KR20210075439A - 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조 - Google Patents

핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR20210075439A
KR20210075439A KR1020190166509A KR20190166509A KR20210075439A KR 20210075439 A KR20210075439 A KR 20210075439A KR 1020190166509 A KR1020190166509 A KR 1020190166509A KR 20190166509 A KR20190166509 A KR 20190166509A KR 20210075439 A KR20210075439 A KR 20210075439A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base body
fin
heat sink
cooling
inlet
Prior art date
Application number
KR1020190166509A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102328940B1 (ko
Inventor
이명성
김주한
양성진
김수현
Original Assignee
한국전자기술연구원
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 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020190166509A priority Critical patent/KR102328940B1/ko
Publication of KR20210075439A publication Critical patent/KR20210075439A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102328940B1 publication Critical patent/KR102328940B1/ko

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
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20263—Heat dissipaters releasing heat from coolant
    • 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
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20272—Accessories for moving fluid, for expanding fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid, for removing gas 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
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change

Landscapes

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

Abstract

핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조는, 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부; 및 베이스 바디부의 내측에 마련되되, 베이스 바디부의 높이방향을 따라 연장형성되어, 베이스 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 메인 유동(흐름)이 유입구측과 배출구측으로 분리되도록 하는 제1 칸막이부;를 포함한다. 이에 의해, 수냉각 기구부에 수직, 수평 칸막이를 적용하여 메인 흐름 방향을 변환하고, 수평 칸막이에 슬릿을 적용하여 히트싱크의 핀휜 구조에 균일한 냉각수 유동이 분배되도록 유도함으로써, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시킬 수 있어, 전자 부품 발열체의 작동 온도를 낮출 수 있다.

