KR100906186B1

KR100906186B1 - 수냉식 방열장치 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100906186B1
Application number: KR1020090027751A
Authority: KR
Inventors: 지성수
Original assignee: 지성수
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2009-07-06

Abstract

본 발명은 수냉식 방열장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유입구와 유출구를 갖는 본체와, 본체 내부에는 유입구 및 유출구와 각각 연통 가능하도록 형성된 변형단면부와, 각 변형단면부를 잇는 균일단면부를 갖는 유로부를 도입하고, 특히 유로부는 벤츄리관 형태로 이루어져 발열체에 의한 전도열을 신속하게 냉각 및/또는 방열시키기 위해 균일단면부에서의 냉각수의 순환을 빠르게 하여 냉각 및/또는 방열 효율을 높일 수 있으며, 더 나아가 방열장치를 블록 형태의 본체를 가공하여 형성하므로 생산성 및 조립성을 높일 수 있는 수냉식 방열장치 및 이의 제조방법을 제안하고자 한다.

전력제어소자, 전원공급부재, 절연부재, 방열수단, 밸런싱수단, 체결수단

Description

수냉식 방열장치 및 이의 제조방법{HEAT SINK DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 방열장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유입구와 유출구를 갖는 본체와, 본체 내부에는 유입구 및 유출구와 각각 연통 가능하도록 형성된 변형단면부와, 각 변형단면부를 잇는 균일단면부를 갖는 유로부를 도입하고,

특히 유로부는 벤츄리관 형태로 이루어져 발열체에 의한 전도열을 신속하게 냉각 및/방열시키기 위해 균일단면부에서의 냉각수의 순환을 빠르게 하여 냉각 및/또는 방열 효율을 높일 수 있으며,

더 나아가 방열장치를 블록 형태의 본체를 가공하여 형성하므로 생산성 및 조립성을 높일 수 있는 수냉식 방열장치 및 이의 제조방법을 제안하고자 한다.

일반적으로 발열하는 부품이 구비된 전자제품 중에서, 특히 SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 및 IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor) 등의 반도체 소자는 자체적으로 발열을 하게 되며, 이 경우 반도체 소자의 열적 한계 범위 내의 온도를 유지하지 못하게 되면, 반도체 소자의 열적 파손에 의하여 내구연한이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.

이 경우 적정한 방열 및/또는 냉각수단을 적용하여 반도체 소자에서 발생하는 열을 방열 및/또는 냉각시키게 되는데, 종래의 방열 및 냉각 방식에는 풍류방식, 수냉방식, 유냉방식, 비등냉각방식 및 히트 파이프를 이용한 방식 등이 있다.

우선 풍류방식은 자연 대류를 이용한 방식과, 강제 대류를 이용한 방식이 있으나, 단시간에 대용량의 전류를 통전하지 못하므로, 소형장치에서만 사용되는 단점이 있다.

그리고 유냉방식은 PVC나 PFC 등의 발암물질과 공해물질을 배출시키게 되므로 인체나 환경에 유해한 영향을 주는 문제가 있으며,

또한 비등냉각방식과 히트파이프 방식은 방열 및/또는 냉각 효율이 좋은 장점을 갖지만 고가이므로 소비자에게 부담을 안기는 문제가 있다.

다음으로 수냉방식은 열전도율이 좋고 가격 저렴한 장점이 있으나, 절연성에 문제가 있으나, 절연을 위한 별도의 부재를 이용하여 방열 및/또는 냉각수단에 적 용함으로써 상기한 바와 같은 문제를 해결할 수 있게 된다.

