KR101287664B1

KR101287664B1 - 히트 싱크 모듈

Info

Publication number: KR101287664B1
Application number: KR1020100130508A
Authority: KR
Inventors: 손충헌; 김태성
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2013-07-24
Also published as: KR20120069105A

Abstract

본 발명은 전자기기의 전원보드에 설치되어 상기 전원보드의 온도상승을 억제하고 반도체 부품으로부터 발생되는 열을 방열하기 위한 히트싱크 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 히트싱크 모듈은 전자기기의 전원보드에 설치되며, 외측면에 반도체 부품이 장착되고 내측면으로부터 돌출된 방열핀을 갖는 제1방열판; 상기 방열핀의 돌출끝단과 일정간격 이격되도록 상기 제1방열판과 나란하게 구비되어, 상기 제1방열판의 내측면과 마주하는 내측면과 상기 방열핀의 돌출끝단 사이에 공기 유동을 유도하는 방열공간을 형성시키는 제2방열판; 그리고 상기 방열핀을 커버하도록 상기 제1방열판과 상기 제2방열판 사이에 구비되는 제3방열판;을 포함한다.

Description

히트 싱크 모듈{Heat sink module}

본 발명은 전자기기의 전원보드에 히트싱크 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전원보드의 온도상승을 억제하고 반도체 부품으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열할 수 있으며 구조를 간소화하고 설치공간을 축소할 수 있는 히트싱크 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 AC전원으로부터 전기기기가 필요로 하는 안정화된 전원을 공급하는 전원공급장치로서, SMPS(Switching Mode Power Supply)와 같은 전원공급장치는 동작시 내부 온도상승을 억제하고 반도체 스위칭 소자의 원활한 동작을 유지하도록 방열소자인 알루미늄 히트싱크 모듈이 구비된다.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 히트싱크 모듈을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 히트싱크 모듈은 SMPS와 같은 전원공급장치의 전원보드(10)의 온도 상승을 억제하기 위하여 상기 전원보드(10)의 표면에 설치되는 두 개 이상의 압출형 방열판(21, 22)으로 구성된다.

여기서, 상기 압출형 방열판(21, 22) 중 어느 하나의 압출형 방열판(21)의 측면에는 상기 전원보드(10)에 실장되는 반도체 부품들(11) 이외에 별도의 반도체 소자(30)가 장착될 수 있으며, 이에 따라 상기 반도체 소자(30)가 장착된 방열판(21)에는 상기 전원보드(10)의 온도상승을 보다 효과적으로 억제하고 상기 반도체 소자(30)로부터 발생되는 열을 방열하여 소자의 원활한 동작을 유지하기 위한 복수의 방열핀(21a)이 형성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 히트싱크 모듈(10)은 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 히트싱크 모듈(10)은 상기 전원보드(10)의 온도 상승을 억제하기 위하여 통상 두 개 이상의 압출형 방열판(21, 22)으로 구성되어 부품수에 따른 부품비용이 증가되고 설치에 소요되는 시간이 늘어나는 문제점이 있었다.

또한, 종래 히트싱크 모듈(10)은 상기 전원보드(10) 상에 구비될 경우, 두 개 이상의 압출형 방열판(21, 22)으로 설치되기 때문에 상기 전원보드(10) 상에서 설치면적을 많이 차지하여 상기 전원보드(10)의 소형화가 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래 히트싱크 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 전원보드의 온도상승을 보다 효과적으로 억제하고 반도체 부품으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열하여 방열성을 향상할 수 있으며 부품수를 줄여 부품비용을 줄일 수 있고 설치공간을 축소할 수 있는 히트싱크 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 상기 목적은, 전자기기의 전원보드에 설치되며, 외측면에 반도체 부품이 장착되고 내측면으로부터 돌출된 방열핀을 갖는 제1방열판; 상기 방열핀의 돌출끝단과 일정간격 이격되도록 상기 제1방열판과 나란하게 구비되어, 상기 제1방열판의 내측면과 마주하는 내측면과 상기 방열핀의 돌출끝단 사이에 공기 유동을 유도하는 방열공간을 형성시키는 제2방열판; 그리고 상기 방열핀을 커버하도록 상기 제1방열판과 상기 제2방열판 사이에 구비되는 제3방열판;을 포함하는 히트싱크 모듈이 제공됨에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 제3방열판에는 적어도 하나의 방열홀이 더 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 제1방열판과 상기 제2방열판 중 적어도 어느 하나의 외측면에는 적어도 하나의 반도체 부품이 장착될 수 있다.

