KR20140042736A - Cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기체 (base) 의 유로를 유동하는 냉각 매체에 의하여 기체에 접합된 발열체를 냉각시키는 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling apparatus for cooling a heating element bonded to a gas by a cooling medium flowing in a flow path of a base.
일본 미심사 특허출원공개 제 2012-29539 에서는, 외측으로부터 전자 부품 등의 발열체가 장착되고 또한 발열체를 냉각하도록 냉각 매체가 유동하는 유로가 안에 형성되는 기체를 구비한 냉각 장치가 개시되어 있다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-29539 discloses a cooling apparatus provided with a gas in which a heating element such as an electronic component is mounted from the outside and a flow path through which a cooling medium flows to cool the heating element is formed therein.
전술한 문헌에 개시된 냉각 장치에 있어서, 유로의 내부면과 냉각 매체간의 접촉 영역을 증가시키도록 기체의 유로내에는 다수의 방열 핀들 (pin fins) 이 지그재그 배열로 제공된다. 발열체로부터 방사된 열을 기체로 전달함으로써, 방열 핀들은 유로의 내부면으로부터 냉각 매체로의 열 방사 (heat radiation) 를 향상시켜 발열체를 효과적으로 냉각시키게 된다.In the cooling device disclosed in the above-mentioned document, a plurality of heat dissipation fins are provided in a zigzag arrangement in the gas flow path to increase the contact area between the inner surface of the flow path and the cooling medium. By transferring heat radiated from the heating element to the gas, the heat dissipation fins improve heat radiation from the inner surface of the flow path to the cooling medium to effectively cool the heating element.
상기 문헌에 개시된 냉각 장치는, 유로내에서 냉각 매체의 유동 방향을 따라 연장되는 유로의 내부 측면 및 방열 핀들 사이에 유로 제어 유닛을 구비한다. 유로 제어 유닛은, 유로를 유동하는 냉각 매체를 유로의 내부 측면으로부터 멀리 안내하여, 냉각 매체가 방열 핀들이 형성된 기체의 영역 쪽으로 유동한다. 따라서, 냉각 매체가 기체의 영역을 유동하지 않고 유로의 내부 측면과 방열 핀들 사이의 간극을 유동하는 것이 방지되고, 그 결과 발열체는 더 효과적으로 냉각된다.The cooling device disclosed in this document has a flow path control unit between the inner side of the flow path and the heat dissipation fins extending in the flow path along the flow direction of the cooling medium. The flow path control unit guides the cooling medium flowing through the flow path away from the inner side of the flow path, so that the cooling medium flows toward the area of the gas on which the heat radiation fins are formed. Thus, the cooling medium is prevented from flowing the gap between the inner side of the flow path and the heat dissipation fins without flowing the region of the gas, and as a result, the heating element is cooled more effectively.
기체의 유로내에 유로 제어 유닛이 배치되는 전술한 냉각 장치에서, 유로내에 유로 제어 유닛을 위한 공간을 보장할 필요가 있고, 이는 기체를 더 크게 만든다.In the above-described cooling apparatus in which the flow path control unit is disposed in the flow path of the gas, it is necessary to ensure a space for the flow path control unit in the flow path, which makes the gas larger.
냉각 장치에서, 유로 제어 유닛을 제공함으로써 기체의 유로 단면적을 저감시켜 유로 제어 유닛과 방열 핀들 사이의 간극을 저감시키고, 그리하여 냉각 매체가 유로를 유동할 때 발생하는 압력 손실이 증가되고, 이는 냉각 매체가 유로를 원활하게 유동하는 것을 곤란하게 만든다.In the cooling device, providing a flow path control unit reduces the flow path cross-sectional area of the gas to reduce the gap between the flow path control unit and the heat dissipation fins, thereby increasing the pressure loss that occurs when the cooling medium flows through the flow path, which is a cooling medium. This makes it difficult for the flow path to flow smoothly.
본 발명은, 냉각 매체의 원활한 유동을 허용하고 또한 크기가 줄어든 냉각 장치를 제공하는 것에 관한 것이다.The present invention is directed to providing a cooling device which allows for a smooth flow of the cooling medium and which is reduced in size.
