KR101412961B1 - 전자기기 냉각용 열확산장치 - Google Patents

전자기기 냉각용 열확산장치 Download PDF

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김용규
양인석
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Abstract

본 발명은 전자기기의 냉각을 위한 열확산장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 작동유체의 안정적인 일방향 유동이 가능하도록 모세관 압력차를 발생시키는 마이크로 채널을 포함하며, 전자기기의 일측면에 구비되는 열흡수부를 갖는 밀폐형 루프 형태의 열확산구조를 형성함으로써, 액상의 작동유체가 전자기기 내 주요 소자에서 흡수된 열을 통해 기상상태로 열방출부로 이송된 다음, 열방출부를 통과하면서 열을 방출하여 다시 액상 상태로 상변화하는 과정을 통해 전자기기 내 주요 소자에서 발생한 열을 확산시키는 전자기기의 냉각을 위한 열확산장치에 관한 것이다.

Description

전자기기 냉각용 열확산장치{Mesoscaleheatdiffuserforelectronics cooling}
본 발명은 전자기기의 냉각을 위한 열확산장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 작동유체의 안정적인 일방향 유동이 가능하도록 모세관 압력차를 발생시키는 마이크로 채널을 포함하며, 전자기기의 일측면에 구비되는 열흡수부를 갖는 밀폐형 루프 형태의 열확산구조를 형성함으로써, 액상의 작동유체가 전자기기 내 주요 소자에서 흡수된 열을 통해 기상상태로 열방출부로 이송된 다음, 열방출부를 통과하면서 열을 방출하여 다시 액상 상태로 상변화하는 과정을 통해 전자기기 내 주요 소자에서 발생한 열을 확산시키는 전자기기의 냉각을 위한 열확산장치에 관한 것이다.
일반적으로, 집적회로(IC)와 같은 전자소자는 동작되면서 많은 열을 발생하게 된다. 이때 방열되는 열을 효과적으로 방열시키지 않으면, 발생되는 열에 의하여 집적회로가 오동작 됨에 따라서 집적회로를 포함하는 전체 전자장치의 오동작을 유발시키게 된다.
특히, CPU, GPU, AP, LED 등이 장착되는 전자기기는 고도화 및 고집적화에 따라 면적대비 발생하는 열은 지속적으로 증가되며, 이러한 열유속의 증가는 전자기기의 파손 및 오작동을 야기하므로 열유속의 감소가 이루어져야 한다.
따라서 전자기기 내 주요 소자에서 발생하는 열은 넓은 영역으로 빠르게 확산시켜주어야 하며, 이를 위한 냉각장치에 대한 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전자기기 내 집적회로의 냉각장치를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 집적회로의 냉각장치는, 전열부재인 베이스(10), 히트파이프(20) 및 방열핀(30)을 포함한다.
상기 베이스(10)는, 중앙처리장치(CPU) 등과 같은 발열부품(3) 위에 설치되고, 발열부품(3)에서 발생되는 열을 흡수한다.
상기 히트파이프(20)는, 적어도 하나 이상으로 되고 영문자 'U'자형으로 일부가 만곡지면서 양단이 소정길이 연장되도록 형성되어 만곡지는 만곡부(21)가 베이스(10)의 일측에 형성되는 요홈부(11)에 안착된다. 이와 같이 안착되는 히트파이프(20)는 용접 예컨대 솔더링에 의하여 베이스(10)와 결합된다.
상기 방열핀(30)은, 히트파이프(20)의 연장되는 연장부(23)에서 홀(31)을 통하여 소정 간격을 두고 복수개가 평행하게 적층된다.
그러면, 발열부품(3)에서 발생되는 열이 베이스(10)로 흡수되고, 흡수되는 열은 히트파이프(20)를 통하여 방열핀(30)으로 전달되며, 전달되는 열을 방열핀(30)을 통하여 대기 중으로 방열된다.
