KR20110128714A

KR20110128714A - 전자기기용 방열장치

Info

Publication number: KR20110128714A
Application number: KR1020100080158A
Authority: KR
Inventors: 이상철
Original assignee: 주식회사 자온지
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2011-11-30
Also published as: EP2579123A2; WO2011149186A3; US8879261B2; CN102934042A; US20130044433A1; KR101217224B1; WO2011149186A2

Abstract

전자기기용 방열장치가 개시된다. 기판에 실장된 제1전자부품에서 발생되는 열을 흡수하도록 제1전자부품과 열전달 가능하게 결합된 써멀베이스, 세관형으로 형성되어 작동유체가 주입되며 써멀베이스와 열전달 가능하게 결합되는 제1흡열부와 제1흡열부에서 흡수된 열을 방출하는 방열부를 구비한 진동세관형의 히트파이프 루프를 포함하고, 히트파이프 루프는 중심영역이 비워진 방사상으로 배치되어 있으며, 중심영역을 통하여 기판에 써멀베이스를 결합시키는 결합부재가 조립되도록 중심영역으로 결합부재의 조립영역이 노출된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치는, 경량의 세관형 히트파이프를 이용하여 경량화되고 구조적 안정됨으로써 기판 상에 안정적으로 장착될 수 있으며, 전자기기용 방열장치와 기판의 조립영역에 공구 및 작업자의 손이 도달할 수 있는 경로가 확보됨으로써 조립성이 향상될 수 있다.

Description

전자기기용 방열장치{Heat-dissipating device for electronic apparatus}

본 발명은 전자기기용 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터의 중앙처리장치(Central Processing Unit; 이하, 'CPU'라 한다), 비디오 카드의 칩셋, 파워트랜지스터, 발광다이오드(Light-Emitting Diode; 이하, 'LED'라 한다) 등의 전자부품은 작동 시 열을 발생한다. 그런데, 컴퓨터 등의 전자기기에서 전자부품이 과열되면 작동오류가 발생되거나 손상될 수 있는 바, 과열을 방지하기 위한 방열장치가 필수적으로 요구된다.

전자기기에 적용되는 방열장치의 일 예로서 종래에는 방열핀 구조의 방열장치 가 개시된 바 있다. 그런데, 방열핀 구조의 방열장치는 전자부품의 소형화 추세에 따라 흡열부의 크기가 작아져야 하는 상황에서 방열핀의 표면적만을 넓게 유지하기는 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 특정한 방향으로 배치되어야 방열성능이 유지되므로 배치에 제약이 많은 문제도 있다.

특히, CPU 및 비디오 카드의 칩셋 등은 갈수록 고성능화되어서 작은 크기지만 많은 발열량을 가지는데, 종래의 방열핀 구조로는 대량의 방열을 위한 대형 방열장치를 형성하기 어려운 문제가 있다. 즉, 종래의 방열핀 구조로 대형의 방열장치를 구성하려면 대량의 열전도를 위하여 방열핀은 두껍고 넓게 형성되므로, 결국 방열장치는 무거워지며 구조적으로도 취약해진다. 이에 따라, 방열핀 구조로 형성된 대형의 방열장치는 CPU 및 비디오 카드의 칩셋 등이 실장된 기판에 장착되기는 어렵다.

또한, 방열핀 구조로 형성된 대형의 방열장치는 조립성에도 문제가 있다. 일반적으로, 메인보드 등의 기판에서 방열장치가 탑재될 수 있는 영역은 CPU 및 비디오 카드의 칩셋이 장착되는 주변부로 매우 한정적이다. 그런데, 중심에서부터 방열핀이 촘촘하게 배치된 종래의 방열장치는 기판의 방열장치 탑재영역을 덮게 되므로, 공구 및 작업자의 손이 방열장치 탑재영역으로 접근하기 어려워 조립이 난해해지는 문제가 있다.

