KR102628601B1

KR102628601B1 - 전자소자 냉각용 쿨러 스프링

Info

Publication number: KR102628601B1
Application number: KR1020230167409A
Authority: KR
Inventors: 박진성; 이현원; 이정진
Original assignee: 유신정밀공업 주식회사
Priority date: 2023-11-28
Filing date: 2023-11-28
Publication date: 2024-01-25

Abstract

본 발명은 구동 시 열이 발생하는 전자소자와 이의 냉각을 위한 열교환기 간의 접촉력을 높여주기 위해 사용되는 전자소자 냉각용 쿨러 스프링에 관한 것으로서, 일정한 간격을 두고 서로 평행하게 배열되는 한 쌍의 코일스프링과; 저면이 상기 한 쌍의 코일스프링의 축방향 일단부에 접촉하는 판면부와, 상기 판면부의 폭방향으로 좌우 양측단으로부터 아래로 돌출 형성되어 내측에 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부를 포함하여 일부 수용하는 한 쌍의 강도보강용 리브(rib)와, 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부에 대응하여 상기 판면부의 일부가 절개되어 저면으로부터 돌출 형성됨으로써 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부에 삽입되는 한 쌍의 돌출부를 갖는 서포트 플레이트를 포함하고, 상기 한 쌍의 돌출부는 소성변형에 의해 상기 한 쌍의 코일스프링의 내주연부에 밀착됨으로써 상기 한 쌍의 코일스프링과 상기 서포트 플레이트를 결합시키는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 한 쌍의 코일스프링과 서포트 플레이트의 체결로 일체화된 구조를 가지면서도 이로 인한 강도 저하 문제를 해결할 수 있다.

Description

전자소자 냉각용 쿨러 스프링{COOLER SPRING FOR COOLING ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 구동 시 열이 발생하는 전자소자와 이의 냉각을 위한 열교환기 간의 접촉력을 높여주기 위해 사용되는 전자소자 냉각용 쿨러 스프링에 관한 것이다.

종래의 쿨러 스프링(10)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 반도체 소자(1)와 냉각매체(2)가 서로 교대로 적층된 구조에서 일단부(도 1에서는 하단부)를 가압함으로써 상기 반도체 소자(1)와 냉각매체(2) 간의 밀접한 접촉 및 이로 인한 원활한 열교환, 즉 냉각이 이루어지게 하는데 사용된다.

상기 쿨러 스프링(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 판스프링(11, 12)의 적층체를 리벳(13)으로 관통하여 결합한 구조인데, 그 사용을 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 매개 플레이트(3)가 필요하게 된다.

그러나, 이와 같이 별도의 매개부재(3)를 쿨러 스프링(10) 상에 얹어놓고 상기와 같이 적층된 반도체 소자(1)와 냉각매체(2)를 제 위치에서 지지하도록 갖추기란 결코 용이하지 않으므로 이에 대한 개선이 요구된다.

한편, 종래의 다른 쿨러 스프링(20)으로서 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 판스프링(21) 상에 가압 플레이트(22)를 적층시켜 리벳(23)으로 일체화한 구성을 취한 경우도 있으나, 단차(22a)와의 정확한 결합이 아닌한 리벳(23)의 상단부가 돌출하여 균일한 가압면(22b)을 갖지 못하게 되는 문제가 있을 뿐 아니라, 상기 단차(22a)의 형성으로 인해 리벳(23)을 매개로 하는 체결부위가 취약해진다는 문제가 있다.

[선행기술문헌]

미국특허 US 10,297,530 B2 (2019.05.21.)

미국특허 US 11,046,190 B2 (2021.06.29.)

따라서, 본 발명의 목적은 탄성력을 발휘하는 스프링과 가압 플레이트의 체결로 일체화된 구조를 가지면서도 이로 인한 강도 저하 문제를 해결할 수 있는 전자소자 냉각용 쿨러 스프링을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전자소자 냉각용 쿨러 스프링에 있어서, 일정한 간격을 두고 서로 평행하게 배열되는 한 쌍의 코일스프링과; 저면이 상기 한 쌍의 코일스프링의 축방향 일단부에 접촉하는 판면부와, 상기 판면부의 폭방향으로 좌우 양측단으로부터 아래로 돌출 형성되어 내측에 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부를 포함하여 일부 수용하는 한 쌍의 강도보강용 리브(rib)와, 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부에 대응하여 상기 판면부의 일부가 절개되어 저면으로부터 돌출 형성됨으로써 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부에 삽입되는 한 쌍의 돌출부를 갖는 서포트 플레이트를 포함하고, 상기 한 쌍의 돌출부는 소성변형에 의해 상기 한 쌍의 코일스프링의 내주연부에 밀착됨으로써 상기 한 쌍의 코일스프링과 상기 서포트 플레이트를 결합시키는 것을 특징으로 하는 전자소자 냉각용 쿨러 스프링을 제공한다.