본 발명의 일 양태에 따라서, 발열체가 접합가능한 냉각 장치가 제공된다. 냉각 장치는 기체, 다수의 제 1 그룹의 방열 핀들, 및 다수의 제 2 그룹의 방열 핀들을 포함한다. 기체는 냉각 매체가 유동하는 유로를 가진다. 제 1 그룹의 방열 핀들은 유로내에 또한 발열체에 인접하게 위치된다. 각각의 제 1 그룹의 방열 핀들은, 냉각 매체가 유로를 유동하는 유동 방향에 수직한 폭 방향으로 배열된다. 제 1 그룹의 기체의 측면에 가장 근접하게 위치된 각각의 제 1 그룹의 방열 핀들 중 하나는 제 1 최외부 방열 핀이다. 제 2 그룹의 방열 핀들은 유로내에 또한 발열체에 인접하게 위치된다. 각각의 제 2 그룹의 방열 핀들은, 냉각 매체가 유로를 유동하는 유동 방향에 수직한 폭 방향으로 배열된다. 제 2 그룹의 기체의 측면에 가장 근접하게 위치된 각각의 제 2 그룹의 방열 핀들 중 하나는 제 2 최외부 방열 핀이다. 제 2 그룹과 제 1 그룹은 유동 방향으로 교대로 배열된다. 제 2 그룹 및 제 1 그룹의 방열 핀들은 지그재그 배열로 제공된다. 각각의 제 2 그룹의 제 2 최외부 방열 핀은 각각의 제 1 그룹의 제 1 최외부 방열 핀보다 기체의 측면으로부터 더 거리를 둔다. 각각의 제 2 그룹의 제 2 최외부 방열 핀의 측면과 기체의 측면 사이의 폭은, 제 1 그룹의 제 1 최외부 방열 핀에 인접한 각각의 제 1 그룹의 방열 핀의 측면과 제 2 최외부 방열 핀의 측면 사이의 폭과 동일하거나 또는 그보다 더 크다.According to one aspect of the present invention, there is provided a cooling device to which a heating element can be bonded. The cooling apparatus includes a gas, a plurality of first group of heat dissipation fins, and a plurality of second group of heat dissipation fins. The gas has a flow path through which the cooling medium flows. The heat radiation fins of the first group are located in the flow path and adjacent to the heating element. The heat dissipation fins of each first group are arranged in the width direction perpendicular to the flow direction in which the cooling medium flows through the flow path. One of each of the first group of heat dissipation fins located closest to the side of the first group of gases is the first outermost heat dissipation fin. The second group of heat dissipation fins is located in the flow path and adjacent to the heating element. The heat radiation fins of each second group are arranged in the width direction perpendicular to the flow direction in which the cooling medium flows through the flow path. One of each of the second group of heat dissipation fins located closest to the side of the second group of gases is the second outermost heat dissipation fin. The second group and the first group are alternately arranged in the flow direction. The heat dissipation fins of the second group and the first group are provided in a zigzag arrangement. The second outermost heat dissipation fin of each second group is further distanced from the side of the body than the first outermost heat dissipation fin of each first group. The width between the side of the second outermost heat dissipation fin of each second group and the side of the body is equal to the side of the heat dissipation fin of the first group adjacent to the first outermost heat dissipation fin of the first group and the second outermost. It is equal to or greater than the width between the sides of the heat dissipation fins.
본원의 다른 양태 및 장점은, 본원의 원리를 예로 설명하는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백할 것이다.Other aspects and advantages of the invention will be apparent from the following description with reference to the accompanying drawings which illustrate, by way of example, the principles of the invention.
본원의 목적 및 장점과 함께 본원은 첨부된 도면과 함께 본원의 바람직한 실시형태의 이하의 설명을 참조하면 잘 이해될 것이다.Together with the objects and advantages of the present application, this application will be better understood with reference to the following description of the preferred embodiments of the present application in conjunction with the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 장치를 도시하는 분해 사시도,
도 2 는 도 1 의 냉각 장치를 도시하는 수평방향 단면도,
도 3 은 도 2 의 냉각 장치를 도시하는 확대 부분도,
도 4 는 비교예의 냉각 장치를 도시하는 개략도,
도 5 는 도 1 의 냉각 장치를 도시하는 개략도,
도 6 은 도 1 의 냉각 장치를 도시하는 확대 부분 개략도,
도 7a 는 본 발명의 변형예에 따른 냉각 장치를 도시하는 부분 단면도, 및
도 7b 는 본 발명의 다른 변형예에 따른 냉각 장치를 도시하는 부분 단면도.1 is an exploded perspective view showing a cooling device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a horizontal sectional view showing the cooling device of FIG. 1;
3 is an enlarged partial view illustrating the cooling device of FIG. 2;
4 is a schematic view showing a cooling device of a comparative example;
5 is a schematic view showing the cooling device of FIG. 1, FIG.
6 is an enlarged partial schematic view showing the cooling device of FIG. 1, FIG.
7A is a partial sectional view showing a cooling device according to a modification of the present invention, and
7B is a partial sectional view showing a cooling device according to another modification of the present invention.
