KR20150135093A - 연장형 열 표면 상에 통합되는 콤팩트한 충돌부 - Google Patents

연장형 열 표면 상에 통합되는 콤팩트한 충돌부 Download PDF

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자말 레파이-아메드
보크 헨드릭 피터 자코부스 드
요겐 비쉬와스 우투르카
매튜 에이 퍼거슨
브라이언 패트릭 웨일렌
크리스티안 엠 지오반니엘로
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제네럴 일렉트릭 컴퍼니
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Abstract

전자 장치에 냉각을 제공하는 열 관리 시스템이 개시된다. 열 관리 시스템은, 표면에 열적으로 결합된 복수의 연장형 요소를 갖는 표면, 표면에 걸쳐 냉각 흐름을 생성하도록 구성된 복수의 진동기 어셈블리, 및 표면에 대하여 복수의 진동기 어셈블리를 위치 설정하도록 표면의 복수의 연장형 요소의 상부에 배치된 장착 구조를 포함한다. 장착 구조는, 복수의 진동기 어셈블리에 의해 생성된 냉각 흐름이 연장형 요소에 비스듬히 충돌하도록, 복수의 진동기 어셈블리의 각각을 표면에 대하여 비스듬히 지향시키도록 구성된다.

Description

연장형 열 표면 상에 통합되는 콤팩트한 충돌부{INTEGRATED COMPACT IMPINGEMENT ON EXTENDED HEAT SURFACE}
본 발명의 실시예는 일반적으로 열 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부로 연장된 열 표면의 열 관리를 제공하는 충돌 흐름 냉각 장치에 관한 것이다.
현재 업계에서, 전자 장치는 더 많은 용량과 계산력을 가지면서도 점점 더 작아지고 있다. 그 결과, 전자 부품 및 시스템은, 조용하고, 신뢰성 있고, 작은 물리적 풋프린트(footprint)를 가지는 것이 중요하다.
히트 싱크(heat sink)와 같은 수동 냉각 시스템이 가장 신뢰성 있는 냉각 시스템이지만, 이는 가장 덜 효율적이기도 하다. 히트 싱크가 더 많은 열을 소산할 수 있도록, 핀(fin), 립(rib) 또는 다른 돌출부와 같은 연장형 표면을 포함하는 것에 의해 물리적 풋프린트가 증가된다. 따라서, 공기 또는 액체 냉각 장치와 같은 능동 냉각 시스템이 효율을 증가시키기 위하여 히트 싱크에 추가될 수 있다. 그러나, 능동 냉각 시스템의 추가는 음향 노이즈 및 신뢰성과 같은 다른 설계 과제를 수반할 수 있다.
종래 기술은, 물리적 폼 팩터(form factor), 동작 조건, 음향 노이즈 및 신뢰성에 관하여 제한되는, 히트 싱크와 같은 수동 냉각 시스템과 팬(fan)과 같은 능동 냉각 시스템의 조합을 사용한다. 기존의 팬 해결 방안의 단점은 팬의 동작 부분과 관련된 음향 노이즈를 포함한다. 다른 단점은 팬 해결 방안의 신뢰성이다. 즉, 능동 팬 열 해결 방안은 일반적으로 고장날 수 있는 다수의 동작 부분을 포함한다. 또한, 팬 기반의 냉각 시스템은 냉각 유체의 필요한 체적 유속을 획득하기 위하여 일반적으로 더 큰 물리적 풋프린트를 필요로 하며, 이러한 더 큰 풋프린트는 타이트한 공간 제한을 갖는 전자 장치에 대하여 문제가 될 수 있다.
따라서, 열 관리 시스템의 물리적 풋프린트를 증가시키지 않으면서 열 관리 시스템이 더 낮은 음향 노이즈와 증가된 내구성으로 동작할 수 있게 하는 방식으로 전자 장치에 능동 및 수동 냉각을 제공하는 열 관리 시스템에 대한 요구가 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 열 관리 시스템은, 표면에 열적으로 결합된 복수의 연장형 요소를 갖는 표면, 표면에 걸쳐 냉각 흐름을 생성하도록 구성된 복수의 진동기 어셈블리, 및 표면에 대하여 복수의 진동기 어셈블리를 위치 설정하도록 표면의 복수의 연장형 요소의 상부에 배치된 장착 구조를 포함한다. 또한, 장착 구조는, 복수의 진동기 어셈블리에 의해 생성된 냉각 흐름이 연장형 요소에 비스듬히 충돌하도록, 복수의 진동기 어셈블리의 각각을 표면에 대하여 비스듬히 지향시키도록 구성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 시스템은, 적어도 하나의 열 발생 부품, 적어도 하나의 열 발생 부품에 열적으로 결합되는 표면 요소, 복수의 합성 제트 어셈블리, 및 표면 요소의 상부에 배치되고, 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각을 표면 요소에 대하여 비스듬히 지향시키도록 구성된 장착 장치를 포함한다. 각각의 합성 제트 어셈블리는 냉각 유체 흐름을 생성하도록 구성된 합성 제트와, 합성 제트에 결합된 장착 브라켓을 포함한다. 또한, 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각에 의해 생성된 냉각 유체 흐름은 표면 요소에 비스듬히 충돌한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 열 관리 시스템 제조 방법은, 적어도 하나의 열 발생 부품을 갖는 전기 시스템을 마련하는 것과, 적어도 하나의 열 발생 부품과 열 소통하도록 전기 시스템에 표면 요소를 장착하는 것을 포함하고, 표면 요소는 표면 요소로부터의 대류성 열 전달을 돕기 위하여 그로부터 돌출하는 복수의 연장형 요소를 포함한다. 또한, 본 방법은, 장착 구조를 복수의 연장형 요소에 인접한 히트 싱크에 부착하는 것과, 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각이 표면 요소에 대하여 비스듬히 위치 설정되도록 복수의 합성 제트 어셈블리를 장착 구조에 결합하는 것을 포함한다.
이러한 이점 및 특징과 다른 이점 및 특징은 첨부된 도면과 관련하여 제공되는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이어지는 상세한 설명으로부터 더욱 용이하게 이해될 것이다.
도면은 본 발명을 수행하기 위하여 현재 고려되는 실시예를 예시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 열 관리 시스템과 함께 사용 가능한 합성 제트 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 제트의 단면도이다.
도 3은 제어 시스템이, 다이어프램이 오리피스를 향하여 내부를 향해 이동하도록 할 때에 합성 제트를 도시하는 도 2의 합성 제트의 단면도이다.