이에 따라, 긴 히트 파이프를 이용하여 CPU 및 비디오 카드의 칩셋에서 발생된 열을 이송한 후에 방열핀으로 방열하는 구조가 제시되었으나, 이러한 구조의 방열장치는 열전달 경로가 길어짐에 따라 열전달 효율이 떨어지며 열전달의 병목현상이 생기는 문제가 있다.

이러한 한계를 보완하기 위하여, 종래의 방열장치는 고속 회전되는 방열팬을 더 포함하나, 방열팬의 추가는 방열팬의 구동을 위한 전력 소모 및 방열팬 소음을 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 기판 상에 장착이 가능한 대형의 전자기기용 방열장치를 제공하는 것이다.

또한, 기판에 용이하게 조립할 수 있는 전자기기용 방열장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 무소음 또는 저소음으로 작동하는 방열장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 실장된 제1전자부품에서 발생되는 열을 흡수하도록, 상기 제1전자부품과 열전달 가능하게 결합된 써멀베이스, 세관형으로 형성되어 작동유체가 주입되며, 상기 써멀베이스와 열전달 가능하게 결합되는 제1흡열부와 상기 제1흡열부에서 흡수된 열을 방출하는 방열부를 구비한 진동세관형의 히트파이프 루프를 포함하고, 상기 히트파이프 루프는 중심영역이 비워진 방사상으로 배치되어 있으며, 상기 중심영역을 통하여 상기 기판에 상기 써멀베이스를 결합시키는 결합부재가 조립되도록, 상기 중심영역으로 상기 결합부재의 조립영역이 노출된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치가 제공된다.

상기 히트파이프 루프는 나선형 구조로 형성되어 있으며, 방사상의 방열부가 형성되도록 환형으로 배치될 수 있다.

상기 결합부재는, 일단부가 상기 기판 상에 결합되어 있으며, 타단부가 상기 써멀베이스에 결합된 지지바, 상기 지지바를 상기 기판 또는 상기 써멀베이스에 결합시키는 결합나사를 포함할 수 있다.

작동유체가 주입되고 내벽에 위크(wick)가 형성되어 있으며, 상기 제1전자부품 및 상기 히트파이프 루프와 열전달이 가능하게 결합된 제1전열파이프를 더 포함할 수 있다.

상기 제1전열파이프에서, 일단부는, 상기 제1전자부품과 열전달 가능하게 결합되고, 타단부는, 상기 히트파이프 루프의 제1흡열부와 열전달 가능하게 결합되도록, 상기 써멀베이스에 배치될 수 있다.

상기 제1전열파이프의 일단부는, 상기 제1전자부품을 향하는 상기 써멀베이스의 일면에 배치되어 있으며, 상기 제1전열파이프의 타단부는, 방사상의 상기 히트파이프 루프를 지지하는 상기 써멀베이스의 타면에 환형으로 배치될 수 있다.

상기 써멀베이스에는 작동유체가 주입되는 챔버가 형성되어 있으며, 상기 챔버의 벽면에는 위크가 형성될 수 있다.

상기 써멀베이스는, 상기 제1전자부품과 열전달 가능하게 결합되도록 일측으로 돌출되어 있으며, 상기 챔버가 형성되도록 타측이 함몰된 베이스부재, 상기 하부베이스의 함몰된 내측 벽면에 결합된 위크부재, 상기 위크부재 및 상기 하부베이스의 타측을 커버하는 커버부재를 포함할 수 있다.

상기 위크부재는, 소결형 위크를 포함할 수 있다.

상기 소결형 위크는, 성형된 후에 상기 베이스부재에 결합될 수 있다내벽에 위크(wick)가 형성되어 있으며 작동유체가 주입되는 위크형의 제2전열파이프를 더 포함하고, 상기 제2전열파이프의 일단부는, 상기 기판 또는 상기 기판에 결합된 보조기판에 실장된 제2전자부품과 열전달 가능하게 결합되어 있으며, 상기 제2전열파이프의 타단부는, 상기 히트파이프 루프에 형성된 제2흡열부와 열전달 가능하게 결합될 수 있다.

