KR20200027705A - Vapor chamber - Google Patents

Vapor chamber Download PDF

Info

Publication number
KR20200027705A
KR20200027705A KR1020180105842A KR20180105842A KR20200027705A KR 20200027705 A KR20200027705 A KR 20200027705A KR 1020180105842 A KR1020180105842 A KR 1020180105842A KR 20180105842 A KR20180105842 A KR 20180105842A KR 20200027705 A KR20200027705 A KR 20200027705A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lower plate
upper plate
plate
graphite sheet
vapor chamber
Prior art date
Application number
KR1020180105842A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102092307B1 (en
Inventor
박기한
김성훈
이상건
김선기
Original Assignee
조인셋 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조인셋 주식회사 filed Critical 조인셋 주식회사
Priority to KR1020180105842A priority Critical patent/KR102092307B1/en
Publication of KR20200027705A publication Critical patent/KR20200027705A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102092307B1 publication Critical patent/KR102092307B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20327—Accessories for moving fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20309—Evaporators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
    • H05K7/20472—Sheet interfaces
    • H05K7/20481—Sheet interfaces characterised by the material composition exhibiting specific thermal properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Disclosed is a vapor chamber which is excellent in heat transfer and is easily manufactured. The vapor chamber comprises: a top plate having a first fluid flow path formed therein; a bottom plate having a second fluid flow path formed therein; a filler material arranged along the edges of the top plate and the bottom plate to attach the top plate to the bottom plate; and a graphite sheet arranged between the top plate and the bottom plate to come in contact with the top plate and the bottom plate.

Description

베이퍼 챔버{Vapor chamber}Vapor chamber

본 발명은 베이퍼 챔버(Vapor Chamber)에 관한 것으로, 특히 평면 방향으로 열전달이 우수하고 제조가 용이한 베이퍼 챔버에 관련한다.The present invention relates to a vapor chamber (Vapor Chamber), and particularly relates to a vapor chamber that is excellent in heat transfer in the plane direction and easy to manufacture.

베이퍼 챔버는, 적어도 어느 한 부위가 대략 직사각 평판형의 디바이스이며, 열을 효율적으로 평면 방향으로 수송할 수 있는 히트 파이프의 한 형태이다. The vapor chamber is a device in which at least one portion is a substantially rectangular flat plate type device, and is a form of a heat pipe capable of efficiently transporting heat in a planar direction.

종래의 베이퍼 챔버는, 상측 부재와 하측 부재가 용가재를 사용한 브레이징에 의해 밀폐된 중공의 컨테이너를 구비하고, 컨테이너 중에 작동 유체가 들어 있고 진공이 유지된다.Conventional vapor chambers have a hollow container in which the upper member and the lower member are sealed by brazing using a filler material, the working fluid is contained in the container and the vacuum is maintained.

베이퍼 챔버 내에는, 증발부로서 기능하는 부분과, 응축부로서 기능하는 부분이 존재하는데, 증발부가 열원에 의해 가열되면, 컨테이너 내의 작동 유체의 증발이 일어나, 기상의 작동 유체가 컨테이너 내의 응축부(저온 영역)로 이동한다. 저온 영역에서, 기상의 작동 유체는 냉각되어 응축하며, 그 결과 증발부에서 작동 유체가 수취한 열은 베이퍼 챔버의 외부로 방출된다. In the vapor chamber, there is a part that functions as an evaporation part and a part that functions as a condensation part. When the evaporation part is heated by a heat source, evaporation of the working fluid in the container occurs, and the working fluid in the gas phase condenses in the container ( Cold zone). In the low temperature region, the working fluid in the gas phase is cooled and condensed, and as a result, heat received by the working fluid in the evaporation part is discharged to the outside of the vapor chamber.

응축된 작동 유체는, 컨테이너의 내부에 설치된 윅(wick)을 따라 모세관 현상에 의해 증발부로 돌아오고, 증발부로 돌아온 작동 유체는 다시 증발하여 저온 영역으로 이동한다. The condensed working fluid returns to the evaporator by a capillary phenomenon along a wick installed inside the container, and the working fluid returned to the evaporator evaporates again and moves to a low temperature region.

이와 같이, 베이퍼 챔버는, 작동 유체의 증발 및 응축의 반복에 의해, 잠열을 이용하여 열의 수송을 행한다.In this way, the vapor chamber transports heat using latent heat by repeating evaporation and condensation of the working fluid.

기존의 베이퍼 챔버는, 예를 들면, 전자 기기의 냉각 등에 사용되고 있은데, 박형화가 진행되는 전자 기기에는 다양한 구조 상 또는 고온의 열을 빨리 냉각하는데 제한이 있다. 예를 들면, 스마트 폰으로 대표되는 휴대 전자 디바이스에서는 한정된 스페이스에 다수의 전자 부품이 수용되어 있어 여기에 적용되는 베이퍼 챔버는 다양한 형상을 하면서 얇은 두께를 유지해야 하고 경제성 있게 대량 생산이 용이하는데 제한이 있다.Existing vapor chambers are used, for example, for cooling of electronic devices, and there are limitations in quickly cooling heat of various structures or high temperatures in electronic devices in which thinning is performed. For example, in a portable electronic device typified by a smart phone, a large number of electronic components are accommodated in a limited space, and the vapor chamber applied thereto needs to maintain a thin thickness while having various shapes, and is easy to mass-produce economically. have.

