KR101832432B1 - 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더 - Google Patents

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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 판형상의 진동형 히트 스프레더에 관한 것으로, 평판 형상의 하판; 상기 하판의 상면에서 일정 깊이를 가지고 상기 하판의 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 채널을 포함하고, 상기 채널은 상기 하판의 양 끝단에서 굽어져 연결되어 폐루프를 이루는 모세관; 및 상기 하판의 상측에 결합되어 상기 모세관을 밀폐시키는 상판;을 포함하고, 상기 하판의 하면에 위치한 외부 열원에 의해 가열되는 채널의 측벽에 복수개의 캐비티가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 판형상의 진동형 히트 스프레더는 캐비티를 구비함으로써, 과열도를 낮춰 핵형성이 쉽게 발생하여 증발부의 급격한 온도 상승을 막을 수 있으며, 향상된 열성능을 갖는 장점이 있다.

Description

인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더{Plate pulsating heat spreader with artificial cavities}
본 발명은 판형 히트 스프레더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판형이며, 증발부의 채널 내에 캐비티를 형성하여 열성능을 향상시킨 진동형 히트 스프레더에 관한 것이다.
최근 전자장치들이 소형화되고 집적화되면서, 구조적으로 냉각 시스템을 위한 공간이 매우 제한적이고 협소하여, 좁은 공간 내에서 높은 효율로 방열할 수 있는 냉각 시스템에 대한 필요성이 높아지고 있다.
열분산 장치 또는 냉각 장치로 히트 파이프(heat pipe)가 주로 사용되어진다. 일반적인 히트 파이프는 내부에 빈 공간과 윅(wick) 구조를 포함하고 있다. 히트 파이프는 윅 구조로 인해 두께를 얇게 할수록 기화된 작동유체가 이동하는 공간이 좁아져 성능이 급격히 감소하게 되어 초박형 전자기기에 적용하는데 한계가 있다. 이를 극복하고자 제안된 것이 진동형 히트 파이프(pulsating heat pipe)로, 도 1에서 보듯이, 이는 윅 구조 없이, 매끈한 마이크로 관 다발로 구성되며, 관 내부에 액상 슬러그(liquid slug)와 기포 플러그(vapor plug)로 이루어진 정렬된 기포군(slug-train unit)이 진동을 하면서 열을 전달하게 된다. 내부에 윅 구조가 없고 구조가 간단하여 얇게 만들 수 있어 초소형 전자장치에 적용하기 적합하다.
도 2에서 보듯이, 한국 공개특허공보 제2011-0128539호에서는 제1기판, 제1 기판에 밀착 결합되는 제2기판, 상기 제1기판과 제2기판이 결합하는 면들 중 적어도 어느 한 면에 지그재그 또는 스파이럴 형태의 폐루프로 형성된 채널, 및 상기 제1기판 또는 제2기판의 일부에 상기 채널로 냉매를 주입하기 위해 형성된 주입구를 포함하는 플랫형 열 분산기를 개시하고 있다.
이러한 판형상의 진동형 히트 파이프는 증발부와 응축부에 존재하는 기포 플러그의 압력차이로 인해 내부의 작동유체가 자가 진동하며 증발부에서 응축부로 열을 전달시켜준다. 하지만 증발부에서 기포 플러그를 생성하는 핵형성(Nucleation)이 잘 일어나지 않게 되면 진동형 히트 파이프가 제대로 동작하지 못하게 되어 증발부의 온도가 급격하게 높아지는 문제가 발생할 수 있다. 특히 낮은 입열량에서 진동형 히트 파이프를 사용하게 되는 경우, 정상작동에 비해 증발부의 온도가 높아지는 오버슛(temperature overshoot) 현상이 발생하게 되며, 이는 전자장비에 문제를 발생시키거나 내구성을 약화시키는 원인이 될 수 있다.
한국 공개특허공보 제2011-0128539호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 판형상의 진동형 히트 스프레더의 채널 내부에 인공 캐비티(artificial cavity)를 구비함으로써, 과열도를 낮춰 핵형성이 쉽게 발생하여 증발부의 급격한 온도 상승을 막을 수 있는 판형상의 진동형 히트 스프레더를 제공하는 것이다.
