KR20100105003A - 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크 - Google Patents

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KR20100105003A
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Abstract

발열체로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 방열용 히트싱크의 방열핀을 가감하거나 여러 개의 히트싱크를 수직 방향으로 추가로 적층함으로써, 불필요한 금형 설계 및 제조 비용을 줄일 수 있는, 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크가 제공된다. 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크는, 발열체로부터 발산되는 열(Heat)을 방열(Radiation)하기 위한 히트싱크(Heat Sink)에 있어서, 발열체의 발열면에 대향하는 히트싱크 몸체(Heat Sink Body); 및 히트싱크 몸체와 일체형으로 형성된 다수의 방열핀(Heat Radiation Pin)을 포함하되, 다수의 방열핀이 형성된 히트싱크 몸체를 하나의 단위 히트싱크로 하며, 동일하거나 상이한 방열량을 갖는 단위 히트싱크들이 발열체의 발열면의 수직 방향으로 적어도 1층 이상 적층되고, 적층되는 단위 히트싱크의 수는 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 발열체는 발광다이오드(LED) 조명이 실장된 인쇄회로기판 또는 반도체 소자일 수 있다.
히트싱크, 방열, 가변형, 방열핀, LED 조명, 적층형

Description

방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크 {Alterable heat sink corresponding to the amount of heat radiation}
본 발명은 히트싱크에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 인쇄회로기판 등에 실장된 발열체를 방열시키는 히트싱크를 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크(이하, "가변형 히트싱크(Alterable heat sink)")에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 헤드램프나 리어 콤비네이션 램프, 가로등 및 형광등을 포함한 각종 조명등은 일반적인 벌브(Bulb)를 광원으로 사용하고 있다.
그러나 상기 벌브는 사용수명이 짧고 내충격성이 떨어지므로, 최근에는 사용수명이 크게 연장되면서도 내충격성이 뛰어난 고광도의 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 광원으로 사용하는 추세에 있다.
그런데, 이러한 고광도의 LED는 점등 시에 매우 높은 열이 발생하므로, 고열의 발열 온도에 의해 이를 적용 및 설계하는 데 많은 어려움이 있다.
특히, 일반적인 조명기구 및 근래에 사용이 점점 확대되고 있는 LED 조명은 광원의 발열에 따른 온도 상승 문제로 인해 LED의 신뢰성이 저하되어, 제품 수명이 줄어들거나, 성능이 저하되는 문제가 발생하여, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 별도의 히트싱크를 부착하여 방열성을 향상시켜 사용하고 있다.
도 1은 일반적인 히트싱크를 예시하는 도면으로서, 일반적인 히트싱크는 발열체(11)로부터 발산되는 열을 방열시키기 위해서 히트싱크를 구비하며, 이러한 히트싱크는 히트싱크 몸체(12) 및 다수의 방열핀(12)으로 구성된다.
이와 같이, 히트싱크를 사용하여 방열 문제를 해결하는 경우, 제품의 발열 정도에 따라 히트싱크의 크기 및 방열 면적을 결정하여 설계 및 금형을 달리하여 제작하게 되는데, 이러한 경우 각각의 히트싱크를 제작하는데 있어서 설계비용과 금형 비용이 고가이기 때문에 생산 원가가 상승하는 문제가 있고, 제품의 생산에 있어서 시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 또한, 제품의 발열 정도에 따라 이론적으로 계산하여 히트싱크를 설계할 경우 많은 조건들이 변수로 작용하여, 설계값을 과도하게 올려서 설계하게 되어, 원자재 비용이 상승되는 단점이 있고, 설계값이 차이가 많이 날 경우, 제조된 금형 자체를 사용하지 못하게 되는 경우까지 발생될 수 있다는 문제점이 있다.
