KR20050081842A

KR20050081842A - 액랭 시스템 및 그를 구비한 전자 기기

Info

Publication number: KR20050081842A
Application number: KR1020040076730A
Authority: KR
Inventors: 오오하시시게오; 나가나와다까시; 미나미따니린따로오; 니시하라아쯔오
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2005-08-19
Also published as: CN1658123A; TW200529733A; US20050180106A1; JP2005229033A; EP1564809A1

Abstract

본 발명의 과제는 냉각 효율이 높고, 또한 저렴한 냉각 시스템을 구비한 데스크탑형이나 노트북이라 불리우는 퍼스널 컴퓨터나 서버 등을 제공하는 데 있다.

하우징(100) 내에 냉각을 필요로 하는 CPU(200)를 탑재하고, 이 CPU를 냉각하는 액랭 시스템은 냉각 재킷(50)과, 라디에이터(60)와, 순환 펌프(70)를 구비한다. 냉각 재킷은 구리 등의 열전도가 우수한 부재로 형성되고, 액체 냉매의 유입구(54) 및 유출구(55)와 함께 그 내부에「U」또는「I」자형의 유로를 형성한 기판부(51)와, 덮개부(52)를 구비하고,「U」또는「I」자형의 유로의 일부에는 역시 구리 등의 열전도가 우수한 부재로 이루어지는 미세관을 복수개, 납땜하여 묶어 구성한 냉매 분기부(56, 57)를 배치한다.

Description

액랭 시스템 및 그를 구비한 전자 기기 {LIQUID COOLING SYSTEM AND ELECTRIC DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 데스크탑형이나 노트북이라 불리우는 퍼스널 컴퓨터나 서버 등의 전자 기기이며, 특히 그 내부에 탑재한 발열 소자인 반도체 집적 회로 소자를 액체 냉매에 의해 효율적으로 냉각하는 것이 가능한 액랭 시스템을 구비한 전자 기기에 관한 것이다.

데스크탑형이나 노트북이라 불리우는 퍼스널 컴퓨터나 서버 등의 전자 기기에 있어서의 발열체인 반도체 집적 회로 소자, 특히 CPU(Central Processing Unit)에 대표되는 발열 소자의 냉각은 통상 그 정상적인 동작을 확보하기 위해 냉각을 필요로 한다. 그로 인해, 종래 일반적으로는 히트 싱크라고 불리우는 핀을 일체로 형성한 전열체와, 그것에 냉각풍을 보내는 팬을 이용함으로써 그 냉각이 실현되고 있었다. 그러나, 최근 상기 발열 소자인 반도체 집적 회로 소자의 소형화 및 고집적화는 발열 소자에 있어서의 발열 부위의 국소화 등을 발생시키고 있고, 그로 인해서 종래의 공랭식 냉각 시스템 대신에, 예를 들어 물 등의 냉매를 이용한 냉각 효율이 높은 액랭식의 냉각 시스템이 주목받고 있다.

즉, 상기 데스크탑형이나 노트북이라 불리우는 퍼스널 컴퓨터나 서버 등에 있어서 이용되는 냉각 효율이 높은 액랭식 냉각 시스템은, 예를 들어 이하의 특허 문헌 등에 의해서도 알려진 바와 같이, 일반적으로 발열체인 CPU의 표면에 소위 수열(냉각) 재킷이라 불리우는 부재를 직접적으로 적재하고, 한편 이 수열 재킷의 내부에 형성된 유로 내에 액형의 냉매를 통류시켜 CPU로부터의 발열을 상기 재킷 내를 흐르는 냉매에 전달하고, 그리고 발열체를 고효율로 냉각하는 것이다. 또, 이러한 액랭식 냉각 시스템에서는, 통상 상기 쿨러 재킷을 수열부로 하는 히트 사이클이 형성되어 있고, 구체적으로는 상기 액체 냉매를 사이클 내에 순환시키기 위한 순환 펌프, 상기 액체 냉매의 열을 외부로 방열하기 위한 방열부인 소위 라디에이터, 또는 필요에 따라서 사이클의 일부에 설치된 냉매 탱크를 구비하고 있고, 그리고 이들을 금속제의 튜브나, 예를 들어 고무 등의 탄성체로 이루어지는 튜브를 거쳐서 접속하여 구성되어 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 평6-266474호 공보