이때, 보다 효과적인 방열을 위하여 팬(50)에 의한 강제적인 공기의 흐름을 발생시키게 된다. 이와 같이 팬(50)으로부터 발생되는 강제적인 공기의 흐름은 방열핀(30)에 축열되는 열을 탈취함으로써 보다 효과적으로 대기 중으로 방열시키게 된다.
또한, 국내공개특허 제1998-028595호(공개일 1998.07.15, 명칭 : 마이크로프로세서의 방열장치)에는 컴퓨터의 중앙처리장치로 사용되는 마이크로프로세서에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해 마이크로프로세서와 냉각팬 사이에 장착된 방열판에 형성된 돌기의 형상을 방사형으로 하여 공기의 흐름과 소음을 해소할 수 있는 방열장치가 개시된 바 있다.
하지만 현재의 냉각 방법은 전체의 칩을 과도하게 냉각시켜서 비용, 크기와 무게를 증가시키는 단점을 가지고 있다. 상술한 바와 같이, 집적회로는 보통 열을 흡수하고 발산하는 히트싱크(heat sink)와 소형 팬(fan)을 사용하여 냉각된다. 그러나 집적회로가 점점 강력해지고, 제조업자들이 컴퓨터 내부의 집적도를 점점 높임에 따라 더 높은 발열량을 가지게 되었다. 따라서 부피가 크고 시끄럽고 비효율적인 소형 팬과 히트싱크를 이용한 냉각방식은 한계가 있으며, 이를 극복하기 위한 전자기기 냉각시스템이 필요한 실정이다.
국내공개특허 제1998-028595호(공개일 1998.07.15, 명칭 : 마이크로프로세서의 방열장치)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작동유체의 안정적인 일방향 유동이 가능하도록 모세관 압력차를 발생시키는 마이크로 채널을 포함하며, 전자기기의 일측면에 구비되는 열흡수부를 갖는 밀폐형 루프 형태의 열확산구조를 형성함으로써, 액상의 작동유체가 전자기기에서 흡수된 열을 통해 기상상태로 열방출부로 이송된 다음, 열방출부를 통과하면서 열을 방출하여 다시 액상 상태로 상변화하는 과정을 통해 전자기기 내 주요 소자에서 발생한 열을 넓은 면적으로 빠르게 확산시키는 전자기기 냉각용 열확산장치를 제공하는 것이다.
다시 말해, 본 발명의 목적은 별도의 구동원 없이 작동유체저장부 및 열흡수부 사이의 온도차에 의해 발생되는 포화증기압차에 의해 작동유체가 순환되도록 함으로써, 구성이 간편하고, 높은 열전달율을 갖는 전자기기 냉각용 열확산장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 전자기기에 특별한 냉각기기를 적용하지 않고도 고성능 고집적 소자의 사용이 가능해지므로 전자기기 산업의 경쟁력에 크게 기여할 수 있으며, 특히 스마트폰과 같이 피부와 직접적인 접촉을 하는 전자기기에서 발생되는 발열량을 조절하여 사용자의 편의를 증진시킬 수 있는 전자기기 냉각용 열확산장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전자기기 냉각용 열확산장치는 전자기기의 일측면에 구비되어 전자기기 내 주요 소자(110)에서 발생된 열을 확산시키는 전자기기 냉각용 열확산장치(1)에 있어서, 액상 및 기상의 2상 작동유체가 저장된 작동유체저장부(200); 상기 전자기기의 일측면에 접하도록 형성되어 열을 흡수하며, 상기 작동유체저장부(200)로부터 작동유체가 모세관 현상에 의해 이동될 수 있도록 일정 직경의 마이크로 채널(310)을 포함하는 열흡수부(300); 및 상기 열흡수부(300)에서 흡수된 열을 통해 상변화된 기상의 작동유체가 상기 전자기기 내 주요 소자(110)에서 외부 영역으로 확산되도록 안내하며, 타단이 작동유체저장부(200) 내부로 침투하여 상기 작동유체저장부(200)와 연결되는 열방출부(400); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자기기 내 주요소자는 CPU, GPU, AP, LED 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 전자기기 내 주요소자의 일측면에 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열흡수부(300)는 상기 마이크로 채널(310)의 폭 및 길이가 1~30 ㎛이고, 길이가 1~5 mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 진공상태에서 상기 작동유체저장부(200)에 상기 작동유체가 일정량 주입된 다음 밀폐되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 마이크로채널이 두께방향으로 적어도 두 겹 이상 적층된 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 열흡수부(300)가 0.1~5 mm의 두께로 