특히 본 발명이 도입한 수냉식 방열장치는 벤츄리 효과를 이용하여 냉각효율을 높일 수 있으며, 또한 그 생산성 및 제조편의성을 고려하여 하나의 본체를 이루는 방열 재질을 사용하여 통으로 제작함으로써 생산성을 높이고, 또한 가공성이 좋아 경제성을 높일 수 있는 방열장치를 도입하고자 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로,

더욱 상세하게는 유입구와 유출구를 갖는 본체와, 본체 내부에는 유입구 및 유출구와 각각 연통 가능하도록 형성된 변형단면부와, 각 변형단면부를 잇는 균일단면부를 갖는 유로부를 도입하고,

더 나아가 방열장치를 블록 형태의 본체를 가공하여 형성하므로 생산성 및 조립성을 높일 수 있는 수냉식 방열장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명에 따른 본체의 유출구와 유입구를 다단부와 요철부를 형성하여 냉각수와의 접촉면적을 확장하고, 또한 요철부에 의하여 냉각수의 체류시간을 높여 냉각 효율을 더욱 높일 수 있는 수냉식 방열장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 수냉식 방열장치는 반도체 소자가 구비된 전자제품에 있어 서, 유입구 및 유출구를 갖는 본체; 및 상기 본체 내부에는 상기 유입구 및 유출구와 각각 연통 가능하도록 형성된 변형단면부와, 상기 변형단면부를 잇는 균일단면부를 갖는 유로부;를 포함하여 이루어진다.

그리고 본 발명에 따른 상기 유로부에서 상기 유입구 측의 변형단면부는 전광후협(前廣後狹)의 형상으로 이루어지고, 상기 유출구 측의 변형단면부는 전협후광(前狹後廣)의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

더 나아가 본 발명에 따른 상기 유입구 또는 유출구, 또는 이들 모두의 내벽면은 상방으로 좁아지는 형태의 다단부와, 나선형의 요부 또는 철부, 또는 요철부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명에 따른 수냉식 방열장치의 제조방법은 (a) 블록 형태의 본체에 유입구와 유출구를 드릴링하여 가공하고, 상기 본체의 유입구 또는 유출구, 또는 이들 모두의 내벽면이 상부로 갈수록 좁아지는 형태의 다단부를 보오링 가공으로 형성하고, 그 표면에 나선형의 요부 또는 철부, 또는 요철부를 보오링 가공하여 형성하는 단계; (b) 상기 본체의 양 측부를 드릴링 가공하여 상호 대칭성을 갖는 변형단면부를 형성한 후, 상기 면적변환 유로부의 각 중심부를 드릴링 가공하여 직관 형태의 균일단면부를 형성하는 단계; 및 (c) 상기 변형단면부의 양측 내주면에 나사산을 형성하고, 상기 변형단면부의 형상에 상응하는 마감부재 외주면에 나사산을 형성하여 상호 결합하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 수냉식 방열장치 및 이의 제조방법은

유입구와 유출구를 갖는 본체와, 본체 내부에는 유입구 및 유출구와 각각 연통 가능하도록 형성된 변형단면부와, 각 변형단면부를 잇는 균일단면부를 갖는 유로부를 도입하고,

더 나아가 방열장치를 블록 형태의 본체를 가공하여 형성하므로 생산성 및 조립성을 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 본체의 유출구와 유입구를 다단부와 요철부를 형성하여 냉각수와의 접촉면적을 확장하고, 또한 요철부에 의하여 냉각수의 체류시간을 높여 냉각 효율을 더욱 높일 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 방열장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로 첨부된 도면을 참조하여 설명하면,

도 1 및 도2는 본 발명에 따른 전류변환장치를 나타내는 사시도,

도 3는 본 발명에 따른 전류변환장치를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 방열수단을 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 방열장치(방열수단)의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.

우선 본 명세서를 설명함에 있어 엄밀하지 않은 방향 기준을 첨부된 도 3을 참조하여 특정하면, 지면 상에서 상부에 위치하는 전원공급부재(20)를 전방 전원공급부재(20A)라 하고, 그 후방에 위치하는 전원공급부재(20)를 후방 전원공급부재(20B)라고 특정한다.

