KR101021503B1

KR101021503B1 - 히트싱크 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101021503B1
Application number: KR1020090011938A
Authority: KR
Inventors: 송규섭; 김광수; 성화식; 장혁
Original assignee: 주식회사 에이팩
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2011-03-16
Also published as: KR20100092688A

Abstract

본 발명은 히트싱크 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 금속 핀이 가지는 탄성력에 의해 핀 간의 간격이 일정간격으로 유지되어 방사형으로 배치되도록 하는 히트싱크 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 히트싱크는 평판 플레이트(1)를 벤딩하여 형성되는 다수의 핀(10)과 상기 핀(10)을 고정하는 고정블록(20); 을 포함하여 이루어 지며, 상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시 상기 핀(10) 자체의 탄성력에 의해 공기 유동통로(11)가 확보되면서 상기 핀(10)의 전체형상이 반원형태의 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은 절첩부를 구비하여 핀을 방사형으로 배치되도록 하는 종래 방법과는 달리 절첩부를 구비하지 않고도 평판 플레이트를 벤딩에 의해 형성하게 되므로 제작공정이 간단하여 공수를 줄일 수 있고, 제조원가를 줄일 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

히트싱크, 금속 핀, 탄성력, 벤딩, 방사형

Description

히트싱크 및 이의 제조방법{Heat Sink and Manufacturing Method of it}

전자제품의 성능이 급격히 높아지면서 제품 내부에 배치된 부품의 방열 문제가 점차 커지고 있는 실정이다. 특히, 컴퓨터의 경우 속도가 빨라지고 대형화 되면서 메인보드에 탑재된 CPU나 그래픽 카드의 칩셋, 파워트랜지스터 등에서는 더욱 많은 열이 발생하고 있으며, 방열이 되지 않아 부품의 온도가 적정한 수준을 넘어서면 오동작이 발생되고, 심할 경우 부품 자체가 파손되는 경우까지 있다.

전자 부품의 방열 문제를 해결하기 위하여 종래에는 열이 발생하는 부품의 표면에 방열핀이 일체로 구비되는 히트싱크(heat sink)를 부착하거나, 좀 더 적극적인 방법으로 쿨링팬을 히트싱크에 부착하여 강제적으로 부품을 냉각하는 방법을 사용하였다.

도 1에 도시된 쿨러(cooler) 조립체를 예를 들어 종래 기술을 설명하면 다음과 같다. 종래 쿨러 조립체는 기판(140)에 장착된 발열체(미도시됨)에 부착되는 직육면체 혹은 원기둥형의 핀붙이 히트싱크(101) 상부에 쿨링팬(130)을 결합하여 구성된다. 상기 히트싱크(101)는 설치 효율성을 위하여 원형의 팬삽입홈(120)을 포함하기도 한다. 전기적으로 구동되는 쿨링팬(130)에 의해 유도되는 공기 유동은 발열체로부터 히트싱크(101)로 전달되는 열을 대류열전달에 의하여 방열시킨다.

이때, 히트싱크(101)에 부착되는 핀은 방사형으로 제작된다.

핀이 방사형으로 제작되는 히트싱크의 일례로는 한국특허등록 제10-0389257호(발명의 명칭: 히트싱크)가 개시된 바 있으며 이를 도 2에 도시하였다.

상기 히트싱크는 열원과 접하여 열원으로부터 직접 열을 전달받는 흡열부와, 상기 흡열부와 일체로 형성된 연결부와 상기 연결부와 일체를 이루며 연장되어 흡열부로부터 연결부를 통해 전도된 열을 공기중으로 방열하는 방열부를 갖는 방열플레이트(210)를 다수개 겹쳐 구성한 히트싱크에 있어서, 상기 각 방열플레이트의 흡열부(211)는 그에 인접한 방열플레이트의 흡열부(211)와 상호 접한 상태로 조여져 밀착되고, 흡열부(211) 들이 조여져 밀착될 때 상기 방열부(212)들이 서로에 대해 이격되며 방사상으로 벌어지도록 각 방열플레이트 사이에 절첩부(213)가 구비된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 절첩부(213)를 구비함으로써 각 방열플레이트(210)의 흡열부(211) 를 조여 밀착할 때 방사상으로 벌어지게 되어 방사형으로 제작되게 된다.