또한, 상기 방열핀은 상기 제1방열판의 내측면에 상기 전원보드의 표면과 수직한 방향을 따라 복수개로 이격 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 히트싱크 모듈은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 히트싱크 모듈에 의하면, 제1방열판과 제2방열판 및 제3방열판을 포함하는 일체형 방열판 구조를 제공함으로써 기존 히트싱크 모듈과 비교하여 부품수 및 부품비용을 줄이고 구조를 간소화하면서도 전원보드에 설치되는 공간을 축소할 수 있어 전원보드의 소형화를 구현할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 방열판의 돌출끝단과 상기 제2방열판의 내측면 사이에 공기흐름을 유도하는 방열공간을 형성하여 히트싱크 모듈의 방열성을 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 히트싱크 모듈이 전원공급장치의 전원보드에 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 히트싱크 모듈이 전원공급장치의 전원보드에 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 히트싱크 모듈을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 히트싱크 모듈의 다른 실시예가 전원공급장치의 전원보드에 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 히트싱크 모듈의 또 다른 실시예가 전원공급장치의 전원보드에 설치된 상태를 나타낸 사시도.

본 발명에 따른 히트싱크 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

첨부된 도면 중, 도 2는 본 발명에 따른 히트싱크 모듈이 전원공급장치의 전원보드에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 히트싱크 모듈을 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 히트싱크 모듈의 다른 실시예가 전원공급장치의 전원보드에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 히트싱크 모듈의 또 다른 실시예가 전원공급장치의 전원보드에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 히트싱크 모듈(200)의 일실시예는, 크게 제1방열판(210), 제2방열판(220), 그리고 제3방열판(230)을 포함하여 구성된다.

보다 상세하게, 본 발명에 따른 히트싱크 모듈(200)은 상기 제1방열판(210)과 제2방열판(220) 및 제3방열판(230)이 일체로 연결된 통합형 히트싱크 모듈로서, 상기 제1방열판(210)의 하단부와 상기 제2방열판(220)의 하단부는 전자기기 즉, 전원공급장치의 전원보드(100) 즉, 전원공급 동작을 수행하기 위한 각종 반도체 부품(101)이 실장된 기판에 고정 설치되며, 상기 제3방열판(230)은 상기 제1방열판(210)의 상단부와 상기 제2방열판(220)의 상단부를 일체로 연결한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 히트싱크 모듈(200)은 상기 전원보드(100)에 설치될 경우 상기 전원보드(100)의 실장 표면과 함께 전후가 개구된 중공의 사각함체 형상을 갖는다.

여기서, 상기 제1방열판(210)은 외측면에 상기 전원보드(100)에 설치되는 반도체 부품(101) 이외에 별도의 반도체 소자(300)가 장착될 수 있으며, 상기 전원보드(100)의 온도상승을 보다 효과적으로 억제하고 상기 반도체 소자(300)로부터 발생된 열을 방열하도록 내측면으로부터 돌출된 방열핀(211)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 방열핀(211)은 상기 제1방열판(210)의 내측면에 상기 전원보드(100)의 표면과 수직한 방향을 따라 복수개로 이격 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2방열판(220)은 상기 제1방열판(210)과 나란하게 상기 전원보드(100)에 고정 설치되되, 상기 방열핀(211)의 돌출끝단과 일정간격 이격되도록 상기 제1방열판(210)과 나란하게 구비되며, 이에 따라 상기 제1방열판(210)의 내측면과 마주하는 상기 제2방열판(220)의 내측면 및 상기 방열핀(211)의 돌출끝단 사이에는 공기 유동의 유도 즉, 방열을 위한 공기가 상기 히트싱크 모듈(200)의 개구된 전후방향을 따라 흐를 수 있는 방열공간(215)이 형성될 수 있다.

이때, 상기 제3방열판(230)은 상기 제1방열판(210)과 상기 제2방열판(220)을 일체로 연결하여 상기 방열핀(211)을 커버하며, 상기 방열공간(215)을 유동하는 공기는 상기 제1방열판(210), 상기 제2방열판(220), 상기 제2방열판(230)과 함께 상기 방열핀(211)을 냉각시켜 히트싱크 모듈(200)의 방열성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 히트싱크 모듈(200)은 상기 방열공간(215)을 통해 방열성을 향상시킴과 아울러 상기 제1방열판(210)과 상기 제2방열판(220) 및 상기 제3방열판(230)이 일체로 연결된 통합된 형태의 유닛화된 모듈을 제공하여 제조성을 향상하고 제조비용을 절감할 수 있다.

