• 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.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.680-684
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• 2012

본 연구는 히트싱크의 효율적인 설계를 위하여 히트싱크 휜의 형상을 변화시켜 냉각성능에 대한 연구를 수행하였다. 휜의 형상을 Vertical, Round, S-Curve, Triangle의 네 가지와 휜의 개수를 16개와 64개로 설계해, 총 8가지로 설계 및 해석 하였다. 이와 같이 설계된 히트싱크는 Fluent 6.3.26 으로 수치해석 하였고, 해석 결과 약간의 형상을 변경하는 것 보다는 휜의 개수를 늘리는 것이 냉각성능을 높이는데 더 효과적인 것으로 드러났다. 히트싱크의 온도분포와 열전달계수에 대한 수치해석을 통해 휜의 개수가 64개이고 S-Curve의 형태에서 냉각성능이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 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.

• 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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• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.2002-2008
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• 2012

최근 들어 전자제품 소형화로 인한 방열의 중요성이 대두되고 있는 가운데 다양한 소재의 히트싱크가 사용되고 있다. 본 연구에서는 태양광에너지 소재산업에서 발생하는 슬러리로부터 SiC를 성공적으로 분리하여 다공성 세라믹 히트싱크를 개발하였고 알루미늄 히트싱크, 순수 SiC 히트싱크와 방열성능 비교실험을 통해 다공성 재생 SiC 세라믹 히트싱크의 방열성능을 검증하였다. 실험 결과, 다공성 재생 SiC는 알루미늄 히트싱크 대비 방열성능이 우수함을 확인하였는데 이는 미세기공으로 인한 전열면적 증가에 기인한다. 또한, 수치해석을 사용하여 미세기공이 방열성능에 미치는 영향을 대류열전달계수 증가로 정량화하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.947-951
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• 2015

본 연구의 목적은 앰프용 방열장치로서 히트싱크의 방열특성을 수치적으로 연구하는 것이다. 히트싱크의 열전달 성능을 분석하기 위하여 상용 수치해석 프로그램인 ANSYS의 정상상태 열모델을 사용하여 해석하였고 히트싱크의 핀 두께, 핀 피치 및 핀 개수에 따른 열전달 성능을 고찰하였다. 결과적으로, 히트싱크의 Junction부 온도는 핀 두께 및 핀 개수가 증가할수록 감소하였다. 또한 히트싱크의 핀 두께를 1 mm에서 3 mm로 증가함에 따라 열저항은 $0.764^{\circ}C/W$에서 $0.739^{\circ}C/W$으로 향상되었고, 히트싱크의 핀 개수를 9개에서 20개로 증가함에 따라 열저항은 $1.254^{\circ}C/W$에서 $0.610^{\circ}C/W$로 향상되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1459-1464
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• 2009

최근들어 고전력 및 고성능 전자제품 시장이 확대됨에 따라 대용량 알루미늄 히트싱크의 수요가 급증하고 있다. 이를 위해 고효율의 브레이징 히트싱크가 선호되고 있지만, 기존의 대기 연속로에서는 불충분한 가열과 모재금속의 서로 다른 두께 때문에 생산이 사실상 불가능하다. 따라서, 본 연구에서는 브레이징 히트싱크 개발을 위하여 새로운 인덱스 배치로 및 브레이징 공정을 최적화하였다. 또한, 개발된 브레이징 히트싱크에 대하여 용착효율 및 인장응력 실험도 수행하였다. 끝으로 브레이징 히트싱크와 실리콘 히트싱크의 열저항에 대한 실험을 통하여 수치해석 결과와 비교 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4398-4404
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• 2012

본 논문은 자동차 LED head lamp의 방열을 위한 히트싱크(heat sink)의 설계요소를 변화시켜 방열특성을 알아보고자 수치해석을 수행하였다. 수치해석에 적용한 히트싱크는 LED를 광원으로 사용하는 기존제품(Type 1)을 바탕으로 한정된 내부공간에 적합하도록 설계하여 5가지 Type으로 설계하였다. 설계된 히트싱크의 수치해석은 ANSYS CFD V12.1을 사용하여 히트싱크의 변화에 따른 온도분포와 평균온도, 공기유동특성, 열유속 등을 분석하였다. 수치해석을 통하여 방열판의 구조와 휜 형상에 따른 방열특성의 상관관계를 도출할 수 있었으며, 설계된 히트싱크의 온도분포, 공기의 유동특성, 열유속 등을 분석한 결과, 히트싱크 Type 2가 다른 Type들에 비해 LED head lamp의 방열을 위해 적합한 특성을 나타내었다.

• 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.