가장 일반적인 방열판 구조는 무엇인가요?

전자 부품은 열을 발생시킵니다. 과열되면 고장이 납니다. 그렇다면 어떻게 하면 부품을 시원하게 유지할 수 있을까요? 방열판이 정답이지만 모든 방열판이 똑같이 만들어지는 것은 아닙니다.

가장 일반적인 방열판 구조에는 직선 핀, 핀 핀, 크로스 컷, 플레어 핀 및 히트 파이프 통합 설계가 있습니다. 각 구조는 공기 흐름, 공간 및 열 부하를 다르게 처리합니다.

각기 다른 디자인이 다른 조건에서 더 잘 작동합니다. 제품의 냉각 성능을 개선하려면 이러한 구조가 어떻게 작동하는지 이해해야 합니다.

핀 핀과 직선 핀 디자인은 어떻게 다른가요?

너무 뜨거워서 감당할 수 없나요? 냉각 시스템이 문제일 수 있습니다. 핀형 방열판과 직선형 방열판은 어디에나 있지만, 어떤 것이 내 디바이스에 적합할까요?

핀 핀 방열판은 다방향 공기 흐름과 높은 표면적 밀도를 제공하는 반면, 직선 핀 디자인은 압력 강하와 방향성 공기 흐름 효율을 낮춥니다.

핀 지느러미와 직선 지느러미 디자인은 매우 다르게 보이며 성능도 다릅니다. 스트레이트 핀은 길고 평행합니다. 공기의 흐름을 한 방향으로 유도하기 때문에 공기가 직선으로 움직일 때 효과적입니다. 반면 핀 핀 방열판은 바닥에 여러 개의 작은 기둥이 배열되어 있습니다. 따라서 공기가 여러 방향에서 흐를 수 있습니다.

비교표: 핀 핀과 스트레이트 핀 비교

핀 핀 싱크는 종종 더 많은 공기가 통과하는 강제 대류(팬)에서 더 나은 성능을 발휘합니다. 하지만 저항이 더 높습니다. 패시브 쿨링을 사용하거나 공기 흐름이 적은 경우에는 직선형 핀 싱크가 더 좋을 수 있습니다. 또한 직선형 핀은 압출을 통해 쉽게 만들 수 있어 비용을 절감할 수 있습니다.

좁은 공간에 가장 적합한 방열판 구조는 무엇인가요?

좁은 공간, 촉박한 마감일 - 열 설계자들은 그 어려움을 잘 알고 있습니다. 공간이 거의 없을 때 어떤 방열판이 효과가 있을까요?

핀핀, 지퍼핀, 히트파이프 기반 방열판은 효율성과 좁은 공기 흐름 제약 조건에서도 작동할 수 있어 좁은 공간에 이상적입니다.

컴팩트한 디자인에는 작은 부피에 많은 표면적을 채울 수 있는 방열판이 필요합니다. 쉽지 않은 일입니다. 표준 압출형 핀은 잘 맞지 않거나 효과적으로 냉각되지 않을 수 있습니다. 핀 핀 구조가 이상적인 경우가 많습니다. 핀핀 구조는 다양한 각도에서 공기 흐름을 허용하고 냉각 표면을 많이 채울 수 있습니다.

컴팩트한 방열판 구조

높이가 문제인 경우 히트 파이프를 사용하면 열을 열원에서 멀리 이동시킨 다음 더 넓은 곳으로 냉각할 수 있습니다. 접이식 또는 지퍼식 핀은 핀을 단단히 겹쳐서 같은 부피에 더 많은 냉각 면적을 확보할 수 있습니다.

컴팩트한 디자인에서는 밀리미터 단위가 중요합니다. 엔지니어들이 핀 핀과 히트 파이프 하이브리드와 같은 유연한 레이아웃을 선호하는 이유가 바로 여기에 있습니다.

최신 방열판에 히트 파이프가 사용되는 이유는 무엇인가요?

