KR20160036470A - 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 제공한다. 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자는 표면에 복수개의 히트 싱크 핀들이 제공되고, 내부에 작동유체가 유동하는 공간을 제공하는 복수개의 유로들이 제공되는 평판 형상의 몸체부를 포함하고, 상기 유로들의 각각은, 상기 유로들의 상면과 하면 중 어느 일면에 제공되는 소결윅 및 상기 유로들의 상면과 하면 중 상기 일면과 대향하는 타면에 제공되는 요철형태의 그루브를 포함한다.

Description

외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자{Sintered flat panel heat dissipation structure comprising outer pin}
본 발명은 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자에 관한 것으로써, 구체적으로 유로들 내부에 소결윅이 제공되는 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자에 관한 것이다.
전자시스템에 실장(packaging)되는 칩 및 모듈은 반도체 제조기술이 발달됨에 따라 점차 고집적화 및 소형화되고 있다. 이러한 추세에 따라 전자시스템에 포함된 부품들의 발열밀도가 크게 증가하기 때문에, 이를 효과적으로 소산시키기 위한 냉각방식이 요구된다.
소형의 휴대 및 정치형 전자시스템에 적용할 수 있는 종래의 냉각장치는 히트 싱크(heat sink), 팬(fan), 및 직경이 3mm급 이상의 원형 단면을 가지는 소형 방열 소자 등을 포함한다. 히트 싱크는 크기 및 두께를 자유롭게 제작할 수 있기 때문에 냉각수단의 기본적인 형태로써 널리 사용되어 왔다. 직경이 3mm 이상인 원형의 단면을 갖는 소형 방열장치는 박막구조에 적합하게 압착시켜 사용될 수 있다. 그러나, 원형의 단면을 갖는 소형 방열장치는 소형 및 박막 구조의 전자장비에 알맞도록 압착시킬 경우 전열 성능이 크게 감소한다. 따라서, 소형 및 박막 구조의 전자기기에 적합한 평판 형태의 방열 소자의 개발이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 방열성능이 향상된 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 방열 소자와 히트싱크 핀들이 일체로 형성된 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 제공한다. 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자는 표면에 복수개의 히트 싱크 핀들이 제공되고, 내부에 작동유체가 유동하는 공간을 제공하는 복수개의 유로들이 제공되는 평판 형상의 몸체부를 포함하고, 상기 유로들의 각각은, 상기 유로들의 상면과 하면 중 어느 일면에 제공되는 소결윅 및 상기 유로들의 상면과 하면 중 상기 일면과 대향하는 타면에 제공되는 요철형태의 그루브를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 히트싱크 핀들이 부착된 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 제작함으로써 생산원가 절감 및 히트싱크 설치에 따른 열저항의 감소 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모세관력을 향상시키는 소결윅을 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자에 제공하여 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A영역을 확대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자는 나타내는 사이도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A영역을 확대한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(1)는 몸체부(100) 및 히트싱크 핀(200)을 포함할 수 있다. 몸체부(100)는 작동 유체가 이송되는 평판 형상의 파이프일 수 있다. 예를 들어, 몸체부(100)는 1회의 압출 공정(extrusion)으로 제작될 수 있다. 몸체부(100)는 간단한 제조공정에 의해 제조될 수 있어 제조 경쟁력을 가질 수 있다. 몸체부(100)는 알루미늄과 같이 연전도성이 우수한 금속으로 구성될 수 있다. 몸체부(100)은 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(1)가 적용되는 전자기기의 크기에 따라 크기 및 모양이 달라질 수 있다. 몸체부(100)는 평판 형태이므로 전자기기와의 결합이 용이할 수 있다. 몸체부(100)의 내부는 진공 상태일 수 있다.