도 1 내지 도 6 을 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 냉각 장치를 이하 설명한다. 도 1 을 참조하면, 냉각 장치는 도면부호 10 으로 나타내었고 기체 (20) 를 구비한다. 기체 (20) 는 서로 접합되는 제 1 기체형성 부재 (21) 와 제 2 기체형성 부재 (22) 를 포함한다. 이 부재들 (21, 22) 은 둘 다 알루미늄으로 제조되고 또한 실질적으로 동일한 형상을 가진다. 부재들 (21, 22) 각각은 직사각형 외부 플레이트 (23), 외부 플레이트 (23) 의 2 개의 단변 각각으로부터 연장되는 2 개의 측벽 (25A), 외부 플레이트 (23) 의 2 개의 장변 각각으로부터 연장되는 2 개의 측벽 (25B), 및 측벽 (25A, 25B) 의 단부들로부터 수평방향 외부로 연장되는 플레이트형 접합부 (26) 를 구비한다.A cooling device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. Referring to FIG. 1, the cooling device is indicated at 10 and has a
기체 (20) 는 냉각 매체가 유동하는 유로로서 작용하는 내부 공간 (S) 을 그 내부에 구비한다. 발열체로서 작용하는 반도체 장치 (28) 는, 내부면이 내부 공간 (S) 에 대향하는 외부 플레이트 (23) 의 외부면에서 직사각형 절연 기판 (27) 에 의하여 제 1 기체형성 부재 (21) 의 외부 플레이트 (23) 에 접합된다. 보다 자세하게는, 절연 기판 (27) 은 그의 하부면에서 접합층으로서 작용하는 금속 플레이트 (비도시) 에 의하여 제 1 기체형성 부재 (21) 에 접합된다. 절연 기판 (27) 의 장변 방향이 제 1 기체형성 부재 (21) 의 장변에 대응하는 것을 알 수 있다. 반도체 장치 (28) 는 배선층으로서 작용하는 금속 플레이트 (비도시) 에 의하여 절연 기판 (27) 의 상부면 위에 장착된다.The
제 1 기체형성 부재 (21) 와 제 2 기체형성 부재 (22) 사이에는 직사각형 지지 플레이트 (32) 가 개재되고, 이 직사각형 지지 플레이트는 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 에 다수의 방열 핀들 (31) 을 지지한다. 지지 플레이트 (32) 는 평면에서 볼 때 제 1 기체형성 부재 (21) 와 제 2 기체형성 부재 (22) 의 접합부들 (26) 의 외부 프로파일과 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 가진다. 지지 플레이트 (32) 는 기체형성 부재들 (21, 22) 의 접합부들 (26) 사이에 유지되어, 지지 플레이트 (32) 의 대향 표면들이 기체형성 부재들 (21, 22) 의 외부 플레이트들 (23) 에 각각 대향한다. 제 1 기체형성 부재 (21) 의 접합부 (26), 제 2 기체형성 부재 (22) 의 접합부 (26) 및 지지 플레이트 (32) 는 경납땜에 의해 함께 밀봉 접합된다. 그리하여, 냉각 장치에 배치된 지지 플레이트 (32) 는 내부 공간 (S) 을 제 1 유로 (S1) (도 2 참조) 와 제 2 유로 (S2) (도 1 참조) 로 분리시킨다.A
제 1 기체형성 부재 (21) 의 접합부 (26) 와 측벽 (25A) 은 리세스들 (33A, 34A) (도 2 참조) 을 가진다. 제 2 기체형성 부재 (22) 의 접합부 (26) 와 측벽 (25A) 은 리세스들 (33B, 34B) 을 가진다. 제 1 기체형성 부재 (21) 와 제 2 기체형성 부재 (22) 의 접합부들 (26) 을 그의 대향 표면들의 지지 플레이트 (32) 에 적소에 접합함으로써, 제 1 기체형성 부재 (21) 의 리세스들 (33A, 34A) 은 제 1 유로 (S1) 를 기체 (20) 의 외측과 연통시킨다. 유사하게, 제 2 기체형성 부재 (22) 의 리세스들 (33B, 34B) 은 제 2 유로 (S2) 를 기체 (20) 의 외측과 연통시킨다.The
원통형 유입 튜브 (41) 가 기체형성 부재들의 리세스들 (33A, 33B) 에서 기체형성 부재들 (21, 22) 에 연결되어, 냉각 매체가 리세스들 (33A, 33B) 에 형성된 개구부들을 통하여 각각 제 1 유로 (S1) 와 제 2 유로 (S2) 안으로 유동한다. 또한, 원통형 유출 튜브 (42) 가 기체형성 부재들의 리세스들 (34A, 34B) 에서 기체형성 부재들 (21, 22) 에 연결되어, 냉각 매체가 리세스들 (34A, 34B) 에 형성된 개구부들을 통하여 각각 제 1 유로 (S1) 와 제 2 유로 (S2) 외부로 유동한다. 그리하여, 냉각 매체는 유입 튜브 (41) 로부터 기체형성 부재들 (21, 22) 의 장변을 따른 방향으로 유출 튜브 (42) 쪽으로 유동한다.A
