KR200456185Y1 - 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드패키지 - Google Patents

박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드패키지 Download PDF

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Abstract

박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지는 발광다이오드 소자와, 상기 발광다이오드 소자와 연결되는 리드프레임과, 상기 발광다이오드 소자와 연결되고 양면이 금속판으로 형성되어 소정의 입체패턴이 형성되는 박판형 금속하우징과 상기 박판형 금속하우징 내부 공간에 충전되는 냉매를 포함하는 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 포함한다. 이와 같이 구성되는 본 고안에 의하면, 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치에 의해 열을 균일하게 확산시켜 냉각효율을 극대화시키고, 냉각핀 사이의 미세간극에 의해 모세관을 형성하여 단순한 구조를 가지며, 박판형 금속 하우징을 다양한 형태로 형성함으로써 여러 형태에 적용될 수 있는 효과가 있다.
히트파이프, 발광다이오드, 박판형 금속하우징

Description

박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE HAVING APPARATUS FOR COOLING ELECTRONIC CIRCUITS WITH THIN-PLATE TYPE HEAT PIPE}
본 고안은 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광다이오드에서 발생되는 열을 보다 넓은 면적으로 확산시킴과 동시에 일체화된 냉각핀을 통하여 주위와 열을 교환함으로써 온도를 낮추어 효율을 극대화할 수 있는 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 전류가 가해지면 다양한 색상의 빛을 발생시키는 반도체소자이다. 발광 다이오드에서 발생되는 빛의 색상은 주로 발광다이오드를 구성하는 화학성분에 의해 정해지며, 이러한 발광다이오드는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동특성 등의 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
이러한 발광다이오드는 작동중에 많은 양의 열을 발생시키는데, 그 열이 축 적되어 온도가 80℃ ~ 90℃를 초과하면 제품이 손상되거나 작동을 멈추게 된다. 따라서, 열이 적절하게 방출되지 않으면 발광 다이오드의 내부 구성요소들은 그들 사이의 팽창계수 차이에 의해 스트레스를 받게 되므로 발광다이오드의 금속제 리드 프레임 또는 히트싱크를 통해 발생되는 열을 방출한다.
도 1에는 종래 기술에 의한 발광다이오드 패키지가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 리드프레임(10)의 상면에 발광다이오드 소자(13)가 연결되고, 상기 리드프레임(10) 하면에는 상기 발광다이오드 소자(13)에 의해 발생되는 열을 냉각시키기 위한 히트싱크(15)가 연결된다. 상기 히트싱크(15)에는 별도의 냉각팬(도시되지 않음)을 설치하여 상기 발광다이오드 소자(13)에 의해 발생되는 열을 외부로 방출한다.
그러나, 종래 기술에 의한 발광다이오드 패키지의 경우, 소음, 진동 및 큰 체적에 비하여 냉각효율이 낮다는 문제점이 있으며, 특히 금속제 히트싱크(15)를 통한 열전도에만 의존하기 때문에 열저항이 커서 신속하게 열을 발산시킬 수 없는 문제점이 있다.
본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 냉각팬을 필수적으로 요구하지 아니하여 냉각과정에서 발생하는 소음과 진동을 제거하고 보다 효율적인 냉각효과를 나타낼 수 있는 냉각구조를 구비한 발광다이오드 소자를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 본 고안의 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지는 발광다이오드 소자; 상기 발광다이오드 소자와 연결되고, 도전성 재질로 구성되는 리드프레임;및 상기 리드프레임과 연결되어 상기 발광다이오드 소자를 냉각시키고, 양면이 금속판으로 이루어지며 적어도 어느 한 면에 소정의 입체 패턴이 형성되는 박판형 금속하우징과; 상기 박판형 금속하우징 내부 공간에 충전되는 액체 또는 기체 상태의 냉매를 포함하는 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 포함하고, 상기 박판형 금속하우징은 적어도 어느 한 면에 형성되어 발열원과 접하는 발열원 부착부;및 그 둘레부에서 양면이 서로 접합되어 밀폐된 공간을 제공하고, 상기 접합된 양면 중 적어도 한면으로부터 외측으로 융기되어 내부에 중공부를 제공하는 방열부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 고안의 발광다이오드 소자는 중앙에 공동을 구비한 절연성 재질의 케이 싱; 상기 케이싱 내부에 구비되고 상기 리드프레임과 연결되는 발광다이오드 칩;및 상기 케이싱의 중공을 커버하도록 상기 케이싱 상부에 결합하는 렌즈부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 고안의 금속판은 상기 냉매와 접하는 면이 냉매에 대하여 작은 접촉각을 갖도록 표면처리된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속하우징은 편평한 하판과, 소정의 입체 패턴이 형성되고 상기 하판과 그 둘레가 접합되는 상판으로 이루어지고, 상기 상판의 입체 패턴에 의해 형성되고, 하판과의 간격이 좁은 미세간극으로 형성되어 모세관현상이 일어나도록 하는 액상 냉매 이동로를 구비하는 것이 바람직하다.
본 고안의 방열부는 외측으로 돌출되어 내부에 중공부를 제공하는 다수의 냉각핀으로 형성되고, 상기 액상 냉매 이동로는 인접한 냉각핀의 저부들끼리 만나는 경계면과 하판 사이의 미세간극으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 고안의 금속판은 상기 냉매와 접하는 면이 냉매에 대하여 작은 접촉각을 갖도록 표면처리된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 액상 냉매 이동로에는 그 길이 방향을 따라 소정 간격으로 상기 양면이 점접촉되는 접촉부가 형성되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징은 그 면적 중 상기 상판과 하판의 구조가 상하 반대로 형성된 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징은 그 전체 영역내에 일부를 상하로 관통하는 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징의 방열부는 그 상단부가 편평하게 형성되는 것이 바람직하다.