도 4는 제어 시스템이, 다이어프램이 오리피스로부터 멀어지게 외부를 향해 이동하도록 에할 때 합성 제트를 도시하는 도 2의 합성 제트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치 및 관련된 열 관리 시스템의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 선 6-6을 따라 얻어진 도 5의 컴퓨팅 장치 및 관련된 열 관리 시스템의 측단면도이다.
도 7은 도 5 및 6의 열 관리 시스템의 장착 장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 1의 합성 제트 어셈블리가 부착된, 열 관리 시스템에 포함된 장착 장치의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 1의 합성 제트 어셈블리가 부착된, 열 관리 시스템에 포함된 장착 장치의 사시도이다.
도 10은 도 8 및 9의 장착 장치와 함께 사용 가능한 합상 제트 팩의 분해도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 1의 합성 제트 어셈블리가 부착된, 열 관리 시스템에 포함된 장착 장치의 사시도이다.
본 발명의 실시예는 히트 싱크를 가로질러 유체 흐름을 향하게 하는 능동 냉각 장치를 활용하는 열 관리 시스템을 제공하며, 장착 구조는 유체 흐름이 비스듬히 히트 싱크에 충돌하도록 냉각 장치를 히트 싱크에 대하여 비스듬히 지향시키도록 구현된다. 장착 구조에 의해 제공된 능동 냉각 장치의 각을 이루는 장착은 종래의 능동 팬 냉각 시스템보다 훨씬 더 작은 물리적 부피를 차지하는 능동 냉각 장치를 제공한다.
본 발명의 양태에 관한 더 양호한 이해를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라 열 관리 시스템에서 활용될 수 있는 능동 냉각 장치(및 그 동작)의 예시적인 실시예는, 도 1 내지 4에 도시된다. 본 발명의 실시예는 열 관리 시스템에서 특정의 능동 냉각 장치의 사용에 한정되는 것으로 의도되지 않는다는 것이 인식된다; 그러나, 예시적인 실시예에서, 진동 타입의 능동 냉각 장치(예를 들어, 합성 제트 액추에이터(synthetic jet actuator))가 열 관리 시스템에서 활용된다.
도 1을 참조하면, 합성 제트 어셈블리(10)의 형태의 진동 타입 능동 냉각 장치의 사시도가 제공된다. 합성 제트 어셈블리(10)는 단면이 도 2에 예시되는 합성 제트(12)와, 장착 브라켓(14)을 포함한다. 일 실시예에서, 장착 브라켓(14)은 하나 이상의 위치에서 합성 제트(12)의 하우징(16)에 부착되는 u 형상의 브라켓이다. 회로 드라이버(18)는 장착 브라켓(14)의 외부에 위치되거나 장착 브라켓(14)에 부착될 수 있다. 대신에, 회로 드라이버(18)는 합성 제트 어셈블리(10)로부터 멀리 위치될 수 있다.
이제 도 1 및 2를 함께 참조하면, 합성 제트(12)의 하우징(16)은 내부에 가스 또는 유체(22)를 갖는 내부 챔버 또는 캐비티(20)를 형성하고 이를 부분적으로 둘러싼다. 하우징(16)과 내부 챔버(20)가 본 발명의 다양한 실시예에 따라 사실상 임의의 기하학적 구성을 취할 수 있지만, 논의와 이해의 목적으로, 하우징(16)은 사이에 위치 설정된 스페이서 요소(28)에 의해 이격된 관계로 유지되는 제1 플레이트(24)와 제2 플레이트(26)를 포함하는 것으로 도 2의 단면도에 도시된다. 내부 챔버(20)가 주위 외부 환경(32)과 유체 연통하게 하기 위하여, 제1 및 제2 플레이트(24, 26)와 스페이서 요소(28)의 측벽들 사이에 하나 이상의 오리피스(30)가 형성된다. 다른 실시예에서, 스페이서 요소(28)는 하나 이상의 오리피스(30)가 형성되는 전면(미도시)을 포함한다.
다양한 실시예에 따라, 제1 및 제2 플레이트(24, 26)는 금속, 플라스틱, 유리 및/또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 유사하게, 스페이서 요소(28)는 금속, 플라스틱, 유리 및/또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 적합한 금속은 니켈, 플라스틱, 구리 및 몰리브덴, 또는 스테인리스 스틸, 브라스, 브론즈 등과 같은 합금과 같은 재료를 포함한다. 적합한 폴리머 및 플라스틱은 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 써모세트, 에폭시, 우레탄, 아크릴, 실리콘, 폴리이미드 및 포토레지스트 성능을 갖는 재료와 같은 열가소성 수지와, 다른 탄성 플라스틱을 포함한다. 적합한 세라믹은, 예를 들어, 티타네이트(titanate)(예를 들어, 란타늄 티타네이트, 비스무트 티타네이트 및 리드 지르코네이트 티타네이트) 및 몰리브데이트를 포함한다. 또한, 합성 제트(12)의 다양한 다른 성분은 금속으로부터도 형성될 수 있다.
액추에이터(34, 36)는 각각 제1 및 제2 플레이트(24, 26)와 결합되어, 제1 및 제2 복합 구조 또는 가요성 다이어프램(38, 40)을 형성한다(합성 제트(12)가 "듀얼 쿨 제트(dual cool jet)"로서 구성되도록 함). 가요성 다이어프램(38, 40)은 컨트롤러 어셈블리 또는 제어 유닛 시스템(42)을 통해 드라이버(18)에 의해 제어된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 컨트롤러 어셈블리(42)는 합성 제트(12)의 장착 브라켓(14)에 직접 결합되는 드라이버(18)에 전자적으로 결합된다. 다른 실시예에서, 제어 유닛 시스템(42)은 합성 제트(12)로부터 멀리 위치되는 드라이버(18)로 통합된다. 예를 들어, 각각의 가요성 다이어프램(38, 40)은 전극과 금속층 사이에 부과된 전기 바이어스를 통해 이동될 수 있다. 이에 더하여, 제어 시스템(42)은, 예를 들어, 컴퓨터, 논리 프로세서 또는 신호 발생기와 같은 임의의 적합한 장치에 의해 전기 바이어스를 생성하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터(34, 36)는 압전 원동(piezoelectric motive)(피에조모티브(piezomotive)) 장치일 수 있으며, 이는 피에조모티브 장치가 빠르게 팽창 및 수축하게 하는 고조파 교류 전압의 인가에 의해 작동될 수 있다. 동작하는 동안, 제어 시스템(42)은, 드라이버(18)를 통해, 전하에 응답하여 기계적 응력 및/또는 변형을 받는 압전 액추에이터(34, 36)로 전하를 전송한다. 피에조모티브 액추에이터(34, 36)의 응력/변형은 시간 고조파(time-harmonic) 또는 주기적 운동이 획득되도록 각각의 제1 및 제2 플레이트(24, 26)의 편향(deflection)을 발생시킨다. 내부 챔버(20) 내의 결과에 따른 부피 변화는, 도 3 및 4에 관하여 상세히 설명되는 바와 같이, 내부 챔버(20)와 외부 환경(32) 간의 가스 또는 다른 유체의 교환을 발생시킨다.