한편, 종래기술로서, 대한민국 실용신안출원번호 제2004-33850호(출원일: 2004년 11월 30일)에는 "가변 블록형 히트싱크 조립체"라는 명칭의 고안이 개시되어 있는 바, 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 기술에 따른 기본 히트싱크 블록에 의해 세로방향으로 조립되는 히트싱크 조립체의 조립 상태를 예시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 히트싱크 조립체(20)는, 2단 기본 히트싱크 블록(B)의 방열베이스(22) 좌측면 레일홈(24)에 1단 기본 히트싱크 블록(A) 의 방열베이스(21)에 형성된 레일(23)을 세로 방향으로 삽입하여 결합시키면, 좌측에는 1단 기본 히트싱크 블록(A), 우측에는 2단 기본 히트싱크 블록(B)이 배치되어 상기 1단 기본 히트싱크 블록에 의해 열이 하나 증가된 4열ㅧ 6행의 방열핀(25, 26)을 갖는 히트싱크 조립체를 완성하게 된다.
이때, 상기 1단 기본 히트싱크 블록(A)은 축 방향으로 대칭이므로 상기와 같이 1단 기본 히트싱크 블록(A)이 조립된 2단 기본 히트싱크 블록(B)의 반대방향인 우측면에도 같은 방법으로 다른 1단 기본 히트싱크 블록을 결합하여 조립할 수 있고, 이후, 2단 기본 히트싱크 블록(B)에 결합되어 있는 1단 기본 히트싱크 블록(A)의 레일홈(24)에 또 다른 1단 기본 히트싱크 블록의 레일(23)을 계속해서 결합하는 방식으로 원하는 크기만큼 히트싱크 조립체를 만들어나갈 수 있으며, 이렇게 되면 2단 기본 히트싱크 블록(B)의 양측, 즉, 가로방향으로 확장되는 히트싱크 조립체를 완성할 수 있다.
종래의 기술에 따른 히트싱크 조립체(20)는 기본 히트싱크 블록들만의 조합을 통해서 필요한 용량과 크기의 히트싱크 조립체를 만들어 낼 수 있지만, 그 크기와 용량을 가변시키는 방법은 발열체의 발열면에 수평인 방향으로 기본 히트싱크 블록들을 조합시키는 구조이므로, 발열체의 발열면과 공간상의 제약을 받게 된다.
한편, 도 3은 종래기술에 의한 LED 발광 조명등의 단면도이다.
종래의 기술에 따른 LED 발광 조명등(30)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 LED(32)가 부착된 기판(31)의 배면에 위치하는 덮개(33)를 금속재로 형성하거나, 그 덮개(33)에 복수개의 방열 및 대기 순환공(34)을 형성하여 자연 방열에 의 해 LED(32)로부터 발생하는 열을 방열시키고 있다.
그러나 자연 방열에 의한 LED 발광 조명등(30)의 방열 구조는 그 방열량에 한계가 있고, 방열되는 열량보다 LED(32)에서 발생하는 열량이 더 높기 때문에 그 LED 발광 조명등(30)이 지속적으로 가온되는 형태를 갖고 있다. 따라서 제품 설계시 고가의 난연, 불연 재질의 선택은 물론, 고온에서도 열변형이나 수축 등이 발생하지 않는 수지 또는 금속재를 사용하여야 하는 비경제적인 문제점이 있었다. 특히, LED 및 각종 전기접속기구 등은 고온에 취약한 성능을 갖고 있으므로 이들의 사용 수명을 단축시키는 원인이 되었다.
전술한 LED 발광 조명등의 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2007-8178호(출원일: 2007년 01월 26일)에는 "LED 발광 조명등"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 종래의 기술에 따른 히트싱크를 구비한 LED 발광 조명등의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 종래의 기술에 따른 히트싱크를 구비한 LED 발광 조명등은, LED 발광 조명등에 있어서, 복수의 LED(43)가 장착되는 알루미늄 기판(42), 복수의 LED(43)로부터 발생되는 열을 방열하기 위해서 하단이 알루미늄 기판(42)에 장착되는 하나 이상의 히트파이프(heat pipe: 44), 및 히트파이프(44)로부터 전달된 열을 원활하게 방출하기 위하여 히트파이프(44)의 상단에 체결되는 히트싱크(heat sink: 50)를 포함함으로써, 히트파이프(44)와 다양한 구조의 히트싱크(50)를 이용하여 LED(43)에서 발생하는 열을 효율적으로 방열하게 된다. 여기서, 도면 부호 41은 커버 렌즈로서 LED(43)에서 조사되는 빛을 통과시키고, 이물질이 조명등 내부로 들어가는 것을 막는 기능을 하며, 도면부호 51은 방열 베이스를 나타내고, 도면부호 52는 방열핀을 나타낸다.
