(51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) G06F 1/20 (2006.01) H01L 23/34 (2006.01) F28D 15/02 (2006.01) (21) 출원번호 10-2009-0087354 (22) 출원일자 2009년09월16일 심사청구일자 2009년09월16일 (65) 공개번호 10-2011-0029605 (43) 공개일자 2011년03월23일 (56) 선행기술조사문헌 US20070175610 A1* US20090044929 A1* *는 심사관에 의하여 인용된 문헌 (45) 공고일자 2011년11월30일 (11) 등록번호 10-1087774 (24) 등록일자 2011년11월22일 (73) 특허권자 한국생산기술연구원 충청남도 천안시 서북구 입장면 홍천리 35-3 (72) 발명자 윤재호 경기 용인시 수지구 상현동 만현마을 852 쌍용3차 603-1203 김종하 충남 천안시 신부동 대림아파트 305-1108 성대훈 충남 천안시 성환읍 매주리 311-9 중앙아파트 1008호 (74) 대리인 특허법인리온 전체 청구항 수 : 총 7 항 심사관 : 한선경 (54) 써모사이폰 타입 히트싱크 (57) 요 약 본 발명은 히트싱크에 관한 것으로, 사이폰관을 통한 작동유체의 순환에 의해 열교환 효율을 높이고, 저온부에서 응축된 작동유체가 중력에 의해 원활하게 고온부로 복귀되어 더욱 향상된 냉각성능을 발휘할 수 있도록 한 써모 사이폰 타입 히트싱크를 제공하는 것에 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히트싱크는, 발열원 의 일면에 접촉 설치되며, 내부에 상기 발열원의 열에 의해 증발되는 작동유체가 수용되는 작동유체챔버가 구비 되고, 상기 작동유체챔버의 일측에 제1연결구가 형성된 흡열블록; 및 상기 흡열블록의 일측에 결합되며, 흡열블 록과 결합되는 부분에 상기 제1연결구와 연통된 제2연결구가 형성되고, 상기 제2연결구를 통해 상기 흡열블록의 작동유체챔버와 연통된 미세관로가 형성된 다수의 방열관 및 이 방열관의 외부에 형성된 다수의 냉각핀을 구비하 여 상기 흡열블록에서 증발되어 유입된 작동유체가 방열을 통해 응축되는 방열기를 포함하여 구성된다. 대 표 도 - 도1-1 -
특허청구의 범위 청구항 1 발열원의 일면에 접촉 설치되며, 내부에 상기 발열원의 열에 의해 증발되는 작동유체가 수용되는 작동유체챔버 가 구비되고, 상기 작동유체챔버의 일측에 제1연결구가 형성된 흡열블록; 및 상기 흡열블록의 일측에 결합되며, 흡열블록과 결합되는 부분에 상기 제1연결구와 연통된 제2연결구가 형성되고, 상기 제2연결구를 통해 상기 흡열블록의 작동유체챔버와 연통된 미세관로가 형성된 다수의 방열관 및 이 방열관의 외부에 형성된 다수의 냉각핀을 구비하여 상기 흡열블록에서 증발되어 유입된 작동유체가 방열을 통해 응축되는 방열기를 포함하고, 상기 방열기는 상기 제2연결구가 형성되어 상기 방열관과 연결된 원통형의 하부헤더와, 상기 하부헤더의 반대 측에 위치하도록 상기 방열관에 연결된 상부헤더를 구비하고, 상기 흡열블록은 상기 제1연결구가 형성되어 상기 하부헤더의 외주면에 결합되는 곡면 접합부를 구비하고, 상기 흡열블록이 수직, 수평 또는 경사방향으로 배치될 때 상기 방열기가 상기 흡열블록 보다 높게 배치됨과 동 시에 상향 경사지도록 상기 흡열블록과 방열기가 소정의 결합각도를 이루는 것을 특징으로 하는 써모사이폰 타 입 히트싱크. 