외측 표면으로부터 제거된다.

Description

발열 소자 냉각용 열 분산 시스템 {HEAT SPREADER SYSTEM FOR COOLING HEAT GENERATING COMPONENTS}
본 출원은 1997년 4월 18일에 출원된 37 C.F.R. §1.53(b)(2) (ii)에 따라 가출원으로 전환한 신청에 의해 가출원으로 전환된 1996년 5월 16일에 출원된 미국 출원 제08/648,548호의 권익을 주장한다.
본 발명은 대개 효율적 기능의 냉각을 필요로 하는 냉각 시스템에 관한 것이고, 특히 작동 중에 열을 발생시키는 전자 시스템, 장치, 기판 및 카드용 냉각 시스템에 관한 것이다.
마이크로-칩, 회로 기판, 회로 카드, 멀티-칩 모듈, 동력 공급부/컨버터와 동력 증폭기 및 (이하에서는 "소자"로 불리는) 다른 발열 소자를 사용할 때에 급 성장과 수반되는 문제점 중 하나는 이러한 전자 소자에 의해 발생된 열을 발산시키는 것이 필요하다는 점이다. 요소들이 더욱 효율적으로 작용하고 오작동의 위험을 줄이기 위해, 전자 소자들은 일정한 소정 온도 범위 내에서 유지되어야 한다.
전자 소자를 냉각시키기 위한 수많은 방법이 현재 사용중이다. 팬(fan)을 전자 소자를 내장한 하우징 내에 배치하여 그 소자를 가로질러 강제로 공기와 접촉하도록 하는 것이 가장 일반적인 냉각 방법 중 하나이다. 그러나, 상이한 전자 소자는 작동 중에 상이한 열량을 발생시켜, 과열점(hot spot)에 이르게 된다. 히트 싱크는 과열점 문제를 제거하기 위해 이용되어 왔다. 그러나, 전자 소자의 와트 출력이 지속적으로 증가될 때, 소정의 냉각을 얻기 위해 히트 싱크는 지나치게 커지게 되었다. 외부 핀(fin)은 내부의 생성 열을 발산하기 위해 전자 소자를 내장한 하우징 상에 합체되어 왔다. 매우 복잡한 장치에서, 냉각 유체를 내장한 냉각관은 열을 외부 열 교환기로 전도하기 위해 전자 소자 주위로 이동되어 왔다. 그러나, 냉각관과 열 교환기는 본 발명에 비해 공간 집약적이고 비용이 많이 든다.
전자 하드웨어 제작자는 소자 하우징 내의 액체 냉각제를 전자 소자 주위에 직접 및 그 소자에 접촉한 상태로 순환시키고 그후 하우징 내의 후방으로 재순환시키기 위한 복잡한 장치를 도입하여 왔다. 액체 냉각제는 수집되고 대개 전자 소자의 하우징 외부의 열 교환기/응축기로 전도된다. 그러한 장치는 비교적 비용이 많이 들고 또한 공간 집약적이다. 또한, 그러한 장치는 단일상의 냉각을 포함한다는 점에서 비효율적이다.
전자 소자 및 다른 발열 소자용 액체 냉각 장치에 대한 많은 상업적인 연구 및 개발이 고속 분사, 정밀 분사 또는 냉각될 표면 상에 향한 액체의 분사들로 구성되는 액체 냉각제의 분사 충돌의 관련 분야 내에서 집중되어 왔다. 분사 충돌은 특히 액체 냉각제가 오리피스로부터 배출되어 양 쪽의 냉각 방법에서 냉각된 표면에서 유도된다는 점에서 스프레이 냉각과 혼동될 수 있다. 그러나, 유체 분사의 충돌과 상당히 넓은 구역에 걸쳐 액체 물방울의 양호하게 분산된 스프레이의 충돌 의 사이에는 유체 동력학 및 열 전달 메커니즘에서 기본적으로 현저한 차이가 존재한다. 분사 충돌 냉각은 스프레이 냉각에 비해 열등하게 하는 제한을 가진다. 그것은 표면에 걸쳐 균일한 냉각을 제공하지 않으며 동일한 등가 열 유량에 대하여 보다 높은 유량을 필요로 하고, 스프레이 냉각 보다 더 낮은 임계 열 유량(CHF)에서 연소된다. (표면 온도의 지속적 증가와 함께 증기막 비등으로의 전이) 분사에 의해 냉각될 때, 구역의 외부 영역은 더 낮은 열 전달 계수로 인해 비교적 낮은 열 유량에서 막 비등(여기에서, CHF가 발생함)으로 전이된다. 이들 모두는 이들 영역에서 열 제거를 감소시키며 국지적인 표면 온도를 증가시킨다. 이는 열 전달 능력에 따라 대응하는 증가가 없기 때문에, 적응될 수 없는 내부 영역상에 열 제거 부담을 바로 크게 증가시킨다. 따라서, 막 비등 현상은 방사상 내향으로 급속히 이동된다.
