KR101133738B1

KR101133738B1 - 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크

Info

Publication number: KR101133738B1
Application number: KR1020100022886A
Authority: KR
Inventors: 도규형; 김태훈; 최병일; 김명배; 한용식
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2012-04-09
Also published as: KR20110103700A

Abstract

본 발명은 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크에 관한 것으로서, 열원으로부터 열을 전달받는 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트에 결합되어 열을 외부로 방출하는 방열핀을 포함하는 히트싱크에 있어서, 상기 베이스 플레이트의 적어도 일면에는 상기 방열핀의 일단이 결합될 수 있는 복수의 결합홈이 형성되고, 상기 방열핀은 상기 결합홈에 결합되는 일단이 상기 결합홈에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 결합홈에 끼웠다 뺄 수 있도록 구비되며, 상기 결합홈에 대응되는 형상으로 형성되고 상기 방열핀이 상기 결합홈에 결합되지 않는 경우 상기 결합홈에 끼워지는 마감핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크.에 관한 것이다.

Description

냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크{A HEAT SINK FOR A PERFORMANCE TEST FACILITY OF A COOLING SYSTEM}

본 발명은 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히트싱크 전체를 새롭게 추가제작하지 않고 다양한 길이, 두께를 갖는 방열핀과 마감핀 및 다양한 두께를 갖는 열분산기만을 추가제작하는 것으로 방열핀 구조 및 열전도도를 달리할 수 있는 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크에 관한 것이다.

냉각시스템을 필요로 하는 전자, 기계기기에서는 통상적으로 복사나 대류 등의 열전도현상을 이용하여 기기 내부의 열을 외부로 배출시키는 방열핀을 구비한 히트싱크가 사용된다.

히트싱크의 냉각성능은 히트싱크의 면적을 일정하게 유지시키는 경우 히트싱크에 결합하는 방열핀의 길이, 두께, 간격 및 방열핀이 결합하는 히트싱크의 몸체의 두께에 따라 변화한다.

최적화된 냉각성능을 갖는 히트싱크의 구조를 찾기 위해서는 방열핀의 형상이나 히트싱크 몸체의 두께 등 구성의 일부의 형상 변화에 따른 냉각성능 변화의 상관관계를 측정할 수 있어야 한다. 그러나 히트싱크의 구성 일부만의 형태를 달리하는 모든 경우마다 히트싱크 전체를 새롭게 추가제작해야 한다면 과도한 시간과 비용이 소모되는 문제가 있다.

본 발명은 히트싱크 전체를 새롭게 추가제작하지 않고 다양한 길이, 두께를 갖는 방열핀과 마감핀 및 다양한 두께를 갖는 열분산기만을 추가제작하는 것으로 방열핀 구조 및 열전도도를 달리할 수 있는 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크는 열원으로부터 열원으로부터 열을 전달받는 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트에 결합되어 열을 외부로 방출하는 방열핀을 포함하는 히트싱크에 있어서, 상기 베이스 플레이트의 적어도 일면에는 상기 방열핀의 일단이 결합될 수 있는 복수의 결합홈이 형성되고, 상기 방열핀은 상기 결합홈에 결합되는 일단이 상기 결합홈에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 결합홈에 끼웠다 뺄 수 있도록 구비되며, 상기 결합홈에 대응되는 형상으로 형성되고 상기 방열핀이 상기 결합홈에 결합되지 않는 경우 상기 결합홈에 끼워지는 마감핀을 구비하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 히트싱크의 열전도도 변화에 따른 냉각성능의 변화를 측정하기 위해 상기 베이스 플레이트에 결합되고 상기 열원 발열량을 분산시키는 열분산기를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방열핀과 상기 마감핀을 상기 베이스 플레이트에 견고하게 결합시키기 위해 상기 베이스 플레이트는 결합홈이 형성된 면과 이웃하고 결합홈의 길이방향으로 마주보고 있는 두 면에 고정편이 결합할 수 있는 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부의 형상과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 함몰부에 결합되는 고정편에 의해 상기 결합홈에 결합된 방열핀 및 마감핀이 고정되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 히트싱크 전체를 새롭게 추가제작하지 않고 다양한 길이, 두께를 갖는 방열핀과 마감핀 및 다양한 두께를 갖는 열분산기만을 추가제작하는 것으로 방열핀 구조 및 열전도도를 달리할 수 있는 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크를 제작할 수 있다.