Description

핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조{Water cooling system structure to improve uniform coolability of pin fin heat-sink}
본 발명은 핀휜 구조 히트싱크를 냉각시키는 수냉각 장치 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조에 관한 것이다.
핀휜 구조의 히트싱크를 냉각시키는 종래기술은 IGBT 모듈과 같은 전자 부품의 냉각 분야에 널리 활용되고 있다.
예를 들어, 도 1a의 IGBT 모듈 상부는 케이스로 덮여 있고, 도 1b와 같이 하부는 핀휜 구조의 히트싱크가 부착되어 케이스 내부의 칩셋에서 발생하는 열을 히트싱크에 접한 유체로 전달시키는 구조로 마련된다.
최근 IGBT 모듈의 출력이 증가함에 따라 공기를 이용하는 공냉각 방식의 한계로, 냉각수를 이용한 수냉각 방식 적용이 점점 증가하고 있다.
도 1c와 같이 수냉각 기구부에 IGBT 모듈을 덮어서 고정시키고, 수냉각 기구부의 입구에 냉각수가 들어가고 입구 반대편의 출구로 냉각수가 유출되는 일직선 방향의 메인 흐름이 발생되는 구조로 마련된다.
도 1c를 참조하면, 핀휜 구조의 히트싱크를 냉각시키는 종래의 수냉각 기구부는 유체의 메인 흐름 방향이 일직선이기 때문에, 도 2에 예시된 바와 같이 열유동 시뮬레이션 결과와 같이 히트싱크 중앙부를 주로 냉각시키고 메인 흐름 외측에 있는 히트싱크 가장자리 부분의 냉각성능이 떨어지기 때문에 균일 냉각이 어려운 문제점이 존재한다.
이는, 열전달 측면에서 비효율적인 구조이고, 따라서, IGBT 칩셋의 온도가 허용 수준을 초과하여 IGBT의 정상 작동이 불가능할 수 있는 위험이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위해, 수냉각 기구부에 수직, 수평 칸막이를 적용하여 메인 흐름 방향을 변환하고, 수평 칸막이에 슬릿을 적용하여 히트싱크의 핀휜 구조에 균일한 냉각수 유동이 분배되도록 유도하는 수냉각 장치 구조를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조는, 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부; 및 베이스 바디부의 내측에 마련되되, 베이스 바디부의 높이방향을 따라 연장형성되어, 베이스 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 메인 유동(흐름)이 유입구측과 배출구측으로 분리되도록 하는 제1 칸막이부;를 포함한다.
또한, 제1 칸막이부는, 냉각수의 내부 유로를 유입구측과 배출구측으로 나누기 위해, 베이스 바디부의 바닥면과 일체형으로 형성되며, 두께가, 유입구 및 배출구의 직경에 따라 결정될 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조는, 베이스 바디부의 높이방향의 수직방향을 따라 연장형성되어, 냉각수의 유동을 베이스 바디부의 길이방향 및 높이방향으로 분배시키는 2차 유동이 형성되도록 하는 제2 칸막이부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 제2 칸막이부는, 베이스 바디부와 다른 재질로 형성되어, 베이스 바디부로부터 분리가 가능한 구조로 구현될 수 있다.
그리고 제2 칸막이부는, 안착홈의 바닥면을 구성하며, 베이스 바디부의 가장자리의 단차와 제1 칸막이부의 윗면에 지지되는 구조로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조는, 베이스 바디부의 길이방향을 따라 연장형성되되, 제2 칸막이부의 가장자리 부근에 마련되어, 냉각수의 유동을 베이스 바디부의 길이방향 및 높이방향으로 분배시키는 슬릿(slit)부;를 더 포함할 수 있다.
그리고 슬릿부는, 유입구측에 마련되는 제1 슬릿과 배출구측에 마련되는 제2 슬릿으로 구성되며, 제1 슬릿은, 유입구를 통해 유입되는 냉각수의 유동이 베이스 바디부의 길이방향을 따라 발생하는 메인 유동과 냉각수가 제1 슬릿을 통해, 하측에서 상측으로 유동되는 유입구측 2차 유동으로 분배되도록 하며, 제2 슬릿은, 제1 슬릿을 통해 상측으로 유동된 냉각수가 제2 칸막이부를 따라 유입구측에서 배출구측으로 유동되면, 제2 슬릿을 통해 하측으로 유동되는 배출구측 2차 유동이 형성되도록 할 수 있다.
그리고 냉각수는, 유입구측 2차 유동으로 분배되어, 제2 칸막이부를 따라 유입구측에서 배출구측으로 유동되는 경우, 조밀한 핀휜 구조를 통과하며 유속이 감소하여 균일화된 유동장을 형성할 수 있다.
또한, 제1 슬릿 및 제2 슬릿은, 열전달과 압력강하 효율을 위해, 폭의 길이가 유입구측 폭의 길이의 70~75%가 되도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법은, 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부에 냉각수가 유입되는 단계; 및 베이스 바디부의 내부로 유입된 냉각수가 유동되어, 안착홈에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 하는 단계;를 포함하며, 냉각 단계는, 균일 냉각성을 향상시키기 위해, 베이스 바디부의 내측에 마련되되, 베이스 바디부의 높이방향을 따라 연장형성되는 제1 칸막이부에 의해, 베이스 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 냉각수의 메인 유동(흐름)이 유입구측과 배출구측으로 분리된 상태로 안착홈에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조는 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부; 및 베이스 바디부의 길이방향을 