KR101847166B1 - 모바일기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모바일 기기의 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 모바일 기기의 냉각장치는, 집적회로 상부에 결합되는 실드 캡을 포함하는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판이 결합되는 케이스 본체; 상기 케이스 본체와 결합되는 외부 후면 케이스; 및 상기 케이스 본체와 결합되는 외부 전면 케이스;를 포함한다.

Description

모바일기기{MOBILE DEVICE}

본 발명은 모바일기기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 모바일기기의 내부에 장착된 인쇄회로기판을 방열이 이루어지도록 한 모바일기기에 관한 것이다.

최근에 이르러 모바일 기기의 경박 단소화 경향에 따라 내부 공간이 협소해 지고 전자 부품의 발전에 따라 발열소자의 발열도 증가하여 모바일 기기의 방열 문제는 중요한 문제로 대두되어 왔다.

모바일 기기에는 모바일 기기 전체를 제어하는 중앙처리장치, 그래픽 처리를 하는 그래픽칩, 데이터 등의 전기적 신호를 조절하는 칩셋 등이 내부에 설치되어 있다. 상술한 모바일 기기의 부품들은 기술 발달에 의해 집적도가 향상됨에 따라 작동시에 많은 열이 발생하게 된다.

따라서, 모바일 기기의 발열소자에서 발생하는 열은 원할하게 방출되어야 모바일 기기가 성능을 제대로 발휘할 수 있게 된다. 특히, 모바일 기기를 사용자의 손에 들고 사용하는 모바일 기기 제품의 특성상, 케이스 외부 표면 온도가 엄격히 규제되어야 한다.

일반적으로 전자제품에서 방열을 위하여 팬을 사용하는데, 휴대성이 요구되는 모바일 기기에서는 경박 단소화에 부응하는 설계를 하기 위해서 방열을 위한 팬을 장착하는 것은 거의 불가능하다.

종래에는, 발열 소자에 초전도성 재료가 포함된 방열 시트(sheet)를 부착하고, 상기 시트를 통해 전도된 열기를 확산 또는 전도에 의한 방열 방식이 주류를 이루었고, 외부 케이스도 열전도성이 뛰어난 메탈(metal) 계열의 소재 또는 박막의 플라스틱 계열을 사용하여 열기를 분산시켜 방열을 하는 방식이었다.

그러나 상기 방식은 발생된 열기의 전도에 의한 간접적 방법 및 내부 온도의 상승시간을 지연시키는 정도에 그치는 점에서 문제가 있었다.

일본 공개특허공보 제2010-258263호 대한민국 공개특허공보 제2004-0096390호

따라서, 본 발명은 종래 모바일 기기에서 제기되는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 초절연성 소재의 절연 시트(sheet)가 상부에 결합된 실드 캡(shield cap)을 발열의 원인인 집적회로 위에 장착하고, 상기 실드 캡과 직접 연결되는 공기 유로홈이 인쇄회로기판에 형성된 모바일 기기가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 공기 유로홈이 적어도 하나 이상이 있는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 장착되는 집적회로; 상기 집적회로 상부를 복개하는 실드 캡; 상기 인쇄회로기판이 결합되는 케이스 본체; 상기 케이스 본체의 후면에 결합되는 외부 후면 케이스; 및 상기 인쇄회로기판이 장착된 케이스 본체의 전면에 결합되는 외부 전면케이스; 를 포함하는 모바일 기기가 제공됨에 의해 달성된다.

이때, 상기 실드 캡은 하부가 개방된 육면체 형상으로 구성되어 집적회로에서 발생된 열기를 집열시킬 수 있다.

또한, 상기 실드 캡은 전도성 물질로 구성될 수 있다.

또한, 상기 실드 캡은 상단에 결합되는 초절연성 소재의 절연시트를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 케이스 본체에는 상기 공기 유로홈이 연결되는 곳에 위치하는 제1 관통홀이 적어도 하나 이상이 있을 수 있다.

또한, 상기 외부 후면 케이스에는 상기 제1 관통홀과 연결되는 제2 관통홀이 적어도 하나 이상이 있을 수 있다.

또한, 상기 공기 유로홈은 케이스 본체의 제1 관통홀 및 외부 후면 케이스의 제2 관통홀과 상호 연결되게 결합될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모바일 기기는 실드캡에 결합된 초절연성 소재의 절연 시트와 모바일 기기 내부의 공기 유로홈이 있는 인쇄회로기판을 통해 직접 신속하게 온도 상승을 예방할 수 있어 모바일 기기 사용자의 화상에 대한 위험을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 모바일 기기 자체가 신속하게 방열이 이루어지면 성능을 발휘하는데 최적의 조건을 유지할 수 있기 때문에, 모바일기기 자체의 처리 속도의 향상 또는 다양한 기능을 수행할 수 있는 모듈을 부가할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모바일 기기의 일실시예 분해사시도.
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 모바일 기기에 채용되는 인쇄회로기판의 사시도로서, 도 2는 인쇄회로기판에 실드 캡이 결합된 상태의 사시도이고, 도 3은 실드 캡 상면에 절연 시트가 장착된 사시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 모바일 기기의 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모바일 기기(100)는 공기 유로홈(143)이 적어도 하나 이상이 있는 인쇄회로기판(140), 상기 인쇄회로기판(140)에 장착되는 집적회로(144), 상기 집적회로(144) 상부를 복개하는 실드 캡(141), 상기 인쇄회로기판(140)이 결합되는 케이스 본체(120), 상기 케이스 본체(120)의 후면에 결합되는 외부 후면 케이스(130) 및 상기 인쇄회로기판(140)이 장착된 케이스 본체(120)의 전면에 결합되는 외부 전면 케이스(110)로 구성될 수 있다.