본 고안의 상판은 금속박판이고, 상기 하판은 상판에 비해 상대적으로 두꺼운 금속판인 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징은 상기 양면 사이의 간격이 넓게 형성되어 상기 발열원과 가까운 쪽에서 기화된 냉매가 그로부터 먼 쪽으로 이동하며 방열할 수 있도록 하는 기상 냉매 이동로; 및 상기 양면 사이의 간격이 좁은 미세간극으로 형성되어 방열후 응축된 액체 상태의 냉매가 모세관현상에 의해 상기 발열원 측으로 이송되도록 하는 액상 냉매 이동로를 구비하는 것이 바람직하다.
본 고안의 금속판은 상기 냉매와 접하는 면이 냉매에 대하여 작은 접촉각을 갖도록 표면처리된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 액상 냉매 이동로에는 그 길이 방향을 따라 소정 간격으로 상기 양면이 점접촉되는 접촉부가 형성되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 기상 냉매 이동로는 상기 박판형 금속 하우징의 일면에 상기 발열원과 가까운 쪽으로부터 그로부터 먼 쪽으로 길게 연결되며 다수의 배사면과 향사면을 갖는 주름형 입체 패턴으로 형성되고, 상기 액상 냉매 이동로는 상기 주름형 입체 패턴의 향사면과 상기 박판형 금속 하우징의 타면이 이루는 미세간극으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징의 타면에는 주름형 입체 패턴과 수직한 방향으로 상기 미세간극과 같은 깊이를 갖는 다수의 선형 홈이 형성되고, 상기 다수의 선형 홈과 상기 다수의 주름형 입체 패턴의 향사면이 각각 교차하는 곳에서 상기 양면이 점접촉되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징의 일부를 관통하도록 형성되는 통기공; 상기 통기공을 가로질러 구비되고 양측단이 상기 금속 하우징에 연결되어 전달 받은 열을 방열시키는 다수의 방열핀; 및 상기 다수의 방열핀에 공기를 공급하는 팬을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 고안의 다수의 방열핀은 양측단이 상기 금속 하우징에 일체로 연결되고 그 내부에 유통로가 형성되어 냉매가 유통될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징의 일부를 관통하도록 형성되는 통기공; 및 상기 통기공의 둘레부와 연결되고, 상기 박판형 금속 하우징으로부터 열전도에 의해 열을 전달 받는 다수의 방열핀과 상기 방열핀에 공기를 공급하는 팬을 구비하는 방열블록을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징은 편평하고 상대적으로 두꺼운 금속판인 하판과, 소정의 입체 패턴이 형성된 금속박판으로서 상기 하판과 그 둘레가 접합되어 소정 패턴의 밀폐 공간을 제공하는 상판으로 이루어지고, 상기 상판의 입체 패턴에 의해 형성되고, 상기 하판과의 간격이 넓게 형성되어 상기 발열원과 가까운 쪽에서 기화된 냉매가 그로부터 먼 쪽으로 이동하며 방열할 수 있도록 하는 기상 냉매 이동로; 및 상기 상판의 입체 패턴에 의해 형성되고, 상기 하판과의 간격이 좁은 미 세간극으로 형성되어 방열후 응축된 액체 상태의 냉매가 모세관현상에 의해 상기 발열원 측으로 이송되도록 하는 액상 냉매 이동로를 구비하는 것이 바람직하다.
본 고안의 금속판은 상기 냉매와 접하는 면이 냉매에 대하여 작은 접촉각을 갖도록 표면처리된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 액상 냉매 이동로에는 그 길이 방향을 따라 소정 간격으로 상기 양면이 점접촉되는 접촉부가 형성되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 기상 냉매 이동로는 상기 상판에 형성되고 상기 발열원과 가까운 쪽으로부터 그로부터 먼 쪽으로 길게 연결되며 다수의 배사면과 향사면을 갖는 주름형 입체 패턴에 의해 형성되고, 상기 액상 냉매 이동로는 상기 주름형 입체 패턴의 향사면과 상기 하판 사이의 미세간극으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 고안의 주름형 입체 패턴의 향사면에는 소정 간격으로 내측을 향한 엠보싱이 형성되고, 상기 엠보싱이 상기 하판과 접촉되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징의 일부를 관통하도록 형성되는 통기공; 상기 통기공을 가로질러 구비되고 양측단이 상기 금속 하우징에 연결되어 전달 받은 열을 방열시키는 다수의 방열핀; 및 상기 다수의 방열핀에 공기를 공급하는 팬을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 고안의 다수의 방열핀은 양측단이 상기 금속 하우징에 일체로 연결되고 그 내부에 유통로가 형성되어 냉매가 유통될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 고안의 박판형 금속 하우징의 일부를 관통하도록 형성되는 통기공; 및 상기 통기공의 둘레부와 연결되고, 상기 박판형 금속 하우징으로부터 열전도에 의해 열을 전달 받는 다수의 방열핀과 상기 방열핀에 공기를 공급하는 팬을 구비하는 방열블록을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지에 의하면, 발광다이오드 소자로부터 발생되는 열을 균일하게 넓은 면적으로 확산시키고 일체화된 냉각핀(fin)을 통하여 넓은 면적에서 방열 함으로써에 냉각효율을 극대화 시키는 효과가 있다.