여기서, 상기 한 쌍의 돌출부는 환형으로 이루어진 한 쌍의 돌출림부이고, 상기 소성변형은 코킹(caulking)으로서, 상기 한 쌍의 돌출림부는 상기 코킹에 의해 외측으로 벌어져 상기 코일스프링의 내주연부에 밀착됨으로써 상기 한 쌍의 코일스프링과 상기 서포트 플레이트를 결합시키도록 할 수 있다.

한편, 상기 리브는, 길이방향으로 중앙부와 양측단부가 낮고 상기 중앙부와 양측단부의 각 사이를 이루는 한 쌍의 압축한계부가 높게 형성되며, 상기 한 쌍의 압축한계부는, 상기 한 쌍의 코일스프링의 압축변형량의 한계를 설정할 수 있다.

이때, 상기 한 쌍의 압축한계부는, 판면에 강성 조절용 관통홀이 형성될 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 전자소자 냉각용 쿨러 스프링에 의하면, 스프링과 가압 플레이트, 즉 한 쌍의 코일스프링과 서포트 플레이트의 체결로 일체화된 구조를 제공하면서도 그 체결방식을 상기 서포트 플레이트 측에 형성된 한 쌍의 돌출부의 소성변형에 의해 실현되게 함으로써 구성간 체결에 필요한 형상변경 내지 체결구조 자체로 인한 강도저하 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 쿨러 스프링이 적용된 모습을 표현한 정면도,
도 2는 도 1에서 쿨러 스프링만을 분리하여 도시한 확대도,
도 3 및 도 4는 종래의 다른 기술에 따른 쿨러 스프링의 사시도 및 단면도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전자소자 냉각용 쿨러 스프링의 제조 단계별 사시도 및 정면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자소자 냉각용 쿨러 스프링의 구성요소인 한 쌍의 코일스프링과 서포트 플레이트 간의 결합과정을 설명하기 위한 단계별 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자소자 냉각용 쿨러 스프링의 저면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 전자소자 냉각용 쿨러 스프링(100, 도 6)은 도 5에 도시된 바와 같이 일정한 간격을 두고 서로 팽행하게 배열되는 한 쌍의 코일스프링(110)과, 상기 한 쌍의 코일스프링(110)의 축방향 일단부에 적층되는 서포트 플레이트(120)를 포함한다.

서포트 플레이트(120)는 저면이 상기 한 쌍의 코일스프링(110)의 축방향 일단부 접촉하는 판면부(121), 이 판면부(121)의 폭방향으로 양측단으로부터 아래로 돌출 형성되는 한 쌍의 강도보강용 리브(rib, 122)를 갖는다. 이에 의해, 한 쌍의 코일스프링(110)은 도 6에 도시된 바와 같이 한 쌍의 리브(122) 사이에 수용되되 그 하단부는 아래로 더 돌출되는 구조를 갖게 된다.

이때, 각 리브(122)의 길이방향으로 중앙부(122a)와 양측단부(122b)의 높이가 상대적으로 낮게 형성되고, 그 사이를 이루는 한 쌍의 압축한계부(122c)의 높이는 상대적으로 더 높게 형성된다.

이러한 압축한계부(122c)는 내측에 수용된 한 쌍의 코일스프링(110)의 압축되는 한계, 즉 압축변형량의 한계를 설정하는 역할을 하게 된다. 즉, 한 쌍의 코일스프링(110)의 최대 압축변형량은 압축한계부(122c)의 하단선을 넘어서지 못한다. 이에 따라, 쿨러 스프링(100)에 의한 탄성지지력의 한계, 즉 규격이 설정된다.