피에조모티브 액추에이터(34, 36)는 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 모노모프(monomorph) 또는 바이모프(bimorph) 장치일 수 있다. 모노모프 실시예에서, 피에조모티브 액추에이터(34, 36)는 금속, 플라스틱, 유리 또는 세라믹을 포함하는 재료로부터 형성된 플레이트(24, 26)에 결합될 수 있다. 바이모프 실시예에서, 피에조모티브(34, 36)의 하나 또는 양자는 압전 재료로부터 형성된 플레이트(24, 26)에 결합된 바이모프 액추에이터일 수 있다. 다른 실시예에서, 바이모프는 단일 액추에이터(34, 36)를 포함할 수 있고, 플레이트(24, 26)는 제2 액추에이터이다.
합성 제트(12)의 부품은 접착제, 솔더 등을 이용하여 함께 접착되거나 아니면 서로 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 열경화성 접착제 또는 전기 전도성 접착제가 제1 및 제2 플레이트(24, 26)에 액추에이터(34, 36)를 접합하기 위하여 채용되어, 제1 및 제2 복합 구조(38, 40)를 형성한다. 전기 전도성 접착제의 경우, 접착제는, 리드 와이어(lead wire)(미도시)를 합성 제트(12)에 부착하기 위하여, 은, 금 등과 같은 전기 전도성 필러(filler)로 충전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 액추에이터(34, 36)는 유압 재료, 공압 재료, 자성 재료, 정전(electrostatic) 재료 및 초음파 재료와 같은 압전 원동 장치가 아닌 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서, 제어 시스템(42)은 대응하는 방식으로 각각의 액추에이터(34, 36)를 활성화시키도록 구성된다. 예를 들어, 정전 재료가 사용되면, 제어 시스템(42)은 각각의 제1 및 제2 플레이트(24, 26)를 활성화시키고 굴곡시키기 위하여 빠르게 교번하는 정전 전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
합성 제트(12)의 동작이 도 3 및 4를 참조하여 설명된다. 도 3에서, 화살표(44)로 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 내부 챔버(20)에 대하여 바깥으로 향하여 이동하게 하도록 액추에이터(34, 36)가 제어될 때의 합성 제트(12)가 도시된다. 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 바깥을 향하여 굴곡됨에 따라, 내부 챔버(20)의 내부 부피는 증가하고, 주변 가스 또는 유체(46)가 화살표(48) 세트로 도시된 바와 같이 내부 챔버(20) 내로 돌입한다. 액추에이터(34, 36)는 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 내부 챔버(20)로부터 바깥을 향하여 이동할 때 오리피스(30)의 에지로부터 소용돌이(vortex)가 이미 제거되고, 이에 따라 내부 챔버(20) 내로 인입되는 주변 유체(46)에 의해 영향을 받지 않도록, 액추에이터(34, 36)가 제어 시스템(42)에 의해 제어된다. 한편, 주변 유체(46)의 제트는 오리피스(30)로부터 매우 먼 거리로부터 인입된 주변 유체(46)의 강력한 흡기 현상(entrainment)을 형성하는 소용돌이에 의해 합성된다.
도 4는 화살표(50)로 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 플레이트(24, 26)가 내부 챔버(20)에 대하여 안으로 향하여 굴곡되도록 액추에이터(34, 36)가 제어될 때의 합성 제트(12)가 도시된다. 내부 챔버(20)의 내부 부피가 감소함에 따라, 유체(22)가, 예를 들어 열 발생 전자 부품과 같은, 냉각될 장치를 향하여 화살표(52) 세트에 의해 표시된 방향으로 오리피스(30)를 통해 냉각 제트로서 배출된다. 유체(22)가 오리피스(30)를 통해 내부 챔버(20)를 빠져 나갈 때, 흐름은 오리피스(30)의 예리한 에지에서 분리되고, 롤링되어 소용돌이를 형성하여 오리피스(30)의 에지로부터 멀리 이동하기 시작하는 소용돌이 시트(vortex sheet)를 형성한다.
도 1 내지 도 4의 합성 제트가 단일의 오리피스를 가지는 것으로서 도시되고 설명되었으나, 본 발명의 실시예는 복수의 오리피스 합성 제트 액추에이터를 포함할 수 있다는 것이 또한 상정된다. 또한, 도 1 내지 도 4의 합성 제트 액추에이터가 제 1 및 제 2 플레이트의 각각에 포함되는 액추에이터 요소를 갖는 것으로서 도시되고 설명되었으나, 본 발명의 실시예는 플레이트들 중의 하나에 위치 설정되는 단일 액추에이터 요소만을 포함할 수 있다는 것이 또한 상정된다. 더욱이, 합성 제트 플레이트는 본 명세서에 예시된 바와 같은 정사각형 구성이 아닌 원형, 직사각형, 또는 다른 형상의 구성으로 제공될 수 있다는 것이 또한 상정된다.
이제 도 5 내지 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 따라, 컴퓨팅 장치(54) 및 관련된 열 관리 시스템(56)의 다양한 도면이 도시되며, 열 관리 시스템(56)은 하나 이상의 능동 냉각 장치(예를 들어, 합성 제트 어셈블리(10))를 내부에 포함한다. 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 장치(54)가 고성능 그래픽 카드의 형태일 수도 있다는 것이 인식될 수 있지만, 회로 팩(pack) 또는 산업용 컴퓨팅 플랫폼의 형태를 가질 수 있는 컴퓨팅 장치(54)가 제공된다. 일부를 둘러싸고 열 관리 시스템(56)의 컴퓨팅 장치(54)에 대한 장착을 제공하는 하우징(55)이 컴퓨팅 장치(54)에 대하여 제공될 수 있다.
