KR19990014819A - 히트싱크와 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

히트싱크(1)는 블럭형의 압출되거나 기계가공된 베이스 부재(10)와 복수개의 평탄한 휜 부재(12)로 형성된다. 상기 휜 부재는 U 형 부재를 포함한다. 상기 휜 부재는 베이스 부재에 형성된 슬롯(14)에 고정되며 그 사이에 열 접촉의 효율을 개선하기 위하여 베이스 부재와 동일한 재료로 형성된다. 휜 부재는 조립된 히트싱크의 베이스 부재로부터 상향으로 연장되는 복수개의 휜 부분(12a)을 포함하도록 예비성형된다.

Description

히트싱크와 그 조립방법

이러한 형태의 히트싱크는 최적의 열 확산 성능을 갖기 위하여 대형으로 설계된다. 이것은 일체형으로 형성된 핀 부재를 갖는 압출된 금속 부재로 형성된다. 상기 휜 부재는 기계가공될 수 있기 때문에 다양한 배열의 핀이 제공될 수 있게 한다. 그러나, 핀의 배열은 예를 들어 압출 기법에 의해 자체 제한되는 핀 부재 간격과 같은 압출 부재의 칫수 특성에 의해 제한된다. 압출 부재의 비용은 이러한 방법으로 제조된 히트싱크 전체 비용의 상당부분을 차지하게 된다.

본 발명은 히트싱크와 이를 형성하기 위한 조립체와 조립방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이격비율이 높은 핀 부재 즉, 그 사이에 작은 간격을 갖는 높은 핀 부재를 구비한 히트싱트에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 히트싱크의 제 1 실시예의 평면도.

도 2 는 도 1 의 선 A-A 을 따른 단면도.

도 3 은 본 발명의 다른 실시예의 횡단면도.

도 4 는 도 3 의 실시예의 부분단면도.

도 5 는 본 발명의 다른 실시예의 평면도.

도 6 은 도 5 의 실시예의 부분단면도.

도 7 은 본 발명의 다른 실시예의 평면도.

도 8 은 도 7 의 실시예의 부분단면도.

도 9 는 본 발명의 또 다른 실시예의 부분단면도.

도 10 은 본 발명의 다른 실시예의 평면도.

도 11 은 도 10 의 실시예의 부분단면도.

본 발명의 목적은 저렴한 히트싱크를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열 확산 특성이 탁월한 히트싱크를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 특징에 따르면, 복수개의 휜 부분을 포함하는 적어도 하나의 평탄한 휜 부재와 블럭형 베이스 부재로 조립되는 히트싱크에 있어서, 상기 휜 부재는 적어도 하나의 휜 부분이 상향으로 연장되도록 상기 베이스 부재에 고정되며, 상기 베이스 부재와 휜 부재는 전열성 재료로 제조되는 히트싱크가 제공된다.

상기 베이스 부재와 휜 부재는 동일한 전열성 재료로 제조된다.

상기 전열성 재료는 금속 재료이다.

상기 금속 재료는 알루미늄이다.

상기 히트싱크는 복수개의 이격된 휜 부재를 포함한다.

인접한 휜 부재의 쌍은 그 하부 엣지부분 사이에서 연장되는 베이스 부분에 의해 일체로 연결되는 2개의 동일평면상에 위치되는 휜 부재를 포함하는 U 형 부재로 형성된다.

상기 휜 부재 또는 U 형 부재는 그 하부 엣지부분이나 베이스 부분을 베이스 부재의 표면에 형성된 각각의 슬롯에 결합하므로써 베이스 부재에 고정된다.

휜 부재의 높이와 그 사이의 간극에 대한 비율은 1 보다 크다.

각각의 부재의 휜 부분은 동일하게 이격된다.

상기 휜 부분은 휜 부재가 놓이는 평면에 대해 경사진 각각의 평면에 놓이도록 비틀린다.

휜 부분은 그 각각의 휜 부재의 단지 한쪽으로부터 외측으로 연장되도록 비틀린다.

휜 부분은 그 각각의 휜 부재의 높이의 대부분의 위로 연장되도록 형성된다.

상기 휜 부분은 그 각각의 휜 부재의 상부 엣지로 연장되도록 형성된다.

적어도 하나의 휜 부재는 휜 부재의 평면과 동일평면에 놓이는 휜 부재의 평면으로부터 변위된다.

히트싱크는 인접한 휜 부재의 휜 부분이 횡단방향으로 정렬되도록 조립된다.

선택적으로, 인접한 휜 부재의 대응의 휜 부분은 엇갈린다.

본 발명의 제 2 특징에 따르면, 복수개의 휜 부분을 포함하는 적어도 하나의 평탄한 휜 부재와 블럭형 베이스 부재로 조립되는 히트싱크의 조립방법에 있어서, 상기 휜 부재는 적어도 하나의 휜 부분이 상향으로 연장되도록 상기 베이스 부재에 고정되고, 상기 베이스 부재와 휜 부재는 전열성 재료로 제조된다.

본 발명의 제 2 특징에 따른 히트싱크를 조립하는 방법의 다른 특징은 본 발명의 제 1 특징에 따른 히트싱크의 특징에 대응한다.

본 발명의 제 3 특징에 따르면, 복수개의 휜 부분을 포함하는 적어도 하나의 평탄한 휜 부재와 블럭형 베이스 부재로 조립되는 히트싱크를 형성하기 위한 조립체에 있어서, 상기 베이스 부재와 상기 휜 부재는 전열성 재료로 제조되는 조립체가 제공된다.

본 발명의 제 3 특징에 따른 히트싱크 조립체의 다른 특징은 본 발명의 제 1 특징에 따른 히트싱크의 종속적인 특징에 대응한다.

본 발명의 상술의 특징과 기타 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 양호한 실시예의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 인식될 것이다.

본 발명에 따른 히트싱크(1)의 제 1 실시예가 도 1 및 도 2 에 도시되어 있다. 이것은 전열성 재료로 제조된 복수개의 판형태의 휜 부재(12)가 고정되는 전열성 재료의 블럭형 베이스 부재(10)를 포함한다. 각각의 휜 부재(12)는 본 실시예에서는 베이스 부재(10)의 슬롯(도 2 에 점선으로 도시)(14)에 위치되는 휜 부재(12)의 하부 엣지 부분(12b)과 일체인 복수개의 휜 부분(12a)을 포함한다. 상기 베이스 부재(10)와 휜 부재(12)는 양호한 열 확산 특성을 제공하는 알루미늄으로 제조된다.

본 발명은 히트싱크(1)를 상술한 휜 부재가 가압끼워맞춤되는 길이방향으로 연장되는 복수개의 슬롯(14)을 갖도록 압출되거나 기계가공되는 알루미늄 블럭으로 신속하게 제조되게 한다. 상기 휜 부재(12)는 시트재료로 프레스절단하여 형성되기 때문에, 휜 부분(12a)의 형태와 크기는 휜 부재(12)를 절단하는데 사용되는 형태에 의해 결정된다. 이러한 실시예에서 휜 부재(12)는, 인접한 휜 부재(12)의 휜 부분(12a)이 히트싱크(1)의 폭을 횡단하여 정렬되는 히트싱크(1)를 제공하기 위해 동일하게 될 수 있다. 그러나, 인접한 휜 부재(12)가 히트싱크(1)의 폭을 횡단하여 서로에 대해 엇갈리도록 휜 부재(12)를 형성 및 배치하는 것은 간단한 작업이다. 휜 부분(12a)은 각각의 휜 부재(12)의 높이의 대부분으로 연장되도록 배치되며, 휜 부재(12)가 상기 베이스 부재(10)와 함께 조립될 때 블럭형 베이스 부재(10)의 표면에 인접하여 연장되도록 형성될 수 있다. 휜 부재(12)는 휜 부재 사이의 간극(gap)에 대한 휜 부분(12a)의 높이의 비율이 1 보다 큰 히트싱크(1)를 제공하기 위해 서로 밀접하게 위치되도록 배치된다.

휜 부재(12)를 블럭형 베이스 부재(10)에 고정하는 방법은 베이스 부재(10)와 휜 부재(12) 사이의 양호한 열 접촉을 보장하기 위하여 납땜이나 브레이싱(brasing)을 사용하지 않고 가압끼워맞춤되는 것이 양호하다. 그러나, 휜 부재(12)는 적절한 지지방법이나 지지수단에 의해 베이스 부재(10)에 고정될 수 있다. 베이스 부재(10)와 휜 부재(12)는 휜 부재와 베이스 부재가 다른 금속으로 제조될 때 두 금속의 굴곡(bending)을 피하기 위하여 동일한 전열성 재료로 제조되는 것이 양호하다. 동일한 전열성 재료로 제조된 휜 부재(12)와 베이스 부재(10)로 형성된 히트싱크(1)는 다른 금속을 사용하는 히트싱크(1)에 대해 보다 큰 내식저항을 갖게 된다.

다른 실시예에서, 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여되었다.

도 3 및 도 4 는 휜 부분(12a)이 휜 부재(12)의 관통부를 포함하는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하고 있다. 이러한 부분(12a)은 그 각각의 휜 부재(12)의 평면과 동일평면상에서 연장되지만 이로부터는 이격되어 있다. 따라서, 히트싱크의 휜 부재(12)를 통과하는 공기 흐름은 가압끼워맞춘 휜 부분(12a)에 의해 방해를 받지만, 그러나 열 확산을 위해 사용가능한 전체 표면적은 그 휜 부분(12a)이 제 1 실시예에서처럼 휜 부재(12)로부터 부분을 제거하므로써 형성되지 않기 때문에 최대가 된다.

상기 휜 부분(12a)은 다른 많은 방법으로 배치될 수 있으며, 도 5 내지 도 8 에는 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 5 및 도 6 에 있어서, 휜 부분(12a)은 그 각각의 휜 부재(12)의 한쪽으로부터 외측으로 연장되도록 비틀린다. 도 7 및 도 8 에 있어서, 휜 부분(12a)은 그 각각의 휜 부재(12)의 양쪽으로부터 외측으로 연장되도록 비틀린다.

본 발명의 또 다른 실시예가 도 9 내지 도 11 에 도시되어 있다. 도 9 에 있어서, 인접한 휜 부재(12)는 U 형 부재(13)로 예비성형된다. 각각의 U 형 부재(13)는 동일 평면에 배치되고 그 사이에서 연장되는 베이스 부분(13a)에 의해 그 하부 엣지(12b)에 일체로 연결된 2개의 휜 부재(12)를 포함한다. 상기 U 형 부재(13)는 다른 적절한 수단에 의해 베이스 부재(10)에 형성된 각각의 슬롯(14)에 가압끼워맞춤될 수 있다. 도 9 에 도시된 실시예에 있어서, U 형 부재(13)는 와이어형 쐐기(15)에 의해 그 각각의 슬롯(14)에 고정된다. 각각의 휜 부재(12)는 본 발명의 제 1 실시예와 같은 방법으로 복수개의 휜 부분(도시않음)을 포함한다.

도 10 및 도 11 은 U 형 부재(13)를 이용하는 도 9 의 다른 실시예를 도시하고 있다. 그러나, 이러한 실시예에서, 휜 부재(12)의 휜 부분(1a)은 도 7 및 도 8 의 실시예와 유사한 형태를 취한다. 따라서, 도 9 내지 도 11 의 실시예의 U 형 부재(13)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휜 부분으로 형성될 수 있다.

분리된 휜 부재(12)가 아니라 U 형 부재(13)를 이용하는 장점중의 한가지는 U 형 부재(13)의 취급을 자동으로 하는 것이 용이하다는 점이다. 또 다른 장점으로는 상기 부재들은 분리된 휜 부재의 등가의 갯수에 비해 대형의 접촉 면적을 갖는다는 점이다. 따라서, 베이스 부재와 U 형 부재 사이의 열 접촉이 보다 효과적이다.