이와 함께, 고성능의 AP가 고온을 유지하면서 동작하기 때문에 AP의 온도를 빠른 시간에 충분히 낮게 억제할 수 있어야 한다는 제한이 있다.In addition, since the high-performance AP operates while maintaining a high temperature, there is a limitation that the temperature of the AP must be sufficiently low in a short time.

또한, 휴대 전자 디바이스의 자세나 방향에 따라 열 전달이나 열 소비에 차이가 있다는 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage that there is a difference in heat transfer or heat consumption depending on the posture or direction of the portable electronic device.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 형상을 하면서 얇은 두께로 제작되어 박형화되는 전자 기기에 유용하게 적용할 수 있는 베이퍼 챔버를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a vapor chamber that can be usefully applied to an electronic device that is thinner and thinner while having various shapes.

본 발명의 다른 목적은 열원으로부터 흡수한 열을 짧은 시간에 수평 방향으로 전달하여 신속하게 방열할 수 있는 베이퍼 챔버를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vapor chamber capable of rapidly dissipating heat by transferring heat absorbed from a heat source in a horizontal direction in a short time.

본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하고 경제적인 베이퍼 챔버를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vapor chamber that is easy to manufacture and economical.

상기의 목적은, 베이퍼 챔버로서, 구리 또는 구리 합금 시트로 된 상판 및 하판; 상기 마주보도록 적층되는 상기 상판과 상기 하판의 대향면의 가장자리를 따라 형성되어 상기 상판과 상기 하판을 접합하는 용가재; 상기 용가재의 안쪽에서 상기 상판과 상기 하판의 대향면 중 적어도 하나의 면에 형성된 유체 유로; 상기 유체 유로에 충진되는 작동 유체; 및 상기 용가재의 안쪽에 위치하며, 상기 상판과 상기 하판의 대향면 사이에 배치되는 그라파이트 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버에 의해 달성된다.The above object is a vapor chamber, the upper and lower plates of copper or copper alloy sheet; A filler material formed along edges of opposite surfaces of the upper plate and the lower plate, which are stacked to face each other, to join the upper plate and the lower plate; A fluid flow path formed on at least one of the opposite surfaces of the upper plate and the lower plate from the inside of the filler material; A working fluid filled in the fluid passage; And a graphite sheet positioned on the inside of the filler material and disposed between opposite surfaces of the upper plate and the lower plate.

바람직하게, 상기 상판과 상기 하판은 각각 가장자리로부터 일체로 돌출되는 적어도 하나의 팁을 구비하고, 상기 각 팁은 단부를 제외하고 상기 용가재로 접합되어 상기 작동 유체를 주입하는 주입구를 형성한다.Preferably, each of the upper plate and the lower plate has at least one tip protruding integrally from the edge, and each tip is joined to the filler material except for the end to form an inlet for injecting the working fluid.

바람직하게, 상기 용가재는 브레이징에 의해 상기 가장자리에 융착되어 상기 상판과 상기 하판의 대향면 사이를 밀봉할 수 있다.Preferably, the filler material is fused to the edge by brazing to seal between the upper and opposite surfaces of the lower plate.

바람직하게, 상기 유체 유로는 상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나의 대향면에 에칭 또는 레이저에 의해 형성된 엠보 사이에 형성될 수 있다.Preferably, the fluid flow path may be formed between an emboss formed by etching or laser on opposite surfaces of any one of the upper plate and the lower plate.

바람직하게, 상기 엠보의 크기는 발열체가 접촉하는 부분으로 가정되는 증발부를 기준으로 다르게 설정될 수 있다.Preferably, the size of the embo may be set differently based on the evaporation part, which is assumed to be a part where the heating element comes into contact.

바람직하게, 상기 엠보의 일부에 상기 용가재에 의한 지지 돌기가 형성되고, 상기 그라파이트 시트에는 상기 지지 돌기가 끼워지는 관통구멍이 형성될 수 있다.Preferably, a support protrusion formed by the filler material is formed on a part of the embossing, and a through hole through which the support protrusion is fitted may be formed on the graphite sheet.

바람직하게, 상기 지지 돌기의 양단은 각각 상기 상판과 상기 하판의 대향면에 접합될 수 있다.Preferably, both ends of the support protrusion may be joined to opposite surfaces of the upper plate and the lower plate, respectively.

