• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1980-1982
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• 2005

Power MOSFET의 구동시에는 많은 열이 발생하게 된다. 이때 발생하는 열은 소자의 특성이나 수명에 영향을 주어 오동작을 하게되는 원인이 되기도 한다. 일반적으로 열이 많이 발생하는 chip이나 개별소자의 경우 히트싱크를 부착하여 사용하게 된다. 본 논문에서는 열을 방출시키기 위해 사용되는 히트싱크에 의한 열 전달(Thermal Transient) 특성의 변화 및 히트싱크의 부착에 이용되는 히트싱크 컴파운드(heat sink compound)에 의한 열 전달 특성에 미치는 영향 등을 실험을 통하여 분석하였고, 이를 기술하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.586-591
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• 2015

본 연구는 자연대류상의 LED 모듈의 경량열관리를 위한 하이브리드 휜 히트싱크(HF HS)의 열성능을 수치적으로 조사한 결과에 대해 논하였다. 할로우 하이브리드 휜 히트싱크(HHF HS)와 솔리드 하이브리드 휜 히트싱크(SHF HS)가 HF HS로 제안되고, 신뢰성있는 수치결과를 획득하기 위하여 3차원 CFD 해석이 수행되었다. 3차원 CFD 연구는 HHF HS와 SHF HS의 성능에 대한 휜 공간과 내부유로직경의 영향을 조사하였다. 연구결과는 HHF HS의 질량기반 열저항이 핀휜 히트싱크(PF HS) 보다 20~32% 작음을 보여주고, 유로직경의 증가에 따라 HHF HS의 질량기반 열저항이 감소함을 보인다. 이 결과는 주로 질량감소와 내부유로를 통한 열방출의 결합효과에 기인한다. 고전적인 PF HS 대비 상당히 우월한 HHF HS의 질량기반 열성능은 자연대류상의 LED 모듈의 경량열관리 적용 가능성을 제시한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1016-1021
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• 2011

열전소자를 이용한 냉각 장치에 있어서 열전소자발열부측의 제거 열량은 제품의 성능 및 적용범위를 결정하는 주요변수가 되므로 히트싱크의 열저항을 최소화 할 수 있는 최적 조건의 히트싱크 설계를 필요로 한다. 발열부가 작고 상대적으로 히트싱크 면적이 커서 히트싱크 전체면으로 열확산이 필요한 경우 히트싱크의 방열 성능을 향상시키기 위하여 작동유체 R-22의 진동형 히트파이프를 이용하여 열전소자의 발열부측의 발열량(30W, 60W, 80W, 100W)과 공기 유속(1~4 m/s)에 따른 히트싱크의 열저항 실험 및 수치해석 결과와 비교 분석을 통해 히트싱크의 냉각 성능을 향상 시킬 수 있는 방법을 연구하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권1호
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• pp.7-11
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• 2003

반도체 칩이나 전자제품에 사용되는 부품들은 작동할 때 발열을 하게 되며 발생한 열이 적절히 제거되지 않을 경우 제품 오작동의 원인이 된다. 이러한 열을 제거하기 위해 히트싱크(heatsink)와 냉각 팬 (cooling fan)을 조합한 냉각 구조가 사용된다. 그러나 히트싱크와 냉각 팬의 조합 구조는 복잡한 형상을 취하기 때문에 전기 전자 제품의 소형화 추세에 부응하기에는 어려움이 따른다. 냉각 효율은 히트싱크의 표면적과 히트싱크 제조시 사용된 재료에 따라 달라진다. 일반적인 냉각 구조의 한계를 극복하기 위한 방안으로써, Trach-etched 멤브레인의 표면과 기공(pore)에 무전해 금도금과 구리 도금을 실행하여 크기는 작으면서 표면적을 증가시킨 마이크로 히트싱크를 제조하였다. 제조한 마이크로 히트싱크의 구조는 주사현미경(SEM)과 광학 현미경으로 관찰하였으며, 일반적인 구리보다 열효율이 우수함을 방열 특성 실험을 통해 관찰하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 추계기술심포지움논문집
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• pp.81-85
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• 2002

전기 전자 제품에 사용되는 반도체 칩이나 부품들은 작동시 발열을 하게 되며 이러한 열은 적절히 제거되지 않은 경우 전기 전자 제품의 오작동을 유발시키는 요인이 된다. 발열부품이 작동할 때 발생되는 열을 제거하기 위해서 히트싱크나 냉각팬과 같은 구조를 발열 부품 장착시 같이 설치하는 방법이 일반적으로 사용되는 냉각구조 형태지만 이와 같은 냉각 구조는 최근의 전기 전가 제품의 소형화 추세에 부응하는데는 한계가 있다. 따라서 이러한 냉각 구조의 한계를 보완하기 위한 방안으로써 소형화한 히트싱크, 즉 두께와 방열의 중요 요인이 되는 히트싱크의 방열핀의 크기를 나노미터 단위에서 밀리미터 단위로 제조한 마이크로 히트 싱크를 제조하여 그 효용성에 대해 연구하고자 하였다. 마이크로 히트싱크의 제조는 균일한 포어를 포함한 폴리머 멤브레인에 열전도성이 뛰어난 금속을 무전해 도금하는 방법으로 제조하였으며 주사현미경으로써 관찰하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권5호
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• pp.339-345
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• 2016

