KR20090070220A - 반도체용 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 반도체용 방열장치는, 반도체 모듈에 대면하는 하부방열부재와, 상기 하부방열부재 상부에 결합되는 상부방열부재를 포함하며, 상기 하부방열부재와 상부방열부재는 각각 별개로 제작되어 결합부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 컴퓨터의 중앙처리장치 등에 대면하는 부분과 방열을 위한 팬이 장착되는 부분의 면적을 달리 구성함으로써, 방열효율을 향상시킬 수 있으며, 압출 성형과 열간 압입이라는 단순한 제작 공정에 의해 생산성을 향상시킬 수 있다.

방열, 장치, 냉각

Description

반도체용 방열장치{HEAT RADIATING DEVICE FOR SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체용 방열장치에 관한 것으로서, 하부방열부재와 상부방열부재가 각각 별개로 제작되어 결합부재에 의해 상호 결합되는 반도체용 방열장치에 관한 것이다.

반도체용 방열장치는 전자부품이나 소자로부터 열을 흡수하여 외부로 발산시키기 위한 냉각용 장치를 의미한다.

컴퓨터의 내부에는 중앙처리장치(CPU) 또는 그래픽 카드 등과 같이 그 작동 시 필수적으로 열을 발생시키는 부품들이 포함된다.

이러한 발열 부품들은 전원이 공급되어 작동되거나 제어될 때 자체적으로 많은 열을 발생시키게 되는데, 이렇게 발생된 열을 그대로 방치할 경우 부품 자체의 성능이 저하되고, 사용 수명이 단축되며 심할 경우 작동이 정지되는 등 컴퓨터 성능 자체에 심각한 영항을 미치게 된다.

따라서, 이러한 발열부품들에 방열장치를 설치함으로써, 발열부품의 온도가 일정수준 이상으로 상승되지 않도록 하고 있다.

근래, 컴퓨터의 성능이 비약적으로 발전함에 따라 이들 발열부품에서 발생되 는 열은 증가되는 한편, 각종 전자부품이나 소자의 크기는 점차 소형화되고 있다.

따라서, 방열장치의 크기가 크면 그만큼 방열량이 많아지기는 하지만 전술한 소형화 추세에는 적합하지 않으므로, 같은 크기의 방열장치라 하더라도 방열핀의 표면적을 보다 넓히는 방향으로 기술이 제안되고 있다.

본 발명의 목적은, 컴퓨터의 중앙처리장치 등에 대면하는 부분과 방열을 위한 팬이 장착되는 부분의 면적을 달리 구성하여 방열효율을 향상시킬 수 있는 반도체용 방열장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 압출 성형과 열간 압입이라는 단순한 제작 공정에 의해 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체용 방열장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 좁은 설치 공간에서도 배치의 자유도를 향상시킬 수 있는 반도체용 방열장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체용 방열장치는, 반도체 모듈에 대면하는 하부방열부재와, 본 하부방열부재 상부에 결합되는 상부방열부재를 포함하며, 상기 하부방열부재와 상부방열부재는 각각 별개로 제작되어 결합부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 하부방열부재는 상기 반도체용 방열장치를 반도체 회로기판에 장착하기 위한 장착부재를 포함한다.

여기서, 상기 결합부재는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 하부방열부재는 상기 상부방열부재의 중심으로부터 편심되어 결합될 수 있다.

바람직하게는, 상기 상부방열부재에는 냉각팬이 설치된다.

또한, 상기 결합부재는 상기 상부방열부재와 상기 하부방열부재의 중심으로부터 편심되어 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 상부방열부재와 상기 하부방열부재는 원형으로 구성되며 그 높이 방향을 따라 일정한 단면을 가지도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 장착부재에는 합성수지재의 탄성부재가 추가적으로 설치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 상부방열부재는 방사상으로 신장되는 중심부와 본 중심부로부터 신장되는 2 개의 단부가 일체로 구성된 다수의 2중냉각핀을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 하부방열부재와 상기 상부방열부재는 열간 압입에 의해 서로 연결될 수 있다.