바람직하게, 상기 상판과 상기 하판의 대향면 사이에 구리선 매쉬, 구리 편조선 또는 구리 니트선 중 적어도 어느 하나가 더 개재될 수 있다.Preferably, at least one of a copper wire mesh, a copper braided wire, or a copper knit wire may be further interposed between the upper plate and the opposite surfaces of the lower plate.

바람직하게, 상기 그라파이트 시트는 평면의 인조 그라파이트 시트로 수평 방향의 열 전도율이 1,000/MK 이상일 수 있다.Preferably, the graphite sheet is a planar artificial graphite sheet, and may have a thermal conductivity in the horizontal direction of 1,000 / MK or more.

본 발명에 의하면, 작동 유체의 액상/기상 사이의 상 전이를 반복하고, 잠열을 이용하여 증발부에서 회수한 열을 냉각 영역(응축부)으로 반복하여 수송하기 용이하다.According to the present invention, the phase transition between the liquid phase and the gas phase of the working fluid is repeated, and heat recovered from the evaporation section using latent heat is easily transported repeatedly to the cooling region (condensation section).

또한, 폭 방향으로 열 전도가 좋은 그라파이트 시트에 의해 발열체로부터 전달된 열을 상판이나 하판의 수평면상의 다른 위치로 빠르게 전달할 수 있다.In addition, the heat transferred from the heating element by the graphite sheet having good heat conduction in the width direction can be quickly transferred to other positions on the horizontal surface of the upper plate or the lower plate.

또한, 폭 방향으로 열 전도가 좋은 그라파이트 시트에 의해 그라파이트 시트의 장착 위치에 따라 여러 방향으로 열전달을 고루 빨리 전달하기 용이하다.In addition, it is easy to transfer heat transfer evenly and quickly in various directions according to the mounting position of the graphite sheet by the graphite sheet having good heat conduction in the width direction.

또한, 그라파이트 시트는 두께가 얇고 유연성 있으므로 다양한 형상으로 가공이 용이하며, 얇은 베이퍼 챔버에 삽입하기 용이하고, 삽입 후 압착 등에 의해서도 변형이 용이하여 경제성 있고 신뢰성 있는 베이퍼 챔버를 제공하기 용이하다.In addition, since the graphite sheet is thin and flexible, it is easy to process into various shapes, and it is easy to insert into a thin vapor chamber, and it is easy to deform even by pressing, etc., to provide an economical and reliable vapor chamber.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 베이퍼 챔버를 보여주는 분해도이다.
도 2는 도 1의 2-2를 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 3은 베이퍼 챔버의 주입구를 나타낸다.1 is an exploded view showing a vapor chamber according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1.
3 shows the inlet of the vapor chamber.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in the present invention should be interpreted as meanings generally understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, unless defined otherwise. It should not be interpreted as the meaning of phosphorus or excessively reduced. In addition, when the technical term used in the present invention is a wrong technical term that does not accurately represent the spirit of the present invention, it should be understood as being replaced by a technical term that can be correctly understood by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or in context before and after, and should not be interpreted as an excessively reduced meaning.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 베이퍼 챔버를 보여주는 분해도이고, 도 2는 도 1의 2-2를 따라 절단한 부분 단면도이다.1 is an exploded view showing a vapor chamber according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a partial cross-sectional view taken along line 2-2 of Figure 1;

베이퍼 챔버(100)는, 유체 유로(112)가 형성된 상판(110), 유체 유로(122)가 형성된 하판(120), 상판(110)과 하판(120)의 가장자리를 따라 형성된 용가재(130), 및 상판(110)과 하판(120)에 접하도록 상판(110)과 하판(120) 사이에 배치되는 그라파이트 시트(140)를 포함한다.The vapor chamber 100 includes a top plate 110 on which a fluid flow path 112 is formed, a bottom plate 120 on which a fluid flow path 122 is formed, and a filler material 130 formed along the edges of the top plate 110 and the bottom plate 120, And a graphite sheet 140 disposed between the upper plate 110 and the lower plate 120 so as to contact the upper plate 110 and the lower plate 120.

상판(110)과 하판(120)은 열전도성이 높은 구리나 그 합금으로 구성될 수 있는데, 이에 한정되지 않고 알루미늄의 조합으로 구성될 수 있다.The upper plate 110 and the lower plate 120 may be made of copper or an alloy thereof having high thermal conductivity, but are not limited thereto, and may be made of a combination of aluminum.

용가재(130)는 상판(110)이나 하판(120)의 가장자리를 따라 일정한 폭으로 형성되는데, 가령 이 실시 예와 같이, 브레이징 작업을 수행할 수 있는 금속 재질, 가령 Ag/Cu를 사용할 수 있는데 도금 등에 의하여 형성할 수 있다.The filler material 130 is formed to have a constant width along the edge of the top plate 110 or the bottom plate 120. For example, as in this embodiment, a metal material capable of performing a brazing operation, such as Ag / Cu, can be used. And the like.

