KR20160130008A - 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조에 관한 것으로서, 발열원이 설치되는 써멀 플레이트와, 상기 써멀 플레이트에 설치되며, 열을 전달하는 써멀 블록과, 상기 써멀 블록에 결합되며, 상기 써멀 블록으로부터 전달된 열을 방출하는 파이프부를 포함하며, 상기 써멀 블록의 제1면 및 상기 제1면과 마주하는 상기 써멀 플레이트의 일 면 중 적어도 어느 한 면에는 유로부가 형성되고, 상기 써멀 블록의 제1면과 다른 제2면에는 상기 유로부와 연통되며 상기 파이프부가 결합되는 결합부가 형성되며, 상기 파이프부 및 상기 유로부 내부에는 작동유체가 주입된다.
본 발명에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 방열효율이 우수한 히트 파이프 방식을 사용하므로, 발열원 주변 공간에 따라 다양한 크기와 형상으로 설계할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 발열원에 대하여 방사상 구조로 배치된 히트 파이프를 채용함으로써 전방위로 열을 방출할 수 있어서, 소음 없이 방열 효율을 높일 수 있다. 또한 방사상 구조로 배치시 유로부, 결합부 및 파이프의 배열을 최적화함으로써, 복수의 파이프의 배열 밀도를 높여 방열 효율을 더욱 높일수 있다. 또한, 본 발명은 방사상 구조 배치 이외에도 다양한 형상의 배치가 가능하므로, 주어진 공간, 발열원의 특성에 따라 용이하게 변형 적용할 수 있다는 이점이 있다.

Description

무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조{Heat pipe connecting structure for silent heat dissipation}

본 발명은 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방열효율이 우수하며, 무소음으로 작동하는 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조에 관한 것이다.

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

일반적으로 방열장치는 상기한 전자부품과 같은 발열원에서 발생된 열을 외부로 방열하여, 발열원이 과열되는 것을 방지한다.

상기한 전자부품에 적용되는 방열장치의 일 예로서 종래에는 히트싱크(heat sink)형 방열장치가 개시된 바있다.

이 히트싱크형 방열장치는 흡열부와, 방열부를 포함한다. 흡열부는 발열원과 인접 배치되어 열전도를 통하여 발열원에서 방출된 열을 흡수한다. 방열부는 흡열부와 일체를 이루며 흡열된 열을 열교환을 통하여 외부로 배출하는 방열핀으로 구성된다.

이와 같이 구성된 히트싱크형 방열장치는 상기 흡열부와 상기 방열부 사이의 거리, 방열면적 및 열전도도에 따라 방열 효율이 결정된다.

한편, 상기한 히트싱크형 방열장치는 전자부품의 고집적화 추세에 따라 성능이 향상된 히트싱크가 요구되는데 방열핀의 표면적을 넓게 유지한다는 것은 현실적으로 어려움이 있다. 그리고, 방열핀의 표면적을 넓히더라도 흡열부와 방열부 사이의 거리가 멀어지게 되므로, 방열효율을 향상시키는데 한계가 있다.

또한 종래의 방열장치는 고속 회전되는 방열팬을 더 포함한다. 이에 따라, 방열팬을 구동하기 위한 전력 소모가 수반되며, 방열팬의 구동시 소음이 발생되는 문제점이 있다.

그리고 상기한 종래의 방열장치는 구조적 안정성 확보 및 열전도도를 고려하여 방열핀의 두께를 얇게 하는데 한계가 있는 바, 제조원가가 높다는 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 히트 파이프형 열교환 구조를 채용하여 방열효율을 높이고, 크기에 대한 제약 없이 방열면적을 확보할 수 있도록 하고, 무소음 또는 저소음으로 방열할 수 있으며, 구성요소 사이의 열저항을 최소로 할 수 있도록 된 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 발열원이 설치되는 써멀 플레이트와, 상기 써멀 플레이트에 설치되며, 열을 전달하는 써멀 블록과, 상기 써멀 블록에 결합되며, 상기 써멀 블록으로부터 전달된 열을 방출하는 파이프부를 포함하며, 상기 써멀 블록의 제1면 및 상기 제1면과 마주하는 상기 써멀 플레이트의 일 면 중 적어도 어느 한 면에는 유로부가 형성되고, 상기 써멀 블록의 제1면과 다른 제2면에는 상기 유로부와 연통되며 상기 파이프부가 결합되는 결합부가 형성되며, 상기 파이프부 및 상기 유로부 내부에는 작동유체가 주입된다.