도 2 를 참조하면, 방열 핀들 (31) 은 평면에서 볼 때 지지 플레이트 (32) 의 상부 표면과 하부 표면 둘 다에 지그재그 배열로 형성되어, 방열 핀 유닛 (50) 을 형성한다. 지지 플레이트 (32) 의 상부 표면과 하부 표면의 방열 핀들 (31) 의 지그재그 배열은 동일하다. 특히, 도시된 실시형태에서 지지 플레이트 (32) 의 대향 표면들 각각의 방열 핀들 (31) (일 표면 위의 방열 핀들이 도면에 도시됨) 은 7 개의 열의 방열 핀들 (31) 을 포함하고, 열은 지지 플레이트 (32) 의 장변을 따른 방향으로 (또는 냉각 매체가 내부 공간 (S) 을 유동하는 유동 방향으로) 실질적으로 등간격으로 이격되어 있다. 보다 자세하게는, 7 개의 열은, 지지 플레이트 (32) 의 단변을 따른 방향으로 미리 정해진 이격 간격으로 배열된 3 개의 제 1 방열 핀들 (31B) 을 각각 포함하는 3 개의 제 1 열의 방열 핀들과, 제 1 방열 핀들 (31B) 과 동일한 방향으로 동일한 이격 간격으로 배열된 4 개의 제 2 방열 핀들 (31A) 을 각각 포함하는 4 개의 제 2 열의 방열 핀들을 포함한다. 게다가, 제 1 방열 핀들 (31B) 의 제 1 열 및 제 2 방열 핀들 (31A) 의 제 2 열은 유동 방향으로 교대로 배열되고, 어떠한 2 개의 인접한 제 1 열과 제 2 열의 제 1 방열 핀 (31B) 과 제 2 방열 핀 (31A) 은 도 2 에 명확하게 도시된 바와 같이 지그재그 배열로 배치된다.Referring to FIG. 2, the
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 모든 방열 핀들 (31) 은 동일한 길이와 직경을 가진 형상인 원통형이고 또한 지지 플레이트 (32) 의 각각의 표면들로부터 연장된다. 지지 플레이트 (32) 의 상부 표면으로부터 상방으로 연장되는 모든 방열 핀들 (31) 은 그의 상단부에서 제 1 기체형성 부재 (21) 의 외부 플레이트 (23) 에 접합된다. 지지 플레이트 (32) 의 하부 표면으로부터 하방으로 연장되는 모든 방열 핀들 (31) 은 그의 하단부에서 제 2 기체형성 부재 (22) 의 외부 플레이트 (23) 에 접합된다.As shown in FIGS. 1 and 2, all the
냉각 매체의 유동 방향을 따라 연장되는 기체형성 부재들 (21, 22) 의 측벽들 (25B) 의 내부 측면들 각각에는, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 유동 방향으로 방열 핀들 (31) 과 동일한 간격으로 이격되고 또한 내부 측면으로부터 내부로 돌출하는 3 개의 돌출부들 (60) 이 형성된다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 돌출부 (60) 각각은 기체 (20) 의 수평 섹션에서 원통형 방열 핀 (31) 의 원과 동일한 원의 세그먼트 (원의 세그먼트는 반원보다 작음) 형상을 가진다. 돌출부 (60) 는, 돌출부의 수직 섹션이 단부를 향하여 점차적으로 줄어들도록 형성된다. 돌출부 (60) 는, 이 돌출부 (60) 의 외주면에 대하여 어떠한 법선방향이 측벽 (25B) 으로부터 멀리 기체형성 부재들 (21, 22) 의 내부 공간 (S) 의 내부로 향하게 되도록 형성된다.On each of the inner side surfaces of the sidewalls 25B of the
지지 플레이트 (32) 가 기체형성 부재들 (21, 22) 의 접합부들 (26) 사이에 유지됨으로써, 돌출부 (60) 와 제 1 방열 핀들 (31B) 은 지지 플레이트 (32) 의 단변을 따른 방향으로 (또는 유동 방향에 수직한 폭 방향으로) 연장되는 3 개의 평행한 가상선을 따라서 배열된다. 본 실시형태에 있어서, 폭 방향으로 연장되는 3 개의 평행한 가상선들을 따라서 배열되는 제 1 방열 핀들 (31B) 및 돌출부 (60) 는 제 1 그룹의 방열 핀들을 형성한다. 이러한 경우에, 기체형성 부재들 (21, 22) 의 측벽들 (25B) 의 일부를 형성하는 돌출부들 (60) 은 제 1 그룹의 방열 핀들의 제 1 최외부 방열 핀들로서 간주된다.The
본원의 실시형태에 있어서, 유동 방향을 가로지르는 폭 방향을 따라서 배열된 제 2 방열 핀들 (31A) 의 4 개의 열들은 제 2 그룹의 방열 핀들을 형성한다. 제 2 그룹의 방열 핀들 각각에서 기체형성 부재들 (21, 22) 의 대향 측벽들 (25B) 에 가장 근접하게 위치된 제 2 방열 핀들 (31A) 은 제 2 최외부 방열 핀들 (31A1) 로 간주된다. 제 2 최외부 방열 핀들 (31A1) 은, 제 1 최외부 방열 핀들과는 다르게, 기체형성 부재들 (21, 22) 의 측벽들 (25B) 로부터 분리된다. 이와 관련하여, 돌출부 (60) 는 제 2 최외부 방열 핀들 (31A1) 보다 내부 공간 (S) 내의 냉각 매체의 유동 방향을 따라서 연장되는 측벽들 (25B) 의 측면에 더 근접하게 된다. 즉, 제 2 최외부 방열 핀들 (31A1) 은 돌출부 (60) 보다 측벽들 (25B) 의 측면으로부터 더 거리를 둔다.In the embodiment of the present application, four rows of the second
제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 (측면) 및 기체형성 부재들 (21, 22) 각각의 인접한 측벽 (25B) 의 내부 측면 사이의 거리 (L1) 또는 최단 거리가, 제 1 그룹의 방열 핀들에서 돌출부 (60) 에 가장 근접하게 위치된 제 1 방열 핀 (31B) 의 외주면 (측면) 및 제 1 방열 핀에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 (측면) 사이의 거리 (L2) 또는 최단 거리보다 큰 것을 알아야 한다. 그에 따라서, 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 및 기체형성 부재들 (21, 22) 각각의 인접한 측벽 (25B) 의 내부 측면 사이의 폭 (W1) 은, 제 1 그룹의 방열 핀들의 돌출부 (60) 에 가장 근접하게 위치된 제 1 방열 핀 (31B) 의 외주면 및 제 1 방열 핀에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 (측면) 사이의 폭 (W2) 보다 크다.The distance L1 or the shortest distance between the outer circumferential surface (side) of the second outermost heat dissipation fin 31A1 and the inner side of the