본 발명에 따른 히트싱크는 다양한 형태의 휜 부분을 갖는 휜 부재의 조합이나 동일한 형태의 휜 부재로 형성된다. 이것은 히트싱크의 판을 횡단하는 휜 부분의 패턴을 변화함에 있어 넓은 설계자유도를 제공한다. 따라서, 히트싱크는 주어진 용도를 위하여 히트싱크의 열 확산 특성을 최적화하는 휜 부분을 갖는 것으로 설계될 수 있다. 이러한 설계자유도는 공지의 히트싱크 설계에서 만나게 되는 상황과는 달리 매우 적은 여분의 비용만으로서 달성될 수 있다.

본 발명은 압출된 재료로 제조된 고가의 대형 히트싱크와 유사한 구조 및 성능을 갖지만 비용은 적게 드는 히트싱크를 제공할 수 있다.

Claims (18)

1. 복수개의 휜 부분을 포함하는 적어도 하나의 평탄한 휜 부재와 블럭형 베이스 부재로 조립되는 히트싱크에 있어서,

   상기 휜 부재는 적어도 하나의 휜 부분이 상향으로 연장되도록 상기 베이스 부재에 고정되며, 상기 베이스 부재와 휜 부재는 전열성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 부재와 휜 부재는 동일한 전열성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 전열성 재료는 금속 재료인 것을 특징으로 하는 히트싱크.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 금속 재료는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 히트싱크.
5. 상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 히트싱크는 복수개의 이격된 휜 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
6. 제 5 항에 있어서, 인접한 휜 부재의 쌍은 그 하부 엣지부분 사이에서 연장되는 베이스 부분에 의해 일체로 연결되는 2개의 동일평면상에 위치되는 휜 부재를 포함하는 U 형 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 휜 부재 또는 U 형 부재는 그 하부 엣지부분이나 베이스 부분을 베이스 부재의 표면에 형성된 각각의 슬롯에 결합하므로써 베이스 부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
8. 제 5 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 휜 부재의 높이와 그 사이의 간극에 대한 비율은 1 보다 큰 것을 특징으로 하는 히트싱크.
9. 제 5 항 내지 제 8 항중 어는 한 항에 있어서, 각각의 부재의 휜 부분은 동일하게 이격되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
10. 제 5 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 휜 부분은 휜 부재가 놓이는 평면에 대해 경사진 각각의 평면에 놓이도록 비틀리는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
11. 제 5 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 휜 부분은 그 각각의 휜 부재의 단지 한쪽으로부터 외측으로 연장되도록 비틀리는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
12. 제 5 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 휜 부분은 그 각각의 휜 부재의 높이의 대부분의 위로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
13. 제 5 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 휜 부분은 그 각각의 휜 부재의 상부 엣지로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
14. 제 5 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 휜 부재는 휜 부재의 평면과 동일평면에 놓이는 휜 부재의 평면으로부터 변위되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
15. 제 5 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서, 히트싱크는 인접한 휜 부재의 휜 부분이 횡단방향으로 정렬되도록 조립되는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
16. 제 5 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서, 인접한 휜 부재의 대응의 휜 부분은 엇갈리는 것을 특징으로 하는 히트싱크.
17. 복수개의 휜 부분을 포함하는 적어도 하나의 평탄한 휜 부재와 블럭형 베이스 부재로 조립되는 히트싱크의 조립방법에 있어서,

    상기 휜 부재는 적어도 하나의 휜 부분이 상향으로 연장되도록 상기 베이스 부재에 고정되고, 상기 베이스 부재와 휜 부재는 전열성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 히크싱크 조립방법.
18. 복수개의 휜 부분을 포함하는 적어도 하나의 평탄한 휜 부재와 블럭형 베이스 부재로 조립되는 히트싱크를 형성하기 위한 조립체에 있어서,

    상기 베이스 부재와 상기 휜 부재는 전열성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 히트싱크 형성용 조립체.