청구항 2 발열원의 일면에 접촉 설치되며, 내부에 상기 발열원의 열에 의해 증발되는 작동유체가 수용되는 작동유체챔버 가 구비되고, 상기 작동유체챔버의 일측에 제1연결구가 형성된 흡열블록; 및 상기 흡열블록의 일측에 결합되며, 흡열블록과 결합되는 부분에 상기 제1연결구와 연통된 제2연결구가 형성되고, 상기 제2연결구를 통해 상기 흡열블록의 작동유체챔버와 연통된 미세관로가 형성된 다수의 방열관 및 이 방열관의 외부에 형성된 다수의 냉각핀을 구비하여 상기 흡열블록에서 증발되어 유입된 작동유체가 방열을 통해 응축되는 방열기를 포함하고, 상기 방열기는 상기 제2연결구가 형성되어 상기 방열관과 연결된 하부헤더와, 상기 하부헤더의 반대 측에 위치 하도록 상기 방열관에 연결된 상부헤더를 구비하고, 상기 흡열블록과 방열기를 상호 간의 결합각도 조절이 가능하게 결합시키는 결합수단이 더 구비된 것을 특징으 로 하는 써모사이폰 타입 히트싱크. 청구항 3 청구항 4 청구항 5 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각핀은 소정 간격으로 다수의 루버가 형성된 루버핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 써모사이폰 타입 히트싱크. 청구항 6 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방열기의 각 방열관 사이로 공기를 압송하여 방열기의 냉각을 촉진하는 냉각팬을 더 포함하는 것을 특징으 로 하는 써모사이폰 타입 히트싱크. 청구항 7-2 -
제6항에 있어서, 상기 방열관은 상기 냉각팬에 의한 공기 이송방향으로 넓은 폭을 갖는 판형으로 형성된 것을 특징으로 하는 써 모사이폰 타입 히트싱크. 청구항 8 청구항 9 청구항 10 제2항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 흡열블록에 상기 방열기의 하부헤더를 일부 감싸도록 구비된 체결부와, 상기 하부헤더의 다른 일부를 감싸면서 상기 체결부와 분리 가능하게 결합되어 상기 흡열블록을 하부헤더에 밀착 고정시키는 체 결구를 포함하는 것을 특징으로 하는 써모사이폰 타입 히트싱크. 청구항 11 제2항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 흡열블록과 하부헤더의 사이에 상기 제1연결구와 제2연결구가 연통되도록 연결된 가요성 연결관을 포함하는 것을 특징으로 하는 써모사이폰 타입 히트싱크. 명 세 서 발명의 상세한 설명 [0001] 기 술 분 야 본 발명은 전자 부품을 비롯한 다양한 발열원에 방열을 위해 설치되는 히트싱크에 관한 것으로, 보다 상세하게 는 사이폰관을 통한 작동유체의 순환에 의해 열교환 효율을 높이고, 특히 저온부에서 응축된 작동유체가 중력에 의해 원활하게 고온부로 복귀될 수 있도록 함으로써 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있는 써모사이폰 타입 히트싱 크에 관한 것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] 배 경 기 술 일반적으로 작동시 열이 발생되는 전자 부품이나 소자 등에는 과열로 인한 손상과 오작동을 방지하기 위하여 히 트싱크가 설치되고 있다. 이러한 히트싱크는 통상 알루미늄이나 구리 등과 같은 비교적 저렴하면서도 열전도율 이 높은 소재로 만들어지며, 발열원에 접촉되어 열을 흡수 및 전달하는 판형, 블럭형, 원통형 등 다양한 형태의 베이스에 다양한 배열을 이루는 다수의 냉각핀이 구비된 구조를 갖는다. 이와 같은 종래의 히트싱크는 다수의 냉각핀에 의해 방열면적이 증가되어 어느 정도 냉각 효율을 높일 수는 있 으나, 압출가공 등에 의해 형성된 솔리드 구조, 즉 소재 자체의 열전도에 의해 열이 방출되는 구조로 이루어졌 기 때문에, 소재의 열전도성과 방열성에 의해 방열량이 제한되어 크기 대비 냉각 성능이 떨어질 수밖에 없었다. 상기와 같은 종래 히트싱크의 낮은 냉각 효율을 높이기 위하여 냉각핀 주위로 공기를 강제 공급하는 냉각팬을 장착하고 있는데, 이러한 공냉식 히트싱크는 팬의 구동 및 냉각핀 사이의 공기 흐름 등으로 인해 작동 소음이 크게 발생할 뿐 아니라, 히트싱크를 이루는 소재 자체의 열전도에 의해 방열이 이루어지는 것은 동일하기 때문 에 냉각 성능을 향상시키는 효과가 미흡하였다. 보다 나은 냉각 성능을 얻기 위한 것으로, 히트싱크 내부에 물 등의 작동유체를 순환시키는 수냉식 히트싱크도 사용되고 있는데, 이는 상대적으로 냉각성능이 우수한 장점이 있으나, 물을 순환시키기 위한 펌프와 배관, 물의 - 3 -