돌출부 (60) 의 외주면 및 돌출부에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 사이의 거리 (L3) 또는 최단 거리는 거리 (L2) 와 실질적으로 동일하다. 그에 따라서, 돌출부 (60) 의 외주면 및 돌출부에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 사이의 폭 (W3) 은 폭 (W2) 과 실질적으로 동일하다.The distance L3 or the shortest distance between the outer circumferential surface of the
전술한 냉각 장치 (10) 의 작동을 이하 설명한다. 도면부호 110 으로 나타낸 비교예의 냉각 장치내에서 냉각 매체가 유동하는 방식을 도시하는 도 4 를 참조하면, 냉각 매체는 방열 핀들 (131) 이 형성되는 내부 공간 (S) 의 영역 (P1) 을 도 4 에서 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 유동할 뿐만 아니라, 냉각 매체의 일부는 방열 핀들 (131) 의 최외부 열 및 기체 (120) 의 내부 측면 사이의 내부 공간 (S) 의 영역 (P2) 을 도 4 에서 일점 쇄선 화살표로 나타낸 바와 같이 유동한다. 영역 (P2) 을 유동하는 냉각 매체는 기체 (120) 로부터 방열 핀들 (131) 을 통하여 열 방사하는데 매우 적게 기여하므로, 기체 (120) 에 접합된 반도체 장치 (28) 의 효과적인 냉각을 달성할 수 없다.The operation of the above-described
본 실시형태의 냉각 장치 (10) 내에서 냉각 매체가 유동하는 방식을 도시하는 도 5 를 참조하면, 한편으로는, 본 실시형태의 냉각 장치 (10) 에서 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면과 제 2 최외부 방열 핀에 인접한 측벽 (25B) 의 내부 측면 사이의 폭 (W1) 은, 도 4 에 도시된 비교예의 냉각 장치 (110) 에서 측벽 (125B) 과 이 측벽 (125B) 에 인접한 방열 핀 (131) 사이의 폭 (W11) 보다 작다. 그리하여, 냉각 매체는 내부 공간 (S) 의 영역 (P1) 을 도 5 에서 실선 화살표로 도시한 바와 같이 확실하게 유동한다. 따라서, 냉각 매체는 효과적으로 기체 (20) 로부터 방열 핀들 (31) 을 통하여 열 방사하는데 크게 기여하여, 기체 (20) 에 접합되는 반도체 장치 (28) 를 효과적으로 냉각시킨다.Referring to FIG. 5, which shows the manner in which the cooling medium flows in the
본 실시형태에서 냉각 장치 (10) 의 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 의 폭 (W4) 은 냉각 장치 (110) 의 기체 (120) 의 내부 공간 (S) 의 폭 (W14) 보다 작을 수 있다. 그리하여, 냉각 매체의 유동 방향에 수직한 폭 방향으로의 기체 (20) 의 치수가 줄어들고, 그리하여 기체 (20) 는 더 작게 형성된다.In the present embodiment, the width W4 of the internal space S of the
기체 (20) 의 내부 공간 (S) 이 폭 (W4) 을 가지는 본 실시형태에 있어서, 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 을 유동하는 냉각 매체의 유로는 폭 (W2) 에 비하여 줄어든 폭을 갖지 않는다. 그리하여, 냉각 매체가 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 을 유동할 때 발생하는 압력 손실이 증가하는 것이 방지된다.In the present embodiment in which the internal space S of the
도 6 을 참조하면, 기체 (20) 의 측벽 (25B) 을 따라 유동하는 냉각 매체는 화살선으로 도시한 바와 같이 돌출부 (60) 에 의해 측벽 (25B) 으로부터 멀리 내부로 안내된다. 그리하여, 냉각 매체는 내부 공간 (S) 의 영역 (P1) 쪽으로 유동하도록 안내된다.Referring to FIG. 6, the cooling medium flowing along the
폭 (W3) 은 폭 (W2) 과 실질적으로 동일하다. 돌출부 (60) 가 기체 (20) 의 측벽 (25B) 에 형성되는 본 실시형태에 있어서, 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 을 유동하는 냉각 매체의 유로는 폭 (W2) 에 비하여 줄어든 폭을 갖지 않는다. 그리하여, 냉각 매체가 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 을 유동할 때 발생하는 압력 손실이 증가하는 것이 방지된다.The width W3 is substantially the same as the width W2. In the present embodiment in which the