또한, 캐비티의 크기 및 배열을 변경함으로써, 향상된 열성능을 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 작동유체가 주입된 진동형 히트 스프레더에 있어서,
평판 형상의 하판, 상기 하판의 상면에서 일정 깊이를 가지고 상기 하판의 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 채널을 포함하고, 상기 채널은 상기 하판의 양 끝단에서 굽어져 연결되어 폐루프를 이루는 모세관 및 상기 하판의 상측에 결합되어 상기 모세관을 밀폐시키는 상판;을 포함하고, 상기 하판의 하면에 위치한 외부 열원에 의해 가열되는 채널의 측벽에 복수개의 캐비티가 형성되되, 상기 복수개의 캐비티는 상기 채널의 측벽에 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되며, 각각의 캐비티는 상기 채널의 측벽에 상하방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 캐비티의 사이즈가 인접한 캐비티의 사이즈와 서로 상이할 수 있다.
또한, 상기 캐비티는 상기 채널의 측벽면에서 상기 채널 측벽 안쪽으로 일정 폭으로 뚫려 있는 입구부와, 상기 입구부 안쪽으로 상기 입구부의 폭보다 큰 지름을 갖는 원형의 단면 형상을 갖는 중공부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 입구부의 폭은 10 내지 40 마이크로미터인 것이 바람직하다.
또한, 상기 캐비티는 상기 채널의 바닥면 또는 상기 채널의 바닥면에 대향하는 상판의 일부면에 더 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 작동유체가 주입된 진동형 히트 스프레더에 있어서, 평판 형상의 베이스부, 상기 베이스부에 상하방향으로 관통하며, 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 채널을 포함하고, 상기 채널은 상기 베이스부의 양 끝단에서 굽어져 연결되어 폐루프를 이루는 모세관, 상기 베이스부의 상부에 접합되는 상부 필름 및 상기 베이스부의 하부에 접합되어 상기 채널들을 밀폐시키는 하부 필름;을 포함하고, 상기 하부 필름의 하면에 위치한 외부 열원에 의해 가열되는 채널의 측벽에 복수개의 캐비티가 형성되되, 상기 복수개의 캐비티는 상기 채널의 측벽에 길이방향으로 일정 간격 이격되어 배치되며, 각각의 상기 캐비티는 상기 채널의 측벽에 상하방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 캐비티의 사이즈가 인접한 캐비티의 사이즈와 서로 상이할 수 있다.
또한, 상기 캐비티는 상기 채널의 측벽면에서 상기 채널 측벽 안쪽으로 일정 폭으로 뚫려 있는 입구부와, 상기 입구부 안쪽으로 상기 입구부의 폭보다 큰 지름을 갖는 원형의 단면 형상을 갖는 중공부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 입구부의 폭은 10 내지 40 마이크로미터인 것이 바람직하다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 판형상의 진동형 히트 스프레더는 진동형 히트 스프레더의 채널 내부에 인공 캐비티를 구비함으로써, 과열도를 낮춰 핵형성이 쉽게 발생할 수 있도록 하였다. 이를 통해 진동형 히트 스프레더의 정상 작동 전에 증발부의 급격한 온도 상승을 막아 전자장치의 고장을 방지하고, 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 캐비티의 크기 및 배열을 변경함으로써, 종래의 진동형 히트 스프레더에 비해 향상된 열성능을 가질 수 있어, 전자장치 냉각 시스템의 크기를 더욱 줄일 수 있고, 더욱 효과적인 냉각을 할 수 있어, 소형화되고 집적화된 전자장치에 사용될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 진동형 히트 파이프의 작동 원리를 설명하는 개략도.
도 2는 종래의 플랫형 열 분산기의 개략도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더의 개략도.
도 4는 본 발명의 인공 캐비티의 개략도.
도 5는 본 발명의 다양한 크기를 갖는 인공 캐비티를 촬영한 사진.
도 6은 본 발명의 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더의 증발부 온도를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더의 열저항을 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더의 개략도.
이하에서는 본 발명에 따른 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 캐비티를 갖는 판형 히트 스프레더(100)의 개략도로서, 이 실시형태에 따르는 작동유체가 주입된 판형상의 진동형 히트 파이프(100)는, 평판 형상의 하판(110); 상기 하판(110)의 상면에서 일정 깊이를 가지고 상기 하판의 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 채널(120)을 포함하고, 상기 채널은 상기 하판(110)의 양 끝단에서 굽어져 연결되어 폐루프를 이루는 모세관(125); 및 상기 하판(110)의 상측에 결합되어 상기 모세관(125)을 밀폐시키는 상판(150);을 포함하고, 상기 하판(110)의 하면에 위치한 외부 열원에 의해 가열되는 채널(120)의 측벽(130)에 복수개의 캐비티(140)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 3의 왼쪽 하단에 나타낸 A-A’ 단면도에서 보듯이, 하판(110)과 상판(150)은 한조로 서로 밀착 결합되어 하판(110)에 형상된 폐루프를 진공상태로 유지시킬 수 있다.