분사 충돌에 의해 보다 양호한 냉각을 달성하기 위해, 분사의 수를 증가시킴으로써 각 분사에 의해 냉각되는 영역을 감소시키려는 시도가 있었다. 그러나, 이러한 효과는 기하학적으로 증가하는 분배의 곤란에 의해 곧 상쇄되며, 유체의 연속적인 대량의 분사 충돌의 제거는 광 영역을 분무하기에는 비현실적이다. 이하의 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명은 이러한 제한을 받지 않는다. 단일 상의 분사 충돌 냉각 분야에는, 미국 특허 제4,108,242호, 제2,912,600호, 제4,838,041호 및 제3,844,343호를 포함하는 다수의 특허가 있다.
보다 효과적인 냉각을 달성하기 위해, 스프레이 냉각의 가능성에 대해 많은 연구 및 시도가 있었다. 스프레이 냉각은 기화 상변화의 추가적인 이점을 가진다. 미국 특허 제4,643,250호, 제4,790,370호, 제4,643,250호, 제4,352,392호 및 제4,967,829호를 포함하는 다수의 특허가 기화 냉각의 종래 기술로 고찰되었다. 일반적으로, 종래의 분무기들은 실행 가능한 스프레이 냉각에 대해 적절하지 않거나 또는 큰 분무 거리 및 시스템 부피는 비효율적이 되기 때문에, 종래 기술은 성공적이지 않았다.
미국 특허 제5,220,804호는 냉각될 전자 소자들의 표면을 충돌하는, 광역 분포에 대해 스프레이되는 무화된 액체를 개시하고 있다. 기화 상변화 과정에서 열은 냉각제로 전달된다. 증기 및 액체는 수집되어 외부 응축기로 제거된다. 이러한 시스템은 기화 상변화 냉각의 장점을 갖지만, 기화 및 응축 과정은 발열 소자 하우징 내에 자체 보유되지 않으며, 액체 냉각제 및 수증기는 외부 펌프 및 응축기에 의해 수집되어 재순환된다. 무선 통신, 항공 전자 공학 및 군사용을 포함하는 많은 장치들에서, 어떠한 외부 시스템도 없이 자체 보유식 유니트를 가지는 것은 매우 바람직하다. 이러한 자체 보유식 시스템은 공간 제약적인 시스템에서 유리하며 잠재적인 EMI 문제를 방지한다. 또한, 미국 특허 제5,220,804호의 분무기는 성능면에서 종래의 분무기에 대해 많은 장점을 갖지만, 미국 특허 제5,220,804호의 분무기는 모든 장치들에는 적용 가능하지 않다.
도1은 전자 요소를 보유한 하우징과 본 발명에 의한 열 분산 시스템의 전개 사시도.
도2는 도1의 전자 요소를 보유한 하우징과 열 분산 시스템의 단부도.
도3은 도1의 전자 요소를 보유한 하우징과 열 분산 시스템의 전방 단면도.
도3A는 도1의 열 분산 시스템의 스프레이 챔버 및 스프레이 판의 부분 전방 단면도.
도4는 도1의 열 분산 시스템의 스프레이 판의 측면도.
도5는 도4의 스프레이 판의 부분 평면도.
도6은 본 발명의 열 분산 시스템의 제2 실시예를 도시한 도면.
도7은 본 발명의 열 분산 시스템의 제3 실시예를 도시한 도면.
도8은 본 발명의 열 분산 시스템의 제4 실시예를 도시한 도면.
본 발명은 마이크로칩, 회로 기판, 회로 카드, 다칩 모듈, 전원/컨버터 및 파워 앰프 및 다른 발열 소자(이하, "소자"라 함)에 대한 냉각 시스템의 종래 기술에서의 중요한 열 분포 및 냉각 문제를 해소한다. 본 발명은 전자 소자의 작동에 의해 발생되는 열의 점 공급원을 취하고 시스템 전체에 걸쳐 열을 분산시키는 등온 시스템이며, 효과적으로 열을 발산할 수 있다.
본 발명은 무화된 액체 냉각제를 사용하여 밀봉된 하우징 내에서 소자에 의해 발생된 열을 분배한다. 본 발명은 냉각제를 분무하여 연무/안개/스프레이 상태의 냉각제로 밀봉 하우징을 충전시키는 분무기를 포함한다. 무화된 액체 냉각제는 발열 소자의 표면에 대해 박막으로서 분배된다. 액체 냉각제의 박막의 적어도 일부분의 기화에 의해 발열 소자의 표면으로부터 열이 전달된다.