상기 파이프부는 적어도 일 단부가 개구된 복수의 파이프를 포함하고, 상기 복수의 파이프는 상기 발열원을 중심으로 방사상으로 배치된다.

상기 유로부는 내측 부분이 상기 써멀 블록 및 상기 써멀 플레이트 중 적어도 어느 하나의 중앙부에 위치되며, 방사상으로 배열된 복수의 제1유로부와, 상기 복수의 제1유로부 사이에 방사상으로 배열된 복수의 제2유로부와, 상기 제1 및 제2유로부의 외측에 적어도 하나의 열로 배열된 복수의 제3유로부를 포함한다.

본 발명에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 방열효율이 우수한 히트 파이프 방식을 사용하므로, 발열원 주변 공간에 따라 다양한 크기와 형상으로 설계할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 발열원에 대하여 방사상 구조로 배치된 히트 파이프를 채용함으로써 전방위로 열을 방출할 수 있어서, 소음 없이 방열 효율을 높일 수 있다. 또한 방사상 구조로 배치시 유로부, 결합부 및 파이프의 배열을 최적화함으로써, 복수의 파이프의 배열 밀도를 높여 방열 효율을 더욱 높일수 있다. 또한, 본 발명은 방사상 구조 배치 이외에도 다양한 형상의 배치가 가능하므로, 주어진 공간, 발열원의 특성에 따라 용이하게 변형 적용할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조를 보인 분리 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조를 보인 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조의 요부를 발췌하여 보인 부분 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조의 요부를 발췌하여 보인 부분 평면도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조의 요부를 발췌하여 보인 배면도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조를 보인 분리 사시도.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조를 보인 개략적인 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2 각각은 본 발명의 제1실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조 부분단면도이다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 열을 전달하는 써멀 블록(10)과, 상기 써멀 블록(10)에 설치되며 열을 방출하는 파이프부(30)와, 작동유체(41)와, 발열원(1)이 설치되는 써멀 플레이트(50)를 포함한다.

써멀 블록(10)은 상기 발열원(1)을 가지는 전자부품(미도시)에 장착되는 부분으로, 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조가 전체적인 형상을 유지하면서 지지되도록 한다. 이 써멀 블록(10)은 발열원(1)으로부터 열을 흡수하는 유로부(11)와, 상기 파이프부(30)가 결합되는 결합부(15)를 구비한다.

상기 유로부(11)는 상기 써멀 플레이트(50)와 마주하는 제1면(10a)에 인입 형성된다. 따라서, 상기 발열원(1)에서 발생된 열은 상기 써멀 플레이트(50)를 통하여 상기 유로부(11)에 전달된다.

상기 작동유체(41)는 상기 유로부(11) 내부에 주입되며, 유로부(11) 내부의 일부 공간에는 기포(45)가 형성된다. 상기 결합부(15)는 상기 써멀 블록(10)의 제2면(10b)을 관통하여 상기 유로부(11)와 연통되도록 형성된다. 여기서, 상기 제2면(10b)은 상기 제1면(10a)과는 다른 상기 써멀 블록(10)의 적어도 어느 한 면에 형성된다. 즉, 상기 제2면(10b)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1면(10a)의 이면에 형성되거나, 상기 제1면(10a)의 측면에 형성되는 것도 가능하다.

상기 써멀 블록(10)은 알루미늄, 아연 또는 이들의 합금으로 이루어 질 수 있다. 이는 써멀 블록(10)의 제조원가, 견고성 및 사출 금형에 의하여 제조시 유로부(11) 및 결합부(15)의 정밀도 등을 감안한 것이다.

