KR100677620B1 - 전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기 - Google Patents

전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기 Download PDF

Info

Publication number
KR100677620B1
KR100677620B1 KR1020050112008A KR20050112008A KR100677620B1 KR 100677620 B1 KR100677620 B1 KR 100677620B1 KR 1020050112008 A KR1020050112008 A KR 1020050112008A KR 20050112008 A KR20050112008 A KR 20050112008A KR 100677620 B1 KR100677620 B1 KR 100677620B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive filler
thermally conductive
electronic device
printed circuit
circuit board
Prior art date
Application number
KR1020050112008A
Other languages
English (en)
Inventor
김성협
이상재
김선수
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050112008A priority Critical patent/KR100677620B1/ko
Priority to US11/589,740 priority patent/US20070115644A1/en
Priority to EP06812424A priority patent/EP1952545A4/en
Priority to EP14160581.6A priority patent/EP2747532B1/en
Priority to PCT/KR2006/004587 priority patent/WO2007061190A1/en
Priority to CNA2006800315221A priority patent/CN101253696A/zh
Priority to CN201310231688XA priority patent/CN103327794A/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR100677620B1 publication Critical patent/KR100677620B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0086Casings, cabinets or drawers for electric apparatus portable, e.g. battery operated apparatus
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1626Constructional details or arrangements for portable computers with a single-body enclosure integrating a flat display, e.g. Personal Digital Assistants [PDAs]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1656Details related to functional adaptations of the enclosure, e.g. to provide protection against EMI, shock, water, or to host detachable peripherals like a mouse or removable expansions units like PCMCIA cards, or to provide access to internal components for maintenance or to removable storage supports like CDs or DVDs, or to mechanically mount accessories
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/20Cooling means
    • G06F1/203Cooling means for portable computers, e.g. for laptops
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02Constructional features of telephone sets
    • H04M1/0202Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/026Details of the structure or mounting of specific components
    • H04M1/0277Details of the structure or mounting of specific components for a printed circuit board assembly
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0104Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0133Elastomeric or compliant polymer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203Fillers and particles
    • H05K2201/0206Materials
    • H05K2201/0209Inorganic, non-metallic particles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation

Abstract

본 발명은 냉각이 어려운 휴대용 소형 전자기기를 효율적으로 냉각할 수 있는 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기에 관한 것이다. 본 발명의 한 유형에 따른 전자기기의 냉각 방법은, 전자기기의 조립시, 인쇄회로기판의 상면, 인쇄회로기판의 하면 및 케이스의 내면 중에서 적어도 하나의 위치에 신축성, 가요성 및 내열성을 갖는 열전도성 충진재를 배치함으로써, 조립 후, 상기 열전도성 충진재가 전자기기 내부의 부품들과 밀착되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기{Method of cooling electronic device and electronic device having improved cooling efficiency}
도 1은 종래의 기술에 따른 방열수지가 배치될 전자기기의 하부 케이스를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 하부 케이스 내에 종래의 기술에 따른 방열수지가 배치된 상태를 도시한다.
도 3은 본 발명이 적용될 전자기기의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 전자기기의 동작 중 발생하는 열의 분포를 개략적으로 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 전자기기의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 열전도성 충진재를 포함하는 전자기기를 예시적으로 도시하는 분리 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 냉각 효과를 다른 방법에 따른 냉각 효과와 비교하여 보이기 위한 그래프이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
20.....휴대용 전자기기 21.....케이스
22.....스피커 23.....배터리
24.....인쇄회로기판 25.....하드디스크 드라이브
26.....키패드 27.....디스플레이 패널
28.....열전도성 충진재
본 발명은 전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기에 관한 것으로, 특히, 냉각이 어려운 휴대용 소형 전자기기를 효율적으로 냉각할 수 있는 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기에 관한 것이다.
캠코더, 휴대폰, 개인 휴대 단말기(PDA), 휴대용멀티미디어플레이어(PMP), MP3 플레이어, 노트북 PC 등과 같은 휴대용 전자기기는 계속 소형화, 고기능화 되고 있다. 이렇게 전자기기가 소형화, 고기능화 되면서, 예컨대, 칩셋과 같은 전자기기 내부의 부품들에서 발생하는 열이 증가하고 있다. 그러나, 전자기기가 소형화 됨에 따라 전자기기 내부의 부품들을 냉각하기가 더욱 어려워지고 있다. 일반적인 전자기기의 냉각 방법으로는, 예컨대, 냉각팬, 냉각핀, 히트싱크, 벤트홀 등을 사용하는 방법이 있다. 그러나, 소형화된 휴대용 전자기기의 경우, 내부의 공간이 부족하여 냉각팬, 냉각핀 또는 히트싱크 등과 같은 냉각 장치를 사용하는 것이 곤란하다. 만약, 이들 냉각 장치를 사용할 경우, 전자기기의 전체적인 크기가 크게 증가할 수밖에 없다. 또한, 외부 공기를 유입하여 자연 냉각시키기 위한 벤트홀을 사 용하는 방법 역시, 전자기기 내부의 공간이 매우 협소하기 때문에 그다지 큰 효과를 얻을 수 없다.
이에 따라 휴대용 소형 전자기기의 냉각을 위해 여러 가지 냉각 기술이 제안되고 있다. 예컨대, 2005년6월23일 공개된 한국공개특허공보 제2005-0061885호는 흡방열수지를 이용하여 휴대폰 단말기를 냉각하는 방법을 개시하고 있다. 상기 공개특허에 따르면, 도 1과 같은 휴대폰 단말기의 하부 케이스(10)에, 도 2와 같이, 인쇄회로기판(PCB) 위에 실장된 각종 부품들의 전체적인 형상과 일치하도록 사출성형된 흡방열수지(11a,11b)를 장착한다. 그런 후, 상기 흡방열수지(11a,11b) 위에 인쇄회로기판을 배치 및 고정하도록 하고 있다. 상기 공개특허의 경우, 흡방열수지(11a,11b)의 표면을, 인쇄회로기판 위의 각종 부품들의 전체적인 형상과 일치하도록 가공하여야 한다. 또한, 휴대폰 단말기의 하부 케이스(10)에 형성된 다수의 구획들과 동일한 형태로 흡방열수지(11a,11b)를 형성해야 한다.
그 결과, 회로 및 케이스의 설계가 약간만 바뀌더라도 흡방열수지를 새로 성형해야 한다. 따라서, 제품마다 또는 동일 제품 내에서도 모델마다 다른 형태의 흡방열수지를 사용할 수밖에 없다. 이로 인해, 제조비용이 증가하고, 조립시간이 증가한다. 또한, 아무리 정교하게 흡방열수지의 표면을 성형하더라도, 자체의 공차로 인하여 인쇄회로기판 위에 실장된 각각의 부품들이 흡방열수지의 표면과 완벽히 균일하게 접촉하지 못하게 될 수 있다. 