냉각을 위한 방열기 등이 필요하여 무게가 많이 나가고 구조가 복잡하며 소형화가 어려운 단점이 있다. 또한, 작동유체가 순환되는 각 부품과 배관부에 누수가 발생하기 쉬운 문제가 있었다. [0006] 컴퓨터의 CPU를 비롯하여 히트싱크가 주로 사용되는 전자부품들은 성능이 급격히 발전하는 만큼 동작시의 발열 량도 급격하게 증가되고 있다. 이에 따라, 전술한 종래의 솔리드 구조의 히트싱크보다 더욱 향상된 냉각 성능을 갖으면서도 종래의 수냉식 히트싱크보다 구조가 간단하고 소형화된 새로운 히트싱크에 대한 요구가 증대되고 있 다. 발명의 내용 [0007] 해결 하고자하는 과제 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사이폰관을 통한 작동유체의 순환에 의해 열교환 효율을 높이고, 저온부에서 응축된 작동유체가 중력에 의해 원활하게 고온부로 복귀되어 더욱 향상된 냉각성능 을 발휘할 수 있도록 한 써모사이폰 타입 히트싱크를 제공하는 것에 목적이 있다. [0008] [0009] [0010] 과제 해결수단 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 발열원의 일면에 접촉 설치되며, 내부에 상기 발열원의 열에 의해 증 발되는 작동유체가 수용되는 작동유체챔버가 구비되고, 상기 작동유체챔버의 일측에 제1연결구가 형성된 흡열블 록; 및 상기 흡열블록의 일측에 결합되며, 흡열블록과 결합되는 부분에 상기 제1연결구와 연통된 제2연결구가 형성되고, 상기 제2연결구를 통해 상기 흡열블록의 작동유체챔버와 연통된 미세관로가 형성된 다수의 방열관 및 이 방열관의 외부에 형성된 다수의 냉각핀을 구비하여 상기 흡열블록에서 증발되어 유입된 작동유체가 방열을 통해 응축되는 방열기를 포함하고, 상기 방열기는 상기 제2연결구가 형성되어 상기 방열관과 연결된 원통형의 하부헤더와, 상기 하부헤더의 반대 측에 위치하도록 상기 방열관에 연결된 상부헤더를 구비하고, 상기 흡열블록 은 상기 제1연결구가 형성되어 상기 하부헤더의 외주면에 결합되는 곡면 접합부를 구비하고, 상기 흡열블록이 수직, 수평 또는 경사방향으로 배치될 때 상기 방열기가 상기 흡열블록 보다 높게 배치됨과 동시에 상향 경사지 도록 상기 흡열블록과 방열기가 소정의 결합각도를 이루는 것을 특징으로 하는 써모사이폰 타입 히트싱크를 제 공한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 발열원의 일면에 접촉 설치되며, 내부에 상기 발열원의 열에 의해 증발 되는 작동유체가 수용되는 작동유체챔버가 구비되고, 상기 작동유체챔버의 일측에 제1연결구가 형성된 흡열블록; 및 상기 흡열블록의 일측에 결합되며, 흡열블록과 결합되는 부분에 상기 제1연결구와 연통된 제2연결 구가 형성되고, 상기 제2연결구를 통해 상기 흡열블록의 작동유체챔버와 연통된 미세관로가 형성된 다수의 방열 관 및 이 방열관의 외부에 형성된 다수의 냉각핀을 구비하여 상기 흡열블록에서 증발되어 유입된 작동유체가 방 열을 통해 응축되는 방열기를 포함하고, 상기 방열기는 상기 제2연결구가 형성되어 상기 방열관과 연결된 하부 헤더와, 상기 하부헤더의 반대 측에 위치하도록 상기 방열관에 연결된 상부헤더를 구비하고, 상기 흡열블록과 방열기를 상호 간의 결합각도 조절이 가능하게 결합시키는 결합수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 써모사이 폰 타입 히트싱크를 제공한다. [0011] [0012] [0013] [0014] 또한, 본 발명의 냉각핀은 소정 간격으로 다수의 루버가 형성된 루버핀으로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 히트싱크는 상기 방열기의 각 방열관 사이로 공기를 압송하여 방열기의 냉각을 촉진하는 냉각 팬을 더 포함하여 구성된 것이 바람직하다. 