보다 바람직하게는 상기 써멀 블록(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 아연 합금으로 이루어진 블록본체(101)와, 이 블록본체(101) 상에 도금 형성된 도금층(103)을 포함할 수 있다. 상기 도금층(103)은 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금으로 구성된다. 이와 같이, 아연합금으로 블록본체(101)를 형성하는 경우 써멀 블록(10)의 성형 정밀도를 향상시킬 수 있다. 반면, 아연합금은 재질 특성 상 이종 재질로 구성되는 파이프부(30)와 접착제에 의하여 결합시 결합력이 떨어지는 점을 고려하여 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금으로 구성된 도금층(103)을 형성함으로써 결합력을 향상시킬 수 있다.

써멀 플레이트(50)는 써멀 블록(10)에 상기 유로부(11)를 밀봉하도록 설치된다. 예컨대, 써멀 플레이트(50)는 써멀 블록(10)의 제1면(10a)에 실크 스크린 방식에 의하여 도포된 접착제(55)에 의하여 상기 써멀 블록(10)에 결합될 수 있다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 복잡한 형태의 유로부(11)가 형성되더라도 이 유로부(11)내에 주입된 작동유체(41)의 유출을 방지할 수 있다. 또한 써멀 플레이트(50)는 높은 열전도도를 가지는 재질로 이루어지며, 박형 구조를 가진다. 따라서, 상기 써멀플레이트(50)는 상기 유로부(11) 내의 작동유체(41) 및 기포(45)의 누출을 방지함과 아울러, 상기 발열원(1)에서 방열된 열이 효과적으로 상기 유로부(11)로 전도되도록 한다.

파이프부(30)는 유로부(11)와 연통 가능하게 상기 써멀 블록(10)의 제2면(10b) 상에서 상기 결합부(15)에 결합된다. 이 파이프부(30)의 내부에는 상기 유로부(11)와의 사이에 유동 가능한 작동유체(41) 및 기포(45)가 포함되어 있다.상기 파이프부(30)는 적어도 일 단부가 개구된 복수의 파이프(31)를 포함할 수 있다. 이 복수의 파이프(31)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 발열원(1)을 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다. 따라서, 상기 발열원(1)에서 발생된 열을 방사상으로 전방위적으로 방열할 수 있어서, 방열 효율을 높일 수 있다. 여기서, 상기 발열원(1)의 예로는 CPU, 비디오 카드의 칩셋, 파워트랜지스터, LED 등의 전자부품이 있으며, 이 발열원(1)의 종류나 형상에 따라 본 발명의 실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조의 크기와 형상은 방사상 구조 뿐만 아니라 다양한 구조로 변형될 수 있다.

상기 유로부(11)와 상기 파이프부(30) 내부는 서로 연통되어 있으며, 내부에 작동유체(41) 및 기포(45)가 형성된 밀폐된 내부 공간을 가진다. 따라서, 상기 유로부(11), 파이프부(30) 및 작동유체(41)가 히트파이프형 방열 구조를 형성한다.

상기 유로부(11)는 상기 발열원(1)에 인접 배치되어, 상기 발열원(1)에서 발생된 열을 흡수한다. 그리고, 상기 파이프부(30)는 방사상 구조의 외측으로 상기 유로부(11)와 연통되어 상기 유로부(11)로부터 전달된 열을 외부로 방출한다.

상기 파이프부(30)는 열전도도가 높은 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금 등의 금속 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 파이프부(30)가 상기 발열원(1)에서 발생된 열을 빠른 속도로 전도 받음과 아울러 그 내부에 형성된 기포(45)의 체적변화를 빠르게 유발할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 파이프부(30)를 구성하는 각각의 파이프(31)는 개루프(open loop) 형상을 가지며, 이웃하는 파이프(31)와 상기 유로부(11)를 경유하여 연통되거나 분리될 수 있다. 즉, 상기 복수의 파이프(31)의 전부 또는 일부는 이웃하는 파이프(31)와 연통될 수 있다. 여기서, 전부가 서로 연통된 복수의 파이프(31)를 형성하는 경우, 설계상 필요에 따라 전체적으로 개루프 또는 폐루프 형상을 가지도록 할 수 있다. 개루프의 경우 파이프(31)의 말단부는 밀폐된다.