이로 인해, 냉각 효율이 저하될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판에 작은 부품들이 많이 실장되어 있을 경우, 흡방열수지의 표면을 이들 부품들과 정확히 일치시키기 어려워서 조립과정이 복잡하게 될 수 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 간단하고 효율적이며, 제품 또는 모델마다 다른 냉각부재를 사용할 필요가 없는 전자기기의 냉각 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 제작 및 조립이 간단하며, 냉각 효율이 향상된 전자기기를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 유형에 따른 전자기기의 냉각 방법은, 전자기기의 조립시, 인쇄회로기판의 상면, 인쇄회로기판의 하면 및 케이스의 내면 중에서 적어도 하나의 위치에 신축성, 가요성 및 내열성을 갖는 열전도성 충진재를 배치함으로써, 조립 후, 상기 열전도성 충진재가 전자기기 내부의 부품들과 밀착되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 열전도성 충진재는 인쇄회로기판의 상면과 상부 케이스 사이의 공간에 배치될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 열전도성 충진재의 이완시 두께가 인쇄회로기판의 상면과 상부 케이스 사이의 간격 보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전도성 충진재는 인쇄회로기판의 하면과 하부 케이스 사이의 공간에 배치될 수도 있으며, 바람직하게는, 상기 열전도성 충진재의 이완시 두께가 인쇄회로기판의 하면과 하부 케이스 사이의 간격 보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 열전도성 충진재는 상기 전자기기 내부의 적어도 발열성 부품과 밀착하도록, 전자기기 내부의 공간에 적어도 부분적으로 배치될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 열전도성 충진재의 열전달율은 공기의 열전달율의 적어도 3배인 것이 적당하다. 바람직하게는, 상기 열전도성 충진재의 열전달율은 적어도 0.08W/m-K 인 것이 적당하다.
또한, 상기 열전도성 충진재는, 예컨대, 실리콘 고무(silicon rubber) 또는 스폰지와 같은 발포성 수지일 수 있다.
이러한 열전도성 충진재는 이완시 평탄한 모양을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 유형에 따른 냉각 효율이 향상된 전자기기는, 전자부품들이 실장된 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판을 둘러싸는 케이스를 구비하며, 상기 인쇄회로기판의 상면, 인쇄회로기판의 하면 및 케이스의 내면 중에서 적어도 하나의 위치에 신축성, 가요성 및 내열성을 갖는 열전도성 충진재가 삽입됨으로써, 상기 열전도성 충진재가 전자기기 내부의 부품들과 밀착되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기의 구성 및 효과에 대해 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 종래에는 휴대용 소형 전자기기 내부의 부품에서 발생하는 열을 방열하는 데 여러 가지 어려움이 있었다. 본 발명은 전자기기의 내부 부품을 효과적으로 냉각시키기 위하여, 예컨대, 스폰지와 같이 신축성, 가요성 및 내열성을 갖는 열전도성 충진재를 전자기기 내부의 빈 공간 사이에 충진하여, 전자기기 내부의 부품에 열전도성 충진재를 밀착시키는 방법을 채용하였다. 그리고, 여러 가지 조건에 따른 열유동 해석을 통해, 상기 열전도성 충진재에 의한 냉각 효과를 확인할 수 있었다.
열유동 해석은, 도 3에 도시된 것과 같은 구조의 전자기기에 대해 예시적으로 수행하였다. 도 3은 YM-P1이라는 모델명으로 본 출원인에 의해 출시되는 휴대용멀티미디어플레이어(PMP)의 구조를 개략적으로 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 멀티미디어플레이어는, 케이스(21)의 상면에 LCD와 같은 디스플레이 패널(27)과 키패드(26), 그리고 소형 스피커(22)가 배치된 구조를 하고 있다. 상기 케이스(21)의 내부에는 각종 전자부품들이 실장되어 있는 인쇄회로기판(24)가 고정되어 있고, 인쇄회로기판(24)의 일측에는 배터리(23)가 장착되어 있으며, 인쇄회로기판(24)의 하부에는 하드디스크 드라이브(25)가 배치되어 있다. 이러한 멀티미디어플레이어의 경우, 별도의 냉각 수단이 없다면, 도 4에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(24)의 중심부에서는 동작시의 최고 온도가 대략 60℃를 넘게 된다.
본 발명은 이러한 인쇄회로기판(24)에 실장된 발열성 전자부품을 냉각시키기 위한 수단으로서 신축성, 가요성 및 내열성을 갖는 열전도성 충진재를 채용한다. 도 5a 내지 도 5c는 이러한 열전도성 충진재를 멀티미디어플레이어 내부의 빈 공간에 충진한 예를 도시하는 단면도이다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 멀티미디어플레이어의 내부의 빈 공간 전체를 열전도성 충진재(28)로 충진할 수 있다. 또한, 발열성 부품이 인쇄회로기판(24)의 하면에만 실장되어 있는 경우에는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(24)의 아래쪽에만 열전도성 충진재(28)를 충진할 수도 있다. 또한, 발열성 부품이 인쇄회로기판(24)의 상면에만 실장되어 있는 경우에는, 도 5c에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(24)의 위쪽에만 열전도성 충진재(28)를 충진할 수도 있다.