상기 방열관은 상기 냉각팬에 의한 공기 이송방향으로 넓은 폭을 갖는 판형으로 형성된 것이 바람직하다. - 4 -
[0015] [0016] [0017] [0018] 그리고, 본 발명의 히트싱크는 상기 흡열블록과 방열기를 상호 간의 결합각도 조절이 가능하게 결합시키는 결합 수단을 더 포함하는 구성된 것이 바람직하다. 상기 결합수단은 상기 흡열블록에 상기 방열기의 하부헤더를 일부 감싸도록 구비된 체결부와, 상기 하부헤더의 다른 일부를 감싸면서 상기 체결부와 분리 가능하게 결합되어 상기 흡열블록을 하부헤더에 밀착 고정시키는 체 결구를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 결합수단은 상기 흡열블록과 하부헤더의 사이에 상기 제1연결구와 제2연결구가 연통되도록 연결된 가요성 연결관을 포함하여 구성될 수도 있다. [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] 효 과 상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. (1) 증발된 작동유체가 압력에 의해 흡열블록에서 방열기로 이동되고 응축된 작동유체는 자중에 의해 방열기에 서 흡열블록으로 이동되어 별도의 펌프 및 배관 없이도 작동유체가 순환되면서 발열원의 냉각이 이루어지도록 함으로써, 종래의 공냉식 히트싱크에 비해 향상된 냉각 성능을 구비하면서도 기존의 수냉식 히트싱크에 비해 구 조가 간단하여 제조비용이 저렴하고 고성능이면서 경량화 및 소형화된 히트싱크를 제공할 수 있는 효과가 있다. (2) 방열기에 증발된 작동유체와 응축된 작동유체를 수용하는 하부헤더를 구비하여 충분한 작동유체 수용공간을 확보하고 응축된 작동유체에 의해 증발된 작동유체의 온도가 저하되도록 함으로써, 작동유체의 순환을 촉진하는 동시에 작동유체의 증발에 따른 내부 압력 변화를 줄여 더욱 경량화되고 냉각 성능이 향상된 히트싱크를 제공할 수 있는 효과가 있다. (3) 방열기의 하부헤더를 원통형으로 형성하고 흡열블록에 방열기의 외주면에 접합되는 곡면 접합부를 구비하여 작동유체의 원활한 순환을 위한 다양한 각도로 방열기와 흡열블록이 결합될 수 있도록 함으로써, 동일 부품을 이용하여 사용환경에 따라 다양한 구조의 제품을 선택적으로 제조할 수 있어 생산성이 향상되는 효과가 있다. (4) 하부헤더의 반대 측에 응축된 작동유체를 수용하는 상부헤더를 구비하여 응축된 작동유체로 인해 방열관 내 부의 작동유체 흐름이 정체되는 것을 방지함으로써, 작동유체의 원활한 순환이 촉진되어 냉각성능이 더욱 향상 되는 효과가 있다. (5) 방열관 외부에 루버핀 타입의 냉각핀을 구비하여 방열기의 열 방출을 촉진함으로써, 냉각성능이 더욱 향상 되는 효과가 있다. (6) 방열관을 냉각팬의 공기 이송방향과 동일한 방향으로 넓은 폭을 갖는 판형으로 형성함으로써, 판재를 이용 하여 보다 용이하고 저렴하게 방열관을 제조할 수 있으며, 방열관 자체의 방열 면적과 각 방열관 간에 연결되는 냉각핀의 폭을 넓게 할 수 있는 동시에 방열관 주변의 공기 이송을 원활하게 할 수 있어 냉각 성능이 더욱 향상 되는 효과가 있다. (7) 흡열블록과 방열기의 결합각도를 90 보다 크거나 작게 하여 수직방향 또는 수평방향으로 배치된 통상의 발 열원에 흡열블록을 부착하여 설치할 때 방열기가 경사방향으로 배치되어 저온부가 높게 