여기서, 복수의 파이프(31)를 방사상으로 구성함에 있어서, 파이프부(30)의 전체적인 배치 밀도를 높이기 위하여, 상기 유로부(11)와 결합부(15)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 배열되고, 복수의 파이프(31)는 도 5에 도시된 바와 같이 결합된 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 유로부(11)는 배치 위치에 따라 구별되는 복수의 제1 내지 제3유로부(11a)(11b)(11c, 11d)를 포함한다. 또한, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 결합부(15)는 배치 위치에 따라 구별되는 복수의 제1 내지 제4결합부(15a)(15b)(15c)(15d)를 포함한다.

복수의 제1유로부(11a)는 방사상으로 상호 이격되게 형성되며, 그 각각의 내측 부분이 상기 써멀 블록(10)의 중앙부에 위치된다. 도 3은 유로부(11)가 5개의 제1유로부(11a)를 포함하는 경우를 예로 들어 나타낸 것이다. 이 경우 후술하는 열전달 메카니즘에 의하여 상기 써멀 블록(10)의 중앙부분에 설치된 발열원(1)에서 발생된 열을 효율적으로 방열할 수 있다. 상기 복수의 제1결합부(15a)는 상기 복수의 제1유로부(11a) 각각의 양단에 연통 형성된다.

복수의 제2유로부(11b)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 복수의 제1유로부(11a) 사이에 방사상으로 형성되어, 제1유로부(11a)에 의하여 커버되지 않는 영역에 배치된다. 상기 복수의 제2결합부(15b)는 상기 복수의 제2유로부(11b) 각각의 양단에 연통 형성되며, 상기 제1결합부(15a)와 실질상 동일 반경 상에 배열된다.

복수의 제3유로부(11c, 11d)는 상기 제1 및 제2유로부(11a)(11b)의 외측에 적어도 하나의 열로 배열된다. 이 제3유로부(11c, 11d)는 발열원(1)으로부터 전달된 열을 흡열한다. 또한 제3유로부(11c, 11d)는 상기 제1 및 제2유로부(11a)(11b)에서 흡열되고, 파이프(31)를 통하여 전달되는 열의 이송 경로로 이용된다.

도 3은 제3유로부(11c,11d)가 상기 제1 및 제2유로부(11a)(11b)의 외측에 2열로 배열된 것을 예로 들어 나타낸 것이다.

여기서, 상기 제1 및 제2유로부(11a)(11b)의 개수와 상기 제3유로부의 내측열(11c)의 개수의 총합은 상기 제3유로부의 외측열(11d)의 개수의 합과 동일한 것이 바람직하다. 이는 복수의 파이프(31)의 배치 밀도를 높이기 위한 것이다. 예를 들어, 제1 및 제2유로부(11a)(11b), 내측열(11c) 각각을 5개, 10개 및 15개로 구성한 경우, 외측열(11d)은 30개로 구성된다.

도 4를 참조하면, 복수의 제3결합부(15c) 각각은 상기 복수의 제3유로부 중 내측열(11c)에 배열된 제3유로부 각각의 양단에 연통 형성되며, 복수의 제4결합부(15d) 각각은 상기 복수의 제3유로부 중 외측열(11d)에 배열된 제3유로부 각각의 양단에 연통 형성된다.

여기서, 각각의 파이프(31)를 상기 결합부(15)와 결합시, 각 파이프(31)의 일단은 상기 제4결합부(15d)에 결합되고, 각 파이프(31)의 타단은 제1 내지 제3결합부(15a)(15b)(15c) 중 어느 하나에 결합된다. 이와 같이 파이프(31)를 결합 배치함으로써, 파이프(31)의 배치 밀도를 높일 수 있다.