[특허 문헌 2]

일본 특허 공개 평7-142886호 공보

[특허 문헌 3]

일본 특허 공개 제2003-78270호 공보

그런데, 상기한 종래 기술이 되는 냉각 효율이 높은 액랭식 냉각 시스템에서는, 특히 그 내부에 액체 냉매를 순환시키면서 발열체인 CPU에 직접 접촉함으로써 상기 열을 외부로 배출하는 수열(냉각) 재킷은, 예를 들어 구리 등의 열전도성이 우수한 부재의 내부에, 예를 들어 내경이 2 ㎜ 전후의 미세한 통로를 지그재그형으로 사행하여 형성하고, 혹은 나선 형상으로 형성된 통로를 형성함으로써 구성되어 있다. 그로 인해, 그 제조 공정이 복잡한 동시에, 그 제조 비용을 저감시키는 것이 어렵고, 이것이 냉각 시스템의 전체 비용을 상승시키는 원인 중 하나로도 되어 있었다. 또, 이것은 냉각 효율이 높은 액랭식 냉각 시스템을 특히 그 양산 효과에 의해 그 판매 가격이 해마다 저감되는 경향이 있는 상기 데스크탑형이나 노트북이라 불리우는 퍼스널 컴퓨터나 서버 등에 있어서 채용하는 경우에는, 특히 큰 문제점이 되고 있었다.

그래서, 본 발명은 상기에 서술한 종래 기술에 있어서의 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 즉 그 제조 공정이 간단하여 그 제조 비용을 저감시키는 것이 용이한 수열(냉각) 재킷을 냉각 시스템에 이용함으로써, 그 양산 효과에 의해 그 판매 가격이 해마다 저감되는 경향이 있는 상기 데스크탑형이나 노트북이라 불리는 퍼스널 컴퓨터를 비롯하여, 서버 등에의 냉각 시스템으로서의 채용을 가능하게 하는 냉각 시스템을 구비한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 상술한 목적을 달성하기 위해 하우징 내에 발열하는 반도체 소자이며, 그 정상적인 동작을 확보하기 위해 냉각을 필요로 하는 소자를 탑재한 전자 기기이며, 상기 하우징 내 또는 그 일부에 적어도 이하의 것을 구비한 액랭 시스템을 구비하고 있고, 반도체 소자에 열적으로 접속되어 그 발열을 내부에 통류하는 액체 냉매에 전달하기 위한 냉각 재킷과, 상기 냉각 재킷에 있어서 액체 냉매에 전달된 열을 기기의 외부로 방출하는 라디에이터와, 그리고 상기 냉각 재킷과 상기 라디에이터를 포함하는 루프에 상기 액체 냉매를 순환시키기 위한 순환 펌프와, 이러한 구성에 있어서 상기 냉각 재킷을 열전도가 우수한 부재로 이루어지고, 상기 액체 냉매의 유입구 및 유출구와 함께 그 내부에 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향하는 유로를 형성한 상면측이 개방된 외형 대략 평판형의 기판부와, 열전도가 우수한 부재로 이루어지는 미세관을 복수개 묶어 구성하여 이루어지고, 각각의 미세관 내부를 상기 액체 냉매가 분기하여 흐르는 냉매 분기부와, 그리고 상기 냉매 분기부를 상기 기판부 내의 유로의 일부에 배치한 후에 상기 기판부의 개방면측에 부착하는 덮개부에 의해 구성한 액랭 시스템을 구비한 전자 기기가 제공된다.