그러나 기존의 조명을 LED 조명으로 대체하면서 기존 광원의 크기와 유사하게 LED 조명을 제작하는 경우가 많고, LED 조명에 사용되는 LED 칩(Chip)의 크기가 미세하기 때문에 LED 조명의 용량이 증가되더라도 광원부의 크기는 변경되지 않는 경우가 대부분이다. 따라서 동일한 면적을 갖는 LED 광원이 각각 조명 용량만 증가되는 경우, 불필요한 금형 설계 및 제조 비용이 증가하게 된다는 문제점이 있다. 즉, 기존의 히트싱크는 LED 조명의 용량에 따라 그 면적 및 크기가 달라서, 기존의 LED 조명에서는 조명의 용량에 따라 발열을 제어하기 위한 방열 면적이 다른 별도의 히트싱크를 각각 따로 제작해야 하므로, 생산 원가가 증가되고, 설계비 등의 부대 비용이 상승되는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 방열용 히트싱크의 방열핀을 가감하거나 여러 개의 히트싱크를 수직 방향으로 추가로 적층함으로써, 불필요한 금형 설계 및 제조 비용을 줄일 수 있는, 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 방열핀을 여러 가지 모양으로 탈부착 가능하게 함으로써 제품이 적용되는 부분의 위치 또는 공간 등을 고려한 히트싱크를 제조할 수 있는, 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점과 특성들은 하기에 기술되어 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명되어 있다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들과 제조 방식들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크는, 발열체로부터 발산되는 열(Heat)을 방열(Radiation)하기 위한 히트싱크(Heat Sink)에 있어서, 상기 발열체의 발열면에 대향하는 히트싱크 몸체(Heat Sink Body); 및 상기 히트싱크 몸체와 일체형으로 형성된 다수의 방열핀(Heat Radiation Pin)을 포함하되, 상기 다수의 방열핀이 형성된 히트싱크 몸체를 하나의 단위 히트싱크로 하며, 동일하거나 상이한 방열량을 갖는 단위 히트싱크들이 상기 발열체의 발열면의 수직 방향으로 적어도 1층 이상 적층되고, 상기 적층되는 단위 히트싱크의 수는 상기 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 발열체는 발광다이오드(LED) 조명이 실장된 인쇄회로기판 또는 반도체 소자일 수 있다.
여기서, 상기 히트싱크 몸체는 상기 발열체의 발열면에 대응하는 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 단위 히트싱크들을 적층하여 상기 발열체의 발열면에 수직 방향으로 체결하는 적어도 하나 이상의 체결나사를 추가로 포함하며, 상기 단위 히트싱크의 히트싱크 몸체는 상기 체결나사가 체결될 수 있는 나사체결부가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 단위 히트싱크들의 히트싱크 몸체는 각각 일측에 수나사선이 형성되고 타측에 암나사선이 형성되어, 상기 단위 히트싱크의 수나사선이 다른 단위히트싱크의 암나사선과 체결됨으로써, 상기 단위 히트싱크들이 적층되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 단위 히트싱크들을 적층하여 상기 발열체의 발열면에 수직 방향으로 체결하도록 수나사선이 형성된 금속 체결봉을 추가로 포함하며, 상기 단위 히트싱크의 히트싱크 몸체는 각각 암나사선이 형성되어 상기 금속 체결봉의 수나사선과 체결되어, 상기 단위 히트싱크들이 적층되는 것을 특징으로 한다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크는, 발열체로부터 발산되는 열을 방열하기 위한 히트싱크에 있어서, 상기 발열체의 발열면에 대향하고, 다수의 방열핀 체결부가 형성된 히트싱크 몸체; 및 상기 히트싱크 몸체에 형성된 다수의 방열핀 체결부에 각각 부착되거나 탈착이 가능하도록 형성된 다수의 