KR20230047036A

KR20230047036A - Heat sink with improved adhesion to heat source and manufacturing method thereof

Info

Publication number: KR20230047036A
Application number: KR1020220125058A
Authority: KR
Inventors: 선호범; 강성구
Original assignee: 주식회사 이머티리얼랩
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2023-04-06

Abstract

본 발명은 열원에서 발생되는 열을 효과적으로 발산하기 위해 방열체의 형상을 변형하여 열원과 밀착력이 향상된 방열체에 관한 것으로, 방열체의 방열기둥의 형상을 변형하여 상부와 하부의 압력차를 발생한다. 상부는 높은 압력이 형성되고, 하부는 낮은 압력이 형성됨으로써 아랫방향으로 발생되는 힘을 통해 밀착력을 향상시킨 특징이 있다. 또한, 돌출부를 통해 아랫방향 양력을 부가하는 특징을 가지고 있다. 이를 통해 열원부와 방열체 사이에 발생되는 공간의 크기를 줄여 열전달 효율을 높이는 장점이 있다. 또한, 전기 에너지를 사용하지 않고 냉각 효율을 높인 점에서 많은 분야에 적용될 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a radiator with improved adhesion to a heat source by modifying the shape of the radiator to effectively dissipate heat generated from a heat source, and generating a pressure difference between upper and lower portions by deforming the shape of a column for heat dissipation of the radiator . The upper part is formed with high pressure, and the lower part is formed with low pressure, so that the adhesion is improved through the force generated in the downward direction. In addition, it has a feature of adding downward lift through the protrusion. Through this, there is an advantage in increasing heat transfer efficiency by reducing the size of a space generated between the heat source unit and the heat sink. In addition, there is an advantage that can be applied to many fields in that cooling efficiency is increased without using electrical energy.

Description

Heat sink with improved adhesion to heat source and manufacturing method thereof}

본 발명은 열원에 밀착되는 방열체에 관한 것으로, 더 자세하게는 열원에서 발생되는 열을 효과적으로 발산하기 위해 방열체의 형상을 변형한 열원과 밀착력이 향상된 방열체에 관한 것이다.The present invention relates to a radiator in close contact with a heat source, and more particularly, to a heat source in which the shape of the radiator is modified to effectively dissipate heat generated from the heat source, and a radiator with improved adhesion.

주변에서 사용되는 조명장치, 전자기기 등은 전기소자에서 열이 발생된다. 전기소자의 열을 냉각하지 않은 경우 기판이 눌러 붙거나 손상되어 오작동 또는 고장이 발생된다. 전기소자를 냉각시키기 위해 일반적으로 방열체가 부착되어 열을 원활하게 방출한다. 방열체는 열전도도가 높은 소재로 형성되어 전기소자에서 발생된 열을 흡수하고, 공기의 대류 등을 통해 열을 방출한다.Heat is generated from electric elements of lighting devices, electronic devices, etc. used in the surroundings. If the heat of the electric element is not cooled, the board is pressed or damaged, resulting in malfunction or failure. In order to cool an electric device, a heat sink is generally attached to smoothly dissipate heat. The radiator is formed of a material with high thermal conductivity, absorbs heat generated from an electric device, and releases heat through convection of air.

이때, 방열체의 냉각효율을 높이기 위해 팬, 냉각수 등의 구성을 통해 방열체로 냉각유체를 공급하는 기술이 많이 연구되나, 이는 별도의 전기 에너지가 연결되는 단점이 있다.At this time, in order to increase the cooling efficiency of the radiator, a lot of research has been conducted on a technology for supplying a cooling fluid to the radiator through a configuration such as a fan and cooling water, but this has a disadvantage in that separate electrical energy is connected.

도 1은 종래의 방열 부품이 결합된 정면도이다. 도 1을 참고하면, 열원(10)과 방열 부품(20)의 하면이 접하게 배치되며, 열원과 방열 부품 사이에 서멀구리스가 배치되어 발생되는 열이 방열체 측으로 전달된다. 그러나 발열이 발생하는 열원과 발열을 저감하기 위해 사용되는 방열 부품의 접촉 계면에는 평탄도, 고정물질의 점도 등에 따라 공간이 발생한다. 이 공간은 열전달 흐름을 저하시키는 문제가 발생한다. 따라서 열원과 방열 부품의 밀착을 강화하여 열원과 방열체의 사이 공간을 줄이기 위한 방법이 요구된다. 1 is a front view in which a conventional heat dissipation component is coupled. Referring to FIG. 1 , the heat source 10 and the lower surface of the heat dissipation component 20 are disposed to be in contact with each other, and the thermal grease is disposed between the heat source and the heat dissipation component, so that heat generated is transferred to the radiator. However, a space is generated at the contact interface between a heat source generating heat and a heat dissipating part used to reduce heat generation, depending on flatness, viscosity of a fixing material, and the like. This space causes a problem of lowering the heat transfer flow. Therefore, there is a need for a method for reducing the space between the heat source and the heat sink by strengthening the close contact between the heat source and the heat dissipation part.