브레이징은 열과 압력이 가해지는 진공 또는 산소가 없는 고온 분위기의 로에서 이루어질 수 있다.Brazing can be performed in a vacuum in which heat and pressure are applied, or in a high temperature atmosphere furnace free of oxygen.

용가재(130)는 상판(110)과 하판(120)에 각각 접촉하여 이들에 의해 기밀 상태의 중공 평판형 컨테이너를 구성하며, 컨테이너의 내부에 공기 등의 비응축 가스가 탈기된 상태로 작동 유체가 봉입된다.The filler material 130 makes contact with the upper plate 110 and the lower plate 120, respectively, thereby forming a hollow flat plate container in an airtight state, and a working fluid is discharged while non-condensing gas such as air is degassed inside the container. It is sealed.

유체 유로(112, 122)는, 상판(110)과 하판(120) 위에 일정한 패턴으로 형성되는 엠보(111, 121)에 의해 형성된다, 다시 말해, 도 2와 같이, 엠보(111, 121) 사이에 형성되는 사각 단면의 홈에 의해 유체 유로(112, 122)가 형성된다. 여기서, 엠보(111, 121)는, 가령 에칭에 의해 형성될 수 있다.The fluid passages 112 and 122 are formed by embosses 111 and 121 formed in a predetermined pattern on the upper plate 110 and the lower plate 120, that is, between the embossers 111 and 121 as shown in FIG. 2. The fluid passages 112 and 122 are formed by grooves having a square cross section. Here, the embosses 111 and 121 may be formed by, for example, etching.

엠보(111, 121)는 동일한 패턴으로 형성될 필요는 없으며, 따라서 유체 유로(112, 122)는 도 2와 같이 서로 대칭되지 않고 일정 간격으로 어긋나게 형성될 수도 있다.The embosses 111 and 121 do not need to be formed in the same pattern, and thus the fluid flow paths 112 and 122 may not be symmetrical to each other as shown in FIG. 2 and may be formed to be offset at regular intervals.

도 1과 같이, 원형의 엠보(111, 121)가 격자 형상으로 형성됨으로써, 결과적으로 유체 유로(112, 122)가 전체적으로 바둑판 형상으로 구성되어 서로 연통된다.As shown in FIG. 1, the circular embosses 111 and 121 are formed in a lattice shape, and as a result, the fluid flow paths 112 and 122 are entirely formed in a checkerboard shape and communicate with each other.

엠보(111, 121)의 크기에 따라 형성되는 유체 유로(112, 122)의 폭이 달라질 수 있는데, 엠보(111, 121)의 크기는 발열체가 접촉하는 부분으로 가정되는 증발부(10)를 기준으로 길이방향을 따라 냉각부까지 다르게 설정될 수 있다.The width of the fluid flow paths 112 and 122 formed according to the size of the embossers 111 and 121 may vary, and the size of the embossers 111 and 121 is based on the evaporator 10 assumed to be a portion where the heating element contacts. It can be set differently to the cooling unit along the longitudinal direction.

도 2에 도시된 것처럼, 상판(110)이나 하판(120)에 형성된 엠보(111, 121) 중 일부에는 용가재(130)와 같은 재질의 지지 돌기(113)가 형성될 수 있는데, 용가재(130)를 형성할 때 같이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2, some of the embosses 111 and 121 formed on the upper plate 110 or the lower plate 120 may have support protrusions 113 made of the same material as the filler material 130, but the filler material 130 It can be formed together when forming.

후술하는 것처럼, 지지 돌기(113)는 상판(110)과 하판(120) 사이에 개재되는 그라파이트 시트(140)에 형성된 관통구멍에 끼워지거나 구리선 매쉬, 구리 편조선 또는 구리 니트선으로 이루어지는 윅(wick)을 고정하는데 사용될 수 있다.As will be described later, the support protrusion 113 is fitted into a through hole formed in the graphite sheet 140 interposed between the upper plate 110 and the lower plate 120, or a wick made of a copper wire mesh, a copper braided wire or a copper knit wire ).

이에 더하여 지지 돌기(113)의 양단은 브레이징에 의해 상판(110)과 하판(120)에 접합되어 상판(110)과 하판(120)이 부풀어 오르는 것을 잡아줄 수 있다. In addition to this, both ends of the support protrusion 113 are joined to the upper plate 110 and the lower plate 120 by brazing, so that the upper plate 110 and the lower plate 120 can be swollen.

상판(110)과 하판(120)에는 작동 유체를 주입하기 위한 주입구를 구성하는 팁(tip)(114, 124)이 돌출 형성된다.On the upper plate 110 and the lower plate 120, tips 114 and 124 constituting an injection hole for injecting a working fluid are protruded.

도 3은 베이퍼 챔버의 주입구를 나타낸다.3 shows the inlet of the vapor chamber.