그리고 이하에서는 본 발명에 따른 수냉식 방열수단은 SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 및 IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor) 등의 반도체 소자가 구비된 전자제품에 있어서, 반도체 소자에 의하여 발생하는 열을 방출하기 위한 방열수단으로,

특히 본 명세서상에서는 그 일례로 전력제어소자가 구비된 전류변환장치에 본 발명에 따른 방열수단이 도입된 구현례를 중심으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 용접용 전류변환장치는

전력제어소자(10); 상기 전력제어소자(10)를 사이에 두고 배열된 전방 및 후방 전원공급부재(20); 상기 후방 전원공급부재(20B) 측에 배열된 방열수단(30); 및 상기 후방 전원공급부재(20)와 방열수단(30) 사이에 배열된 절연부재(40);를 포함하여 이루어지되, 상기 전방 전원공급부재(20A) 측에는 상기 전력제어소자(10)의 균일 접촉을 위한 밸런싱수단(50)이 구비되고, 상기 전방 및 후방 전원공급부재(20), 방열수단(30) 및 밸런싱수단(50)에는 각각 결합공이 형성되어 체결수단(60)에 의하여 고정되는 것을 특징으로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 전력제어소자(10)는

반도체 소자로서 SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 및 IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor) 등의 소자를 이용하여 인가되는 상용전원인 교류전원을 변압기를 사용하여 전압을 낮춘 후 상기 전력제어소자(10),

특히 SCR 소자에 의하여 위상 제어함으로써 직류전원으로 변환하여 전원을 공급하게 된다.

그리고 상기 전력제어소자(10)는 복수로 구성되어 상기 각 전원공급부재(20) 사이의 두 지점에 직렬로 배열되어, 일정 이상의 제어 용량을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

다만 상기 전력제어소자(10)의 경우에는 다이오드에 흐르는 전류에 의한 전압강하로 인한 소비전력이 커지게 되어 상기 전력제어소자(10)에서 발열을 하게 되며, 이 경우 특정 온도 이상 즉 전력제어소자(10)의 열적 한계 범위를 넘어서게 되면,

상기 전력제어소자(10)의 전력량이 극감하게 되며, 따라서 일정한 수준의 온도를 유지해 주기 위해서는 효율적인 방열구조와, 아울러 절연 및 방열을 위한 열전도성 부재의 도입이 요구된다.

따라서 이하에서는 본 발명에 따른 전력제어소자(10)의 효율적인 사용과, 더 나아가 내구성을 높이기 위한 본 발명만의 독창적인 구현례를 소개하고자 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 전원공급부재(20)는

상기 전원공급부재(20)는 상기 전력제어소자(10)를 사이에 두고 전방 및 후방에 배열되는데,

이 경우 전방(또는 후방)의 전원공급부재(20)가 상용전원 즉 교류전원에 연결되어 전원 인가부가 되고, 후방(또는 전방)의 전원공급부재(20)는 상기 전력제어소자(10)에 의하여 교류전원이 직류전원으로 변환되어 전원을 공급하기 위한 출력부가 된다.

그리고 상기 전원공급부재(20)는 판상의 플레이트로 이루어지며, 필요에 따라서는 다양한 형상적인 변형이 가능하고, 아울러 상기 전원공급부재(20)는 금속재인 동이나 알루미늄 등의 전도성이 우수한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 전원공급부재(20)에서 후방 전원공급부재(20B)는 이하에서 설명하게 될 절연부재(40)와 맞닿게 되는데,

이 경우 상기 전원공급부재(20)에는 상기 절연부재(40)의 해당 위치에 홈 형상의 수용부(22)가 구비되고, 상기 수용부(22)에 상기 절연부재(40)가 장착되어 면접촉하고, 더 나아가 그 사이에는 방열 그리스가 채워진다.

이하에서 설명하는 본 발명에 따른 방열수단(30)은 본 발명의 핵심적인 기술적 사상으로 이를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치(이하 ‘방열수단(30)‘이라 함.)는

상기 후방 전원공급부재(20B) 후방에 배열되며,

유입구(33) 및 유출구(34)를 갖는 본체(32)와, 상기 본체(32) 내부에는 상기 유입구(33) 및 유출구(34)와 각각 연통 가능하도록 형성된 변형단면부(36)와, 상기 변형단면부(36)를 잇는 균일단면부(37)를 갖는 유로부(35)를 포함하여 이루어진다.