상판(110)과 하판(150)은 사각형의 얇은 플레이트로 되어 있으나, 전자장비에 설치되는 공간을 고려하여 필요한 형태에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
또한, 상판(110)과 하판(150)은 실리콘과 같은 반도체 물질이나 플라스틱과 같은 고분자물질, 열전도율이 높은 구리와 같은 금속물질, 세라믹, 및 탄성을 갖는 플렉서블(flexible) 재질 등의 다양한 소재로 제조될 수 있다.
도 3의 왼쪽 상단에 나타낸 판형상의 진동형 히트 스프레더에서, 하부에는 열을 발생시키는 외부 열원이 위치하여 히트 스프레더가 흡열하는 증발부(101)가 위치하고, 상부에는 외부로 열을 방출하는 응축부(105)가 위치한다. 하판(110)에 형성된 복수개의 채널은 증발부(101)에서 응축부(105)방향으로 형성되며, 증발부(101)과 응축부(105)에서 상기 채널(120)이 굽어져 연결되어 폐루프를 형성한다. 증발부(101)와 응축부(105), 채널 형성 방향이 도 3과 같이 형성되는 것이 바람직하나, 필요에 따라 달라질 수 있다.
상기 채널(120) 내부에 일정량의 작동유체가 충진되며, 상기 작동유체는 하판(110) 또는 상판(150)에 형성된 주입구(미도시)를 통해 주입될 수 있습니다.
도 3에서 보듯이, 채널(120)은 하판(110)의 상면에서 일정 폭과 깊이로 형성된 홈이며, 그 단면이 사각형 형상으로 이루어져 있다. 이 경우 상기 채널(120)은 좌우에 배치된 측벽(130)과 바닥면, 상기 바닥면에 대향하는 상판(150)의 일부면으로 이루어진다. 물론 상기 채널(120)의 단면은 필요에 따라 반원 형상이나 ‘V’자 형상으로 형성될 수 있다.
진동형 히트 스프레더의 작동원리는 다음과 같다. 외부 열원에 의해 가열되는 증발부(101)의 채널(120)에서, 채널(120)과 작동유체 사이의 특정 온도조건을 만족하면, 핵형성(nucleation)이 일어나 기포가 생성되고 기포가 점점 커지게 된다. 이후 증발부(120)에서 생성되는 기포 플러그는 낮은 압력의 응축부(105)로 이동하게 되고, 온도가 낮은 응축부(105)에서 응축되어 사라지게 된다. 진동형 히트 스프레더가 정상 작동을 하는 경우에는 증발부(101)에서 핵형성이 지속적으로 일어나고, 기포 플러그가 압력차이로 인해 내부의 작동유체를 자가 진동시키면서 열원에서 응축부(105)로 열을 전달하게 된다.
진동형 히트 스프레더가 정상 작동을 하기 전 단계, 즉 채널 내에서 핵형성이 일어나기 전까지는 작동유체가 이동하지 않아 증발부(101)의 열이 응축부(105)로 전도에 의한 열전달만 일어나기 때문에, 증발부(101)의 온도가 급격하게 상승할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 캐비티가 없는 경우에 증발부의 초기 온도는 약 150도 정도까지 급격하게 올라감을 확인할 수 있다. 이런 급격한 온도 상승은 전자장비에 문제를 발생시키거나 내구성을 약화시키는 원인이 될 수 있다.
본 발명에서는 증발부(101) 채널(120) 내에 인공 캐비티를 구비함으로써, 증발부(101)에서 과열도를 낮춰 핵형성이 쉽게 발생하도록 하였다. 이를 통해, 진동형 히트 스프레더가 정상 작동을 하기 전에 증발부(101)의 온도가 급격하게 상승하는 것을 막고, 또한, 진동형 히트 스프레더의 열성능을 높일 수 있다.
진동형 히트 스프레더의 증발부(101)는 도 3의 오른쪽 하단에 구체적으로 도시되었으며, 상기 채널의 측벽(130)에 복수개의 캐비티(140)가 형성될 수 있다. 물론 상기 캐비티(140)는 증발부(101)에 위치한 채널(120)의 측벽 뿐만 아니라 응축부(105) 또는 그 외의 단열부에 위치한 채널의 측벽에도 형성될 수 있다. 또한, 상기 캐비티는 상기 채널의 바닥면 또는 상기 채널의 바닥면에 대향하는 상판의 일부면에 더 형성될 수 있다.