이 실시 예에서, 상판(110)의 팁(114)과 하판(120)의 팁(124)은 용가재(130)에 의해 양측 가장자리가 접착되고 길이 방향의 단부에는 용가재(130)가 형성되지 않아 주입구(104)가 형성되는데, 용가재(130) 없이 상판(110)의 팁(114)과 하판(120)의 팁(124)만 돌출될 수 있다.In this embodiment, the tip 114 of the upper plate 110 and the tip 124 of the lower plate 120 are adhered to both edges by the filler material 130, and the filler material 130 is not formed at the end in the longitudinal direction, so that the injection port is not provided. 104 is formed, only the tip 114 of the upper plate 110 and the tip 124 of the lower plate 120 may protrude without the filler material 130.

주입구(104)를 통하여 작동 유체를 주입하려면, 잘 알려진 것처럼, 주입구(104)에 진공펌프를 연결하여 내부를 진공화시켜 진공의 흡입력에 의해 챔버 내부에 작동 유체를 주입한 다음, 챔버 내부의 작동 유체를 일정량만 남기고 빼낸 후 액체 질소를 이용하여 남겨진 작동 유체를 동결한다. To inject the working fluid through the inlet 104, as is well known, connect the vacuum pump to the inlet 104 to evacuate the inside to inject the working fluid into the chamber by the suction force of the vacuum, and then operate inside the chamber After leaving only a certain amount of fluid, the remaining working fluid is frozen using liquid nitrogen.

이후 진공펌프를 이용하여 다시 파이프 내부를 진공화시키는데, 이때 내부의 작동 유체는 동결되어 있으므로 진공펌프의 흡입압에 딸려 나오지 않고, 파이프 내부의 공간만이 진공화된다. Thereafter, the inside of the pipe is evacuated again using a vacuum pump. At this time, the working fluid therein is frozen, so it does not come under the suction pressure of the vacuum pump, and only the space inside the pipe is evacuated.

이후, 도 3(b)과 같이, 주입구(104)를 스폿 웰딩, 초음파, 또는 레이저에 의한 열 융착에 의해 서로 접착하여 밀봉하며, 챔버 내부는 소정량의 작동 유체가 충진된 진공 상태가 된다.Subsequently, as shown in FIG. 3 (b), the injection holes 104 are sealed by bonding to each other by spot welding, ultrasonic waves, or thermal welding by laser, and the chamber is in a vacuum state filled with a predetermined amount of working fluid.

본 발명에 의하면, 상판(110)과 하판(120)에 접하도록 상판(110)과 하판(120) 사이에 그라파이트 시트(140)가 배치된다.According to the present invention, the graphite sheet 140 is disposed between the upper plate 110 and the lower plate 120 so as to contact the upper plate 110 and the lower plate 120.

그라파이트 시트(140)는, 가령 10 ~ 70㎛ 정도의 두께를 가지며, 상판(110)이나 하판(120)에 형성된 지지 돌기(113)에 대응하는 위치에 관통구멍(143)이 형성되어, 관통구멍(143)이 지지 돌기(113)에 끼워져 그라파이트 시트(140)가 고정된다.The graphite sheet 140 has a thickness of, for example, about 10 to 70 μm, and a through hole 143 is formed at a position corresponding to the support protrusion 113 formed on the top plate 110 or the bottom plate 120, and the through hole is formed. 143 is fitted to the support projection 113, the graphite sheet 140 is fixed.

잘 알려진 것처럼, 그라파이트 시트(140)는 수평 방향으로의 열전도성이 매우 우수하기 때문에 증발부(10)로부터 흡수된 열을 수평면상에 떨어진 다른 위치로 빠르게 전도시킬 수 있다.As is well known, since the graphite sheet 140 has a very good thermal conductivity in the horizontal direction, heat absorbed from the evaporation unit 10 can be quickly conducted to another location away from the horizontal surface.

또한, 그라파이트 시트(140)는 두께가 얇고 유연성이 있어 가공이 용이하고, 외부의 힘에 의해 변형이 용이하여 다양한 형상의 베이퍼 챔버에 적용할 수 있으며 베이퍼 챔버(100)에 삽입이 용이하여 경제성 있고 신뢰성 있는 베이퍼 챔버(100)를 제조하기 용이하다.In addition, the graphite sheet 140 is thin and flexible, so it is easy to process, and it is easy to deform by external force, so it can be applied to various types of vapor chambers, and it is easy to insert into the vapor chamber 100, which is economical. It is easy to manufacture a reliable vapor chamber 100.

특히, 그라파이트 시트(140)가 상판(110)이나 하판(120)에 접촉한 상태로 개재됨으로써, 상판(110)이나 하판(120)에 접촉된 발열체, 가령 전자부품으로부터 발생하는 열을 수평면 상의 다른 위치로 빠르게 전달할 수 있다.In particular, the graphite sheet 140 is interposed with the upper plate 110 or the lower plate 120 in contact with each other, so that heat generated from the heating element contacting the upper plate 110 or the lower plate 120, for example, electronic components, is different from the horizontal surface. It can be quickly delivered to a location.