이렇게 멀티미디어플레이어의 내부의 빈 공간에 열전도성 충진재(28)를 충진하기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 이완시에 실질적으로 평탄한 모양을 갖는 신축성 및 가요성 열전도성 충진재(28)를 이용한다. 즉, 인쇄회로기판(24)의 상면과 디스플레이 패널(27) 사이에, 인쇄회로기판(24)의 하면과 하드디스크 드라이브(25)의 사이에, 그리고 하부 케이스(21a)와 하드디스크 드라이브(25) 사이에, 신축성 및 가요성을 갖는 열전도성 충진재(28)를 각각 배치한다. 여기서, 각각의 열전도성 충진재(28)의 이완시 두께는, 상기 열전도성 충진재(28)가 배치된 공간의 조립후의 두께 보다 큰 것이 바람직하다. 이렇게 열전도성 충진재(28)를 배치한 후에는, 하부 케이스(21a), 측면 케이스(21b) 및 상부 케이스(21c)를 서로 맞물려 조립 및 고정한다. 그러면, 신축성을 갖는 열전도성 충진재(28)가 압착되면서 멀티미디어플레이어 내부의 부품들과 밀착될 수 있다. 예컨대, 인쇄회로기판(24)의 상면과 디스플레이 패널(27) 사이에 배치된 열전도성 충진재(28)는, 조립후 상기 디스플레이 패널(27)에 의해 인쇄회로기판(24) 위로 압착되므로, 인쇄회로기판(24)의 상면에 실장된 전자부품들과 밀착될 수 있다. 특히, 상기 열전도성 충진재(28)가 신축성이 있으므로, 인쇄회로기판(24)의 상면에 실장된 전자부품들의 높이 및 크기와 관계 없이, 모든 부품들과 고르게 밀착되는 것이 가능하다.
도 5a 내지 도 5c 및 도 6은, 모델명 YM-P1의 멀티미디어플레이어를 예로서 도시하고 있으나, 상기 열전도성 충진재는, 예컨대, 캠코더, 휴대폰, 개인 휴대 단말기(PDA), MP3 플레이어, 노트북 PC 등과 같은 다른 전자기기에도 동일하게 적용할 수 있다. 이 경우, 상기 열전도성 충진재가 배치되는 위치는 달라질 수도 있다. 예컨대, 열전도성 충진재는 인쇄회로기판의 상면과 상부 케이스 사이의 공간에 배치될 수 있으며, 이 경우, 상기 열전도성 충진재의 이완시 두께는 인쇄회로기판의 상면과 상부 케이스 사이의 간격 보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 열전도성 충진재는 인쇄회로기판의 하면과 하부 케이스 사이의 공간에 배치될 수도 있으며, 이 경우, 상기 열전도성 충진재의 이완시 두께는 인쇄회로기판의 하면과 하부 케이스 사이의 간격 보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 상부 또는 하부 케이스의 내면에 열전도성 충진재를 직접 부착한 후 조립하는 것도 가능하다. 도 5a 내지 도 5c 및 도 6의 경우, 열전도성 충진재가 인쇄회로기판의 전체 영역과 밀착하고 있지만, 인쇄회로기판 위에 실장된 전자부품들 중에서 발열성 부품에만 밀착되도록 부분적으로 열전도성 충진재를 배치하는 것도 가능하다.
이러한 열전도성 충진재로서는 신축성, 가요성 및 내열성이 있으며, 열전달율이 공기의 열전달율의 적어도 3배인 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 공기의 열전달율은 1기압, 27℃에서 약 0.026W/m-K 이므로, 상기 열전도성 충진재의 열전달율이 적어도 약 0.08W/m-K 이면 확실한 냉각효과를 얻을 수 있다. 그러한 재료로서, 예컨대, 스폰지(sponge)와 같은 발포성 수지 재료를 사용할 수도 있으며, 보다 바람직하게는, 실리콘 고무(silicon rubber)를 사용할 수 있다. 스폰지와 실리콘 고무는 모두 신축성과 가요성이 뛰어나며, 내열성도 갖추고 있다. 여기서, 내열성은 수백 ℃의 고온까지 견딜 것을 요구하는 것은 아니며, 발열성 전자부품에서 발생하는 열에 견딜 수 있는 정도이면 충분하다. 또한, 스폰지의 열전달율은 약 0.4W/m-K 이며, 실리콘 고무의 열전달율은 약 2W/m-K 이므로, 스폰지와 실리콘 고무는 열전달율에 대한 요구조건도 만족시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 냉각 효과를 다른 방법에 따른 냉각 효과와 비교하여 보이는 그래프이다. 도 7 및 도 8의 그래프는 열유동 해석 방법을 통해 얻은 결과이다. 상기 열유동 해석은, 외기의 온도가 27℃이고 기압이 1기압인 조건에서, 도 3에 도시된 것과 같은 멀티미디어플레이어에 대해, 3D 유한체적모델링 방법으로 수행되었다. 상기 멀티미디어플레이어에서, 인쇄회로기판 상에 존재하는 열원으로는 디지털멀티미디어방송(DMB)과 관련된 기능을 수행하는 칩인 DMB칩, DA320칩 및 S3CA470칩만이 있는 것으로 가정하였다. 모의실험을 통한 해석 결과와 실제 실험에 의한 측정 결과는 약 8.8℃의 차이가 있었기 때문에, 도 7 및 도 8에 도시된 그래프는 이러한 오차를 보정한 후의 결과를 나타낸다.