몸체부(100)는 내부에 작동 유체가 유동하는 공간을 제공하는 복수개의 유로들(120)을 포함할 수 있다. 유로들(120)은 제 1 방향(x)으로 연속되게 제공될 수 있고, 제 1 방향(x)과 수직하고 유로들(120)의 길이방향인 제 2 방향(y)으로 연장될 수 있다. 복수개의 유로들(120)은 격벽(130)에 의해 구분될 수 있다. 몸체부(100)의 구조적 안정성 확보를 위해 복수개의 유로들(120)이 요구될 수 있고, 격벽(130)을 통해 복수개의 유로들(120)을 제공할 수 있다. 유로들(120)의 단면은 직사각형일 수 있지만, 그 형태나 크기에 제한을 두지 않을 수 있다. 유로들(120) 내부를 진공 상태로 유지된 상태에서, 유로들(120)을 흐르는 작동유체의 액체-증기 상변화를 통해 열이 방출될 수 있다
유로들(120) 내부에는 소결윅(122)과 그루브들(124)이 제공될 수 있다. 소결윅(122)은 알루미늄 입자들이 소결 성형된 것이고, 소결윅(122)은 유로들(120) 내부의 상면 및 하면 중 적어도 일면에 제공될 수 있다. 소결윅(122)은 제 2 방향(y)으로 연장되도록 제공될 수 있다.
소결윅(122)은 작동 유체를 유동시킬 수 있는 모세관력을 제공할 수 있다. 소결윅(122)은 몸체부(100)와 동일한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 소결윅(122)은 기공들이 제공된 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 유로들(120) 내부로 입력된 열에 의해 유로들(120)을 흐르는 작동 유체가 기화 후 상대적으로 온도가 낮은 응축부(Condenser section)측으로 이동하고, 다시 응축된 작동 유체가 열의 입력부로 귀환할 수 있다. 이 때, 소결윅(122)에 의해 모세관력이 향상된 유로들(120)은 작동 유체를 용이하게 유동시킬 수 있고, 작동 유체의 상변화에 의해 유로들(120) 내부의 열을 용이하게 전달할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(1)에서 응축부는 그루브들(124)이 제공되는 부분일 수 있고, 입력부는 소결윅(122)이 제공되는 부분일 수 있다. 소결윅(122)에 의해 전달되는 열은 작동 유체의 상변화에 따른 유동에 의해 그루부들(124)로 전달될 수 있고, 상대적으로 온도가 낮은 그루부들(124)을 거쳐 소결윅(122)으로 귀환함에 따라 열을 방출할 수 있다. 그루부들(124)에 전달된 열은 히트싱크 핀들(200)을 통해 효과적으로 방출될 수 있다.
그루브들(124)은 유로들(120)의 상면 및 하면 중 소결윅(122)이 제공되지 않은 일면에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(1)에서는 그루브들(124)은 유로들(120)의 상면에 제공될 수 있다. 그루브들(124)은 일정한 간격으로 서로 이격될 수 있다. 그루브들(124)은 제 1 방향(x) 및 제 2 방향(y)과 직교하는 제 3 방향(z)으로 연장될 수 있다. 그루브들(124)은 요철형 단면을 가질 수 있다. 다만, 그루브들(124)의 단면의 형태는 특별히 제한되지 않을 수 있다. 그루브들(124)은 유로들(120)의 단면적을 증가시켜 유로들(120) 내부의 열을 용이하게 방출할 수 있다.