본 발명에 의해, 컴퓨터의 중앙처리장치 등에 대면하는 부분과 방열을 위한 팬이 장착되는 부분의 면적을 달리 구성함으로써, 방열효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 압출 성형과 열간 압입이라는 단순한 제작 공정에 의해 제작됨으로써, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 좁은 설치 공간에서도 배치의 자유도를 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 반도체용 방열장치의 사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 반도체용 방열장치의 분해사시도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 반도체용 방열장치의 저면도이며, 도 4 는 본 발명에 따른 반도체용 방열장치에 포함된 냉각핀의 부분확대도이다.

도 1 내지 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체용 방열장치(100)는, 반도체 모듈에 대면하는 하부방열부재(10)와, 본 하부방열부재(10) 상부에 결합되는 상부방열부재(20)를 포함하며, 상기 하부방열부재(10)와 상부방열부재(20)는 각각 별개로 제작되어 결합부재(30)에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하부방열부재(10)는 중앙처리장치(CPU)와 같은 반도체 모듈에 대면하도록 배치되는 부재로서, 중심의 제 1 결합부(15)와 본 제 1 결합부(15)로부터 방사상으로 신장되는 다수의 냉각핀(17)을 포함하여 구성된다.

상기 제 1 결합부(15)에는 제 1 결합개구(16)가 형성되어, 상기 결합부재(30)가 본 제 1 결합개구(16)를 통해 상기 상부방열부재(20)에 결합됨으로써 상/ 하부방열부재(10, 20) 간의 결합이 이루어진다.

또한, 상기 하부방열부재(10)의 제 1 결합부(15)에는 네 개의 장착부재(12)가 결합되어, 본 발명에 따른 반도체용 방열장치(100)가 반도체 회로기판에 장착될 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 장착부재(12)가 상기 하부방열부재(10)의 제 1 결합부(15)에 결합된 상태에서, 상기 장착부재(12)에 포함된 장착너트(13)를 해체하고 장착볼트(13-1)를 반도체 회로기판에 삽입하여, 다시 상기 장착너트(13)를 결합함으로써 장착될 수 있다.

여기서, 상기 장착부재(12)의 장착너트(13) 상부에는 탄성부재(14)가 설치되어 반도체 회로기판에 본 발명에 따른 방열장치를 설치시 탄성력을 인가함으로써, 보다 견고한 장착을 이루면서도 회로기판을 손상시키는 것을 방지할 수 있다.

상기 상부방열부재(20)는 상기 하부방열부재(10)의 상부에 결합되며, 본 상부방열부재(20)의 중심부에는 냉각팬(40)이 설치된다.

도 4 를 참조하면, 상기 상부방열부재(20)는 중심의 제 2 결합부(25)와 본 제 2 결합부(25)로부터 방사상으로 신장되는 다수의 냉각핀(27)을 포함하여 구성된다.

상기 제 2 결합부(25)에는 제 2 결합개구(26)가 형성되어 상기 결합부재(30)와 결합됨으로써, 상기 상/하부방열부재(10, 20) 간의 결합을 이루게 된다.

상기 상부방열부재(20)에 포함된 냉각핀(27)은 상기 제 2 결합부(25)로부터 단일의 냉각핀(22)으로서 신장될 수도 있으나, 처음에는 단일의 냉각핀으로 신장되 는 제 1 신장부로 형성되고, 이후 2 개의 단부로 연장되는 냉각핀(27)으로 구성될 수도 있다.

또한, 상기 상부방열부재(20)의 제 2 결합부(25)에는 냉각팬(40)이 나사 등의 결합수단에 의해 결합된다.

상기 결합부재(30)는 상기 상/하부방열부재(10, 20)를 상호 결합하기 위한 구성요소로서, 바람직하게는 원기둥 형상으로 형성된다.

상기 결합부재(30)는 상기 상부방열부재(20)와 하부방열부재(10)와 결합되기 위한 원기둥 형상의 제 3 결합부(32)와 본 제 3 결합부(32)와 일체로 형성된 기(基)부(34)로 구성된다.

상기 결합부재(30)는 상기 상/하부방열부재(20, 10)에 포함된 제 1, 제 2 결합부(16, 26)를 가열한 상태에서 열간 압입하고, 이후 냉각함으로써 상기 상/하부방열부재(20, 10)와의 결합을 이루게 된다.

또는, 상기 결합부재(30)를 상기 상/하부방열부재(20, 10)에 포함된 제 1, 제 2 결합부(16, 26)에 강제 압입 방식으로 결합할 수도 있다.

