KR100898505B1 - 컴퓨터 칩용 냉각 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컴퓨터 칩용 냉각 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 크기는 더욱 소형화되는 반면 그 용량 및 성능은 향상됨에 따라 발생하는 단위 부피당 열의 양은 증가되고 있는 컴퓨터 반도체 칩에 대응하여, 단위 시간당 더 많은 열을 신속하고 효율적으로 전달 및 냉각시킬 수 있는 컴퓨터 칩용 냉각 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 컴퓨터 칩셋과 같은 국소 발열체에서 발생되는 열이 다이렉트로 전달되는 복수 개의 '
Figure 112007054062817-pat00001
'단면형 히트 파이프와, 상기 '
Figure 112007054062817-pat00002
'단면형 히트 파이프의 고정을 위하여 상호 평행하게 복수의 '∩'형 그루브가 형성되어 '
Figure 112007054062817-pat00003
'단면형 히트 파이프 상측에 결합되는 덮개 블럭과, 상기 '
Figure 112007054062817-pat00004
'단면형 히트 파이프에 끼워지는 다수 개의 방열핀과, 방열핀 외면에 부착되어 방열핀으로 전열된 열을 냉각시키는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
냉각 장치, 히트 파이프

Description

컴퓨터 칩용 냉각 장치 및 그 제조 방법{COOLING APPARATUS FOR COMPUTER CHIP AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도 1 은 히트 파이프를 사용하는 종래 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 사시도이다.
도 2 는 종래 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 베이스 블럭과 덮개 블럭으로 구성된 싱크 패드를 나타낸 정면도 및 사시도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00005
'단면형 히트 파이프와 덮개 블럭만으로 구성된 싱크 패드를 사용하는 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 사시도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 의해 성형된 '
Figure 112007054062817-pat00006
'단면형 히트 파이프를 나타낸 사시도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00007
'단면형 히트 파이프의 하단 파이프의 A-A' 절단도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00008
'단면형 히트 파이프의 양쪽단 파이프의 B-B' 절단도이다.
도 7 은 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00009
'단면형 히트 파이프의 덮개 블럭을 도시한 정면도 및 사시도이다.
도 8 및 도 9 는 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 '
Figure 112007054062817-pat00010
'단면형 히트 파이프의 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 10 는 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 따라 제작된 '
Figure 112007054062817-pat00011
'단면형 히트 파이프와 덮개 블럭이 결합되어 있는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 11 은 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 따라 제작된 '
Figure 112007054062817-pat00012
'단면형 히트 파이프의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 12 (a), (b) 및 (c) 는 핀튜브에 핀을 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13 은 본 발명에 따른 핀튜브를 적용한 '
Figure 112007054062817-pat00013
'단면형 히트 파이프와 덮개 블럭이 결합되어 있는 모습을 나타낸 사시도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1 : 싱크 패드 1a : 베이스 블럭
1b, 10 : 덮개 블럭 2 : 기존의 히트 파이프
3, 40 : 방열핀 4, 50 : 냉각팬
5 : 컴퓨터 칩 20 : '∩'형 그루브
30 : '
Figure 112007054062817-pat00014
'단면형 히트 파이프
80 : 핀튜브를 적용한 '
Figure 112007054062817-pat00015
'단면형 히트 파이프
85 : 핀
본 발명은 컴퓨터 칩용 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴퓨터에 내장된 여러 반도체 칩 중에 동작시 다량의 열이 발생하는 반도체 칩을 냉각시키기 위하여, 반도체 칩 상부에 다수의 히트 파이프를 장착시키는 컴퓨터 칩용 냉각장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
컴퓨터의 내부에 장착된 부품들 중에는 동작시 열을 발생시키는 부품, 예컨대 CPU (Central Processing Unit), 그래픽 어탭터 (graphic adapter)의 칩셋 (chipset) 과 같은 발열 부품이 있다. 이러한 발열 부품에서는 작동시 많은 열이 발생되는데, 이러한 열을 효과적으로 냉각시키지 못하면 발열 부품의 온도가 적정 온도를 넘어서게 되어 작동상의 오류를 발생시키거나 심할 경우 파손될 수도 있다. 더욱이, 과학 기술의 급속한 발전에 따라 컴퓨터 내부에 장착되어 동작하는 각종 발열 부품들은 점차 집적화되고 고용량화되어 발생시키는 단위 부피당 열의 양 또한 더욱 증가되고 있다.