그리고, 상기 일체화된 냉각핀들 사이에 격자형으로 형성되는 미세간극에 의하여 액체 냉매의 이송을 위한 모세관을 형성함으로써 별도의 구성부품 또는 추가적인 제조공정이 필요없는 단순한 구조를 가지게 되고, 이러한 단순한 구조로 인하여 다양한 형태의 전자회로 또는 전자장치 등에 맞는 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 총 두께가 0.3mm 이하인 초박판형으로도 제조될 수 있어서 완만한 곡면 형상의 발광다이오드 소자 패키지에도 적용될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 저면 및 상면 모두에 발열원이 존재하거나, 냉각될 전자회로 상에 돌출부가 있는 경우 등에 있어서도 박판형 금속 하우징을 다양한 형태로 자유롭게 형성함으로써 여러 형태의 제한된 영역에도 적용될 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 18에는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
도시된 바에 따르면, 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치(100)의 상면에는 다수개의 발광다이오드 소자(20)가 연결된다. 상기 발광다이오드 소자(20)는 아래에서 설명할 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치(100)의 발열원부착부(110)에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 발광다이오드 소자(20)에는 절연성 재질의 사출물로 이루어지고 중앙에 공동이 형성된 케이싱(21)이 구비되고, 상기 케이싱(21) 내부에는 InGaN 반도체 등으로 제도된 발광다이오드 칩(23)이 서브마운트(25)에 의해 솔더링으로 결합된다.
그리고, 상기 발광다이오드 칩(23)은 도전성 와이어(도시되지 않음)에 의해 리드프레임(27)에 연결된다. 상기 리드프레임(27)은 상기 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치(100)의 일면에 안착된다.
상기 케이싱(21)의 상면에는 상기 발광다이오드 칩(23)을 보호하고 광학적 특성을 부여하기 위한 렌즈부(29)가 결합된다. 상기 렌즈부(29)를 케이싱(21)의 상부에 고정하기 전에 상기 발광다이오드 칩(23)을 수용하는 케이싱(21)의 홀에 에폭시 등의 액상수지로 충진 및 경화시켜 상기 발광다이오드 칩(23) 및 와이어를 봉지 할 수 있으며, 상기 액상수지에는 발광다이오드 칩(23)의 발광색에 대응하는 형광체가 포함될 수 있다.
상기 발광다이오드 소자(20)가 안착되는 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치(100)는 박판형 금속 하우징 내부에 냉매가 포함되어 열을 전달하도록 함으로써 상기 발광다이오드 소자(20)에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
도 4는 본 고안에 의한 냉각장치(100)의 일부를 절개하여 도시하는 사시도이다. 평면 금속판인 하판(202)과 소정의 입체 패턴이 형성된 금속판으로서 그 둘레가 접합되어 소정의 패턴의 밀폐 공간(203)을 제공하는 상판(201)으로 이루어진 박판형 금속 하우징 및 상기 박판형 금속 하우징 내부의 밀폐 공간에 구비되는 액체 냉매를 포함하는, 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치(100)를 제공한다.
도 5a는 상기 도 4의 BB' 단면을 도시한 단면도이다. 발광다이오드 소자와 접하는 발열원부착부(110)가 형성된 하판(202)과 그 위에 높이 돌출되어 하부에 중공의 응축부(205)를 가지는 다수의 냉각핀(220)이 형성된 상판(201)을 구비한다. 이때, 상기 냉각핀(220)의 형상은 도면에 도시된 바와 같이 상면이 다각형 평면인 형상 뿐만 아니라 돔 형상에 이르기까지 다양하게 형성될 수 있다.
상기 상판(201)과 하판(202)은 그 둘레에 서로 접합된 접합부(209)를 구비하여 박판형 금속 하우징을 이루고, 내부에 밀폐된 공간(203)을 제공하며 상기 밀폐된 공간(203)에는 액체 냉매가 충전된다. 이때 상기 인접한 냉각핀(220)들이 접하는 하부의 경계선은 상기 하판(202)과 미세간극을 형성하여 액체 냉매 이동로(207)를 이루고, 상기 액체 냉매 이동로(207)를 제외한 하판(202) 상측 공간은 상기 액체 냉매가 열을 흡수하여 증발하는 증발부(204)를 이룬다.
상기 상판(201) 및 하판(202)은 금속 재료의 물성과 소성가공 기술 및 접합 기술 등의 허용 여하에 따라 더 얇게도 가능하나, 두께 0.05mm이상의 금속박판인 것이 바람직하고, 상기 액체 냉매에는 물 이나 알코올 또는 알칼리 수용액 등 각종 냉매를 적용할 수 있다. 또한, 상기 접합부는 연납 또는 경납 접합하는 것이 바람직하며 금속박판의 소재에 따라서는 용접도 가능하다.
상기 냉각핀(220) 상단부(211)가 타 물체에 접하도록 하여 열을 방출하고자 하는 경우에는 냉각핀(220)의 높이를 낮게하여 상면의 면적이 넓어지도록 하고, 대기에 방출하고자 하는 경우에는 상기 냉각핀(220)을 좁고 높게 구성하여 표면적을 넓히는 것이 바람직하다.
도 5b는 상기 도 4의 CC' 단면을 도시한 단면도이다. 상기한 바와 같이 인접한 냉각핀(220)들이 만나는 저부의 경계면은 상기 하판(202)과 미세간극을 형성한다. 상기 미세간극은 액체 냉매(203)의 표면장력에 따라 모세관현상이 일어날 수 있는 정도, 예컨대 0.05mm ~ 0.3mm 정도의 간극을 유지함으로써 액상 냉매 이동로(207)를 이룬다.
상기 액상 냉매 이동로(207)에는 소정 간격으로 상기 상판(201)과 하판(202)이 점접촉하는 접촉부(208)를 구비하여 상기 상,하판(1,2)이 서로 밀착되는 것을 방지하되, 상기 액상 냉매 이동로(207)를 통한 냉매의 이동을 막지 않도록 한다.