도 3의 오른쪽 하단에 도시된 증발부(101)에서 보듯이, 상기 복수개의 캐비티(140)는 상기 채널의 측벽(130)에 길이방향으로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
도 3의 오른쪽 상단에 도시된 확대된 증발부(101)에서 보듯이, 각각의 상기 캐비티(140)는 상기 채널의 측벽(130)에 상하방향으로 형성될 수 있다. 도 3과 달리 캐비티(140)는 채널의 측벽(130) 상하방향으로 일부만 형성될 수 있다. 또한, 채널의 측벽(130)에 형성된 캐비티는 채널의 바닥면 또는 상기 채널의 바닥면에 대항하는 상판의 일부면에 형성되는 캐비티와 연결되어 형성될 수 있다.
캐비티(140)는 단면이 사각형, 삼각형 또는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 하나의 실시예로 도 4에 도시된 인공 캐비티(140)는 채널의 측벽(130)에서 채널 측벽 안쪽으로 일정 폭으로 뚫려 있는 입구부(141)와, 상기 입구부(141) 안쪽으로 상기 입구부의 폭보다 큰 지름을 갖는 원형의 단면 형상을 갖는 중공부(142)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 중공부(142)의 지름은 상기 입구부(141)의 폭보다 2배 이상 큰 것이 바람직합니다. 상기 원형의 중공부는 사다리꼴 형상일 수도 있다.
캐비티(140)의 사이즈는 캐비티의 입구부(141)의 폭, 캐비티의 깊이 등으로 표현될 수 있다. 캐비티(140)는 다양한 형상을 가질 수 있고, 그 형상에서 가장 중요한 팩터는 채널 측벽(130)에서 채널 측벽 안쪽으로 뚫려 있는 입구부(141)의 폭이므로, 캐비티의 사이즈는 상기 입구부(141)의 폭으로 표현할 수도 있을 것이다.
캐비티(140)의 입구부(141)의 폭은 아래의 수학식 1에 의해 결정되는 것으로, 작동유체의 종류와 설정된 과열도에 따라 달라지게 된다.
Figure 112017032036365-pat00001
여기서,
Figure 112017032036365-pat00002
는 캐비티의 입구부 폭의 절반값이고,
Figure 112017032036365-pat00003
는 열유속이며,
Figure 112017032036365-pat00004
은 작동유체의 열전도도이고,
Figure 112017032036365-pat00005
는 작동유체와 채널의 접촉각이며,
Figure 112017032036365-pat00006
는 작동유체의 표면장력이고,
Figure 112017032036365-pat00007
는 기포의 밀도이며,
Figure 112017032036365-pat00008
는 기화시 필요한 잠열이고,
Figure 112017032036365-pat00009
는 채널 벽면의 온도(
Figure 112017032036365-pat00010
)와 작동유체의 포화온도(
Figure 112017032036365-pat00011
)의 차이인 과열도를 나타낸다.
일반적으로 사용되는 5 내지 15W 정도의 입력 열량의 경우, 캐비티의 입구부 폭은 10 내지 40 마이크로미터 정도가 바람직하다. 이때, 과열도는 약 5도 정도로 최소값을 가지며, 과열도가 낮기 때문에 핵형성이 쉽게 발생하고, 이를 통해, 진동형 히트 스프레더가 정상 작동을 하기 전에 증발부(101)의 온도가 급격하게 상승하는 것을 막고, 또한, 진동형 히트 스프레더의 열성능을 높일 수 있다.
본 발명의 진동형 히트 스프레더에 있어서, 캐비티(140)의 사이즈에 따라 증발부의 온도 및 열성능을 측정하였다. 상판(110)은 파이렉스 글래스(Pyrex glass)이고, 하판(150)은 실리콘 재질이며 DRIE(deep reactive ion etching) 공정을 사용하여, 폭은 1mm, 깊이는 0.5mm의 직사각형 채널을 5개 형성하였다. 작동유체는 에탄올을 사용하였고, 충진율을 50%인 조건에서 실험하였다. 도 6의 하단에 있는 표에 나타나 있듯이, 캐비티(140)의 입구부(141)의 폭은 10, 10, 30, 40 마이크로미터로 제작하였고, 증발부(101)에만 캐비티가 형성되어 있다.
