KR101055467B1

KR101055467B1 - 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조

Info

Publication number: KR101055467B1
Application number: KR1020100019073A
Authority: KR
Inventors: 김종국
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-08-08

Abstract

본 발명에 따른 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조는 방열기판, 방열기판이 장착되며, 방열기판을 외부로부터 보호하는 보호케이스, 방열기판에 형성된 방열홀에 삽입되며, 일측이 금속코어층에 접촉하고 타측이 상기 보호케이스에 접촉하는 방열핀을 포함하여 보호케이스 외부로 방열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 방열핀은 방열기판을 보호케이스 내에 장착하는 보조 고정핀의 역할을 수행하여 방열기판이 보호케이스 내에 안정하게 장착될 수 있다.

Description

보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조{Heat-radiating structure for protect case mounted Heat-radiating substrate}

본 발명은 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조에 관한 것이다.

최근 네트워크용 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)에서 고성능의 요구에 따라 부품의 집적도가 높아지고 있다. 그에 따라, PCB의 방열요소가 중요한 사항으로 떠오르고 있다.

현재, PCB 레벨에서의 효과적인 방열을 위해 PCB 내부에 금속코어층을 삽입하는 기술이 보편화 되어 있으나, PCB가 전자제품 등에 장착되어 작동되는 경우 PCB 레벨 이외에서 PCB의 방열문제를 해결하기 위한 방법이 미미한 상황이다.

종래에 PCB를 보호케이스에 장착하는 경우, PCB에 형성된 고정홀에 PCB 고정핀을 삽입하여 케이스에 연결하는 방식을 사용하였다.

이러한 종래의 방식은 PCB에서 발생하는 열이 케이스 밖으로 이동하지 못하여 케이스 내부의 온도가 올라가고, PCB에서 방출된 열이 다시 PCB에 전달되어 PCB의 방열성을 저해시키는 문제점이 있었다.

그리고, PCB와 케이스를 연결하는 고정핀이 방열로 역할을 한다고 하더라도, 고정홀이 주로 금속층과 연결되지 않는 더미부에 형성되어 방열효율이 매우 낮았다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 방열기판의 내층을 구성하는 금속코어층을 외부로 노출시키는 방열홀을 방열기판에 형성하고, 일측이 방열홀에 삽입되어 금속코어층과 연결되며, 타측이 보호케이스와 연결되는 방열핀을 채용하여 방열기판에서 발생한 열을 보호케이스로 직접 전달함으로써 방열성이 향상된 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 방열핀은 방열기판을 보호케이스 내에 장착하는 보조 고정핀의 역할을 수행하여 방열기판이 보호케이스 내에 안정하게 장착될 수 있다.

본 발명은 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조에 관한 것으로, 내층에 위치하는 금속코어층, 및 상기 금속코어층이 외부에 노출되도록 외면에서 두께방향으로 형성된 방열홀을 포함하는 방열기판, 상기 방열기판이 장착되며, 상기 방열기판을 외부로부터 보호하는 보호케이스, 및 상기 방열홀에 삽입되며, 일측이 상기 금속코어층에 접촉하고 타측이 상기 보호케이스에 접촉하는 방열핀을 포함한다.

또한, 본 발명의 상기 방열기판은 더미부에 형성되며, 외면에서 두께방향으로 형성된 고정홀을 더 포함하고, 상기 방열기판은 일측이 상기 고정홀에 삽입되고, 타측이 상기 보호케이스에 접촉하는 고정핀에 의해 상기 보호케이스에 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 방열기판은 상기 방열홀에서 연장되며, 상기 금속코어층의 표면에서 두께방향으로 형성된 방열홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 방열핀의 일측은 상기 방열홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 방열홈과 상기 방열핀은 수지접착제에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 방열기판의 방열구조.