대한민국등록특허 제10-0381303호 (다공성 히트싱크)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0381303 (porous heat sink)

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 열원과 방열 부품 사이에 공간이 형성되어 열전달 흐름을 저하시키는 문제를 해결하기 위한 것이며 방열기둥을 변형하여 하방향으로 밀착되는 힘을 형성하는 열원과 밀착력이 향상된 방열체를 제안한다.Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to solve the problem of lowering the heat transfer flow due to the formation of a space between the heat source and the heat dissipating part, and to deform the heat dissipation column. We propose a heat source and a heat sink with improved adhesion to form a force that is in close contact in the downward direction.

본 발명은 하면이 열원부와 접하는 플레이트 및 상기 플레이트의 상면에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 방열기둥을 포함하고, 상기 방열기둥은 상부의 이격간격이 하부의 이격간격보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention includes a plate having a lower surface in contact with a heat source unit and a plurality of heat radiating pillars disposed on an upper surface of the plate at regular intervals, wherein the upper part of the heat radiating pillar is wider than the lower part. .

또한, 상기 방열체는 상부와 하부의 이격간격 차이에 의해 상부에는 상대적으로 높은 압력이 형성되고, 방열기둥의 하부에는 상대적으로 낮은 압력이 형성되어, 상부와 하부의 압력차에 의해 아랫방향의 밀착 힘이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a relatively high pressure is formed in the upper part of the heat sink due to the difference in the distance between the upper and lower parts, and a relatively low pressure is formed in the lower part of the heat radiating column, so that the pressure difference between the upper and lower parts causes close contact in the downward direction. It is characterized by the formation of power.

또한, 하면이 열원부와 접하는 플레이트 및 상기 플레이트의 상면에 복수개 배치되는 방열기둥을 포함하고, 상기 방열기둥은 상부의 이격간격이 하부의 이격간격보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower surface includes a plate in contact with the heat source unit and a plurality of heat radiating pillars disposed on the upper surface of the plate, and the heat radiating pillars are characterized in that the upper part is formed with a smaller distance than the lower part.

또한, 상기 방열기둥은 하부에 하나 이상의 방열홀을 포함한다.In addition, the heat dissipation pillar includes one or more heat dissipation holes at a lower portion.

또한, 상기 방열체는 유체가 상기 방열홀을 통해 배출되어 상부에는 상대적으로 높은 압력이 형성되고, 방열기둥의 하부에는 상대적으로 낮은 압력이 형성되며, 상부와 하부의 압력차에 의해 아랫방향의 밀착 힘이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the heat sink, the fluid is discharged through the heat dissipation hole so that a relatively high pressure is formed at the top and a relatively low pressure is formed at the bottom of the heat dissipation column, and the pressure difference between the top and the bottom causes close contact in the downward direction. It is characterized by the formation of power.

또한, 상기 방열기둥은 상기 플레이트의 중심을 향하여 돌출 형성되는 돌출부를 포함한다.In addition, the heat dissipation pillar includes a protruding portion protruding toward the center of the plate.

또한, 상기 돌출부는 유선형으로 형성되며, 상기 방열홀을 통과하는 유체의 흐름에 의해 아랫방향의 양력이 발생되는 것을 특징으로 한다.In addition, the protrusion is formed in a streamlined shape, characterized in that the downward lift is generated by the flow of the fluid passing through the heat dissipation hole.

또한, 복수개의 상기 방열홀은 상하방향으로 인접하게 형성되며, 방열홀 사이에 상기 플레이트의 중심을 향하여 돌출 형성되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 표면을 따라 이동하는 유체에 의해 아랫방향의 양력이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of heat dissipation holes are formed adjacently in the vertical direction, and include protrusions protruding toward the center of the plate between the heat dissipation holes, and a downward lift force is generated by a fluid moving along the surface of the protrusions. characterized by the formation of

또한, 방열체를 포함하는 방열체 제조방법에 있어서, 상기 방열기둥은 상기 플레이트의 중앙을 기준으로 상기 방열체의 외측을 향하여 점차 수직 기울기가 증가하는 것을 특징으로 한다.Further, in the method for manufacturing a heat sink including a heat sink, the heat sink pillars are characterized in that a vertical inclination gradually increases toward the outside of the heat sink based on the center of the plate.

또한, 방열체를 포함하는 방열체 제조방법에 있어서, 상기 방열기둥은 상기 플레이트의 중앙을 향하여 점차 수직 기울기가 감소하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method for manufacturing a heat sink including a heat sink, the vertical inclination of the heat sink pillar gradually decreases toward the center of the plate.

본 발명은 방열기둥의 형상을 변형하여 상부와 하부의 압력차를 발생시키고, 압력차로 인한 밀착력을 발생하는 효과가 있다.The present invention has the effect of generating a pressure difference between the upper part and the lower part by deforming the shape of the heat radiation pillar and generating adhesion due to the pressure difference.

또한, 방열기둥의 하단은 방열홀을 가지고 있어 상부와 하부의 압력차로 인한 밀착력을 발생하는 효과가 있다.In addition, the lower end of the heat radiating column has a heat radiating hole, so that there is an effect of generating adhesion due to a pressure difference between the upper and lower portions.