도 6은 본 발명의 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더의 증발부 온도를 나타낸 그래프이다. 캐비티가 없는 경우에 증발부의 초기 온도는 약 150도 정도까지 급격하게 올라가는 반면, 캐비티가 있는 경우에는 증발부의 초기 온도가 상당히 낮음을 알 수 있고, 특히 입구부의 폭이 30마이크로미터인 경우 증발부 온도가 80도 정도로 캐비티가 없는 경우의 절반정도에 불과하다.
도 7은 본 발명의 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더의 열저항을 나타낸 그래프이다. 열저항(thermal resistance)이 낮을수록 열성능이 우수한 것으로, 캐비티가 없는 경우에 비해 캐비티가 있는 경우에 열저항이 더 낮은 것을 확인할 수 있으며, 이는 캐비티로 인해 과열도를 낮춰 핵형성이 쉽게 일어나 진동형 히트 스프레더의 열성능을 향상 시켰음을 보여준다.
본 발명의 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더에서 증발부(101)에 형성된 복수개의 캐비티(140)는 인접한 캐비티의 사이즈가 서로 상이한 것을 특징으로 한다. 도 7에서 보듯이, 입구부 폭이 40마이크로미터인 경우 입력 열량이 낮은 곳에서 다른 경우에 비해 열저항이 낮지만, 입력 열량이 11W 이상에서 다른 경우에 비해 열저항이 높음을 확인할 수 있다. 즉, 캐비티 사이즈가 일정한 경우에 입력 열량이 낮은 경우에 상대적으로 열저항이 낮은 반면, 입력 열량이 높은 경우에 상대적으로 열저항이 높아지는 것이다. 도 5에서와 같이, 캐비티의 입구부 폭을 10, 20, 30, 40 마이크로미터로 반복적으로 변경하여 인접한 캐비티의 사이즈를 상이하게 제작하였고, 열저항을 측정해보았다. 도 7의 mixing이 나타내는 결과에서 보듯이, 인접한 캐비티 사이즈가 상이한 경우, 입력 열량이 낮은 경우에 상대적으로 열저항이 낮고, 입력 열량이 높은 경우에도 상대적으로 열저항이 낮아져, 전체적으로 가장 좋은 열성능을 보여준다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 캐비티를 갖는 판형 히트 스프레더(200)의 개략도로서, 이 실시형태에 따르는 작동유체가 주입된 판형상의 진동형 히트 파이프(100)는, 평판 형상의 베이스부(210); 상기 베이스부(210)에 상하방향으로 관통하며, 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 채널(220)을 포함하고, 상기 채널(220)은 상기 베이스부(210)의 양 끝단에서 굽어져 연결되어 폐루프를 이루는 모세관(225); 상기 베이스부(210)의 상부에 접합되는 상부 필름(250); 및 상기 베이스부(210)의 하부에 접합되어 상기 채널(220)들을 밀폐시키는 하부 필름(260);을 포함하고, 상기 하부 필름(260)의 하면에 위치한 외부 열원에 의해 가열되는 채널(220)의 측벽(230)에 복수개의 캐비티(240)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 8의 하단에 나타낸 B-B’ 단면도에서 보듯이, 상부 필름(250)과 하부 필름(260)이 베이스부(210)의 상하면에 각각 서로 밀착 결합되어 베이스부(210)에 형성된 폐루프를 진공상태로 유지시킬 수 있다. 이때, 상부 필름(250)과 하부 필름(260)은 금속층을 포함하여 기체 투과를 막아 진공상태를 유지시킬 수 있다.
본 발명의 제2 실시예는, 제1 실시예와 비교하여, 진동형 히트 스프레더의 기본 구조가 베이스부, 상부 필름 및 하부 필름으로 형성되어 있다는 점이 상이할 뿐 본 발명의 특징인 캐비티와 관련된 내용은 동일하게 적용된다.
제2 실시예에 따른 진동형 히트 스프레더의 증발부(201) 부분에 위치하는 상기 채널의 측벽(230)에 복수개의 캐비티(240)가 형성될 수 있다. 물론 상기 캐비티(240)는 증발부(201)에 위치한 채널(220)의 측벽 뿐만 아니라 응축부(205) 또는 그 외의 단열부에 위치한 채널의 측벽에도 형성될 수 있다.
