KR101690086B1 - Structure of heat sink - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열판의 구조에 있어서, 전체적으로 마그네슘 합금 재질로 구현되며; 외부면에 형성된 다수의 방열핀과; 발열 소자의 설치 위치와 대응되는 위치에서, 상기 마그네슘 합금의 재질보다 높은 열전달 계수를 가지는 재질로 상기 마그네슘 합금 재질의 일부에 구현된 열확산판을 구비한다.The present invention relates to a structure of a heat sink, which is embodied as a whole of a magnesium alloy material; A plurality of radiating fins formed on the outer surface; And a thermal diffusion plate formed on a part of the magnesium alloy material with a heat transfer coefficient higher than that of the magnesium alloy material at a position corresponding to a mounting position of the heat generating element.

Description

방열판 구조{STRUCTURE OF HEAT SINK}STRUCTURE OF HEAT SINK

본 발명은 방열판 구조에 관한 것으로, 특히 무선통신을 위한 기지국이나 중계기 등에서 사용되기에 적합한 방열판 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a heat sink structure, and more particularly, to a heat sink structure suitable for use in a base station or a repeater for wireless communication.

일반적으로, 각종 전기, 전자 부품들은 해당 부품의 종류에 따라 상당히 높은 열이 발생하는 부품도 있으며, 그러한 발열 소자들에서 발생된 열을 효율적으로 방출하기 위한 열방출 구조가 요구된다. 예를 들어, 무선통신을 위한 기지국이나 중계기 등의 송신 시스템에서는 고전력 및 고출력의 증폭기를 사용하는데, 특히 증폭기의 핵심 부품인 고출력의 전력 증폭 소자(즉, 트랜지스터)에서는 상당한 양의 열이 발생한다. 발생된 열은 해당 장치의 성능을 떨어뜨리거나, 기능 장애 및 부품 손상을 일으키는 주요 요인으로 작용한다.2. Description of the Related Art In general, various electric and electronic parts have parts that generate considerably high heat depending on the type of the component, and a heat dissipating structure for efficiently discharging heat generated from the heat generating elements is required. For example, in a transmission system such as a base station or a repeater for wireless communication, high power and high output amplifiers are used. In particular, a significant amount of heat is generated in a high output power amplifier (i.e., transistor) which is a core component of an amplifier. The heat generated is a major factor in reducing the performance of the device or causing malfunctions and component damage.

이러한 발열 소자에서 발생된 열을 방출하기 위해서, 통상 방열 처리를 필요로 하는 장치는 외관에 다수의 방열 핀을 가지는 방열판을 설치한다. 방열판은 통상 방열핀의 크기나 개수, 전체 면적 등에 비례하여 방열 효율이 높아지지만, 해당 방열판이 설치되는 장치의 소형화 및 경량화 요구에 맞추어 방열판의 설계가 제한된다. 특히, 이러한 소형화 및 경량화에 대한 요구는 이동통신 기지국이나 중계기 등과 같이 지상과 비교하여 높은 곳에 설치되는 장치에서는 매우 중요한 요구 조건이다.In order to dissipate the heat generated in such a heat generating element, a heat dissipating plate having a plurality of heat dissipating fins is provided on the outer surface of the apparatus which usually requires a heat dissipating process. The heat dissipation efficiency is generally increased in proportion to the size, number and total area of the heat dissipation fins, but the design of the heat dissipation plate is limited in accordance with the demand for miniaturization and light weight of the device in which the heat dissipation plate is installed. Particularly, the demand for such miniaturization and lightweight is a very important requirement in a device installed at a place higher than the ground, such as a mobile communication base station or a repeater.

따라서, 소형화 및 경량화의 요구를 만족시키면서, 방열 효율을 높이도록 하기 위한 방열판 및 이와 관련된 열방출 기술들이 다양하게 연구되고 있다.Therefore, a heat sink for improving the heat dissipation efficiency and a related heat dissipation technique are being studied variously while satisfying the demand for miniaturization and light weight.

따라서 본 발명의 목적은 방열 효율을 높이면서, 소형화 및 경량화를 가져올 수 있도록 하기 위한 방열판 구조를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a heat dissipating plate structure that can be reduced in size and weight while improving heat dissipation efficiency.