각종 발열 부품에서 발생되는 발열량을 효율적으로 냉각시키기 위하여 컴퓨터 내부의 반도체 칩 상에는 열을 냉각시키기 위한 다양한 냉각 장치가 제시되고 있다. 도 1 은 히트 파이프를 사용하는 종래 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 사시도이다. 종래 컴퓨터 칩용 냉각장치는 히트 파이프를 수용하는 다수 개의 수용공이 형성된 싱크 패드 (1) 와, 다수 개의 히트 파이프 (2) 와, 상기 히트 파이프 (2) 사 이에 끼워지는 방열핀 (3) 과, 방열핀 외면에 부착되는 냉각팬 (4) 으로 구성되어 있다.
도 2 는 종래 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 베이스 블럭과 덮개 블럭으로 구성된 싱크 패드를 나타낸 정면도 및 사시도이다.
도 2 를 참조하면, 종래의 싱크 패드 (1) 는 히트 파이프 (2) 를 수용 및 고정하기 위한 다수 개의 수용공이 형성되어 있는 베이스 블럭 (1a) 과, 상기 베이스 블럭 (1a) 의 덮개 역할을 하는 덮개 블럭 (1b) 으로 구성되어 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이 반도체 칩에서 발생한 열의 교환 및 전달이 이루어지는 종래의 히트 파이프 (2) 는 컴퓨터 칩 (5) 상에 고정되어 올려지기 위하여 베이스 블럭 (1b) 의 장착이 불가피하다. 상기와 같은 종래 냉각 장치의 구조적 특성으로 인하여 컴퓨터 칩 (5) 에서 발생된 열은 1차적으로 베이스 블럭 (1b) 을 거친 후에 2차적으로 히트 파이프 (2) 에 전달되게 된다.
그러나, 과학 기술의 급속한 발전과 더불어 컴퓨터에 사용되는 칩의 크기는 더욱 소형화되는 반면, 그 용량 및 성능은 향상됨에 따라 칩에서 발생하는 단위 부피당 열의 양 또한 더욱 증가되고 있다.
따라서, 종래의 냉각 장치와 같이 단순히 칩위에 얹혀지는 다수 개의 히트 파이프 개념이 아닌 그 배치가 집적화되어 최대한 많은 수의 히트 파이프를 반도체 칩의 제한된 작은 면적에 올릴 수 있는 냉각 장치의 필요성이 대두되고 있다.
또한, 히트 파이프 단면의 형태가 원형이라는 구조적 특성상, 종래의 싱크 패드는 반도체 칩과 히트 파이프 사이에 베이스 블럭을 구비하여 히트 파이프를 컴 퓨터 칩위에 얹혀 고정시키고 있다. 그러나 이와 같은 냉각 장치의 구성은 칩에서 발생되는 열을 직접적으로 히트 파이프에 전달할 수 없게 되어 칩에서 발생되는 열의 효율적인 전달을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컴퓨터 칩과 같은 국소 발열체의 제한된 작은 면적에 최대한 많은 수의 히트 파이프를 집적시켜 단위 시간당 더 많은 열을 냉각시킬 수 있는 컴퓨터 칩용 냉각 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 히트 파이프와 칩 사이에 부착되어 칩에서 발생된 열의 신속한 전달을 저하시키는 베이스 블럭을 제거함으로써, 발생된 열을 다이렉트 (Direct) 로 히트 파이프로 전달 및 흡수하여 냉각 속도를 향상시킬 수 있는 컴퓨터 칩용 냉각 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치는 컴퓨터 칩셋과 같은 국소 발열체에서 발생되는 열이 1차적으로 전달되는 복수 개의 '
Figure 112007054062817-pat00016
'단면형 히트 파이프와, 상기 '
Figure 112007054062817-pat00017
'단면형 히트 파이프의 고정을 위하여 상호 평행하게 복수의 '∩'형 그루브가 형성되어 '
Figure 112007054062817-pat00018
'단면형 히트 파이프 상측에 결합되는 덮개 블럭과, 상기 '
Figure 112007054062817-pat00019
'단면형 히트 파이프에 끼워지는 다수 개의 방열핀과, 방열핀 외면에 부착되어 방열핀으로 전열된 열을 냉각시키는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서, 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 사시도이다.