형성되되, 단층으로 형성된 상기 마이크로채널이 상기 열흡수부(300) 내에서 하단부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 열흡수부(300)가 0.1~5 mm의 두께로 형성되되, 단층으로 형성된 상기 마이크로채널이 상기 열흡수부(300) 내에서 상단부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열방출부(400)는 순환하는 동안 기상의 작동유체가 열을 방출하여 액상으로 상변화되도록 일정 구간이 지그재그 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치는 작동유체의 안정적인 일방향 유동이 가능하도록 모세관 압력차를 발생시키는 마이크로 채널을 포함하며, 전자기기의 일측면에 구비되는 열흡수부를 갖는 밀폐형 루프 형태의 열확산구조를 형성함으로써, 액상의 작동유체가 전자기기에서 흡수된 열을 통해 기상상태로 열방출부로 이송된 다음, 열방출부를 통과하면서 열을 방출하여 다시 액상 상태로 상변화하는 과정을 통해 전자기기 내 주요 소자에서 발생한 열을 넓은 면적으로 빠르게 확산시킬 수 있다는 장점이 있다.
다시 말해, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치는 별도의 구동원 없이 작동유체저장부 및 열흡수부 사이의 온도차에 의해 발생되는 포화증기압차에 의해 작동유체가 순환되도록 함으로써, 구성이 간편하고, 높은 열전달율을 갖는다.
또한, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치는 전자기기에 특별한 냉각기기를 적용하지 않고도 고성능 고집적 소자의 사용이 가능해지므로 전자기기 산업의 경쟁력에 크게 기여할 수 있으며, 특히 스마트폰과 같이 피부와 직접적인 접촉을 하는 전자기기에서 발생되는 발열량을 조절하여 사용자의 편의를 증진시킬 수 있다.
또, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치는 작동유체의 순환을 통해 전자기기 내 주요 소자의 면적대비 발생하는 열유속을 감소시켜 전자기기의 파손 및 오작동을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치는 전자기기 내 주요 소자의 영역에 따라 발생되는 열의 정도가 달라지는 경우, 크기를 다르게 하여 복수개 구비되도록 함으로써, 모두 크게 형성되는 것보다 비용을 절감할 수 있으며, 효율적으로 냉각이 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 집적회로 냉각장치를 도시한 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 전자기기 냉각용 열확산장치를 개략적으로 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 전자기기 냉각용 열확산장치가 전자기기의 일측면에 구비되는 상태를 나타낸 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 전자기기 냉각용 열확산장치에서 마이크로 채널의 AA'방향 및 BB'방향 단면을 나타낸 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 또 다른 전자기기 냉각용 열확산장치에서 마이크로 채널의 AA'방향 및 BB'방향 단면을 나타낸 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 또 다른 전자기기 냉각용 열확산장치에서 마이크로 채널의 AA'방향 및 BB'방향 단면을 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 전자기기 냉각용 열확산장치의 마이크로 채널에서 C부분을 확대한 확대도.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 전자기기 냉각용 열확산장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 전자기기 내 주요 소자(110)의 일측면에 구비되어 전자기기를 냉각시키는 것으로, 크게, 작동유체저장부(200), 열흡수부(300) 및 열방출부(400)를 포함하여 형성된다.
여기서 전자기기(100)는 핸드폰, 데스크톱, 노트북, MP3, 태블릿 PC, 내비게이션, 블랙박스 등 내부에 CPU, GPU, AP, LED 등의 주요 소자(110)를 포함하며, 고도화 및 고집적화된 전자기기를 말하며, 이 외에도 다양한 전자기기를 의미할 수 있다.
상기와 같은 전자기기에서 CPU, GPU, AP, LED 등의 주요 소자(110)는 전자기기의 발열을 일으키는 주요 열원(Heat source)이다.
