KR20040058095A - 냉각 장치, 전자기기 장치 및 냉각 장치의 제조 방법 - Google Patents

냉각 장치, 전자기기 장치 및 냉각 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20040058095A
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사노나오키
마키노타쿠야
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Abstract

소형 박형화가 가능하고, 또한, 냉각 성능이 높은 냉각 장치, 전자기기 장치 및 냉각 장치의 제조 방법을 제공한다. 냉각 장치(1)는 하부 기판(10)과 상부 복합 기판을 갖는다. 하부 기판(10)은 플라스틱으로 이루어지고, 액체 또는 기체가 순환하는 홈(11)을 갖는다. 상부 복합 기판은 콘덴서 기판(20)과 상부 기판(30)과 위크 기판(40)을 갖는다. 콘덴서 기판(20) 또는 위크 기판(40)은 니켈, 구리 등의 열 전도율이 높은 금속으로 이루어지고, 콘덴서, 위크로서 기능하는 홈을 갖는다. 상부 기판(30)은 콘덴서 기판(20) 또는 위크 기판(40)을 내장하기 위한 구멍(32 또는 34)과 단열 홀로서 기능하는 홈(31)을 갖는다.

Description

냉각 장치, 전자기기 장치 및 냉각 장치의 제조 방법{Cooling apparatus, electronic deivce and manufacturing method of cooling apparatus}
메모리 스틱(등록상표), 스마트 미디어(등록상표), 콤팩트 플래시(등록상표) 등의 기억 매체는 플로피(등록상표)디스크 등의 종래의 것과 비교하여 소형이고 또한 박형이며, 더구나 기억 용량도 상당히 크게 하는 것이 가능하기 때문에, 퍼스널 컴퓨터나 디지털 카메라 등의 전자기기 장치에 범용되게 되었다.
이 기억 매체는 플래시 메모리와 드라이버를 일체적으로 갖는 것이나, 드라이버가 장치 본체나 별도의 카드 등에 탑재된 것이 있지만, 모두 최근에는 상당히 대용량화되었다.
그런데, 이와 같이 기억 매체의 기억 용량이 대용량화되면, 상기한 드라이버로부터 막대한 열이 발생하여, 동작 불량 등의 문제가 생긴다.
그래서, 예를 들면 전자기기 장치측에 냉각 장치를 설치하는 것을 고려할 수있고, 그와 같은 냉각 방법으로서 히트 파이프를 사용한 기술을 들 수 있다.
히트 파이프는 관의 내벽에 모세관 구조를 갖게 한 금속제 파이프로, 내부는 진공이고, 소량의 물 또는 대체 프론 등이 밀봉되어 있다. 히트 파이프의 일단을 열원에 접촉시켜 가열하면, 내부의 액체가 증발하여 기화하고, 이때 잠열(기화열)로서 열이 들어간다. 그리고, 저온부로 고속으로(거의 음속(音速)으로) 이동하고, 거기서, 냉각되어 또 액체로 되돌아가 열을 방출한다(응축 잠열에 의한 열방출). 액체는 모세관 구조를 통해서(또는 중력에 의해서) 원래의 장소로 되돌아가기 때문에, 연속적으로 효율 좋게 열을 이동시킬 수 있다.
그렇지만, 종래의 히트 파이프는 관 형상이고 공간적으로 대규모의 장치가 되기 때문에, 소형 박형화가 요구되는 퍼스널 컴퓨터나 디지털 카메라 등의 전자기기 장치의 냉각 장치에는 적합하지 않다.
그래서, 히트 파이프를 소형화하기 위해서, 실리콘 기판과 유리 기판의 각 접합면상에 홈을 형성하고, 이 기판을 접합함으로써 히트 파이프를 구성하는 유로(流路)를 기판간에 형성한 냉각 장치가 제안되고 있다. 또, 상기한 접합시에는 소량의 물 또는 대체 프론 등이 밀봉되고, 그것들이 히트 파이프 내에서 상태 변화를 일으킴에 따라, 히트 파이프로서의 역활을 하는 것이다.