도 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치는 '∩'형 그루브 (Groove)(20) 가 형성되어 있는 덮개 블럭 (10), 상기 덮개 블럭 (10) 의 하측에 수직 방향으로 삽입 및 고정되는 복수 개의 '
Figure 112007054062817-pat00020
'단면형 히트 파이프 (Heat pipe)(30), 상기 '
Figure 112007054062817-pat00021
'단면형 히트 파이프 (30) 에 끼워지는 다수 개의 방열핀(40) 및 적층된 방열핀 (40) 외면에 부착되어 방열핀 (40) 으로 전열된 열을 냉각시키는 냉각팬 (50) 으로 구성되어 있다.
상기 덮개 블럭 (10) 은 '
Figure 112007054062817-pat00022
'단면형 히트 파이프 (30) 가 수직 방향으로 세워져 결합되는 부재로서, 덮개 블럭 (10) 의 하측 면에는 일정한 간격으로 '∩'형 그루브 (20) 를 형성하여 상기 각각의 '
Figure 112007054062817-pat00023
'단면형 히트 파이프 (30) 가 끼워져 고정된다.
상기 '
Figure 112007054062817-pat00024
'단면형 히트 파이프 (30) 는 기존의 '○'단면형 히트 파이프 (2) 를, 후술할 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 따라 가공한 것이다. '
Figure 112007054062817-pat00025
'단면형 히트 파이프 (30) 는 열전도율이 뛰어난 금속 재질의 파이프로 컴퓨터 칩 (5) 과 같은 국소 발열체에 직접 접촉되어 연결됨으로써 칩 (5) 으로부터 발 생된 고온의 열을 직접적으로 흡수하여 저온 부분으로 빠르게 전달하는 것으로서, 소위 전열관이라고도 불리운다. 파이프 내부에는 비등점이 낮은 메탄올, 아세톤, 및 암모니아 등의 냉매로 충진된다.
컴퓨터 칩 (5) 에서 발생된 열이 상기 '
Figure 112007054062817-pat00026
'단면형 히트 파이프 (30) 에 전열되어지면 '
Figure 112007054062817-pat00027
'단면형 히트 파이프 (30) 내부에 충진된 액화 상태의 냉매는 전열된 열기에 의해 기화되고, 기체화된 냉매는 '
Figure 112007054062817-pat00028
'단면형 히트 파이프 (30) 상측으로 상승하게 된다.
기체 상태의 냉매는 다수 개의 방열핀 (40) 이 끼워져 적층되어 있는 '
Figure 112007054062817-pat00029
'단면형 히트 파이프 (30) 의 상측부에서 액체 상태로 변화하면서 열 교환이 이루어진다. 상측부에서 이루어진 열 교환에 의해 열기가 방열핀 (40) 으로 전열되고, 방열핀 (40) 에 전열된 열기는 전면에 설치된 냉각팬 (50) 에 의해 강제로 냉각되어지면서 컴퓨터 칩에서 발생된 열의 교환 및 냉각이 수행된다.
도 4 는 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 의해 성형된 '
Figure 112007054062817-pat00030
'단면형 히트 파이프를 나타낸 사시도이고, 도 5 는 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00031
'단면형 히트 파이프의 하단 파이프의 A-A' 절단도이며, 도 6 은 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00032
'단면형 히트 파이프의 양쪽단 파이프의 B-B' 절단도이다.
도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 의해 성형된 '
Figure 112007054062817-pat00033
'단면형 히트 파이프 (30) 는 다음과 같은 구조적 특징을 갖고 있다.