도 5의 선 6-6을 따라 얻어진 컴퓨팅 장치(54) 및 열 관리 시스템(56)의 단면도인 도 6을 참조하면, 열 관리 시스템(56)은 컴퓨팅 장치(54)의 적어도 하나의 열 발생 부품(60)(예를 들어, 논리/그래픽 처리 유닛(GPU) 등)의 상부에 배치된 연장형 표면 요소(58)를 포함하는 것으로 도시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 연장형 표면 요소(58)는 열 발생 부품(60)과 주변 환경 간의 개선된 열 전달을 제공하는 다수의 구조 중 임의의 것일 수 있으며, 히트 싱크, 증기 챔버(vapor chamber) 또는 내부에 1개 또는 2개 상(phase)의 액체를 갖는 열 파이프(또는 유사한 장치)가 내장된 금속 요소를 포함한다. 표면 요소는 금속 재료, 비금속 재료 또는 이의 혼합으로 형성될 수 있다.
도 6의 실시예에서 도시된 바와 같이, 연장형 표면 요소(58)는 - 표면 요소(58)가 베이스 플레이트(64)에 열적으로 결합된 다수의 히트 싱크 핀(fin)(62)을 포함하는 히트 싱크(58)로서 가장 잘 설명될 수 있도록 - 그 상에 형성된 다수의 연장형 요소(62)를 포함한다. 히트 싱크 핀(62)과 베이스 플레이트(64)는, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려져 있는 바와 같이, 다양한 열적으로 전도성 있는 재료(예를 들어, 알루미늄, 구리 등)로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 히트 싱크 핀(62)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 사이에 채널(66)을 형성하는 "플레이트 핀(plate fin)"의 1차원 어레이로 배열될 수 있다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 히트 싱크 핀(62)이 "핀 핀(pin fin)"의 2차원 어레이로 배열될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 적어도 하나의 열 발생 부품(60)으로부터의 열은 베이스(64)로 전달되고, 베이스는 이어서 핀(62)으로 열을 전달한다. 그 결과, 핀(62)은 적어도 하나의 열 발생 부품(60)을 냉각하기 위한 열 전달용 표면적을 증가시킨다.
또한, 인터포저(interposer) 또는 장착 장치/구조(68)가 내부에 합성 제트 어셈블리(10)와 같은 복수의 능동 냉각 장치를 수용하기 위하여 복수의 히트 싱크 핀(62)의 상부 표면을 따라 배치된다. 장착 장치(68)는, 0°과 90° 사이의 - 이상적으로는 5°와 45° 사이의 - 각도로 복수의 합성 제트 어셈블리(10)의 각각으로부터 배출된 유체(22)의 냉각 제트가 히트 싱크(58)에 충돌하도록, 비스듬히(70) 히트 싱크(58)를 향하여 각각의 합성 제트 어셈블리를 지향시키는 방식으로 내부에 합성 제트 어셈블리(10)를 수용한다. 유체(22)의 냉각 제트를 히트 싱크(58)에 비스듬히 향하게 함으로써, (핀을 가로지르는 표준의 평행한 유체 흐름에 비하여) 더 얇은 열 경계층이 히트 싱크 핀(62) 주위로 존재할 것이며, 이에 의해 열 관리 시스템(56)을 통한 개선된 열 전달을 획득한다.
캐리어(72)가 복수의 합성 제트 어셈블리(10)의 진동에 의해 생성된 음향 노이즈를 감소시키기 위하여 히트 핀(62)과 장착 장치(68) 사이에 배치될 수 있다. 캐리어(72)는 금속 또는 비금속을 포함하는 가스켓 또는 프레임일 수 있다. 또한, 히트 싱크(58)를 지지하는 것을 돕기 위하여 트레이(74)가 히트 싱크(58)의 베이스(64)와 적어도 하나의 열 발생 부품(60) 사이에 배치될 수도 있다. 트레이(74)는 히트 싱크(58)와 열 발생 부품(60) 사이에 열 전도가 되도록 배치될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 히트 싱크(58)의 히트 싱크 핀(62)의 각각은 내부에 형성된 적어도 하나의 노치(notch)(76)를 포함할 수 있다. 노치(76)는, 복수의 합성 제트 어셈블리(10)의 각각으로부터의 유체(22)의 냉각 제트가 노치(76)를 통해 복수의 채널(66)의 다수와 상호 작용함에 따라 채널(66) 사이의 열 전달을 허용할 것이다. 다음으로, 복수의 합성 제트 어셈블리(10)로부터의 유체(22)의 냉각 제트는 - 77로 대체로 표시되는 바와 같이 히트 싱크(58)의 측면에서 채널(66)을 빠져나가기 전에 - 복수의 핀(62)에 의해 제공되는 전체 표면 영역과 상호 작용함으로써 우수한 냉각을 제공할 수 있을 것이다.
도 6에 더 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유체(22)의 나머지 냉각 제트가 히트 싱크(58)를 따라 진행하여 측부(77)에서 히트 싱크(58)를 빠져 나가는 동안, 유체(22)의 냉각 제트의 일부가 히트 싱크(58)와 충돌한 후에 오리피스(78)를 통과할 수 있게 하도록, 복수의 오리피스(78)가 히트 싱크(58)의 베이스(64)에 형성된다. 본 실시예는, 유체(22)의 냉각 제트의 일부가 히트 싱크(58)에 열적으로 결합되지 않은 적어도 하나의 부품(80)과 상호 작용할 수 있게 한다는 것이 인식된다. 트레이(74)가 히트 싱크(58)의 베이스(64)와 열 발생 부품(60) 사이에 배치되는 경우에, 트레이(74)가 부품(80)에 열적으로 결합되고(예를 들어, 열 인터페이스 재료를 통해) 열이 트레이(74)를 통해 부품(80)으로부터 소산되며, 트레이(74)가 오리피스(78)를 통과하는 유체(22)의 냉각 제트의 일부에 의해 냉각된다는 것이 고려된다.