그렇지만, 상기한 바와 같이 실리콘 기판을 사용하여 히트 파이프를 구성하면, 실리콘 자체의 열 전도성이 좋기 때문에, 냉각해야 할 대상물로부터의 열이 확산되어 내부의 액체의 기화가 불충분하거나 또는 전혀 기화되지 않아, 히트 파이프로서의 기능을 충분히 발휘하지 않는다는 문제가 있다.
이 문제에 대하여 본 발명자들은 실리콘 기판 대신에 열 전도성이 낮은 플라스틱 기판을 사용함으로써, 기판 표면에서의 열 확산을 방지하고, 히트 파이프로서의 성능을 향상시키는 기술을 제창하였다.
그렇지만, 이 경우에 있어서는 플라스틱 자체의 열 전도성이 낮기 때문에, 냉각해야 할 대상물로부터의 열이 내부의 액체에 전해지기 어려워져, 내부의 액체의 기화가 불충분하고, 히트 파이프로서의 기능을 충분히 발휘하지 않는 경우가 있다.
본 발명은 예를 들면 퍼스널 컴퓨터나 디지털 카메라 등에 사용되는 카드형의 기억 매체의 드라이버로부터 발생하는 열을 냉각하기 위해서 사용되는 냉각 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 냉각 장치를 탑재하는 퍼스널 컴퓨터나 디지털 카메라 등의 전자기기 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 형태에 관계되는 냉각 장치의 구성을 도시하는 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 형태에 관계되는 냉각 장치의 조립 상태의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 형태에 관계되는 냉각 장치의 하부 기판을 도시하는 평면도.
도 4는 본 발명의 일 형태에 관계되는 냉각 장치의 상부 복합 기판을 도시하는 평면도.
도 5는 일 형태에 관계되는 냉각 장치의 하부 기판과 상부 복합 기판을 조합한 상태를 도시한 평면도.
도 6a는 플라스틱 기판을 사용한 경우의 열 확산 영역을 도시한 도면.
도 6b는 본 발명의 플라스틱·금속 복합 기판을 사용한 경우의 열 확산 영역을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 냉각 장치의 제조공정을 도시한 도면.
도 8a는 본 발명의 냉각 장치에 사용하는 콘덴서 기판 및 위크 기판 상에 홈을 형성하는 공정을 도시한 개략도.
도 8b는 본 발명의 냉각 장치에 사용하는 콘덴서 기판 및 위크 기판상에 홈을 형성하는 공정을 도시한 개략도.
도 8c는 본 발명의 냉각 장치에 사용하는 콘덴서 기판 및 위크 기판상에 홈을 형성하는 공정을 도시한 개략도.
도 8d는 본 발명의 냉각 장치에 사용하는 콘덴서 기판 및 위크 기판상에 홈을 형성하는 공정을 도시한 개략도.
도 9는 본 발명의 냉각 장치에 사용하는 상부 기판에 콘덴서 기판 및 위크 기판을 내장하는 공정을 도시한 개략도.
도 10a는 본 발명의 냉각 장치에서 사용하는 하부 기판과 상부 복합 기판을 접합하는 공정을 도시한 개략도.
도 10b는 본 발명의 냉각 장치에서 사용하는 하부 기판과 상부 복합 기판을 접합하는 공정을 도시한 개략도.
도 11은 본 발명의 다른 형태에 관계되는 냉각 장치를 도시한 개략도.