따라 연장형성되되, 베이스 바디부 양측단의 가장자리 부근에 마련되어, 냉각수의 유동을 베이스 바디부의 길이방향과 높이방향으로 분배시키는 슬릿(slit)부;를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법은, 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부에 냉각수가 유입되는 단계; 및 베이스 바디부의 내부로 유입된 냉각수가 유동되어, 안착홈에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 하는 단계;를 포함하며, 냉각 단계는, 균일 냉각성을 향상시키기 위해, 베이스 바디부의 길이방향을 따라 연장형성되되, 베이스 바디부 양측단의 가장자리 부근에 마련되는 슬릿(slit)부를 통해, 냉각수의 유동(흐름)이 베이스 바디부의 길이방향과 높이방향으로 분배된 상태로, 안착홈에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 수냉각 기구부에 수직, 수평 칸막이를 적용하여 메인 흐름 방향을 변환하고, 수평 칸막이에 슬릿을 적용하여 히트싱크의 핀휜 구조에 균일한 냉각수 유동이 분배되도록 유도함으로써, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시킬 수 있어, 전자 부품 발열체의 작동 온도를 낮출 수 있다.
도 1은 종래의 IGBT 모듈의 핀휜구조 히트싱크와 수냉각 기구부가 예시된 도면,
도 2는 종래의 IGBT 수냉각 기구부의 열전달 해석결과가 예시된 도면,
도 3은 종래의 IGBT 수냉각 기구부의 설명에 제공된 도면,
도 4는 종래의 IGBT 수냉각 기구부의 열전달 해석결과가 예시된 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조의 설명에 제공된 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조의 열전달 해석결과가 예시된 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조의 상세 설명에 제공된 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조의 슬릿부 폭 가용 범위에 따른 열 유동성능 결과가 예시된 도면, 그리고
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법의 설명에 제공된 흐름도이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법의 설명에 제공된 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 종래의 IGBT 수냉각 기구부의 설명에 제공된 도면이고, 도 4는 종래의 IGBT 수냉각 기구부의 열전달 해석결과가 예시된 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조(이하에서는 '수냉각 장치 구조'로 총칭하기로 함)의 설명에 제공된 도면이다. 그리고 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉각 장치 구조의 상세 설명에 제공된 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉각 장치 구조의 슬릿부(400) 폭 가용 범위에 따른 열 유동성능 결과가 예시된 도면이다.
종래의 IGBT 수냉각 기구부는, 도 3에 도시된 바와 같이 유체의 메인 흐름 방향이 일직선이기 때문에, 도 4에 예시된 바와 같이 열전달 해석결과가 히트싱크 중앙부를 주로 냉각시키고 주흐름 외측에 있는 히트싱크 가장자리 부분의 냉각성능이 떨어진다.
이에 반하여, 본 실시예에 따른 수냉각 장치 구조는, 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 수냉각 기구부에 수직, 수평 칸막이를 적용하여 메인 흐름 방향을 변환하고, 수평 칸막이에 슬릿을 적용하여 히트싱크의 핀휜 구조에 균일한 냉각수 유동이 분배되도록 유도할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉각 장치 구조의 열전달 해석결과가 예시된 도면이다.
이를 위해, 본 실시예에 따른 수냉각 장치 구조는, 수냉각 기구부에 해당하는 베이스 바디부(100), 제1 칸막이부(200), 제2 칸막이부(300) 및 슬릿부(400)를 포함한다.
베이스 바디부(100)는 핀휜 구조의 히트싱크 하부가 상부에 안착되어 오링과 볼트 등으로 수밀 조립되는 구조로 형성되며, 유입구(120)에서 배출구(130)까지의 내부 유로가 형성될 수 있다.
구체적으로, 베이스 바디부(100)는, 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈(110)이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구(120)와 배출구(130)가 일측에 나란하게 배치되도록 형성될 수 있다.
제1 칸막이부(200)는, 베이스 바디부(100)의 내측에 마련되되, 베이스 바디부(100)의 높이방향을 따라 연장형성되어, 베이스 바디부(100)의 길이방향을 따라 형성되는 메인 유동(흐름)이 유입구측과 배출구측으로 분리되도록 하는 수직 칸막이로 구현된다.
첨언하면, 베이스 바디부(100)의 내부 유로 중 유입구와 가까운 내부 유로와 배출구와 가까운 내부 유로는 설명의 편의를 위하여, 각각 유입구측 또는 배출구측이라고 표현하는 것이다.
이때, 제1 칸막이부(200)는, 냉각수의 내부 유로를 유입구측과 배출구측으로 나누기 위해, 베이스 바디부(100)의 바닥면과 일체형으로 형성되며, 두께가, 유입구(120) 및 배출구(130)의 직경에 따라 결정될 수 있다.
제2 칸막이부(300)는, 베이스 바디부(100)의 높이방향의 수직방향을 따라 연장형성되어, 냉각수의 유동을 베이스 바디부(100)의 길이방향 및 높이방향으로 분배시키는 2차 유동이 형성되도록 하는 수평 칸막이로 구현된다.