도 7 및 도 8의 그래프에서, 해석1은 도 3과 같은 멀티미디어플레이어의 내부에 본 발명에 따른 열전도성 충진재를 충진하지 않은 경우이다. 해석2는, 멀티미디어플레이어의 내부에 열전도성 충진재를 충진하지 않은 상태에서, 내부의 열원이 외기와 직접 접하도록 상부 케이스를 제거한 경우이다. 해석3은, 열전도성 충진재가 충진되지 않은 멀티미디어플레이어에 있어서, 케이스의 재질을 플라스틱에서 알루미늄으로 변경한 경우이다. 또한, 해석4는 멀티미디어플레이어의 내부에 열전도성 충진재로서 실리콘 고무를 충진한 경우이다. 마지막으로, 해석5는 멀티미디어플레이어의 내부에 열전도성 충진재로서 스폰지를 충진한 경우이다.
도 7을 통해 알 수 있듯이, 열전도성 충진재가 없는 해석1의 경우에는, 멀티미디어플레이어 내부의 열원(즉, DMB칩, DA320칩 및 S3CA470칩)의 온도가 약 65~70℃에 이르게 되며, 케이스 표면의 온도도 약 60℃에 이르게 된다. 또한, 상부 케이스를 제거한 해석2의 경우에는, 열원의 온도가 약 55~62℃ 정도로 떨어졌으며, 케이스 표면의 온도도 약 52℃까지 떨어졌다. 이는 자연 대류에 의해 최대로 냉각될 수 있는 한계로 볼 수 있다. 한편, 케이스를 알루미늄으로 변경한 해석3의 경우, 열원의 온도는 해석2의 경우와 거의 비슷했지만, 케이스 표면의 온도만이 약 41℃ 정도로 크게 떨어졌다. 반면, 열전도성 충진재로서 실리콘 고무를 충진한 해석4의 경우, 열원과 케이스 표면의 온도가 모두 43~44℃ 정도로 비슷하게 하락하는 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 열전도성 충진재로서 스폰지를 충진한 해석5의 경우에도, 열원과 케이스 표면의 온도가 모두 45~49℃의 범위 내로 하락하는 효과를 얻을 수 있었다. 특히, 해석4와 해석5의 결과를 비교할 때, 실리콘 고무와 스폰지의 열전달율에 서로 큰 차이가 있음에도 불구하고, 냉각 효과에 있어서는 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있다.
도 8은, 해석1의 결과와 비교할 때, 해석2 내지 해석5에서 열원과 케이스 표면의 온도 하락 효과를 보이는 그래프이다. 도 8을 통해 알 수 있듯이, 해석2의 경우에는 열원과 케이스가 약 10℃ 이내의 하락 효과가 있었다. 해석3의 경우, 케이스의 표면 온도는 약 20℃ 가까이 하락하였지만, 열원은 약 10℃ 이내의 하락 효과 가 있었다. 반면, 해석4의 경우, 열원의 온도가 약 22~26℃ 나 하락하였으며, 케이스 표면의 온도도 약 16℃ 나 하락하였다. 또한, 해석5의 경우, 열원의 온도가 약 18~22℃ 나 하락하였으며, 케이스 표면의 온도도 약 14℃ 하락하였다.
따라서, 도 5a 내지 도 5c 및 도 6에 도시된 본 발명의 양호한 실시예에서와 같이, 전자기기 내부의 빈 공간에 스폰지나 실리콘 고무와 같은 열전도성 충진재를 충진할 경우, 전자기기의 크기를 증가시키지 않고도 간단하게 전자기기를 냉각시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 스폰지나 실리콘 고무와 같은 열전도성 충진재를 전자기기 내부의 빈 공간에 채움으로써, 전자기기의 크기를 증가시키지 않고도 간단하고 효율적으로 전자기기를 냉각시킬 수 있다. 또한, 전자기기의 조립시, 신축성과 가요성을 갖는 열전도성 충진재를 열원 상에 배치하는 공정만이 추가되기 때문에, 조립 공정이 복잡해지지 않는다. 더욱이, 열전도성 충진재의 표면을 특정한 형태로 가공할 필요가 없기 때문에, 제품마다 또는 모델마다 각각 다른 형태의 열전도성 충진재를 사용할 필요가 없다. 따라서, 종래에 비하여 제조 공정이 간단하며 및 제조 비용 역시 저감시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 전자기기의 조립시, 인쇄회로기판의 상면, 인쇄회로기판의 하면 및 케이스의 내면 중에서 적어도 하나의 위치에 열전도성 충진재를 배치함으로써, 조립 후, 상기 열전도성 충진재가 전자기기 내부의 부품들과 밀착되도록 하는 것으로,
    상기 열전도성 충진재는 신축성이 있는 실리콘 고무 또는 발포성 수지로 이루어지며,
    상기 열전도성 충진재의 이완시 두께는 상기 열전도성 충진재가 배치될 공간의 간격 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기기의 냉각 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재는 인쇄회로기판의 상면과 상부 케이스 사이의 공간에 배치되며, 상기 열전도성 충진재의 이완시 두께는 인쇄회로기판의 상면과 상부 케이스 사이의 간격 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기기의 냉각 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재는 인쇄회로기판의 하면과 하부 케이스 사이의 공간에 배치되며, 상기 열전도성 충진재의 이완시 두께는 인쇄회로기판의 하면과 하부 케이스 사이의 간격 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기기의 냉각 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재는 상기 전자기기 내부의 적어도 발열성 부품과 밀착하도록, 전자기기 내부의 공간에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 냉각 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재의 열전달율은 공기의 열전달율의 3배보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기기의 냉각 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재의 열전달율은 적어도 0.08W/m-K 인 것을 특징으로 하는 전자기기의 냉각 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재는 이완시 평탄한 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기기의 냉각 방법.