전술한 실시형태는 이하의 유리한 효과를 가진다.The above-described embodiment has the following advantageous effects.
(1) 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면과 기체형성 부재들 (21, 22) 각각의 제 2 최외부 방열 핀에 인접한 측벽 (25B) 의 내부 측면 사이의 폭 (W1) 이 제 1 그룹의 방열 핀들에서 돌출부 (60) 에 인접한 제 1 방열 핀 (31B) 의 외주면과 제 1 방열 핀에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 사이의 폭 (W2) 보다 큰 본 발명에 따른 본 실시형태에 있어서, 기체형성 부재들 (21, 22) 의 측벽 (25B) 은 방열 핀들 (31) 에 근접하게 위치되는 반면, 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 과 기체형성 부재들 (21, 22) 의 제 2 최외부 방열 핀에 인접한 측벽 (25B) 사이의 폭 (W1) 에 대한 충분한 공간이나 거리가 보장된다. 따라서, 냉각 매체는 내부 공간 (S) 의 영역 (P1) 을 확실하게 유동할 수 있고, 냉각 매체가 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 을 유동할 때 발생하는 압력 손실이 증가되는 것이 방지된다. 그에 따라서, 냉각 매체가 내부 공간 (S) 의 영역 (P1) 을 원활하게 유동함으로써 반도체 장치 (28) 를 효과적으로 냉각시키는데 도움을 준다. 또한, 기체 (20) 의 내부 측면이 방열 핀들 (31) 에 근접하게 위치되는 본 실시형태에 있어서, 내부 공간 (S) 의 폭 치수가 줄어들어, 내부 공간 (S) 을 가진 기체 (20) 의 크기와 그에 따른 냉각 장치 (10) 의 크기를 감소시킨다.(1) The width W1 between the outer circumferential surface of the second outermost heat dissipation fin 31A1 and the inner side of the
(2) 돌출부 (60) 의 외주면과 돌출부에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 사이의 폭 (W3) 은, 제 1 그룹의 방열 핀들의 돌출부 (60) 에 인접한 제 1 방열 핀 (31B) 의 외주면과 제 1 방열 핀에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 사이의 폭 (W2) 과 실질적으로 동일하다. 또한, 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면과 기체형성 부재들 (21, 22) 각각의 제 2 최외부 방열 핀에 인접한 측벽 (25B) 의 내부 측면 사이의 폭 (W1) 은, 돌출부 (60) 의 외주면과 돌출부에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 사이의 폭 (W3) 보다 크다. 그리하여, 폭 (W1) 은 폭 (W2) 보다 크다. 폭 (W1) 에 대하여 충분한 공간 또는 거리가 보장되기 때문에, 냉각 매체가 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 을 유동할 때 발생하는 압력 손실이 증가하는 것이 방지된다.(2) The width W3 between the outer circumferential surface of the
(3) 본 실시형태에 있어서, 내부 공간 (S) 내에서 냉각 매체의 유동 방향을 따라 연장되는 측벽 (25B) 으로부터 내부 공간 (S) 으로 돌출하여 형성되는 돌출부 (60) 는 냉각 매체를 내부 공간 (S) 의 영역 (P1) 쪽으로 안내하여, 냉각 매체가 내부 공간 (S) 의 영역 (P1) 을 더 확실하게 유동하도록 한다.(3) In the present embodiment, the
(4) 돌출부 (60) 가 그의 수직 섹션이 그의 단부 쪽으로 점차적으로 줄어들도록 형성되는 본 실시형태에 있어서, 거리 (L3) 가 비교적 작게 설정되더라도, 돌출부 (60) 의 외주면과 돌출부에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 사이의 폭에 대하여 충분한 공간 또는 거리가 보장된다. 그리하여, 냉각 매체가 돌출부 (60) 와 돌출부에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 사이의 공간을 유동할 때 발생하는 압력 손실이 추가로 저감된다.(4) In the present embodiment, in which the
(5) 기체 (20) 는 방열 핀들 (31) 에 의해 보강되어 이 기체의 강성을 증가시킨다. 그리하여, 보강된 기체 (20) 는 절연 기판 (27) 과 기체 (20) 간의 선형 열팽창계수의 차이로 인해 발생하는 기체 (20) 의 뒤틀림을 제한한다.(5) The
본 실시형태는 이하의 예로서 실시될 수 있다.This embodiment can be implemented by the following example.