따라서 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 주요 소자(110)의 일측면에 구비되어 주요 소자(110)에서 발생된 열을 주요 소자(110) 외부의 넓은 면적으로 확산시키는 것을 목적으로 한다.
상기 작동유체저장부(200)는 액상 및 기상의 작동유체가 저장되는 것으로, 상기 전자기기 내 주요 소자(110)와 접하지 않는 상기 전자기기(100)의 일측면에 전체 시스템 체적의 약 50% 정도를 차지하도록 구비되며, 작동유체는 증류수, 메탄올 및 에탄올과 같은 알코올류의 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 열흡수부(300)는 상기 전자기기의 일측면에 접하도록 형성되어 열을 흡수하며, 상기 작동유체저장부(200)로부터 작동유체가 모세관 현상에 의해 이동될 수 있으며, 동시에 작동 유체의 증발에 따라 기상(Vapor) 및 액상(Liquid) 작동유체 간 모세관 압력차를 형성할 수 있는 일정 직경의 마이크로 채널(310)을 포함한다.
상기 열방출부(400)는 상기 열흡수부(300)에서 흡수된 열을 통해 상변화된 기상의 작동유체가 상기 전자기기 내 주요 소자(110)에서 외부 영역으로 확산되도록 안내하며, 타단이 작동유체저장부(200) 내부로 침투하여 상기 작동유체저장부(200)와 연결되도록 형성된다.
본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 마이크로 채널(310)을 포함하는 열흡수부(300)를 갖는 밀폐형 루프 형태의 열확산기기를 구성함으로써, 상기 전자기기 내 주요 소자(110)에서 발생된 열을 넓은 면적으로 빠르게 확산시켜주는 것이다.
다시 설명하면, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 액상의 작동유체가 전자기기 내 주요 소자(110)에서 흡수된 열을 통해 기상상태로 열방출부(400)로 이송된 다음, 상기 열방출부(400)를 통과하면서 열을 방출하여 다시 액상 상태로 상변화하는 과정을 통해 전자기기 내 주요 소자(110)에서 발생한 열을 넓은 면적으로 확산시키게 됨으로써, 주요소자의 열을 냉각시키게 된다.
이 때, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 작동유체저장부(200) 및 열흡수부(300) 사이의 온도차에 의해 발생되는 포화증기압차에 의해 작동유체가 열흡수부(300)로부터 외부 루프로 형성된 열방출부(400)를 거치도록 한 다음, 다시 작동유체저장부(200)로 순환되도록 한다.
본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상술한 바와 같은 작동유체의 자연 순환이 원활하게 이루어지도록, 작동유체가 증발하여 상변화되는 상기 마이크로 채널(310) 내 일정 지점에서 모세관 압력차가 발생되도록 한다.
상기와 같은 모세관 압력차는 상기 열흡수부(300) 및 작동유체저장부(200) 사이에 발생되는 포화증기압차에 방향성을 부여하는 중요한 보상력으로 작용하게 된다.
본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기와 같은 모세관 압력차를 적절히 발생시키기 위해, 상기 열흡수부(300) 내 마이크로 채널(310)의 폭 및 길이가 1~30 ㎛이고, 길이가 1~5 mm정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 열흡수부(300)의 마이크로 채널(310)은 폭 및 깊이가 너무 클 경우 모세관 현상이 잘 이루어지지 않을 수 있고, 폭이 너무 작을 경우 작동유체가 원활하게 이송되지 않으므로 적절한 폭으로 형성되어야 한다.
도 2를 참고로 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)를 다시 설명하면, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 작동유체저장부(200)와 열흡수부(300) 간 상기 마이크로 채널(310)을 통해 작동유체가 유동되도록 형성되며, 상기 마이크로 채널(310)을 통과한 작동유체가 외곽을 따라 상기 작동유체저장부(200) 내부까지 연결되도록 형성된 열방출부(400)를 통과하도록 형성된다.