또, 본 발명에 따르면, 상기한 전자 기기에 있어서 상기 냉각 재킷을 구성하는 기판부에 있어서의 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향하는 상기 유로를「U」자형으로 형성해도 좋고, 혹은 이를「I」자형으로 형성해도 좋다. 또한, 상기한 전자 기기에 있어서, 상기 냉각 재킷을 구성하는 냉매 분기부는 상기 미세관을 복수개, 1단으로 나란히 연결해도, 혹은 복수단으로 나란히 연결해도 좋다. 또, 본 발명에 따르면, 상기 냉각 재킷을 구성하는 냉매 분기부의 상기 미세관은 0.5 내지 1.5 ㎜인 내경을 갖고 있는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 첨부한 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

우선, 첨부한 도2는 본 발명의 일실시 형태가 되는 액랭 시스템을 구비한 전자 기기의 전체 구성의 일예가 나타나 있다. 또, 본 예에서는, 예를 들어 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터의 본체 부분에 본 발명을 적용한 경우에 대해 나타나 있다.

우선, 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터의 본체 부분은 도시한 바와 같이, 예를 들어 금속판을 정육면체 형상으로 형성하여 이루어지는 하우징(100)을 구비하고 있고, 그 전방면 패널부(101)에는 전원 스위치를 포함하는 각종 스위치나 접속 단자나 인디케이터 램프 등이 설치되어 있고, 또한 그 내부에는 디스크나 CD, DVD 등의 외부 정보 기록 매체를 구동하는 각종 드라이버 장치(102)가 상기 전방면 패널부(101)에 개구되도록 배치되어 있다. 또한, 도면 중 부호 103은 상기 하우징(100) 내에 설치된, 예를 들어 하드디스크 장치로 이루어지는 기억부를 나타내고 있다. 또한, 도면 중 참조 부호 104는 상기 하우징(100) 상에 덮여지는 덮개를 나타내고 있다.

한편, 상기 하우징(100)의 배면측에는 도면 중에 파선으로 나타낸 바와 같이, 그 내부에 본 발명이 되는 액랭 시스템을 구비한 전자 회로부(105)가 배치되어 있고, 또한 도면 중 부호 106은 상용 전원으로부터 상기 드라이버 장치(102), 기억부(103), 전자 회로부(105)를 포함하는 각 부에 원하는 전원을 공급하기 위한 전원부를 나타내고 있다.

다음에, 첨부한 도3에는 상기에 그 개략 구성을 설명한 전자 장치, 즉 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터에 있어서의 전자 회로부(105)가 특히 그 주요한 구성부인 발열 소자, 즉 CPU를 탑재하는 수열 재킷(50)을 중심으로 하여 도시되어 있다. 또, 본 예에서는 상기 발열 소자인 CPU의 칩(200)은 상기 수열 재킷(50)의 하면측에 직접 접촉되어 탑재되어 있고, 그로 인해 여기서는 도시되어 있지 않다.

그리고, 이 전자 회로부(105)는 도면으로부터도 명백한 바와 같이, 상기 CPU를 탑재하는 수열(냉각) 재킷(50)과, 상기 CPU로부터의 발열을 장치의 외부로 방열하는 라디에이터부(60)와, 순환 펌프(70)와, 이들에 의해 열 사이클을 구성하는 각 부에 액체 냉매(예를 들어, 물, 또는 프로필렌글리콜 등 소위 부동액을 소정의 비율로 혼합한 물 등)를 통류하기 위한 유로가 예를 들어 금속, 또는 예를 들어 고무 등의 탄성체로 형성된 튜브(배관)(81, 82…)에 의해 접속되어 있다. 또한, 상기 라디에이터부(60)의 일부에는 그 구성 요소인 다수의 핀(61)에 송풍하고, 그리고 상기 수열 재킷(50)으로부터 반송된 열을 강제적으로 방열하기 위한 평판형의 팬(62, 62…)(본 예에서는, 복수, 예를 들어 3개)이 장치의 외부를 향해 부착되어 있다. 또, 이 수열(냉각) 재킷(50)이라 함은, 예를 들어 구리 등의 전열성이 높은 금속으로 이루어지는 판형 부재의 내부에 냉각 통로를 형성하고, 그 통로 내에 상기의 액체 냉매를 통류하고, 그리고 CPU로부터의 발열을 외부로 제거하는(이동시키는) 것이다.