방열핀을 포함하되, 상기 히트싱크 몸체에 형성된 방열핀 체결부에 부착되는 상기 다수의 방열핀의 개수는 상기 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 방열량에 따라 가감되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수의 방열핀 체결부는 상기 히트싱크 몸체 내에 형성된 체결홈이고, 상기 다수의 방열핀은 상기 체결홈에 삽입되는 삽입부가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수의 방열핀 체결부는 상기 히트싱크 몸체로부터 돌출되고, 상기 다수의 방열핀은 상기 돌출된 체결부와 체결되는 후크가 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크는, 발열체로부터 발산되는 열을 방열하기 위한 히트싱크에 있어서, 상기 발열체의 발열면에 대향하고, 다수의 방열핀 체결부가 형성된 히트싱크 몸체; 및 상기 히트싱크 몸체에 형성된 다수의 방열핀 체결부에 각각 부착되거나 탈착이 가능하도록 형성된 다수의 방열핀을 포함하되, 상기 히트싱크 몸체에 형성된 체결홈에 부착되는 상기 다수의 방열핀의 개수는 상기 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 방열량에 따라 가감되며, 상기 다수의 방열핀이 부착되거나 탈착되는 히트싱크 몸체를 하나의 단위 히트싱크로 하며, 동일하거나 상이한 방열량을 갖는 단위 히트싱크들이 상기 발열체의 발열면의 수직 방향으로 적어도 1층 이상 적층되고, 상기 적층되는 단위 히트싱크의 수는 상기 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 방열용 히트싱크의 방열핀을 가감하거나 여러 개의 히트싱크를 수직 방향으로 추가 로 적층함으로써, 불필요한 금형 설계 및 제조 비용을 줄일 수 있다.
본 발명에 따르면, 방열핀을 여러 가지 모양으로 탈부착 가능하게 함으로써 제품이 적용되는 부분의 위치 또는 공간 등을 고려한 히트싱크의 제조가 가능하며, 단위 히트싱크나 방열핀을 대량 생산할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 제1 실시예로서, 방열용 히트싱크의 방열핀 부분을 방열 용량에 따라서 가감하여 탈착 또는 부착할 수 있는 가변형 히트싱크가 제공되고, 본 발명의 제2 실시예로서, 여러 개의 히트싱크를 방열 용량에 따라 추가로 부착 가능하게 하는 가변형 히트싱크가 제공되며, 본 발명의 제3 실시예로서, 전술한 제1 및 제2 실시예에 따른 두 가지 히트싱크를 조합하여 사용하는 가변형 히트싱크가 제공된다.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열핀 가감 방식의 가변형 히트싱크의 평면도들이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열핀 가감 방식의 가변형 히트싱크(100)는, 히트싱크 몸체(110) 및 다수의 방열핀(120)을 포함하며, 히트싱크 몸체(110) 부분에 방열핀(120)을 탈부착 가능하게 함으로써, 발열체(200a)가, 예를 들면, LED 조명 발열체(200b)인 경우, LED 광원의 발열량에 따라서 방열핀(120)의 개수를 가감하여 조립할 수 있다. 즉, 상기 발열체 (200a)는 발광다이오드(LED) 조명이 실장된 인쇄회로기판일 수 있지만, 반도체 소자일 수도 있다. 또한, 히트싱크 몸체(110)는 상기 발열체(200a)의 발열면에 대응하여, 도 5a에 도시된 바와 같이 사각형 또는 도 5b에 도시된 바와 같이 원형일 수도 있다.
이때, 히트싱크 몸체(110)는, 발열체(200a)로부터 발산되는 열을 방열하기 위한 히트싱크에 있어서, 상기 발열체(200a)의 발열면에 대향하고, 체결홈(112)을 구비한 히트싱크 몸체(111), 및 다수의 방열핀 체결홈(112)을 포함한다. 이때, 히트싱크 몸체(110)에 방열핀(120)을 탈착 및 부착할 수 있는 체결홈(112) 또는 체결부를 만들어서 발열체(200a)의 발열량에 따라 방열핀(120)을 가감하여 체결할 수 있게 한다.