이러한 방열플레이트(210)는 절첩부(213)를 구비하여야 하므로 절첩부(213)를 형성하기 위하여 공간부(214)를 형성하기 위한 천공과정을 필요로 하며 접철부(213)의 커팅 및 절곡과정을 필요로 하므로 제작공정이 복잡한 문제점이 있다. 또한, 방열플레이트(210)의 높이가 큰 경우에는 절첩부(213)를 다수개 구비하여야 하므로 공수가 증가하게 되며 제조원가가 증가하게 되는 문제점이 있다.

핀이 방사형으로 제작되는 히트싱크의 다른 례로는 한국특허등록 제10-0650122호(발명의 명칭: 히트싱크)가 개시된 바 있으며, 이를 도 3에 도시하였다.

상기 히트싱크는 열원으로부터 열을 전달받을 수 있도록 그 하단이 열원에 접하는 흡열부(311)와, 상기 흡열부의 측부로부터 연장되며 흡열부의 열을 전달받아 외부로 방출하는 방열부(312)를 갖는 시트형태의 방열플레이트(310)를 다수개 겹쳐 구성하되, 상기 흡열부들은 외부에서 가해지는 압력에 의해 밀착되어 중앙부(313)를 이루고, 상기 방열부들은 상기 중앙부를 중심으로 방사방향으로 벌어진 형태를 취하는 히트싱크에 있어서, 흡열부(311)에 인접한 부분의 상부와 하부에 방열부(312)의 일부가 절개되어 접혀져 한쌍의 접철부(314)를 형성하거나, 방열플레이트(310)의 단부에 접철부를 형성함으로써 가압블록(320)으로 고정시 접철부(314)에 의해 방열플레이트의 중앙부를 중심으로 방사방향으로 벌어진 형태를 취한다.

이와 동일한 방법으로 제작되는 히트싱크로는 한국특허등록 제10-0464914호(발명의 명칭: 히트싱크)가 있다.

이러한 히트싱크는 전술한 히트싱크와 동일하게 방열플레이트(310)에 절첩부(314)를 구비하여야 하므로 절첩부(314)를 형성하기 위하여 커팅 및 절곡과정 또는 절곡과정을 필요로 하므로 제작공정이 복잡한 문제점이 있다. 또한, 흡열부(311)에 인접한 부분의 상부와 하부에 방열부(312)의 일부가 절개되어 접혀져 한쌍의 접철부를 형성하는 경우 방열플레이트의 높이가 크게 되면 절첩부(314)를 다수개 구비하여야 하므로 공수가 증가하게 되며 제조원가가 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접철부를 구비하지 않고도 핀이 가지는 탄성력을 이용하여 핀을 방사형으로 제작하기 위한 히트싱크 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 히트싱크는 다수의 평판 플레이트(1)를 각각 반으로 벤딩하여 형성되며 내부에 공기가 유동되는 공기 유동통로(11)와, 상기 플레이트(1)의 양단부 부위에 고정구(12)가 형성된 고정부(13)가 구비된 다수의 핀(10); 각각의 상기 핀(10)의 고정부(13)가 인접하도록 적층하여 상기 고정부(13)를 가압하여 고정하는 고정블록(20); 을 포함하여 이루어지며, 상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시 상기 핀(10) 자체의 탄성력에 의해 상기 공기 유동통로(11)가 확보되면서 상기 핀(10)의 전체형상이 반원형태의 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시 고정부(13)가 인접하도록 적층된 상기 핀(10)의 외곽에 위치한 상기 핀(10)과 접하며 상기 핀(10)이 반원형태의 방사형으로 유지되도록 하는 반원형태의 부채꼴 형상으로 된 수용부(31)가 구비된 핀 가압 블록(30)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 핀(10)은 좌측과 우측에 각각 상기 핀(10)의 각 고정부(13)가 인접 하도록 적층하여 하나의 상기 고정블록(20)에 의해 상기 고정부(13)를 가압하여 고정되도록 하여 원형형태의 방사형으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 핀(10)의 상부 내측에는 상기 공기 유동통로(11)로부터 공기를 강제로 배출되도록 하는 배출팬(40)이 삽입되는 삽입홈(14)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트싱크 제조방법은 a) 플레이트(1)의 양단부 부위에 고정구(12)를 형성하는 단계; b) 내부에 공기가 유동되는 공기 유동통로(11)가 형성되도록 다수의 평판 플레이트(1)를 각각 반으로 벤딩하고 벤딩된 상기 플레이트(1)의 양단부에 고정부를 형성되도록 핀(10)을 성형하는 단계; c) 각각의 상기 핀(10)의 고정부(13)가 인접하도록 적층하여 상기 고정부(13)를 고정블록(20)으로 가압하여 핀(10)을 고정하는 단계; 를 포함하여 이루어지며, 상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시 상기 핀(10) 자체의 탄성력에 의해 상기 공기 유동통로(11)가 확보되면서 상기 핀(10)의 전체형상이 반원형태의 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, b) 단계시, 고정부(13)가 인접하도록 적층된 상기 핀(10)의 외곽에 위치한 상기 핀(10)과 접하며 반원형태의 부채꼴 형상으로 된 수용부(31)가 구비된 핀 가압 블록(30)에 의해 상기 핀(10)이 반원형태의 방사형으로 유지되도록 하는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, b) 단계시, 상기 핀(10)은 좌측과 우측에 각각 상기 핀(10)의 각 고정부(13)가 인접하도록 적층하여 하나의 상기 고정블록(20)에 의해 상기 고정부(13) 를 가압하여 고정되도록 하여 원형형태의 방사형으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