계속해서, 첨부한 도1에는 상기 수열(냉각) 재킷(50)의 내부 구조의 상세가 도시되어 있다. 도면으로부터도 명백한 바와 같이, 외형이 대략 평판형(예를 들어, 40 ㎜□ 내지 60㎜□ 정도)인 기판부(51)와, 그 상면을 덮도록 부착되는 덮개 부재(52)에 의해 구성되어 있다. 또, 이들 기판부(51)와 덮개 부재(52)는, 예를 들어 구리 등 열전도성이 우수한 재질에 의해 형성되어 있다. 그리고, 상기 외형 대략 평판형의 기판부(51)의 내부에는, 예를 들어 프레스 가공 등에 의해 형성한 오목부에 의해 유로(53)를 형성하고 있다. 또, 이 도1에 나타내는 예에서는, 이 오목부에 의해 형성되는 유로는 대략「U」자형으로 형성되어 있고, 그로 인해 액체 냉매의 유입구(54)와 유출구(55)는 상기 기판부(51)의 4개의 측면의 동일 측면에 형성된다. 또한, 이후에도 설명하지만, 도4에 나타내는 예에서는 이 오목부는 대향하는 한쪽 단부면으로부터 다른 쪽 단부면을 향하는 단순한 오목부로서, 즉「I」자형의 유로로서 형성되어 있다. 또, 이 경우, 액체 냉매의 유입구(54)와 유출구(55)는 상기 기판부(51)의 동일 측면이 아닌 대향하는 2개의 측면에 형성되게 된다.

그리고, 이 오목부에 의해 형성된 유로의 일부에는, 특히 이 도1에 나타낸 예에서는 상기「U」자형으로 형성된 유로(53)의 각각에는 그 내부를 흐르는 액체 냉매를 보다 미세한 유로로 분기하기 위한, 소위 냉매 분기 유로(부분)(56, 57)가 설치되어 있다. 또, 이 냉매 분기 유로(부분)(56, 57)는 도면에서도 명백한 바와 같이, 역시 상기 기판부(51)나 덮개 부재(52)와 마찬가지로 열전도성이 우수한 재질인, 예를 들어 구리 등으로 이루어지는 미세관을 복수개 묶어(연결하여) 구성된 것이다. 보다 구체적으로는, 그 내경 0.5 내지 1.5 ㎜ 정도, 외경 1.0 내지 2 ㎜ 정도의 구리 미세관을, 그 사이를 땜납 등에 의해 접합한 형상으로 형성되어 있다. 그런데, 미세관의 내경이 0.5 내지 1.5 ㎜ 정도에 있어서 가늘어지면, 유로 저항이 증대하여 작동 유량이 저하되지만, 냉각 성능 향상 쪽이 우수한 것이 실험에 의해 확인되어 있다.

또, 이 도1에서는 이미 하류측의 냉매 분기 유로(57)가 상기「U」자형 유로(53)의 한 쪽에 부착되어 있고, 다른 쪽 상류측의 냉매 분기 유로(56)가 백색의 속이 빈 화살표로 나타낸 바와 같이 상기「U」자형 유로(53)의 다른 일부(도면에 파선 A로 나타내는 부분)에 부착되는 상태를 도시하고 있다. 또, 그 후 냉매 분기 유로(56, 57)가 그 내부의 유로(53)에 부착된 상기 기판부(51)의 상면에는 그 표면 전체를 덮도록 상기 덮개 부재(52)가 씌워지고, 그들 사이를 도시하지 않은 패킹이나 나사, 혹은 땜납 등에 의해 접합하여 양자 사이를 액밀하게 밀봉한다.