히트싱크 핀들(200)은 몸체부(100) 상에 제공될 수 있다. 히트싱크 핀들(200)은 몸체부(100)의 상부면에 제 3 방향(z)으로 돌출될 수 있고, 제 2 방향(y)으로 연장될 수 있다. 히트싱크 핀들(200)이 연장되는 방향은 유로들(124)이 연장되는 방향과 평행할 수 있다. 히트싱크 핀들(200)은 일정한 간격으로 제 1 방향(x)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 히트싱크 핀들(200)은 몸체부(100)과 동일한 금속(예: 알루미늄)으로 구성될 수 있다. 히트싱크 핀들(200)이 제공되지 않는 몸체부(100)의 일면에는 전자기기 등이 배치될 수 있다. 히트싱크 핀들(200)은 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(1)의 열 전달 능력을 향상시킬 수 있다. 전자기기가 생성하는 열은 몸체부(100)의 하면을 통해 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(1)로 전달되고, 전달된 열은 히트싱크 핀들(200)을 통해 배출될 수 있다. 히트싱크 핀들(200)은 몸체부(100)과 일체형으로 1회의 압출공정으로 제작될 수 있어, 히트싱크 핀들(200)과 몸체부(100)와의 계면에서 열저항이 제거되거나 줄어들 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(2)는 유로들(120)을 가지는 몸체부(100) 및 몸체부(100) 상부면에 제공되는 히트싱크 핀들(200)을 포함할 수 있다. 유로들(120) 내부에 소결윅(122)만이 제공될 수 있다. 소결윅(122)은 유로들(120)의 상면, 하면 및 측면을 모두 덮도록 제공될 수 있다. 소결윅(122)은 기공을 포함할 수 있고, 소결윅(122)의 기공에 의해 모세관력이 발생되어 작동 유체가 유로들(120) 내부에서 유동할 수 있다. 작동 유체가 유동함에 따라 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(2)의 열은 외부로 방출될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(3)는 유로들(120)을 가지는 몸체부(100) 및 몸체부(100) 상부면에 제공되는 히트싱크 핀들(200)을 포함할 수 있다. 유로들(120) 내부에는 유로들(120)의 상면과 하면 중 적어도 일면에 제공되는 소결윅(122) 및 소결윅(122)이 제공되지 않는 타면에 제공되는 그루브(124)를 포함할 수 있다. 히트싱크 핀들(200)은 몸체부(100)의 상부면에서 제 2 방향(y)으로 불연속적으로 연장될 수 있다. 즉, 히트싱크 핀들(200)은 제 2 방향(y)으로 연장되다가 단절되는 부분이 발생할 수 있다. 히트싱크 핀들(200)이 단절된 부분은 몸체부(100) 상의 다양한 위치에 제공될 수 있다. 히트싱크 핀들(200)을 다양한 위치 및 형태로 제공할 수 있어 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(3)의 밀봉의 어려움 및 제품으로써의 가공상 문제점을 야기하지 않을 수 있다. 또한, 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(3)가 사용되는 대상에 따라 히트싱크 핀들(200)이 단절된 부분이 다양할 수 있으므로 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(3)의 제작에 용이할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자는 나타내는 사이도이다.
도 5를 참조하면, 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(4)는 유로들(120)을 가지는 몸체부(100) 및 몸체부(100) 상부면 및 하부면에 제공되는 히트싱크 핀들(200)을 포함할 수 있다. 이 때, 전자기기는 히트싱크 핀들(200)이 제공되지 않은 몸체부(100)의 측면에 배치될 수 있다. 히트싱크 핀들(200)을 몸체부(100) 상부면과 하부면에 배치시켜 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자(4)의 열 방출 특성을 향상시킬 수 있다.
상술한 예와 달리, 유로들(120) 내부에 소결윅(122)의 위치는 제한이 없을 수 있다. 다만, 유로들(120)의 상면 및 하면 중 적어도 하나의 면에는 소결윅(122)이 제공되어야 한다.

Claims (1)

  1. 표면에 복수개의 히트 싱크 핀들이 제공되고, 내부에 작동유체가 유동하는 공간을 제공하는 복수개의 유로들이 제공되는 평판 형상의 몸체부를 포함하고,
    상기 유로들의 각각은:
    상기 유로들의 상면과 하면 중 어느 일면에 제공되는 소결윅; 및
    상기 유로들의 상면과 하면 중 상기 일면과 대향하는 타면에 제공되는 요철형태의 그루브;
    를 포함하는 외부 핀을 포함하는 소결 평판 방열 소자.
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