바람직하게, 그라파이트 시트(140)는 평면의 인조 그라파이트 시트로 수평방향의 열 전도율이 1,000/MK 이상일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.Preferably, the graphite sheet 140 is a planar artificial graphite sheet, and may have a thermal conductivity in the horizontal direction of 1,000 / MK or more, but is not limited thereto.

상기와 같은 구조를 갖는 베이퍼 챔버에 의하면, 상판(110)이나 하판(120)의 외면의 일정 부분에 전자부품 등의 발열체가 배치되며, 발열체가 직접 접촉되거나 열전도성 접착제를 개재하여 접착되거나 또는 근접하여 배치될 수 있다.According to the vapor chamber having the above-described structure, a heating element such as an electronic component is disposed on a certain portion of the outer surface of the upper plate 110 or the lower plate 120, and the heating element is directly contacted or adhered through a thermally conductive adhesive or is in close proximity. Can be arranged.

발열체에 대응하는 상판(110)이나 하판(120)의 해당 부분에는 증발부(10)가 형성되어 이 부분에서 작동 유체가 증발되면, 유체 유로(112, 122)를 따라 기상의 작동 유체가 확산된다. 이와 함께, 발열체로부터 발생한 열이 상판(110)이나 하판(120)을 통하여 그라파이트 시트(140)로 전달되면, 그라파이트 시트(140)에 의해 상판(110)이나 하판(120)의 수평면상의 다른 위치로 빠르게 전달된다.An evaporator 10 is formed in a corresponding portion of the upper plate 110 or the lower plate 120 corresponding to the heating element, and when the working fluid is evaporated in this portion, the working fluid of the gas phase is diffused along the fluid passages 112 and 122. . Along with this, when heat generated from the heating element is transferred to the graphite sheet 140 through the upper plate 110 or the lower plate 120, the graphite sheet 140 moves to another location on the horizontal surface of the upper plate 110 or the lower plate 120. It is delivered quickly.

기상의 작동 유체가 증발부(10)로부터 멀어짐에 따라 열을 빼앗겨 응축하는데, 이 응축 현상은, 증발부(10)로부터 멀리 떨어진 단부에서 특히 현저하게 발생한다.As the working fluid in the gas phase moves away from the evaporator 10, heat is taken away and condensed. This condensation occurs particularly remarkably at the end far from the evaporator 10.

작동 유체가 응축되면, 액상의 작동 유체가 유체 유로(112, 122)를 따라 증발부(10)의 근방으로 돌아오며, 다시 발열체로부터 열을 흡수하게 된다.When the working fluid is condensed, the liquid working fluid returns to the vicinity of the evaporator 10 along the fluid passages 112 and 122, and absorbs heat from the heating element again.

이와 같이, 본 발명의 베이퍼 챔버(100)는, 작동 유체의 액상/기상 사이의 상 전이를 반복하고, 잠열을 이용하여 증발부(10)에서 회수한 열을 냉각 영역(응축부)으로 반복하여 수송할 수 있다.As described above, the vapor chamber 100 of the present invention repeats the phase transition between the liquid phase and the gas phase of the working fluid, and repeats the heat recovered from the evaporation unit 10 using latent heat to the cooling region (condensation unit). I can transport it.

또한, 그라파이트 시트(140)에 의해 발열체로부터 증발부(10)를 통해 전달된 열을 상판(110)이나 하판(120)의 수평면상의 다른 위치로 빠르게 전달할 수 있다.In addition, the heat transferred from the heating element by the graphite sheet 140 through the evaporator 10 can be quickly transferred to another position on the horizontal surface of the upper plate 110 or the lower plate 120.

상기의 실시 예에서는 중공 평판형 컨테이너를 구성하는 베이퍼 챔버를 예로 들었지만 본 발명은 히트파이프에도 동일하게 적용된다.In the above embodiment, a vapor chamber constituting a hollow flat container is taken as an example, but the present invention is equally applied to a heat pipe.

구체적으로, 구리나 구리 합금으로 구성된 밀봉체의 내면에 유체 유로가 형성되고 작동 유체가 충진되고, 유체 유로에 대응하여 밀봉체에 그라파이트 시트가 수용되며, 그라파이트 시트는 밀봉체의 내면에 접한다.Specifically, a fluid flow path is formed on the inner surface of the sealing body made of copper or a copper alloy, a working fluid is filled, a graphite sheet is accommodated in the sealing body in response to the fluid flow path, and the graphite sheet contacts the inner surface of the sealing body.

히트파이프는 원형의 단면으로 형성되거나 납작하게 눌려 발열체와 접촉하는 밀봉체의 해당 부분이 평면을 유지하도록 할 수 있다.The heat pipe may be formed in a circular cross section or pressed flat so that a corresponding portion of the sealing body in contact with the heating element maintains a flat surface.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 청구범위에 의해 해석되어야 한다.In the above, the description has been mainly focused on the embodiment of the present invention, of course, various changes can be made at the level of those skilled in the art. Therefore, the scope of the present invention can not be interpreted limited to the above-described embodiment, it should be interpreted by the claims described below.