제2 칸막이부(300)는, 베이스 바디부(100)와 다른 재질로 형성되어, 베이스 바디부(100)로부터 분리가 가능한 구조로 구현될 수 있다.
제2 칸막이부(300)는, 안착홈(110)의 바닥면을 구성하며, 베이스 바디부(100)의 가장자리의 단차와 제1 칸막이부(200)의 윗면에 지지되는 구조로 형성될 수 있다.
슬릿부(400)는, 베이스 바디부(100)의 길이방향을 따라 연장형성되되, 제2 칸막이부(300)의 가장자리 부근에 마련되어, 냉각수의 유동을 베이스 바디부(100)의 길이방향 및 높이방향으로 분배시킬 수 있다.
이를 위해, 슬릿부(400)는, 유입구측에 마련되는 제1 슬릿(400-1)과 배출구측에 마련되는 제2 슬릿(400-2)으로 구성될 수 있다.
제1 슬릿(400-1)은, 유입구(120)를 통해 유입되는 냉각수의 유동이 베이스 바디부(100)의 길이방향을 따라 발생하는 메인 유동과 냉각수가 제1 슬릿을 통해, 하측에서 상측으로 유동되는 유입구측 2차 유동으로 분배되도록 할 수 있다.
제2 슬릿(400-2)은, 제1 슬릿(400-1)을 통해 상측으로 유동된 냉각수가 제2 칸막이부(300)를 따라 유입구측에서 배출구측으로 유동되면, 제2 슬릿(400-2)을 통해 하측으로 유동되는 배출구측 2차 유동이 형성되도록 할 수 있다.
이를 통해, 냉각수는, 유입구측 2차 유동으로 분배되어, 제2 칸막이부(300)를 따라 유입구측에서 배출구측으로 유동되는 경우, 조밀한 핀휜 구조를 통과하며 유속이 감소하여 균일화된 유동장을 형성하게 된다.
또한, 제1 슬릿(400-1) 및 제2 슬릿(400-2)은, 도 8에 예시된 바와 같이 열전달과 압력강하 효율을 위해, 폭의 길이가 유입구측 폭의 길이의 70~75%가 되도록 형성될 수 있다. 더불어, 제1 슬릿(400-1) 및 제2 슬릿(400-2)은, 폭의 길이가 유입구측 폭의 길이의 72% 수준이 되도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
여기서 슬릿 비는, 제1 슬릿(400-1) 또는 제2 슬릿(400-2)의 폭의 길이가 a이고, 유입구(120) 또는 배출구(130)의 폭의 길이가 b인 경우, 하기 수식 1을 이용하여 산출될 수 있다.
(수식 1) 슬릿 비 = (a/b)*100[%]
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법의 설명에 제공된 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법은, 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈(110)이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구(120)와 배출구(130)가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구(120)에서 배출구(130)까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부(100)에 냉각수가 유입되는 유입 단계(S910) 및 베이스 바디부(100)의 내부로 유입된 냉각수가 유동되어, 안착홈(110)에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 하는 냉각 단계(S920)로 구성될 수 있다.
이때, 냉각 단계(S920)는, 균일 냉각성을 향상시키기 위해, 베이스 바디부(100)의 내측에 마련되되, 베이스 바디부(100)의 높이방향을 따라 연장형성되는 제1 칸막이부(200)에 의해, 베이스 바디부(100)의 길이방향을 따라 형성되는 냉각수의 메인 유동(흐름)이 유입구측과 배출구측으로 분리된 상태로 안착홈(110)에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 함으로써, 메인 흐름 방향이 변환되도록 유도할 수 있다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법의 설명에 제공된 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법은, 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈(110)이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구(120)와 배출구(130)가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구(120)에서 배출구(130)까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부(100)에 냉각수가 유입되는 유입 단계(S1010) 및 베이스 바디부(100)의 내부로 유입된 냉각수가 유동되어, 안착홈(110)에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 하는 냉각 단계(S1020)로 구성될 수 있다.
이때, 냉각 단계(S1020)에서는, 균일 냉각성을 향상시키기 위해, 베이스 바디부(100)의 길이방향을 따라 연장형성되되, 베이스 바디부(100) 양측단의 가장자리 부근에 마련되는 슬릿부(400)를 통해, 냉각수의 유동(흐름)이 베이스 바디부(100)의 길이방향과 높이방향으로 분배된 상태로, 안착홈(110)에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 함으로써, 히트싱크의 핀휜 구조에 균일한 냉각수 유동이 분배되도록 유도할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 베이스 바디부
110 : 안착홈
120 : 유입구
130 : 배출구
200 : 제1 칸막이부
300 : 제2 칸막이부
400 : 슬릿(slit)부