이제 도 7을 참조하여, 장착 장치(68)의 구조가 더 상세히 논의되며, 알 수 있는 바와 같이, 장착 장치(68)는 캐비티(94)를 둘러싸고 이를 생성하기 위하여 제1 및 제2 단부벽(90, 92)과 결합되는 제1 및 제2 측벽(86, 88)을 포함하는 하우징(84)을 포함한다. 또한, 장착 장치(68)는 제1 및 제2 단부벽(90, 92)에 결합되고 캐비티(94)를 적어도 2개의 로우(row)(98)로 분할하도록 구성된 적어도 하나의 칸막이 벽(96)을 포함할 수 있다. 도 7이 2개의 로우(98)를 형성하는 단일 칸막이 벽(96)을 포함하는 장착 장치(68)를 도시하지만, 장착 장치(68)가 1개 보다 더 많거나 더 적은 칸막이 벽(96)에 의해 형성되는 2개보다 더 많거나 더 적은 로우(98)를 포함할 수 있다는 것이 고려된다. 예시적인 일 실시예에 따라, 장착 장치(68) 내에 위치 설정된 합성 제트 어셈블리(10)에 전력을 제공하기 위한 배선(미도시)이 칸막이 벽(96)을 따라 라우팅될 수 있고, 4개의 핀 연결이 배선으로부터 연장하고 합성 제트가 상이한 주파수로 동작되게 하도록 합성 제트 어셈블리에 연결 가능하다는 것이 인식된다.
복수의 슬롯(100)이 내부에 합성 제트 어셈블리(10)를 수용하고 합성 제트 어셈블리를 히트 싱크(58)에 대하여 원하는 각도로 지향시키기 위하여 칸막이 벽(96)과 장착 장치(68)의 측벽에 형성된다. 예시적인 일 실시예에서, 슬롯(100)은 합성 제트 어셈블리(10)를 장착 장치(68) 내에 고정하기 위하여 합성 제트 어셈블리(10)의 장착 브라켓(14)이 해당하는 슬롯(100)과 끼워맞춰지는 크기를 가진다. 복수의 합성 제트 어셈블리(10)의 각각의 오리피스(30)를 통해 배출된 유체(22)의 냉각 제트가 비스듬히(70)(예를 들어, 5°와 45° 사이의 각도로) 히트 싱크(58)에 충돌하도록, 슬롯(100)은 복수의 합성 제트 어셈블리(10)의 각각을 비스듬히(70) 지향시키도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 24개까지의 합성 제트 어셈블리(10)의 배열이 장착 장치(68)의 슬롯(100) 내에 피팅될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 관리 시스템(102)의 사시도가 도시된다. 본 실시예에서, 도 5 및 6의 실시예와 유사하게, 열 관리 시스템(102)은 적어도 하나의 열 발생 부품(60)의 상부에 배치된 히트 싱크(58)를 포함하고, 히트 싱크(58)는 베이스(64)에 열적으로 결합된 복수의 핀(62)을 포함한다. 핀(62)과 베이스 플레이트(64)가, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려져 있는 바와 같이, 다양하게 열적으로 전도성인 재료로부터 형성될 수 있다는 것이 고려된다. 본 발명의 일 실시예에서, 히트 싱크 핀(62)은 사이에 채널(66)을 형성하는 "플레이트 핀(plate fin)"의 1차원 어레이로 배열될 수 있다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 히트 싱크 핀(62)이 "핀 핀(pin fin)"의 2차원 어레이로 배열될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 적어도 하나의 열 발생 부품(60)으로부터의 열은 베이스(64)로 전달되고, 이어서 베이스는 핀(62)으로 열을 전달한다. 그 결과, 핀(62)은 적어도 하나의 열 발생 부품(60)을 냉각하기 위한 열 전달용 표면적을 증가시킨다.
또한, 열 관리 시스템(102)은 복수의 히트 싱크 핀(62)의 상부 표면을 따라 배치된 장착 장치(104)(즉, "인터포저(interposer)")를 포함한다. 본 실시예에서, 장착 장치(104)는 복수의 체결구(fastener)(미도시)를 통해 히트 싱크(58)에 결합되는 적어도 하나의 레일(106)을 포함한다. 도 8이 제1 레일(108)과 제2 레일(110)을 갖는 장착 장치(104)를 도시하지만, 장착 장치(104)는, 도 9에 도시된 바와 같은 단일 레일(106) 또는 3개 이상의 레일(106)을 가질 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 합성 제트 어셈블리(10)는 레일(108, 110)을 통해 장착 장치(104)에 결합되며, 체결구(111)는 각각의 합성 제트 어셈블리(10)의 브라켓(14)을 레일(108, 110)에 부착한다.
합성 제트 어셈블리(10)를 레일(108, 110)에 부착하는 데 있어서, 제1 개수(112)의 합성 제트 어셈블리(10)가 제1 레일(108)에 결합되고, 제2 개수(114)의 합성 제트 어셈블리(10)가 제2 레일(110)에 결합되도록 합성 제트 어셈블리(10)가 배열된다. 본 실시예에서, 제1 개수(112)의 복수의 합성 제트 어셈블리(10)는 유체(22)의 냉각 제트를 제1 방향(116)으로 향하도록 지향된다. 한편, 제2 개수(114)의 복수의 합성 제트 어셈블리(10)는 각각의 합성 제트 어셈블리(10)의 오리피스(30)를 통해 배출되는 유체(22)의 냉각 제트를 제2 방향(118)으로 향하도록 지향된다.
전술한 바와 같이, 도 9는 다른 실시예를 도시하며, 장착 장치(104)는 단일 레일(106)을 포함한다. 본 실시예에서, 합성 제트 어셈블리(10)는 체결구와 같은 레일(106)에 각각 부착된 복수의 합성 제트 스택(120)으로 분리/배열된다. 도 9가 각각의 합성 제트 스택(120)에서 2개의 합성 제트 어셈블리(10)를 도시하지만, 각각의 합성 제트 스택(120)이 2개보다 더 많거나 더 적은 합성 제트 어셈블리(10)를 포함할 수 있다는 것이 고려된다. 예시된 실시예에서 - 일반적으로 히트 싱크(58)로의 "짧은 범위(short range)" 및 "긴 범위(long range)" 냉각이라 할 수 있는 것을 제공하기 위하여 - 상이한 각도로 히트 싱크(58)를 향하여 지향되도록, 각각의 합성 제트 스택(120)의 2개의 합성 제트 어셈블리(10)가 레일(106)에 부착되고, 서로에 대하여 위치 설정된다. 즉, 합성 제트 스택(120)의 합성 제트 어셈블리(10)의 각각을 히트 싱크(58)에 대하여 상이한 각도로 지향시킴으로써, 합성 제트 어셈블리(10)에 의해 생성된 유체(22)의 냉각 제트는 이를 따라 여러 위치에서 히트 싱크(58)에 충돌한다.