한편 ,본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 전자기기 내 주요소자의의 일측면에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 열흡수부(300)가 상기 전자기기 내 주요소자의의 일측면에 접하도록 설치되기만 하면 되므로, 도 2와 같이 서로 마주보는 형태로 2개 구비될 수도 있으며, 주요소자의 모서리 개수만큼 4개 구비될 수도 있고, 다양하게 변경실시가 가능하다.
또한, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 전자기기의 일측면에 복수개 구비되되, 서로 다른 크기로 제작될 수도 있다.
상기 전자기기 내 주요소자는 영역별로 발열량이 다를 수 있다. 예를 들면, CPU는 각종 전압을 생성하는 것과 관련된 아날로그 블록과, 일정한 알고리즘에 의해 처리과정을 수행하는 로직 블록으로 나뉠 수 있는데, 일반적으로 아날로그 블록에서 발생되는 전류량이 더 크고, 발열량도 큰 편이다.
상기와 같은 주요 소자(110)의 특징에 따라, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 주요 소자(110)의 영역 별로 발생되는 열의 정도가 달라지는 경우, 크기를 다르게 하여 복수개 구비되도록 할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 크기를 크게 하여 내부에 순환되는 작동유체의 양을 증가시키고, 작동유체가 순환하여 열을 방출하는 열방출부(400)의 총 길이를 더 길게 하여 방출되는 열의 양을 조절할 수도 있다.
이 경우, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 발열량에 상관없이 모두 동일한 크기로 형성되는 것보다 비용을 절감할 수 있으며, 냉각이 더 효율적으로 수행될 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 산화실리콘(SiO2)을 이용하여 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 등의 공정을 통해 제작되며, 작동유체를 주입할 때, 진공상태가 되도록 한 다음, 상기 작동유체저장부(200)의 일정영역에 형성된 마이크로 밸브와 같은 주입구를 통해 상기 작동유체를 일정량 주입시키고 다시 밀폐시키는 과정을 거쳐 독립적으로 작동이 가능하도록 형성된다.
이 때, 주입되는 작동유체의 양은 전체 체적의 약 50~60%정도가 되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 열흡수부(300)가 0.1~5mm의 두께로 형성되되, 단층으로 형성된 상기 마이크로채널이 상기 열흡수부(300) 내에서 상단부 또는 하단부에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 마이크로채널은 직경이 1~30 ㎛ 정도로 매우 얇은 관형태인 반면, 상기 열흡수부(300)의 두께는 0.1~5 mm 정도로 형성되므로, 상기 마이크로 채널(310)이 단층으로 형성될 경우, 도 4 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 마이크로채널이 형성되는 영역을 제외한 상부 또는 하부영역이 산화실리콘(SiO2)로 채워진 형태를 갖도록 형성된다.
도 4 및 도 5는 상기 마이크로채널이 상기 열흡수부(300) 내의 하단부에 형성된 실시예의 정단면도 및 측단면도이며, 도 8 및 도 9는 상기 마이크로채널이 상기 열흡수부(300) 내의 상단부에 형성된 실시예의 정단면도 및 측단면도다.
또 다른 실시예로, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 마이크로채널이 두께방향으로 적어도 두 겹 이상 적층된 형태로 형성될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로채널은 두께방향으로 복수개 적층된 형태로 형성되어 단층으로 형성되었을 때보다 작동유체가 원활히 순환되도록 할 수도 있다.
한편, 상기 열방출부(400)는 순환하는 동안 기상의 작동유체가 열을 방출하여 액상으로 상변화되도록 도 2와 같이 일정 구간이 지그재그 형태로 형성될 수도 있다.
따라서 상기 열방출부(400)는 면적이 한정된 영역에서 가능한 작동유체가 순환할 수 있는 유동길이를 최대화시켜 열 방출이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 전자기기 내 주요소자의 일측면에 장착 시, 정확한 위치에 장착될 수 있도록 얼라인먼트(alignment)를 위한 정렬부가 더 형성될 수도 있다.