이때, 상기 제2방열판(220)의 외측면에도 상기 제1방열판(210)과 마찬가지로 상기 전원보드(100)에 설치되는 반도체 부품(101) 이외에 별도의 반도체 소자(300)가 장착될 수 있으며, 상기 방열공간(215)을 통해 상기 전원보드(100)의 온도상승을 보다 효과적으로 억제하고 상기 반도체 소자(300)로부터 발생된 열을 효과적으로 냉각시켜 반도체 소자(300)의 원활한 동작을 유지시킬 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 히트싱크 모듈(200)에서 상기 제1방열판(210)의 높이(D1)와 상기 제2방열판(220)의 높이(D2)는 서로 동일하게 형성될 수 있고, 상기 제3방열판(230)의 폭(D3)은 최소한 상기 제1방열판(210)의 높이(D1) 또는 상기 제2방열판(220)의 높이(D2)로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 히트싱크 모듈(200)에서 상기 방열핀(211)의 돌출길이(D4)와 이와 반비례하는 상기 방열공간(215)의 폭(D5)은 상기 전원보드(100)의 온도상승과 상기 제1방열판(210)에 장착된 반도체 소자(230)의 원활한 동작 유지를 위한 다양한 방열조건 등에 대응하여 다양한 비율로 설계 변경이 가능하다.

즉, 상기 제1~3방열판(210~230)의 높이(D1~D3)와 상기 방열핀(211)의 돌출길이(D4) 및 상기 방열공간(215)의 폭(D5)은 전원보드(100)의 동작시 온도상승 및 이에 적용되는 히트싱크 모듈의 방열성 등을 고려한 열해석 실험 등을 통하여 다양한 크기와 비율로 설계 변경이 가능하다.

물론, 자세하게 도시하진 않았지만, 상기 제1~3방열판(210~230)의 두께와 상기 방열핀(211)의 두께 역시 전원보드(100)의 동작시 온도상승과 이에 적용되는 히트싱크 모듈의 방열성 등을 고려한 열해석 실험 등을 통하여 다양하게 설계 변경이 가능하다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 히트싱크 모듈의 다른 실시형태들을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 히트싱크 모듈은 방열성 즉, 방열효과를 더욱 높이기 위하여 상기 제3방열판(230)에 적어도 하나의 방열홀(231)을 더 형성할 수도 있다.

따라서, 상기 제3방열판(230)에 상기 방열홀(231)이 더 형성됨에 따라 상기 방열공간(215)에서의 공기흐름이 상기 방열홀(231)과 연동되어 이루어짐으로써 히트싱크 모듈의 방열성능이 더욱 향상될 수 있다.

여기서, 본 실시예에서는 상기 제3방열판(230)의 전후방향을 따라 일정간격 이격되어 복수의 방열홀(231)이 형성된 것을 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 5에 도시된 바와 같이 전원보드(100)의 온도상승과 상기 제1방열판(210) 또는 상기 제2방열판(220)에 장착되는 반도체 부품(300)의 방열 등을 고려하여 상기 제3방열판(230)의 전후 전체 길이에 걸쳐 형성하는 대신 일부분에만 형성할 수도 있는 등 다양하게 적용이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 전원보드 101: 반도체 부품
200: 히트싱크 모듈 210: 제1방열판
211: 방열핀 215: 방열공간
220: 제2방열판 230: 제3방열판
231: 방열홀 300: 반도체 소자

Claims

전자기기의 전원보드에 설치되며, 외측면에 반도체 부품이 장착되고 내측면으로부터 돌출된 방열핀을 갖는 제1방열판;
상기 방열핀의 돌출끝단과 일정간격 이격되도록 상기 제1방열판과 나란하게 구비되어, 상기 제1방열판의 내측면과 마주하는 내측면과 상기 방열핀의 돌출끝단 사이에 공기 유동을 유도하는 방열공간을 형성시키는 제2방열판; 그리고
상기 방열핀을 커버하도록 상기 제1방열판과 상기 제2방열판 사이에 구비되는 제3방열판;
을 포함하며,
상기 제3 방열판이 제1 방열판과 제2 방열판의 상단부를 일체로 연결하여 상기 전원보드의 실장 표면과 함께 중공의 사각함체 형상을 가지고, 상기 제3 방열판에 다수의 방열홀이 더 형성된 히트싱크 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1방열판과 상기 제2방열판 중 적어도 어느 하나의 외측면에는 적어도 하나의 반도체 부품이 장착되는 히트싱크 모듈.
제1항에 있어서,
상기 방열핀은 상기 제1방열판의 내측면에 상기 전원보드의 표면과 수직한 방향을 따라 복수개로 이격 형성되는 히트싱크 모듈.