또한, 본 발명의 상기 방열홀은 상기 방열기판의 양면에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 방열홀은 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방열핀은 금속으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 방열기판의 방열성 뿐만 아니라, 방열기판이 보호케이스에 장착된 상태에서의 보호케이스 외부로 방열성을 향상시킬 수 있다. 특히, 방열핀이 방열기판과 보호케이스 사이에서 방열로 역할을 수행하여 방열기판에서 보호케이스로 직접 열을 전달함으로써 방열성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 채용될 수 있는 방열기판을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방열기판의 A-A에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 방열기판의 B-B에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 채용될 수 있는 방열기판의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조을 도시한 투시도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 채용될 수 있는 방열기판의 평면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 방열기판의 A-A에 따른 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 방열기판의 B-B에 따른 단면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 채용될 수 있는 방열기판의 단면도이다.

이하, 이를 참조하여, 본 발명에 채용될 수 있는 방열기판을 상세히 설명하기로 한다. 한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 방열기판은 본 발명에 채용될 수 있는 하나의 예시에 불과하며, 다층구조의 방열기판 역시 채용될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 방열기판(100)은 내층에 위치하는 금속코어층(110), 및 상기 금속코어층(110)이 외부에 노출되도록 외면에서 두께방향으로 형성된 방열홀(120)을 포함한다.

좀더 상세히 검토하면, 방열기판(100)은 금속코어층(110), 금속코어층 상에 형성된 절연층(112), 절연층(112) 상에 형성된 회로층(114), 회로층(114)을 보호하는 보호층(116)을 포함할 수 있다.

이때, 금속코어층(110)은 방열기판에 실장되는 전자소자가 발생하는 열을 외부로 방출시키는 역할을 수행한다. 전자소자의 밀집화가 요구되는 회로기판에서, 방열성을 향상시켜 전자소자를 보호한다. 금속코어층(110)은 예를 들면 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 아연(Zn), 탄탈륨(Ta), 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다.

여기서, 절연층(112)은 통상의 수지절연층이나 금속코어층(110)을 양극산화하여 형성된 산화절연층으로 구성될 수 있다. 그리고, 회로층(114)은 외부에 전자소자를 실장하기 위해 노출된 패드부(115)를 포함할 수 있다. 이러한 패드부(115)는 회로층(114)과 연결되며, 패드부(115) 상의 보호층(116)을 제거하여 외부에 노출되게 형성된다.

또한, 도 2에 도시된 것과 같이, 양면에 회로층이 형성된 경우 상기 회로층을 전기적으로 연결하는 비아를 포함할 수 있다.

이때, 방열홀(120)은 후술하듯이 방열핀이 삽입된다. 방열홀(120)은 금속코어층(110)이 외부에 노출되도록 외면에서 두께방향으로 형성된다. 이러한 방열홀(120)은 드릴비트가 채용되는 기계식 드릴을 사용하여 형성될 수 있다. 특히, 컴퓨터 수치제어에 의해 홀의 깊이를 제어할 수 있는 CNC(computer numerical control) 드릴을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 회로층(114)에 형성된 회로패턴에 손상이 가지 않는 위치에 방열홀(120)이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 방열홀(120)은 평면상 원형 또는 사각형 형상인 것이 바람직하다. 원형 또는 사각형 형상의 방열홀은 그 제조가 용이하고, 후술하는 것과 같이 방열홀(120)에 대응하는 형상의 방열핀을 제조하기에도 용이하다.

또한, 방열홀(120)은 도 2에 도시된 것과 같이, 방열기판(100)의 양면에 형성되는 것이 바람직하다. 방열홀(120)은 방열핀과 함께 방열성을 향상시키므로 전자소자에서 금속코어층(110)으로 전달된 열을 방열기판(100)의 양면에서 방출하는 것이 방열효율을 증가시킬 수 있다.

그리고, 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 방열기판(100)은 더미부(S)에 형성되며, 외면에서 두께방향으로 형성된 고정홀(130)을 더 포함할 수 있다.