이와 같이, 이 도1에 나타낸 예가 되는 상기 수열(냉각) 재킷(50)은 상술한 바와 같이 상기 기판부(51)에 있어서, 예를 들어 프레스 가공 등에 의해 그 내부에 형성한 유로(오목부)(53)의 일부에 미리 미세관을 복수개 묶어(연결하여) 구성한 냉매 분기 유로(56, 57)를 삽입하여 고정(예를 들어, 납땜에 의해 접합)하고, 그 후 그 상면 개구부에 상기 덮개 부재(52)를 부착만 하는 간단한 공정에 의해 제조할 수 있으므로, 그 제조 비용을 종래 수열(냉각) 재킷에 비해 대폭 저하시키는 것이 가능해진다.

그리고, 상기에 상세하게 서술한 수열(냉각) 재킷(50)을 구비한 전자 기기의 액랭 시스템에 따르면, 상기 도1에 있어서 화살표로 나타낸 바와 같이 상기 순환 펌프(70)로부터 송출된 액체 냉매는 유입구(54)로부터 재킷(50)의 내부로 유입한다. 그 후, 이 액체 냉매는 재킷 내부에 형성된「U」자형 유로(53)의 상류측에 삽입 및 고정된 분기 유로(56) 내의 복수의 미세관 내를 통과하고, 또는 그 하류측에 삽입 및 고정된 분기 유로(57) 내의 복수의 미세관 내를 통과하고, 그 유출구(55)로부터 나와, 예를 들어 상기 도3의 예에서는 액체 냉매의 열을 외부로 방열하기 위한 상기 라디에이터부(60)로 유도되고 있다.

또한, 상술한 수열(냉각) 재킷(50)의 구조에 따르면, 내부에 유입한 액체 냉매는 그 분기 유로(56 및 57)에 있어서 다수의 미세관 내를 통과하는 것, 게다가 이들 미세관은 열적으로는 상기 재킷(50)을 구성하는 기판부(51)나 덮개부(52)와 접속되어 있으므로, 보다 많은 표면적에서 재킷(50)과 접촉하여 열교환하는 것이 가능해진다. 즉, 수열(냉각) 재킷(50)은 그 하면에 면 접촉되는 발열 소자인 CPU(200)에 있어서의 발열을 그 내부에 흐르는 상기 액체 냉매로 효율적으로 전달함으로써, CPU를 그 정상적인 동작을 확보하는 데 필요한 온도 범위로 유지하게 된다. 또, 도면에 있어서의 부호 210은 상기 CPU(200)를 그 일부에 탑재한 회로 기판이다.

계속해서, 첨부한 도4에는 재킷 내부에 프레스 가공 등에 의해 형성한 오목부를 상기한「U」자형의 유로와는 달리「I」자형의 유로를 형성하여 이루어지는 수열(냉각) 재킷(50)의 내부 구조의 상세를 도시한다. 또, 이 경우, 도면으로부터도 명백한 바와 같이, 액체 냉매의 유입구(54)와 유출구(55)는 상기 기판부(51)의 대향하는 2개의 측면에 형성된다. 그리고, 이 오목부에 의해 형성된「I」자형의 유로의 일부, 구체적으로는 그 중앙부에 역시 구리 등으로 이루어지는 미세관을 복수개, 납땜 등으로 묶어(연결하여) 구성한 냉매 분기 유로(부분)(56)가 부착된다. 그 후, 그 표면 전체를 덮도록 상기 덮개 부재(52)가 씌워져 양자 사이를 접합하여 액밀하게 밀봉하는 것은 상기와 마찬가지이다.