방사상의 상기 히트파이프 루프 및 상기 제2전열파이프의 타단부와 결합된 환형의 써멀블록을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전자기기용 방열장치는 경량의 세관형 히트파이프를 이용하여 경량화되고 구조적 안정됨으로써, 기판 상에 안정적으로 장착될 수 있다.

또한, 전자기기용 방열장치와 기판의 조립영역에 공구 및 작업자의 손이 도달할 수 있는 경로가 확보됨으로써, 조립성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방열장치는 방열팬을 사용하지 않거나 저속의 방열팬을 사용하므로, 무소음 또는 저소음으로 방열할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치가 장착된 모습을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치가 장착된 모습을 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치의 조립을 설명하는 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치에서 써멀베이스와 히트파이프 루프의 결합을 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치에서 써멀베이스와 제1전열파이프의 결합을 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 나타낸 단면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 나타낸 분해 사시도.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치가 장착된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치가 장착된 모습을 나타낸 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치의 조립을 설명하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치는, 써멀베이스(10) 및 히트파이프 루프(30)를 포함한다. 여기서, 히트파이프 루프(30)는 중심영역(32)이 비워진 방사상으로 배치됨으로써, 본 실시예의 전자기기용 방열장치는 비워진 중심영역(32)을 통하여 써멀베이스(10)가 결합부재(40)로 기판(1)에 용이하게 조립될 수 있는 특징을 가진다.

한편, 본 실시예의 기판(1)은 메인보드로서, 메인보드에 실장된 CPU가 발열하는 제1전자부품(2)이 된다.

써멀베이스(10)는 기판(1)에 실장된 제1전자부품(2)에서 발생되는 열을 흡수하여 후술할 히트파이프 루프(30)에 전달하는 부분으로, 히트파이프 루프(30)를 지지하는 역할도 한다. 이를 위해, 써멀베이스(10)는 기판(1) 상에 탑재되며, 제1전자부품(2)과 열전달 가능하게 결합된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치에서 써멀베이스와 히트파이프 루프의 결합을 설명하는 도면이다.

도 5 내지 도 7 나타난 바와 같이, 본 실시예의 써멀베이스(10)에서 기판(1)을 향하는 일면은 제1전자부품(2)과 면접촉되며, 히트파이프 루프(30)를 지지하는 타면은 방사상으로 배치된 히트파이프 루프(30)와 결합되어 있다. 이 때, 써멀베이스(10)는 열전도성이 뛰어난 구리, 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 써멀베이스(10)의 일면은 제1전자부품(2)의 형태에 상응한 형태로 형성되어 있으며, 제1전자부품(2)에 안착될 수 있도록 기판(1)을 향하여 돌출될 수 있다. 이에 따라, 써멀베이스(10)는 제1전자부품(2)과 용이하게 결합될 수 있으며, 제1전자부품(2) 주변의 다른 전자부품과의 간섭을 회피할 수 있다. 그리고, 써멀베이스(10)의 타면은, 중심영역(32)이 빈 방사상 형태로 배치된 히트파이프 루프(30)와 결합될 수 있도록, 중심부분이 함몰될 디스크 형태로 형성되어 있으며 히트파이프가 삽입되는 복수의 삽입홈(14)이 방사상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예의 써멀베이스(10)에는 후술할 결합부재(40)의 결합나사가 체결될 수 있도록 체결홀(12)이 형성될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 제1전자부품(2)과 직접 접촉하여 열을 흡수하는 써멀베이스(10)를 제시하였으나 이에 한정되지는 않으며, 제1전자부품(2)에서 발생되는 열은 후술할 위크형 히트파이프와 같은 열전달부재를 거쳐서 써멀베이스(10)에 흡수될 수도 있다.

결합부재(40)는 기판(1)에 써멀베이스(10)를 결합시키는 부분이다. 특히, 본 실시예의 결합부재(40)는 방사상의 배치된 히트파이프 루프(30)의 빈 중심영역(32)을 통하여 조립될 수 있다.

도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 결합부재(40)가 써멀베이스(10)와 조립되는 영역은 히트파이프 루프(30)의 빈 중심영역(32)을 통하여 외부로 노출된다. 따라서, 조립 시에 공구 및 작업자의 손이 조립되는 영역으로 용이하게 접근할 수 있는 경로가 확보된다.