이러한 고정홀(130)은 방열기판(100)이 후술하는 것과 같이 고정핀과 함께 방열기판을 보호케이스에 장착시키는 고정수단의 기능을 한다. 또한, 고정핀과 함께, 방열기판(100)의 방열성을 향상시킨다. 이러한 고정홀(130)의 기능은 고정핀의 기능과 함께 후술하기로 한다.

이때, 더미부(5)는 금속코어층(110)이 형성되지 않은 영역으로 방열기판(100)에서 평면상 외측에 해당하는 영역이다.

또한, 고정홀(130)은 도 3에 도시된 것과 같이, 더미부(S)를 완전히 관통하도록 형성되거나, 일부를 관통하게 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 채용될 수 있는 방열기판(200)의 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 방열기판(200)을 설명하기로 한다. 다만, 도 1 내지 3에서 참조한 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 도 4에 도시된 방열기판(100)의 방열효율을 설명하기 위해 금속코어층(210)의 방열홈(240)에 접촉하는 방열핀(400)이 함께 도시되어 있다.

도 4에 도시된 것과 같이, 방열기판(200)은 방열홀(220)에서 연장되며, 상기 금속코어층(200)의 표면에서 두께방향으로 형성된 방열홈(240)을 더 포함한다.

이러한, 방열홈(240)에는 방열핀(400)의 일측이 삽입된다. 도 2에 도시된 방열기판(100)은 방열핀의 밑면에서만 금속코어층과 접촉할 수 있는 것과 달리, 도 4에 도시된 방열기판(200)은 방열핀(400)의 밑면과 측면에서 금속코어층(210)과 접촉하기 때문에 열전달성이 향상된다.

그리고, 방열핀(400)은 방열홈(240)에서 접착고정될 수 있다. 예를 들면, 열전도성이 뛰어난 수지접착제, 또는 금속페이스트를 사용하여 접착될 수 있다. 그에 따라 방열핀(400)과 방열홈(240)의 들뜸 현상을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조을 도시한 투시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조를 설명하기로 한다. 다만, 방열기판은 도 1 내지 도 3에 도시된 방열기판(100)을 예시하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3 및 도 5에 도시된 것과 같이, 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조는 상술한 방열기판(100), 방열기판(100)이 장착되며, 방열기판(100)을 외부로부터 보호하는 보호케이스(300), 방열기판(100)에 형성된 방열홀(120)에 삽입되며, 일측이 금속코어층(130)에 접촉하고 타측이 상기 보호케이스(300)에 접촉하는 방열핀(400)을 포함한다.

보호케이스(300)는 방열기판(100)이 장착되며, 방열기판(100)을 외부로부터 보호한다. 방열기판(100)은 공지된 다양한 방법에 의해 보호케이스(300)에 장착될 수 있다. 예를 들면, 보호케이스(300)의 내측에 형성되는 레일형 홈부(미도시)에 방열기판(100)의 더미부(S)가 삽입되어 장착되거나, 방열기판(100)의 측면에 수지접착제를 도포하여 보호케이스의 내측면에 접착함으로써 장착될 수 있다.

특히, 도 3에 도시된 것과 같이, 방열기판(100)이 고정홀(130)을 갖는 경우 고정핀(135)을 사용하여 장착될 수 있다. 이때, 고정핀(135)은 일측이 고정홀(130)에 삽입되고, 타측이 보호케이스(300)에 접촉된다. 고정핀(135)은 고정홀(130) 및 보호케이스(300)의 내측면과 수지접착제를 사용하여 접착될 수 있다.

이러한, 고정핀(135)은 방열기판(100)을 보호케이스(300) 내에 장착할 뿐만 아니라, 고정홀(130)로부터 전달된 열을 보호케이스(300)에 전달하는 역할까지 수행할 수 있다. 즉, 방열기판(100)에 실장된 발열소자(미도시)에서 발생한 열은 방열기판(100)에 전달되어 고정홀(130)을 거쳐 고정핀(135)을 지나 보호케이스(300)에 전달된다.