또한, 방열기둥은 돌출부를 포함하여 돌출부의 형상에 따른 양력에 의해 밀착력이 강화되는 효과가 있다.In addition, the heat dissipation pillar has an effect of strengthening adhesion by lift according to the shape of the protrusion including the protrusion.

도 1은 종래의 방열 부품이 결합된 정면도이다.
도 2는 제1실시예의 정면도이다.
도 3은 제2실시예의 정면도이다.
도 4는 제2실시예의 단면도이다.
도 5는 방열홀이 형성된 방열기둥의 예시도이다.
도 6은 방열홀과 돌출부가 형성된 방열기둥의 예시도이다.
도 7은 방열홀이 상하방향으로 복수개 형성된 방열기둥의 예시도이다.1 is a front view in which a conventional heat dissipation component is coupled.
2 is a front view of the first embodiment.
3 is a front view of the second embodiment.
4 is a cross-sectional view of the second embodiment.
5 is an exemplary view of a heat dissipation pillar in which a heat dissipation hole is formed.
6 is an exemplary view of a heat dissipation pillar in which a heat dissipation hole and a protrusion are formed.
7 is an exemplary view of a heat radiation pillar in which a plurality of heat radiation holes are formed in a vertical direction.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes included in the spirit and technical scope of the present invention.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. Should not be.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열원과 밀착력이 향상된 방열체에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a heat sink with improved adhesion to a heat source according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 제1실시예의 정면도이다. 도 2를 참고하면, 하면이 발열부와 접하는 플레이트(100), 상기 플레이트(100)의 상면에 복수개 배치되는 방열기둥(200)을 포함하고, 상기 방열기둥의 하부(B)는 상기 플레이트(100)에 일정 간격으로 이격되어 배치되되, 방열기둥의 상부(A)의 이격 간격(w1)은 하부(B)의 이격 간격(w2)보다 더 크게 형성된다.2 is a front view of the first embodiment. Referring to FIG. 2 , a plate 100 having a lower surface in contact with a heating unit and a plurality of heat radiating pillars 200 disposed on an upper surface of the plate 100 are included, and the lower part (B) of the heat radiating pillar is the plate 100 ), but arranged at regular intervals, the separation distance w1 of the upper part A of the heat radiation pillar is formed larger than the separation distance w2 of the lower part B.

방열체는 방열기둥이 상기 플레이트의 중앙을 기준으로 상기 방열체의 외측을 향하여 점차 수직 기울기가 증가되도록 제조된다.The heat dissipation body is manufactured such that a vertical inclination of the heat dissipation pillar gradually increases toward the outside of the heat dissipation body based on the center of the plate.

본 발명은 방열체의 플레이트(100)에 수직으로 형성된 방열기둥의 상부(A)와 하부(B)의 이격간격을 다르게 하되, 상부의 이격 간격(w1)을 하부의 이격 간격(w2)보다 넓게 형성하여 방열기둥의 상부 부근(A)과 방열기둥의 하부 부근(B)의 유체 속도와 압력의 차이가 생겨 방열체 상부에서 하부로 작용하는 힘(F)을 발생하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the upper (A) and lower (B) spacings of the heat dissipation columns formed vertically on the plate 100 of the radiator are different, but the upper portion (w1) is wider than the lower portion (w2). It is characterized by generating a force (F) acting from the top to the bottom of the heat sink due to a difference in fluid velocity and pressure between the upper portion (A) of the heat sink and the lower portion (B) of the heat sink.

또한, 방열체의 플레이트(100)에 수직으로 형성시킨 방열기둥(200)의 간격을 다르게 한다. 방열기둥의 개수와 길이, 각 방열기둥(200)들의 간격, 수직 기울기 각도 등을 다르게 형성하여 방열기둥(200)의 상부 부근과 방열기둥(200)의 하부 부근 유체의 속도와 압력의 차이가 발생한다. 방열기둥의 변형하여 상부와 하부의 유체속도 및 압력 차이를 조절하여 방열체의 상부에서 방열체의 하부로 발생되는 힘을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the spacing of the heat dissipation pillars 200 formed perpendicularly to the plate 100 of the heat dissipation body is different. The number and length of the heat radiating pillars, the distance between each heat radiating pillar 200, the vertical inclination angle, etc. are formed differently, so that a difference between the velocity and pressure of the fluid near the upper part of the heat radiating pillar 200 and the lower part of the heat radiating pillar 200 occurs. do. It is characterized in that the force generated from the upper portion of the radiator to the lower portion of the radiator is controlled by adjusting the fluid velocity and pressure difference between the upper and lower portions by deforming the radiator column.