Claims (12)

  1. 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부; 및
    베이스 바디부의 내측에 마련되되, 베이스 바디부의 높이방향을 따라 연장형성되어, 베이스 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 메인 유동(흐름)이 유입구측과 배출구측으로 분리되도록 하는 제1 칸막이부;를 포함하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 칸막이부는,
    냉각수의 내부 유로를 유입구측과 배출구측으로 나누기 위해, 베이스 바디부의 바닥면과 일체형으로 형성되며, 두께가, 유입구 및 배출구의 직경에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    베이스 바디부의 높이방향의 수직방향을 따라 연장형성되어, 냉각수의 유동을 베이스 바디부의 길이방향 및 높이방향으로 분배시키는 2차 유동이 형성되도록 하는 제2 칸막이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    제2 칸막이부는,
    베이스 바디부와 다른 재질로 형성되어, 베이스 바디부로부터 분리가 가능한 구조로 구현되는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  5. 청구항 3에 있어서,
    제2 칸막이부는,
    안착홈의 바닥면을 구성하며, 베이스 바디부의 가장자리의 단차와 제1 칸막이부의 윗면에 지지되는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  6. 청구항 3에 있어서,
    베이스 바디부의 길이방향을 따라 연장형성되되, 제2 칸막이부의 가장자리 부근에 마련되어, 냉각수의 유동을 베이스 바디부의 길이방향 및 높이방향으로 분배시키는 슬릿(slit)부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    슬릿부는,
    유입구측에 마련되는 제1 슬릿과 배출구측에 마련되는 제2 슬릿으로 구성되며,
    제1 슬릿은,
    유입구를 통해 유입되는 냉각수의 유동이 베이스 바디부의 길이방향을 따라 발생하는 메인 유동과 냉각수가 제1 슬릿을 통해, 하측에서 상측으로 유동되는 유입구측 2차 유동으로 분배되도록 하며,
    제2 슬릿은,
    제1 슬릿을 통해 상측으로 유동된 냉각수가 제2 칸막이부를 따라 유입구측에서 배출구측으로 유동되면, 제2 슬릿을 통해 하측으로 유동되는 배출구측 2차 유동이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  8. 청구항 7에 있어서,
    냉각수는,
    유입구측 2차 유동으로 분배되어, 제2 칸막이부를 따라 유입구측에서 배출구측으로 유동되는 경우, 조밀한 핀휜 구조를 통과하며 유속이 감소하여 균일화된 유동장을 형성하는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  9. 청구항 7에 있어서,
    제1 슬릿 및 제2 슬릿은,
    열전달과 압력강하 효율을 위해, 폭의 길이가 유입구측 폭의 길이의 70~75%가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  10. 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부에 냉각수가 유입되는 단계; 및
    베이스 바디부의 내부로 유입된 냉각수가 유동되어, 안착홈에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 하는 단계;를 포함하며,
    냉각 단계는,
    균일 냉각성을 향상시키기 위해, 베이스 바디부의 내측에 마련되되, 베이스 바디부의 높이방향을 따라 연장형성되는 제1 칸막이부에 의해, 베이스 바디부의 길이방향을 따라 형성되는 냉각수의 메인 유동(흐름)이 유입구측과 배출구측으로 분리된 상태로 안착홈에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 하는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법.
  11. 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부; 및
    베이스 바디부의 길이방향을 따라 연장형성되되, 베이스 바디부 양측단의 가장자리 부근에 마련되어, 냉각수의 유동을 베이스 바디부의 길이방향과 높이방향으로 분배시키는 슬릿(slit)부;를 포함하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조.
  12. 상부에 핀휜 구조 히트싱크의 하부가 안착홈이 형성되고, 하부에 냉각수의 유입구와 배출구가 일측에 나란하게 배치되도록 형성되며, 유입구에서 배출구까지의 내부 유로가 형성되는 베이스 바디부에 냉각수가 유입되는 단계; 및
    베이스 바디부의 내부로 유입된 냉각수가 유동되어, 안착홈에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 하는 단계;를 포함하며,
    냉각 단계는,
    균일 냉각성을 향상시키기 위해, 베이스 바디부의 길이방향을 따라 연장형성되되, 베이스 바디부 양측단의 가장자리 부근에 마련되는 슬릿(slit)부를 통해, 냉각수의 유동(흐름)이 베이스 바디부의 길이방향과 높이방향으로 분배된 상태로, 안착홈에 안착된 핀휜 구조 히트싱크가 냉각되도록 하는 것을 특징으로 하는 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 방법.
KR1020190166509A 2019-12-13 2019-12-13 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조 KR102328940B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190166509A KR102328940B1 (ko) 2019-12-13 2019-12-13 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190166509A KR102328940B1 (ko) 2019-12-13 2019-12-13 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210075439A true KR20210075439A (ko) 2021-06-23
KR102328940B1 KR102328940B1 (ko) 2021-11-19