상기 도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 고안에 의한 냉각장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다. 상기 발광다이오드 소자(20)에서 발생한 열은 상기 하판(202) 을 통하여 그 내면의 증발부(204)로 전달되고, 상기 증발부(204)에서는 열을 흡수한 액상의 냉매가 기화된다. 중공부(206)를 통하여 상승한 기상 냉매는 상부의 응축부(205)에서 상기 냉각핀(220)을 통하여 열을 방출하고 다시 액체로 응축된다. 응축된 액상 냉매는 모세관현상에 의하여 액상 냉매 이동로(207)를 따라 이송되며 상기 증발부(204)로 공급되어 이러한 과정을 반복하게된다. 그 결과 계속적으로 상기 발광다이오드 소자(20)로부터 열을 흡수하여 응축부(205)를 통하여 열을 확산하고 외부로 방출하는 과정을 반복하게 된다.
도 6은 본 고안에 의한 냉각장치의 일부 구조가 상하 반대로 형성된 영역을 구비하는 실시예를 도시하는 사시도이다. 상기 박판형 금속 하우징의 접합부(209) 안쪽 영역중에 상판에 상기 냉각핀이 형성된 영역(213)과 더불어 상기 상판은 편평하고 하판에 상기 냉각핀이 형성된 영역(212)을 포함할 수 있다. 따라서 본 냉각장치의 저면 뿐만 아니라 상면에도 동시에 발열원부착부가 형성되어 발광다이오드 소자(20)가 냉각장치(100)의 양면에 구비될 수 있다.
도 7은 본 고안에 의한 냉각장치의 내부에 관통 영역이 형성된 실시예를 도시하는 사시도이다. 상기 박판형 금속 하우징의 접합부(209) 안쪽 영역중에 상하로 관통된 영역(214)을 구비할 수 있다. 상기 관통된 영역(214)의 둘레에도 역시 접합부(209)가 형성된다. 따라서 냉각하고자 하는 전자회로의 중간에 돌출부분이 있는 경우에도 이에 방해받지 않고 설치될 수 있다.
도 8은 본 고안에 의한 냉각장치의 접합부에 고정구가 형성된 실시예를 도시하는 사시도이다. 상기 박판형 금속 하우징의 접합부(209)에 이를 관통하는 고정 구(215)를 구비할 수 있다. 상기 고정구(215)를 통하여 냉각하고자 하는 전자회로와의 결합을 용이하게 하고, 발광다이오드 소자(20)와의 밀착을 유지하여 원활한 열전달을 유지하도록 한다.
도 9는 본 고안에 의한 냉각장치의 양면에 입체 패턴이 형성된 실시예를 도시한 사시도이다. (a)는 상면을 도시하고, (b)는 하면을 도시한다. 상기 입체 패턴으로는 외측으로 융기된 기상 냉매 이동로와 양면사이의 미세간극에 의해 형성되는 액상 냉매 이동로를 제공할 수 있는 한, 다양한 형상의 입체 패턴이 적용될 수 있다. 일 예로서, 본 실시예에 따른 박판형 금속 하우징(300)은 볼록한 배사면(320)과 오목한 향사면을 가지는 주름형 입체 패턴이 형성된 상판(301)과 상기 상판의 주름형 입체 패턴에 수직한 방향으로 오목한 선형 홈(318)이 형성된 하판(302)으로 이루어진다. 상기 상판(301)의 일측에 편평한 발열원 부착부(110)가 형성되는데, 이는 하판에 형성될 수도 있다.
상기 주름형 입체 패턴의 배사면(320)은 외측으로 융기되어 그 내부에 중공부를 제공함으로써 기화된 냉매가 자유롭게 유통될 수 있도록 기상 냉매 이동로를 이루고, 향사면은 상기 하판(302)과 미세간극을 형성함으로써 주로 발열원 부착부(110)로부터 먼 위치에서 응축된 액체 상태의 냉매가 모세관현상에 의해 발광다이오드 소자 쪽으로 다시 이송되도록 하는 액상 냉매 이동로를 형성한다.
이때, 상기 하판(302)에는 상기 주름형 입체 패턴과 수직한 방향으로 상기 미세간극과 같은 깊이의 선형 홈(318)이 형성된다. 상기 선형 홈(318)의 내측이 상판(301)의 향사면과 교차하는 다수의 점에서 점접촉 함으로써 상기 상판과 하판이 내부의 진공압에 의해 밀착되는 것을 방지하고, 또한 선형 홈(318)이 상기 주름형 입체 패턴과 수직한 방향으로 형성됨으로써 박판형 금속 하우징 자체의 변형을 방지할 수 있다.
금속판의 성형과 접합에 의해 박판형 금속 하우징이 만들어지면, 일반적인 히트파이프 제조공정에 따라 입출구(330)를 통해 내부가 충분히 젖을 정도의 냉매가 주입되고, 진공펌프에 연결되어 진공화 된 후 밀봉된다.
도 10a는 상기 도 9의 DD' 단면을 도시한 단면도이다. 박판형 금속 하우징은 주름형 입체 패턴이 형성된 상판(301)과 선형 홈(318)이 형성된 하판(302)으로 이루어진다. 특히, 본 실시예에 따른 상기 하우징은 상판에 편평한 발열원 부착부(110)가 형성되고, 그 맞은편에 주름형 입체 패턴이 형성된다. 이는 냉각장치가 설치될 환경에 따라 변화 가능한 것이며, 상기 하우징 자체의 평면 윤곽도 달라질 수 있다. 상기 도 7의 실시예와 같이 내부에 관통부가 형성될 수 있음은 전술한 바와 같다.
상기 하판(302)의 선형 홈(318)은 미세간극의 깊이만큼 함입되어 상기 주름형 입체 패턴의 향사면(319) 내측과 점접촉하는 다수의 접촉부(308)를 형성하며, 그 역할은 위에서 설명한 바와 같다.
도 10b는 상기 도 9의 EE' 단면을 도시한 단면도이다. 상기 배사면(320) 내부는 중공부로서 기화된 냉매가 이동할 수 있는 기상 냉매 이동로(305) 역할을 하고, 또한 이동한 기체 상태의 냉매가 방열하고 응축되는 응축부로서 상기 배사면(320)을 통해 열을 방출하고 다시 액체 상태로 돌아간다.