첨부 도면과 함께 상세한 설명을 참고함으로써 본 발명의 보다 완전한 이해가 가능하게 된다.
전 도면에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일하거나 또는 유사한 소자를 나타낸다. 도1에는 소자 카드(31) 상에 장착된 전자 소자(30)를 둘러싸기 위한 밀봉된 하우징(20)이 도시되며, 소자 카드(31)는 전형적인 소자 트레이(32) 내에 유지된다. 분무기(50) 및 냉각 핀(22)을 갖는 액체 냉각제 스프레이판(100) 또한 도시되어 있다.
도2, 도3 및 도3A에 의하면, 본 발명에 의한 소자 카드(31) 상에 장착된 전자 소자(30)와 열 분산 시스템(10)의 단면도가 도시된다. 본 발명은 전자 소자(30)의 작동에 의해 발생되는 열의 점 공급원(point source)을 취하고 열을 하우징(20) 내의 액체 및 기체 냉각제(40)에 전반적으로 열을 분산시켜, 열이 하우징(20)과 외부 냉각 핀(22)을 통해 효율적으로 발산될 수 있는, 밀폐된 환경 내부의 등온 평형이 달성되는 시스템이다.
제1 실시예에 있어서, 열 분산 시스템(10)은 냉각될 전자 소자의 표면상에 스프레이되는 냉각제(40)의 무화된 액적을 발생시킨다. 작동시, 냉각제(40)의 무화된 연무/안개/스프레이(fog/mist/spray)는 밀봉된 하우징(20) 내에 보유된 전자 소자(30)에 적합하고 직접 접촉한다. 본 명세서에서 사용되는 "무화하는" 또는 "무화된"이라는 용어는 미세한 및/또는 굵은 액적 크기를 가지는 연무/안개/스프레이를 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 본원에서 사용되는 "분무기"는 미세한 및/또는 굵은 액적 크기를 갖는 연무/안개/스프레이를 발생시키기 위한 장치를 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 열은 박막 기화 상변화 과정으로 냉각제(40)에 전달된다. 무화된 액체(40)는 3M사에 의해 제조된 유전성 냉각 유체인 상표명 Fluorinert와 같은 "FC72" 냉각제일 수 있다.
본 발명은 소정의 냉각 작용을 달성하기 위해 히트 싱크(heat sink)와 복잡한 고가의 튜브 냉각 시스템을 이용할 필요성을 감소 또는 제거시킨다. (도1, 도2 및 도3의) 제1 실시예에 있어서, 본 발명은 자체 보유식이다. 통신, 항공 전자 공학 및 군사용을 포함하는 많은 장치들에 있어서, 외부 냉각 시스템을 갖지 않는 자체 보유식 유닛을 갖는 것은 매우 바람직하다. 이러한 밀봉식 시스템은 EMI 문제점을 최소화한다. 본 발명은 히트 싱크의 공간 집약적 사용을 경감하고 시스템 주위의 과열점에서 발생되는 열을 분산시키므로, 보다 많은 전자 소자들이 동일한 크기의 하우징 내에 결합될 수도 있다. 이는 군사, 항공 전자 공학 및 통신에 관한 장치들에서 명백한 장점이 된다.
액체 냉각제(40)는 하우징(20) 내에서 연무/안개/스프레이로 분산되므로, 본 발명은 액체 냉각제(40)의 최소 부피를 필요로 하는 추가적인 장점을 갖는다. 본 발명의 기술 배경 부분에서 논의한 바와 같이, 순환 액체 시스템은 냉각 시스템에 현저한 중량을 부가하는데, 이는 이같은 시스템의 액체 냉각제가 본 발명의 연무/안개/스프레이 상태와 달리 순수한 액체 상태로 유지되기 때문이다. 이같은 시스템의 냉각제 밀도는 통상적으로 물보다 크며, 전체 시스템에 현저한 중량을 부가할 수 있다. 부가된 중량은 항공 전자 공학 및 많은 군사적 장치들에서 특히 바람직하지 못하다.