도 12는 본 발명의 냉각 장치를 탑재한 퍼스널 컴퓨터의 개략 사시도.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 소형 박형화가 가능하고, 또한, 냉각 성능이 높은 냉각 장치, 전자기기 장치 및 냉각 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 제 1 관점에 관계되는 냉각 장치는 히트 파이프를 구성하는 적어도 위크부(모관 현상이 방생하는 구조부)를 제외하는 부위의 홈(그루브(groove))이 표면에 형성된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판보다 큰 열 전도율을 갖는 재료로 이루어지고, 적어도 상기 위크부의 홈이 표면에 형성되고, 상기 표면이 상기 제 1 기판과 접합된 제 2 기판과; 상기 제 2 기판이 표면에 내장되고, 상기 표면이 상기 제 1 기판과 접합된 제 3 기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 제 1 기판과 제 3 기판이 접합하고, 그 대향하는 면 위의 홈이 히트 파이프의 유로를 구성하기 때문에, 소형 박형화가 가능해진다. 덧붙여, 위크 부분이 열 전도성이 높은 금속 등의 재료, 예를 들면, 구리 또는 니켈로 형성되기 때문에, 이 부분에 있어서 열의 이동을 효과적으로 행할 수 있다. 또한, 콘덴서 부분도 위크 부분과 마찬가지로 분리 가능하고, 또한, 열 전도성이 높은 금속 등의 재료, 예를 들면, 구리 또는 니켈로 형성된다. 이것에 의해서, 히트 파이프의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 기판과 제 3 기판은 플라스틱 또는 유리 등으로 형성되어 있기 때문에 가공성에 있어서는 실용화가 가능하지만, 기판간에서 접착성이 나빠진다. 그래서, 본 발명에서는 이들을 보완하기 위해서 기판간에 접착 부재를 개재시키고 있다. 또, 그 경우의 제 1 기판 및 제 3 기판이 조합으로서는 바람직하게는 2장의 기판 모두 유리 기판끼리, 플라스틱 기판끼리, 또는 한쪽이 유리 기판이고 다른쪽이 플라스틱 기판이면 되지만, 물론 실리콘 기판이어도 좋다. 또한, 접착 부재로서는 가공성이나 경제성 등의 관점에서 실리콘이나 구리 등을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 제 2 관점에 관계되는 전자기기 장치는 플래시 메모리를 갖는 카드형의 기억 매체가 착탈 가능한 슬롯을 갖고, 상기 기억 매체측, 해당 장치측 또는 해당 장치와는 분리된 부위에 드라이버를 갖는 전자기기 장치로, 상기 드라이버로부터 발생하는 열을 냉각하기 위해서, 상기 구성의 냉각 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 상기 구성의, 즉 소형 박형화하고 또한 냉각 성능이 좋은 냉각 장치를 탑재하게 되기 때문에, 전자기기 장치 자체는 열에 의한 동작 불량 등이 생기지도 않는다.
본 발명의 제 3 관점에 관계되는 냉각 장치의 제조 방법은 히트 파이프를 구성하는 적어도 위크를 제외하는 부위의 홈을 표면에 갖는 제 1 기판을 형성하는 공정과; 상기 제 1 기판보다 큰 열 전도율을 갖는 재료로 이루어지고, 적어도 상기 위크의 홈을 표면에 갖는 제 2 기판을 형성하는 공정과; 제 3 기판의 표면에, 상기 제 2 기판을 내장한 공정과; 상기 제 1 기판의 표면과 상기 제 3 기판의 표면을 접합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상기 구성의 냉각 장치를 효율 좋고 확실히 제조하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 상기한 냉각 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 기판보다 큰 열 전도율을 갖는 재료로 이루어지고, 적어도 콘덴서의 홈을 표면에 갖는 제 4 기판을 형성하는 공정과; 상기 제 3 기판의 표면에, 상기 제 4 기판을 내장한 공정을 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 콘덴서 부분에 있어서도, 열 전도율이 높은 재료로 형성된다. 이것에 의해서, 열의 이동을 더욱 효과적으로 할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 상기한 냉각 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 기판 또는 상기 제 4 기판은 UV-LIGA(Lithografie Galvanoformung Abformung) 프로세스에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 미세한 홈을 효율적으로 형성하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 상기한 냉각 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 기판 또는 상기 제 3 기판의 표면에, 상기 제 1 기판과 상기 제 3 기판을 접착하기 위한 접착 부재를 형성하는 공정을 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 확실하게 접합하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.