향사면(319)과 하판(302) 사이에는 미세간극(g)이 형성되어 모세관현상에 의해 액체 상태의 냉매를 이송시키는 액상 냉매 이동로(307)의 역할을 수행한다.
도 10c는 상기 도 9의 FF' 단면을 도시한 단면도이다. 상기 하판(302)에 소정 간격으로 형성된 선형 홈(318)이 상기 주름형 입체 패턴의 향사면과 점접촉됨으로써 다수의 접촉부가 형성된다.
도 11a는 상기 도 10b의 (ㄱ)부분을 도시한 상세도이다. 상기 상판(301)과 하판(302)으로 이루어진 박판형 금속 하우징의 내부에는 냉매가 액체 또는 기체 상태로 존재하며, 상기 하우징의 내면에는 얇은 막을 이루고 있다.
전술한 바와 같이, 상기 하우징의 내면에 헤어라인 가공 또는 샌드블라스트 가공 등의 표면처리를 행함으로써 위와같은 냉매 막이 보다 잘 형성되도록 할 수 있다. 냉매는 상기 하우징으로부터 열을 흡수하여 기화되고, 배사면(320) 안쪽의 기상 냉매 이동로(305)를 통해 상대적으로 온도가 낮은 곳으로 이동한 뒤, 다시 상기 하우징을 통해, 특히 방열면적이 넓은 배사면(320) 측을 통해 열을 방출하고 응축되어 액상 냉매 이동로(307)를 따라 유통된다.
도 11b는 상기 도 10c의 (ㄴ)부분을 도시한 상세도이다. 미세간극(g)은 도면에 도시된 바와 같이 상판 입체 패턴의 향사면과 하판 사이에 형성되고, 상기 미세간극(g)은 냉매의 종류에 따라 모세관현상이 일어날 수 있는 적정 간극을 가지는데, 이는 액체 냉매의 표면장력과 일정한 관계를 가진다는 것을 쉽게 알 수 있다.
미세간극(g)으로 이루어진 액상 냉매 이동로(307)에는 상기 선형 홈(318)에 의해 소정 간격의 점 접촉부(308)가 형성되고, 그 역할은 전술한 바와 같다.
도 12는 본 고안에 의한 냉각장치의 하판에 발열원 부착부가 형성된 실시예를 도시한 사시도이다. (a)는 상면을 도시하고, (b)는 하면을 도시한다. 상기 도 9에 도시된 실시예와 달리 발열원 부착부(110)가 거의 편평한 하판(302)에 형성되는 경우 상판(301)의 입체 패턴은 연속적으로 형성될 수 있다.
도 13은 본 고안에 의한 냉각장치의 편평한 하판과 얇은 상판으로 형성된 실시예를 도시한 사시도 및 정면도이다. (a)는 상면을 도시하고, (b)는 하면을 도시하며, (c)는 상기 (a)의 상면을 도시하는 정면도이다. 본 실시예에 따른 박판형 금속 하우징(400)은 상대적으로 두꺼운 금속판인 하판(402)과 얇은 박판에 입체 패턴이 형성된 상판(401)의 둘레부가 접합되어 이루어진다.
발광다이오드 소자(20)와 접촉되는 발열원 부착부는 상판 일측에 형성될 수도 있으나, 편평한 하판에 형성되는 것이 바람직하다. 하판(402)을 상대적으로 두껍고 편평한 금속판으로 함으로써 발광다이오드 소자(20)에서 발생한 열이 상기 하판(402)에 고르게 퍼지도록 할 수 있고, 상기 상판(401)의 주름형 입체 패턴에 불구하고 상기 하우징(400)이 구부러 지는 등의 변형을 방지할 수 있다.
반면, 상판(401)으로 얇은 박판을 사용함으로써 다양한 입체 패턴의 성형이 용이하고, 신속한 방열에 유리하다. 상기 상판의 입체 패턴으로는 외측으로 융기된 기상 냉매 이동로와 하판과의 미세간극에 의해 형성되는 액상 냉매 이동로를 제공할 수 있는 한, 다양한 형상의 입체 패턴이 적용될 수 있다.
본 실시예에 따른 하우징(400)에서 상기 상판(401)에는 주름형 입체 패턴이 형성되고, 그 향사면에 내측을 향해 소정 간격의 엠보싱을 형성하여 그 내면이 상 기 하판과 점접촉 되도록 한다.
도 14a는 상기 도 13의 (a)에 도시된 GG' 단면을 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 얇은 상판(401)과 상대적으로 두껍고 편평한 하판(402)으로 이루어지고, 상기 도 9 또는 도 12에 도시된 실시예와 마찬가지로 기상 냉매 이동로 및 액상 냉매 이동로를 제공한다.
도 14b는 상기 도 13의 (a)에 도시된 HH' 단면을 도시한 단면도이다. 상기 주름형 입체 패턴의 향사면에 엠보싱(418)이 형성되고, 그 내면이 하판(402)에 점접촉된다.
도 15는 본 고안에 의한 냉각장치의 편평한 하판과 얇은 상판으로 형성된 또다른 실시예를 도시한 사시도, 정면도 및 단면도이다. (a)는 상면을 도시한 사시도, (b)는 상면을 도시한 정면도이고, (c)는 상기(a)에 도시된 II' 단면을 도시한 평면도이다.
하판(402)은 상기 도13의 실시예와 마찬가지로 상대적으로 두껍고 편평한 금속판이다. 예를들어 상판(401)의 두께가 0.05mm 일때 상기 하판(402)은 0.1mm 정도의 두께를 가질 수 있다. 물론 상기 상판과 하판 모두 진공압에 대하여 일정한 형상을 유지할 수 있을 정도로 강성(rigidity)을 가져야 할 것이고 그 한계 두께는 금속 소재에 따라서 달라질 수 있다.