도2, 도3, 도3A 및 도5를 보면, 주문 제작된 패턴의 복수의 분무기(50)들이 스프레이판(100)에 위치되어 있다. 스프레이판(100)은 분무기(50) 열이 냉각될 전자 소자(30)를 지지하는 소자 카드(31)의 각 열의 사이에 위치되도록 하우징(20)의 제1 단부에 위치한다. 도3A에 도시된 바와 같이, 스프레이판(100)은 백킹(backing) 부품(81)을 포함하는 스프레이 챔버(80)의 제1 부품이다.
도2 및 도3을 참조하면, 분무된 액체 냉각제(40) 및 기화 열전달 과정후 응축된 액체는 하우징(902)의 제2 단부에 위치된 저장조(60)에 수집된다. 펌프(70)는 수집된 냉각제(40)를 공급 라인(72)을 통해 스프레이 챔버(80)에 재순환한다. 펌프(70)는 바람직하게는 통상적인 자동차용 무브러쉬 연료 펌프와 유사하게 적어도 138,000 Pa (20 psi)의 출력 압력을 갖는 내장형 직류 무브러쉬 펌프이다. 이같은 펌프는 상업적으로 입수 가능하다. 바람직한 실시예에서, 펌프(70), 펌프 모터 및 모터 제어기는 하우징(20)에 내장된다.
스프레이판(100)은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 부품 및 소자의 다양한 재배열 및 치환이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 또한, 제한적이 아닌 방식으로 분무기(50)는 (도2의) 발열 소자의 배열에 상응하는 다양한 패턴으로 배열될 수 있다.
도2 및 도3을 다시 참조하면, 작동시 스프레이 챔버(80)에 공급되는 액체 냉각제(40)는 각 분무기(50)에 공급되고 와류 챔버에서 냉각제(40)의 와류를 발생시켜 분무기(50)를 나올 때 무화된다.
본 발명의 열 분산 시스템의 제2 실시예가 도6에 도시되어 있다. 부가적인 냉각을 달성하기 위해, 외부 냉각기(1000)가 펌프(70)와 스프레이 챔버(80)의 사이의 냉각제 공급 라인(72)에 개재하여 위치할 수 있다. 전자 소자의 증가하는 와트 용량으로 인해 열부하가 계속 증가함에 따라 부가적 냉각이 하우징(20) 및/또는 외부 냉각 핀(22)을 가로질러 공기를 강제 유동시키는 팬(93)을 사용함으로써 본 발명의 열 분산기 시스템으로 달성될 수 있다.
본 발명의 열 분산 시스템의 제3 실시예가 도7에 도시되어 있다. 도7은 액체 냉각제의 연무/안개/스프레이를 발생시키는 본 발명의 다른 방법을 도시한다. 하우징(20)의 내부에 위치한 기계적 교반기 또는 패들(90)이 저장조(60)에 수집된 액체 냉각제(40)를 교반시키고, 이를 발열 소자(30) 위로 분산시킨다. 부가적 냉각이 필요하면 부가 하우징(29)이 냉각 핀(22)을 감싸도록 사용된다. 액체 냉각제(400)는 냉각 핀(22)을 가로질러 순환된다. 열은 냉각제(400)에 전달된 다음에, 발열 소자 하우징으로부터 외부로 전도된다.
도8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예가 도시되어 있다. 초음파 교반기(92)가 발열 소자를 가로질러 분산되는 액체 냉각제의 연무/안개/스프레이를 발생시키기 위해 사용된다. 부가적 냉각이 필요하면 열 교환기 튜브(200)가 밀봉된 하우징(20) 내부에 포함될 수 있다. 제2 액체 또는 기체 냉각제(300)가 열교환기 튜브(200)를 통해 순환된다. 열은 냉각제(300)로 전달된 다음에 발열 소자의 하우징으로부터 외부로 전도된다. 열교환기 튜브(200)는 기화된 냉각제(40)가 응축되고 재순환될 수 있는 부가적 냉각면을 제공하는 장점을 또한 가진다.
양호한 실시예 및 대체 실시예가 첨부 도면에 도시되고 전술한 상세한 설명에 기재되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않고 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으며 부품 및 소자의 다양한 재배열 및 치환이 가능한 것으로 이해되어야 한다.