본 발명의 다른 목적은 발열 소자의 실장 작업을 보다 간편하게 할 수 있는 방열판 구조를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a heat sink structure which can simplify the mounting operation of the heat generating element.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 방열판의 구조에 있어서,In order to accomplish the above object, according to the present invention, in a structure of a heat sink,

전체적으로 마그네슘 합금 재질로 구현되며; It is made entirely of magnesium alloy material;

외부면에 형성된 다수의 방열핀과;A plurality of radiating fins formed on the outer surface;

발열 소자의 설치 위치와 대응되는 위치에서, 상기 마그네슘 합금의 재질보다 높은 열전달 계수를 가지는 재질로 내부면 일부에 구현된 열확산판을 포함함을 특징으로 한다.And a thermal diffusion plate formed on a part of the inner surface of the base plate, the base plate having a heat transfer coefficient higher than that of the magnesium alloy at a position corresponding to a mounting position of the heat generating element.

상기 방열판의 구현시 인서트 사출 방식을 사용하여 상기 방열판이 상기 열확산판을 일체형으로 포함하도록 형성한다.The heat dissipation plate may be formed integrally with the heat dissipation plate using an insert injection method.

상기 열확산판은 구리 합금 재질로 구현한다.The thermal diffusion plate is made of a copper alloy material.

상기 발열 소자는 상기 열확산판에 직접 솔더링 되는 방식으로 설치된다.The heating element is installed in such a manner that it is directly soldered to the thermal diffusion plate.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 방열판 구조는 방열 효율을 높이면서, 소형화 및 경량화를 가져올 수 있으며, 아울러 열확산판을 구리 합금 재질로 구현할 경우에 발열 소자를 직접 솔더링할 수 있으므로, 발열 소자의 실장 작업이 보다 간편할 수 있게 된다.As described above, the heat sink structure according to the present invention can reduce the size and weight of the heat sink while enhancing heat radiation efficiency. In addition, when the thermal diffusion board is made of a copper alloy material, the heat generating element can be soldered directly, Making it easier to work with.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판 구조의 개략적인 사시도
도 2는 도 1 중 A-A' 부분의 절단면도
도 3은 도 1 중 열확산판의 평면도1 is a schematic perspective view of a heat sink structure according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA '
Fig. 3 is a plan view of the thermal diffusion plate in Fig.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be appreciated that those skilled in the art will readily observe that certain changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. To those of ordinary skill in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판 구조의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1 중 A-A' 부분의 절단면도, 도 3은 도 1 중 열확산판(12)의 평면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판(10)은 외부 공기 접촉 면에 형성된 다수의 방열핀(101)을 구비하며, 내부 면으로는 발열 소자(22) 및/또는 이러한 발열 소자(22)가 실장되는 인쇄회로기판(20)을 장착한다.FIG. 1 is a schematic perspective view of a heat sink structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A 'in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of a thermal diffusion plate 12 in FIG. 1 to 3, a heat sink 10 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of heat dissipation fins 101 formed on an external air contact surface, and includes a heat generating element 22 and / And the printed circuit board 20 on which the heat generating element 22 is mounted is mounted.

이때, 방열판(10)의 재질은 통상적으로 무선통신 기지국이나 중계기에 사용되는 알루미늄 합금의 재질이 아니라, 본 발명의 특징에 따라 마그네슘(합금)이 주로 사용된다. 이와 같이, 마그네슘 합금 재질로 방열판(10)을 구현할 경우에, 종래의 알루미늄 합금의 재질을 이용한 경우에 비해 약 [1 : 1.6]의 무게 비율로 더 가볍게 구현할 수 있게 된다.At this time, the material of the heat sink 10 is not a material of an aluminum alloy commonly used in a wireless communication base station or a repeater, but magnesium (alloy) is mainly used according to a feature of the present invention. As described above, when the heat dissipation plate 10 is implemented using a magnesium alloy material, it can be implemented more lightly at a weight ratio of about [1: 1.6] as compared with the case of using a conventional aluminum alloy material.

그런데, 마그네슘 재질은 알루미늄 재질에 비해 더 가볍기는 하지만, 열전달 계수가 알루미늄 재질에 비해 더 작으므로, 해당 설치된 발열 소자(22)로부터 발생된 열이 알루미늄 재질에 비해 잘 전달하지 못하게 될 가능성이 있다.However, although the magnesium material is lighter than the aluminum material, since the heat transfer coefficient is smaller than that of the aluminum material, there is a possibility that the heat generated from the heat generating element 22 installed may not be transmitted as much as the aluminum material.