'
Figure 112007054062817-pat00034
'단면형 히트 파이프 (30) 의 하단 파이프는 후술할 본 발명에 따른 압축 및 연삭 공정에 의하여, 도 5 에 도시된 바와 같이 '
Figure 112007054062817-pat00035
'형상의 단면을 갖도록 가공된다. 상기와 같은 구조적 특징을 갖도록 기존에 사용되는 '○'단면형 히트 파이프 (2) 를 변형 가공함으로써, 베이스 블럭 (1a) 과 덮개 블럭 (1b) 으로 구성되어 있는 종래의 싱크 패드 (1) 에서 베이스 블럭 (1a) 을 제거할 수 있음과 동시에 열이 발생되는 컴퓨터 칩 (5) 에 히트 파이프 (30) 를 직접 접촉 및 고정시킬 수 있게되어 발생되는 열을 직접적으로 흡수 및 전달할 수 있게 된다.
구체적으로, 상기의 구조적 특징으로 인해 동일한 칩 면적 (L1) 상에 종래보다 1.5배 정도 더 많은 히트 파이프를 올릴 수 있게 됨에 따라, 컴퓨터 칩 (5) 에 대응되는 면적에 올려지는 상기 '
Figure 112007054062817-pat00036
'단면형 히트 파이프 (30) 한 세트에 전달 및 흡수되는 단위 시간당 열량이 종래의 히트 파이프 (2) 한 세트에 전달 및 흡수되는 단위 시간당 열량보다 증가되어 냉각 효율이 한층 더 향상된다.
보다 상세하게는, 상기 베이스 블럭 (1a) 을 제거하여 직접적으로 열을 흡수 및 전달하는 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00037
'단면형 히트 파이프 (30) 는, 구리로 구성된 베이스 블럭 (1a) 을 사용하는 종래 히트 파이프 (2) 보다 20배 이상의 열전달 효율을 보이며, 알루미늄으로 구성된 베이스 블럭 (1a) 을 사용하는 종래 히프 파이프 (2) 보다 50배 이상의 뛰어난 열전달 효율을 보여준다.
또한, 상기 '
Figure 112007054062817-pat00038
'단면형 히트 파이프 (30) 는 하단 파이프의 평평한 밑면 (30e) 에 열전도성 접착제 또는 열전도성 그리스를 도포하여 컴퓨터 칩 (5) 상에 직접적으로 접촉되어 올려진다.
상기 도포 과정에 있어서, 컴퓨터 칩 (5) 과 접촉되는 상기 '
Figure 112007054062817-pat00039
'단면형 히트 파이프 (30) 밑면(30e)의 금속층은 연삭 등의 공정을 통하여 평면으로 가공되었다 하더라도 미세한 요철 모양의 표면 러프니스는 여전히 남아 있게 된다. 따라서 바람직하게는 열전도성 그리스를 사용하여 상기 요철을 채워줌으로써 접촉 연결 부위의 열전도 효율 향상에 기여할 수 있게 된다.
도 7 은 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00040
'단면형 히트 파이프의 덮개 블럭을 도시한 정면도 및 사시도이다.
도 7 를 참조하면, 본 발명에 따른 '
Figure 112007054062817-pat00041
'단면형 히트 파이프 (30) 의 덮개 블럭 (10) 은 상기 '
Figure 112007054062817-pat00042
'단면형 히트 파이프 (30) 의 '
Figure 112007054062817-pat00043
'형상과 동일한 형태 및 크기로 된 '∩'형 그루브 (20) 가 일정한 간격을 갖고 서로에 대해 평행하게 형성되어 있다. 상기와 같은 덮개 블럭 (10) 의 구조적 특징으로 인하여, 상기 '
Figure 112007054062817-pat00044
'단면형 히트 파이프 (30) 의 하단 파이프는 하단 파이프의 평평한 밑면을 제외한 전 측면이 상기 덮개 블럭 (10) 의 '∩'형 그루브 (20) 에 밀착되어 삽입 및 고정됨에 따라 종래의 싱크 패드 (1) 의 한 구성요소인 베이스 블럭 (1a) 을 제거시킬 수 있게 되어, 본 발명에 따른 냉각 장치의 '
Figure 112007054062817-pat00045
'단면형 히트 파이프 (30) 와 컴퓨터 칩 (5) 의 직접 접촉을 통한 직접적인 흡열이 가능하게 된다.
도 8 및 도 9 는 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 8 및 도 9 를 참조하면, 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 '
Figure 112007054062817-pat00046
'단 면형 히트 파이프 (30) 는 다음 각 공정 단계로 이루어지는 가공 방법에 의하여 가공된다.