이 때, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 전자기기 내 주요소자와 얼라인먼트 된 후, 기계적 접착에 의해 장착될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고로 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)의 작동과정을 설명하면, 먼저, 상기 작동유체저장부(200)에 저장된 작동유체는 액상상태로 상기 마이크로 채널(310)을 통과하게 되며, 상기 전자기기 내 주요 소자(110)의 일측면에 인접한 영역으로 이동될수록 온도가 높아져 상기 열흡수부(300)에서 증기 상태로 상변화하게 된다.
이 때, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 상기 마이크로 채널(310)에 의한 모세관 압력차가 상기 열흡수부(300) 및 작동유체저장부(200) 간 발생되는 포화 증기압차에 방향성을 부여함에 따라, 작동유체가 열흡수부(300)를 지나 열방출부(400)를 통과하여 다시 작동유체저장부(200)로 순환되도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 별도의 구동원 없이 작동유체저장부(200) 및 열흡수부(300) 사이의 온도차에 의해 발생되는 포화증기압차에 의해 작동유체가 순환되도록 함으로써, 구성이 간편하고, 높은 열전달율을 갖는다는 장점이 있다.
또, 본 발명의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 작동유체의 순환을 통해 전자기기 내 주요 소자(110)의 면적대비 발생하는 열유속을 감소시켜 전자기기의 파손 및 오작동을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 전자기기 냉각용 열확산장치
100 : 전자기기
110 : 전자기기 내 주요 소자
200 : 작동유체저장부
300 : 열흡수부
310 : 마이크로 채널
400 : 열방출부

Claims (9)

  1. 전자기기(100)의 일측면에 구비되어 전자기기 내 주요 소자(110)에서 발생된 열을 확산시키는 전자기기 냉각용 열확산장치(1)에 있어서,
    액상 및 기상의 2상 작동유체가 저장된 작동유체저장부(200);
    상기 전자기기(100) 내 주요 소자(110)의 일측면에 접하도록 형성되어 열을 흡수하며, 상기 작동유체저장부(200)로부터 작동유체가 모세관 현상에 의해 이동될 수 있도록 일정 직경의 마이크로 채널(310)을 포함하는 열흡수부(300); 및
    상기 열흡수부(300)에서 흡수된 열을 통해 상변화된 기상의 작동유체가 상기 전자기기 내 주요 소자(110)에서 외부 영역으로 확산되도록 안내하며, 타단이 작동유체저장부(200) 내부로 침투하여 상기 작동유체저장부(200)와 연결되는 열방출부(400); 를 포함하여 형성되되,
    상기 전자기기(100) 내 주요 소자(110)의 영역별로 상이한 발열량에 따라, 서로 다른 크기의 전자기기 냉각용 열확산장치(1)가 복수개 구비되며,
    발열량이 상대적으로 큰 영역에 배치된 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는 발열량이 상대적으로 작은 영역에 배치된 것보다 크기가 더 크게 형성되어 내부에 순환되는 작동유체의 양이 증가되고, 상기 열방출부(400)의 총 길이가 더 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기기 내 주요소자는
    CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphic Processing Unit), AP(application processor), LED(light emitting diode) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는
    상기 전자기기 내 주요 소자(110)의 일측면에 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 열흡수부(300)는
    상기 마이크로 채널(310)의 폭 및 길이가 1~30 ㎛이고, 길이가 1~5 mm인 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는
    진공상태에서 상기 작동유체저장부(200)에 상기 작동유체가 일정량 주입된 다음 밀폐되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는
    상기 마이크로채널이 두께방향으로 적어도 두 겹 이상 적층된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는
    상기 열흡수부(300)가 0.1~5 mm의 두께로 형성되되,
    단층으로 형성된 상기 마이크로채널이 상기 열흡수부(300) 내에서 하단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 전자기기 냉각용 열확산장치(1)는
    상기 열흡수부(300)가 0.1~5 mm의 두께로 형성되되,
    단층으로 형성된 상기 마이크로채널이 상기 열흡수부(300) 내에서 상단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 열방출부(400)는
    순환하는 동안 기상의 작동유체가 열을 방출하여 액상으로 상변화되도록 일정 구간이 지그재그 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각용 열확산장치.
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