도 7a 를 참조하면, 돌출부 (60) 는, 기체 (20) 의 수평방향 섹션에서 원통형 방열 핀 (31) 과 동일한 원의 반원을 가진 반원통 형상으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7A, the
도 7b 를 참조하면, 돌출부 (60) 는, 원통형 방열 핀 (31) 과 동일한 원의 부분원을 가지고 또한 도 7a 의 반원통보다 수평방향 섹션으로 더 큰 부분 원통 형상으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7B, the
전술한 실시형태에 있어서, 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면과 기체형성 부재들 (21, 22) 각각의 제 2 최외부 방열 핀에 인접한 측벽 (25B) 의 내부 측면 사이의 폭 (W1) 이 제 1 그룹의 방열 핀들의 돌출부 (60) 에 인접한 제 1 방열 핀 (31B) 의 외주면과 제 1 방열 핀에 인접한 제 2 최외부 방열 핀 (31A1) 의 외주면 사이의 폭 (W2) 과 동일하도록 구성될 수 있다.In the above embodiment, the width W1 between the outer circumferential surface of the second outermost heat dissipation fin 31A1 and the inner side of the
전술한 실시형태에 있어서, 도 6, 도 7a, 도 7b 에 도시된 돌출부 (60) 와 유사한 형상의 돌출부는 지지 플레이트 (32) 의 대향 표면들로부터 연장되도록 형성될 수 있다.In the above-described embodiment, the protrusions similar in shape to the
전술한 실시형태에 있어서, 도 6, 도 7a, 도 7b 에 도시된 돌출부 (60) 등의 돌출부는 원통형 방열 핀 (31) 과 상이한 직경을 가진 원의 부분원을 가진 부분 원통 형상을 가질 수 있다.In the above-described embodiment, the protrusions such as the
전술한 실시형태에 있어서, 도 6, 도 7a, 도 7b 의 돌출부 (60) 는 부분 원통 형상으로 형성될 필요가 없다. 돌출부 (60) 는 구형 외부면을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 구조에 있어서, 돌출부 (60) 와 돌출부에 인접한 방열 핀 (31) 사이의 공간을 유동하는 냉각 매체의 유동 방향은 돌출부 (60) 의 구형 외부면에 대하여 법선인 방향으로 변경된다. 그리하여, 기체 (20) 의 내부 공간 (S) 을 유동하는 냉각 매체는, 방열 핀들 (31) 이 형성된 내부 공간 (S) 의 영역 쪽으로 효과적으로 안내된다.In the above-described embodiment, the
전술한 실시형태에 있어서, 방열 핀 (31) 은 삼각형 프리즘 또는 사각형 프리즘 등의 다각형 칼럼 형상의 핀으로 교체될 수 있다.In the above-described embodiment, the
전술한 실시형태에 있어서, 방열 핀들 (31) 은 평면에서 볼 때 그리드 패턴으로 배열될 수 있다.In the above-described embodiment, the
전술한 실시형태에 있어서, 지지 플레이트 (32) 에 의해 지지되는 방열 핀들 (31) 의 개수는 원한다면 변경될 수 있다.In the above embodiment, the number of
전술한 실시형태에 있어서, 지지 플레이트 (32) 는 내부 공간 (S) 을 상부 공간과 하부 공간으로 분리하지 않으면서 이 지지 플레이트의 일측에만 방열 핀들 (31) 을 구비하도록 변형될 수 있다.In the above-described embodiment, the
Claims (5)
냉각 매체가 유동하는 유로를 가진 기체,
상기 유로내에 또한 상기 발열체에 인접하게 위치된 다수의 제 1 그룹의 방열 핀들로서, 각각의 제 1 그룹의 방열 핀들은 상기 냉각 매체가 상기 유로를 유동하는 유동 방향에 수직한 폭 방향으로 배열되고, 제 1 그룹에서 상기 기체의 측면에 가장 근접하게 위치된 각각의 제 1 그룹의 방열 핀들 중 하나는 제 1 최외부 방열 핀인, 상기 다수의 제 1 그룹의 방열 핀들, 및
상기 유로내에 또한 상기 발열체에 인접하게 위치된 다수의 제 2 그룹의 방열 핀들로서, 각각의 제 2 그룹의 방열 핀들은 상기 냉각 매체가 상기 유로를 유동하는 유동 방향에 수직한 폭 방향으로 배열되고, 제 2 그룹에서 상기 기체의 측면에 가장 근접하게 위치된 각각의 제 2 그룹의 방열 핀들 중 하나는 제 2 최외부 방열 핀인, 상기 다수의 제 2 그룹의 방열 핀들을 포함하고,
상기 제 2 그룹들과 상기 제 1 그룹들은 상기 유동 방향으로 교대로 배열되며, 상기 제 2 그룹들의 방열 핀들 및 상기 제 1 그룹들의 방열 핀들은 지그재그 배열로 제공되고, 각각의 상기 제 2 그룹의 제 2 최외부 방열 핀은 각각의 상기 제 1 그룹의 제 1 최외부 방열 핀보다 상기 기체의 측면으로부터 더 거리를 두며, 각각의 상기 제 2 그룹의 제 2 최외부 방열 핀의 측면과 상기 기체의 측면 사이의 폭은 상기 제 1 그룹의 상기 제 1 최외부 방열 핀에 인접한 각각의 상기 제 1 그룹의 방열 핀의 측면과 상기 제 2 최외부 방열 핀의 측면 사이의 폭과 동일하거나 또는 그보다 더 큰, 냉각 장치.A cooling device capable of joining a heating element, wherein the cooling device,
Gas with flow path through which the cooling medium flows,