즉 상기 방열수단(30)의 본체(32)는 열전도율이 우수한 동을 사용하는 것이 바람직하며, 그리고 상기 본체(32)는 블록 형태를 이루고, 그 후방에는 유입구(33)와 유출구(34)가 구비된다.

그리고 상기 본체(32)의 유입구(33)와 유출구(34)는 상기 유로부(35)와 연통 가능하도록 형성되는데,

상기 유로부(35)는 상기 유입구(33)와 유출구(34)와 연통 가능하고, 상호 대칭적인 형상을 갖는 변형단면부(36)와, 상기 변형단면부(36)를 잇고 상호 연통 가능하도록 형성된 균일단면부(37)가 직선 형태로 구비된다.

이 경우 상기 본체(32)의 유입구(33)와 유출구(34)는 일정한 방향성을 갖도록 특정될 수도 있으나, 보다 바람직하게는 그 방향성이 특정되지 않은 상태에서 냉각수의 순환 공급을 위한 공급관(미도시)과 배수관(미도시)이 선택적으로 설치될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 따른 상기 유입구(33) 또는 유출구(34), 또는 이들 모두의 내벽면은 상방으로 좁아지는 형태의 다단부(33a)(34a)와, 나선형의 요부 또는 철부, 또는 요철부(33b)(34b)를 포함하여 이루어진다.

즉 상기 유입구(33)와 유출구(34)의 내벽면은 상호 대칭된 형태로 다단 부(33a)(34a)를 이루며, 또한 이들 내벽면은 쐐기 또는 타원 형상 등의 요부 또는 철부, 또는 요철부(33b)(34b)를 갖도록 하여 표면적을 증가시켜 냉각수와의 접촉면적을 최대한 확보하고,

더 나아가 상기 요부 또는 철부, 또는 요철부(33b)(34b)는 나선형 형태로 이루어져 유체의 이동 시 와류를 형성할 수 있도록 하여 유체의 속도와 접촉압력을 증가시켜 냉각 효율을 높일 수 있게 된다.

다음으로 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 냉각 성능이 개선된 방열수단(30)에서, 상기 유로부(35)는

상기 본체(32) 내부에 구비되고, 또한 상기 유입구(33) 및 유출구(34)와 각각 연통 가능하도록 형성된 변형단면부(36)와, 상기 변형단면부(36)를 잇는 균일단면부(37)를 포함하여 이루어지는데,

상기 유로부(35)의 변형단면부(36)는 벤츄리 효과를 이용한 것으로, 유체의 속도와 압력의 변화를 이용하여 냉각효율을 향상시키기 위한 것이다.

즉 상기 유로부(35)는 본체(32)를 내부를 드릴링 및 보오링에 의하여 가공되고,

이 경우 상기 유입구(33)가 특정된 상황에서 유입구(33) 측의 변형단면부(36)는 전광후협(前廣後狹), 즉 전방으로 갈수록 단면적이 감소하는 형태로 이루어지고,

상기 유출구(34) 측의 변형단면부(36)는 전협후광(前狹後廣), 즉 전방으로 갈수록 단면적이 증가하는 형태로 이루어져, 상호 대칭성을 이룬다.

아울러 상기 균일단면부(37)는 상기 변형단면부(36)를 형성한 후에 그 중심을 기준으로 상기 각 변형단면부(36)가 연통 가능하게 드릴링 가공을 통하여 형성되어, 단면이 직선형태를 이루게 된다.

따라서 상기 유입구(33) 측의 변형단면부(36)에는 상기 균일단면부(37) 측으로 갈수록 유체의 속도는 증가하고 압력을 감소하게 되며,

상기 유출구(34) 측의 변형단면부(36)에서는 상기 균일단면부(37)에서 멀어지는 방향으로 갈수록 유체의 속도는 감소하고 압력은 증가하게 된다.