  9. 전자부품이 실장된 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판을 둘러싸는 케이스를 구비하는 전자기기에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 상면, 인쇄회로기판의 하면 및 케이스의 내면 중에서 적어도 하나의 위치에 열전도성 충진재가 삽입되어 상기 전자기기 내부의 부품들과 밀착되며,
    상기 열전도성 충진재는 신축성이 있는 실리콘 고무 또는 발포성 수지로 이루어지고,
    상기 열전도성 충진재의 이완시 두께는 상기 열전도성 충진재가 배치될 공간의 간격 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재는 인쇄회로기판의 상면과 케이스 사이의 공간에 배치되며, 상기 열전도성 충진재의 이완시 두께는 인쇄회로기판의 상면과 케이스 사이의 간격 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재는 인쇄회로기판의 하면과 케이스 사이의 공간에 배치되며, 상기 열전도성 충진재의 이완시 두께는 인쇄회로기판의 하면과 케이스 사이의 간격 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재는 전자기기 내부의 적어도 발열성 부품과 밀착할 수 있도록, 상기 발열성 부품의 주위에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기기.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재의 열전달율은 공기의 열전달율의 3배보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재의 열전달율은 적어도 0.08W/m-K 인 것을 특징으로 하는 전자기기.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 열전도성 충진재는 이완시 평탄한 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기기.
KR1020050112008A 2005-11-22 2005-11-22 전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기 KR100677620B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050112008A KR100677620B1 (ko) 2005-11-22 2005-11-22 전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기
US11/589,740 US20070115644A1 (en) 2005-11-22 2006-10-31 Method of cooling electronic device and electronic device with improved cooling efficiency
EP06812424A EP1952545A4 (en) 2005-11-22 2006-11-06 METHOD FOR COOLING ELECTRONIC DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE WITH IMPROVED COOLING EFFICIENCY
EP14160581.6A EP2747532B1 (en) 2005-11-22 2006-11-06 Method of cooling electronic device and electronic device with improved cooling efficiency
PCT/KR2006/004587 WO2007061190A1 (en) 2005-11-22 2006-11-06 Method of cooling electronic device and electronic device with improved cooling efficiency
CNA2006800315221A CN101253696A (zh) 2005-11-22 2006-11-06 冷却电子装置的方法及具有改进的冷却效率的电子装置
CN201310231688XA CN103327794A (zh) 2005-11-22 2006-11-06 冷却电子装置的方法及具有改进的冷却效率的电子装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050112008A KR100677620B1 (ko) 2005-11-22 2005-11-22 전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100677620B1 true KR100677620B1 (ko) 2007-02-02