CPU나 그래픽 카드에서 구리 히트 파이프를 본 적이 있을 것입니다. 왜 이렇게 흔하게 볼 수 있을까요?

히트 파이프는 열을 빠르게 분산시키고 핫스팟을 줄이며 핀을 열원으로부터 더 멀리 배치할 수 있기 때문에 사용됩니다. 크기를 늘리지 않고도 냉각 성능을 향상시킵니다.

히트 파이프는 소량의 액체로 채워진 밀폐된 튜브입니다. 한쪽 끝이 뜨거워지면 내부의 액체가 증발합니다. 증기는 더 차가운 쪽 끝으로 이동하여 응축됩니다. 이 사이클은 파이프를 통해 열을 빠르게 전달합니다.

히트 파이프가 필요한 이유

• 매우 높은 열 전도성: 단단한 구리보다 낫습니다.
• 넓은 지느러미 영역에 열을 분산시킵니다.: 핫스팟을 방지합니다.
• 움직이는 부품 없음: 수동적이고 신뢰할 수 있습니다.
• 컴팩트: 타이트한 디자인으로 열을 라우팅합니다.
• 오리엔테이션 친화적: 대부분의 각도, 특히 심지 구조에서 작동합니다.

오늘날 많은 고성능 방열판은 베이스 플레이트와 히트 파이프 및 핀 어레이를 결합합니다. 이 하이브리드 방식은 우수한 전도(파이프를 통한)와 강력한 대류(핀을 통한)를 모두 제공합니다.

예를 들어 노트북이나 소형 PC의 경우 히트 파이프는 측면 또는 상단에 장착된 핀으로 열을 전달합니다. 이를 통해 내부 레이아웃을 깔끔하고 효율적으로 유지할 수 있습니다.

크로스 컷 핀 디자인의 장점은 무엇인가요?

지느러미가 길죠? 하지만 지느러미를 자르면 어떨까요? 믿거나 말거나 도움이 될 수 있습니다. 크로스 컷 핀은 공기 흐름 패턴을 좋은 방향으로 깨뜨리도록 설계되었습니다.

크로스 컷 핀 구조는 경계 층을 허물고 특히 핀 배열의 깊은 곳에서 더 많은 공기 흐름 경로를 허용하여 열 전달을 개선합니다.

직선형 지느러미 디자인에서는 공기가 지느러미 사이의 채널을 통해 흐릅니다. 하지만 그 채널 안쪽에서는 공기의 속도가 느려집니다. 깊숙이 들어갈수록 냉각이 덜 이루어집니다. 핀을 교차 절단하면 이 문제가 해결됩니다.

크로스 컷이 냉각을 개선하는 방법

• 정체된 공기 차단: 컷은 경계 레이어를 끊습니다.
• 전도 경로 단축: 각 지느러미 세그먼트가 더 효율적입니다.
• 다방향 무선 액세스 활성화: 난기류 또는 부분적인 기류에 도움이 됩니다.
• 저속 공기 흐름 성능 개선: 공기가 빠져나가고 들어올 수 있는 경로가 더 많아졌습니다.

하지만 여기에는 장단점이 있습니다. 교차 절단은 공기 흐름 저항을 약간 증가시킬 수 있으며, 너무 많이 절단하면 핀 강도나 열 질량이 감소합니다.

표: 크로스 컷과 표준 핀 비교

크로스 컷은 스트레이트 핀처럼 제작하기 쉽지만 핀 핀에 가까운 성능을 제공하는 두 가지 장점을 모두 갖춘 것으로 생각할 수 있습니다.

결론

방열판 구조에 따라 열전도율이 달라집니다. 핀 핀, 히트 파이프, 크로스 컷, 컴팩트 핀이 각각 역할을 합니다. 공기 흐름, 공간, 열 부하에 따라 적합한 방열판을 선택해야 합니다.