이는 베르누이 정리를 통한 벤츄리 효과를 이용하여 유체, 즉 냉각수의 이동을 보다 원활하게 하여 냉각 효율을 높이기 위한 구성이며,

또한 상기 변형단면부(36) 또는 균일단면부(37), 또는 이들 모두에 내벽면에 요부 또는 철부, 또는 요철부(33b)(34b)를 형성하여 유체인 냉각수와의 접촉면적을 증가시키고,

더 나아가 상기 요부 또는 철부, 또는 요철부(33b)(34b)를 나선형 형태로 형성하여 유체의 이동 시 와류를 발생시켜 유체의 이송과 내면과의 접촉 압력을 증가시켜 냉각 효율이 향상되도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편 상기 각 변형단면부(36)의 양 단부는 개방된 상태를 이루게 되는데, 각 단부에는 마감부재(38)가 끼워져 각 변형단면부(36)를 폐쇄하게 되고, 또한 이들의 결합을 쉽고 용이하도록 하기 위해 상기 각 변형단면부(36)의 각 단부 내주면과 마감부재(38)의 외주면에는 나사산이 구비되어 상호 결합될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 절연부재(40)는

상기 후방 전력제어소자(10)와 방열장치 사이에 두 지점에 배열될 수 있도록 복수로 구비되며, 상기 절연부재(40)는 원반 형태로 이루어지며, 또한 상기 절연부재(40)는 세라믹 소재를 사용하게 된다.

즉 상기 절연부재(40)로 세라믹 재질을 사용하는 것은 세라믹의 분자구조식인 Al₂O₃에서 알 수 있듯이 세라믹 재질의 절연 효과와 열전도 효과를 모두 이용하기 위한 것으로,

상기 전원공급부재(20)에 의하여 인가되는 전원이 상기 방열장치 쪽으로 전도되는 것을 방지하여 전류의 누설을 차단하고,

또한 상기 전력제어소자(10)의 발열 열이 상기 전원공급부재(20)를 통하여 방열장치로 전달되도록 하여 방열시킴으로써 전력제어소자(10)의 유효성능을 유지할 수 있게 된다.

그리고 상기한 바와 같이 상기 후방 전원공급부재(20B)에는 상기 절연부재(40)를 위한 수용부(22)가 구비되고, 동시에 상기 절연부재(40)와 접촉되는 상기 방열장치의 본체(32) 표면에도 수용부(32a)가 형성되어, 상기 절연부재(40)가 각 수용부(22)(32a)에 면접촉하도록 장착되고,

상기 각 수용부와 상기 절연부재(40) 사이에는 방열 그리스가 구비되어 열전도성을 좋게 하여 방열 및/또는 냉각 효율을 향상시키게 된다.

또한 상기 절연부재(40)의 표면에는 가공 정도에 따라 달라지긴 하지만 일정한 요철 또는 돌기가 형성되고,

이 경우 고정수단에 의하여 각 구성의 결합 시 일정한 압력이 가해지고, 따라서 상기 절연부재(40)가 직접 전원공급부재(20)와 방열수단(30)의 본체(32)의 각 수용부(22)(32a)에 직접 접촉하는 경우에는 절연부재(40)의 표면 가공성이 좋지 않아 요철 또는 돌기가 큰 경우에는 절연부재(40)가 파괴되는 문제가 발생하고,

아울러 절연부재(40)의 표면 요철 또는 돌기에 공기 유입되어 공기층을 형성하여 단열 현상이 발생하여 열전도가 잘 이루어지지 않는 문제를 해결하기 위해 상기 방열 그리스에 의하여 절연부재(40)의 표면 요철 또는 돌기 상기의 공간을 채워 절연부재(40)의 파괴와 단열 현상을 방지할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 밸런싱수단(50)은

상기 전방 전원공급부재(20A) 측에 구비되고, 상기 전력제어소자(10)의 균일 접촉을 유지하게 된다.