Claims (11)

  1. 발열 소자들에 의해 발생되는 열을 분산시키는 밀폐식 순환 시스템에 있어서,
    내부 냉각 챔버를 갖추고 냉각 챔버의 부분으로서 액체 냉각제 저장조를 포함하는 하우징과,
    액체 냉각제 저장조에 인접하고 개방되어 내부 냉각 챔버에 장착되며 발열 소자들을 지지하는 하나 이상의 소자 기판과,
    액체 냉각제를 무화하고 무화된 액체 냉각제를 하나 이상의 소자 기판상에 지지되는 발열 소자들의 표면 위에 분배하는 하나 이상의 분무기와,
    상기 하우징 내의 냉각 챔버에 있고 냉각제 저장조에 수집된 액체 냉각제를 하나 이상의 분무기로 재순환시키기 위해 상기 하나 이상의 분무기에 연결되는 펌프와,
    대류 냉각을 위해 하우징의 외면에 고정되는 냉각 핀들과,
    상기 핀들을 가로질러 공기를 순환하기 위해 상기 하우징에 부착되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 분무기가 소정의 패턴으로 위치한 복수의 분무기들을 포함하고, 상기 소정 패턴은 무화된 액체 냉각제를 하나 이상의 소자 기판상에 지지되는 발열 소자의 표면 위로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 펌프에 연결되는 하우징 내의 스프레이 챔버를 더 포함하고, 액체 냉각제를 공급하기 위해 상기 하나 이상의 분무기를 지지하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 발열 소자들에 의해 발생되는 열을 분산시키는 밀폐식 순환 시스템에 있어서,
    내부 냉각 챔버를 갖추고 냉각 챔버의 부분으로서 액체 냉각제 저장조를 포함하는 밀봉 하우징과,
    액체 냉각제 저장조에 인접하고 개방되어 내부 냉각 챔버에 장착되며 발열 소자들을 지지하는 하나 이상의 소자 기판과,
    액체 냉각제를 무화하고 무화된 액체 냉각제를 하나 이상의 소자 기판의 표면 위에 분배하는 하나 이상의 분무기와,
    하나 이상의 분무기를 지지하는 스프레이 챔버와,
    냉각 챔버 내에 있고 액체 냉각제 저장조에서 스프레이 챔버로 액체를 재순환시키는 펌프와,
    냉각제 저장조에서 수집되는 액체 냉각제를 밀봉 하우징 내에서 완전히 재순환시키기 위해 펌프를 스프레이 챔버로 연결하는 튜브와,
    대류 냉각을 제공하기 위해 하우징의 외면에 고정되는 냉각 핀들과,
    상기 핀들을 가로질러 공기를 순환하기 위해 상기 하우징에 부착되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 발열 소자들에 의해 발생되는 열을 분산시키는 밀폐식 순환 시스템에 있어서,
    내부 냉각 챔버를 갖추고 냉각 챔버의 부분으로서 액체 냉각제 저장조를 포함하는 하우징과,
    액체 냉각제 저장조에 인접하고 개방되어 내부 냉각 챔버에 장착되며 발열 소자들을 지지하는 하나 이상의 소자 기판과,
    냉각제 저장조 내에 있는 유전성 액체 냉각제와,
    유전성 액체 냉각제를 무화하고 무화된 액체 냉각제를 하나 이상의 소자 기판의 표면 위에 분배하는 하나 이상의 분무기와,
    상기 하우징 내의 냉각 챔버에 있고 냉각제 저장조에 수집된 유전성 액체 냉각제를 하나 이상의 분무기로 재순환시키기 위해 상기 하나 이상의 분무기에 연결되는 펌프와,
    하우징의 외면에 고정되는 핀들과,
    상기 핀들을 감싸는 제2 하우징과,
    상기 제2 하우징을 통과하고 상기 핀들을 가로질러 제2 냉각제를 순환시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 하나 이상의 분무기는 초음파 교반기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 하나 이상의 분무기는 기계식 교반기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 하우징의 내부에 위치되어 액체 냉각제와 접촉하는 열교환기 튜브와, 상기 열교환기 튜브를 통해 제2 액체 냉각제를 순환시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 발열 전자 소자들에 의해 발생되는 열을 분산시키는 방법에 있어서,
    냉각제 저장조를 가지는 밀봉 하우징에서 이격된 패턴으로 발열 전자 소자들을 지지하는 소자 카드들을 배열하는 단계와,
    밀봉 하우징에서 2 차원의 패턴으로 복수의 노즐들을 배열하여 연무 및 안개의 중복 스프레이를 제공하는 단계와,
    노즐들의 2 차원 배열에 의해 연무 및 안개의 중복 스프레이로 액체 냉각제를 무화하는 단계와,
    밀봉 하우징 내에 발열 전자 소자들과 직접 접촉하고 이격된 소자 카드들의 사이에 연무 및 안개의 스프레이를 분산시키는 단계와,
    발열 전자 소자들과 접촉하여 연무 및 안개의 스프레이를 기화시키는 단계와,
    밀봉 하우징 내에 연무 및 안개의 기화된 스프레이를 보유하는 단계와,
    밀봉 하우징의 외부에 부착되는 냉각 핀들에 의해 연무 및 안개의 기화된 스프레이의 열을 방산시키는 단계와,
    밀봉 하우징 내에서 연무 및 안개의 기화된 스프레이를 하우징의 냉각제 저장조로의 수집을 위해 액체 냉각제로 응축시키는 단계와,
    연무 및 안개 스프레이로의 무화를 위해 수집된 액체 냉각제를 냉각제 저장조로부터 하나 이상의 분무기로 재순환시키는 단계를 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 연무 및 안개의 스프레이를 기화시키는 단계는 발열 전자 소자로부터의 열을 연무 및 안개의 스프레이로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 연무 및 안개의 기화된 스프레이를 응축시키는 단계는 연무 및 안개의 기화된 스프레이를 하우징의 벽으로 분산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR10-1998-0709251A 1996-05-16 1997-05-15 발열소자냉각용열분산시스템 KR100459346B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1998-0709251A KR100459346B1 (ko) 1996-05-16 1997-05-15 발열소자냉각용열분산시스템