본 실시예의 결합부재(40)는, 일단부가 기판(1) 상에 결합되어 있으며 타단부는 써멀베이스(10)에 결합된 지지바(42)와, 지지바(42)를 기판(1) 또는 써멀베이스(10)에 결합시키는 결합나사(44, 46)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 지지바(42)의 일단부는 메인보드에서 CPU의 둘레에 일반적으로 형성되는 방열장치 장착영역에 지지될 수 있다. 그리고, 지지바(42)는 메인보드 후면에 결합되는 결합나사(46)를 통하여 기판(1)에 결합될 수 있다. 이 때, 지지바(42)가 안정적으로 결합되고 메인보드에 강성을 보강하기 위하여, 메인보드 후면에 지지브라켓(48)이 추가로 결합될 수도 있다.

또한, 지지바(42)의 타단부에는 써멀베이스(10)가 안착되어 지지될 수 있다. 이에 따라, 메인보드에 형성된 방열장치 장착영역에 비해 상대적으로 큰 크기인 써멀베이스(10)가 안정적으로 장착될 수 있어서, 대형의 전자기기용 방열장치도 기판(1) 상에 장착될 수 있다. 특히, 써멀베이스(10)를 지지바(42)에 결합시키는 결합나사(44)는 방사상의 배치된 히트파이프 루프(30)의 빈 중심영역을 통하여 조립되므로, 메인기판(1)을 덮는(도 1 참조) 대형의 전자기기용 방열장치도 기판(1)에 용이하게 조립될 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서는 지지바(42)와 결합나사로 구성된 결합부재(40)를 제시하였으나 결합부재(40)가 이에 한정되지는 않으며, 결합부재(40)는 써멀베이스(10)를 기판(1)에 직접 결합시키는 긴 결합나사 및 결합핀 등과 같이 공지의 다양한 형태로 실시될 수 있다.

히트파이프 루프(30)는 기판(1)에 실장된 제1전자부품(2)에서 발생되는 열을 방열하는 부분이다. 이를 위해, 히트파이프 루프(30)는 제1전자부품(2)에서 발생되는 열을 흡수하는 써멀베이스(10)에 열전달 가능하게 결합된다. 구체적으로, 히트파이프 루프(30)는 히트파이프가 루프(loop)형태로 형성된 것으로서, 써멀베이스(10)와 열전달 가능하게 결합되는 제1흡열부와 제1흡열부에서 흡수된 열을 방출하는 방열부를 구비한다.

도 4 및 도 7에 나타난 바와 같이, 본 실시의 히트파이프 루프(30)에서 비워진 중심영역에 인접한 부분(30a) 중에서 하부는, 써멀베이스(10)에 결합되어 열을 전달받는 제1흡열부가 된다. 그리고, 써멀베이스(10)에 이격된 히트파이프 루프(30)의 외측부분(30b)은 주요한 방열부가 된다.

특히, 본 실시예의 히트파이프 루프(30)는 유체동압을 이용한 진동세관형의 히트파이프로 이루어짐으로써 대량의 열을 빠르게 발산할 수 있다. 또한, 세관형 구조의 히트파이프는 경량이므로, 써멀베이스(10)에 지지될 때 구조적으로도 안정적이다. 따라서, 기판(1) 상에서 안정적으로 장착될 수 있다.

진동세관형 히트파이프는 세관 내부에 작동유체와 기포가 소정 비율로 주입된 후 세관 내부가 외부로부터 밀폐되는 구조를 가진다. 이에 따라, 진동세관형 히트파이프는 기포 및 작동유체의 부피팽창 및 응축에 의하여 열을 잠열 형태로 대량으로 수송하는 열전달 사이클을 가진다.