예로서, 합성 제트 스택(120)의 제1 합성 제트 어셈블리(10)는 - 대체로 122로 표시된 - 합성 제트 어셈블리(10)에 근접하는 위치에서 히트 싱크(58)에 충돌하는 "짧은 범위" 흐름을 제공하기 위하여 대략 5° 내지 40°의 각도로 히트 싱크(58)를 향하여 유체(22)의 냉각 제트를 향하도록 지향될 수 있다. 합성 제트 스택(120)의 제2 합성 제트 어셈블리(10)는 - 대체로 124로 표시된 - 합성 제트 어셈블리(10)로부터 더 먼 쪽의 위치에서 히트 싱크(58)에 충돌하는 "긴 범위" 흐름을 제공하기 위하야 대략 2° 내지 20°의 각도로 히트 싱크(58)를 향하여 유체(22)의 냉각 제트를 향하도록 지향될 수 있다. 전술한 각도/각도 범위는 단지 예인 것으로 의도되며, 히트 싱크(58)에 대한 합성 제트 어셈블리(10)의 각각의 각도 지향은 원하는 바에 따라 설정될 수 있다 - 이에 따라, 필요한 바에 따라 매우 다양한 애플리케이션을 위한 효율적인 열 관리 성능을 달성하도록 열 관리 시스템(102)에 유연성을 제공한다.
다른 실시예에서. 합성 제트 스택(120) 대신에 합성 제트 팩(pack)(121)(즉, DCJ 팩)이 사용될 수 있다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 제트 팩(121)의 분해 사시도를 도시한다. 본 실시예에서, 합성 제트 팩(121)은 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B)를 포함한다. 도 10이 2개의 합성 제트 어셈블리(10)의 사용을 도시하지만, 2개보다 더 많거나 더 적은 합성 제트 어셈블리(10)가 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 도 1 내지 4에 관하여 이미 언급된 바와 같이, 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B)의 각각은 장착 브라켓(14), 액추에이터(34, 36), 제1 플레이트(24), 제2 플레이트(26), 벽(28) 및 회로 드라이버(18)를 포함한다.
예시적인 실시예에서, 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B)는 수직 스택 형태로 적층된다. 이 대신에, 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B)는 수평 스택 형태 및/또는 합성 제트 팩(121)으로 하여금 여기에서 설명되는 바와 같이 기능하게 하는 임의의 다른 형태로 적층될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예에서, 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B)는 제1 및 제2 합성 제트 어셈블리(10A, 10B) 사이에 위치 설정된 스페이서(126)에 결합된다. 스페이서(126)는 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B) 사이의 영역을 형성하고, 일 실시예에 따라, 히트 싱크(58)에 대하여 상이한 각도로의 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B)의 위치 설정을 제공한다(도 9). 히트 싱크(58)에 대하여 상이한 각도로의 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B)의 위치 설정을 제공하기 위하여, 스페이서의 두께는 팩(121)의 측부의 길이를 따라 가변될 수 있다. 즉, 합성 제트 팩(121)의 뒤쪽 에지에서의 스페이서(126)는 합성 제트 팩(121)의 앞쪽 에지에서의 스페이서(126)에 비하여 증가된 두께를 가질 수 있거나, 그 반대일 수 있다. 물론, 제1 합성 제트 어셈블리(10A)와 제2 합성 제트 어셈블리(10B)의 각각이 히트 싱크(58)에 대하여 동일한 각도로 위치 설정되도록, 스페이서(126)의 각각은 동일한 두께를 가질 수 있다는 것이 인식된다. 따라서, 스페이서(126)는 히트 싱크에 대하여 합성 제트 팩(121)의 배열을 최적화하는 데 사용될 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 스페이서(126)는 합성 제트 어셈블리(10)의 각각의 층을 통한 공기의 통풍을 용이하게 하는 적어도 하나의 통풍 홀(128)을 더 형성하고, 공기의 통풍은 합성 제트 팩(121)의 온도를 감소시키는 것을 용이하게 한다. 통풍 홀(128)은 합성 제트 팩(121)을 통한 공기의 이동을 용이하게 하는 다양한 형상과 치수를 가질 수 있다. 스페이서(126)는 제한하는 것은 아니지만, 예를 들어 핀(pin), 나사, 볼트, 클립, 접착제 또는 제1 합성 제트 어셈블리(10A)를 제2 합성 제트 어셈블리(10B)에 체결할 수 있는 임의의 다른 장치인 적어도 하나의 체결구(132)를 수용하도록 구성된 복수의 체결 홀(130)을 더 형성할 수 있다. 또한, 예시적인 실시예에서, 스페이서(126)는 - 컨택트 홀(134)을 통해 연장되는 커넥터 플러그와 같은 - 적어도 하나의 전기 전도성 요소(136)를 수용할 수 있는 컨택트 홀(134)을 형성한다. 따라서, 전기 전도성 요소(136)는 제1 및 제2 합성 제트 어셈블리(10A, 10B)의 각각의 회로 드라이버(18) 사이의 전력 공급부 역할을 한다.
또한, 예시적인 실시예에서, 캡 어셈블리(138)가 합성 제트 팩(121)의 상부에 결합된다. 캡 어셈블리(138)는 복수의 통풍 홀(128)을 포함한다. 또한, 캡 어셈블리(138)는 복수의 체결 홀(130)을 포함할 수 있다. 베이스 어셈블리(140)는 제2 합성 제트 어셈블리(10B)에 결합되고, 제2 합성 제트 어셈블리(10B)의 베이스 어셈블리(140)로의 체결을 용이하게 하는 복수의 체결 홀(130)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 체결 홀(130)은 캡 어셈블리(138)로부터 베이스 어셈블리(140)로 연장되고, 합성 제트 팩(121)을 장착 장치(104)와 같은 다른 장치에 결합하는 것을 용이하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 그리고 도 11에 도시된 바와 같이, 합성 제트 어셈블리(10)(또는 합성 제트 스택(120) 또는 팩(121))의 장착을 제공하기 위하여, x 방향으로 히트 싱크(58)로부터 멀리 연장하는 장착 장치(104)가 - 제1 레일(108) 및 제2 레일(110)을 포함하는지(도 8), 단일 레일(106)을 포함하는지(도 9), 또는 3개 이상의 레일(106)을 포함하는지 간에 - 제공된다. 이러한 배열은 전자 시스템 및 관련된 열 관리 시스템에 대하여 극심한 높이 제약이 존재하는 경우에 바람직할 수 있지만, 더 많은 공간이 시스템 측에 사용 가능할 수 있다. 유익하게는, 히트 싱크(58)의 측으로 장착 장치(104)와 합성 제트 어셈블리(10)를 위치 설정함으로써, 유체(22)의 냉각 제트는 히트 싱크(58)의 전체 길이와 상호 작용할 수 있다.