본 발명에 따른 히트싱크를 이용하여 방열핀의 길이, 두께, 간격 및 히트싱크의 열전도도를 순차적으로 변화시키면서 냉각성능을 측정함으로서 기준 면적을 갖는 히트싱크에서 방열핀의 구조 변화 및 베이스 플레이트의 두께 변화가 냉각성능에 미치는 영향을 알 수 있다. 이로써 기준 면적에 대하여 가장 효율적인 냉각성능을 나타내는 구조를 갖도록 히트싱크의 냉각성능을 최적화시킬 수 있다.

아울러, 고정편에 의해 방열핀과 마감핀이 베이스 플레이트에 견고하게 결합될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크의 결합상태를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크의 결합상태를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트의 모든 결합홈에 방열핀이 결합한 기본형 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트의 모든 결합홈에 기본형 히트싱크의 방열핀과 길이를 달리하는 방열핀이 결합한 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트의 모든 결합홈에 기본형 히트싱크의 방열핀과 두께를 달리하는 방열핀이 결합한 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트의 결합홈에 기본형 히트싱크의 방열핀과 간격을 달리하도록 방열핀이 결합한 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 베이스 플레이트에 기본형 히트싱크의 열분산기와 두께를 달리하는 열분산기가 결합한 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크의 결합상태를 나타낸 사시도이다.

도 1를 참조하면 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크(100)는 열원 표면에 접하며 열원의 발열량을 분산시키는 열분산기(140)와, 상기 열분산기(140)로부터 열을 전달받는 베이스 플레이트(110)와, 상기 베이스 플레이트(110)에 결합되어 상기 히트싱크(100)가 대기와 접하는 표면적을 넓힘으로써 열을 외부로 방출하는 방열핀(120)과, 상기 결합홈(111)에 대응되는 형상으로 형성되고 상기 방열핀(120)이 상기 결합홈(111)에 결합되지 않는 경우 상기 결합홈(111)에 끼워지는 마감핀(130)을 포함한다.

베이스 플레이트(110)의 적어도 일면에 방열핀(120)의 일단이 결합될 수 있는 복수의 결합홈(111)이 형성되고, 방열핀(120)은 결합홈(111)에 결합되는 일단이 결합홈(111)에 대응되는 형상으로 형성되어 결합홈(111)에 끼웠다 뺄 수 있도록 구비된다.

마감핀(130)은 베이스 플레이트(110)와 동일한 재질로 구성되고 방열핀(120)이 결합되지 않은 결합홈(111)에 결합되어 베이스 플레이트(110)와 일체를 이룬다.

열분산기(140)는 베이스 플레이트(110)와 동일한 재질로 구성되어 베이스 플레이트(110)와 함께 방열핀(120)이 결합하고 있는 히트싱크(100)의 몸체를 구성한다.

도 2은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크의 결합상태를 나타낸 사시도이다.

도 2을 참조하면 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크(100)는 상기 베이스 플레이트(110)면 중 결합홈(111)이 형성된 면과 이웃하고 결합홈(111)의 길이방향으로 마주보고 있는 두 면에 함몰부(112)가 형성되고, 함몰부(112)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되어 함몰부(112)에 결합되는 고정편(113)을 포함한다. 베이스 플레이트(110)에 방열핀(120)과 마감핀(130)이 결합된 상태에서 함몰부(112)에 고정편(113)을 결합시킴으로써 방열핀(120) 및 마감핀(130)이 빠지지 않도록 고정할 수 있다.

이 때 고정편(113)과 베이스 플레이트(110)의 결합은 나사결합을 사용하였으나, 이외에도 볼트너트결합이나 자석 등 고정편(113)이 고정되면서 탈착이 가능하도록 설계된 결합수단이 사용가능하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크(100)를 이용하여 다양한 형태의 히트싱크(100)를 제작하는 방법을 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트의 모든 결합홈에 방열핀이 결합한 기본형 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트의 모든 결합홈에 기본형 히트싱크의 방열핀과 길이를 달리하는 방열핀이 결합한 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트의 모든 결합홈에 기본형 히트싱크의 방열핀과 두께를 달리하는 방열핀이 결합한 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트의 결합홈에 기본형 히트싱크의 방열핀과 간격을 달리하도록 방열핀이 결합한 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 히트싱크의 베이스 플레이트에 기본형 히트싱크의 열분산기와 두께를 달리하는 열분산기가 결합한 히트싱크를 결합홈의 길이방향과 교차하는 방향을 따라 절단한 단면의 단면도이다.