열전달 메카니즘을 살펴보면, 열을 흡수한 흡열부에서는 흡수된 열량만큼 핵비등(Nucleate Boiling)이 일어나면서 흡열부에 위치된 기포들이 부피 팽창을 하게 된다. 이때 세관은 일정한 내부 체적을 유지하므로, 흡열부에 위치된 기포들이 부피 팽창을 한 만큼 열을 발산하는 방열부에 위치된 기포들은 수축하게 된다. 따라서 세관 내의 압력 평형상태가 붕괴되면서, 세관 내에서 작동유체 및 기포의 진동을 포함한 유동이 수반되고, 이에 따라 기포의 체적 변화에 의한 온도의 승강에 의하여 잠열 수송이 이루어짐으로써 방열이 수행된다.

여기서, 진동세관형 히트파이프는 열전도도가 높은 구리, 알루미늄 등의 금속 소재로 이루어진 세관을 포함할 수 있다. 이에 따라, 열을 빠른 속도로 전도 받음과 아울러 그 내부에 주입된 기포의 체적변화를 빠르게 유발할 수 있다.

도 6에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 히트파이프 루프(30)는 단위루프가 연속적으로 연결되어 이루어진 것으로서, 나선형 구조로 형성될 수 있다. 세관이 조밀한 간격으로 감겨진 나선형 구조는, 한정된 공간에서 긴 세관이 효율적으로 배치될 수 있게 한다.

더불어, 본 실시예의 히트파이프 루프(30)는 나선형의 구조의 히트파이프 루프(30)의 양단이 서로 마주하도록 환형의 형태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 히트파이프 루프(30)는 중심영역(32)이 비워진 방사상의 형태로 형성되어, 상술한 바와 같이 비워진 중심영역(32)을 통하여 결합부재(40)의 조립영역이 노출되어 결합부재(40)가 써멀베이스(10)와 용이하게 결합될 수 있다. 또한, 중심영역(32)이 비워진 방사상의 구조는 설치 방향에 상관없이 높은 통기성을 가지므로, 본 실시예의 히트파이프 루프(30)는 설치 방향에 상관없이 뛰어난 방열성능을 유지할 수 있다.

이 때, 히트파이프 루프(30)의 연통구조는 개루프(open loop)와 폐루프(close loop) 모두 가능하다. 또한, 히트파이프 루프(30)가 복수 일 때, 히트파이프 루프(30)의 전부 또는 일부는 이웃하는 히트파이프 루프(30)와 연통될 수 있다. 이에 따라, 복수의 히트파이프 루프(30)는 설계상 필요에 따라 전체적으로 개루프 또는 폐루프 형상을 가질 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 단위루프가 연속적으로 연결된 나선형 구조의 히트파이프 루프(30)를 제시하였으나 이에 한정되지는 않으며, 히트파이프 루프(30)의 형태는 개별적으로 형성된 단위루프가 차례로 배열된 형태 등 다양한 루프 형상을 포함한다.

한편, 본 실시예의 전자기기용 방열장치는, 제1전자부품(2)에서 발생되는 열을 더욱 신속하게 히트파이프 루프(30)에 전달하기 위하여, 제1전자부품(2) 및 히트파이프 루프(30)와 열전달이 가능하게 결합된 제1전열파이프(20)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 제1전열파이프(20)의 일단부(22)는 제1전자부품(2)과 열전달 가능하게 결합되어 있으며, 타단부(24)는 히트파이프 루프(30)의 제1흡열부와 열전달 가능하게 결합되도록 써멀베이스(10)에 배치될 수 있다.

특히, 본 실시예의 제1전열파이프(20)는 위크형의 히트파이프로 이루어짐으로써 대량의 열을 빠르게 전달할 수 있다.

위크형의 히트파이프는, 작동유체가 주입되는 밀폐된 파이프와, 파이프 내벽에 작동유체가 이동하는 위크(wick) 및 파이프 내부에서 기화된 작동유체가 이동하는 증기이동공간으로 이루어진다. 구체적인 기능을 살펴보면, 열이 전달된 부분에서 기화된 작동유체가 증기이동공간을 통하여, 외부로 열을 전달하는 전열부로 이동한다. 그리고, 전열부로 이동한 기화된 작동유체는 응축되어 기화열을 전열부로 전달한다. 응축된 작동유체는 위크를 통하여 원위치로 환류된다. 이에 따라, 전열부로 열을 전달하는 열전달 사이클이 이루어진다.