그리고 상기 밸런싱수단(50)은 상기 전원공급부재(20) 전방에 배열된 절연플레이트(51)와, 상기 절연플레이트(51) 전방에 배열된 보조플레이트(53)와, 그리고 상기 보조플레이트(53) 전방에 배열된 판스프링(55)을 포함하여 이루어진다.

즉 상기 각 전원공급부재(20), 방열수단(30) 및 밸런싱수단(50)에는 각각 결합공(미도시)이 형성되어 체결수단(60)에 의하여 일체로 고정되는 경우,

상기 체결수단(60)에 상기 각 구성을 일정한 압력으로 가압하게 되는데,

이 경우 상기 밸런싱수단(50)이 상기 전력제어소자(10)와 각 전원공급부재(20)와의 각 지점에서의 접촉을 균일하게 유지하고 일정 이상의 압력을 받게 하여 전력제어소자(10), 특히 SCR 소자의 게이트(Gate)를 물리적으로 접촉시켜 소자의 전력제어를 가능하게 하고,

또한 소자의 표면에 미세한 요철이나 돌기에 의한 표면 저항을 최소화할 수 있게 되며,

이는 상기 체결수단(60)에 의하여 고정하는 경우 그 가압 정도를 조절하는 것이 어려워 상기와 같은 기능을 보다 정밀하게 유지하는 것이 사실상 불가능하게 되므로 상기 밸런싱수단(50)을 도입한 배경이 된다.

이 경우 상기 전력제어소자(10)의 표면 저항을 최소화하기 위해 상기 전력제 어소자(10)와 각 전원공급부재(20) 사이에는 통전 그리스를 채워 표면 저항을 더욱 감소시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이를 구현하기 위한 밸런싱수단(50)은 우선 상기 전원공급부재(20) 전방에 절연플레이트(51)를 배열하고, 상기 절연플레이트(51)는 에폭시나 절연을 위한 부재를 사용하여 물리적으로 절연시켜 전류가 누설되는 것을 방지하게 된다.

그리고 상기 보조플레이트(53)는 상기 절연플레이트(51)와 판스프링(55) 사이에 배열되어 상기 판스프링(55)에 의하여 밸런싱을 조절하는 경우, 상기 판스프링(55)의 움직임을 후방에 배열된 각 구성에 전달하는 균일하게 전달하는 역할을 하게 되므로

상기 보조플레이트(53)에 의하여 밸런싱 조절이 보다 효율적으로 이루어지게 된다.

특히 상기한 바와 같이 전력제어소자(10)를 상기 각 전원공급부재(20)와 균일한 압력으로 면접촉시킬 수 있는 것은 상기 밸런싱수단(50)의 판스프링(55)에 의하여 구현될 수 있다.

즉 상기 판스프링(55)은 전방으로 배가 형성된 형태를 이루며, 상기 체결수단(60)에 의하여 가압되는 경우 탄성을 발휘하여 일정한 압력으로 각 부재를 가압 하여 전력제어소자(10)의 양 지점에서 밸런싱을 유지하게 된다.

예컨대 상기 판스프링(55)이 구비되지 않은 경우 상기 각 부재의 결합을 위해서는 각 부재에서 두 지점에 결합공(미도시)을 형성하여 이들을 결합하는 것이 결합력을 유지하는데 바람직하나,

이 경우 각 지점에서 가해지는 압력을 균등하게 유지하는 것이 쉽지 않으며,

특히 일측 방향에서 보다 강한 압력이 가해진다고 가정할 때, 압력이 가해지는 지점을 아래 방향으로 내려가고, 그 반대 지점은 상대적으로 윗 방향으로 올라가게 된다.

그러나 본 발명에 따른 판스프링(55)의 중심의 일 지점을 기준으로 판스프링(55)의 양 단부가 상기 보조플레이트(53)에 접촉하여 지지하게 되고,

이 경우 일측 지점에 특정 압력이 가해지는 경우 상기 판스프링(55)이 접촉된 반대 지점을 가압함으로써 균형을 유지하게 된다.