이때, 상기 압축한계부(122c)와 중앙부(122a) 내지 양측단부(122b)의 높이차로 인해 리브(122)의 강도가 길이방향을 따라 불규칙적이고 특정 부위에서 강도가 취약한 문제가 발생할 수 있으므로, 이러한 문제를 어느정도 완화 내지 둔화시키기 위해, 상대적으로 높이가 더 높은 한 쌍의 압축한계부(122c)에는 강성 조절용 관통홀(122d)을 형성함이 바람직하다.

이러한 강성 조절용 관통홀(122d)은 압축한계부(122c)의 크기, 폭, 높이 등의 사양에 따라, 그 크기와 모양을 조정해가며 적용할 수 있다.

한편, 서포트 플레이트(120)의 판면부(121)에는 한 쌍의 코일스프링(110)의 상단부에 대응하여 일부가 절개되어 저면으로 돌출 형성되는 한 쌍의 환형의 돌출림부(123)가 구비되어 도 7 (a)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 코일스프링(110)의 상단부에 삽입된다. 삽입된 돌출림부(123)는 코킹(caulking)에 의해 외측으로 소성변형됨으로써 도 7 (b)에 도시된 바와 같이 코일스프링(110)의 내주연부에 밀착된다. 이에 따라, 한 쌍의 코일스프링(110)과 서포트 플레이트(120) 간의 결합을 유지할 수 있다.

도 8은 상기와 같이 한 쌍의 코일스프링(110)과 서포트 플레이트(120)가 결합하여 이루어지는 쿨러 스프링(100)의 저면을 도시한 것이다.

상기 돌출림부(123)는 판면부(121)를 절개 및 돌출 변형시키는 모양 내지 형태에 따라 다양한 변형례로 대체될 수 있으며, 돌출되는 부분을 외측으로 변형시켜 상기 한 쌍의 코일스프링(110)의 내주연부에 밀착 접촉하는 결합방식을 구현할 수 있다면 어떠한 변형례도 무방하다.

이상에서 설명된 전자소자 냉각용 쿨러 스프링(100)은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로, 후술하는 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 상기 설명된 바에 한정되지 않는다.

100: 전자소자 냉각용 쿨러 스프링 110: 코일스프링
120: 서포트 플레이트 121: 판면부
122: 리브(rib) 122a: 중앙부
122b: 양측단부 122c: 압축한계부
122d: 강성 조절용 관통홀 123: 돌출림부

Claims

전자소자 냉각용 쿨러 스프링에 있어서,
일정한 간격을 두고 서로 평행하게 배열되는 한 쌍의 코일스프링과;
저면이 상기 한 쌍의 코일스프링의 축방향 일단부에 접촉하는 판면부와, 상기 판면부의 폭방향으로 좌우 양측단으로부터 아래로 돌출 형성되어 내측에 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부를 포함하여 일부 수용하는 한 쌍의 강도보강용 리브(rib)와, 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부에 대응하여 상기 판면부의 일부가 절개되어 저면으로부터 돌출 형성됨으로써 상기 한 쌍의 코일스프링의 상단부에 삽입되는 한 쌍의 돌출부를 갖는 서포트 플레이트를 포함하고,
상기 한 쌍의 돌출부는 소성변형에 의해 상기 한 쌍의 코일스프링의 내주연부에 밀착됨으로써 상기 한 쌍의 코일스프링과 상기 서포트 플레이트를 결합시키는 것을 특징으로 하는 전자소자 냉각용 쿨러 스프링.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 돌출부는 환형으로 이루어진 한 쌍의 돌출림부이고,
상기 소성변형은 코킹(caulking)으로서, 상기 한 쌍의 돌출림부는 상기 코킹에 의해 외측으로 벌어져 상기 코일스프링의 내주연부에 밀착됨으로써 상기 한 쌍의 코일스프링과 상기 서포트 플레이트를 결합시키는 것을 특징으로 하는 전자소자 냉각용 쿨러 스프링.
제1항에 있어서,
상기 리브는, 길이방향으로 중앙부와 양측단부가 낮고 상기 중앙부와 양측단부의 각 사이를 이루는 한 쌍의 압축한계부가 높게 형성되며,
상기 한 쌍의 압축한계부는, 상기 한 쌍의 코일스프링의 압축변형량의 한계를 설정하는 것을 특징으로 하는 전자소자 냉각용 쿨러 스프링.
제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 압축한계부는, 판면에 강성 조절용 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자소자 냉각용 쿨러 스프링.