또, 수열(냉각) 재킷(50)의 다른 제조 방법으로서, 도6의 (a) 내지 도6의 (c)에 도시한 바와 같이 미세관을 복수개 묶어 구성한 냉매 분기 유로(부분)(56) 및 액체 냉매의 유입구(54)와 유출구(55)에 상당하는 부분에 오목부를 형성한 판으로 기판부(51) 및 덮개 부재(52)를 구성[기판부(51) 및 덮개 부재(52)는 동일 형상이라도 좋음]하여 기판부(51), 덮개 부재(52), 냉매 분기 유로(부분)(56), 액체 냉매의 유입구(54)가 되는 포트 및 유출구(55)가 되는 포트를 일괄하여 동시에 접합해도 좋다. 본 방법에 따르면, 매우 간단한 공정이면서 또한 저비용으로 제조할 수 있다.

또, 이러한 구성의 수열(냉각) 재킷(50)의 구조에 의해서도, 역시 상기와 마찬가지로 그 내부에 유입하는 액체 냉매는 그 분기 유로(56)의 다수의 미세관 내를 통과하는 것, 그리고 이들 미세관은 열적으로 상기 재킷(50)을 구성하는 기판부(51)나 덮개부(52)와 접속되어 있으므로, 보다 많은 표면적에서 재킷(50)과 접촉하여 열교환하는 것이 가능해진다. 즉, 수열(냉각) 재킷(50)은 상기와 마찬가지로 그 하면에 면 접촉되는 발열 소자인 CPU(200)에 있어서의 발열을 그 내부에 흐르는 상기 액체 냉매로 효율적으로 전달함으로써, CPU를 그 정상적인 동작을 확보하기 위해 필요한 온도 범위로 유지하게 된다.

또한, 도7에 도시한 바와 같이 미세관(56 또는 57)을 적당한 간격을 두고 배열함으로써, 미세관 내뿐만 아니라 미세관과 미세관 사이에도 액체 냉매의 유로로 할 수 있다. 미세관의 내외 양 벽으로부터 액체 냉매에의 열전달이 가능해지고, 적은 미세관 개수라도 효율적인 열교환을 할 수 있다. 또한, 예를 들어 미세관의 내반경, 외반경을 각각 r1, r2라 하고, 미세관의 간극(a)을,

a ＝ πㆍ(r1² ＋ r2²)/(2ㆍr2)로 하면, 미세관간 단면적과, 미세관의 단면적이 같아져 양자를 흐르는 액체 냉매의 액 유량의 균일화가 도모된다.

또한, 첨부한 도5에는 또 다른 실시예로서, 재킷 내부에 프레스 가공 등에 의해 형성한 오목부인「U」자형 또는「I」자형의 유로 내에 삽입하는 상기 냉매 분기 유로(부분)(56 또는 57)를 구리 등으로 이루어지는 복수개의 미세관을 상술한 바와 같이 1단뿐만 아니라, 이 대신에 이것을 복수단(본 예에서는 2단)으로 적층하여 묶어(연결하여) 구성한 예를 나타내고 있다. 또, 이 도면 중에서는「I」자형의 유로에 대응한 구성을 실선으로 나타내고 있지만, 상술한「U」자형의 유로에 대응하는 유입구(54) 등에 대해서는 파선으로 나타낸다.

또, 상기한 또 다른 실시예의 구조에 의해 상기와 같은 동작 및 효과를 얻을 수 있는 것은 당업자라면 명백할 것이다. 또한, 여기서는 도시하지 않았지만, 그 밖의 변형도 적절하게 가능한 것은 당업자라면 명백할 것이다.

다른 실시예를 구비한 수열(냉각) 재킷을 도8 내지 도11에서 설명한다.

도8에 있어서, 미세관열을 길이 방향으로 복수로 분단(561, 562, 563, 571, 572, 573)하고, 분단된 관열의 중심을 옮겨, 또한 분단된 관열 사이에 간극(580)을 마련하여 배열한다.