위치되도록 함으로써, 중력에 의한 응축된 작동유체의 고온부 복귀가 원활하게 이루어져 냉각 성능이 더욱 향상되는 효과가 있다. (8) 흡열블록과 방열기 간에 결합각도 조절이 가능한 결합수단을 구비함으로써, 설치 환경에 따라 방열기의 배 치 상태를 용이하게 조절할 수 있어 냉각 성능이 항상 양호하게 유지되고 사용 편의성이 향상되는 효과가 있다. [0028] 발명의 실시를 위한 구체적인 내용 상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도 면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. - 5 -
[0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] 도 1은 본 발명에 따른 써모사이폰 타입 히트싱크의 제1실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 히트싱크를 분해 상태로 도시한 사시도이며, 도 3은 상기 히트싱크를 설치 상태로 도시한 측면도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 히트싱크는 흡열블록(110)의 일측에 방열기(120)가 결합되고, 상기 방열기(120)의 전면부에 냉각팬(140)이 설치된 구조로 이루어진다. 상기 흡열블록(110)은 컴퓨터 CPU와 같은 발열원(10)에 접촉 설치되어 상기 발열원(10)의 작동열을 흡수하는 것 으로, 내부에 작동유체가 수용되는 작동유체챔버(115)가 구비되고, 상기 방열기(120)와의 결합부에 상기 작동유 체챔버(115)와 방열기(120) 내부를 연통시키는 제1연결구(114)가 구비된다. 상기 작동유체는 알콜, 아세톤, 프 레온계 냉매, 암모니아, 물 등 통상의 히트파이프에 사용되는 다양한 유체로 이루어질 수 있다. 상기 흡열블록(110)은 내부에 작동유체를 수용할 수 있는 다양한 형태 및 구조로 이루어질 수 있으며, 도시된 실시예에서는 본체(111)와 덮개(116)가 결합되어 내부에 작동유체챔버(115)를 형성하는 납작한 블록 형태의 구 조를 예시하였다. 상기 흡열블록(110)의 측면부에는 상기 방열기(120)와 결합되는 결합부(112)가 구비되고, 이 결합부(112)에 상기 제1연결구(114)가 구비된다. 상기 방열기(120)는 상기 흡열블록(110) 자체에서 전달된 열과 흡열블록(110)에서 증발되어 유입된 작동유체의 열을 외부로 방출하는 것으로, 상기 흡열블록(110)과 결합되는 하부헤더(121), 이 하부헤더(121)와 연결된 방열 부(123, 124), 이 방열부(123)의 상단부에 연결된 상부헤더(125)를 구비한다. 상기 하부헤더(121)는 상기 흡열블록(110)에서 증발되어 상기 방열부(123, 124)로 이동되는 작동유체와 방열기 (120)에서 응축되어 상기 흡열블록(110)으로 이동되는 작동유체를 수용하는 것으로, 내부에 작동유체 수용공간 이 구비되고, 일측에 상기 흡열블록(110)의 제1연결구(114)와 연통되는 제2연결구(122)가 형성된다. 상기 하부헤더(121)는 다양한 형태의 용기 구조로 이루어질 수 있으나, 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되어 상기 흡열블록(110)의 결합 각도를 다양하게 선택 가능하도록 된 것이 바람직하다. 상기 흡열블록(110)의 결합 부(112)에는 상기 하부헤더(121)의 외주면 형상에 대응되는 곡면 형상의 접합부(113)가 구비된다. 또한, 상기 흡열블록(110)과 하부헤더(121)는 브레이징에 의해 결합되는 것이 구조의 단순화 면에서 바람직하다. 상기 방열부(123, 124)는 내부를 통해 이송되는 작동유체의 열을 외부로 방출하는 것으로, 상기 하부헤더(121) 에 소정 간격으로 연결 설치된 다수의 방열관(123) 및 각 방열관(123)의 사이에 소정 간격으로 연결 설치된 다 수의 냉각핀(124)을 구비한다. 