따라서 상기 판스프링(55)을 도입하는 경우에는 상기 전력제어소자(10)를 일정한 압력으로 상기 각 전원공급부재(20)에 균일한 접촉을 유도할 수 있고, 또한 상기 각 전원공급부재(20), 방열수단(30), 밸런싱수단(50)의 절연플레이트(51) 및 보조플레이트(53)를 일정한 압력을 균일하게 전달함으로써 그 결합 중심을 벗어나지 않고 상호 결합될 수 있도록 할 수 있다.

아울러 상기 체결수단(60)은 상기한 바와 같이 상기 각 전원공급부재(20), 상기 방열수단(30) 및 상기 밸런싱수단(50)의 각 구성의 중심에 결합공(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 결합공(미도시)을 통하여 상기 체결수단(60)인 고장력 볼트와 너트를 이용하여 결합하게 된다.

그리고 상기 너트와 상기 볼트 헤드 측에는 절연와셔(62)가 구비되어 각 부재가 통전되어 전류가 누설되는 것을 방지하는 것이 바람직하고,

또한 상기 각 전원공급부재(20)의 결합공(미도시) 직경은 상기 고장력 볼트의 직경보다 넓게 형성하여 상호 접촉되지 않도록 하여 통전을 방지하는 것이 바람직하다.

더 나아가 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같인 본 발명에 따른 전력제어소자(10)에는 상기 밸런싱수단(50)의 절연플레이트(51)에 고정된 제어부(80)가 연결되어, 전력제어소자(10)에 의한 전력을 공급을 제어하게 되고,

아울러 상기 제어부(80)는 상기 방열수단(30)의 본체(32)에 구비된 바이메탈(70)과 연결되어 일정 이상의 온도로 상승하게 되면 사용 전원을 차단하도록 할 수 있게 된다.

즉 상기 제어부(80)는 방열수단(30)의 온도가 설정온도 이상으로 상승하게 되는 용접장치의 과부하를 방지하고, 각 부재의 성능 저하로 인한 손실을 방지하기 위해 전원을 차단하여 작업 중단시키고, 각 부재의 내구성을 보장할 수 있게 된다.

한편 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 냉각 성능 개선을 위한 방열장치(방열수단(30))의 제조방법은

(a) 블록 형태의 본체(32)에 유입구(33)와 유출구(34)를 드릴링하여 가공하고, 상기 본체(32)의 유입구(33) 또는 유출구(34), 또는 이들 모두의 내벽면이 상부로 갈수록 좁아지는 형태의 다단부를 보오링 가공으로 형성하고, 그 표면에 나선형의 요부 또는 철부, 또는 요철부를 보오링 가공하여 형성하는 단계(S1);

(b) 상기 본체(32)의 양 측부를 드릴링 가공하여 상호 대칭성을 갖는 변형단면부(36)를 형성한 후, 상기 변형단면부(36)의 각 중심부를 드릴링 가공하여 직관 형태의 균일단면부(37)를 형성하는 단계(S2); 및

(c) 상기 변형단면부(36)의 양측 내주면에 나사산을 형성하고, 상기 변형단면부(36)의 형상에 상응하는 마감부재(38) 외주면에 나사산을 형성하여 상호 결합하는 단계(S3);를 포함하여 이루어진다.

즉 상기 (a) 단계(S1)는 블록 형태의 본체(32)에 유입구(33)와 유출구(34)를 우선 드릴링 가공하여 형성한 후, 상기 유입구(33) 또는 유출구(34), 또는 이들 모두의 내벽면이 상부로 갈수록 좁아지는 계단식 형태의 다단부를 보오링 강공을 통하여 형성하고,

다음으로 상기 다단부 표면을 보오링 가공하여 나선형의 요부 또는 철부, 또 는 요철부를 형성하게 된다.

그리고 상기 (b) 단계(S2)에서는 상기 (a) 단계(S1)를 통하여 유입구(33)와 유출구(34)를 형성한 후, 상기 본체(32)의 양 측부를 콘 형상형의 드릴을 이용하여 상호 대칭성을 갖는 변형단면부(36)를 형성하되,

상기 유입구(33) 측의 변형단면부(36)는 전광후협(前廣後狹)의 형상으로 이루어지고, 상기 유출구(34) 측의 변형단면부(36)는 전협후광(前狹後廣)의 형상을 갖도록 형성하게 된다.