(냉각 장치)
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관계되는 냉각 장치를 분해한 사시도이고, 도 2는 그 냉각 장치의 조립 상태의 측면도이다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 냉각 장치(1)는 4장의 기판(10, 20, 30, 40)으로 이루어진다. 하부 기판(10)은 플라스틱으로 이루어지는 직사각형 형상의 기판으로, 하측에 배치된다. 콘덴서 기판(20), 위크 기판(40)은 예를 들면 니켈 등의 금속으로 이루어지는 직사각형 형상의 기판이다. 상부 기판(30)은 플라스틱으로 이루어지는 직사각형 형상의 기판으로, 상측에 배치된다. 콘덴서 기판(20), 위크 기판(40)은 각각 상부 기판(30)의 구멍(32, 34)에 틈없이 내장된다. 이들 4장의 기판(10, 20, 30, 40)이, 예를 들면, 실리콘 부재(50)를 사이에 두고 접착 고정된다. 하부 기판(10)의 표면(10a), 콘덴서 기판(20)의 표면(20b), 상부 기판(30)의 표면(30b) 및 위크 기판의 표면(40b)에는 홈(11, 21, 31, 및 41)이 형성되어 있다. 이 홈은 4장의 기판이 접착할 때에 루프형의 히트 파이프로서 기능하도록 형성되어 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 각 기판(10, 20, 30 및 40)에 형성된 홈의 구성에 대해서 설명한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 하부 기판(10)의 표면(10a)에는 홈(11)이 형성되어 있다. 이 홈(11)은 그 주요부가 액체 및 기체가 흐르는 유로와 액을 공급하는 저장 탱크로 구성되어 있다. 더욱 상세한 구조에 대해서는 물 등의 액체가 흐르는 유로(12)가 있고, 액체는 그 유로(12)로부터 후술하는 위크 기판(40)으로 도입된다. 도입된 액체는 위크 기판(40)에 의해 기체가 되고, 기체 수부(受部)(14)로 도입된다. 그 기체는 유로(15)로부터 콘덴서(22)로 도입되어 응축되어 액체로 변화되어, 저온부(16)로 이동한다. 또한, 유로(12)로 되돌아간다. 그와 같이 하여 액체와 기체의 순환이 행하여진다.
리저버(13)와 저장부(17)에는 액체가 저장된다. 리저버(13) 내의 액체는 기체 수부(14) 내의 액량이 어느 일정 이하가 되었을 때에 유입하도록 되어 있다. 또한, 저장부(17) 내의 액체는 저온부(16) 내의 액량이 어느 일정 이하가 되었을 때 유입하도록 되어 있다. 요컨대, 리저버(13)와 저장부(17)는 히트 파이프 안이 드라이 아웃하지 않도록 하기 위해서 액체를 저장하고 있고, 필요에 따라서 액체가 이 리저버(13)와 저장부(17) 내에 유입하도록 되어 있다.
또한, 하부 기판(10)의 중앙으로 유로(12, 15)에 근접하는 위치에는 단열 홀(18)이 형성되어 있다. 이것에 의해서, 열 확산이 방지되도록 되어 있다.
여기서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 콘덴서 기판(20) 및 위크 기판(40)이 상부 기판(30)에 내장되어 상부 복합 기판(100)이 구성된다.
콘덴서 기판(20)의 표면(20b) 상에는 홈(21)이 형성되어 있다. 이 홈(21)은 유로(15)로부터 도입된 기체를 액체로 응축시키는 콘덴서(22)로서 기능하여, 저온부(16)로 순환시킨다.
위크 기판(40)의 표면(40b) 상에는 홈(41)이 형성된다. 이 홈(41)은 냉각부로서 기능하는 것으로, 유로(12) 또는 리저버(13)로부터 도입된 액체를 기화하여, 기화한 기체를 기체 수부(14)로 유입시킨다.
또한 상술한 단열 홀(18)과 대향한 위치에는 단열 홀(34)이 형성되어 있다. 이 단열 홀(18, 34)은 열 확산성을 방지하기 위해서, 하부 기판(10), 상부 기판(30)상에 홈으로서 형성되어 있다.
도 5는 하부 기판(10), 상부 복합 기판(100)을 도 2에 도시하는 바와 같이 실리콘 부재(50)를 개재하여 접합한 상태를 도시하고 있다.