우선, 도 8 에 도시된 바와 같이, '
Figure 112007054062817-pat00047
' 형태로 제작된 금형 몰드 (60) 에 종래 '○' 단면형 히트 파이프 (2) 의 하단 파이프를 투입한 후, 상기 금형 몰드 (80) 의 양 측면에 압력 (P1) 을 부가하는 방식의 측면 압축 공정을 통하여 '○'형상의 단면으로 구성된 종래의 히트 파이프 (2) 의 하단 파이프를 '
Figure 112007054062817-pat00048
'형상의 단면을 갖는 히트 파이프 (30a) 로 압축 변형 가공한다.
상기의 압축 변형 가공에 의하면, 종래의 '○' 단면형 히트 파이프 (2) 의 지름이 0.33% 정도 감소되어 더 많은 수의 히트 파이프를 컴퓨터 칩 (5)상에 올릴 수 있게 된다. 따라서 '
Figure 112007054062817-pat00049
'단면형 히트 파이프 (30) 가 단위 시간당 수용 및 전달할 수 있는 열의 양이 증가되고 냉각 효율이 더 향상된다.
상기의 측면 압축 공정에 의해 '
Figure 112007054062817-pat00050
'형상의 단면으로 변형된 다수 개의 히트 파이프 (30a) 는 도 9(a) 에 도시된 바와 같이, 상기 덮개 블럭 (10) 의 '∩'형 그루브 (20) 와 동일한 형태 및 크기의 주형으로 제작된 금형 몰드 (70) 에 조립된다.
상기 금형 몰드 (70) 에 조립되어 돌출되어 있는 '
Figure 112007054062817-pat00051
'단면형 히트 파이프 (30a) 하단의 원호 부위 (30b) 는 도 9(b) 에 도시된 바와 같이, 몰드 (70) 에 투입된 '
Figure 112007054062817-pat00052
'단면형 히트 파이프 (30a) 의 돌출된 원호 부위 (30b) 에 부가되는 압력 (P2) 에 의해 압축되어 직선에 가까운 완만한 곡선 형태 (30c) 로 변형된다.
상기의 원호 부위 압축 공정은 상기 금형 몰드 (70) 에 투입된 다수 개의 '
Figure 112007054062817-pat00053
'단면형 히트 파이프 (30a) 의 돌출된 원호 부위 (30b) 를 복수 회에 걸친 압축 롤러의 좌우 왕복 롤링을 통하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 원호 부위 (30b) 의 압축에 의한 그 변형의 정도는, 원호 부위의 두께에 있어서 0.5㎜ 내외가 상기 금형 몰드 (70) 의 끝단으로부터 돌출될 정도로 압축 가공된다.
이는, 히트 파이프 하단 밑면의 평탄화를 위한 연삭 공정시 필요한 최소한의 파이프 두께를 남겨두기 위함이다.
상기의 하단 압축 공정 후, 도 9(c) 에 도시된 바와 같이 금형 몰드 (70) 로 부터 약 0.5㎜ 정도 돌출되어 있는 완만한 형태의 곡선 (30c) 은 연삭 공정을 통하여 평면 (30d) 으로 가공되어 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치에 사용되는 '
Figure 112007054062817-pat00054
'단면형 히트 파이프 (30) 가 최종적으로 완성된다.