상기 복수개의 캐비티(240)는 상기 베이스부(210)에 형성된 채널의 측벽(230)에 길이방향으로 일정 간격 이격되어 배치되며, 각각의 상기 캐비티(240)는 상기 채널의 측벽(230)에 상하방향으로 형성될 수 있다.
또한, 캐비티(240)는 단면이 사각형, 삼각형 또는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(240)는 상기 베이스부(210)에 형성된 채널(230)의 측벽에서 상기 채널 측벽 안쪽으로 일정 폭으로 뚫려 있는 입구부와, 상기 입구부 안쪽으로 상기 입구부의 폭보다 큰 지름을 갖는 원형의 단면 형상을 갖는 중공부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 중공부의 지름은 상기 입구부의 폭보다 2배 이상 큰 것이 바람직합니다. 상기 원형의 중공부는 사다리꼴 형상일 수도 있다.
일반적으로 사용되는 5 내지 15W 정도의 입력 열량의 경우, 캐비티의 입구부 폭은 10 내지 40 마이크로미터 정도가 바람직하다.
제2 실시예에 따른 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더에서 증발부(201)에 형성된 복수개의 캐비티(240)는 인접한 캐비티의 사이즈가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.
상부 필름(250)과 하부 필름(260)에 캐비티가 형성될 수도 있으나, 얇은 필름이기 때문에 그 면에 캐비티가 형성되는 것이 어려울 수 있다.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 제1 실시예에 따른 판형상의 진동형 히트 스프레더
101 : 증발부 105 : 응축부
110 : 하판 120 : 채널
125 : 모세관 130 : 채널의 측벽
140 : 캐비티 141 : 입구부
142 : 중공부 150 : 상판
200 : 제2 실시예에 따른 판형상의 진동형 히트 스프레더
201 : 증발부 205 : 응축부
210 : 베이스부 220 : 채널
225 : 모세관 230 : 채널의 측벽
240 : 캐비티 250 : 상부 필름
260 : 하부 필름

Claims (11)

  1. 작동유체가 주입된 진동형 히트 스프레더에 있어서,
    평판 형상의 하판;
    상기 하판의 상면에서 일정 깊이를 가지고 상기 하판의 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 채널을 포함하고, 상기 채널은 상기 하판의 양 끝단에서 굽어져 연결되어 폐루프를 이루는 모세관; 및
    상기 하판의 상측에 결합되어 상기 모세관을 밀폐시키는 상판;을 포함하고,
    상기 하판의 하면에 위치한 외부 열원에 의해 가열되는 채널의 측벽에 복수개의 캐비티가 형성되되,
    상기 복수개의 캐비티는 상기 채널의 측벽에 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되며, 각각의 캐비티는 상기 채널의 측벽에 상하방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티의 사이즈가 인접한 캐비티의 사이즈와 서로 상이한 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 채널의 측벽면에서 상기 채널 측벽 안쪽으로 일정 폭으로 뚫려 있는 입구부와, 상기 입구부 안쪽으로 상기 입구부의 폭보다 큰 지름을 갖는 원형의 단면 형상을 갖는 중공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입구부의 폭은 10 내지 40 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 채널의 바닥면 또는 상기 채널의 바닥면에 대향하는 상판의 일부면에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
  7. 작동유체가 주입된 진동형 히트 스프레더에 있어서,
    평판 형상의 베이스부;
    상기 베이스부에 상하방향으로 관통하며, 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 채널을 포함하고, 상기 채널은 상기 베이스부의 양 끝단에서 굽어져 연결되어 폐루프를 이루는 모세관;
    상기 베이스부의 상부에 접합되는 상부 필름; 및
    상기 베이스부의 하부에 접합되어 상기 채널들을 밀폐시키는 하부 필름;을 포함하고,
    상기 하부 필름의 하면에 위치한 외부 열원에 의해 가열되는 채널의 측벽에 복수개의 캐비티가 형성되되,
    상기 복수개의 캐비티는 상기 채널의 측벽에 길이방향으로 일정 간격 이격되어 배치되며, 각각의 상기 캐비티는 상기 채널의 측벽에 상하방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 캐비티의 사이즈가 인접한 캐비티의 사이즈와 서로 상이한 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 채널의 측벽면에서 상기 채널 측벽 안쪽으로 일정 폭으로 뚫려 있는 입구부와, 상기 입구부 안쪽으로 상기 입구부의 폭보다 큰 지름을 갖는 원형의 단면 형상을 갖는 중공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 입구부의 폭은 10 내지 40 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 진동형 히트 스프레더.
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