이들 하부 기판(10)과 상부 복합 기판(100)의 접합에 의해 구성되는 히트 파이프의 내부에는 액체가 밀봉되어 있다. 밀봉된 액체는 히트 파이프 내에서 액체로부터 기체 또는 기체로부터 액체로 상태 변화하면서 순환한다. 이것에 의해 열 이동을 하여, 냉각 장치(1)로서 기능한다.
이하, 그 액체/기체의 순환의 모양을 편의적으로 유로(12)를 시발점으로 하여 설명한다.
우선, 액체가 유로(12)로부터 위크(42)로 유입된다. 그때 위크(42)에 유입되는 액체의 양이 소정 이하일 때는 드라이 아웃을 회피하기 위해서, 리저버(13)로부터 부족분의 액체가 공급되도록 되어 있다.
위크(42)에 유입된 액체는 가열되어 비등한다. 비등함으로써 기화된 기체는 기체 수부(14)에 유입된다. 이 기체는 유로(15)를 통해서 콘덴서(22)로 유입되어, 액체로 응축된다. 이때 응축된 액체는 콘덴서(22)의 하부에 배치되는 저온부(16)로 유입된다. 이 액체는 저온부(16)로부터 유로(12)로 다시 순환된다. 또한, 저온부(16)로부터 이 유로(12)로 유입되는 액체의 양이 소정 이하인 경우에는 액체저장부(17)에 저장된 액체가 저온부(16)로 유입하도록 되어 있다.
또, 본 실시예에서는 기판의 재료로서 플라스틱을 사용하였지만, 다른 재료, 예를 들면 유리를 사용하여도 좋고, 유리 기판과 플라스틱 기판의 조합이어도 좋다.
또한, 콘덴서 기판(20) 및 위크 기판(40)의 재료로서 니켈로 이루어지는 것으로 하였지만, 다른 재료, 예를 들면 구리를 사용하여도 좋다.
도 6a 및 도 6b는 플라스틱 기판과 본 발명의 플라스틱 금속 복합 기판을 열 확산성의 관점에서 비교한 도면으로, 기판 위를 어떤 일정 시간으로 열이 확산된 영역을 모식적으로 도면에 도시한 것으로, 도 6a는 플라스틱 기판을 사용한 경우를도시하고, 도 6b는 플라스틱 기판에 니켈 등의 금속을 내장한 플라스틱·금속 복합 기판을 사용한 경우를 도시하고 있다.
도 6a에 도시하는 바와 같이, 플라스틱 기판이면, 열원 A-1(위크)의 열은 화살 표시로 도시하는 바와 같이 열이 어느 정도 넓은 영역까지 확산되지 않는다(A-2). 이것에 대하여 도 6b에 도시하는 바와 같이 플라스틱·금속 복합 기판이면, 열원 B-1(위크)의 열은 금속부에 대해서는 높은 확산성을 갖고, 그 주위의 플라스틱 영역에는 거의 확산되지 않는다(B-2).
히트 파이프로서 기능하기 위해서는 위크에 일정 이상의 열 전도성이 있어야만 하지만, 도 6a에 도시한 바와 같이 플라스틱 기판의 경우에는 열 전도성이 거의 없어 그 기능을 충분히 다하지 않는다. 이것에 대하여, 본 발명에서는 도 6b에 도시한 바와 같이 플라스틱 금속 복합 기판의 경우에는 위크에 있어서는 열이 충분히 전해지고, 주위의 플라스틱의 부분에 열이 확산되기 어렵기 때문에, 요컨대 열이 위크에 집중하여, 히트 파이프로서의 기능을 충분히 다하게 된다.
(냉각 장치의 제조 방법)
도 7은 냉각 장치의 제조공정을 도시한 것이다.
우선, 히트 파이프로서 기능하기 위한 하부 기판(10) 및 상부 기판(30)의 홈을 형성한다(단계 701). 플라스틱으로 이루어지는 하부 기판(10)의 표면(10a)에는 유로와 액을 저장하는 저장 탱크와 단열 홀로서 기능하는 홈(11)을 형성한다. 플라스틱으로 이루어지는 상부 기판(30)의 표면(30b) 상에는 단열 홀로서 기능하는 홈(31)을 형성한다. 각 기판의 홈을 형성하는 방법으로서는 미리 각각의 기판에 대해서 형태를 완성시켜 두고, 이 형태에 의해서 성형하는 방법을 고려할 수 있다. 하부 기판 또는 상부 기판은 유리로 구성하여도 되고, 이 경우는 기판을 패터닝한 후, 에칭에 의해서 홈을 형성하여도 좋다.