100: 베이퍼 챔버
110: 상판
112, 122: 유체 유로
120: 하판
130: 용가재
140: 그라파이트 시트100: Vapor chamber
110: top
112, 122: fluid flow path
120: bottom
130: Yongjae
140: graphite sheet

Claims (12)

베이퍼 챔버로서,
구리 또는 구리 합금 시트로 된 상판 및 하판;
상기 마주보도록 적층되는 상기 상판과 상기 하판의 대향면의 가장자리를 따라 형성되어 상기 상판과 상기 하판을 접합하는 용가재;
상기 용가재의 안쪽에서 상기 상판과 상기 하판의 대향면 중 적어도 하나의 면에 형성된 유체 유로;
상기 유체 유로에 충진되는 작동 유체; 및
상기 용가재의 안쪽에 위치하며, 상기 상판과 상기 하판의 대향면 사이에 배치되는 그라파이트 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.As a vapor chamber,
Upper and lower plates of copper or copper alloy sheet;
A filler material formed along edges of opposite surfaces of the upper plate and the lower plate, which are stacked to face each other, to join the upper plate and the lower plate;
A fluid flow path formed on at least one of the opposite surfaces of the upper plate and the lower plate from the inside of the filler material;
A working fluid filled in the fluid passage; And
And a graphite sheet disposed inside the filler material and disposed between opposite surfaces of the upper plate and the lower plate. 청구항 1에서,
상기 상판과 상기 하판은 각각 가장자리로부터 일체로 돌출되는 적어도 하나의 팁을 구비하고,
상기 각 팁은 단부를 제외하고 상기 용가재로 접합되어 상기 작동 유체를 주입하는 주입구를 형성하는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 1,
The upper plate and the lower plate are each provided with at least one tip protruding integrally from the edge,
Each tip is bonded to the filler material except for the end portion to form an injection port for injecting the working fluid. 청구항 1에서,
상기 용가재는 브레이징에 의해 상기 가장자리에 융착되어 상기 상판과 상기 하판의 대향면 사이를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 1,
The filler material is fused to the edge by brazing to seal the opposing surface of the upper plate and the lower plate. 청구항 1에서,
상기 유체 유로는 상기 대향면에 에칭 또는 레이저에 의해 형성된 엠보 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 1,
The fluid passage is formed between the embossing formed by etching or laser on the opposite surface. 청구항 4에서,
상기 엠보의 일부에 상기 용가재에 의한 지지 돌기가 형성되고,
상기 그라파이트 시트에는 상기 지지 돌기가 끼워지는 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 4,
Support projections formed by the filler material are formed in a part of the emboss,
The graphite sheet has a vapor chamber, characterized in that a through hole into which the supporting projection is fitted. 청구항 5에서,
상기 지지 돌기의 양단은 각각 상기 상판과 상기 하판의 대향면에 접합되는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 5,
Both ends of the support protrusions are respectively bonded to opposite surfaces of the upper plate and the lower plate. 청구항 4에서,
상기 엠보의 크기는 발열체가 접촉하는 부분으로 가정되는 증발부를 기준으로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 4,
The size of the embosser is a vapor chamber characterized in that it is set differently based on the evaporation part, which is assumed to be a portion in contact with the heating element. 청구항 1에서,
상기 상판과 상기 하판의 대향면 사이에 구리선 매쉬, 구리 편조선 또는 구리 니트선 중 적어도 어느 하나가 더 개재되는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 1,
A vapor chamber, characterized in that at least one of a copper wire mesh, a copper braided wire or a copper knit wire is further interposed between the upper plate and the opposite surfaces of the lower plate. 청구항 1에서,
상기 그라파이트 시트는 평면의 인조 그라파이트 시트로 수평 방향의 열 전도율이 1,000/MK 이상인 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 1,
The graphite sheet is a flat artificial graphite sheet, and has a thermal conductivity of 1,000 / MK or more in a horizontal direction. 청구항 1에서,
발열체와 접촉하는 상기 상판 또는 상기 하판의 해당 부위는 평면인 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.In claim 1,
The vapor chamber is characterized in that the corresponding portion of the upper plate or the lower plate in contact with the heating element is flat. 제1유체 유로가 형성된 상판;
제2유체 유로가 형성된 하판;
상기 상판과 상기 하판의 가장자리를 따라 배치되어 상기 상판과 상기 하판을 접합하는 용가재; 및
상기 상판과 상기 하판에 접하도록 상기 상판과 상기 하판 사이에 배치되는 그라파이트 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이퍼 챔버.A top plate on which a first fluid flow path is formed;
A lower plate on which a second fluid flow path is formed;
A filler material disposed along the edges of the upper plate and the lower plate to join the upper plate and the lower plate; And
And a graphite sheet disposed between the upper plate and the lower plate to contact the upper plate and the lower plate. 내면에 유체 유로가 형성되어 작동 유체가 충진된 밀봉체; 및
상기 유체 유로에 대응하여 상기 밀봉체에 수용되는 그라파이트 시트를 포함하며,
상기 그라파이트 시트는 상기 밀봉체의 내면에 접하는 것을 특징으로 하는 히트파이프.A sealing body formed with a fluid flow path on the inner surface and filled with a working fluid; And
It includes a graphite sheet accommodated in the sealing body corresponding to the fluid flow path,
The graphite sheet is a heat pipe, characterized in that in contact with the inner surface of the sealing body.
KR1020180105842A 2018-09-05 2018-09-05 Vapor chamber KR102092307B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180105842A KR102092307B1 (en) 2018-09-05 2018-09-05 Vapor chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180105842A KR102092307B1 (en) 2018-09-05 2018-09-05 Vapor chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200027705A true KR20200027705A (en) 2020-03-13
KR102092307B1 KR102092307B1 (en) 2020-03-23