A plurality of first groups of heat dissipation fins located within the flow path and adjacent to the heating element, each of the first groups of heat dissipation fins being arranged in a width direction perpendicular to the flow direction in which the cooling medium flows through the flow path, One of each of the first group of heat dissipation fins located closest to the side of the gas in the first group is a first outermost heat dissipation fin, the plurality of first group of heat dissipation fins, and
A plurality of second groups of heat dissipation fins located within the flow path and adjacent to the heating element, each second group of heat dissipation fins arranged in a width direction perpendicular to a flow direction in which the cooling medium flows through the flow path, One of each of the second group of heat dissipation fins located closest to the side of the gas in the second group includes the plurality of second group of heat dissipation fins, the second outermost heat dissipation fin,
The second groups and the first groups are alternately arranged in the flow direction, wherein the heat dissipation fins of the second groups and the heat dissipation fins of the first groups are provided in a zigzag arrangement, and the first of each of the second groups 2 outermost heat dissipation fins are further distanced from the side of the body than the first outermost heat dissipation fin of each first group, the side of the second outermost heat dissipation fin of each second group and the side of the gas The width between is equal to or greater than the width between the side of each of the first group of heat dissipation fins adjacent to the first outermost heat dissipation fin of the first group and the side of the second outermost heat dissipation fin, Cooling system.
상기 제 1 최외부 방열 핀의 측면과 상기 제 2 최외부 방열 핀의 측면 사이의 폭은, 상기 제 1 그룹의 상기 제 1 최외부 방열 핀에 인접한 각각의 상기 제 1 그룹의 방열 핀의 측면과 상기 제 2 최외부 방열 핀의 측면 사이의 폭과 동일한, 냉각 장치.The method according to claim 1,
The width between the side of the first outermost heat dissipation fin and the side of the second outermost heat dissipation fin is equal to the side of each heat dissipation fin of the first group adjacent to the first outermost heat dissipation fin of the first group. And a width equal to the width between the sides of the second outermost heat dissipation fin.
상기 제 1 최외부 방열 핀은 상기 기체의 측면으로부터 돌출 형성된 돌출부인, 냉각 장치.The method according to claim 1,
And the first outermost heat dissipation fin is a protrusion formed from a side of the base.
상기 돌출부는, 상기 돌출부의 단면이 상기 돌출부의 단부 쪽으로 점차적으로 줄어들도록 형성되는, 냉각 장치.The method of claim 3, wherein
The protrusion is formed so that the cross section of the protrusion is gradually reduced toward the end of the protrusion.
상기 발열체는 절연 기판을 통하여 상기 기체에 접합되는 반도체 장치인, 냉각 장치.The method according to claim 1,
And the heating element is a semiconductor device bonded to the substrate through an insulated substrate.
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