상기 방열관(123)은 내부에 미세관로(128)가 형성된 써모사이폰을 이루는 것으로, 증발된 작동유체가 상기 미세 관로(128)를 통해 상향 이송되면서 냉각되어 응축되고, 응축된 작동유체가 중력에 의해 상기 미세관로(128)을 통해 하향 이송되도록 한다. 상기 방열관(123)은 방열 효과를 높일 수 있도록 단면적에 비해 가급적 표면적이 넓은 동시에 상기 미세관로 (128)의 형성이 용이한 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 도시된 바와 같이 가로방향이 넓고 세로방 향이 좁은 단면 형상을 갖는 판형에 가까운 형태로 방열관(123)을 형성함으로써, 넓은 방열 면적을 가지면서 좁 은 미세관로(128)를 구비한 써모사이폰 구조를 구비할 수 있다. 이러한 방열관(123)의 형태는 상기 미세관로(128)의 절반을 이루는 형태로 절곡 가공한 한 쌍의 판재를 접합하 는 방식으로 저렴하고 간단하게 방열관(123)을 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 방열관(123) 자체의 방열면 적 증가로 인해 냉각 효과를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 상기 냉각팬(140)에 의해 방열기(120) 주변으로 이송 되는 공기의 흐름이 원활하게 되고, 상기 냉각핀(124)을 넓게 형성할 수 있게 되므로, 냉각 효과를 더욱 향상시 킬 수 있는 장점이 있다. 상기 냉각핀(124)은 상기 방열관(123)을 통해 이송되는 작동유체의 열 방출을 촉진하기 위한 것으로, 통상의 히 트싱크에 구비되는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 도시된 바와 같이 루버핀 타입으로 구 비된다. 즉, 냉각핀(124)에 전후방향을 따라 소정 간격으로 다수의 루버(129)가 절개 형성된 구조를 갖는다. 이때, 냉각핀(124)에 절개 형성된 루버(129)는 냉각핀(124) 사이의 공기 흐름을 교란함으로써 열전달이 더욱 잘 이루어질 수 있도록 한다. 한편, 본 발명의 히트싱크에서 상기 흡열블록(110)과 방열기(120)는 상호간의 결합각도(A)가 90 보다 크거나 작게 결합되는 것이 바람직하다. 이는 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 통상적인 PC의 CPU와 같이 수직방향 으로 배치된 발열원(10)에 접한 상태로 상기 흡열블록(110)이 수직방향으로 설치되거나, 경우에 따라 발열원이 수평방향으로 배치되어 상기 흡열블록(110)이 수평방향으로 설치될 때, 상기 방열기(120)가 상향 경사지게 배치 - 6 -
되도록 하기 위한 것이다. 이와 같은 구조를 통해 써모사이폰의 고온부를 이루는 흡열블록(110)이 방열기(120) 보다 낮게 위치되고, 써모사이폰의 저온부를 이루는 방열기(120)의 상부헤더(125) 측으로 갈수록 높게 배치되므 로, 방열기(120)에서 응축된 작동유체가 중력에 의해 원활하게 흡열블록(110)으로 복귀되어 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다. [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] 예를 들면, 상기 흡열블록(110)이 수평방향으로 설치되는 경우 상기 흡열블록(110)과 방열기(120)의 설치 면적 공간을 고려할 때, 상기 결합각도(A)는 가급적 직각에 가까운 것이 바람직하므로, 상기 결합각도(A)는 45 이상 의 예각 또는 135 이하의 둔각, 특히 직각에 대해 10 이내의 각도만큼 증가되거나 감소된 각도를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 상기 냉각팬(140)은 전원 공급에 따라 상기 방열기(120)를 통과하도록 공기를 이송하여 냉각을 촉진하는 것으로 통상의 모터 구동식 팬으로 이루어질 수 있다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 써모사이폰 타입 히트싱크는 도 3에 도시된 바와 같이 발열원(10)의 일면에 상기 흡열블록(110)이 접하도록 설치된다. 