본 연구에서는 천공과 유동 가이드를 활용한 방사형 히트싱크의 자연대류 열전달 향상에 관해 수치적으로 탐구하였다. 천공과 침니 기반의 유동 가이드를 활용한 개선된 형상의 방사형 히트싱크의 성능을 평가하고, 기존의 방사형 히트싱크와 열 성능을 비교하였다. 연구 결과, 천공형 히트싱크는 연구범위 내에서 천공의 개수와 직경이 클수록 열 성능이 좋아짐을 알 수 있었다. 침니 기반의 유동 가이드를 활용한 히트싱크에 대해서는, 핀의 개수, 침니와 바닥면 사이의 거리의 영향을 분석하였다. 그 결과 핀의 개수와 침니와 바닥면 사이의 거리에 최적화된 값이 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 히트싱크의 방향이 상 방향($0^{\circ}$)에서 최고의 열 성능을, 측 방향($90^{\circ}$)일 때 최악의 열 성능이 나타나는 것을 알 수 있었다. 천공형 히트싱크와 최적의 구조를 갖는 유동 가이드를 갖는 히트싱크는 기존의 방사형 히트싱크와 비교하였을 때, 각각 최대 17%, 20% 개선된 열 성능을 가짐을 알 수 있었다. 본 논문은 공학과 관련한 획기적인 아이디어를 제시함으로써 창업기술개발, 벤처 및 기업가정신 함양에도 중요한 의미를 지닐 수 있다.

• 한국광학회지
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• 제25권6호
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• pp.311-314
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• 2014

본 논문에서는 LED 모듈의 방열성능을 개선하기 위하여 히트싱크의 새로운 핀 구조를 설계하고 열 특성을 분석하였다. 대부분의 히트싱크는 판상형이나 침상형의 핀으로 구성되는 것이 일반적이나, 스프링 모양의 헬리컬 핀 구조를 설계변수와 함께 도입하여 제한된 부피 대비 넓은 표면적을 갖는 히트싱크를 설계하였다. 약 14% 넓어진 표면적을 통해 방열 효율을 개선하였고, 그에 따라 LED 칩의 온도를 약 12% 정도 저감하는 효과를 가져 올 수 있었다. 또한, 기존의 히트싱크 보다 넓은 표면적을 가지는데 비해 형성 부피는 약 15% 감소하게 되어 재료비 절감은 물론 공정상의 이점에 따른 공정 생산비의 절감을 기대할 수 있는 새로운 고성능 LED 조명용 히트싱크를 설계하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.432-436
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• 2015

본 연구에서는 해수를 활용하여 수동적으로 냉각되는 폴리머 히트싱크의 열성능을 전산적으로 탐구한다. 폴리머 히트싱크는 폐열회수를 위한 열전생성기의 저온면의 냉각모듈로 제안되었고, 상세한 수치연구를 위해 3차원 전산유체역학 모델링이 수행되었다. 폴리머 히트싱크의 기본 소재로 polyphenylene sulfide (PPS)와 pyrolytic graphite (PG)가 선택되었고, 전산연구는 다양한 휜 수와 휜 두께에서 PPS와 PG 히트싱크의 성능을 결정하고, 이 결과는 알루미늄 (Al)과 티타늄 (Ti) 히트싱크와 비교된다. 연구결과는 PG 히트싱크가 Ti 히트싱크 보다 3~4배 열성능이 우수함을 보이는데, 이 결과는 Ti 히트싱크보다 더 우수한 PG 히트싱크의 열확산에 기인한 것으로 보인다. 연구결과에 의하면 PG 히트싱크의 열성능에 대한 휜 수 증가의 효과가 PPS와 Ti 히트싱크 경우와는 상반됨을 보이는데, 이는 휜 수 증가에 대한 열확산, 표면적 증대, 유동저항의 상관관계로 설명이 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5467-5473
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• 2014

최근 전자 및 기계부품 기술의 발전으로 전자 장비는 더욱 고성능화, 소형화, 다기능화 되면서 시스템 내부에 발생하는 발열부의 온도를 제어하기 위해 히트싱크가 사용된다. 본 연구에서는 내부 터널 구조의 2가지 형상의 히트싱크의 열 성능평가를 유한요소 프로그램인 ANSYS를 이용하여 수치해석 하였다. 수치해석은 자연대류 상태에서의 열 성능을 수치해석으로 비교 분석하여 냉각핀 형상에 따른 열 성능을 평가하였다. 또한 시간에 따른 열전달 특성과 온도분표의 해석결과를 기초로 하여 히트싱크의 성능평가를 예측하였다. 수치해석의 결과, 형상 A 히트싱크가 형상 B의 히트싱크보다 열 전달율이 자연대류에서 약 70% 향상되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.179-184
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• 2010

스트레이트 휜 히트 싱크가 장착된 공간에 팁 클리어런스(tip clearance)와 바이패스 유동이 열성능에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고자 한다. 수평 및 수직 방향으로의 바이패스 유동에 의한 열성능 평가는 열식 질량 유량계(MFC)와 소형 풍동으로 이루어진다. 팁 클리어런스와 바이패스 유동에 의한 히트 싱크의 열성능은 열저항을 통하여 평가한다. 실험 결과, 스트레이트 휜 히트 싱크의 열저항은 팁 클리어런스가 증가함에 따라 점진적으로 증가하며, 유동 가이드 장치는 바이패스 유동을 감소하는 역할을 한다. 본 연구에서는 동일 유량 조건에서 히트 싱크의 입구에서 유동 가이드 장치까지의 거리에 따라 스트레이트 휜 히트 싱크의 최적값이 존재함을 확인하였다. 히트 싱크로 유입되는 유량이 증가함에 따라 유동 가이드 장치에 의한 열성능 개선 정도는 증가한다.