플레이트(100)의 하면은 발열부의 외면과 밀착되도록 배치된다. 플레이트(100)와 발열부는 사이에 높은 열전도율을 가진 유체물질이 배치되어 열전달을 원활하게 할 수 있다. 예를 들어 유체물질은 열이 발생하는 부품이 냉각부품에 열을 전달하기 위해 사용되는 서멀그리스가 대표적으로 사용될 수 있다. 플레이트(100)는 상면에 배치된 방열기둥(200)과 일체되어 형성되며, 발열부로부터 전달받은 열은 방열기둥(200)으로 이동하여 외부로 발산한다. 이때, 방열기둥(200)은 냉각효과를 높이기 위해 다공성 표면이 형성된 소재를 적용하여 표면적을 넓힐 수 있다.The lower surface of the plate 100 is placed in close contact with the outer surface of the heating unit. A fluid material having high thermal conductivity is disposed between the plate 100 and the heating unit to facilitate heat transfer. For example, as the fluid material, thermal grease used to transfer heat from a heat-generating part to a cooling part may be representatively used. The plate 100 is integrally formed with the heat radiating pillars 200 disposed on the upper surface, and the heat transferred from the heat generating unit moves to the heat radiating pillars 200 and dissipates to the outside. At this time, the surface area of the heat dissipation pillar 200 may be increased by applying a material having a porous surface in order to increase the cooling effect.

방열기둥(200)의 하부는 플레이트(100)의 상면에 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 상부의 이격 간격은 하부의 이격 간격보다 넓게 형성된다. 즉, 방열기둥(200)은 플레이트(100)의 상면에 대해 일정 각도를 형성하고 있으며, 플레이트(100)의 중앙에 대칭으로 형성된다. 이에 방열기둥의 상부 너비(W1)는 플레이트의 너비(W2)보다 더 크게 형성된다.The lower part of the heat dissipation pillar 200 is spaced apart from the upper surface of the plate 100 at regular intervals, and the upper part is spaced wider than the lower part. That is, the heat radiation pillar 200 forms a certain angle with respect to the upper surface of the plate 100 and is symmetrically formed in the center of the plate 100 . Accordingly, the upper width W1 of the heat radiation pillar is formed to be larger than the width W2 of the plate.

열의 전달방향을 살펴보면, 플레이트(100)는 방열기둥(200)으로 열을 전달하며, 방열기둥(200)은 외면이 유체와 접하여 유체와의 열교환을 통해 열을 발산한다.Looking at the transfer direction of heat, the plate 100 transfers heat to the heat radiation pillar 200, and the outer surface of the heat radiation pillar 200 is in contact with the fluid to dissipate heat through heat exchange with the fluid.

유체의 유동방향을 살펴보면, 유체는 플레이트 상면과 방열기둥의 외면에서 발산되는 열에 의해 상부 방향으로 이동한다. 이때, 방열기둥(200)의 배치가 하부 간격(w2)이 좁고, 상부 간격(w1)이 상대적으로 넓게 배치되어 유체가 지나는 통로의 크기 차이가 발생한다. 베르누이 정리에 의해 하부에서는 유체가 지나는 통로가 좁기 때문에 유체의 이동속도가 빠르고, 상부에서는 유체가 지나는 통로가 좁기 때문에 유체의 이동속도가 느리게 유동한다.Looking at the flow direction of the fluid, the fluid moves upward due to heat emitted from the upper surface of the plate and the outer surface of the heat radiation column. At this time, in the arrangement of the heat dissipation pillars 200, the lower gap w2 is narrow and the upper gap w1 is relatively wide, resulting in a difference in size of the passage through which the fluid passes. According to Bernoulli's theorem, since the passage through which the fluid passes is narrow in the lower part, the movement speed of the fluid is fast, and because the passage through which the fluid passes is narrow in the upper part, the movement speed of the fluid flows slowly.

방열기둥의 외면과 접하는 화살표(Z)의 방향은 유체의 흐름방향을 나타낸 것이며, 화살표의 길이는 해당 위치에서의 유체 압력을 나타낸 것이다.The direction of the arrow (Z) in contact with the outer surface of the heat dissipation column indicates the flow direction of the fluid, and the length of the arrow indicates the fluid pressure at the corresponding position.

이를 통해 하부와 상부의 압력을 살펴보면, 하부 간격에서 유체 압력은 상대적으로 낮은 압력이 형성되고, 상부 간격에서 유체 압력이 상대적으로 높은 압력이 형성되어 힘이 아래방향으로 발생하게 된다. 즉, 높은 압력이 형성된 상부측 유체가 방열체를 하방향으로 가압하여 발열부와 방열체의 밀착력을 증가시켜 냉각효율을 높이는 효과가 있다.Through this, looking at the lower and upper pressures, a relatively low fluid pressure is formed in the lower gap, and a relatively high fluid pressure is formed in the upper gap, so that force is generated in the downward direction. That is, the upper side fluid at high pressure presses the radiator downward to increase the adhesion between the heating unit and the radiator, thereby increasing cooling efficiency.

도 3은 제2실시예의 정면도이다. 도 3을 참고하면, 하면이 발열부와 접하는 플레이트(100), 상기 플레이트(100)의 상면에 복수개 배치되는 방열기둥(200)을 포함하고, 상기 방열기둥(200)은 하부의 이격간격(w2)이 상부의 이격간격(w1)보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.3 is a front view of the second embodiment. Referring to FIG. 3, the lower surface includes a plate 100 in contact with the heating unit, and a plurality of heat radiating pillars 200 disposed on the upper surface of the plate 100, and the heat radiating pillars 200 are spaced apart at the lower part (w2). ) is characterized in that it is formed larger than the upper separation distance (w1).

방열체는 방열기둥이 상기 플레이트의 중앙을 향하여 점차 수직 기울기가 감소되도록 제조된다.The heat dissipation body is manufactured such that the vertical inclination of the heat dissipation pillar gradually decreases toward the center of the plate.

플레이트(100)의 하면은 발열부와 밀착되도록 배치되며, 플레이트(100)와 방열기둥(200)은 일체되어 형성된다. 발열부에서 발생되는 열은 플레이트(100)와 방열기둥(200)으로 전달되며, 방열기둥(200)의 외면을 통해 외측으로 발산된다.The lower surface of the plate 100 is placed in close contact with the heating part, and the plate 100 and the heat radiation pillar 200 are integrally formed. The heat generated from the heating unit is transferred to the plate 100 and the heat radiation column 200, and is dissipated to the outside through the outer surface of the heat radiation column 200.

방열기둥(200)의 하부는 플레이트(100)의 상면에 일정 간격으로 이격되어 배치되되, 방열기둥(200)은 상부로 갈수록 이격간격이 좁아지도록 배치된다. 즉, 방열기둥(200)은 플레이트(100)의 중심을 향하여 일정 각도로 형성되며 방열기둥(200)의 상부 너비(W1)는 플레이트(100)의 너비(W2)보다 좁게 형성된다.The lower part of the heat dissipation pillar 200 is disposed spaced apart from the upper surface of the plate 100 at regular intervals, and the heat radiation pillar 200 is arranged so that the distance becomes narrower toward the upper part. That is, the heat radiating pillar 200 is formed at a certain angle toward the center of the plate 100, and the upper width W1 of the heat radiating pillar 200 is narrower than the width W2 of the plate 100.

유체의 유동방향을 살펴보면, 유체는 플레이트 상면과 방열기둥의 외면에서 발산되는 열에 의해 상부방향으로 이동한다. 방열기둥(200)의 배치가 하부 간격이 넓고 상부 간격이 좁게 배치되어 유체가 지나는 통로의 크기 차이가 발생한다. 베르누이 정리에 의해 상부에서는 유체가 지나는 통로가 좁기 때문에 유체의 이동속도가 빠르고, 하부에서는 유체가 지나는 통로가 좁기 때문에 유체의 이동속도가 느리게 유동한다.Looking at the flow direction of the fluid, the fluid moves upward due to the heat dissipated from the upper surface of the plate and the outer surface of the heat radiation column. The arrangement of the heat dissipation pillars 200 has a wide lower gap and a narrow upper gap, so that a difference in size of the passage through which the fluid passes occurs. According to Bernoulli's theorem, since the passage through which the fluid passes is narrow in the upper part, the movement speed of the fluid is fast, and because the passage through which the fluid passes is narrow in the lower part, the movement speed of the fluid flows slowly.

즉, 방열기둥(200)의 하부 공간에서 열을 전달받은 유체가 상부로 이동하되, 상부로 이동할수록 간격이 좁아지게 되어 상부에 높은 압력이 형성된다. 이때, 하부에 통로를 형성하여 유체가 통로를 통해 배출됨으로써 하부는 낮은 압력이 형성한다. 이를 통해 상부는 높은 압력을 형성하고 하부는 낮은 압력을 형성하며, 하방향으로 힘이 발생하여 방열체와 발열부가 밀착되는 특징을 갖는다.That is, the fluid receiving the heat in the lower space of the heat dissipation column 200 moves upward, and the gap becomes narrower as it moves upward, so that high pressure is formed in the upper portion. At this time, a passage is formed in the lower part so that the fluid is discharged through the passage, thereby forming a lower pressure. Through this, the upper part forms a high pressure and the lower part forms a low pressure, and a force is generated in a downward direction so that the heat sink and the heating part are in close contact.

도 4는 제2실시예의 단면도이다. 본 발명은 방열체의 플레이트(100)에 수직으로 형성된 방열기둥(200)의 옆면에 1개 이상의 방열홀(210)을 형성하여 방열기둥(200)의 상부와 방열기둥(200)의 하부의 유체 속도와 압력의 차이를 만들어 방열체 상부에서 방열체 하부로 작용하는 힘을 발생시키는 것을 특징으로 한다.4 is a cross-sectional view of the second embodiment. In the present invention, one or more heat dissipation holes 210 are formed on the side surface of the heat dissipation pillar 200 formed vertically on the plate 100 of the heat dissipation body, and the fluid in the upper part of the heat dissipation pillar 200 and the lower part of the heat dissipation pillar 200 is formed. It is characterized by generating a force acting from the top of the radiator to the bottom of the radiator by making a difference in speed and pressure.