도 3은 PC의 CPU와 같이 수직방향으로 배치된 발열원(10)에 설치된 것을 예시한 것으로, 수직방향 또는 경사방향 등 다양한 방향으로 배치된 발열원(10)에도 동일하게 설치될 수 있음은 물론이다. 상기와 같이 설치된 상태에서, 발열원(10)의 열이 상기 흡열블록(110)에 전달되면, 이 열의 일부는 통상의 히트 싱크와 유사하게 상기 방열기(120) 자체에 전달되어 방출되고, 대부분의 열은 상기 흡열블록(110)과 방열기 (120)에 수용된 작동유체를 매개로 방출된다. 즉, 발열원(10)으로부터 흡열블록(100)에 흡수된 열에 의해 작동유체의 증발이 이루어지고, 증발된 작동유체는 상기 방열기(120)의 하부헤더(121)를 거쳐 방열관(123)의 미세관로(128)를 따라 상부헤더(125) 측으로 이동된다. 이동 중에 작동유체의 열이 외부로 방출되고, 이에 따라 응축된 작동유체는 자중에 의해 방열관(12 3)을 따라 다시 하부헤더(121)를 통해 상기 흡열블록(110)으로 이동된다. 이와 같은 작동유체의 순환을 통해 흡 열블록(110)에 흡수된 발열원(10)의 열이 효과적으로 방출될 수 있게 된다. 또한, 상기와 같이 각 방열관(123) 사이에 루버핀 타입의 냉각핀(124)이 구비되고, 이 냉각핀(124) 사이로 공기 를 이송시키는 냉각팬(140)이 구비되어 있으므로, 방열기(120)의 열 배출이 더욱 촉진될 수 있다. 상기와 같이 본 발명의 히트싱크는, 작동유체가 열 흡수에 의해 증발되어 흡열블록(110)에서 방열기(120)로 이 동되고, 다시 방열 및 응축된 작동유체가 자중에 의해 방열기(120)에서 흡열블록(110)으로 이동되도록 하여 별 도의 펌프 및 배관 없이도 작동유체의 순환을 통해 향상된 냉각 성능을 얻을 수 있으므로, 종래의 솔리드형 히 트싱크에 비해 향상된 냉각 성능을 얻을 수 있으면서도 기존의 수냉식 히트싱크에 비해 구조가 간단하여 경량화 및 소형화되고, 누수 발생의 우려가 없는 장점이 있다. 이러한 장점은 특히 고성능화와 함께 소형화가 요구되는 컴퓨터에 있어서, CPU 등의 반도체 부품용 히트싱크에 대한 본 발명의 유용성을 더욱 증대시킨다. 한편, 상기 흡열블록(110)과 방열기(120)는 전술한 브레이징 뿐 아니라 아래의 실시예들과 같은 결합수단에 의 해, 또는 기타 다양한 결합수단에 의해 결합될 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 히트싱크의 제2실시예를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 이 히트싱크를 설치 상태로 도 시한 측면도이다. 도시된 제2실시예의 히트싱크는 전술한 제1실시예와 동일하게 흡열블록(110)의 일측에 방열기(120)가 결합되고, 상기 방열기(120)의 전면부에 냉각팬(140)이 설치된 구조로 이루어지되, 상기 흡열블록(110)과 방열기(120)의 결합수단으로서 흡열블록(110)에 호형의 체결부(117)가 형성되고, 이 체결부(117)와 볼트(153) 및 너트(154) 등 에 의해 분리 가능하게 결합되는 반원형의 체결구(118)가 구비된 것이다. 상기 체결부(117)와 체결구(118)는 상기 하부헤더(121)의 외주부를 감싸도록 서로 결합되어 흡열블록(110)과 하 부헤더(121)를 서로 내부가 연통되고 외부와 기밀이 유지되도록 체결하며, 상기 흡열블록(110)과 하부헤더(12 1)의 사이에는 작동유체의 누출을 방지하는 수단으로서 실링패드(150)가 삽입된다. 