Family

ID=69938608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180105842A KR102092307B1 (en) 2018-09-05 2018-09-05 Vapor chamber

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102092307B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11486651B2 (en) * 2020-08-20 2022-11-01 Huang-Chieh Metal Composite Material Tech. Co., Lt Vapor chamber
KR20230000688A (en) 2021-06-25 2023-01-03 실리콘밸리(주) heat dissipation chamber using particle vibration of carbon nanotubes
KR20240075995A (en) 2022-11-23 2024-05-30 (주)피엔에이 vapor chamber using carbon nanotube

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI799005B (en) * 2021-12-15 2023-04-11 創新服務股份有限公司 Heat conduction plate and its manufacturing method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070103165A (en) * 2006-04-18 2007-10-23 (주)셀시아테크놀러지스한국 Flat type heat transfer device
KR101508877B1 (en) * 2014-04-14 2015-04-07 김흥배 Vapor Chamber with Structure having capillary force
KR20150114709A (en) * 2014-04-02 2015-10-13 함의신 Vapor chamber module manufacturing method and a vapor chamber module
KR101826341B1 (en) * 2017-05-29 2018-02-06 주식회사 씨지아이 Sheet Type Heat Pipe Manufacturing Method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070103165A (en) * 2006-04-18 2007-10-23 (주)셀시아테크놀러지스한국 Flat type heat transfer device
KR20150114709A (en) * 2014-04-02 2015-10-13 함의신 Vapor chamber module manufacturing method and a vapor chamber module
KR101508877B1 (en) * 2014-04-14 2015-04-07 김흥배 Vapor Chamber with Structure having capillary force
KR101826341B1 (en) * 2017-05-29 2018-02-06 주식회사 씨지아이 Sheet Type Heat Pipe Manufacturing Method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11486651B2 (en) * 2020-08-20 2022-11-01 Huang-Chieh Metal Composite Material Tech. Co., Lt Vapor chamber
KR20230000688A (en) 2021-06-25 2023-01-03 실리콘밸리(주) heat dissipation chamber using particle vibration of carbon nanotubes
KR20240075995A (en) 2022-11-23 2024-05-30 (주)피엔에이 vapor chamber using carbon nanotube

Also Published As

Publication number Publication date
KR102092307B1 (en) 2020-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102092307B1 (en) Vapor chamber
TWI582367B (en) A hot plate and a method for manufacturing the same
KR100442888B1 (en) Apparatus for dense chip packaging using heat pipes and thermoelectric coolers
JP6597892B2 (en) Loop heat pipe, manufacturing method thereof, and electronic device
US8316921B2 (en) Plate type heat pipe and heat sink using the same
US11118843B2 (en) Heat pipe
US20180164043A1 (en) Heat pipe
JP2002039693A (en) Flat type heat pipe
US20190021188A1 (en) Vapor chamber
TWI582368B (en) Multiple heat pipe loop and its manufacturing method
JP7169555B2 (en) Vapor chambers, vapor chamber mounting substrates and metal sheets for vapor chambers
JP7552744B2 (en) Vapor chamber, sheet for vapor chamber, and method for manufacturing vapor chamber
KR102128771B1 (en) Vapor chamber
KR20230102451A (en) Laminar type vapor chamber
JP2024149657A (en) Vapor Chambers and Electronics
JP2018179388A (en) Vapor chamber and metal sheet for vapor chamber
CN114719643A (en) Temperature equalizing plate
TW202144724A (en) Temperature-uniformizing board structure and temperature-uniformizing board panel
TWM636776U (en) Three-dimensional heat transmission device
TW202130960A (en) Temperature regulating board
KR102333586B1 (en) Method for manufacturing vapor chamber
TW202130963A (en) Vapor chamber wick sheet, vapor chamber, and electronic apparatus
KR100698460B1 (en) Planar type cooling device and chip set using of this device
TWI842472B (en) Vapor chamber device
KR20060054251A (en) Planar type cooling device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant