KR20230100311A - 전자기기 냉각장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

전자기기 냉각장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자기기 내 콤팩트하게 설치가 가능하며, 발열부에서 발생되는 열을 효율적으로 방열시켜 냉각시킬 수 있는 전자기기 냉각장치 및 이의 제조방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 전자기기의 발열부에 밀착되게 구비되는 히트파이프; 및 상기 히트파이프를 중심으로 상기 발열부의 반대편에 배치되며, 상기 히트파이프로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 방열핀;을 포함하되, 상기 히트파이프는, 평판 형상으로 형성되며, 하면이 상기 발열부에 밀착되고, 상면에 제1방향으로 이격하여 배치되는 제1유로연결구 및 제2유로연결구를 연결하는 제1작동유로가 내부에 구비되는 제1히트파이프부재; 파이프 형상으로 형성되며, 내부에 제2작동유로가 구비되고, 하단부가 상기 제1유로연결구에 결합되는 제1수직부와, 하단부가 상기 제2유로연결구에 결합되는 제2수직부와, 상기 제1수직부 및 상기 제2수직부의 상단부를 연결하는 수평부가 구비되는 제2히트파이프부재; 및 상기 제1히트파이프부재 및 상기 제2히트파이프부재가 결합되면서 상기 제1작동유로 및 상기 제2작동유로가 서로 연통되어 폐루프되는 작동유로에 채워지는 작동유체;를 포함하는 특징을 개시한다.

Description

전자기기 냉각장치 및 이의 제조방법{COOLING APPARATUS FOR ELECTRONIC DEVICE AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 전자기기 냉각장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 전자기기 내 콤팩트하게 설치가 가능하며, 발열부에서 발생되는 열을 효율적으로 방열시켜 냉각시킬 수 있는 전자기기 냉각장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전자기기의 외관을 형성하는 케이스의 내부에는 각종 전자부품이 설치된다.
예를 들면, CPU가 구비된 판 상의 메인보드, 메모리, 파워서플라이 등의 전자부품은 작동 중 많은 열이 발생되는데, 이러한 열을 냉각시켜 주지 못하면, 오작동되거나 열에 의해 손상되는 문제가 발생될 수 있다.
전자기기에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해서는 히트싱크를 보편적으로 사용하게 되는데, 히트싱크는 바닥에 장방형의 판상으로 된 냉각핀이 일정 간격으로 돌출 형성되는 것으로, 냉각핀의 사이 공간을 통과하는 공기를 통해 냉각핀으로 전달된 열을 냉각하게 된다. 그리고, 히트싱크를 통과하는 기류를 형성하기 위해서 냉각팬유닛이 부가적으로 설치된다.
전자기기의 작동 중 내부에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해서는 상기 히트싱크 및 냉각팬유닛 역시 케이스 내부에 배치되어야 하는데, 이에 따라, 케이스 및 전자기기의 크기가 커지는 문제가 있다.
그리고, 발열부품으로부터 열을 전달받은 히트싱크의 열을 케이스 외부로 방출하기 위해서는 냉각팬유닛의 출력에 전적으로 의존하게 되고, 이에 따라, 냉각팬유닛에서 많은 소비전력을 필요로 하게 되며, 고출력의 냉각팬유닛으로 인하여 전자기기의 무게가 증가되며, 냉각팬의 계속된 동작으로 인해 많은 소음이 발생되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제1401868호(2014.05.29.공고)
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 전자기기 내부에 콤팩트하게 설치가 가능하며, 발열부에서 발생되는 열을 효율적으로 방열시킬 수 있는 전자기기 냉각장치 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치는, 전자기기의 발열부에 밀착되게 구비되는 히트파이프; 및 상기 히트파이프를 중심으로 상기 발열부의 반대편에 배치되며, 상기 히트파이프로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 방열핀;을 포함하고, 상기 히트파이프는, 평판 형상으로 형성되며, 하면이 상기 발열부에 밀착되고, 상면에 제1방향으로 이격하여 배치되는 제1유로연결구 및 제2유로연결구를 연결하는 제1작동유로가 내부에 구비되는 제1히트파이프부재; 파이프 형상으로 형성되며, 내부에 제2작동유로가 구비되고, 하단부가 상기 제1유로연결구에 결합되는 제1수직부와, 하단부가 상기 제2유로연결구에 결합되는 제2수직부와, 상기 제1수직부 및 상기 제2수직부의 상단부를 연결하는 수평부가 구비되는 제2히트파이프부재; 및 상기 제1히트파이프부재 및 상기 제2히트파이프부재가 결합되면서 상기 제1작동유로 및 상기 제2작동유로가 서로 연통되어 폐루프되는 작동유로에 채워지는 작동유체;를 포함하며, 상기 방열핀은, 상기 제1히트파이프부재의 상면에 하단부가 결합되며 상기 제1히트파이프부재로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 하부방열핀부; 및 상기 하부방열핀부의 상측에 배치되며, 상기 수평부의 외면에 결합되고 상기 수평부로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 상부방열핀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치에 있어서, 상기 제1작동유로는, 상기 제1유로연결구 및 상기 제2유로연결구를 연결하며, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 이격하여 배치되는 복수개의 제1유로부와, 상기 복수개의 제1유로부가 서로 연통되도록 상기 제2방향으로 연장하여 형성되는 제2유로부를 포함하고, 상기 제1유로부는, 상기 제1히트파이프부재의 가장자리 일측면에서 반대편 타측면을 향해 가공홀을 형성하고, 상기 가공홀의 개방단부에 기밀부재를 결합하여서 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치에 있어서, 상기 제2히트파이프부재는, 상기 제1수직부와 상기 수평부를 연결하는 제1벤딩부와, 상기 제2수직부와 상기 수평부를 연결하는 제2벤딩부를 더 포함하고, 상기 방열핀은, 상기 하부방열핀부 및 상기 상부방열핀부의 양측면에 배치되며, 상기 제1히트파이프부재에 하단부가 결합되고 상기 제1히트파이프부재의 양측 영역으로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 측부방열핀부;를 더 포함하며, 상기 측부방열핀부는, 상기 제1벤딩부 및 상기 제2벤딩부의 상측으로 연장하여 형성되도록 상기 제1벤딩부 및 상기 제2벤딩부를 관통시키는 절개부를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치에 있어서, 상기 하부방열핀부 및 상기 상부방열핀부는 일체형으로 구비되거나 분리형으로 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치에 있어서, 상기 상부방열핀부는, 상기 수평부를 관통시키며 상기 수평부의 외주면에 결합되는 관통부를 구비하고, 상기 관통부는, 상기 수평부와의 접촉 면적이 증가되도록 상기 관통부의 내주면에서 상기 제1방향으로 연장하여 구비되며, 이웃하는 상부방열핀부와의 사이 간격을 유지하는 간격부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치에 있어서, 양단부가 상기 제1히트파이브부재에 결합되며, 상기 제2히트파이프부재 및 상기 방열핀을 덮도록 마련되고, 상기 제2방향에 대해 양측 단부가 개방되는 커버부재를 더 포함하고, 상기 커버부재는 내면에 상기 상부방열핀부의 상단부가 삽입되는 삽입홈부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치에 있어서, 상기 커버부재의 개방된 일측 단부에 결합되며, 상기 방열핀의 사이 공간을 통과하는 기류를 형성하기 위한 팬유닛을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 제조방법은 앞서 설명한 전자기기 냉각장치의 제조방법으로서, 작동유로를 가지는 히트파이프를 제작하는 히트파이프 제작단계; 및 상기 히트파이프에 방열핀을 조립하는 방열핀 조립단계;를 포함하고, 상기 히트파이프 제작단계는, 평판 형상으로 형성되며, 내부에 상기 작동유로의 일부인 제1작동유로를 구비하는 제1히트파이프부재를 제작하는 제1히트파이프부재 제작단계; 파이프 형상으로 형성되어 내부에 상기 작동유로의 나머지 일부인 제2작동유로를 구비하는 제2히트파이프부재를 제작하는 제2히트파이프부재 제작단계; 및 상기 제1히트파이프부재 및 상기 제2히트파이프부재를 결합하여 상기 제1작동유로 및 상기 제2작동유로가 서로 연통되어 상기 작동유로가 폐루프되도록 하는 히트파이프 조립단계;를 포함하며, 상기 제1히트파이프부재 제작단계에서, 상기 제1작동유로는 상기 제1히트파이프부재의 가장자리 일측면에서 반대편 타측면을 향해 가공홀을 형성한 후, 상기 가공홀의 개방단부에 기밀부재를 결합하여서 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 평판 구조의 제1히트파이프부재 및 파이프 구조의 제2히트파이프부재를 연결하는 폐루프의 작동유로를 이용하여 발열부에서 발생되는 열을 방열핀 측으로 효과적으로 전달할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 정단면 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제1히트파이프부재를 구성을 설명하기 위한 평면 예시도(a) 및 평단면 예시도(b)이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방열핀의 결합 상태를 설명하기 위한 정단면 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 사시도이다.
도 6은 도 5의 정단면 예시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 측면 예시도이다.
도 8은 도 7의 정단면 예시도이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정단면 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제1히트파이프부재를 구성을 설명하기 위한 평면 예시도(a) 및 평단면 예시도(b)이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방열핀의 결합 상태를 설명하기 위한 정단면 예시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치는 전자기기의 발열부(10)로부터 열을 전달 받아 외부로 방출하는 히트싱크(Heat sink)로서 히트파이프(100) 및 방열핀(400)을 포함한다.
먼저, 냉각 대상인 발열부(10)는 전자기기를 구성하는 부품일 수 있는데, 예컨대, CPU가 구비된 판 상의 메인보드, 메모리, 파워서플라이 등이 해당될 수 있다. 이 외에도 발열부(10)는 작동 중 열을 발생시키는 전자기기의 부품이라면 어떠한 것도 해당될 수 있다.
히트파이프(100)는 제1히트파이프부재(200), 제2히트파이프부재(300) 및 작동유체를 포함할 수 있다.
제1히트파이프부재(200)는 평판 형상으로 형성될 수 있다.
제1히트파이프부재(200)는 하면이 발열부(10)에 밀착될 수 있고, 발열부(115)에서 발생된 열을 전달받을 수 있다. 이러한 제1히트파이프부재(200)는 알루미늄, 구리 등 열전도성 소재로 제작될 수 있다.
또한, 제1히트파이프부재(200)는 상면에 제1방향(D1)으로 이격하여 배치되는 제1유로연결구(211a) 및 제2유로연결구(211b)를 연결하는 제1작동유로(210)가 내부에 구비될 수 있다.
제1유로연결구(211a)에는 제2히트파이프부재(300)의 제1수직부(320)가 결합될 수 있고, 제2유로연결구(211b)에는 제2히트파이프부재(300)의 제2수직부(330)가 결합될 수 있다.
제1작동유로(210)는 작동유로의 일부를 형성할 수 있다. 즉, 제1히트파이프부재(200) 및 제2히트파이프부재(300)가 결합되면서 제2히트파이프부재(300)의 제2작동유로(310)와 연통되어 폐루프의 작동유로를 형성할 수 있다.
제1작동유로(210)는 제1유로부(211) 및 제2유로부(212)를 포함할 수 있다.
제1유로부(211)는 제1유로연결구(211a) 및 제2유로연결구(211b)를 연결하며 제1히트파이프부재(200)의 내부에 제1방향(D1)으로 연장하여 형성될 수 있다.
또한, 제1유로부(211)는 제1방향(D1)에 교차하는 제2방향(D2)으로 이격하여 복수개가 배치될 수 있다. 즉, 제1유로부(211)는 제2히트파이프부재(300)와 상응하는 수량으로 복수개가 구비될 수 있다.
이러한 제1유로부(211)는 제1히트파이프부재(200)의 가장자리 일측면에서 반대편 타측면을 향해 연장하여 형성되는 가공홀과, 가공홀의 개방단부에 결합되는 기밀부재(211c)에 의해 형성될 수 있다. 즉, 제1유로부(211)는 제1히트파이프부재(200)의 가장자리 일측면에서 반대편 타측면을 향해 가공홀을 형성하고, 이후 가공홀의 개방단부에 기밀부재(211c)를 결합하여서 제작될 수 있다.
예컨대, 마주하는 면에 유로홈부가 형성된 한 쌍의 히트파이프부재를 서로 적층 용접하여 내부에 작동유체가 충전되는 유로를 가지는 히트파이프부재를 제작할 수 있지만, 이 경우 요구되는 히트파이프부재의 자재 수량이 증가되고 가공 및 제작 공정이 복잡해질 뿐만 아니라, 이종 소재인 용접 연결부분에 의해 히트파이프부재의 열전도 특성이 저하되는 문제가 발생된다.
따라서, 단일 소재의 제1히트파이프부재(200)에 가공홀을 직접 타공하고, 이후 가공홀에 기밀부재(211c)를 결합하여서 제1유로부(211)를 형성함으로써, 제1히트파이프부재(200)의 제작 공정이 용이해질 수 있고, 단일 소재의 제1히트파이프부재(200)로 인한 우수한 열전도성이 보장될 수 있다.
제2유로부(212)는 제1히트파이프부재(200)의 내부에 제2방향(D2)으로 연장하여 형성될 수 있다. 제2유로부(212)로 인하여 제2방향(D2)으로 이격하여 배치된 복수개의 제1유로부(211)는 서로 연통될 수 있다.
제2유로부(212) 역시 제1유로부(211)와 마찬가지로, 제1히트파이프부재(200)의 가장자리 일측면에서 반대편 타측면을 향해 가공홀을 형성하고, 이후 가공홀의 개방단부에 기밀부재를 결합하여서 제작될 수 있다.
제1작동유로(210)에는 작동유체가 충전될 수 있으며, 작동유체는 발열부(10)가 밀착되는 중앙 영역에서 온도가 상승될 수 있고, 온도가 상승된 고온의 작동유체는 제1유로연결구(211a) 및 제2유로연결구(211b)를 향해 제1방향(D1)으로 확산될 수 있다. 그리고, 제1유로연결구(211a) 및 제2유로연결구(211b)에 도달된 고온의 작동유체는 제2히트파이프부재(300)의 제1수직부(320) 및 제2수직부(330)로 이동될 수 있다.
제1히트파이프부재(200)는 상면에 설치홈부(230)를 더 가질 수 있다. 설치홈부(230)는 하부방열핀부(410)와 상응하도록 제1방향(D1)으로 이격하여 복수개가 구비될 수 있으며, 설치홈부(230)에는 하부방열핀부(410)의 하단부가 삽입되어 결합될 수 있다.
또한, 제1히트파이프부재(200)는 가장자리부에 체결공(201)을 더 가질 수 있다. 체결공(201)에는 제1히트파이프부재(200)의 하면을 발열부(10)에 밀착된 제1히트파이프부재(200)를 고정하기 위한 고정구(미도시)가 결합될 수 있다.
또한, 제1히트파이프부재(200)는 가장자리 측면에 제1결합홀을 더 가질 수 있다. 제1결합홀에는 후술되는 커버부재(500)를 고정하기 위한 고정구가 결합될 수 있다.
제2히트파이프부재(300)는 파이프 구조를 가질 수 있으며, 양단부가 개방된 제2작동유로(310)가 내부에 구비될 수 있다.
제2히트파이프부재(300)는 일단부가 제1유로연결구(211a)에 결합되고 타단부가 제2유로연결구(211b)에 결합되어, 제1히트파이프부재(200)로부터 열을 전달받을 수 있다. 이러한 제1히트파이프부재(200)는 알루미늄, 구리 등 열전도성 소재로 제작될 수 있다.
제2작동유로(310)는 작동유로의 일부를 형성할 수 있다. 즉, 제1히트파이프부재(200) 및 제2히트파이프부재(300)가 결합되면서 제1히트파이프부재(200)의 제1작동유로(210)와 연통되어 폐루프의 작동유로를 형성할 수 있다.
제2히트파이프부재(300)는 제1수직부(320), 제2수직부(330) 및 수평부(340)를 포함할 수 있다.
제1수직부(320)는 제1유로연결구(211a)에 결합되어 수직방향으로 연장하여 형성될 수 있다.
제2수직부(330)는 제2유로연결구(211b)에 결합되어 수직방향으로 연장하여 형성될 수 있다.
수평부(340)는 제1수직부(320) 및 제2수직부(330)의 상단부를 연결하며 제1방향(D1)으로 수형하게 연장하여 형성될 수 있다.
이러한 제2히트파이프부재(300)는 전체적으로 역 U자 형상으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 제1작동유로(210)에서 온도가 상승된 고온의 작동유체는 제1유로연결구(211a) 및 제2유로연결구(211b)를 향해 제1방향(D1)으로 이동된 후, 제1수직부(320) 및 제2수직부(330)를 따라 상부방향으로 이동하여 수평부(340)로 이동될 수 있다.
제2히트파이프부재(300)는 제1벤딩부(350) 및 제2벤딩부(360)를 더 포함할 수 있다.
제1벤딩부(350)는 일정한 곡률을 가질 수 있으며, 제1수직부(320) 및 수평부(340)를 연결할 수 있다. 즉, 제2히트파이프부재(300)를 벤딩 가공함으로써 제1수직부(320) 및 수평부(340)를 연결하는 일정 곡률의 제1벤딩부(350)를 형성할 수 있다. 이러한 제1벤딩부(350)를 형성하면 제1수직부(320)에서 수평부(340)로 이동하는 고온의 작동유체 및 수평부(340)에서 제1수직부(320)로 이동하는 저온의 작동유체의 효과적인 이동이 가능해질 수 있다.
제2벤딩부(360) 역시 일정한 곡률을 가질 수 있으며, 제2수직부(330) 및 수평부(340)를 연결할 수 있다. 이러한 제2벤딩부(360)를 형성하면 제2수직부(330)에서 수평부(340)로 이동하는 고온의 작동유체 또는 수평부(340)에서 제2수직부(330)로 이동하는 저온의 작동유체의 효과적인 이동이 가능해질 수 있다.
제1작동유로(210) 및 제2작동유로가 결합되어 폐루프를 이루는 작동유로에 충전되는 작동유체로는 암모니아, 메틸 알코올 등이 사용될 수 있으며, 그 외 상온에서 물보다 비등점이 낮은 유체라면 어떠한 것도 사용 가능하다.
작동유체는 진공 상태를 유지하는 작동유로의 내부에 소정 용량으로 충전될 수 있는데, 작동유체는 제1히트파이프부재(200)로부터 전달된 열에 의하여 기화될 수 있고, 기화된 작동유체는 제1수직부(320) 또는 제2수직부(330)를 통하여 수평부(340)로 이동될 수 있으며, 수평부(340)에서 응축된 작동유체는 다시 제1수직부(320) 또는 제2수직부(330)를 거쳐 제1히트파이프부재(200)의 제1작동유로(210)로 복귀될 수 있다.
작동유로의 내면에는 미세유로가 구비될 수 있으며, 미세유로로는 금속가루를 소결시킨 파우더(Powder) 방식, 금속섬유로된 직물 조직이 있는 메쉬(Mesh) 방식, 총열에 사용되는 강선과 같은 형상을 내부에 구현한 그루브(Groove) 방식 등이 사용될 수 있다.
미세유로는 작동유로 내면에 전체적으로 형성될 수 있지만, 본 실시예에 따르면 제1작동유로(210) 내부에만 부분적으로 형성될 수 있다. 즉, 수평방향으로 연장되는 제1작동유로(210) 내에서 기화되는 고온의 작동유체는 미세유로를 따라 제1유로연결구(211a) 및 제2유로연결구(211b) 측으로 신속하게 이동할 수 있고, 이후 기화된 고온의 작동유체는 수직방향으로 연장된 제1수직부(320) 및 제2수직부(330)와 벤딩 형성된 제1벤딩부(350) 및 제2벤딩부(360)를 지나 수평부(340)에 신속하게 도달할 수 있게 된다. 그리고, 수평부(340)에서 응축된 저온의 작동유체는 자중에 의해 벤딩 형성된 제1벤딩부(350) 및 제2벤딩부(360)와 수직방향으로 연장된 제1수직부(320) 및 제2수직부(330)를 지나 제1작동유로(210)에 신속하게 도달할 수 있게 된다.
방열핀(400)은 박판 형상으로 형성될 수 있고, 제1히트파이프부재(200) 또는 제2히트파이프부재(300)에 결합될 수 있으며, 제1히트파이프부재(200) 또는 제2히트파이프부재(300)로부터 전달받은 열을 외부로 방출할 수 있다. 이러한 방열핀(400)은 제1히트파이프부재(200) 및 제2히트파이프부재(400)와 동일한 소재로 구성될 수 있다.
방열핀(400)은 하부방열핀부(410) 및 상부방열핀부(430)를 포함할 수 있다.
하부방열핀부(410)는 방열핀(400)의 하부를 형성할 수 있으며, 하단부가 제1히트파이프부재(200)의 설치홈부(230)에 삽입하여 결합될 수 있다. 즉, 하부방열핀부(410)는 하단부가 설치홈부(230)에 삽입되어 위치 고정될 수 있고, 제1히트파이프부재(200)로부터 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다.
상부방열핀부(430)는 방열핀(400)의 상부를 형성할 수 있으며, 제2히트파이프부재(300)의 수평부(340)에 결합될 수 있다. 즉, 상부방열핀부(430)는 수평부(340)에 끼워져서 위치 고정될 수 있고, 수평부(340)로부터 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다.
상부방열핀부(430)는 수평부(340)를 관통시키며 수평부(340)의 외주면에 결합되는 관통부(431)를 가질 수 있다. 이때 관통부(431)는 간격부재(432)를 구비할 수 있다.
간격부재(432)는 관통부(431)의 내주면에서 제1방향(D1)으로 연장하여 구비될 수 있다. 이러한 간격부재(432)는 수평부(340)와의 접촉 면적을 증대시켜 수평부(340)로부터 열을 효과적으로 전달받을 수 있다. 그리고, 간격부재(432)는 이웃하는 상부방열핀부(430)와의 사이 간격을 유지할 수 있다. 즉, 수평부(340)에 대해 상부방열핀부(430)를 순차적으로 조립하면 간격부재(432)에 의해 복수개의 상부방열핀부(430)는 일정한 사이 간격을 자동적으로 위치 고정될 수 있다.
방열핀(400)은 측부방열핀부(450)를 더 포함할 수 있다.
측부방열핀부(450)는 제1방향(D1)에 대해 하부방열핀부(410) 및 상부방열핀부(430)의 양측면에 배치될 수 있고, 제1히트파이프부재(200)의 설치홈부(230)에 하단부가 결합되어 상부방향으로 연장하여 형성될 수 있다.
실시예에 따른 측부방열핀부(450)는 제1벤딩부(350) 및 제2벤딩부(360) 영역에 배치될 수 있다. 이때, 측부방열핀부(450)는 상단부가 제1벤딩부(350) 및 제2벤딩부(360)의 상측으로 연장하여 형성될 수 있도록 제1벤딩부(350) 및 제2벤딩부(360)를 관통시키는 절개부(451)를 구비할 수 있다. 이러한 측부방열핀부(450)를 통하여 제한된 공간에 방열핀(400)이 보다 효율적으로 배치될 수 있으며, 냉각 효율을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 사시도이고, 도 6은 도 5의 정단면 예시도이다.
하부방열핀부(410) 및 상부방열핀부(430)는 앞서 설명한 바와 같이 개별적으로 분리되어 구성될 수 있고, 이와 달리 도 5 및 도 6에서와 같이, 하부방열핀부(410) 및 상부방열핀부(430)는 일체형으로 구비될 수도 있다.
하부방열핀부(410) 및 상부방열핀부(430)는 일체형으로 구비될 경우, 제2방향(D2)을 따라 이격하여 배치되는 제2히트파이프부재(300)는 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 즉, 제2히트파이프부재(300)의 수평부(340,340")는 서로 다른 높이를 유지할 수 있다. 이처럼 상하방향으로 연장하여 형성된 방열핀(400)의 상대적으로 넓은 방열 면적에 대해 수평부(340,340")의 높이를 어긋나게 배치함으로써 제2히트파이프부재(300)에서 방열핀(400)으로 전달되는 열 전달 효율을 보다 높일 수 있다.
도 5 및 도 6에서는 하부방열핀부(410) 및 상부방열핀부(430)가 일체형으로 구비된 경우에 수평부(340,340")의 높이를 어긋나게 배치한 것으로 설명하였지만, 도 1 및 도 2에서와 같이 하부방열핀부(410) 및 상부방열핀부(430)가 분리형으로 구비된 경우에도 수평부(340,340")의 높이를 어긋나게 배치할 수 있으며, 그에 따른 동일한 효과가 달성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 측면 예시도이고, 도 8은 도 7의 정단면 예시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 전자기기 냉각장치는 커버부재(500)를 더 포함할 수 있다.
커버부재(500)는 제2히트파이프부재(300) 및 방열핀(400)을 덮도록 마련될 수 있고, 제2방향(D2)에 대해 양측 단부가 개방될 수 있다. 즉, 커버부재(500)는 전체적으로 역 U가 형상으로 형성될 수 있다.
커버부재(500)는 제2히트파이프부재(300) 및 방열핀(400)을 외부로부터 보호하는 동시에 방열핀(400)의 사이 공간을 통과하는 제2방향(D2)의 기류 공간을 확보할 수 있다.
커버부재(500)는 양단부에 제2결합홀이 구비될 수 있으며, 제2결합홀을 제1히트파이프부재(200)의 제1결합홀과 일치되도록 커버부재(500)의 양단부를 제1히트파이프부재(200)의 가장자리 측면에 밀착된 상태에서 제1결합홀 및 제2결합홀을 관통하는 고정구에 의해 고정 결합될 수 있다.
또한, 커버부재(500)는 내면에 삽입홈부(510)를 가질 수 있다. 삽입홈부(510)에는 상부방열핀부(430) 또는 측부방열핀부(450)의 상단부가 삽입되어 결합될 수 있다.
이에 따라, 상부방열핀부(430)는 관통부(431)를 통하여 수평부(340)에 끼워져 결합되고 상단부가 커버부재(500)의 삽입홈부(510)에 삽입되어 결합되기 때문에 안정적인 위치가 보장될 수 있다. 그리고, 하부방열핀부(410)에 비해 상부방향으로 길게 연장하여 형성되는 측부방열핀부(450)의 상단부 역시 커버부재(500)의 삽입홈부(510)에 삽입되어 결합되기 때문에 안정적인 위치가 보장될 수 있다.
그리고, 전자기기 냉각장치는 팬유닛(600)을 더 포함할 수 있다.
팬유닛(600)은 커버부재(500)의 개방된 일측 단부에 결합될 수 있으며, 외부에서 공급되는 전원에 의해 회전하면서 방열핀(400)의 사이 공간을 통과하는 기류를 형성할 수 있다. 이로 인하여 방열핀(400)은 보다 효과적으로 냉각될 수 있다.
팬유닛(600)은 커버부재(500)의 일측 단부에 결합되는 팬설치대(610)와, 팬설치대(610)에 결합되는 팬(620)을 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 제조방법에 대해 설명한다.
본 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 제조방법은 히트파이프 제작단계, 방열핀 조립단계, 작동유체 충전단계, 및 히트파이프 설치단계를 포함할 수 있다.
히트파이프 제작단계는 제1히트파이프부재 제작단계, 제2히트파이프부재 제작단계 및 히트파이프 조립단계를 포함할 수 있다.
제1히트파이프부재 제작단계는 평판 형상의 제1히트파이프부재(200)를 제작하는 단계이며, 제1히트파이프부재 제작단계에서는 평판 형상의 제1히트파이프부재(200)의 내부에 제1작동유로(210)를 형성할 수 있다.
제1작동유로(210)는 제1방향(D1)으로 연장하여 형성되는 제1유로부(211)와, 제2방향(D2)으로 연장하여 형성되는 제2유로부(212)를 포함할 수 있는데, 실시예에 따른 제1유로부(211) 및 제2유로부(212)는 먼저 제1히트파이프부재(200)의 가장자리 일측면에서 반대편 타측면을 향해 가공홀을 형성하고, 이후 가공홀의 개방단부에 기밀부재(211c)를 결합하여서 형성될 수 있다. 이후, 제1히트파이프부재(200)의 상면에서 제1유로부(211)의 양단부를 향해 제1유로연결구(211a) 및 제2유로연결구(211b)를 가공하게 된다.
이처럼 단일 소재의 제1히트파이프부재(200)에 가공홀을 직접 타공하고, 이후 가공홀에 기밀부재(211c)를 결합하여서 제1유로부(211) 및 제2유로부(212)를 형성함으로써, 제1히트파이프부재(200)의 제작 공정이 용이해질 수 있고, 단일 소재의 제1히트파이프부재(200)로 인한 우수한 열전도성이 보장될 수 있다.
제2히트파이프부재 제작단계는 내부에 제2작동유로를 가지는 파이프 구조의 제2히트파이프부재(300)를 제작하는 단계이며, 제2히트파이프부재 제작단계에서는 파이프 구조의 제2히트파이프부재(300)를 벤딩 가공하여 제1수직부(320), 제2수직부(330), 제1벤딩부(350), 제2벤딩부(360) 및 수평부(340)를 형성할 수 있다.
히트파이프 조립단계는 제1히트파이프부재(200) 및 제2히트파이프부재(300)를 조립하여 제1작동유로(210) 및 제2작동유로가 서로 연통되어 작동유로가 폐루프되도록 하는 단계이다. 즉, 제1수직부(320)의 하단부를 제1유로연결구(211a)에 삽입하여 결합하고, 제2수직부(330)의 하단부를 제2유로연결구(211b)에 삽입하여 결합하는 것으로, 제1히트파이프부재(200) 및 제2히트파이프부재(300)의 결합뿐만 아니라 폐루프의 작동유로를 형성할 수 있다.
방열핀 조립단계는 하부방열핀(410), 상부방열핀(430) 및 측부방열핀(450)을 조립하는 단계일 수 있다.
하부방열핀(400)은 히트파이프 조립단계 이전에 수행될 수 있다. 즉, 제1히트파이프부재(200)에 제2히트파이프부재(300)를 조립하기 이전에, 제1히트파이프부재(200)의 설치홈부(230)에 하부방열핀(400)을 장착시킨다.
측부방열핀(400) 역시 히트파이프 조립단계 이전에 수행될 수 있으며, 제1히트파이프부재(200)에 제2히트파이프부재(300)를 조립하기 이전에, 제1히트파이프부재(200)의 설치홈부(230)에 측부방열핀(400)을 장착시킨다.
상부방열핀(400)은 제2히트파이프부재 제작단계 이전에 수행될 수 있다. 즉, 제2히트파이프부재(300)를 벤딩 가공하여 제1수직부(320), 제2수직부(330), 제1벤딩부(350), 제2벤딩부(360) 및 수평부(340)를 형성하기 이전에, 제2히트파이프부재(300)에 상부방열핀(400)을 끼워서 미리 장착시킨다.
작동유체 충전단계는 히트파이프(100) 제작 및 방열핀(400) 조립이 완료된 후 작동유로에 작동유체를 충전하는 단계일 수 있다.
예컨대, 제1히트파이프부재(200)의 기밀부재(211c)를 개방하여 작동유체를 충전하는 것과 동시에 작동유로의 내부를 진공 상태로 만들 수 있다.
히트파이프 설치단계는 냉각장치를 전자기기의 발열부(10)에 설치하는 단계일 수 있다.
즉, 제1히트파이프부재(200)의 하면을 전자기기의 발열부(10)에 밀착시킨 상태에서 고정구를 이용하여 제1히트파이프부재(200)를 발열부(10)의 주변 구조물에 고정시킨다.
그리고, 본 실시예에 따른 전자기기 냉각장치의 제조방법은 커버부재 및 팬유닛 조립단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 히트파이프(100) 및 방열핀(400)을 보호하는 커버부재(500) 및 기류를 형성하기 위한 팬유닛(600)을 조립함으로써, 전자기기의 냉각장치의 제조 및 설치 공정을 완료할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 전자기기 냉각장치는 평판 구조의 제1히트파이프부재(200) 및 파이프 구조의 제2히트파이프부재(300)를 연결하는 폐루프의 작동유로를 이용함으로써, 전자기기 내 콤팩트하게 설치가 가능할 뿐만 아니라, 작은 크기에도 불구하고 발열부에서 발생되는 열을 효율적으로 방열시켜 냉각시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
10: 발열부 100: 히트파이프
200: 제1히트파이프부재 210: 제1작동유로
211a: 제1유로연결구 211b: 제2유로연결구
300: 제2히트파이프부재 310: 제2작동유로
320: 제1수직부 330: 제2수직부
340: 수평부 400: 방열핀
410: 하부방열핀부 430: 상부방열핀부

Claims (8)

  1. 전자기기의 발열부에 밀착되게 구비되는 히트파이프; 및
    상기 히트파이프를 중심으로 상기 발열부의 반대편에 배치되며, 상기 히트파이프로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 방열핀;을 포함하고,
    상기 히트파이프는,
    평판 형상으로 형성되며, 하면이 상기 발열부에 밀착되고, 상면에 제1방향으로 이격하여 배치되는 제1유로연결구 및 제2유로연결구를 연결하는 제1작동유로가 내부에 구비되는 제1히트파이프부재;
    파이프 형상으로 형성되며, 내부에 제2작동유로가 구비되고, 하단부가 상기 제1유로연결구에 결합되는 제1수직부와, 하단부가 상기 제2유로연결구에 결합되는 제2수직부와, 상기 제1수직부 및 상기 제2수직부의 상단부를 연결하는 수평부가 구비되는 제2히트파이프부재; 및
    상기 제1히트파이프부재 및 상기 제2히트파이프부재가 결합되면서 상기 제1작동유로 및 상기 제2작동유로가 서로 연통되어 폐루프되는 작동유로에 채워지는 작동유체;를 포함하며,
    상기 방열핀은,
    상기 제1히트파이프부재의 상면에 하단부가 결합되며 상기 제1히트파이프부재로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 하부방열핀부; 및
    상기 하부방열핀부의 상측에 배치되며, 상기 수평부의 외면에 결합되고 상기 수평부로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 상부방열핀부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1작동유로는,
    상기 제1유로연결구 및 상기 제2유로연결구를 연결하며, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 이격하여 배치되는 복수개의 제1유로부와,
    상기 복수개의 제1유로부가 서로 연통되도록 상기 제2방향으로 연장하여 형성되는 제2유로부를 포함하고,
    상기 제1유로부는,
    상기 제1히트파이프부재의 가장자리 일측면에서 반대편 타측면을 향해 가공홀을 형성하고, 상기 가공홀의 개방단부에 기밀부재를 결합하여서 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2히트파이프부재는,
    상기 제1수직부와 상기 수평부를 연결하는 제1벤딩부와,
    상기 제2수직부와 상기 수평부를 연결하는 제2벤딩부를 더 포함하고,
    상기 방열핀은,
    상기 하부방열핀부 및 상기 상부방열핀부의 양측면에 배치되며, 상기 제1히트파이프부재에 하단부가 결합되고 상기 제1히트파이프부재의 양측 영역으로부터 전달받은 열을 외부로 방출하는 측부방열핀부;를 더 포함하며,
    상기 측부방열핀부는,
    상기 제1벤딩부 및 상기 제2벤딩부의 상측으로 연장하여 형성되도록 상기 제1벤딩부 및 상기 제2벤딩부를 관통시키는 절개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부방열핀부 및 상기 상부방열핀부는 일체형으로 구비되거나 분리형으로 구비되는 것을 전자기기 냉각장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부방열핀부는,
    상기 수평부를 관통시키며 상기 수평부의 외주면에 결합되는 관통부를 구비하고,
    상기 관통부는,
    상기 수평부와의 접촉 면적이 증가되도록 상기 관통부의 내주면에서 상기 제1방향으로 연장하여 구비되며, 이웃하는 상부방열핀부와의 사이 간격을 유지하는 간격부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
  6. 제1항에 있어서,
    양단부가 상기 제1히트파이브부재에 결합되며, 상기 제2히트파이프부재 및 상기 방열핀을 덮도록 마련되고, 상기 제2방향에 대해 양측 단부가 개방되는 커버부재를 더 포함하고,
    상기 커버부재는 내면에 상기 상부방열핀부의 상단부가 삽입되는 삽입홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 커버부재의 개방된 일측 단부에 결합되며, 상기 방열핀의 사이 공간을 통과하는 기류를 형성하기 위한 팬유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치.
  8. 제2항에 기재된 전자기기 냉각장치의 제조방법으로서,
    작동유로를 가지는 히트파이프를 제작하는 히트파이프 제작단계; 및
    상기 히트파이프에 방열핀을 조립하는 방열핀 조립단계;를 포함하고,
    상기 히트파이프 제작단계는,
    평판 형상으로 형성되며, 내부에 상기 작동유로의 일부인 제1작동유로를 구비하는 제1히트파이프부재를 제작하는 제1히트파이프부재 제작단계;
    파이프 형상으로 형성되어 내부에 상기 작동유로의 나머지 일부인 제2작동유로를 구비하는 제2히트파이프부재를 제작하는 제2히트파이프부재 제작단계; 및
    상기 제1히트파이프부재 및 상기 제2히트파이프부재를 결합하여 상기 제1작동유로 및 상기 제2작동유로가 서로 연통되어 상기 작동유로가 폐루프되도록 하는 히트파이프 조립단계;를 포함하며,
    상기 제1히트파이프부재 제작단계에서,
    상기 제1작동유로는 상기 제1히트파이프부재의 가장자리 일측면에서 반대편 타측면을 향해 가공홀을 형성한 후, 상기 가공홀의 개방단부에 기밀부재를 결합하여서 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 냉각장치의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101401868B1 (ko) 2005-07-20 2014-05-29 엘지전자 주식회사 전자기기의 냉각장치

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