본 발명에서 제시된 히트싱크(100)의 방열핀(120)은 다양한 길이를 갖는 것과 결합홈(111)에 결합되는 영역을 이외의 부분이 다양한 두께를 갖는 것이 제작되어 구비된다.

도 4를 참조하면 결합홈(111)에 기본형 히트싱크(100)의 방열핀(120)과 길이를 달리하는 방열핀(120)을 결합시킴으로써 방열핀(120)의 길이를 순차적으로 변화시킨 히트싱크(100)를 제작할 수 있다.

도 5를 참조하면 결합홈(111)에 기본형 히트싱크(100)의 방열핀(120)과 결합홈(111)과의 결합영역 이외의 부분의 두께를 달리하는 방열핀(120)을 결합시킴으로써 방열핀(120)의 두께를 순차적으로 변화시킨 히트싱크(100)를 제작할 수 있다.

도 6을 참조하면 결합홈(111)에 일정 간격으로 방열핀(120)을 결합시키고 방열핀(120)이 결합되지 않은 결합홈(111)에 마감핀(130)을 결합시킴으로써 방열핀(120) 사이의 간격을 순차적으로 변화시킨 히트싱크(100)를 제작할 수 있다.

도 7을 참조하면 베이스 플레이트(110)에 기본형 히트싱크(100)의 열분산기(140)와 두께를 달리하는 열분산기(140)를 결합시킴으로써 방열핀(120)이 결합하는 히트싱크(100)의 몸체부의 두께를 순차적으로 변화시킨 히트싱크(100)를 제작한다. 열원의 발열량은 열분산기(140)와 베이스 플레이트(110)를 통해 분산되므로 열분산기(140)의 결합에 의해 히트싱크(100) 전체의 열전도도가 변화된다. 결국 두께를 순차적으로 변화시킨 열분산기(140)를 결합시킴으로써 열전도도를 순차적으로 변화시킨 히트싱크(100)를 제작할 수 있다.

따라서 다양한 길이, 두께를 갖는 방열핀(120)과 마감핀(130) 및 다양한 두께를 갖는 열분산기(140)만을 추가제작하는 것으로 히트싱크(100)의 방열핀(120) 구조 및 열전도도를 달리할 수 있으므로 히트싱크(100) 전체를 새롭게 추가제작하는데 드는 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 히트싱크(100)의 구조를 변화시키는 과정에서 히트싱크(100)의 면적은 일정하게 유지된다. 방열핀(120)의 길이, 두께, 간격 및 히트싱크(100)의 열전도도를 순차적으로 변화시키면서 냉각성능을 측정하면 기준 면적을 갖는 히트싱크(100)에서 방열핀(120)의 구조 변화 및 베이스 플레이트(310)의 두께 변화가 냉각성능에 미치는 영향을 알 수 있다.

이를 이용하면 기준 면적에 대하여 가장 효율적인 냉각성능을 나타내는 구조를 갖도록 히트싱크(100)의 냉각성능을 최적화시킬 수 있다.

100 : 히트싱크
110 : 베이스 플레이트
111 : 결합홈 112 : 함몰부 113 : 고정편
120 : 방열핀
130 : 마감핀
140 : 열분산기

Claims

열원으로부터 열을 전달받는 베이스 플레이트와 상기 베이스 플레이트에 결합되어 열을 외부로 방출하는 방열핀을 포함하는 히트싱크에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 적어도 일면에는 상기 방열핀의 일단이 결합될 수 있는 복수의 결합홈이 형성되고,
상기 방열핀은 상기 결합홈에 결합되는 일단이 상기 결합홈에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 결합홈에 끼웠다 뺄 수 있도록 구비되며,
상기 결합홈에 대응되는 형상으로 형성되고 상기 방열핀이 상기 결합홈에 결합되지 않는 경우 상기 결합홈에 끼워지는 마감핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크.
제1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트에 결합되어 상기 열원의 발열량을 분산시키는 열분산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크.
제2항에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 결합홈이 형성된 면과 이웃하고 결합홈의 길이방향으로 마주보고 있는 두 면에는 고정편이 결합할 수 있는 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부의 형상과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 함몰부에 결합되는 고정편에 의해 상기 결합홈에 결합된 방열핀 및 마감핀이 고정되는 것을 특징으로 하는 냉각시스템 성능평가장치용 히트싱크.
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