도 10 은 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 따라 제작된 '
Figure 112007054062817-pat00055
'단면형 히트 파이프와 덮개 블럭이 결합되어 있는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 10 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치는 종래의 싱크 패드 (1) 의 구성 요소인 베이스 블럭 (1a) 을 제거한 채 덮개 블럭 (10) 만을 사용하여 히트 파이프 (30) 를 고정 및 결합시키고 있으며, 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 따라 가공된 '
Figure 112007054062817-pat00056
'단면형 히트 파이프 (30) 를 적용함으로써, '
Figure 112007054062817-pat00057
'단면형 히트 파이프 (30) 를 컴퓨터 칩 (5) 과 직접 접촉 및 부 착시킬 수 있다. 따라서 칩에서 발생된 열이 '
Figure 112007054062817-pat00058
'단면형 히트 파이프 (30) 에 직접적으로 전달 및 흡수될 수 있으며, 제한된 칩 상의 면적내 (L1) 에 종래의 냉각 장치에 비하여 1.5배 정도 더 많은 히트 파이프를 올릴 수 있게 되어 냉각 성능을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
도 11 및 도 13 은 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치 제조 방법에 따라 제작된 '
Figure 112007054062817-pat00059
'단면형 히트 파이프의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 13 을 참조하면, 본 발명에 따른, 핀튜브를 적용한 '
Figure 112007054062817-pat00060
'단면형 히트 파이프 (80) 는 파이프 본체에 수 개의 핀 (85)이 형성되어 있어 방열핀 (40) 을 별개로 구비하지 않은 채 냉각 장치를 구성하게 된다. 즉, 핀튜브를 적용한 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각 장치는 종래 히트 파이프의 열전달 기능과 방열핀의 방열 기능을 일체형으로 모두 구비한 핀튜브를 '
Figure 112007054062817-pat00061
'단면형 히트 파이프에 적용하여 국소 발열체의 냉각 및 방열 성능을 더욱 향상시킨다.
히트 파이프에 방열핀 (40) 을 결합시키는 방식의 냉각 장치는 방열핀 (40) 을 끼워넣게 되는 구조적 특성상 히트 파이프와 방열핀 (40) 의 접촉부 사이에는 약간의 이격이 발생하게 되어 파이프로부터 방열핀으로의 열전달 효율을 떨어뜨리게 된다.
따라서, 상기 핀튜브를 적용한 '
Figure 112007054062817-pat00062
'단면형 히트 파이프 (80) 는, 도 12 에 도시된 바와 같이, 히트 파이프의 표면에 핀 (85) 을 직접 형성시킴으로써 핀과 파이프가 일체형으로 구성되어 있다. 파이프 본체에 상기의 핀을 형성시키는 방식으 로는, 일자형 단면의 핀 자체를 파이프 본체에 직접 부착시키는 임베디드 방식 (도12 (a)), 계단형 단면의 핀 지지대를 서로 중첩되게 부착시키는 오버랩 방식 (도12 (b)) 및 'ㄴ'형 단면의 핀을 일렬로 파이프 본체에 부착시키는 랩온 (도12 (c)) 방식이 사용된다.
상기와 같은 구성에 의하여, 히트 파이프를 통하여 전달된 열은 곧바로 파이프에 형성된 핀 (85) 으로 전열되어 방열됨에 따라 냉각 및 방열 효율이 향상된다.
본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각장치에 의하면, 히트 파이프와 싱크 패드의 구조적 형태를 변형시킴으로써, 소형칩에 대응되는 제한된 면적내에 최대한 많은 수의 히트 파이프를 올릴 수 있어 보다 향상된 냉각 효율을 얻을 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 컴퓨터 칩용 냉각장치에 의하면, 히트파이프의 체결 및 고정을 위한 싱크 패드의 베이스 블럭을 제거한 채 히트파이프가 컴퓨터 칩과 직접 접촉되어 설치될 수 있도록 구성함으로써 칩에서 발생되는 열을 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 컴퓨터 칩용 냉각 장치로서,
    컴퓨터 칩과 직접적으로 비접촉되는 부분의 단면은 '○'형상을 가지며, 컴퓨터 칩과 직접 접촉되는 하단 파이프의 단면은 '
    Figure 112009008970793-pat00063
    '형상으로 구성되고, '
    Figure 112009008970793-pat00096
    '형상의 좌우폭은 '○'형상의 지름보다 작게 성형되며, 상기 '
    Figure 112009008970793-pat00097
    '형상의 하단 파이프 밑면은 타 부분보다 얇게 연삭 가공되어 평평한 형상을 갖는 '
    Figure 112009008970793-pat00064
    '단면형 히트 파이프;
    상기 '
    Figure 112009008970793-pat00065
    '단면형 히트 파이프의 하단 파이프가 밀착되어 삽입 및 고정되는 덮개 블럭;
    상기 '
    Figure 112009008970793-pat00066
    '단면형 히트 파이프에 끼워지는 다수 개의 방열핀; 및
    적층된 상기 방열핀의 외면에 부착되어 방열핀으로 전열된 열을 냉각시키는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 칩용 냉각장치.