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8/648,548 1996-05-16
US08/648,548 1996-05-16
US08/848,998 1997-05-02
US8/848,998 1997-05-02
KR10-1998-0709251A KR100459346B1 (ko) 1996-05-16 1997-05-15 발열소자냉각용열분산시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000034776A KR20000034776A (ko) 2000-06-26
KR100459346B1 true KR100459346B1 (ko) 2005-02-28

Family

ID=43664940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1998-0709251A KR100459346B1 (ko) 1996-05-16 1997-05-15 발열소자냉각용열분산시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100459346B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108966610A (zh) * 2018-09-11 2018-12-07 广东合新材料研究院有限公司 一种喷淋冷却式交换机及交换机组
CN114439597A (zh) * 2022-01-25 2022-05-06 襄阳朗弘热力技术有限公司 一种发动机散热结构及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000034776A (ko) 2000-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5943211A (en) Heat spreader system for cooling heat generating components
EP0990378B1 (en) Heat spreader system and method for cooling heat generating components
US6625023B1 (en) Modular spray cooling system for electronic components
US5831824A (en) Apparatus for spray-cooling multiple electronic modules
US7602608B2 (en) Narrow gap spray cooling in a globally cooled enclosure
AU701552B2 (en) Apparatus and method for spray-cooling an electronic module
US6952346B2 (en) Etched open microchannel spray cooling
US6550263B2 (en) Spray cooling system for a device
US6955063B2 (en) Cooling of electronics and high density power dissipation systems by fine-mist flooding
US5880931A (en) Spray cooled circuit card cage
US5687577A (en) Apparatus and method for spray-cooling an electronic module
US20070183125A1 (en) Narrow gap spray cooling in a globally cooled enclosure
US20070133173A1 (en) Compact spray cooling module
US20020113141A1 (en) Passive spray coolant pump
CA2556666A1 (en) Hotspot spray cooling
US7159414B2 (en) Hotspot coldplate spray cooling system
US6552901B2 (en) Apparatus and system for cooling electronic circuitry, heat sinks, and related components
KR100459346B1 (ko) 발열소자냉각용열분산시스템
US20080264614A1 (en) Cooling components in electronic devices
WO2001001741A1 (en) Enclosure for spray cooling electronic modules
WO2007078767A2 (en) Method and apparatus of using an atomizer in a two-phase liquid vapor enclosure

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121106

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131107

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141106

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee