KR20040026902A

KR20040026902A - 반도체 방열부재의 성능 시험 장치

Info

Publication number: KR20040026902A
Application number: KR1020020058535A
Authority: KR
Inventors: 장석원; 백승준
Original assignee: 대우전자주식회사
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-01

Abstract

본 발명은 반도체 방열부재의 성능 시험 장치에 관한 것으로서, 발열부재의 발열량을 향상함과 아울러 발열부재와 방열장치가 기준압력 하에 면접촉을 할 수 있도록 한 반도체 방열부재의 성능 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 하부부재(11) 상측에 가이드봉(12)에 의해 상부부재(13)가 고정되고, 상기 가이드봉(12)에 승강 가능하게 압축부재(15)가 설치되며, 상기 상부부재(13)에 고정되어 상기 압축부재(15)에 작동로드(번호미지정)를 통해 실린더(17)가 결합되고, 상기 하부부재(11)의 상부에 위치되어 상기 압축부재(15) 하면에 고정 설치된 가압체(19)의 압력에 따라 발열부재(20)와 방열부재(30)가 면접촉되게 이루어지는 것이다.

Description

반도체 방열부재의 성능 시험 장치{Semi-conductor radiant heat member Effciency test device}

본 발명은 반도체 방열부재의 성능 시험 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 대부분의 컴퓨터 시스템에는 중앙처리장치(CPU : Central Processing Unit)가 사용되고 있다. 중앙처리장치 기술분야에서 세계적인 선도 기술력을 갖기 위해서는 중앙처리장치의 성능향상과 고부가가치화가 필수적으로 요구되고 이를 위해서는 중앙처리장치의 고집적화, 고속도화와 소형화가 이루어져야 하지만 단위 면적당 발생되는 열량의 증가를 수반하게 되며 작동 중에 이와 같은 열이 적절하게 발산되지 않을 경우에는 중앙처리장치 효율이 급격히 저하됨은 물론 수명이 감소하게 된다. 특히 향후 사용되는 중앙처리장치는 발열량에 있어서 기존 중앙처리장치에 비해 매우 클 것으로 예상되기 때문에 현재의 방열부재의 성능 향상이 필요하다. 즉 인텔 펜티엄 중앙처리장치(Intel pentium CPU)의 경우 발열량은 약 8 Watts 정도인 것으로 알려져 있으나, 최근 출시된 중앙처리장치 칩은 발열량이 30 Watts를 초과하는 등 발열량이 증가하고 있는 추세이다. 따라서 중앙처리장치 발열량이 증가되는 것 만큼 중앙처리장치 방열부재의 성능 향상이 요구되며,중앙처리장치 방열부재의 성능 시험이 필요하다. 그러나 중앙처리장치는 열량을 제어하기 어렵기 때문에 방열부재의 성능 시험하기 곤란하다. 따라서 종래에는 열전도부재에 설치된 리크롬선의 열량을 조절하여 방열부재의 성능 시험을 하였다.

종래의 반도체 방열부재의 성능 시험 장치는 도 1a 내지 도 1b에 도시한 바와 같이, 열전도부재(5)에 리크롬선(1)이 설치되고, 상기 열전도부재(5) 상면에 방열장치(7)가 위치되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 상태에서, 작업자는 상기 열전도부재(5) 상면에 방열장치(7)를 위치시킨 후, 전원 스위치(미도시)를 누른다. 그리고 상기 전원 스위치에 의해 제어부(미도시)는 제어신호(미도시)를 발생하며, 상기 제어신호에 의해 전류량이 제어되어 상기 리크롬선(1)이 가열됨으로써 상기 열전도부재(5)에 열이 발생된다.

한편, 상기 전원 스위치의 작동과 동시에 제어부는 제어신호를 발생하며, 상기 제어신호에 의해 상기 방열장치(7) 일측에 설치된 팬모터(8)의 팬(번호미지정)이 회전된다. 그리고 상기 팬이 회전됨으로써 송풍공기가 상기 방열장치(7)를 불어주게 된다. 여기서 상기 송풍공기 온도는 상기 방열장치(7) 온도 보다 낮기 때문에 열교환에 의해서 상기 방열장치(7)가 냉각된다. 그리고 상기 방열장치(7) 온도가 상기 열전도부재(5) 온도 보다 낮게 되면 열교환에 의해서 상기 방열장치(7)와 인접하게 면접촉된 상기 열전도부재(5)가 냉각되게 된다. 이때 작업자는 상기 열전도부재(5) 상면에 설치된 상기 리크롬선(1)의 발열을 이용하여 중앙처리장치에 사용되는 상기 방열장치(7)의 성능을 시험하였다.

그러나 상기 리크롬선(1)은 30 Watts 까지 발열량을 가지며, 30 Watts 이상에서는 상기 리크롬선(1)이 끊어지게 되는 단점이 있었다. 따라서 높은 발열량을 가지는 중앙처리장치에 사용되는 상기 방열장치(7)의 성능을 시험하기 곤란한 문제점이 있었다.

또한 실제 중앙처리장치에 사용되는 방열장치(7)는 중앙처리장치와 일정한 압력으로 면접촉된다. 실제로 인텔 펜티엄 중앙처리장치의 경우 방열장치(7)와 면접촉 압력은 약 75lb_f정도인 것으로 알려져 있다. 그러나 상기 열전도부재(5)와 상기 방열장치(7)가 면접촉 압력 조건 없이 중앙처리장치에 사용되는 상기 방열장치(7)의 성능을 시험하였기 때문에 실제 중앙처리장치에 사용되는 방열장치(7)의 성능을 시험할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 시정하여, 중앙처리장치에 사용되는 방열장치의 성능을 시험하기 위해 발열부재의 발열량을 향상함과 아울러 상기 발열부재와 상기 방열장치가 기준압력 하에 면접촉을 할 수 있도록 한 반도체 방열부재의 성능 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 하부부재 상측에 가이드봉에 의해 고정되는 상부부재와, 상기 가이드봉에 승강 가능하게 결합되는 압축부재와, 상기 상부부재에 고정되어 상기 압축부재에 작동로드를 통해 결합되는 실린더와, 상기 하부부재의 상부에 위치되어 상기 압축부재에 고정된 가압체의 가압력에 따라 발열부재에면접촉되는 방열부재로 이루어지는 것이다.

도 1a는 종래의 방열부재와 열전도부재가 분리된 상태를 나타낸 개략도,

도 1b는 종래의 방열부재와 열전도부재가 면접촉된 상태를 나타낸 사시도,

도 2a는 본 발명의 방열부재와 열전도부재가 분리된 상태를 나타낸 개략도,

도 2b는 본 발명의 방열부재와 열전도부재가 면접촉된 상태를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명의 방열부재와 열전도부재가 가압수단에 설치된 상태를 나타낸 개략도,

도 4는 본 발명의 방열부재와 열전도부재가 가압수단에 의해 가압되기 전 상태를 나타낸 개략도,

도 5는 본 발명의 방열부재와 열전도부재가 가압수단에 의해 가압된 상태를 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

11 : 반도체 13 : 인쇄회로기판

15 : 열전도부재 17 : 방열부재

18 : 팬모터 20 : 가압수단

21 : 상부부재 23 : 하부부재

25 : 가이드봉 27 : 압축부재

28 : 가압체 29 : 실린더

31 : 호스 33 : 가스공급기

본 발명은 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 하부부재(11) 상측의 가이드봉(12)에 의해 상부부재(13)가 고정되고, 상기 가이드봉(12)에 승강 가능하게 압축부재(15)가 설치되며, 상기 상부부재(13)에 고정되어 상기 압축부재(15)에 작동로드(번호미지정)를 통해 실린더(17)가 결합되고, 상기 하부부재(11)의 상부에 위치되어 상기 압축부재(15) 하면에 고정 설치된 가압체(19)의 가압력에 따라 발열부재(20)와 방열부재(30)가 면접촉되게 이루어지는 것이다.

그리고 상기 실린더(17)의 일단에 호스(미도시)가 연결되고, 상기 호스의 타단부 일측에 가스공급기(미도시)가 연결되어 구성된다.

여기서 상기 하부부재(11)와 상기 상부부재(13)는 사각판 모양이며, 상기 하부부재(11)의 사각 모퉁이와 상기 상부부재(13)의 사각 모퉁이 사이에 각각 가이드봉(15)이 설치된다.

한편 상기 발열부재(20)는 복수개 반도체(21)가 인쇄회로기판(23)에 설치되고, 상기 반도체(21) 상면에 열전도부재(25)가 위치되어 일체로 설치된다.