관의 분단에 의한 온도 경계층의 단절과 배열을 옮긴 관입구부에서의 난류 촉진에 의한 고성능화를 얻을 수 있다.

또한, 도8의 (a)는 본 다른 실시예를 구비한 수열 재킷을 상면으로부터 본 도면이고, 도8의 (b)는 도8의 (a)의 단면도이다.

도9에 있어서, 도6과 같은 구성 및 제조법이지만, 미미세관열 대신에 콜게이트형의 판(파형 판)으로 유로를 형성한 것이다. 이 콜게이트형 판의 표면에 난류 촉진용 슬릿 수직 절곡부(도시하지 않음)를 설치해 두면, 액에의 전열 효율을 한층 향상시킬 수 있다.

도10에 있어서, 도6과 같은 구성 및 제조법인 미미세관열 대신에 유로 상당부 슬릿열(561, 562)을 설치한 슬릿판(560)으로 유로를 형성한다. 뚜껑(52)에는 슬릿열(561, 562)을 연통하는 오목부(521)를 형성한다. 베이스판(563), 슬릿판(560), 뚜껑(52)을 일괄로 납땜한다. 베이스판(563), 슬릿판(560), 뚜껑(52)은 예를 들어 구리판 등의 프레스 가공만으로 성형할 수 있어 매우 저비용의 제조가 가능해진다.

또한, 도10의 (a)는 본 다른 실시예를 구비한 수열 재킷의 사시도이고, 도8의 (b)는 슬릿판(560)의 형상을 도시하는 상면도이다.

도11에 있어서, 도1에 도시한 구성으로 베이스(51)의 미세관(56, 57)의 양단부에 상당하는 부위에 오목부(511, 512)를 마련한다. 미세관과 베이스(51)의 땜납에 있어서, 미세관과 베이스의 접합에 필요한 양 이상의 땜납재로 접합되었다고 해도 여분의 납재(513)는 오목부(511, 512)에 흡수되어 미세관의 개구를 막히게 하는 일이 없다. 따라서, 필요량보다 많은 납재를 이용함으로써, 미세관과 베이스의 접합을 확실하게 하는 것이 개구를 납재로 막히지 않게 할 수 있다. 이에 의해, 미세관 내를 흐르는 액에의 전열 효율이 높은 수열 재킷을 안정적으로 제조할 수 있다.

즉, 상술한 본 발명에 따르면, 그 제조 공정이 간단하고, 또한 그 제조 비용을 저감시키는 것이 용이한 수열(냉각) 재킷을 냉각 시스템에 채용함으로써, 그 양산 효과에 의해 그 판매 가격이 해마다 저감되는 경향이 있는 상기 데스크탑형이나 노트북이라 불리우는 퍼스널 컴퓨터를 비롯하여, 서버 등에의 냉각 시스템으로서의 채용을 가능하게 하는 냉각 시스템을 구비한 전자 기기를 제공하는 것이 가능해지고, 그리고 동시에 이와 같은 전자 기기의 냉각 시스템으로서 냉각 효율이 우수한 액랭 방식의 채용을 가능하게 함으로써 그 전체 구성을 더욱 소형화하는 것을 가능하게 하는 우수한 효과를 발휘한다.

도1은 본 발명의 일실시예가 되는 전자 장치에 있어서의 냉각 시스템 중, 특히 수열(냉각) 재킷의 상세 구조를 도시하는 일부 확대 전개 사시도.

도2는 상기에 도시한 냉각 시스템을 탑재한 전자 장치, 예를 들어 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터의 내부에 있어서의 각부의 배치의 일예를 나타내는 일부 전개 사시도.

도3은 상기에 도시한 전자 장치에 있어서의 냉각 시스템의 전체 구성을 도시하는 사시도.