도 5는 복수의 파이프(31)와 유로부(11) 사이의 연결 관계를 예시적으로 보이 도면이다. 도면을 참조하면, 각 파이프(31)의 일단을 제4결합부(15d)에 결합하고, 타단을 제1 내지 제3결합부(15a)(15b)(15c) 중 어느 하나에 결합하는 경우는 제1 내지 제3유로부(11a)(11b)(11c, 11d)는 파이프(31)를 통하여 화살표로 나타낸 바와 같은 전체적으로 하나의 연통 경로를 형성하게 된다. 따라서, 작동유체(41)가 주입된 파이프(31)와 유로부(11)의 내부 밀폐 공간이 하나의 폐루프를 이루도록 할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 진동세관형 히트 파이프를 이용한 방열장치인 것이 바람직하다. 이 진동세관형 히트 파이프를 이용한 방열장치의 기본적인 동작원리를 살펴보기로 한다.

이 진동세관형 히트 파이프는 도 2에 도시된 바와 같이, 세관을 형성하는 파이프(31) 및 유로부(11) 내부에 작동유체(41)를 주입하여 작동유체(41)와 기포(45)를 소정 비율로 형성한 후 세관 내부를 외부로부터 밀폐시킨 구조를 가진다. 이 히트 파이프는 작동유체(41) 및 기포(45)의 부피팽창 및 응축에 의하여 열을 잠열 형태로 대량으로 수송하는 열전달 메카니즘을 가진다.

기본적인 원리를 살펴보면, 상기 유로부(11)에서는 흡수된 열량만큼 핵비등(Nuclear Boiling)이 일어나면서 상기 유로부(11)에 위치된 기포들이 부피 팽창을 하게 된다. 이때 상기 유로부(11) 및 파이프(31)는 일정한 내부 체적을 유지하므로, 상기 유로부(11)에 위치된 기포들이 부피 팽창을 한 만큼 상기 파이프부(30)에 위치된 기포들은 수축하게 된다. 따라서 유로부(11) 및 파이프(31) 내의 압력 평형상태가 붕괴되면서, 세관형 히트 파이프는 상기 작동유체(41) 및 기포(45)의 진동을 포함한 유동을 수반하게 되고, 기포(45)의 체적 변화에 의한 온도의 승강에 의하여 잠열 수송을 함으로써 방열 기능을 수행한다.

이 진동세관형 히트 파이프는 일반적인 히트 파이프와는 달리 윅(wick)을 포함하지 않으므로 제작이 용이하다. 또한, 설치 방향 상의 제약이 없으므로, 반드시 방열부가 유로부의 하부에 위치되어야 하는 구조의 서모사이폰(thermosyphon)식 히트 파이프에 비하여 설치 상의 제약이 적다는 이점이 있다. 또한, 히트싱크형 방열장치와는 열수송 방식을 달리하므로, 히트 파이프 자체의 구조적 한계에 의한 크기 제약은 받지 않으므로, 발열원의 종류나 형상에 따라 그 크기를 다양화 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조에 있어서, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 써멀블록(10)의 제2면(10b)에는 상기 제1 내지 제4결합부(15a)(15b)(15c)(15d) 중 적어도 어느 하나와 연통되는 접착제 주입홈(25)이 더 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 내지 제4결합부(15a)(15b)(15c)(15d)에 상기 파이프(31) 각각을 끼운 상태에서, 상기 접착제 주입홈(25)에 액상의 접착제(27)를 주입한다. 이 주입된 접착제(27)는 접착제 주입홈(25)을 따라 이와 연통된 결합부(15)로 공급되어, 상기 제1 내지 제4결합부(15a)(15b)(15c)(15d)에 상기 복수의 파이프(31) 각각이 결합되도록 한다. 이와 같이, 접착제 주입홈(25)을 더 형성함으로써, 복수의 파이프를 써멀 블록(10) 상에 결합시 개별적으로 파이프를 결합하는 방식에 비하여 조립 공수를 줄일 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 써멀블록(10)에는 상기 유로부(11)와 연통 가능하게 유체 출입구(21)가 형성될 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 유체 출입구(21)를 밀봉하는 밀봉캡(23)을 더 포함할 수 있다.