Family

ID=76599456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190166509A KR102328940B1 (ko) 2019-12-13 2019-12-13 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102328940B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117878078A (zh) * 2024-01-19 2024-04-12 派德芯能半导体(上海)有限公司 液冷散热器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140070589A (ko) * 2011-10-12 2014-06-10 후지 덴키 가부시키가이샤 반도체 모듈용 냉각기 및 반도체 모듈
JP5737275B2 (ja) * 2012-11-29 2015-06-17 株式会社豊田自動織機 インバータ装置
JP2017017073A (ja) * 2015-06-26 2017-01-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 発熱体冷却構造
JP6109265B2 (ja) * 2015-09-01 2017-04-05 三菱電機株式会社 冷媒流路付き電気機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140070589A (ko) * 2011-10-12 2014-06-10 후지 덴키 가부시키가이샤 반도체 모듈용 냉각기 및 반도체 모듈
JP5737275B2 (ja) * 2012-11-29 2015-06-17 株式会社豊田自動織機 インバータ装置
JP2017017073A (ja) * 2015-06-26 2017-01-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 発熱体冷却構造
JP6109265B2 (ja) * 2015-09-01 2017-04-05 三菱電機株式会社 冷媒流路付き電気機器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117878078A (zh) * 2024-01-19 2024-04-12 派德芯能半导体(上海)有限公司 液冷散热器

Also Published As

Publication number Publication date
KR102328940B1 (ko) 2021-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7203064B2 (en) Heat exchanger with cooling channels having varying geometry
KR101119349B1 (ko) 집적 회로 스택 및 집적 회로 스택의 열 관리
TWI689698B (zh) 流量調整件與液冷式散熱裝置
TWM511640U (zh) 具有分流設計之液冷式水冷頭及其散熱結構
JP2012069916A (ja) 熱交換器用流体分配マニフォルドおよび該熱交換器用流体分配マニフォルドを取入れたパワーエレクトロニクス・モジュール
JP2015153799A (ja) 液冷式冷却器
WO2013118809A1 (ja) 半導体冷却装置
JP6534873B2 (ja) 液冷式冷却装置
JP2016219572A (ja) 液冷式冷却装置
US11984383B2 (en) Semiconductor device
US20160313072A1 (en) Heat sink for cooling plurality of heat generating components
JP2003008264A (ja) 電子部品の冷却装置
US20170181317A1 (en) Liquid-cooling heat sink
KR20210090231A (ko) 열전달이 개선된 파워 일렉트로닉스용 충돌 제트 냉각판
KR102328940B1 (ko) 핀휜 구조 히트싱크의 균일 냉각성을 향상시키기 위한 수냉각 장치 구조
KR101848151B1 (ko) 소형냉각장치
US20210247151A1 (en) Fluid-based cooling device for cooling at least two distinct first heat-generating elements of a heat source assembly
JP6307931B2 (ja) 冷却器および電子機器
WO2023188501A1 (ja) 冷却装置
US20210066166A1 (en) Liquid-cooling-type cooler
JP2012060040A (ja) 冷却装置
TW202335206A (zh) 冷卻系統、電腦系統、以及冷卻方法
JP2008235572A (ja) 電子部品冷却装置
CN210579811U (zh) 散热装置
KR101848152B1 (ko) 복수 열전소자용 소형냉각장치

Legal Events

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