아울러, a) 단계시, 방사형으로 배치된 상기 핀(10)의 상부에 상기 공기 유동통로(11)로부터 공기를 강제로 배출되도록 하는 배출팬(40)이 삽입되는 삽입홈(14)이 형성될 삽입홈 형성 요부(15)를 형성하는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 절첩부를 구비하여 핀을 방사형으로 배치되도록 하는 종래 방법과는 달리 절첩부를 구비하지 않고도 평판 플레이트를 벤딩에 의해 형성하게 되므로 제작공정이 간단하여 공수를 줄일 수 있고, 제조원가를 줄일 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 히트싱크 및 이의 제조방법을 자세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 히트싱크를 제작을 위한 핀의 성형과정을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 히트싱크를 나타낸 분해사시도이며, 도 6은 본 발명에 의한 다른 형태의 히트싱크를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 또 다른 형태의 히트싱크를 나타낸 분해사시도이며, 도 8은 본 발명에 의한 또 다른 형태의 히트싱크를 나타낸 사시도이며, 도 9는 본 발명에 의한 또 다른 형태의 히트싱크를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 히트싱크(100)는 평판 플레이트(1)를 벤딩하여 형성되는 다수의 핀(10)과 상기 핀(10)을 고정하는 고정블록(20); 을 포함하여 이루어진다.

상기 핀(10)은 다수의 평판 플레이트(1)(도 4의 (a))를 각각 반으로 벤딩하여 형성되며(도 4의 (b)), 내부에 공기가 유동되는 공기 유동통로(11)(도 4의 (c))와, 상기 플레이트(1)의 양단부 부위에 고정구(12)(도 5 참조)가 형성된 고정부(13)가 구비되며(도 4의 (c)), 다수개로 되어 고정부(13)를 적층하여(도 4의 (d)) 고정되게 된다.

이때, 플레이트(1)의 재질은 알루미늄, 구리 또는 알루미늄합금 등 열전도도가 우수하며, 자체적으로 탄성력을 갖는 금속재를 사용한다.

상기 고정블록(20)은 각각의 상기 핀(10)의 고정부(13)가 인접하도록 적층하여 상기 고정부(13)를 가압하여 고정하는 역할을 한다. 상기 고정블록(20)은 적층된 상기 핀(10)의 외곽에 위치한 고정부(13)의 좌측 및 우측과 접하여 볼트 등의 체결수단에 의해 고정시킨다.

상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시에는 상기 핀(10)이 상기 핀(10) 자체의 탄성력에 의해 상기 공기 유동통로(11)가 확보되면서 상기 핀(10)의 전체형상이 반원형태의 방사형으로 배치되게 된다.

이때, 상기 핀(10)의 탄성력이 커서 상기 핀(10)이 방사형으로 배치되는 것이 용이하지 않은 경우에는, 상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시 고정 부(13)가 인접하도록 적층된 상기 핀(10)의 외곽에 위치한 상기 핀(10)과 접하며 상기 핀(10)이 반원형태의 방사형으로 유지되도록 하는 반원형태의 부채꼴 형상으로 된 수용부(31)가 구비된 핀 가압 블록(30)에 의해 고정되도록 한다.

상기 핀 가압 블록(30)에 의해 상기 핀(10)이 방사형으로 유지되어 상기 고정블록(20)에 의해 고정되게 되면 상기 핀 가압 블록(30)을 히트싱크(100)로부터 분리시키면 히트싱크(100)의 제작이 완료된다.

도 5는 상기 핀(10)이 반원형태의 방사형으로 배치된 것을 나타내었으나, 도 6에서와 같이 상기 핀(10)이 원형형태의 방사형으로 배치될 수 있다.

이 경우에는 좌측과 우측에 각각 상기 핀(10)의 각 고정부(13)가 인접하도록 적층하고 하나의 상기 고정블록(20)에 의해 상기 고정부(13)를 가압하여 고정되도록 하여 상기 핀(10)이 원형형태의 방사형으로 배치되도록 한다.

이러한 형태는 원형으로 된 배출팬을 설치하여 공기 유동통로(11)를 통해 공기 배출을 하여 냉각을 용이하도록 하기 위한 형태이다.

도 7 내지 도 9는 배출팬(40)의 설치를 용이하도록 하며, 배출팬(40)의 설치공간을 줄일 수 있도록 하기 위하여, 도 6에 도시된 히트싱크에서 상기 핀(10)의 상부 내측에 상기 공기 유동통로(11)로부터 공기를 강제로 배출되도록 하는 배출팬(40)이 삽입되는 삽입홈(14)이 더 구비된 것을 나타낸다.

이때, 상기 핀(10)에 삽입홈(14)이 형성되도록 하기 위해서는 플레이트(1) 벤딩전에 상기 플레이트(1)에 삽입홈 형성 요부(15)를 미리 커팅하여 형성한다.

상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 히트싱크는 다음과 같은 방법으로 제조 된다.

먼저, 플레이트(1)의 양단부 부위에 고정블록(20)에 의해 핀(10)이 고정되도록 하는 체결수단이 결합될 고정구(12)를 형성한다.

상기 고정구(12) 형성 후에는 내부에 공기가 유동되는 공기 유동통로(11)가 형성되도록 다수의 평판 플레이트(1)를 각각 반으로 벤딩하고 벤딩된 상기 플레이트(1)의 양단부에 고정부를 형성되도록 핀(10)을 성형한다.

핀(10) 성형 후에는 각각의 상기 핀(10)의 고정부(13)가 인접하도록 적층하여 상기 고정부(13)를 고정블록(20)으로 가압하여 핀(10)을 고정한다.

이와 같이 상기 고정블록(20)에 의해 상기 핀(10) 고정하게 되면, 도 4의 (c) 상태와 같이 좌우로 넓게 볼록한 공기 유동통로(11)가 형성된 핀(10)이 상기 핀(10) 자체의 탄성력에 의해 슬림(slim)한 상기 공기 유동통로(11)가 확보되면서 상기 핀(10)의 상기 핀(10)의 전체형상이 반원형태의 방사형으로 배치되게 된다(도 4의 (d)).

이때, 상기 핀(10)의 탄성력이 커서 상기 핀(10)이 방사형으로 배치되는 것이 용이하지 않은 경우에는, 상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시 상기 고정부(13)가 인접하도록 적층된 상기 핀(10)의 외곽에 위치한 상기 핀(10)과 접하며 반원형태의 부채꼴 형상으로 된 수용부(31)가 구비된 핀 가압 블록(30)에 의해 상기 핀(10)이 반원형태의 방사형으로 유지되도록 한다.

도 6에 도시된 히트싱크를 제조하기 위해서는 좌측과 우측에 각각 상기 핀(10)의 각 고정부(13)가 인접하도록 적층하고 하나의 상기 고정블록(20)에 의해 상기 고정부(13)를 가압하여 고정되도록 하여 상기 핀(10)이 원형형태의 방사형으로 배치되도록 한다.

아울러, 도 7 내지 도 9에 도시된 히트싱크 즉, 상기 핀(10)에 삽입홈(14)이 형성된 히트싱크를 제조하기 위해서는 플레이트(1) 벤딩 성형 전에 상기 플레이트(1)에 삽입홈 형성 요부(15)를 미리 커팅하여 형성한다.

도 1은 쿨러(cooler) 조립체를 나타낸 사시도.

도 2와 도 3은 종래의 히트싱크를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 의한 히트싱크를 제작을 위한 핀의 성형과정을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 의한 히트싱크를 나타낸 분해사시도.

도 6은 본 발명에 의한 다른 형태의 히트싱크를 나타낸 사시도.

도 7은 본 발명에 의한 또 다른 형태의 히트싱크를 나타낸 분해사시도.

도 8은 본 발명에 의한 또 다른 형태의 히트싱크를 나타낸 사시도.

도 9는 본 발명에 의한 또 다른 형태의 히트싱크를 나타낸 평면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1: 플레이트 10: 핀

11: 공기 유동통로 12: 고정구

13: 고정부 14: 삽입홈

15: 삽입홈 형성 요부 20: 고정블록

30: 핀 가압 블록 31: 수용부

40: 배출팬

Claims

중심부로부터 방사형으로 펼쳐지는 다수 개의 핀을 갖는 히트싱크에 있어서,

다수의 평판 플레이트(1)를 각각 반으로 벤딩하여 형성된 것으로서 내부에 공기가 유동되는 공기 유동통로(11)와, 상기 플레이트(1)의 양단부 부위에 고정구(12)가 형성된 고정부(13)가 구비된 다수의 핀(10);

각각의 상기 핀(10)의 고정부(13)가 인접하도록 적층하고 상기 고정부(13)를 가압하여 체결수단을 통해 고정하는 고정블록(20);을 포함하여 이루어지며,

상기 고정블록(20)에 의해 상기 핀(10)이 고정될 때 상기 핀(10) 자체의 탄성력에 의해 상기 공기 유동통로(11)가 확보되면서 상기 핀(10)의 전체형상이 반원형태의 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
제 1 항에 있어서,

상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시 고정부(13)가 인접하도록 적층된 상기 핀(10)의 외곽에 위치한 상기 핀(10)과 접하며 상기 핀(10)이 반원형태의 방사형으로 유지되도록 하는 반원형태의 부채꼴 형상으로 된 수용부(31)가 구비된 핀 가압 블록(30)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 핀(10)은 좌측과 우측에 각각 상기 핀(10)의 각 고정부(13)가 인접하도록 적층하여 하나의 상기 고정블록(20)에 의해 상기 고정부(13)를 가압하여 고정되도록 하여 원형 형태의 방사형으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
제 3 항에 있어서,

상기 핀(10)의 상부 내측에는 상기 공기 유동통로(11)로부터 공기가 강제로 배출되도록 하기 위한 배출팬(40)이 삽입되는 삽입홈(14)이 형성된 것을 특징으로 하는 히트싱크.
중심부로부터 방사형으로 펼쳐지는 다수 개의 핀을 갖는 히트싱크의 제조 방법에 있어서,

a) 플레이트(1)의 양단부 부위에 고정구(12)를 형성하는 단계;

b) 내부에 공기가 유동되는 공기 유동통로(11)가 형성되도록 다수 개의 평판 플레이트(1)를 각각 반으로 벤딩하고 벤딩된 상기 플레이트(1)의 양단부에 고정부(13)가 형성되도록 핀(10)을 성형하는 단계;

c) 각각의 상기 핀(10)의 고정부(13)가 인접하도록 적층하여 상기 고정부(13)를 고정블록(20)으로 가압하고 체결수단으로 체결하여 핀(10)을 고정하는 단계;를 포함하여 이루어지고,

상기 고정블록(20)에 의한 상기 핀(10) 고정시 상기 핀(10) 자체의 탄성력에 의해 상기 공기 유동통로(11)가 확보되면서 상기 핀(10)의 전체형상이 반원형태의 방사형으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법.
제 5항에 있어서,

b) 단계시, 고정부(13)가 인접하도록 적층된 상기 핀(10)의 외곽에 위치한 상기 핀(10)과 접하며 반원형태의 부채꼴 형상으로 된 수용부(31)가 구비된 핀 가압 블록(30)에 의해 상기 핀(10)이 반원형태의 방사형으로 유지되도록 하는 단계;가 더 포함된 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

b) 단계시, 상기 핀(10)은 좌측과 우측에 각각 상기 핀(10)의 각 고정부(13)가 인접하도록 적층하고 하나의 상기 고정블록(20)에 의해 상기 고정부(13)를 가압하여 고정되도록 함으로써 상기 핀(10)이 원형 형태의 방사형으로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법.
제 7 항에 있어서,

a) 단계시, 방사형으로 배치된 상기 핀(10)의 상부에 상기 공기 유동통로(11)로부터 공기가 강제로 배출되도록 하는 배출팬(40)이 삽입되는 삽입홈(14)이 형성될 삽입홈 형성 요부(15)를 형성하는 단계;가 더 포함된 것을 특징으로 하는 히트싱크 제조방법.