다음에, 콘덴서 또는 위크로서 기능하는 콘덴서 기판(20) 및 위크 기판(40)을 형성한다(단계 702). 홈을 갖는 콘덴서 기판(20) 및 위크 기판(40)은 예를 들면 UV-LIGA라고 불리는 방법에 의해서 형성된다.
여기서, 도 8a 내지 도 8d에 기초하여 UV-LIGA의 공정에 대해서 구체적으로 설명한다.
우선, 도 8a에 도시하는 바와 같이, 플레이트(82) 상에 예를 들면 유기 재료인 SU-8로 이루어지는 레지스트층(81)을 형성하고, 그 위에 패터닝된 레지스트막(83)을 형성한다. 이것을 패턴 기판(80)이라고 한다.
다음에, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 패턴 기판(80)의 위쪽으로부터 UV를 조사하여, 레지스트층(81)을 에칭한다.
다음에, 도 8c에 도시하는 바와 같이, 이 패턴 기판(80)으로부터 레지스트막(83)을 박리하고, 이 표면에 니켈 Ni의 전주(電鑄)로 니켈층(84)을 형성한다.
그리고, 도 8d에 도시하는 바와 같이, 패턴 기판(80)으로부터 니켈층(84)을 박리한다. 박리한 니켈층(84)이 홈을 갖는 콘덴서 기판(20) 및 위크 기판(40)이 된다.
이와 같이 형성된 콘덴서 기판(20) 및 위크 기판(40)을 도 9에 도시하는 바와 같이 상부 기판(30)을 관통하여 개방된 구멍(32, 34)에 내장한다(단계 703). 이것은 예를 들면 상부 기판(30)과 콘덴서 기판(20) 및 위크 기판(40) 사이에 각각 틈이 생기지 않도록, 플라스틱으로 된 상부 기판(30)에 반고체 상태가 되도록 열을 가하고, 그 상태의 상부 기판(30)의 구멍(32, 34)에 콘덴서 기판(20) 및 위크 기판(40)을 삽입한다.
다음에, 도 10a에 도시하는 바와 같이, 하부 기판(10)의 표면(10a)에 예를 들면 스퍼터링에 의해서 접착 부재로서의 구리 박막(10b)을 형성한다. 그 후, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 하부 기판(10)과 상부 복합 기판(100)을, 예를 들면, 초음파 접합 또는 열 융착 접합으로 접합한다(단계 704).
위에 설명한 제조 방법에 의해, 히트 파이프를 효율 좋게 제조할 수 있다.
(냉각 장치의 다른 예)
도 11은 콘덴서 기재(122)와 위크 기재(124)를 플랙서블 기판(121)으로 연결하는 플랙서블 냉각 장치(120)를 도시한 것이다.
콘덴서 기재(122), 위크 기재(124)는 각각 플라스틱으로 이루어지고, 상술한 방법에 의해서 콘덴서 기판(20), 위크 기판(40)이 내장된 것이다.
플랙서블 기판(121)은 플라스틱으로 이루어지고, 내부에 히트 파이프의 유로(123)를 포함하고 있다. 이 기재 또는 기판이 일체가 되어 히트 파이프를 구성한다.
플랙서블 기판(121)은 자유로운 변형이 가능하다. 예를 들면, 전자기기의 발열부에 위크 기판(124)을 장착시키고, 전자기기의 외부 표면의 형상에 따르도록 플랙서블 기판을 밀착시킬 수 있다.
이러한 구성의 냉각 장치에 의하면, 좁은 공간에도 효율적으로 히트 파이프를 장착시킬 수 있고, 전자기기 등의 소형 박형화를 도모할 수 있다.