다수의 방열핀(120)은 상기 히트싱크 몸체(110)에 형성된 다수의 방열핀 체결홈(112)에 각각 부착되거나 탈착이 가능하도록 형성되며, 상기 히트싱크 몸체(110)에 형성된 체결홈(112)에 부착되는 상기 다수의 방열핀(120)의 개수는 상기 발열체(200a)로부터 발산되는 열에 근거한 방열량에 따라 가감된다. 여기서, 제1 방열핀 몸체(121a)는 상기 히트싱크 몸체(110)에 형성된 체결홈(112)에 부착된 상태를 나타내며, 제2 방열핀 몸체(121b)는 상기 히트싱크 몸체(110)에 형성된 체결홈(112)에 부착되지 않은 상태를 나타낸다.
또한, 방열핀(120)의 탈부착은 체결홈(112)에 방열핀을 끼우는 방식, 용접하는 방식, 나사를 통한 체결 방식 등 물리적 기계적 및 화학적 방식을 사용하여 체결할 수 있으며, 생산 편의성을 위해서는 체결홈(112)에 방열핀(120)을 끼우는 방식이 유리하며, 체결홈(112)을 히트싱크 몸체(110)에 가공하거나, 방열핀(120) 각각에 가공하는 방식 두 가지를 모두 사용할 수 있다.
또한, 방열핀(120)의 형상과 개수를 임의로 조정 가능하기 때문에 제품이 사용되는 용도 및 공간 등에 맞추어 가변형 히트싱크(100)를 제작할 수 있다.
이때, 히트싱크 몸체(110)와 방열핀(120)은 금속재료 또는 세라믹 재료를 사용하여 제조하며, 방열핀(120)의 형상 및 체결 가능 개수는 임의로 조정할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열핀 가감 방식의 가변형 히트싱크의 평면도들이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 방열핀 가감 방식의 가변형 히트싱크(100)는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 방열핀 체결부는 상기 히트싱크 몸체(110) 내에 형성된 체결홈(112)이고, 상기 다수의 방열핀(120)은 상기 체결홈(112)에 삽입되는 삽입부(122)가 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 방열핀 가감 방식의 가변형 히트싱크(100)는, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 방열핀 체결부는 상기 히트싱크 몸체(110)로부터 돌출될 수 있고(113), 상기 다수의 방열핀(120)은 상기 돌출된 체결부(113)와 체결되는 후크(123)가 형성된 것일 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열핀 가감 방식의 가변형 히트싱크(100)는, 불필요한 금형 설계 및 제조 비용을 줄일 수 있고, 발열체(200a)가 LED 조명 발열체(200b)인 경우, LED 조명 용량에 따른 제품 개발 및 생산기간을 단축시킬 수 있는, 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크(가변형 히트싱크)가 제공된다.
한편, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층 방식의 가변형 히트싱크를 예시하는 도면으로서, 여러 개의 히트싱크를 방열 용량에 따라 추가로 부착 가능하게 하는 히트싱크를 제공한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층 방식의 가변형 히트싱크(300)는, 제1 내지 제3 히트싱크(300a, 300b, 300c)로 적층될 수 있고, 이때, LED 조명 발열체는 인쇄회로기판(210), LED(220) 및 커버렌즈(230)로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 발열체는 발광다이오드(LED) 조명이 실장된 인쇄회로기판 또는 반도체 소자일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 히트싱크 몸체는 상기 발열체의 발열면에 대응하는 원형 또는 사각형일 수 있다.
제1 히트싱크(300a)는, 예를 들면, LED 조명 발열체의 발열면에 대향하며, 80W의 방열량을 가질 수 있고, 제2 히트싱크(300b)는 제1 히트싱크(300a)에 적층되는 30W의 방열량을 가질 수 있으며, 제3 히트싱크(300c)는 제2 히트싱크(300b)에 적층되는 20W의 방열량을 가질 수 있으며, 적층된 히트싱크는 전체적으로 130W의 방열량을 갖게 된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 적층 방식의 가변형 히트싱크(300a, 300b, 300c)는 기준이 되는 단위 히트싱크를 방열 목적으로 사용하고, 발열체의 발열량이 증가되면, 단위 히트싱크(300a, 300b, 300c)를 추가적으로 수직 방향으로 체결하게 된다. 이때, 체결 방식은 나사를 이용한 체결, 요철 모양의 나사선 접합부를 갖는 체결, 단위 히트싱크 중앙에 빈 공간을 형성하고 암나사선을 가공한 다음 수나사선을 갖는 봉을 이용하여 두 개의 단위 히트싱크를 연결할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 나사로 체결되는 적층 방식의 가변형 히트싱크를 나타내는 측면도 및 평면도로서, LED 조명 발열체(200b)의 발열량의 증가에 따라 단위 히트싱크를 추가로 체결되고, 단위 히트싱크들은 체결나사(330)에 의해 서로 적층 체결되는 것을 나타낸다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 나사로 체결되는 적층 방식의 가변형 히트싱크는 제1 히트싱크(300a) 및 제2 히트싱크(300b)가 적층되며, 이때, 제1 히트싱크(300a)는 상기 LED 조명 발열체(200b)의 발열면에 대향하는 히트싱크 몸체(310a), 및 상기 히트싱크 몸체(310)와 일체형으로 형성된 다수의 방열핀(320)을 포함한다. 여기서, 상기 다수의 방열핀(320)이 형성된 히트싱크 몸체(310a)를 하나의 단위 히트싱크로 하며, 동일하거나 상이한 방열량을 갖는 단위 히트싱크들이 상기 LED 조명 발열체(200b)의 발열면의 수직 방향으로 적어도 1층 이상 적층되고, 상기 적층되는 단위 히트싱크의 수는 상기 LED 조명 발열체(200b) 로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 가변된다.
이때, 상기 단위 히트싱크들을 적층하여 상기 LED 조명 발열체(200b)의 발열면에 수직 방향으로 체결하는 적어도 하나 이상의 체결나사(330)를 추가로 포함하며, 상기 단위 히트싱크의 히트싱크 몸체(310a)는 상기 체결나사(330)가 체결될 수 있는 나사체결부(312)가 형성된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 암수모양 블록 체결되는 적층 방식의 가변형 히트싱크를 나타내는 측면도로서, 단위 히트싱크(300a, 300b)가 요철 모양의 나사선 접합부(313, 314)를 갖도록 가공하여 추가로 체결하는 것을 예시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 암수모양 블록 체결되는 적층 방식의 가변형 히트싱크는, 상기 단위 히트싱크들의 히트싱크 몸체(310b)는 각각 일측에 수나사선(313)이 형성되고 타측에 암나사선(314)이 형성되어, 상기 단위 히트싱크(300b)의 수나사선(313)이 다른 단위 히트싱크(300a)의 암나사선(314)과 체결됨으로써, 상기 단위 히트싱크들(300a, 300b)이 적층될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 체결봉과 체결되는 적층 방식의 가변형 히트싱크를 나타내는 측면도로서, 단위 히트싱크(300a, 300b) 중앙에 빈 공간을 형성하고 암나사선(316)을 가공한 다음에 수나사선을 갖는 금속 체결봉(315)을 이용하여 두 개의 단위 히트싱크(300a, 300b)를 연결하는 것을 예시하는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 단위 히트싱크들(300a, 300b)을 적층하여 상기 LED 조명 발열체(200b)의 발열면에 수직 방향으로 체결하도록 수나사선이 형성된 금속 체결봉(315)을 추가로 포함하며, 상기 단위 히트싱크의 히트싱크 몸체(310c)는 각각 암나사선(316)이 형성되어 상기 금속 체결봉(315)의 수나사선과 체결되어, 상기 단위 히트싱크들이 적층될 수 있다.
한편, 도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열핀 가감 방식 및 적층 방식이 모두 사용된 히트싱크의 측면도 및 평면도로서, 단위 히트싱크를 추가하거나 방열핀을 가감하는 방식을 조합하여, 즉, 전술한 제1 및 제2 실시예에 따른 방식들과 조합하여 사용할 수 있는 것을 예시하고 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열핀 가감 방식 및 적층 방식이 모두 사용된 히트싱크는, 히트싱크 몸체(310a) 및 다수의 방열핀(321a, 321b)을 포함한다.
히트싱크 몸체(310a)는 상기 LED 조명 발열체(200b)의 발열면에 대향하고, 다수의 방열핀 체결부(321a, 321b)가 형성되고, 다수의 방열핀(321a, 321b)은 상기 히트싱크 몸체(310a)에 형성된 다수의 방열핀 체결홈(312)에 각각 부착되거나 탈착이 가능하도록 형성된다.