도 3 을 참조하면, 상기 하부방열부재(10)의 중심(c)은 상기 상부방열부재(20)의 중심(C)으로부터 편심되어 결합되며, 상기 결합부재(30)는 상기 하부방열부재(10)의 중심(c)으로부터 편심되어 결합된다.

상기 결합부재(30)의 기부(34)는 반도체 소자에 직접 접촉되는 부분으로서, 상기와 같이 상기 결합부재(30)가 상기 상/하부방열부재(20, 10)의 중심으로부터 편심되어 배치됨으로써 설치 자유도를 증가시킬 수 있다.

왜냐하면, 반도체 회로기판 상에서 반도체 소자를 중심으로 설치 공간이 대칭적으로 형성되지 않을 경우가 대부분인데, 이러한 경우 반도체 소자를 중심으로 보다 공간적 여유가 있는 방향으로 본 발명에 따른 반도체용 방열장치(100)를 배치시킬 수 있기 때문이다.

또한, 반도체 회로기판 상의 반도체 소자를 대면하는 상기 하부방열부재(10)의 직경(d)을 상기 상부방열부재(20)의 직경(D)에 비해 작게 형성함으로써, 설치를 위한 면적이 좁을 경우에도 방열효율을 증가시킬 수 있다.

왜냐하면, 본 발명에 따른 반도체용 방열장치(100)의 설치를 위한 여유 면적이 좁을 경우에 상기 좁은 설치 면적에 부합되도록 상기 하부방열부재(10)를 형성하여 배치시키고, 각종 반도체 소자가 배치된 회로기판으로부터 소정 높이 이격된 공간에 상기 상부방열부재(20)를 배치시킬 수 있기 때문이다.

한편, 본 발명에 따른 상/하부방열부재는 최초 압출성형 과정에 의해 형성되며, 상기와 같이 압출성형 과정에 의해 형성된 상/하부방열부재를 각각 소정 폭(T, t)만큼 절단함으로써, 본 발명에 따른 상/하부방열부재(20, 10)로 형성된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 상/하부방열부재(20, 10)가 애초 압출성형 과정에 의해 형성되므로, 그 폭 방향을 따라 동일한 단면을 가지도록 구성된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 방열장치(100)에 포함되는 상/하부방열부재(20, 10)가 압출성형과정에 의해 형성된 상태에서, 상기 결합부재(30)에 의해 열간 압입 결합되는 단순한 제작 공정에 의해 제작됨으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명 의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

첨부의 하기 도면들은, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 반도체용 방열장치의 사시도이며,

도 2 는 본 발명에 따른 반도체용 방열장치의 분해사시도이며,

도 3 은 본 발명에 따른 반도체용 방열장치의 저면도이며,

도 4 는 본 발명에 따른 반도체용 방열장치에 포함된 냉각핀의 부분확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 하부방열부재 12: 장착부재

14: 탄성부재 16: 제 1 결합개구

20: 상부방열부재 26: 제 2 결합개구

27: 냉각핀 30: 결합부재

40: 냉각팬

Claims (10)

1. 반도체 모듈에 대면하는 하부방열부재와;

   상기 하부방열부재 상부에 결합되는 상부방열부재를 포함하며,

   상기 하부방열부재와 상부방열부재는 각각 별개로 제작되어 결합부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부방열부재는 상기 반도체용 방열장치를 반도체 회로기판에 장착하기 위한 장착부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 결합부재는 원기둥 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 하부방열부재는 상기 상부방열부재보다 작은 직경을 가지도록 형성되며, 상기 하부방열부재의 중심은 상기 상부방열부재의 중심으로부터 편심되어 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 상부방열부재에는 냉각팬이 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 결합부재는 상기 상부방열부재와 상기 하부방열부재의 중심으로부터 편심되어 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 상부방열부재와 상기 하부방열부재는 원형으로 구성되며 그 폭 방향을 따라 일정한 단면을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 장착부재에는 합성수지재의 탄성부재가 추가적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 상부방열부재는 방사상으로 신장되는 제 1 신장부와 본 제 1 신장부로부터 연장되는 2 개의 단부가 일체로 구성된 다수의 2중냉각핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.
10. 제 3 항에 있어서,

    열간 압입에 의해 상기 하부방열부재와 상기 상부방열부재를 서로 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체용 방열장치.

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