따라서, 본 발명에서는 방열판(10)에서 발열 소자(22)가 설치되는 부위는 열전달이 잘 이루어질 수 있도록 열전달 계수가 비교적 높은 구리 합금(예를 들어, 황동) 재질로 구현한다. 즉, 방열판(10)의 내부면 중 일부는 구리 합금 재질의 열확산판(12)으로 구현될 수 있다. 이러한 열확산판(12)은 열전달 계수가 높은 재질로 구현되므로, 발열 소자(22)에서 발생된 열을 방열판(10)에서 빠르게 확산시키는 기능을 하게 된다. 특히, 이러한 열확산판(12)은 발열 소자(22)와 같이 비교적 좁은 면적에서 발생된 열을 열확산판(12)의 넓은 면적만큼 빠르게 확산을 시켜서 확산된 만큼 단위 면적당 발생되는 열을 떨어뜨리는 역할과 더불어, 열확산판(12)에 의해 넓어진 면적을 통해 나머지 방열판(10)으로 열을 전달함으로써, 열방출을 보다 빠르게 하는 역할을 하게 된다. Therefore, in the present invention, the portion where the heat generating element 22 is installed in the heat sink 10 is made of a copper alloy (for example, brass) having a relatively high heat transfer coefficient so that the heat transfer can be performed well. That is, a part of the inner surface of the heat sink 10 may be realized by a thermal diffusion plate 12 made of a copper alloy. Since the thermal diffusion plate 12 is made of a material having a high heat transfer coefficient, the heat generated by the heat generating element 22 is quickly diffused in the heat sink 10. [ Particularly, the thermal diffusion plate 12 serves to diffuse the heat generated in a relatively small area such as the heat generating element 22 by a large area of the thermal diffusion plate 12, In addition, heat is transferred to the remaining heat sink 10 through the area enlarged by the thermal diffusion plate 12, thereby accelerating the heat emission.

또한, 상기 열확산판(12)의 평면 형태는 특히 도 3에 도시된 바를 참조하면, 외주면에 다수의 핀 구조(121)가 형성된 형태를 가질 수 있는데, 이는 해당 열확산판(12)과 방열판(10)의 나머지 다른 부위와의 접촉면을 넓게 하여, 열전달이 보다 원활히 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 이때, 상기 열확산판(12)은 상기 방열판(10)의 나머지 부위와의 접촉면이 완전히 밀착되어 효율적인 열전달이 이루어지도록 함이 중요한데, 본 발명에서는 특히 인서트 사출 방식을 사용하여 방열판(10)이 상기 열확산판을 일체형으로 포함하도록 형성한다. 즉, 미리 구리 합금 재질의 열확산판(12)을 제작하여 방열판(10)을 형성하기 위한 금형의 적정 위치에 고정한 다음, 마그네슘 재질의 사출물을 금형에 사출하는 방식으로 방열판(10)을 형성할 수 있다.3, a plurality of fin structures 121 may be formed on the outer circumferential surface of the thermal diffusion plate 12, and the thermal diffusion plate 12 and the heat sink 10 And the heat transfer is more smoothly performed. In this case, it is important that the surface of the thermal diffusion plate 12 is in contact with the remaining portion of the heat dissipating plate 10 so as to be in close contact with the heat dissipating plate 10 so that efficient heat transfer can be achieved. In the present invention, the heat dissipating plate 10, So that the plate is integrally formed. That is, the thermal diffusion plate 12 made of a copper alloy is previously formed and fixed to a proper position of the mold for forming the heat sink 10, and then the heat sink 10 can be formed by injecting an injection molded article of magnesium into the metal mold have.

한편, 상기에서 열확산판(12)은 구리 합금 재질 외에도 마그네슘 재질보다 열전달 계수가 높은 어떠한 다른 재질로도 구현 가능하다. 예를 들어, 알루미늄 합금 재질로도 구현할 수 있다. 다만 본 발명의 일 실시예에서는 발열 소자(22)를 해당 열확산판(12)에 직접 솔더링할 경우에 작업을 용이하게 하기 위해 구리 합금 재질로 구현하게 된다.In addition, the thermal diffusion plate 12 may be formed of any other material having a higher heat transfer coefficient than that of the magnesium alloy, in addition to the copper alloy material. For example, it may be made of an aluminum alloy material. However, in an embodiment of the present invention, when the heat generating element 22 is directly soldered to the thermal diffusion board 12, it is implemented as a copper alloy material to facilitate the operation.

보다 상세히 설명하면, 발열 소자(22)는 인쇄회로기판(20)을 통해서 방열판(10)의 내부면에 실장될 수도 있지만, 보다 효율적인 열방출을 위해 방열판(10)에 (인쇄회로기판에 미리 마련된 관통홀을 통해) 직접 솔더링 되는 방식으로 장착될 수도 있다. 이때, 알루미늄 재질에 솔더링 작업을 수행하기 위해서는 미리 주석 도금 등과 같은 도금 작업이 수행되어야 하나, 구리 합금 재질에는 이러한 도금 작업이 필요치 않다. 따라서, 상기 열확산판(12)을 구리 합금 재질로 구현할 경우에는 발열 소자(22)의 솔더링 작업이 보다 간편하게 이루어질 수 있게 된다.The heat generating element 22 may be mounted on the inner surface of the heat sink 10 through the printed circuit board 20 but may be mounted on the heat sink 10 for more efficient heat dissipation Through holes) may be mounted in a manner that is directly soldered. In this case, in order to perform the soldering work on the aluminum material, plating work such as tin plating should be performed beforehand, but such plating work is not required for the copper alloy material. Therefore, when the thermal diffusion plate 12 is made of a copper alloy material, the soldering operation of the heat generating element 22 can be performed more easily.