상술한 열전달 구조를 가지는 위크형 히트파이프는, 세관형 히트파이프에 비하여 상대적으로 큰 직경의 관을 가지며 내부에 많은 작동유체가 주입된다. 이에 따라, 한번에 많은 작동유체가 기화 및 응축되는 과정을 통하여, 대량의 열이 신속하게 전달될 수 있는 특징을 가진다. 따라서, 제1전열파이프(20)는, 제1전자부품(2) 등의 발열원에서 발생된 열이 적체되지 않도록, 발열원의 열을 히트파이프 루프(30)로 신속하게 전달하여 방열효율을 높일 수 있다

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기용 방열장치에서 써멀베이스와 제1전열파이프의 결합을 설명하는 도면이다.

도 6 내지 도 8에 나타난 바와 같이, 제1전열파이프(20)의 일단부(22)는 제1전자부품(2)을 향하는 써멀베이스(10) 일면의 장착홈(16)에 배치되어 있어서, 써멀베이스(10)가 제1전자부품(2)와 접하도록 결합될 때 제1전열파이프(20)의 일단부(22)도 제1전자부품(2)과 접하게 된다.

또한, 제1전열파이프(20)의 타단부(24)는 방사상의 히트파이프 루프(30)를 지지하는 써멀베이스(10)의 타면에 환형으로 배치되어 있어서, 방사상으로 배치된 히트파이프 루프(30)에 환형으로 형성된 제1흡열부와 마주하여 접하게 된다.

그러나, 본 실시예의 제1전열파이프(20)가 제1전자부품(2) 및 히트파이프 루프(30)에 직접 접하는 구조에 한정되지는 않으며, 제1전열파이프(20)는 제1전자부품(2) 또는 히트파이프 루프(30)와 직접 결합되지는 않고 써멀베이스(10)를 통하여 제1전자부품(2) 및 히트파이프 루프(30)와 열전달이 가능하게 결합될 수도 있다.

한편, 본 실시예의 전자기기용 방열장치는, 제2전자부품(6)에서 발생되는 열도 함께 방열할 수 있도록, 제2전자부품(6) 및 히트파이프 루프(30)와 열전달 가능하게 결합되는 제2전열파이프(50)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2전열파이프(50)도 위크형 히트파이프를 이용할 수 있다.

도 1 및 도 3에 나타난 바와 같이, 전자기기에는 기판(1)에 실장된 제1전자부품(2) 이외에도 기판(1) 또는 기판(1)에 결합된 보조기판(5)에 실장된 제2전자부품(6)이 추가로 포함될 수 있다. 그리고, 제2전자부품(6)도 비디오 카드의 칩셋 등과 같이 많은 열을 발생하여 방열이 필요할 수 있다. 이 때, 본 실시예의 전자기기용 방열장치는 제2전자부품(6) 및 히트파이프 루프(30)와 열전달 가능하게 결합되는 제2전열파이프(50)를 추가로 포함함으로써, 제1전자부품(2) 및 제2전자부품(6)에서 발생되는 열을 함께 방열할 수 있다.

이를 위해, 제2전열파이프(50)의 일단부는 기판(1) 또는 기판(1)에 결합된 보조기판(5)에 실장된 제2전자부품(6)과 열전달 가능하게 결합되어 있으며, 제2전열파이프(50)의 타단부는 히트파이프 루프(30)에 형성된 제2흡열부와 열전달 가능하게 결합될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에서 제2전열파이프(50)의 일단부는, 메인보드에 결합된 비디오 카드의 칩셋에 제1커버부재(52)를 통하여 결합될 수 있다. 그리고, 제2전열파이프(50)의 타단부는, 히트파이프 루프(30)의 제2흡열부에 결합된 써멀블록(60)에 제2커버부재(62)를 통하여 결합될 수 있다. 이 때, 써멀블록(60)은 환형으로 형성되어서, 방사상으로 배치된 히트파이프 루프(30)에서 환형으로 형성된 제2흡열부(중심영역(32)에 인접한 부분(30a) 중에서 상부, 도 4 참조)와 결합될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 방열장치는, 써멀베이스(10')가 상술한 전열파이프의 열전달 구조를 구비한 점에서 상술한 실시예와 차이가 있다. 이하에서는 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고 차이점으로 중심으로 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 나타낸 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 나타낸 단면도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기용 방열장치를 나타낸 분해 사시도이다.