Family

ID=38053238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050112008A KR100677620B1 (ko) 2005-11-22 2005-11-22 전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070115644A1 (ko)
EP (2) EP1952545A4 (ko)
KR (1) KR100677620B1 (ko)
CN (2) CN103327794A (ko)
WO (1) WO2007061190A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101740126B1 (ko) * 2014-06-13 2017-05-25 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 센서 장치 및 인코더
KR20190081789A (ko) 2017-12-29 2019-07-09 이동진 휴대폰 쿨링 케이스
KR102292622B1 (ko) * 2020-12-09 2021-08-24 주식회사 솔루엠 충진체를 이용한 방열 구조를 갖는 전기기기 및 이의 제조 방법
US11955755B2 (en) 2020-12-02 2024-04-09 Solum Co., Ltd. Electric appliance and adapter

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8576561B2 (en) 2010-02-02 2013-11-05 Apple Inc. Handheld device enclosure
CN103547111B (zh) * 2012-07-09 2016-08-10 光宝电子(广州)有限公司 平面式散热结构及电子装置
KR101976180B1 (ko) * 2012-08-13 2019-05-08 엘지전자 주식회사 이동 단말기
TWM475135U (zh) * 2013-06-28 2014-03-21 Fih Hong Kong Ltd 可攜式電子裝置保護殼
KR102184621B1 (ko) * 2014-02-21 2020-11-30 삼성전자주식회사 방열 쉬트를 구비한 이동 통신 단말기
DE202014002060U1 (de) * 2014-03-06 2015-04-08 HKR Seuffer Automotive GmbH & Co. KG Kühleinrichtung und Kühlanordnung mit der Kühleinrichtung
US9690341B2 (en) * 2015-09-04 2017-06-27 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat insulation structure for hand-held device and hand-held device with same
CN105636408A (zh) * 2015-10-29 2016-06-01 东莞酷派软件技术有限公司 移动终端
EP3255665B1 (en) 2016-06-08 2022-01-12 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Electronic device with component carrier and method for producing it
CN108369838B (zh) 2016-09-22 2020-06-02 山岸宽光 电缆、设备以及电力供给方法
EP3302006A1 (en) 2016-09-30 2018-04-04 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Component carrier comprising at least one heat pipe and method for producing said component carrier
US9775229B1 (en) * 2017-01-25 2017-09-26 Nvidia Corporation Internally die-referenced thermal transfer plate
US10886821B2 (en) * 2018-12-28 2021-01-05 Apple Inc. Haptic actuator including thermally coupled heat spreading layer and related methods
CN112566408A (zh) * 2020-03-20 2021-03-26 赵泽明 一种防高温损坏的家用电子产品充电设备及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000209474A (ja) 1999-01-20 2000-07-28 Fujitsu General Ltd Ccdカメラ
JP2001189582A (ja) 1999-12-28 2001-07-10 Kitagawa Ind Co Ltd 電子部品用放熱体
JP2005032912A (ja) 2003-07-10 2005-02-03 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 電力変換装置