본 실시예에 따른 하우징의 상판은 소정 높이만큼 융기된 평면에 부분 구형의 홈(429)을 구비한다. 상기 홈(429)은 그 최저점이 하판(402)에 점접촉되어 상기 상판을 지지하고, 그 접촉점(428) 부근(407)에 액상 냉매가 적셔진 상태로 유지될 수 있도록 한다. 기상 냉매는 융기된 평면이 제공하는 중공부(405), 즉 기상 냉매 이동로를 통해 이동할 수 있고, 한 접촉점(428) 부근(407)에 응축된 액상 냉매의 양이 많아지면 인접한 홈의 접촉점으로 이동할 수도 있다.
도 16은 본 고안에 의한 냉각장치의 폐쇄형 방열부를 구비하는 실시예를 도시한 정면도 및 단면도이다. (a)는 상면을 도시한 정면도이고, (b)는 상기 (a)에 도시된 JJ' 단면을 도시한 단면도이다. 본 실시예에 따른 박판형 금속 하우징(500)은 상판 또는 하판에 부분적으로 외측으로 융기된 입체 패턴(520)에 의해서 각각 폐쇄된 중공부(505), 즉 방열부를 제공한다.
연속적으로 융기된 입체 패턴(520)은 그 내부에 기상 냉매 이동로를 형성하고, 그 양 모서리 부근(507)에 액상 냉매가 맺혀 액상 냉매 이동로를 형성한다. 기화 및 응축을 통한 냉각 과정은 전술한 바와 같다.
도 17은 본 고안에 의한 냉각장치의 통기구를 구비하는 실시예를 도시한 정면도 및 단면도이다. (a)는 정면도 이고, (b)는 상기 (a)에 도시된 KK' 단면을 도시한 단면도이다.
이상의 실시예에서 설명한 냉각장치에 모두 적용될 수 있는 것으로서, 박형 금속 하우징(600)의 일측에 일부를 관통하도록 형성되는 통기공(610)을 형성하고, 상기 통기공(610)을 가로질러 구비되고 양측단이 상기 금속 하우징에 연결되어 전달 받은 열을 방열시키는 다수의 방열핀(611)을 구비한다.
상기 방열핀(611)은 상기 하우징(600)의 일부를 접합 및 변형시켜 일체로 형성될 수도 있고, 별도의 부품으로 이루어진 것을 상기 하우징에 열이 전달될 수 있 도록 밀착시켜 구비될 수도 있다. 또한, 별도의 방열핀과 팬을 구비하는 냉각블록의 형태로 구비될 수도 있다. 상기 통기공(610)의 둘레부는 양면이 접합되어야 하고, 그 접합부에는 팬이 부착될 수 있는 결합공(612')이 구비될 수도 있다.
도 18은 본 고안에 의한 냉각장치의 통기구 및 일체형 방열핀을 구비하는 실시예를 도시한 정면도 및 단면도이다. (a)는 사시도이고, (b)는 상기 (a)의 통기공을 도시한 단면도이다.
통기공(610)을 가로질러 형성된 방열핀(621)은 상기 하우징에 일체로 형성되고, 그 내부에 유통로(622)가 형성되어 상기 하우징과 냉매를 통해 열을 교환할 수 있다. 또한, 상기 통기공(610)에 시원한 공기를 원활히 공급하기 위해 팬(612)을 결합시킬 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각성능이 도 19에 도시되어 있다. 본 실험은 같은 부피를 가지는 히트싱크와 본 고안의 냉각장치의 표면에 각각 18개의 발광다이오드 소자를 부착하여 히트싱크에는 약 10W, 본 고안의 냉각장치에는 약 20W의 전력을 부가하고 온도변화를 열화상카메라로 측정하였다.
열화상카메라로 측정된 본 고안의 냉각장치와 히트싱크의 온도변화가 도 20에 도시되어 있다. 도시된 바와 의하면, 히트싱크는 발광다이오드 소자 주변에 열집중현상이 나타남에 반해, 본 고안의 냉각장치에서는 열이 고르게 확산됨을 알 수 있다.
또한, 히트싱크의 내부 최저온도는 22℃이고, 최고온도는 41℃인 반면, 본 고안의 냉각장치의 내부 최저온도는 34.5℃이고, 최고온도는 약 36℃로 나타나여 열이 고르게 확산되어 방열됨을 알 수 있다.
그리고, 전력 부가후 히트 싱크와 본 고안의 냉각장치 내부의 최대 온도변화를 나타낸 도 21a에 도시된 바와 같이 본 고안의 냉각장치에는 히트싱크보다 절반의 전력을 부가하였음에도 불구하고 상기 히트싱크가 본 고안의 냉각장치보다 5℃가 높게 나타났으며, 이로 인해 본 고안의 냉각장치를 사용한 발광다이오드가 최대 성능을 발휘할 수 있게 된다.
또한, 평형상태에서 본 고안의 냉각장치와 히트 싱크의 길이방향으로 중심선을 따라 측정된 온도 분포 곡선을 나타낸 도 21b에 도시된 바와 같이, 히트 싱크의 경우 대부분의 면적에서 방열 기능을 못하는 반면 본 고안의 냉각장치는 전면적에서 35℃의 온도를 보이며 방열 작용은 하는 것으로 나타났다.
상기와 같은 성능시험에 의한 결과에서 알 수 있듯이, 본 고안은 발광다이오드 소자로부터 발생되는 열을 균일하게 넓은 면적으로 확산시키고 방열함으로서 발광다이오드 등의 발열 부품의 방열효율을 증가시킬 수 있게 한다.
이와 같은 본 고안의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 고안의 권리범위는 후술하는 실용신안등록청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지는 발광다이오드 소자로부터 발생되는 열을 균일하게 넓은 면적으로 확산시키고 일체화된 냉각핀(fin)을 통하여 넓은 면적에서 방열함으로써 냉각효율을 극대화 시키는 효과가 있다.