  2. 컴퓨터 칩용 냉각 장치로서,
    컴퓨터 칩과 직접 접촉되는 하단 파이프의 단면은 '
    Figure 112009008970793-pat00067
    '형상으로 구성되어 있고, 상기 하단 파이프와 동일한 재질로 연장 형성되는 양쪽단 파이프는 '○'형상 단면으로 구비되고 표면에는 다수 개의 핀이 형성되며, 상기 '
    Figure 112009008970793-pat00098
    '형상의 좌우폭은 상기 '○'형상의 지름보다 작게 성형되며, 상기 '
    Figure 112009008970793-pat00099
    '형상의 하단 파이프 밑면은 타 부분보다 얇게 연삭 가공되어 평평한 형상을 갖는 '
    Figure 112009008970793-pat00100
    '단면형 히트 파이프;
    상기 '
    Figure 112009008970793-pat00069
    '단면형 히트 파이프의 하단 파이프가 밀착되어 삽입 및 고정되는 덮개 블럭; 및
    상기 핀으로 전열된 열을 냉각시키는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 칩용 냉각장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 덮개 블럭은
    수직 방향으로 세워진 복수 개의 '
    Figure 112007054062817-pat00070
    '단면형 히트 파이프가 끼워져 고정되는 부재로서, 덮개 블럭의 하측에는 일정한 간격으로 서로에 대하여 평행하게 '∩'형 그루브가 형성되어 있으며, '∩'형 그루브의 형태 및 크기는 상기 '
    Figure 112007054062817-pat00071
    '단면형 히트 파이프의 하단 파이프의 '
    Figure 112007054062817-pat00072
    '형상 단면과 동일한 것을 특징으로 하는 컴퓨터 칩용 냉각 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 '
    Figure 112007054062817-pat00073
    '단면형 히트 파이프는
    '
    Figure 112007054062817-pat00074
    '단면형 히트 파이프의 하단 파이프에 형성된 평평한 밑면은 열전도성 접착제 또는 열전도성 그리스가 도포되어 컴퓨터 칩상에 직접적으로 접촉하여 올려지는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 칩용 냉각 장치.
  5. '
    Figure 112009008970793-pat00075
    '단면형 히트 파이프와 이를 수용하기 위한 '∩'형상의 그루브가 형성되어 있는 덮개 블럭을 구비하고 있는 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 제조 방법에 있어서,
    (가) '○'단면형 히트 파이프의 일부를 '○'형상의 지름보다 작은 좌우폭을 갖는 '
    Figure 112009008970793-pat00076
    '단면의 히트 파이프로 측면 압축 가공을 하는 제 1 공정과,
    (나) 상기 덮개 블럭의 '∩'형상의 그루브와 동일한 형태 및 크기의 주형으로 제작된 금형 몰드에 측면 압축 공정에 의해 가공된 복수 개의 상기 '
    Figure 112009008970793-pat00077
    '단면형 히트 파이프를 조립시키는 제 2 공정과,
    (다) 상기 금형 몰드에 조립된 상기 '
    Figure 112009008970793-pat00078
    '단면형 히트 파이프의 밑면 가공을 위한 공정으로서, 금형 몰드로부터 돌출되어 있는 '
    Figure 112009008970793-pat00079
    '단면형 히트 파이프의 하단의 원호 부위를 압축하는 제 3 공정 및
    (라) 상기 원호 부위의 압축 공정에 의하여, 직선에 가까운 완만한 곡선 형태로 가공된 '
    Figure 112009008970793-pat00080
    '단면형 히트 파이프의 밑면을 타 부분보다 얇게 연삭 가공하여 평평한 면으로 형성하는 제 4 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    덮개 블럭에 '
    Figure 112007054062817-pat00081
    '단면형 히트 파이프를 끼워 넣는 제 5 공정 및
    평평하게 연삭 가공된 상기 '
    Figure 112007054062817-pat00082
    '단면형 히트 파이프의 밑면을 컴퓨터 칩 상에 접촉 연결시키는 제 6 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 칩용 냉각 장치의 제조 방법.
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