도 4를 참고하면, 제2실시예의 방열기둥(200)은 하부에 방열홀(210)이 형성된 것을 특징으로 한다. 발열부로부터 플레이트(100)는 열을 전달받으며, 방열기둥(200)의 하부는 플레이트로부터 열을 받는다. 하부의 유체는 열에 의해 팽창하여 상승하되, 상부로 갈수록 유동통로가 좁아지게 되어 압력이 증가하게 된다.Referring to FIG. 4 , the heat dissipation pillar 200 of the second embodiment is characterized in that a heat dissipation hole 210 is formed at a lower portion. The plate 100 receives heat from the heating part, and the lower portion of the heat radiating column 200 receives heat from the plate. The fluid in the lower portion expands and rises due to heat, but the flow passage becomes narrower toward the upper portion, so that the pressure increases.

이때, 하나의 방열기둥(200)의 하부에 하나 이상의 방열홀(210)이 형성되며, 방열홀(210)에 의해 방출된 열을 가진 유체가 외측으로 발산되는 통로를 갖는다. 상부는 압력이 높아 상대적으로 압력이 낮은 방열홀(210)을 통해 외부로 유동되어 상부는 높은 압력, 하부는 낮은 압력이 형성된다.At this time, one or more heat dissipation holes 210 are formed under one heat dissipation pillar 200 and have a passage through which the fluid with heat emitted by the heat dissipation hole 210 is dissipated to the outside. The upper part has a high pressure and flows to the outside through the heat dissipation hole 210 where the pressure is relatively low, so that a high pressure in the upper part and a low pressure in the lower part are formed.

압력 차이에 방열체를 하방향으로 가압하여 밀착력 향상을 통해 냉각효과가 향상된다. 설계자에 의해 방열홀(210)은 크기, 형태, 수 등의 형상을 변형하여 방열홀을 통해 배출되는 유량을 조절하여 상부와 하부의 압력차를 조절할 수 있다. 방열홀의 형상 변형을 통한 압력차 제어를 통해 방열체가 하방향으로 발생되는 힘이 조절된다.The cooling effect is improved through the improvement of adhesion by pressing the radiator downward due to the pressure difference. The size, shape, and number of the heat dissipation holes 210 may be modified by the designer to adjust the flow rate discharged through the heat dissipation holes to adjust the pressure difference between the upper and lower portions. The force generated in the downward direction of the radiator is controlled by controlling the pressure difference through the shape deformation of the radiator hole.

도 5는 방열홀이 형성된 방열기둥의 예시도이다. 도 5를 참고하면, 방열기둥(200)의 하부에 방열홀(210)이 하나 이상 형성되며, 방열홀(210)의 형상, 크기, 배치 등에 의해 방열홀(210)을 통해 배출되는 유량을 조절하여 방열기둥(200)의 하부의 압력을 제어할 수 있다.5 is an exemplary view of a heat dissipation pillar in which a heat dissipation hole is formed. Referring to FIG. 5 , one or more heat dissipation holes 210 are formed under the heat dissipation pillar 200, and the flow rate discharged through the heat dissipation holes 210 is controlled by the shape, size, and arrangement of the heat dissipation holes 210. By doing so, it is possible to control the pressure at the bottom of the heat radiation column 200.

예를 들어, 발열부에서 발생되는 열은 정해져 있으므로, 방열홀(210)이 없을 경우 상부와 하부에서 발생되는 압력차를 추산할 수 있다. 목표로 하는 압력차를 형성하기 위해 방열홀(210)을 통해 배출되는 유량이 조절되도록 방열홀(210)의 형상, 크기, 배치 등을 설계할 수 있다.For example, since heat generated in the heating unit is determined, when there is no heat dissipation hole 210, a pressure difference generated between the upper and lower portions may be estimated. The shape, size, arrangement, etc. of the heat dissipation hole 210 may be designed so that the flow rate discharged through the heat dissipation hole 210 is adjusted to form a target pressure difference.

도 6은 방열홀(210)과 돌출부(220)가 형성된 방열기둥(200)의 예시도이다. 도 6을 참고하면, 방열기둥(200)의 하부에 방열홀(210)이 형성되며, 방열기둥(200)의 일면에 방열홀(210)과 접하여 돌출부(220)가 형성된다. 유체는 방열체의 중심을 기준으로 외측으로 이동하나, 돌출부는 방열체의 중심을 향하여 형성된다. 유체가 외측으로 이동할 때, 돌출부의 표면을 따라 이동하여 아랫방향으로 양력이 발생한다. 양력은 돌출부의 돌출면의 모양, 길이, 폭, 방향, 꺾임의 각도에 따라 조절된다.6 is an exemplary view of a heat radiation pillar 200 in which heat radiation holes 210 and protrusions 220 are formed. Referring to FIG. 6 , a heat dissipation hole 210 is formed under the heat dissipation pillar 200 , and a protrusion 220 is formed in contact with the heat dissipation hole 210 on one surface of the heat dissipation pillar 200 . The fluid moves outward based on the center of the radiator, but the protrusion is formed toward the center of the radiator. As the fluid moves outward, it travels along the surface of the protrusion, creating a downward lift force. The lift is adjusted according to the shape, length, width, direction, and bending angle of the projecting surface of the protrusion.