본 실시예의 전자기기용 방열장치는 써멀베이스(10') 자체로 대량의 열을 신속하게 전달할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 본 실시예의 써멀베이스(10')는 위크형 히트파이프의 열전달 구조를 내장하고 있다.

도 10에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 써멀베이스(10')에는 작동유체(F)가 주입되는 챔버가 형성되어 있으며, 챔버의 벽면에는 위크가 형성되어 있다. 이에 따라, 상술한 위크형 히트파이프의 열전달 과정과 같이, 위크 내의 작동유체(F)가 기화 및 응축되는 과정을 통하여 흡수된 열이 히트파이프 루프(30)로 신속하게 전달될 수 있다.

이 때, 본 실시예의 써멀베이스(10')는 베이스부재(11'), 위크부재(15') 및 커버부재(16')가 조립되어 이루어질 수 있다. 이에 따라, 위크형 히트파이프의 열전달 구조를 내장한 써멀베이스(10')의 제작이 용이해질 수 있다.

구체적으로 도 9 및 도 11에 나타난 바와 같이, 디스크 형상의 베이스부재(11') 일면은 제1전자부품과 열전달 가능하게 결합되도록 제1전자부품을 향하는 방향으로 돌출되어 있다. 그리고, 베이스부재(11')의 타면은 작동유체(F)가 주입되는 챔버가 형성되도록 함몰되어 있다. 즉, 베이스부재(11')에는 컵 형상처럼 내부가 비어 있는 돌출부가 형성된다.

위크부재(15')는 위크를 포함하는 부분으로, 베이스부재(11')의 함몰된 내측 벽면에 결합된다. 이에 따라, 베이스부재(11')의 함몰된 부분에 형성되는 챔버의 내벽에는 위크가 형성된다.

이 때, 본 실시예의 위크부재(15')는 다공성 구조의 소결형 위크를 포함할 수 있다. 소결형 위크는 금속분말을 가열하거나 가압하거나, 가열과 함께 가압하여 형성할 수 있다.

특히, 본 실시예의 소결형 위크는 성형된 후에 베이스부재(11')에 결합된 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 소결형 위크의 성형 시에는 가열하거나 열이 발생된다. 이에 따라, 베이스부재(11')에 직접 소결형 위크가 형성되면, 베이스부재(11')가 열로 인한 어닐링(annealing, 풀림)처리가 되어 베이스부재(11')의 강도가 낮아질 우려가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 베이스부재(11')의 강도 저하를 방지하기 위해, 소결형 위크를 별도로 형성한 후에 베이스부재(11')에 결합시킨다.

한편, 본 실시예에서는 위크부재(15')로 소결형 위크를 제시하였으나 위크부재(15')가 소결형 위크에 한정되는 것은 아니며, 위크부재(15')는 금속재질이나 섬유재질로 이루어진 그물망 등과 같은 매쉬형 구조의 위크를 포함할 수 있다. 또한, 위크부재(15')는 소결형 위크 및 매쉬형 위크뿐만 아니라, 내부에 다공질 구조가 형성되어 작동유체(F)의 기화 및 응축과정이 수행될 수 있는 다양한 부재를 포함한다.

커버부재(16')는 위크부재(15') 및 베이스부재(11') 타면의 함몰된 부분을 커버하여 써멀베이스(10')의 내부에 챔버를 형성한다.