이때, 상기 히트싱크 몸체(310a)에 형성된 체결홈(312)에 부착되는 상기 다수의 방열핀의 개수(321a, 321b)는 상기 LED 조명 발열체(200b)체로부터 발산되는 열에 근거한 방열량에 따라 가감될 수 있다.
또한, 상기 다수의 방열핀(321a, 321b)이 부착되거나 탈착되는 히트싱크 몸체(310a)를 하나의 단위 히트싱크로 하며, 동일하거나 상이한 방열량을 갖는 단위 히트싱크들(300a, 300b)이 상기 LED 조명 발열체(200b)의 발열면의 수직 방향으로 적어도 1층 이상 적층되고, 상기 적층되는 단위 히트싱크(300a, 300b)의 수는 상기 LED 조명 발열체(200b)로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 가변될 수 있다. 이때, 단위 히트싱크들(300a, 300b)은 체결나사(330)에 의해 서로 적층 체결될 수 있다.
또한, 도 8a 내지 도 11b에 도시된 별도로 단위 히트싱크를 체결하는 방식은 본 발명의 실시예에서 별도로 서술하지 않았지만, 클램프를 이용하는 방식, 용접 방식 등 다른 방법들을 사용할 수도 있다는 점은 당업자에게 자명하다.
결국, 본 발명의 제1 실시예는 히트싱크의 주위에 방열핀을 끼우거나 체결할 수 있는 공간을 만들고 제품의 발열량에 따라 체결되는 방열핀의 개수를 조정할 수 있는 가변형 히트싱크이며, 본 발명의 제2 실시예는 제품의 발열량에 따라 히트싱크를 수직 방향으로 연속적으로 추가 체결할 수 있는 가변형 히트싱크이고, 본 발명의 제3 실시예는 전술한 제1 및 제 2 실시예에 따른 두 가지 히트싱크를 조합하여 사용하는 가변형 히트싱크이다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따르면, 규격화된 방열핀과 히트싱크를 조합하여 히트싱크의 방열 용량을 가변적으로 가감하여 사용할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 히트싱크를 예시하는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 기본 히트싱크 블록에 의해 세로방향으로 조립되는 히트싱크 조립체의 조립 상태를 예시하는 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 LED 발광 조명등의 단면도이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 히트싱크를 구비한 LED 발광 조명등의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열핀 가감 방식의 가변형 히트싱크의 평면도들이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열핀 가감 방식의 가변형 히트싱크의 평면도들이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층 방식의 가변형 히트싱크를 예시하는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 나사로 체결되는 적층 방식의 가변형 히트싱크를 나타내는 측면도 및 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 암수모양 블록 체결되는 적층 방식의 가변형 히트싱크를 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 체결봉과 체결되는 적층 방식의 가변형 히트싱크를 나타내는 측면도이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열핀 가감 방식 및 적층 방식이 모두 사용된 히트싱크의 측면도 및 평면도이다.