상기 일체화된 냉각핀들 사이에 격자형으로 형성되는 미세간극에 의하여 액체 냉매의 이송을 위한 모세관을 형성함으로써 별도의 구성부품 또는 추가적인 제조공정이 필요없는 단순한 구조를 가지게 되고, 이러한 단순한 구조로 인하여 다양한 형태의 전자회로 또는 전자장치 등에 맞는 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 총 두께가 0.3mm 이하인 초박판형으로도 제조될 수 있어서 완만한 곡면 형상의 발광다이오드 소자 패키지에도 적용될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 저면 및 상면 모두에 발열원이 존재하거나, 냉각될 전자회로 상에 돌출부가 있는 경우 등에 있어서도 박판형 금속 하우징을 다양한 형태로 자유롭게 형성함으로써 여러 형태의 제한된 영역에도 적용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 발광다이오드 패키지를 보인 단면도.
도 2는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지를 보인 설치상태도.
도 3은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지를 보인 분해사시도.
도 4는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 일부를 절개하여 도시하는 사시도.
도 5a는 상기 도 4의 BB' 단면을 도시하는 단면도.
도 5b는 상기 도 4의 CC' 단면을 도시하는 단면도.
도 6은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치 일부가 상하 전도된 영역을 구비하는 실시예를 도시하는 사시도.
도 7은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 내부에 관통 영역이 형성된 실시예를 도시하는 사시도.
도 8은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 접합부에 고정구가 형성된 실시예를 도시하는 사시도.
도 9는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 양면에 입체 패턴이 형성된 실시예를 도시한 사시도.
도 10a는 상기 도 9의 DD' 단면을 도시한 단면도.
도 10b는 상기 도 9의 EE' 단면을 도시한 단면도.
도 10c는 상기 도 9의 FF' 단면을 도시한 단면도.
도 11a는 상기 도 10b의 (ㄱ)부분을 도시한 상세도.
도 11b는 상기 도 10c의 (ㄴ)부분을 도시한 상세도.
도 12는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 하판에 발열원 부착부가 형성된 실시예를 도시한 사시도.
도 13은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 편평한 하판과 얇은 상판으로 형성된 실시예를 도시한 사시도 및 정면도.
도 14a는 상기 도 13의 (a)에 도시된 GG' 단면을 도시한 단면도.
도 14b는 상기 도 13의 (a)에 도시된 HH' 단면을 도시한 단면도.
도 15는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 편평한 하판과 얇은 상판으로 형성된 또다른 실시예를 도시한 사시도, 정면도 및 단면도.
도 16은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 폐쇄형 방열부를 구비하는 실시예를 도시한 정면도 및 단면도.
도 17은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광 다이오드 패키지의 냉각장치의 통기구를 구비하는 실시예를 도시한 정면도 및 단면도.
도 18은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지의 냉각장치의 통기구 및 일체형 방열핀을 구비하는 실시예를 도시한 정면도 및 단면도.
도 19는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지를 이용하여 열냉각성능을 실험하는 상태를 보인 실험상태도.
도 20은 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지와 히트싱크에서 발생되는 열을 촬영한 발열상태도.
도 21a 및 도 21b는 본 고안에 의한 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지를 이용하여 열냉각성능을 실험한 결과를 보인 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 설명
10: 발열원 10': 발열원 부착부
300,400,500,600: 각 실시예에 따른 박판형 금속 하우징
201,301,401,501,601: 상판 202,302,402,502,602: 하판
205: 응축부 305: 기상 냉매 이동로
405,505: 중공부부 207,307: 액상 냉매 이동로
308,428: 접촉부 318: 선형 홈
319,419: 향사면 320,420: 배사면
418: 엠보싱 429: 부분 구형 홈
610: 통기공 611,621: 방열핀

Claims (27)

  1. 발광다이오드 소자;
    상기 발광다이오드 소자와 연결되고, 도전성 재질로 구성되는 리드프레임;및
    상기 리드프레임과 연결되어 상기 발광다이오드 소자를 냉각시키고, 양면이 금속판으로 이루어지며 적어도 어느 한 면에 소정의 입체 패턴이 형성되는 박판형 금속하우징과; 상기 박판형 금속하우징 내부 공간에 충전되는 액체 또는 기체 상태의 냉매를 포함하는 박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 포함하고,
    상기 박판형 금속하우징은
    적어도 어느 한 면에 형성되어 발열원과 접하는 발열원 부착부;및
    그 둘레부에서 양면이 서로 접합되어 밀폐된 공간을 제공하고, 상기 접합된 양면 중 적어도 한면으로부터 외측으로 융기되어 내부에 중공부를 제공하는 방열부를 구비하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 소자는
    중앙에 공동을 구비한 절연성 재질의 케이싱;
    상기 케이싱 내부에 구비되고 상기 리드프레임과 연결되는 발광다이오드 칩; 및
    상기 케이싱의 중공을 커버하도록 상기 케이싱 상부에 결합하는 렌즈부를 포함하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속판은 상기 냉매와 접하는 면이 냉매에 대하여 작은 접촉각을 갖도록 표면처리된 것을 특징으로 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 박판형 금속하우징은
    편평한 하판과, 소정의 입체 패턴이 형성되고 상기 하판과 그 둘레가 접합되는 상판으로 이루어지고,
    상기 상판의 입체 패턴에 의해 형성되고, 하판과의 간격이 좁은 미세간극으로 형성되어 모세관현상이 일어나도록 하는 액상 냉매 이동로를 구비하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방열부는 외측으로 돌출되어 내부에 중공부를 제공하는 다수의 냉각핀으로 형성되고,