상기 유체 출입구(21)는 상기 써멀 블록(10)의 측면의 적어도 일 개소를 관통하여 형성된다. 여기서, 작동유체(41)의 주입과정은 파이프부(30)가 써멀 블록(10)에 설치됨과 아울러, 써멀 플레이트(50)에 의하여 유로부(11)가 밀봉된 후에 수행된다. 이 유체 출입구(21)를 통하여 상기 유로부(11)의 내부 공간 및 이에 연통된 파이프부(30)의 내부 공간에 작동유체(41)를 주입할 수 있다. 상기 작동유체(41)의 주입이 완료된 후, 상기 밀봉캡(23)을 통하여 상기 유체 출입구(21)를 밀봉함으로써, 히트 파이프 구조를 형성할 수 있다. 이와 같이, 유체 출입구(21)를 형성함으로써, 파이프부(30)에 작동유체(41)를 손쉽게 주입할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파이프부(30)에 결합된 방열판(35)을 더 포함할 수 있다.

상기 방열판(35)은 열 흐름을 가이드하는 가이드부(35a) 및 복수의 파이프(31) 각각에 결합되는 그립부(35b)를 포함할 수 있다. 상기 가이드부(35a)는 상기 방열판(35)의 일면 또는 양면에 돌출 형성되는 것으로, 상기 방열판(35)의 방열면적을 확장시킴과 아울러 방열된 열의 흐름을 가이드한다. 이와 같이, 가이드부(35a)를 형성함으로써, 본 발명에 따른 방열장치가 적용되는 장치의 배치 구조에 적합하도록 방열 방향을 결정할 수 있다. 상기 그립부(35b)는 상기 파이프(31)에 탄성적으로 결합 가능한 형상으로 마련되어, 상기 방열판(35)이 별도의 체결 구조나 접착제의 사용 없이 상기 파이프(31) 각각에 결합되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 파이프부(30)에 인접하게 설치되는 방열팬(60)을 더 포함할 수 있다.

상기 방열팬(60)은 상기 써멀 블록(10)에 나사 결합된 지지대(61)를 통하여 상기 써멀 블록(10) 상에 상기 파이프부(30)를 사이에 두고 설치된다. 상기 방열팬(60)은 상기 지지대(61)에 고정 설치된 구동원(63)과, 상기 구동원(63)에 설치된 회전날개(65)를 포함한다.

이와 같이, 방열팬(60)을 더 포함하는 경우, 파이프부(30)에서 방사된 열의 확산을 촉진시킴으로써, 방열효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 방열팬(60)은 히트싱크 방식의 종래의 방열장치에 비하여 회전 속도를 감속한 상태로 회전 구동된다. 이는 상기 방열팬(60)의 회전시 발생하는 소음을 줄이고 전력 소모를 줄이기 위함이다.

또한, 상기한 제1실시예에 있어서, 유로부(11)가 써멀 블록(10)의 제1면(10a)에 형성된 것을 예로 들어 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 유로부(11)는 상기 써멀 블록(10)의 제1면(10a)과 마주하는 상기 써멀 플레이트(50)의 일 면에 형성되는 것도 가능하다. 또한, 상기 유로부(11)는 상기 써멀 블록(10)의 제1면(10a) 및 상기 써멀 플레이트(50) 모두에 형성되는 것도 가능하다. 이 경우 유체 출입구(21)는 상기 써멀블록(10) 및 써멀 플레이트(50) 중 적어도 어느 하나의 측면의 적어도 일 개소를 관통하여 형성된다.

또한, 상기한 제1실시예에 있어서, 상기 써멀 블록(10)과 상기 써멀 플레이트(50)가 접착제(55)에 의하여 결합된 구조를 예로 들어 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 써멀 블록(10)은 상기 써멀 플레이트(50)와 일체로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 유로부(11)는 상호 일체로 형성된 써멀 블록과 써멀 플레이트의 내부에 형성된다.