방열핀(400)은 방열기판에서 발생한 열을 보호케이스(300)에 전달하는 방열로 역할을 한다. 방열핀(400)은 방열기판(100)에 형성된 방열홀(120)에 삽입되며, 일측이 금속코어층(130)에 접촉하고 타측이 보호케이스(300)에 접촉한다.

이때, 방열핀(400)이 금속코어층(110) 및 보호케이스(300)에 접촉할 뿐 아니라, 방열홀(120) 또는 금촉코어층(110)과 수지접착제를 사용하여 접착하고, 보호케이스(300)의 내측면과 수지접착제를 사용하여 접착할 수 있다. 이렇게 결합 된 경우, 방열핀(300)은 보조 고정핀의 역할도 수행하게 된다. 상술한 결합방식 역시 공지된 다른 방식에 의해서도 수행될 수 있다.

특히, 방열기판(100)의 양면에 방열홀(120)이 형성된 경우, 방열핀(400)이 양면에서 방열기판(100)을 지지하면, 방열기판(100)은 보다 안정되게 보호케이스(300)에 장착되고, 보호케이스(300) 외부로의 방열성은 향상된다.

방열핀(400)은 상술한 것과 같이, 방열홀(120)에 삽입되므로 방열홀(120)의 형상에 대응하는 것이 바람직하며, 열전달율이 좋은 금속으로 구성되는 것이 바람직하다.

방열기판(100)에 실장된 발열소자(미도시)에서 발생한 열은 방열기판(100)의 금속코어층에 전달되고, 방열홀(130)에 삽입되며 금속코어층(110)과 접촉하는 방열핀(400)을 지나 보호케이스(300)에 전달된다. 이러한 방열핀(400)은 방열기판(100)의 레벨에서 금속코어층(110)을 통해 보호케이스(300) 내부로 방사되는 방열방법과 달리 보호케이스(300)에 열을 전달하여 보호케이스(300) 외부로 직접 열을 방출시킴으로써 방열효율을 상승시킨다.

한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

100, 200 : 방열기판 110, 210 : 금속코어층
112, 212 : 절연층 114, 214 : 회로층
116, 216 : 보호층 120, 220 : 방열홀
130 : 고정홀 135 : 고정핀
240 : 방열홈 300 : 보호케이스
400 : 방열핀 S : 더미부

Claims

내층에 위치하는 금속코어층, 및 상기 금속코어층이 외부에 노출되도록 외면에서 두께방향으로 형성된 방열홀을 포함하는 방열기판;
상기 방열기판이 장착되며, 상기 방열기판을 외부로부터 보호하는 보호케이스; 및
상기 방열홀에 삽입되며, 일측이 상기 금속코어층에 접촉하고 타측이 상기 보호케이스에 접촉하는 방열핀;
을 포함하는 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조.
청구항 1에 있어서,
상기 방열기판은 더미부에 형성되며, 외면에서 두께방향으로 형성된 고정홀을 더 포함하고,
상기 방열기판은 일측이 상기 고정홀에 삽입되고, 타측이 상기 보호케이스에 접촉하는 고정핀에 의해 상기 보호케이스에 장착되는 것을 특징으로 하는 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조.
청구항 1에 있어서,
상기 방열기판은 상기 방열홀에서 연장되며, 상기 금속코어층의 표면에서 두께방향으로 형성된 방열홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조.
청구항 3에 있어서,
상기 방열핀의 일측은 상기 방열홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조.
청구항 4에 있어서,
상기 방열핀과 상기 방열홈은 수지접착제에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조.
청구항 1에 있어서,
상기 방열홀은 상기 방열기판의 양면에 형성된 것을 특징으로 하는 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조.
청구항 1에 있어서,
상기 방열홀은 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조.
청구항 1에 있어서,
상기 방열핀은 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 보호케이스에 장착된 방열기판의 방열구조.