초록 ▼

본 연구에서는 국내외에서 연구되어 이용되고 있는 기존의 냉각방식에 대한 정보를 수집하고 이해하여, 전자기기의 냉각시스템의 설계를 위한 기초자료를 축적하고 새로운 냉각시스템을 개발하고자 하였다. 이러한 취지에서 본 연구에서는 전체 냉각시스템을 2상 폐쇄유로 열사이펀으로 구성하고, 2상 폐쇄유로 열사이펀의 증발부에 전자 회로기판을 모사한 한 개의 경사진 채널을 설치하여 실험을 수행하였다. 본 실험으로 이러한 냉각시스템의 타당성을 검토하고, 경사진 채널의 높이와 열유속을 실험 변수로 선택하여 경사진 채널에서의 flow 비등 열전달 현상

본 연구에서는 국내외에서 연구되어 이용되고 있는 기존의 냉각방식에 대한 정보를 수집하고 이해하여, 전자기기의 냉각시스템의 설계를 위한 기초자료를 축적하고 새로운 냉각시스템을 개발하고자 하였다. 이러한 취지에서 본 연구에서는 전체 냉각시스템을 2상 폐쇄유로 열사이펀으로 구성하고, 2상 폐쇄유로 열사이펀의 증발부에 전자 회로기판을 모사한 한 개의 경사진 채널을 설치하여 실험을 수행하였다. 본 실험으로 이러한 냉각시스템의 타당성을 검토하고, 경사진 채널의 높이와 열유속을 실험 변수로 선택하여 경사진 채널에서의 flow 비등 열전달 현상을 고찰하므로써 실제 냉각시스템의 설계를 위한 기초자료를 얻고자 하였다.

Abstract ▼

As the results of efforts to achieve increased circuit performance in large scale computers, circuits have been packaged closer and closer together to reduce communication time between them and circuit power has been increased for higher circuit speeds. The net result has increased heat flux from ch

As the results of efforts to achieve increased circuit performance in large scale computers, circuits have been packaged closer and closer together to reduce communication time between them and circuit power has been increased for higher circuit speeds. The net result has increased heat flux from chip and modue lcvels. Unless matched by improvements in cooling capability, the high heat flux could result in degrading electrical performance and reliability, and in some cases even cause physical damage to the electronic components. Because cooling capability is widely recognized as a potential constraint on the development of future computers, continued research on cooling technology is needed. Immersion cooling is one of the primary candidates for microelectronic component thermal control because of the high heat flux capability and modest temperature difference associated with boiling heat transfer. There were some attempts to explore the thermal performance of such ebullient cooling systems by investigation boiling heat transfer from a pair of vertically arranged flat isoflux plates. But dryout might take place near the outlet of vertical long channel between the plates. In actual application, if PCB's of the same number are arranged horizontally on the same base area, the channel length will be shorter than with the vertical arrnagement. To utilize this advantage of the horizontal arrangement and for smooth flowing-off of bubbles, inclined arrangement of PCB's would be desirable. The model of the present experiment is a rectangular crosssection channel heated form the bottom, which is inclined at 30 degrees to the horizontal. The channel is installed in a two-phase closed thermosyphon loop where, water is circulated naturally. One of the experimental parameters is heat flux(1.61 x 105, 1.38 x 105, and 0.91 x 105 W/㎠) fom the immersed heater surface, and the other is channel spacing in the range of 1-20mm between the adiabatic upper wall and the heated bottom wall. At constant imposed heat flux, the superheat at the wetted heater surface declined as the channel, spacing narrowed from about l0mm to 1mm, and was in inverse proportion to the averaged mass velocity through the channel.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...15
• 제 2 장 전자기기의 열적설계의 역할...18
• 제 1 절 설계과정...18
• 제 2 절 설계기준의 설정...22
• 제 3 절 기초자료의 확립...25
• 제 3 장 전자기기의 열적설계의 목표...27
• 제 1 절 개 요...27
• 제 2 절 전자부품의 신뢰도...28
• 제 3 절 전자부품의 작동온도와 고장률...30
• 제 4 장 전자기기의 열적설계의 평가...32
• 제 1 절 개 요...32
• 제 2 절 내부 열저항...32
• 제 3 절 외부 열저항...33
• 제 4 절 총합 열저항...34
• 제 5 장 전자기기 냉각방식의 현황...37
• 제 1 절 공기 냉각방식...37
• 1. 공기냉각 모듈...37
• 2. 공기냉각 시스템...40
• 제 2 절 간접 액체 냉각방식...42
• 1. 간접 액체냉각 모듈...46
• 2. 간접 액체냉각 시스템...51
• 제 3 절 직접 액체 냉각 방식...52
• 1. 단상 강제대류 냉각방식...52
• 2. 비둥 냉각방식...55
• 제 4 절 미세유로 냉각방식...59
• 제 5 절 열관 냉각방식...62
• 1. 열관의 구조와 작동원리...62
• 2. 열관의 설계시 및 제작시의 고려사항...64
• 3. 열관 냉각방식의 특징과 사용례...66
• 제 6 절 열전소자 냉각방식...72
• 1. 이론적 배경...72
• 2. 열전소자 냉각방식의 특징과 사용례...74
• 제 6 장 상변화 유동을 이용한 전자 회로기판 냉각장치의 개발...79
• 제 1 절 서 론...79
• 제 2 절 이론적 배경...83
• 1. 2상 폐쇄유로 열사이펀...83
• 2. flow비등 열전달...88
• 제 3 절 실험모델의 선정...92
• 제 4 절 실험변수의 선정...95
• 제 5 절 실험장치의 설계 및 제작...97
• 1. 실험 시스템...97
• 2. 경사진 채널...100
• 3. 수차형 유량계...105
• 4. 전기적 제어장치...112
• 제 6 절 실험방법...115
• 제 7 절 실험결과 및 토의...116
• 1. 채널높이와 평균 질량유속과의 관계...117
• 2. 채널높이와 히터표면의 과열온도와의 관계...120
• 3. 평균 질량유속과 히터표면의 과열온도와의 관계...124
• 제 8 절 결 론...138