(전자기기 장치)
도 12는 본 발명에 관계되는 냉각 장치가 탑재된 퍼스널 컴퓨터의 개략 사시도이다.
퍼스널 컴퓨터(130)는 플래시 메모리(133)와 드라이버(132)를 갖는 기록매체(134)를 착탈하기 위한 슬롯(131)을 갖는다. 본 발명에 관계되는 냉각 장치(135)는 슬롯(131)을 개재하여 장착된 기억 매체(134)의, 예를 들면, 드라이버(132)의 바로 아래에 위크가 위치하도록 퍼스널 컴퓨터(130) 내에 배치되어 있다.
또, 여기서는 전자기기 장치로서 퍼스널 컴퓨터를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명에 관계되는 냉각 장치는 디지털 카메라나 비디오카메라 등의 다른 전자기기 장치에도 탑재하는 것이 가능하다.
(기타)
이상, 본 발명의 실시예에 대해서, 주로 상부 기판(30)이나 하부 기판(10)을 유리 또는 플라스틱으로 구성하고, 위크 기판(40)이나 콘덴서 기판(20)을 금속으로 구성한 경우의 예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 위크 기판(40)이나 콘덴서 기판(20)의 열 전도율을, 상부 기판(30)이나 하부 기판(10)의 열 전도율보다 커지도록(높아지도록) 구성하는 점에 특징을 갖는다.
또, 위크 기판(40)이나 콘덴서 기판(20)에 적합한 재료 및 그 열 전도율의 예를 이하의 표 1에 나타내고, 상부 기판(30)이나 하부 기판(10)에 적합한 재료 및 그 열 전도율의 예를 이하의 표 2에 나타낸다.
<표 1>
재료 열 전도율(k/Wm-1K-1)
실리콘 168
알루미늄 240
구리 395
니켈 83
철 72
티타늄 17
특수 플라스틱 100
<표 2>
재료 열 전도율(k/Wm-1K-1)
파이렉스 유리 1정도
플라스틱 1정도
또한, 최근에는 플라스틱 원료의 입자에, 열을 잘 전달하는 세라믹 분말과 저온에서 녹는 합금 분말을 섞어, 가열하고 성형 가공하는 것으로 종래의 플라스틱의 100배 이상의 열 전도율을 갖는 특수 플라스틱이 개발되고 있다. 따라서, 이 특수 플라스틱을 위크 기판이나 콘덴서 기판의 재료로서 사용하고, 상부 기판이나 하부 기판의 재료로서 일반적인 열 전도율을 갖는 플라스틱이나 유리, 예를 들면 파이렉스(등록상표) 유리 등을 사용하는 것으로, 위크 기판이나 콘덴서 기판의 열 전도율이 상부 기판이나 하부 기판의 열 전도율보다 커지도록 구성하는 것도 고려할 수 있다.
여기서, 상부 기판이나 하부 기판에 일반적인 열 전도율을 갖는 플라스틱이나 유리(파이렉스 유리 등)를 사용한 경우, 위크 기판이나 콘덴서 기판을 티타늄으로 구성하면, 상부 기판이나 하부 기판과 비교하여 10배 이상의 열 전도율을 얻을 수 있다.
마찬가지로, 위크 기판이나 콘덴서 기판을 철이나 니켈로 구성하면, 상부 기판이나 하부 기판과 비교하여 50배 이상의 열 전도율을 얻을 수 있다. 마찬가지로, 위크 기판이나 콘덴서 기판을 상술한 특수 플라스틱이나 알루미늄이나 실리콘으로 구성하면, 상부 기판이나 하부 기판과 비교하여 50배 이상의 열 전도율을 얻을 수 있다. 또한 마찬가지로, 위크 기판이나 콘덴서 기판을 구리로 구성하면, 상부 기판이나 하부 기판과 비교하여 300배 이상의 열 전도율을 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 소형 박형화가 가능하고 냉각 성능이 높은 냉각 장치, 및 냉각 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관계되는 냉각 장치는 카드형의 기억 매체를 냉각하기 위한 소형의 냉각 장치에 적합하다. 또한, 본 발명에 관계되는 전자기기는 카드형의 기억 매체를 사용하는 노트형 퍼스널 컴퓨터나 디지털 카메라 등의 소형의 전자기기에 적합하다. 또한, 본 발명에 관계되는 냉각 장치의 제조 방법은 카드형의 기억 매체를 냉각하기 위한 소형의 냉각 장치의 제조에 적합하다.