이 실링패드(150)에는 흡열 블록(110)의 제1연결구(114)와 하부헤더(121)의 제2연결구(122)가 연통되도록 통공(151)이 형성된다. 상기와 같은 제2실시예의 히트싱크는 상기 흡열블록(110)이 상기 체결부(117)와 체결구(118)에 의해 하부헤더 (121)에 결합되므로, 볼트(153)를 조이고 푸는 등의 방법으로 체결력을 조절하여 방열기(120)와 흡열블록(110) 의 결합각도를 용이하게 조절할 수 있는 구조를 갖는다. 이에 따라, 설치 환경에 따라 방열기(120)의 배치 각도 를 작동유체의 순환이 원활하게 이루어질 수 있도록 조절하여 항상 양호한 냉각 성능을 유지할 수 있는 장점이 - 7 -
있다. [0054] [0055] [0056] [0057] 도 6은 본 발명에 따른 히트싱크의 제3실시예를 설치 상태로 도시한 측면도이다. 도시된 제3실시예는 전술한 제1실시예와 동일한 구조의 흡열블록(110), 방열기(120) 및 냉각팬(140)을 구비하되, 상기 흡열블록(110)과 방열기(120)의 결합수단으로서 가요성 연결관(155)을 구비한 것이다. 상기 가 요성 연결관(155)은 흡열블록(110)의 제1연결구(114)와 하부헤더(121)의 제2연결구(122)가 연통되도록 양측을 연결시키되, 자체가 굴곡 가능한 구조로 이루어져 흡열블록(110)과 방열기(120)의 결합각도를 조절할 수 있도록 된 것이다. 이 연결관(155)은 도시된 바와 같은 주름관 구조를 비롯하여 다양한 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 제3실시예의 히트싱크 역시 상기 연결관(155)을 통해 흡열블록(110)과 방열기(120)의 결합각도를 용이하 게 조절할 수 있으므로, 설치 환경에 무관하게 양호한 냉각성능을 유지할 수 있는 장점이 있다. 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사 상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통 상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] 도면의 간단한 설명 도 1은 본 발명에 따른 써모사이폰 타입 히트싱크의 제1실시예를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 히트싱크를 분해 상태로 도시한 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 히트싱크를 설치 상태로 도시한 측면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 써모사이폰 타입 히트싱크의 제2실시예를 분해 상태로 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 히트싱크를 설치 상태로 도시한 측면도이다. 도 6은 본 발명에 따른 써모사이폰 타입 히트싱크의 제3실시예를 설치 상태로 도시한 측면도이다. < 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> 10 : 발열원 110 : 흡열블록 111 : 본체 112 : 결합부 113 : 접합부 114 : 제1연결구 115 : 작동유체챔버 116 : 덮개 117 : 체결부 118 : 체결구 120 : 방열기 121 : 하부헤더 122 : 제2연결구 123 : 방열관 124 : 냉각핀 125 : 상부헤더 128 : 미세관로 129 : 루버 140 : 냉각팬 150 : 실링패드 155 : 가요성 연결관 - 8 -
도면 도면1-9 -
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