한편, 상기 인쇄회로기판(20)은 나사 결합 등에 의해 방열판(10)에 장착될 수 있다.Meanwhile, the printed circuit board 20 may be mounted on the heat sink 10 by screwing or the like.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예에서는 열확산판(12)과 방열판(10)의 나머지 부위와의 접촉면간의 효율적인 열전달을 위해, 인서트 사출 방식을 사용하여 방열판(10)이 상기 열확산판(12)을 일체형으로 포함하도록 형성하는 것으로 설명하였으나, 이외에도, 본 발명의 다른 실시예에서는, 별도로 형성된 방열판(의 장착부위)에 열확산판이 강제 압입 방식이나, 나사 결합 방식 또는 용접 방식 등으로 장착되는 구조를 가질 수도 있다. 이와 같이 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, have. For example, in the above-described embodiment, in order to efficiently transfer heat between the thermal diffusion plate 12 and the remaining surfaces of the heat sink 10, the heat sink 10 may be integrally formed with the thermal diffusion plate 12 using an insert injection method. However, in another embodiment of the present invention, the thermal diffusion plate may have a structure in which a thermal diffusion plate is mounted by a forced indentation method, a screw connection method, a welding method, or the like on a separately formed heat sink (mounting portion). The scope of the present invention should not be limited by the embodiments described, but should be determined by equivalents of the claims and the claims.

Claims (7)

무선 통신 장치에 적용되는 방열 구조에 있어서,
발열 소자가 실장되는 인쇄회로기판과;
상기 인쇄회로기판을 장착하는 방열판을 포함하며;
상기 방열판은,
전체적으로 마그네슘 합금 재질로 구현되며,
외부면에 형성된 다수의 방열핀과,
상기 발열 소자의 설치 위치와 대응되는 위치에서, 상기 마그네슘 합금의 재질보다 높은 열전달 계수를 가지는 재질로 상기 마그네슘 합금 재질의 일부에 구현된 열확산판을 포함하며,
상기 인쇄회로기판에는 상기 발열 소자가 실장되는 부위에 상기 발열 소자와 대응되는 크기의 관통홀이 미리 형성되며,
상기 발열 소자는 상기 관통홀이 형성된 부위에서 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 발열 소자의 일면은 상기 열확산판에 직접 솔더링 되는 방식으로 설치됨을 특징으로 하는 방열 구조.
In a heat dissipation structure applied to a wireless communication device,
A printed circuit board on which a heat generating element is mounted;
And a heat sink for mounting the printed circuit board;
The heat-
It is made entirely of magnesium alloy material,
A plurality of radiating fins formed on the outer surface,
And a thermal diffusion plate formed on a part of the magnesium alloy material having a heat transfer coefficient higher than that of the magnesium alloy material at a position corresponding to a mounting position of the heating element,
Wherein the printed circuit board has a through hole formed in a portion corresponding to the heat generating element at a portion where the heat generating element is mounted,
Wherein the heat generating element is mounted on the printed circuit board at a portion where the through hole is formed, and one surface of the heat generating element is directly soldered to the thermal diffusion board.
제1항에 있어서, 상기 방열판의 구현시 인서트 사출 방식을 사용하여 상기 방열판이 상기 열확산판을 일체형으로 포함하도록 형성함을 특징으로 하는 방열 구조.
The heat dissipation structure according to claim 1, wherein the heat dissipation plate is formed integrally with the heat dissipation plate using an insert injection method when implementing the heat dissipation plate.
제1항에 있어서, 상기 열확산판은 구리 합금 재질로 구현함을 특징으로 하는 방열 구조.
The heat dissipation structure according to claim 1, wherein the thermal diffusion plate is formed of a copper alloy.
삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 열확산판은 별도로 형성되는 상기 방열판의 장착부위에 강제 압입 방식, 나사 결합 방식 또는 용접 방식으로 장착됨을 특징으로 하는 방열 구조.The heat dissipation structure according to claim 1 or 3, wherein the thermal diffusion plate is mounted on a mounting portion of the heat dissipation plate separately formed by a forced indentation method, a screw connection method, or a welding method. 삭제delete
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