< 도면부호의 간단한 설명 >
100: 방열핀 가감형 히트싱크 200a: 발열체(사각형)
200b: LED 조명 발열체(원형) 300: 적층형 히트싱크
300a, 300b, 300c: 적층형 단위 히트싱크
110: 히트싱크 몸체 111: 체결홈을 구비한 히트싱크 몸체
112: 체결홈 120: 방열핀
121a: 제1 방열핀 몸체 121b: 제2 방열핀 몸체
122: 제1 방열핀 체결부(삽입형) 123: 제2 방열핀 체결부(후크형)
310a: 제1 히트싱크 몸체(나사 체결)
310b: 제2 히트싱크 몸체(암수모양 블록 체결)
310c: 제3 히트싱크 몸체(금속 체결봉)
315: 금속 체결봉 320: 방열핀
330: 체결나사

Claims (10)

  1. 발열체로부터 발산되는 열(Heat)을 방열(Radiation)하기 위한 히트싱크(Heat Sink)에 있어서,
    상기 발열체의 발열면에 대향하는 히트싱크 몸체(Heat Sink Body); 및
    상기 히트싱크 몸체와 일체형으로 형성된 다수의 방열핀(Heat Radiation Pin)
    을 포함하되,
    상기 다수의 방열핀이 형성된 히트싱크 몸체를 하나의 단위 히트싱크로 하며, 동일하거나 상이한 방열량을 갖는 단위 히트싱크들이 상기 발열체의 발열면의 수직 방향으로 적어도 1층 이상 적층되고, 상기 적층되는 단위 히트싱크의 수는 상기 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열체는 발광다이오드(LED) 조명이 실장된 인쇄회로기판 또는 반도체 소자인 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히트싱크 몸체는 상기 발열체의 발열면에 대응하는 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단위 히트싱크들을 적층하여 상기 발열체의 발열면에 수직 방향으로 체결하는 적어도 하나 이상의 체결나사를 추가로 포함하며,
    상기 단위 히트싱크의 히트싱크 몸체는 상기 체결나사가 체결될 수 있는 나사체결부가 형성된 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단위 히트싱크들의 히트싱크 몸체는 각각 일측에 수나사선이 형성되고 타측에 암나사선이 형성되어, 상기 단위 히트싱크의 수나사선이 다른 단위히트싱크의 암나사선과 체결됨으로써, 상기 단위 히트싱크들이 적층되는 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단위 히트싱크들을 적층하여 상기 발열체의 발열면에 수직 방향으로 체결하도록 수나사선이 형성된 금속 체결봉을 추가로 포함하며,
    상기 단위 히트싱크의 히트싱크 몸체는 각각 암나사선이 형성되어 상기 금속 체결봉의 수나사선과 체결되어, 상기 단위 히트싱크들이 적층되는 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  7. 발열체로부터 발산되는 열을 방열하기 위한 히트싱크에 있어서,
    상기 발열체의 발열면에 대향하고, 다수의 방열핀 체결부가 형성된 히트싱크 몸체; 및
    상기 히트싱크 몸체에 형성된 다수의 방열핀 체결부에 각각 부착되거나 탈착이 가능하도록 형성된 다수의 방열핀
    을 포함하되,
    상기 히트싱크 몸체에 형성된 방열핀 체결부에 부착되는 상기 다수의 방열핀의 개수는 상기 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 방열량에 따라 가감되는 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 방열핀 체결부는 상기 히트싱크 몸체 내에 형성된 체결홈이고, 상기 다수의 방열핀은 상기 체결홈에 삽입되는 삽입부가 형성된 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 방열핀 체결부는 상기 히트싱크 몸체로부터 돌출되고, 상기 다수의 방열핀은 상기 돌출된 체결부와 체결되는 후크가 형성된 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
  10. 발열체로부터 발산되는 열을 방열하기 위한 히트싱크에 있어서,
    상기 발열체의 발열면에 대향하고, 다수의 방열핀 체결부가 형성된 히트싱크 몸체; 및
    상기 히트싱크 몸체에 형성된 다수의 방열핀 체결부에 각각 부착되거나 탈착이 가능하도록 형성된 다수의 방열핀
    을 포함하되,
    상기 히트싱크 몸체에 형성된 체결홈에 부착되는 상기 다수의 방열핀의 개수는 상기 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 방열량에 따라 가감되며,
    상기 다수의 방열핀이 부착되거나 탈착되는 히트싱크 몸체를 하나의 단위 히트싱크로 하며, 동일하거나 상이한 방열량을 갖는 단위 히트싱크들이 상기 발열체의 발열면의 수직 방향으로 적어도 1층 이상 적층되고, 상기 적층되는 단위 히트싱크의 수는 상기 발열체로부터 발산되는 열에 근거한 전체 방열량에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 방열량에 따라 가변시킬 수 있는 히트싱크.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101218729B1 (ko) * 2011-05-13 2013-01-09 한국기계연구원 발광 모듈용 방열기구 조립체 및 이를 구비하는 조명 장치
KR101346140B1 (ko) * 2012-03-12 2013-12-31 남경 주식회사 엘이디 조명 기구용 히트 싱크
WO2014182403A1 (en) * 2013-05-08 2014-11-13 Delphi Technologies, Inc. Printed circuit board heat dissipation system

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