본 실시예에서는 작동유체(F)의 주입을 용이하게 하기 위하여, 커버부재(16')에 주입구를 형성한다. 그리고, 주입구는 작동유체(F)가 주입되면 밀봉부재(17')에 의해 봉해진다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

1: 기판
2: 제1전자부품
5: 보조기판
6: 제2전자부품
10, 10': 써멀베이스
20: 제1전열파이프
30: 히트파이프 루프
40: 결합부재
42: 지지바
44, 46: 결합나사
50: 제2전열파이프
60: 써멀블록

Claims

기판에 실장된 제1전자부품에서 발생되는 열을 흡수하도록, 상기 제1전자부품과 열전달 가능하게 결합된 써멀베이스; 및
세관형으로 형성되어 작동유체가 주입되며, 상기 써멀베이스와 열전달 가능하게 결합되는 제1흡열부와 상기 제1흡열부에서 흡수된 열을 방출하는 방열부를 구비한 진동세관형의 히트파이프 루프를 포함하고,
상기 히트파이프 루프는 중심영역이 비워진 방사상으로 배치되어 있으며,
상기 중심영역을 통하여 상기 기판에 상기 써멀베이스를 결합시키는 결합부재가 조립되도록, 상기 중심영역으로 상기 결합부재의 조립영역이 노출된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제1항에 있어서,
상기 히트파이프 루프는 나선형 구조로 형성되어 있으며, 방사상의 방열부가 형성되도록 환형으로 배치된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제1항에 있어서,
상기 결합부재는,
일단부가 상기 기판 상에 결합되어 있으며, 타단부가 상기 써멀베이스에 결합된 지지바; 및
상기 지지바를 상기 기판 또는 상기 써멀베이스에 결합시키는 결합나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제1항에 있어서,
작동유체가 주입되고 내벽에 위크(wick)가 형성되어 있으며, 상기 제1전자부품 및 상기 히트파이프 루프와 열전달이 가능하게 결합된 제1전열파이프를 더 포함하는 전자기기용 방열장치.
제4항에 있어서,
상기 제1전열파이프에서,
일단부는, 상기 제1전자부품과 열전달 가능하게 결합되고,
타단부는, 상기 히트파이프 루프의 제1흡열부와 열전달 가능하게 결합되도록, 상기 써멀베이스에 배치된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제5항에 있어서,
상기 제1전열파이프의 일단부는, 상기 제1전자부품을 향하는 상기 써멀베이스의 일면에 배치되어 있으며,
상기 제1전열파이프의 타단부는, 방사상의 상기 히트파이프 루프를 지지하는 상기 써멀베이스의 타면에 환형으로 배치된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제1항에 있어서,
상기 써멀베이스에는 작동유체가 주입되는 챔버가 형성되어 있으며,
상기 챔버의 벽면에는 위크가 형성된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제7항에 있어서,
상기 써멀베이스는,
상기 제1전자부품과 열전달 가능하게 결합되도록 일측으로 돌출되어 있으며, 상기 챔버가 형성되도록 타측이 함몰된 베이스부재;
상기 베이스부재의 함몰된 내측 벽면에 결합된 위크부재; 및
상기 위크부재 및 상기 베이스부재의 타측을 커버하는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제8항에 있어서,
상기 위크부재는, 소결형 위크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제9항에 있어서,
상기 소결형 위크는,
성형된 후에 상기 베이스부재에 결합된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제8항에 있어서,
상기 위크부재는, 메쉬(mesh)형 위크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제1항에 있어서,
내벽에 위크(wick)가 형성되어 있으며 작동유체가 주입되는 위크형의 제2전열파이프를 더 포함하고,
상기 제2전열파이프의 일단부는, 상기 기판 또는 상기 기판에 결합된 보조기판에 실장된 제2전자부품과 열전달 가능하게 결합되어 있으며,
상기 제2전열파이프의 타단부는, 상기 히트파이프 루프에 형성된 제2흡열부와 열전달 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 전자기기용 방열장치.
제12항에 있어서,
방사상의 상기 히트파이프 루프 및 상기 제2전열파이프의 타단부와 결합된 환형의 써멀블록을 더 포함하는 전자기기용 방열장치.