방열홀은 상단이 원형인 반원 형상을 가지며, 방열홀(210)에 대응하는 형상의 돌출부(220)가 형성된다. 돌출부(220)는 방열홀(210)의 상단과 연결되며, 하단이 개방되도록 배치된다. 돌출부의 단면은 아랫방향으로 양력이 발생되는 단면을 가지며, 방열홀(210)을 통해 유체가 외측으로 이동하되, 아랫방향으로 형성된 돌출부는 유동되는 유체에 힘을 전달받아 양력이 발생한다.The heat dissipation hole has a semicircular shape with a circular upper end, and a protrusion 220 having a shape corresponding to the heat dissipation hole 210 is formed. The protrusion 220 is connected to the upper end of the heat dissipation hole 210 and is arranged such that the lower end thereof is open. The cross section of the protrusion has a cross section in which lift is generated in the downward direction, and the fluid moves outward through the heat dissipation hole 210, but the protrusion formed in the downward direction receives force from the flowing fluid and generates lift.

양력 구하는 공식은 아래와 같다.The formula for calculating lift is as follows:

L = 1/2 x CL x ρ x v² x AL = 1/2 x CL x ρ xv ² x A

여기서, L은 양력, CL은 양력 계수, ρ는 유체의 밀도, v는 유체의 속도, A는 돌출부의 표면적이다.where L is the lift force, CL is the lift coefficient, ρ is the density of the fluid, v is the velocity of the fluid, and A is the surface area of the protrusion.

양력계수는 돌출부와 유체가 접하는 받음각에 따라 변화하며, 돌출부의 꺾임 각도에 따라 변화한다. 유체의 밀도 및 유체의 속도는 발열부에서 발생되는 열량, 상부와 하부의 압력차, 및 방열홀의 크기 등이 요인으로 작용하여 변화한다.The lift coefficient changes according to the angle of attack at which the protrusion and the fluid come in contact, and changes according to the bending angle of the protrusion. The density of the fluid and the velocity of the fluid are changed due to factors such as the amount of heat generated in the heating part, the pressure difference between the upper and lower parts, and the size of the heat radiation hole.

위 양력 공식을 참고하면, 양력은 유체의 밀도, 속도, 돌출부(220)의 표면적에 따라 영향을 받으며, 방열기둥(200)의 상부와 하부의 온도차가 클수록 유체의 속도가 증가하여 발생되는 양력이 커지게 된다. 이를 통해 방열체와 발열부가 밀착되는 효과가 있다. Referring to the lift formula above, lift is affected by the density, velocity, and surface area of the protrusion 220 of the fluid, and the greater the temperature difference between the top and bottom of the heat radiation column 200, the higher the lift generated by the increase in the speed of the fluid. It gets bigger. Through this, there is an effect that the heat sink and the heating unit are in close contact.

도 7은 방열홀이 상하방향으로 복수개 형성된 방열기둥의 예시도이다. 도 7을 참고하면, 2개 이상의 방열홀(210)을 근거리에 형성하고, 방열홀(210)로 이동되는 유체를 이용한 양력을 통해 방열체와 발열부가 밀착되는 힘을 발생하는 것을 특징으로 한다. 7 is an exemplary view of a heat radiation pillar in which a plurality of heat radiation holes are formed in a vertical direction. Referring to FIG. 7 , two or more heat dissipation holes 210 are formed at a short distance, and a force for contacting the heat dissipation body and the heating part is generated through lift using a fluid moving into the heat dissipation hole 210 .

화살표는 유체의 이동방향을 나타낸다. 방열홀(210)이 상하방향으로 인접하여 형성되며 돌출부(220)를 아랫방향으로 기울어지도록 배치할 경우, 유체가 방열홀(210)을 향해 이동하되, 유체가 돌출부(220)의 표면을 따라 이동하여 아랫방향으로 양력이 발생한다. Arrows indicate the direction of movement of the fluid. When the heat dissipation hole 210 is formed adjacently in the vertical direction and the protrusion 220 is arranged to be inclined downward, the fluid moves toward the heat dissipation hole 210, but the fluid moves along the surface of the protrusion 220. As a result, lift is generated in the downward direction.

이때, 돌출부(220)는 양력이 발생되도록 방열기둥(200)과 함께 유선형의 형상을 갖는다. 돌출부(220)는 방열체의 중앙을 향하여 돌출 형성되며, 유체는 중앙에서 외측으로 이동한다. 유체가 외측으로 이동하되, 돌출부(220)와 만나 표면을 따라 이동하여 하방향으로 양력이 발생된다.At this time, the protrusion 220 has a streamlined shape together with the heat radiation pillar 200 so that lift is generated. The protrusion 220 protrudes toward the center of the radiator, and the fluid moves outward from the center. While the fluid moves outward, it meets the protrusion 220 and moves along the surface, generating lift in a downward direction.