또한 상기 (b) 단계(S2)에서는 상기 변형단면부(36)의 중심을 관통하는 직관 형태의 균일단면부(37)를 드릴을 이용하여 가공함으로써 유로부(35)를 형성하게 된다.

이 상태에서 상기 각 변형단면부(36)의 양 단부는 개방된 상태를 이루게 되는데, 따라서 상기 (c) 단계(S3)에서는 변형단면부(36)의 각 단부에 마감부재(38)가 끼워져 각 변형단면부(36)를 폐쇄하게 되고, 또한 이들의 결합을 쉽고 용이하도록 하기 위해 상기 각 변형단면부(36)의 각 단부의 내주면과 마감부재(38)의 외주면에는 나사산이 구비되어 상호 결합될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 마감부재(38)는 수밀성을 위한 부재를 사용하거나, 또는 상기 마 감부재(38)에서 나사산이 형성되지 않은 부분에 오링을 끼워 변형단면부(36) 내주면에 가압 접촉되도록 하여 수밀성을 유지하는 것도 가능하다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 수냉식 방열장치 및 이의 제조방법을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 3는 본 발명에 따른 전류변환장치를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 방열수단을 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 방열장치(방열수단)의 제조방법을 나타내는 흐름도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

10 : 전력제어소자

20 : 전원공급부재 20A : 전방 전원공급부재

20B : 후방 전원공급부재 22 : 수용부

30 : 방열수단 32 : 본체

33 : 유입구 33a, 34a : 다단부

33b, 34b : 요철부 34 : 유출구

35 : 유로부

36 : 변형단면부 37 : 균일단면부

38 : 마감부재

40 : 절연부재

50 : 밸런싱부재 51 : 절연플레이트

53 : 보조플레이트 55 : 판스프링

60 : 체결수단 62 : 절연와셔

70 : 바이메탈

80 : 제어부

Claims

반도체 소자가 구비된 전자제품에 있어서,

유입구 및 유출구를 갖는 본체; 및

상기 본체 내부에는 상기 유입구 및 유출구와 각각 연통 가능하도록 형성된 변형단면부와, 상기 변형단면부를 잇는 균일단면부를 갖는 유로부;를 포함하여 이루어지며,

상기 유로부에서 상기 유입구 측의 변형단면부는 전광후협(前廣後狹)의 형상으로 이루어지고,

상기 유출구 측의 변형단면부는 전협후광(前狹後廣)의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수냉식 방열장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 유입구 또는 유출구, 또는 이들 모두의 내벽면은

상방으로 좁아지는 형태의 다단부와,

나선형의 요부 또는 철부, 또는 요철부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 방열장치.
(a) 블록 형태의 본체에 유입구와 유출구를 드릴링하여 가공하고, 상기 본체의 유입구 또는 유출구, 또는 이들 모두의 내벽면이 상부로 갈수록 좁아지는 형태의 다단부를 보오링 가공으로 형성하고, 그 표면에 나선형의 요부 또는 철부, 또는 요철부를 보오링 가공하여 형성하는 단계;

(b) 상기 본체의 양 측부를 드릴링 가공하여 상호 대칭성을 갖는 변형단면부를 형성한 후, 상기 변형단면부의 각 중심부를 드릴링 가공하여 직관 형태의 균일단면부를 형성하는 단계; 및

(c) 상기 변형단면부의 양측 내주면에 나사산을 형성하고, 상기 변형단면부의 형상에 상응하는 마감부재 외주면에 나사산을 형성하여 상호 결합하는 단계;를 포함하여 이루어지며,

상기 유입구 측의 변형단면부는 전광후협(前廣後狹)의 형상으로 이루어지고,

상기 유출구 측의 변형단면부는 전협후광(前狹後廣)의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수냉식 방열장치의 제조방법.