그리고, 상기한 실시예에 있어서 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조의 예로서 파이프부(30)가 방사상으로 배치된 구성을 예로 들어 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조가 설치되는 공간, 발열원의 형상, 크기, 방열효율 등을 고려하여 다양한 형상으로 변형 될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조를 보인 부분 단면 분리 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 열을 흡수하는 유로부(111)와 결합부(115)를 구비한 써멀 블록(110)과, 상기 결합부(115)에 설치되며 열을 방출하는 파이프부(130)와, 작동유체(141)와, 발열원(1')이 설치되는 써멀 플레이트(150)를 포함한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 방열장치는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 제1실시예에 따른 방열장치와 비교하여 볼 때, 유로부(111) 및 결합부(115)의 배치 위치를 변경하고, 파이프부(130)를 선형상으로 배열한 점에 특징이 있다. 이 경우, 상기 파이프부(130)를 구성하는 복수의 파이프(131)는 상기 유로부(111)를 경유하여 전체적으로 상호 연통 되거나 분리된 구조를 가질 수 있다.

이와 같이 방열장치를 형성하는 경우, 선형 어레이 배열을 가지는 발열원(1')에 대해 용이하게 적용할 수 있다는 이점이 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조를 보인 개략적인 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조는 발열원(5)으로부터의 열을 흡수하는 유로부(211)와 결합부(215)를 구비한 써멀 블록(210)과, 상기 결합부(215)에 설치되며 열을 방출하는 파이프부(230)와, 작동유체(241)를 포함한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 방열장치는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 제1실시예에 따른 방열장치와 비교하여 볼 때, 발열원(5)의 써멀 스프레더(9)가 써멀 플레이트(도 1의 50)의 역할을 한다는 점에서 구별된다. 즉, 본 실시예에 적용되는 발열원(5)은 기판(6)과, 이 기판(6) 상에 실장된 반도체 칩(7) 및 이 반도체 칩(7)을 감싸도록 기판(6) 상에 형성되어 상기 반도체 칩(7)에서 발생된 열을 확산 방출하는 써멀 스프레더(9)를 포함한다. 여기서, 상기 써멀 스프레더(9)의 크기에 맞추어 상기 써멀 블록(210)을 형성하고, 상기 써멀 스프레더(9)를 통하여 상기 유로부(211)를 밀봉할 수 있다. 이 경우, 상기 발열원(5)에서 발생된 열이 직접적으로 상기 유로부(211)로 전달되므로 방열효율을 더욱 높일 수 있으며, 별도의 써멀 플레이트(50)를 사용하지 않음으로써 제조원가를 절감할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1, 1', 5: 발열원 6: 기판
7: 반도체 칩 9: 써멀 스프레더
10, 110, 210: 써멀 블록 11, 111, 211: 유로부
15, 115, 215: 결합부 30, 130, 230: 파이프부
31: 파이프 35: 방열판
41, 141, 241: 작동유체 45: 기포
50, 150: 써멀 플레이트 60: 방열팬

Claims (3)

1. 발열원이 설치되는 써멀 플레이트와;
   상기 써멀 플레이트에 설치되며, 열을 전달하는 써멀 블록과;
   상기 써멀 블록에 결합되며, 상기 써멀 블록으로부터 전달된 열을 방출하는 파이프부를 포함하며,
   상기 써멀 블록의 제1면 및 상기 제1면과 마주하는 상기 써멀 플레이트의 일 면 중 적어도 어느 한 면에는 유로부가 형성되고,
   상기 써멀 블록의 제1면과 다른 제2면에는 상기 유로부와 연통되며 상기 파이프부가 결합되는 결합부가 형성되며,
   상기 파이프부 및 상기 유로부 내부에는 작동유체가 주입된 것을 특징으로 하는 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 파이프부는 적어도 일 단부가 개구된 복수의 파이프를 포함하고,
   상기 복수의 파이프는 상기 발열원을 중심으로 방사상으로 배치된 것을 특징으로 하는 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 유로부는
   내측 부분이 상기 써멀 블록 및 상기 써멀 플레이트 중 적어도 어느 하나의 중앙부에 위치되며, 방사상으로 배열된 복수의 제1유로부와,
   상기 복수의 제1유로부 사이에 방사상으로 배열된 복수의 제2유로부와,
   상기 제1 및 제2유로부의 외측에 적어도 하나의 열로 배열된 복수의 제3유로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무소음 방열을 위한 히트파이프 체결구조.
   
   
   

Images