도4는 상기 수열(냉각) 재킷의 다른 실시예가 되는 상세 구조를 도시하기 위한 일부 확대 전개 사시도.

도5는 상기 수열(냉각) 재킷의 또 다른 실시예가 되는 상세 구조를 도시하기 위한 일부 확대 전개 사시도.

도6은 상기 수열(냉각) 재킷의 다른 제조 방법을 나타내는 도면으로, (a)는 덮개를 제거한 평면도이고, (b)는 (a)의 A-A 단면도이고, (c)는 (a)의 B-B 단면도.

도7은 상기 수열(냉각) 재킷에 있어서, 미세관을 적당한 간격을 두고 배열한 경우의 실시예를 나타내는 단면도.

도8은 다른 실시예를 구비한 상기 수열(냉각) 재킷의 단면도.

도9는 다른 실시예를 구비한 상기 수열(냉각) 재킷의 단면도.

도10은 다른 실시예를 구비한 상기 수열(냉각) 재킷의 단면도.

도11은 다른 실시예를 구비한 상기 수열(냉각) 재킷의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 수열(냉각) 재킷

51 : 기판부

52 : 덮개 부재

53 : 유로(오목부)

54 : 유입구

55 : 유출구

56, 57 : 냉매 분기 유로

200 : CPU 칩

Claims

하우징 내에, 발열하는 반도체 소자로서 그 정상적인 동작을 확보하기 위해 냉각을 필요로 하는 소자를 탑재한 전자 기기이며,

반도체 소자에 열적으로 접속되어 그 발열을 내부에 통류하는 액체 냉매에 전달하기 위한 냉각 재킷과,

상기 냉각 재킷에 있어서 액체 냉매에 전달된 열을 기기의 외부로 방출하는 라디에이터와, 그리고

상기 냉각 재킷과 상기 라디에이터를 포함하는 루프에 상기 액체 냉매를 순환시키기 위한 순환 펌프를,

상기 하우징 내 또는 그 일부에 적어도 구비한 액랭 시스템을 구비하고 있고,

이러한 구성에 있어서, 상기 냉각 재킷은,

열전도가 우수한 부재로 이루어지고, 상기 액체 냉매의 유입구 및 유출구와 함께 그 내부에 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향하는 유로를 형성한 상면측이 개방된 외형 대략 평판형의 기판부와,

열전도가 우수한 부재로 이루어지는 미세관을 복수개 묶어 구성하여 이루어지고, 각각 미세관의 내부를 상기 액체 냉매가 분기하여 흐르는 냉매 분기부와, 그리고

상기 냉매 분기부를 상기 기판부 내의 유로의 일부에 배치한 후에 상기 기판부의 개방면측에 부착하는 덮개부로 구성된 것을 특징으로 하는 액랭 시스템을 구비한 전자 기기.
제1항에 있어서, 상기 냉각 재킷을 구성하는 기판부에 있어서의 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향하는 상기 유로를「U」자형으로 형성한 것을 특징으로 하는 액랭 시스템을 구비한 전자 기기.
제1항에 있어서, 상기 냉각 재킷을 구성하는 기판부에 있어서의 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향하는 상기 유로를「I」자형으로 형성한 것을 특징으로 하는 액랭 시스템을 구비한 전자 기기.
제1항에 있어서, 상기 냉각 재킷을 구성하는 냉매 분기부는 상기 미세관을 복수개, 일단으로 나란히 연결된 것을 특징으로 하는 액랭 시스템을 구비한 전자 기기.
제1항에 있어서, 상기 냉각 재킷을 구성하는 냉매 분기부는 상기 미세관을 복수개, 복수단으로 나란히 연결한 것을 특징으로 하는 액랭 시스템을 구비한 전자 기기.
제1항에 있어서, 상기 냉각 재킷을 구성하는 냉매 분기부의 상기 미세관은 0.5 내지 1.5 ㎜인 내경을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액랭 시스템을 구비한 전자 기기.