그리고 상기 방열부재(30)는 일반적인 인텔 펜티엄 중앙처리장치에 사용되는 냉각쿨러로서, 냉각판이 적층되어 형성되는 몸체(번호미지정)와, 상기 몸체 일측에 설치되는 팬모터(31)로 이루어진다.

상기와 같은 구성된 상태에서, 작업자는 상기 하부부재(11) 상면에 발열부재(20)를 올려 놓고, 상기 발열부재(20)의 열전도부재(25) 상면에방열장치(30)를 위치시킨 후, 가스유입 스위치(미도시)를 누른다. 그리고 상기 가스유입 스위치에 의해 제어부(미도시)는 제어신호를 발생시키며, 상기 제어신호는 상기 가스공급기의 가스를 분출시킨다. 분출된 상기 가스는 상기 호스를 통해 상기 실린더(17)로 투입된다. 그리고 투입된 가스에 의해 상기 실린더(17)가 가동됨으로써 상기 실린더의 작동로드에 연결된 상기 압축부재(15)가 승강되게 된다. 여기서 상기 압축부재(15)가 상기 가이드봉(12)을 따라 승강됨으로써 상기 압축부재(15) 하면에 설치된 상기 가압체(19)가 상기 발열부재(20)의 열전도부재(25)와 상기 방열장치(30)를 기준압력으로 면접촉시킨다.

그리고, 작업자는 전원 스위치(미도시)를 누른다. 그리고 상기 전원 스위치에 의해 제어부(미도시)는 제어신호를 발생하며, 상기 제어신호에 의해 전류량이 제어되어 상기 인쇄회로기판(23) 상면에 복수개 반도체(21)가 가열됨으로써 상기 열전도부재(25)에 열이 전달된다.

한편, 상기 전원 스위치의 작동과 동시에 제어부(미도시)는 제어신호를 발생하며, 상기 제어신호에 의해 상기 방열장치(30) 일측에 설치된 팬모터(31)의 팬(번호미지정)이 회전된다. 그리고 상기 팬이 회전됨으로써 송풍공기가 상기 방열장치(25)를 불어주게 된다. 여기서 상기 송풍공기 온도는 상기 방열장치(30) 온도 보다 낮기 때문에 열교환에 의해서 상기 방열장치(30)가 냉각된다. 그리고 상기 방열장치(30) 온도가 상기 열전도부재(25) 온도 보다 낮게 되면 열교환에 의해서 상기 방열장치(30)와 인접하게 면접촉된 상기 열전도부재(25)가 냉각되게 된다. 이때 작업자는 상기 인쇄회로기판(23)과 상기 열전도부재(25) 사이에 설치된상기 반도체(21)의 발열을 이용하여 중앙처리장치에 사용되는 상기 방열장치(30)의 성능을 시험한다.

이상과 같은 본 발명은 발열부재와 방열부재가 가압체에 의해 정압으로 가압되어 면압착 가능하게 설치되는 것이다. 따라서 실제 중앙처리장치와 방열장치의 면압착력으로 상기 발열부재와 상기 방열부재를 면압착시켜 실제적인 방열장치의 성능을 시험할 수 있는 장점이 있다.

그리고 인쇄회로기판과 열전도부재 사이에 설치된 반도체의 발열을 이용하여 중앙처리장치에 사용되는 방열장치의 성능을 시험하는 것이다. 여기서 상기 반도체는 30 Watts 이상의 높은 열량으로 발열 가능하며, 열량을 제어하기 쉬운 장점이 있다.

Claims

하부부재(11) 상측의 가이드봉(12)에 의해 고정되는 상부부재(13)와,

상기 가이드봉(12)에 승강 가능하게 결합되는 압축부재(15)와,

상기 상부부재(13)에 고정되어 상기 압축부재(15)에 작동로드를 통해 결합되는 실린더(17)와,

상기 하부부재(11)의 상부에 위치되어 상기 압축부재(15)에 고정된 가압체(19)의 가압력에 따라 발열부재(20)에 면접촉되는 방열부재(30)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 방열부재의 성능 시험 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 발열부재(20)는 복수개 반도체(21)가 설치되는 인쇄회로기판(23)과,

상기 반도체(21) 상면에 위치되어 일체로 설치되는 열전도부재(25)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 방열부재의 성능 시험 장치.