따라서, 유익하게는, 본 발명의 실시예는 히트 싱크를 가로질러 유체 흐름을 향하게 하도록 능동 냉각 장치를 활용하는 열 관리 시스템을 제공하고, 장착 구조는 전체적인 열 관리 시스템의 부피를 감소시키기 위하여 히트 싱크에 대하여 비스듬히 냉각 장치를 지향시키도록 구현된다. 즉, 장착 구조에 의해 제공되는 능동 냉각 장치의 각도를 이루는 장착은 능동 냉각 장치(즉, 합성 제트 어셈블리)의 수직 높이가 최소화될 수 있게 한다 - 인터포저 및 합성 제트 어셈블리는 예를 들어 대략 5 mm의 높이를 갖는다. 이것은 25 mm의 높이를 가질 수 있는 히트 싱크에 위치 설정되는 표준 냉각 팬에 비교된다.
추가적인 이점으로서, 히트 싱크에 대하여 냉각 장치를 비스듬히 지향시킴으로써, 개선된 냉각 성능은 열 관리 시스템에서도 획득될 수 있다. 히트 싱크에서 유체의 냉각 제트를 비스듬히 향하게 함으로써, 더 얇은 열 경계층이 히트 싱크 핀 주위에 존재할 것이고 - 핀을 가로지르는 유체의 표준 평행 흐름에 비하여 - 이에 의해 열 관리 시스템을 통한 개선된 열 전달을 획득한다.
전술한 이점은, 더 낮은 음향 노이즈와 증가된 내구성으로 동작하면서, 열 관리 시스템에 의해 획득될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 열 관리 시스템은, 표면에 열적으로 결합된 복수의 연장형 요소를 갖는 표면, 표면에 걸쳐 냉각 흐름을 생성하도록 구성된 복수의 진동기 어셈블리, 및 표면에 대하여 복수의 진동기 어셈블리를 위치 설정하도록 표면의 복수의 연장형 요소의 상부에 배치된 장착 구조를 포함한다. 또한, 장착 구조는, 복수의 진동기 어셈블리에 의해 생성된 냉각 흐름이 연장형 요소에 비스듬히 충돌하도록, 복수의 진동기 어셈블리의 각각을 표면에 대하여 비스듬히 지향시키도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시스템은, 적어도 하나의 열 발생 부품, 적어도 하나의 열 발생 부품에 열적으로 결합되는 표면 요소, 복수의 합성 제트 어셈블리, 및 표면 요소의 상부에 배치되고, 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각을 표면 요소에 대하여 비스듬히 지향시키도록 구성된 장착 장치를 포함한다. 각각의 합성 제트 어셈블리는 냉각 유체 흐름을 생성하도록 구성된 합성 제트와 합성 제트에 결합된 장착 브라켓을 포함한다. 또한, 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각에 의해 생성된 냉각 유체 흐름은 표면 요소에 비스듬히 충돌한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 열 관리 시스템 제조 방법은, 적어도 하나의 열 발생 부품을 갖는 전기 시스템을 제공하는 단계와, 적어도 하나의 열 발생 부품과 열 전달하도록 전기 시스템에 표면 요소를 장착하는 단계를 포함하고, 표면 요소는 표면 요소로부터의 대류성 열 전달을 돕기 위하여 그로부터 돌출하는 복수의 연장형 요소를 포함한다. 또한, 본 방법은, 장착 구조를 복수의 연장형 요소에 인접한 히트 싱크에 부착하는 것과, 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각이 표면 요소에 대하여 비스듬히 위치 설정되도록 복수의 합성 제트 어셈블리를 장착 구조에 결합하는 것을 포함한다.
본 발명이 단지 제한된 개수의 실시예와 결합하여 설명되었지만, 본 발명은 이러한 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것이 용이하게 이해되어야 한다. 오히려, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상과 범위에 상응하는, 이전에 개시되지 않은 임의의 개수의 변형, 대체, 교체 또는 균등한 방식을 포함하도록 수정될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 양태는 설명된 실시예의 일부만을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해서 제한되는 것으로 이해해서는 안 되며, 첨부된 특허청구범위의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (22)

  1. 복수의 연장형 요소가 열적으로 결합된 표면;
    상기 표면에 걸쳐 냉각 흐름을 생성하도록 구성된 복수의 진동기 어셈블리; 및
    상기 표면에 대하여 복수의 진동기 어셈블리를 위치 설정하도록 표면의 복수의 연장형 요소의 상부에 배치된 장착 구조
    를 포함하고, 상기 장착 구조는, 복수의 진동기 어셈블리에 의해 생성된 냉각 흐름이 연장형 요소에 비스듬히 충돌하도록, 복수의 진동기 어셈블리의 각각을 표면에 대하여 비스듬히 지향시키도록 구성되는 것인 열 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장착 구조와 표면 사이에 배치된 캐리어를 더 포함하는 열 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 진동기 어셈블리의 각각은 진동기 어셈블리 상에 형성된 장착 브라켓을 포함하는 것인 열 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 장착 구조는,
    제1 및 제2 단부벽을 통해 결합되어 캐비티를 형성하는 제1 및 제2 측벽;
    상기 제1 및 제2 측벽 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 측벽에 결합되며, 상기 캐비티를 적어도 2개의 로우(row)로 분할하도록 구성된 적어도 하나의 칸막이 벽; 및
    상기 제1 측벽, 제2 측벽 및 적어도 하나의 칸막이 벽 내에 형성되고, 상기 장착 구조 내에 진동기 어셈블리를 장착하기 위하여 복수의 진동기 어셈블리 각각의 장착 브라켓과 끼워맞춰지도록 구성되는 복수의 슬롯
    을 포함하는 것인 열 관리 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 장착 구조는 그 양단부에서 표면에 부착되는 제1 레일과 제2 레일을 포함하고,
    제1 개수의 상기 복수의 진동기 어셈블리는 제1 레일에 결합되고, 제2 개수의 상기 복수의 진동기 어셈블리는 제2 레일에 결합되고,
    상기 제1 개수 및 제2 개수의 진동기 어셈블리는 각각의 개별 진동기 어셈블리의 장착 브라켓을 통해 제1 및 제2 레일에 결합되는 것인 열 관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 개수의 복수의 진동기 어셈블리에 의해 생성된 냉각 흐름이 제2 개수의 복수의 진동기 어셈블리에 의해 생성된 냉각 흐름에 대체로 반대로 되도록, 상기 제1 개수의 복수의 진동기 어셈블리는 제1 방향으로 비스듬히 지향되고, 상기 제2 개수의 복수의 진동기 어셈블리는 제2 방향으로 비스듬히 지향되는 것인 열 관리 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 장착 구조는 그 일단부에서 표면에 부착된 레일을 포함하고,