방열홀(210)의 형상은 반원 형상으로 한정하는 것이 아니며 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(220)의 형상이 방열홀(210)에 대응하는 것에 대해 한정하지 않으며 목표로 하는 양력을 충분히 발생시키기 위해 변형할 수 있다.The shape of the heat dissipation hole 210 is not limited to a semicircular shape and may be formed in various shapes. In addition, the shape of the protrusion 220 is not limited to that corresponding to the heat dissipation hole 210 and may be modified to sufficiently generate a target lifting force.

이를 통해 본 발명은 방열기둥의 형상에 의해 아랫방향 힘과 방열기둥에 형성된 돌출부의 양력을 통해 밀착력을 발생시켜 냉각효과를 향상시킬 수 있다. 돌출부의 형상 및 배치는 양력 발생을 위해 용이하게 변경될 수 있다.Through this, the present invention can improve the cooling effect by generating adhesion through the downward force due to the shape of the heat radiation pillar and the lifting force of the protrusion formed on the heat radiation pillar. The shape and arrangement of the protrusions can be easily changed to generate lift.

본 발명은 별도의 전기 에너지를 사용하지 않고 방열체와 열원부 사이의 계면의 밀착을 강화하는 구조를 가진다. 열이 발생되는 부품을 취급하는 전반의 산업에 적용될 수 있으며, 방열기둥의 하부의 유체온도와 상부의 유체온도 차이가 클수록 발생되는 압력차가 크게 형성되어 발생되는 밀착 힘이 커지는 효과를 갖는다.The present invention has a structure for strengthening the adhesion of the interface between the heat sink and the heat source without using separate electric energy. It can be applied to all industries that handle heat-generating parts, and the greater the difference between the fluid temperature at the bottom of the heat radiation column and the fluid temperature at the top, the larger the pressure difference is formed and the generated adhesion force increases.

또한, 본 발명의 발열체는 표면이 다공성으로 형성되어 유체와 접촉하는 면적을 넓혀 냉각효과를 향상시키는 효과를 부가할 수 있으며, 열전도율이 높은 이종재료를 코팅하여 방열효과를 높일 수 있다. In addition, the heating element of the present invention has a porous surface to increase the area in contact with the fluid to increase the cooling effect, and it is possible to increase the heat dissipation effect by coating a heterogeneous material having high thermal conductivity.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and the scope of application is diverse, and various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.

10 : 발열부
100 : 플레이트
200 : 방열기둥
210 : 방열구멍
220 : 돌출부
A : 방열기둥의 상부
B : 방열기둥의 하부
F : 힘
W1 : 상부의 너비
W2 : 하부의 너비
w1 : 상부의 이격 간격
w2 : 하부의 이격 간격
Z : 유체흐름방향10: heating part
100: plate
200: heat radiation column
210: heat radiation hole
220: protrusion
A: The upper part of the heat radiation column
B: The lower part of the heat radiation column
F: force
W1: width of top
W2: the width of the lower part
w1: Separation interval at the top
w2: spacing of the lower part
Z: fluid flow direction

Claims

a plate whose lower surface is in contact with the heat source; and
Including; a plurality of heat dissipation pillars disposed on the upper surface of the plate at regular intervals,
The heat sink is
A heat sink characterized in that the upper part is formed wider than the lower part.

According to claim 1,
the heat sink
Due to the difference in the distance between the top and bottom, a relatively high pressure is formed at the top and a relatively low pressure is formed at the bottom of the heat radiation column.
A heat sink characterized in that a downward adhesion force is formed by a pressure difference between the upper and lower portions.

a plate whose lower surface is in contact with the heat source; and
Including; a plurality of heat dissipation pillars disposed on the upper surface of the plate,
The heat sink is
A heat sink characterized in that the upper part is formed narrower than the lower part.

According to claim 3,
The heat sink is
A heat dissipation body including one or more heat dissipation holes in a lower portion.

According to claim 4,
the heat sink
The fluid is discharged through the heat dissipation hole so that a relatively high pressure is formed at the top and a relatively low pressure is formed at the bottom of the heat dissipation column.
A heat sink characterized in that a downward adhesion force is formed by a pressure difference between the upper and lower portions.

According to claim 4,
The heat sink is
A heat sink comprising a protruding portion protruding toward the center of the plate.

According to claim 6
The protruding portion is formed in a streamlined shape, and a downward lift is generated by the flow of the fluid passing through the heat dissipation hole.

According to claim 4,
The plurality of heat dissipation holes are formed adjacently in the vertical direction,
And a protrusion protruding toward the center of the plate between the heat dissipation holes,
A heat sink, characterized in that the downward lift is formed by the fluid moving along the surface of the protrusion.

In the method for manufacturing a radiator comprising the radiator of claim 1,
The method of manufacturing a heat sink, characterized in that the vertical inclination of the heat radiation pillar gradually increases toward the outside of the heat sink based on the center of the plate.

In the method for manufacturing a radiator comprising the radiator of claim 3,
The method of manufacturing a radiator, characterized in that the vertical inclination of the heat radiation pillar gradually decreases toward the center of the plate.