    상기 액상 냉매 이동로는 인접한 냉각핀의 저부들끼리 만나는 경계면과 하판 사이의 미세간극으로 형성되는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 금속판은 상기 냉매와 접하는 면이 냉매에 대하여 작은 접촉각을 갖도록 표면처리된 것을 특징으로 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 액상 냉매 이동로에는 그 길이 방향을 따라 소정 간격으로 상기 양면이 점접촉되는 접촉부가 형성되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징은 그 면적 중 상기 상판과 하판의 구조가 상하 반대로 형성된 영역을 포함하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징은 그 전체 영역내에 일부를 상하로 관통하는 영역을 포함하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징의 방열부는 그 상단부가 편평하게 형성되는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 상판은 금속박판이고,
    상기 하판은 상판에 비해 상대적으로 두꺼운 금속판인
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징은
    상기 양면 사이의 간격이 넓게 형성되어 상기 발열원과 가까운 쪽에서 기화된 냉매가 그로부터 먼 쪽으로 이동하며 방열할 수 있도록 하는 기상 냉매 이동로; 및
    상기 양면 사이의 간격이 좁은 미세간극으로 형성되어 방열후 응축된 액체 상태의 냉매가 모세관현상에 의해 상기 발열원 측으로 이송되도록 하는 액상 냉매 이동로를 구비하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 금속판은 상기 냉매와 접하는 면이 냉매에 대하여 작은 접촉각을 갖도록 표면처리된 것을 특징으로 하는,
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 액상 냉매 이동로에는 그 길이 방향을 따라 소정 간격으로 상기 양면이 점접촉되는 접촉부가 형성되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 기상 냉매 이동로는 상기 박판형 금속 하우징의 일면에 상기 발열원과 가까운 쪽으로부터 그로부터 먼 쪽으로 길게 연결되며 다수의 배사면과 향사면을 갖는 주름형 입체 패턴으로 형성되고,
    상기 액상 냉매 이동로는 상기 주름형 입체 패턴의 향사면과 상기 박판형 금속 하우징의 타면이 이루는 미세간극으로 형성되는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징의 타면에는 주름형 입체 패턴과 수직한 방향으로 상기 미세간극과 같은 깊이를 갖는 다수의 선형 홈이 형성되고,
    상기 다수의 선형 홈과 상기 다수의 주름형 입체 패턴의 향사면이 각각 교차 하는 곳에서 상기 양면이 점접촉되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징의 일부를 관통하도록 형성되는 통기공;
    상기 통기공을 가로질러 구비되고 양측단이 상기 금속 하우징에 연결되어 전달 받은 열을 방열시키는 다수의 방열핀; 및
    상기 다수의 방열핀에 공기를 공급하는 팬을 더 포함하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 다수의 방열핀은 양측단이 상기 금속 하우징에 일체로 연결되고 그 내부에 유통로가 형성되어 냉매가 유통될 수 있도록 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징의 일부를 관통하도록 형성되는 통기공; 및
    상기 통기공의 둘레부와 연결되고, 상기 박판형 금속 하우징으로부터 열전도에 의해 열을 전달 받는 다수의 방열핀과 상기 방열핀에 공기를 공급하는 팬을 구비하는 방열블록을 더 포함하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징은
    편평하고 상대적으로 두꺼운 금속판인 하판과, 소정의 입체 패턴이 형성된 금속박판으로서 상기 하판과 그 둘레가 접합되어 소정 패턴의 밀폐 공간을 제공하는 상판으로 이루어지고,
    상기 상판의 입체 패턴에 의해 형성되고, 상기 하판과의 간격이 넓게 형성되어 상기 발열원과 가까운 쪽에서 기화된 냉매가 그로부터 먼 쪽으로 이동하며 방열할 수 있도록 하는 기상 냉매 이동로; 및
    상기 상판의 입체 패턴에 의해 형성되고, 상기 하판과의 간격이 좁은 미세간극으로 형성되어 방열후 응축된 액체 상태의 냉매가 모세관현상에 의해 상기 발열원 측으로 이송되도록 하는 액상 냉매 이동로를 구비하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 금속판은 상기 냉매와 접하는 면이 냉매에 대하여 작은 접촉각을 갖도록 표면처리된 것을 특징으로 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 액상 냉매 이동로에는 그 길이 방향을 따라 소정 간격으로 상기 양면이 점접촉되는 접촉부가 형성되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 기상 냉매 이동로는 상기 상판에 형성되고 상기 발열원과 가까운 쪽으로부터 그로부터 먼 쪽으로 길게 연결되며 다수의 배사면과 향사면을 갖는 주름형 입체 패턴에 의해 형성되고,
    상기 액상 냉매 이동로는 상기 주름형 입체 패턴의 향사면과 상기 하판 사이의 미세간극으로 형성되는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 주름형 입체 패턴의 향사면에는 소정 간격으로 내측을 향한 엠보싱이 형성되고, 상기 엠보싱이 상기 하판과 접촉되어 나머지 부분의 미세간극이 유지되도록 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징의 일부를 관통하도록 형성되는 통기공;
    상기 통기공을 가로질러 구비되고 양측단이 상기 금속 하우징에 연결되어 전달 받은 열을 방열시키는 다수의 방열핀; 및
    상기 다수의 방열핀에 공기를 공급하는 팬을 더 포함하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 다수의 방열핀은 양측단이 상기 금속 하우징에 일체로 연결되고 그 내부에 유통로가 형성되어 냉매가 유통될 수 있도록 하는
    박판형 히트파이프 구조의 냉각장치를 이용한 발광다이오드 패키지.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 박판형 금속 하우징의 일부를 관통하도록 형성되는 통기공; 및
    상기 통기공의 둘레부와 연결되고, 상기 박판형 금속 하우징으로부터 열전도에 의해 열을 전달 받는 다수의 방열핀과 상기 방열핀에 공기를 공급하는 팬을 구비하는 방열블록을 더 포함하는
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