Claims (11)

  1. 히트 파이프를 구성하는 적어도 위크를 제외하는 부위의 홈이 표면에 형성된 제 1 기판과,
    상기 제 1 기판보다 큰 열 전도율을 갖는 재료로 이루어지고, 적어도 상기 위크의 홈이 표면에 형성되고, 상기 표면이 상기 제 1 기판과 접합된 제 2 기판과,
    상기 제 2 기판이 표면에 내장되고, 상기 표면이 상기 제 1 기판과 접합된 제 3 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판보다 큰 열 전도율을 갖는 재료로 이루어지고, 적어도 콘덴서의 홈이 표면에 형성되고, 상기 표면이 상기 제 1 기판과 접합되고, 또한, 상기 제 3 기판의 표면에 내장된 제 4 기판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 구리 또는 니켈을 포함하는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 기판은 플라스틱 또는 유리로 이루어지고,
    상기 제 1 기판의 표면과 상기 제 3 기판의 표면 사이에 개재되고, 실리콘 또는 구리로 이루어지는 박막층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    접합된 상기 제 1 기판과 상기 제 3 기판은 상기 제 2 기판을 포함하는 영역과 히트 파이프를 구성하는 콘덴서를 포함하는 영역으로 물리적으로 분리되고,
    이들 분리된 영역 사이에 삽입되고, 상기 위크와 상기 콘덴서를 연결하기 위한 유로가 내부에 형성된 플랙서블 기판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치.
  6. 히트 파이프를 구성하는 적어도 위크가 형성된 제 1 기재와,
    상기 제 1 기재와 물리적으로 분리되고, 히트 파이프를 구성하는 적어도 콘덴서가 설치된 제 2 기재와,
    상기 제 1 기재와 상기 제 2 기재 사이에 삽입되고, 상기 위크와 상기 콘덴서를 연결하기 위한 유로가 내부에 형성된 플랙서블 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치.
  7. 플래시 메모리를 갖는 카드형의 기억 매체가 착탈 가능한 슬롯을 갖고, 상기 기억 매체측, 해당 장치측 또는 해당 장치와는 분리된 부위에 드라이버를 갖는 전자기기 장치로서,
    상기 드라이버로부터 발생하는 열을 냉각하기 위해서,
    히트 파이프를 구성하는 적어도 위크를 제외하는 부위의 홈이 표면에 형성된 제 1 기판과,
    상기 제 1 기판보다 큰 열 전도율을 갖는 재료로 이루어지고, 적어도 상기 위크의 홈이 표면에 형성되고, 상기 표면이 상기 제 1 기판과 접합된 제 2 기판과,
    상기 제 2 기판이 표면에 내장되고, 상기 표면이 상기 제 1 기판과 접합된 제 3 기판을 갖는 냉각 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자기기 장치.
  8. 히트 파이프를 구성하는 적어도 위크를 제외하는 부위의 홈을 표면에 갖는 제 1 기판을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 기판보다 큰 열 전도율을 갖는 재료로 이루어지고, 적어도 상기 위크의 홈을 표면에 갖는 제 2 기판을 형성하는 공정과,
    제 3 기판의 표면에 상기 제 2 기판을 내장하는 공정과,
    상기 제 1 기판의 표면과 상기 제 3 기판의 표면을 접합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 기판보다 큰 열 전도율을 갖는 재료로 이루어지고, 적어도 콘덴서의 홈을 표면에 갖는 제 4 기판을 형성하는 공정과,
    상기 제 3 기판의 표면에 상기 제 4 기판을 내장하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 UV-LIGA 프로세스에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 또는 상기 제 3 기판의 표면에, 상기 제 1 기판과 상기 제 3 기판을 접착하기 위한 접착 부재를 형성하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 냉각 장치의 제조 방법.
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