    상기 복수의 진동기 어셈블리는 적어도 하나의 진동기 어셈블리를 각각 포함하는 복수의 진동기 어셈블리 스택으로 배열되고, 상기 복수의 진동기 어셈블리 스택 또는 팩의 각각은 레일에 결합되는 것인 열 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 진동기 어셈블리 스택 또는 팩의 각각은 제1 진동기 어셈블리 및 제2 진동기 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 및 제2 진동기 어셈블리는 상이한 각도로 지향되는 것인 열 관리 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 진동기 어셈블리에 의해 생성된 냉각 흐름이 상이한 위치에서 표면에 충돌하도록, 진동기 어셈블리 스택 또는 팩에 있는 제1 진동기 어셈블리는 2° 내지 20°의 각도를 이루며, 상기 진동기 어셈블리 스택 또는 팩에 있는 제2 진동기 어셈블리는 5° 내지 40°의 각도를 이루는 것인 열 관리 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 진동기 어셈블리의 각각은 합성 제트 어셈블리를 포함하고,
    상기 합성 제트 어셈블리는,
    스페이서 요소를 통해 결합되어 캐비티를 형성하는 제1 플레이트 및 제2 플레이트;
    편향을 선택적으로 발생시키도록 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 적어도 하나에 결합되는 액추에이터; 및
    상기 캐비티의 부피를 변경하고 냉각 흐름이 적어도 하나의 오리피스로부터 배출되게 하기 위하여, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트 중 적어도 하나를 선택적으로 편향시키게 하도록 적어도 하나의 액추에이터에 전기적으로 결합되는 회로 드라이버
    를 포함하는 것인 열 관리 시스템.
  11. 적어도 하나의 열 발생 부품;
    상기 적어도 하나의 열 발생 부품에 열적으로 결합되는 표면 요소;
    각기 냉각 유체 흐름을 생성하도록 구성된 합성 제트와, 상기 합성 제트에 결합된 장착 브라켓을 포함하는 복수의 합성 제트 어셈블리; 및
    상기 표면 요소의 상부에 배치되고, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각을 표면 요소에 대하여 비스듬히 지향시키도록 구성된 장착 장치
    를 포함하고, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각에 의해 생성된 냉각 유체 흐름은 표면 요소에 비스듬히 충돌하는 것인 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 장착 장치는,
    캐비티를 형성하는 하우징;
    상기 캐비티를 적어도 2개의 로우로 분할하기 위해 하우징 내에 배치된 적어도 하나의 칸막이 벽; 및
    상기 하우징 내에 그리고 적어도 하나의 칸막이 벽 내에 형성되고, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리를 하우징 내에 고정하기 위하여 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각의 장착 브라켓과 끼워맞추지도록 구성되는 복수의 슬롯
    을 포함하는 것인 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 장착 장치는 표면 요소에 부착되는 적어도 하나의 레일을 포함하는 것인 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 레일은,
    상기 표면 요소의 제1 단부에 위치 설정되는 제1 레일; 및
    상기 표면 요소의 제2 단부에 위치 설정되는 제2 레일
    을 포함하고, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리의 제1 부분은 제1 레일에 결합되고, 제1 방향으로 비스듬히 지향되며, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리의 제2 부분은 제2 레일에 결합되고, 제2 방향으로 비스듬히 지향되는 것인 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 레일은 단일 레일을 포함하고, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리는, 각각이 적어도 하나의 합성 제트를 각각 포함하는 복수의 합성 제트 스택으로 배열되도록 단일 레일에 결합되고, 상기 복수의 합성 제트 스택의 각각은 단일 레일에 결합되는 것인 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리는 합성 제트 스택의 배열 또는 복수의 합성 제트 팩을 포함하는 것인 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 합성 제트 스택 또는 합성 제트 팩의 각각은, 제1 각도로 지향되는 제1 합성 제트와, 상기 제1 각도와 상이한 제2 각도로 지향되는 제2 합성 제트를 포함하는 것인 시스템.
  18. 제11항에 있어서, 상기 표면 요소는, 복수의 핀이 상향 연장되는 베이스를 포함하는 히트 싱크를 포함하고,
    상기 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각에 의해 생성된 냉각 유체 흐름의 일부가 개구를 통과하여 적어도 하나의 열 발생 부품에 냉각을 제공하도록, 상기 히트 싱크의 베이스는 내부에 형성된 복수의 오리피스를 포함하는 것인 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 열 소통하도록 상기 적어도 하나의 열 발생 부품과 히트 싱크 사이에 배치되는 트레이를 더 포함하고, 상기 개구를 통과하는 냉각 유체 흐름의 일부가 트레이에 냉각을 제공하는 것인 시스템.
  20. 적어도 하나의 열 발생 부품을 갖는 전기 시스템을 마련하는 것;
    상기 적어도 하나의 열 발생 부품과 열 소통하도록 전기 시스템에 표면 요소를 장착하는 것으로, 상기 표면 요소는 표면 요소로부터의 대류성 열 전달을 돕기 위하여 그로부터 돌출하는 복수의 연장형 요소를 포함하는 것;
    상기 복수의 연장형 요소에 인접한 히트 싱크에 장착 구조를 부착하는 것; 및
    복수의 합성 제트 어셈블리의 각각이 표면 요소에 대하여 비스듬히 위치 설정되도록 복수의 합성 제트 어셈블리를 상기 장착 구조에 결합하는 것
    을 포함하는 열 관리 시스템의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리를 장착 구조에 결합하는 것은, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리를 장착 구조의 하우징 내에 형성된 복수의 슬롯에 접속시키는 것을 포함하고, 상기 복수의 슬롯은 장착 구조 내에 합성 제트 어셈블리를 고정하기 위하여 복수의 합성 제트 어셈블리의 각각과 끼워맞춰지도록 구성되는 것인 열 관리 시스템의 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리를 장착 구조에 결합하는 것은, 상기 복수의 합성 제트 어셈블리를 장착 구조의 하나 이상의 레일에 부착하는 것을 포함하는 것인 열 관리 시스템의 제조 방법.
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