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3564164A (en) * 1968-01-25 1971-02-16 Bell Telephone Labor Inc Method for constructing telephone stations using flowable, adhesive hardening material; and instruments so built
US4233645A (en) * 1978-10-02 1980-11-11 International Business Machines Corporation Semiconductor package with improved conduction cooling structure
FR2669178B1 (fr) * 1990-11-09 1996-07-26 Merlin Gerin Coffre et carte electronique a drain thermique et procede de fabrication d'une telle carte.
DE4111247C3 (de) * 1991-04-08 1996-11-21 Export Contor Ausenhandelsgese Schaltungsanordnung
JPH0737567A (ja) * 1993-07-19 1995-02-07 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd バッテリーの断熱装置
JPH08227952A (ja) * 1995-02-20 1996-09-03 Fujitsu General Ltd パワーモジュール
DE29514398U1 (de) * 1995-09-07 1995-10-19 Siemens Ag Abschirmung für Flachbaugruppen
DE19649798A1 (de) * 1996-12-02 1998-06-04 Abb Research Ltd Leistungshalbleitermodul
US6665192B2 (en) * 1997-02-18 2003-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Synthetic resin capping layer on a printed circuit
DE19734110C1 (de) * 1997-08-07 1998-11-19 Bosch Gmbh Robert Elektrisches Gerät mit einer Leiterplatte und Verfahren zum Fügen des Geräts
US5975922A (en) * 1998-03-09 1999-11-02 Lucent Technologies Inc. Device containing directionally conductive composite medium
TW548641B (en) * 1998-07-30 2003-08-21 Lg Electronics Inc Sound muffling and heat-discharging case for computer storage device
US6101094A (en) 1998-12-18 2000-08-08 Sun Microsystems, Inc. Printed circuit board with integrated cooling mechanism
US6496373B1 (en) * 1999-11-04 2002-12-17 Amerasia International Technology, Inc. Compressible thermally-conductive interface
US6317324B1 (en) * 2000-02-01 2001-11-13 Shiaw-Jong Steve Chen Encapsulated power supply with a high thermal conductivity molded insert
BRPI0100051B1 (pt) * 2001-01-11 2016-11-29 Brasil Compressores Sa gabinete de dispositivo eletrônico
JP2002209474A (ja) * 2001-01-15 2002-07-30 Fujikyu Kk 釣 針
US6707671B2 (en) * 2001-05-31 2004-03-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power module and method of manufacturing the same
SE522857C2 (sv) * 2001-11-23 2004-03-09 Optillion Ab Värmestyrd optoelektrisk enhet
US20030128519A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-10 International Business Machine Corporartion Flexible, thermally conductive, electrically insulating gap filler, method to prepare same, and method using same
ITTO20020416A1 (it) * 2002-05-16 2003-11-17 Negesat Di Boer Fabrizio E C S Struttura di contenimento e dissipazione termica per apparecchiature elettroniche.
US7023699B2 (en) * 2002-06-10 2006-04-04 Visteon Global Technologies, Inc. Liquid cooled metal thermal stack for high-power dies
US7057896B2 (en) * 2002-08-21 2006-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power module and production method thereof
TW592030B (en) * 2003-04-29 2004-06-11 Quanta Comp Inc Functional module and manufacturing method thereof
JP2005057088A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Agilent Technol Inc 多層構造の熱伝導部材、および、それを用いた電子機器
JP4479381B2 (ja) * 2003-09-24 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器
US7292441B2 (en) * 2003-11-25 2007-11-06 Advanced Energy Technology Inc. Thermal solution for portable electronic devices
KR20050061885A (ko) 2003-12-18 2005-06-23 엘지전자 주식회사 휴대용 단말기의 방열장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000209474A (ja) 1999-01-20 2000-07-28 Fujitsu General Ltd Ccdカメラ
JP2001189582A (ja) 1999-12-28 2001-07-10 Kitagawa Ind Co Ltd 電子部品用放熱体
JP2005032912A (ja) 2003-07-10 2005-02-03 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 電力変換装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
12209474 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101740126B1 (ko) * 2014-06-13 2017-05-25 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 센서 장치 및 인코더
KR20190081789A (ko) 2017-12-29 2019-07-09 이동진 휴대폰 쿨링 케이스
US11955755B2 (en) 2020-12-02 2024-04-09 Solum Co., Ltd. Electric appliance and adapter
KR102292622B1 (ko) * 2020-12-09 2021-08-24 주식회사 솔루엠 충진체를 이용한 방열 구조를 갖는 전기기기 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20070115644A1 (en) 2007-05-24
WO2007061190A1 (en) 2007-05-31
EP1952545A4 (en) 2010-10-27
EP1952545A1 (en) 2008-08-06
EP2747532B1 (en) 2016-12-21
CN101253696A (zh) 2008-08-27
CN103327794A (zh) 2013-09-25
EP2747532A1 (en) 2014-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100677620B1 (ko) 전자기기의 냉각 방법 및 냉각 효율이 향상된 전자기기
US8477499B2 (en) Assemblies and methods for dissipating heat from handheld electronic devices
EP2262354A1 (en) Assemblies and methods for dissipating heat from handheld electronic devices
US9165854B2 (en) Heat dissipation features, electronic devices incorporating heat dissipation features, and methods of making heat dissipation features
US6347035B1 (en) Low profile EMI shield with heat spreading plate
US8564957B2 (en) Cooling structure for electronic equipment
US8059401B2 (en) Electronic device with heat dissipation module
US8879263B2 (en) Conducting heat away from a printed circuit board assembly in an enclosure
US5737187A (en) Apparatus, method and system for thermal management of an unpackaged semiconductor device
US8120917B2 (en) Heat dissipation device
US20070263352A1 (en) Plastics Utilizing Thermally Conductive Film
TWI483672B (zh) 具有熱管理特徵之電子裝置包封體及散熱結構
US8531841B2 (en) IC thermal management system
US20100155023A1 (en) Heat dissipation apparatus having heat pipes inserted therein
JP2006054356A (ja) 熱伝導部材
JP2009016605A (ja) 放熱構造体、その製造方法及び放熱構造体を用いた屋内用基地局装置
JPH05160312A (ja) 電子パッケージ用モジュール
Qiu et al. Study on heat dissipation in Package-on-Package (POP)
Moon et al. Thermal management of a stacked-die package in a handheld electronic device using passive solutions
US8934249B2 (en) Electronic device with heat dissipation assembly
US20100128443A1 (en) Heat dissipating module
Kromann Thermal modeling and experimental characterization of the C4/surface-mount-array interconnect technologies
JP2006514429A (ja) 電子器具用の放熱装置
Kumar Thermal management of RF and digital electronic assemblies using optimized materials and PCB designs
JP2021131683A (ja) プログラマブルロジックコントローラ、電子装置および接触面の選択方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121228

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131230

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141223

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151229

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161228

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171228

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181227

Year of fee payment: 13