상기 집적회로(144)는 모바일 기기의 동작을 위한 부품으로써, 모바일 기기에서는 주로 AP(Application Processor)와 PMIC(Power Management IC)가 발생된 열기의 80~90% 를 차지하는 발열원이 되는 집적회로(144)에 해당한다.

상기 AP 칩, PMIC 칩을 포함하는 집적회로(144) 상부에는 하부가 개방된 육면체 형상의 실드 캡(shield cap)(141)이 장착될 수 있으며, 상기 실드 캡(141)은 집적회로(144)에서 발생되는 열기를 외부로 방출되지 않도록 모을 수 있는 역할을 한다(도 2 참조).

실드 캡(141)은 집적회로에서 발생된 열기를 집열을 하는데 목적이 있으므로 집적회로를 차폐할 수 있도록 하부만 개구부가 있는 육면체 모양이 될 수 있다. 이 육면체 형상의 실드 캡(141)은 집적회로를 덮는 구조로서, 실드 캡(141)은 집적회로(144)를 사이에 두고 인쇄회로기판(140)과 밀착 결합되어야 방열 목적을 달성할 수 있고, 모바일 기기의 경박단소화 경향상 내부에 빈 공간이 형성되지 않도록 하는 것이 필요할 수 있다.

그리고, 실드 캡(141)은 발생된 열기가 모바일 기기 내부 전체로 퍼지지 않도록 실드 캡(141) 내부에 집열된 후, 목적된 곳으로 열기 방출을 유도하기 위하여 전도성 소재를 적용하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 실드 캡(141) 상부에는 초절연성 물질의 절연 시트(sheet)(142)가 더 포함할 수 있다(도 3 참조).

절연 시트(142)는 사각판상으로써, 육면체 형상인 실드 캡(141)의 상부를 덮기 위해서는 그 크기가 쉴드 캡(141) 상부의 크기와 같거나 클 수 있고, 절연 시트(142)가 실드 캡(141)에 결합될 시에, 실드 캡(141) 상단부가 일부라도 노출이 되지 않도록 하는 것이 바람직할 수 있다.

따라서, 상기 절연 시트(142)는 전도성 소재의 실드 캡에 전도된 열기를 집적회로(144) 상부 방향으로 직접 방열되는 것을 막고, 실드 캡(141) 측면부로 방열될 수 있도록 유도하는 역할을 한다.

한편, 상기 실드 캡(141)은 집적회로(144)에서 발생된 열기가 모바일 기기 내부 공간으로 즉시 전달되지 않도록 하는 역할을 하기 때문에, 실드 캡(141) 상부에 초절연성 물질의 절연 시트(142)와 결합하지 않을 때에는, 실드 캡(141) 상부 자체(141a)는 초절연성 소재로 이루어지고, 측면부(141b)에는 집열된 열기가 실드 캡(141) 외부로 전해질 수 있도록 전도성 소재로 이루어 질 수 있다.

상기 케이스 본체(120)의 측면부에는 제1 관통홀(121)이 있을 수 있다. 상기 제1 관통홀(121)은 인쇄회로기판(140)의 공기 유로홈(143)이 연결되는 곳에 위치하고 있고, 제1 관통홀(121)은 집적회로(144)에서 발생되는 열기가 많고 적음에 따라서 케이스 외부 표면 온도가 신뢰성 기준에 맞도록 적어도 하나 이상을 가질 수 있다.

상기 외부 후면 케이스(130)의 측면부에는 제2 관통홀(131)이 있을 수 있다.

제2 관통홀(131)은 제1 관통홀(121)과 연결되고, 실드 캡(141)에 집열된 열기가 모바일 기기 외부로 배출될 수 있도록 상기 실드 캡(141)으로부터 직선상으로 연결되어 있고, 발생된 열기가 모바일 기기 내부로 퍼지지 않고 실드 캡(141)에 집열된 열기를 직접적으로 배출되도록 하는 통로가 될 수 있다. 이때, 제2 관통홀(131)은 집적회로(144)에서 발생되는 열기가 적고 많음에 따라서 케이스 외부 표면 온도가 신뢰성 기준에 맞도록 적어도 하나 이상을 가질 수 있다.

또한, 제2 관통홀(131)은 모바일 기기내에 외부 물질이 침투되는 것을 방지하기 위해 차폐구조가 형성될 수 있다. 예를 들면, 차폐구조는 고무 재질의 막구조물이 될 수 있다.

한편, 상기 인쇄회로기판(140)에는 실드 캡(141)에 집열된 열기가 측면부로 배출될 시에, 그 열기가 지나갈 수 있는 통로가 되는 공기 유로홈(143)이 적어도 하나 이상 가질 수 있다.

상기 인쇄회로기판(140)에 형성된 공기 유로홈(143)은 외부 후면 케이스(130)와 직접 연결 열 교환을 시켜 방열의 효율성을 향상시키는 것이 필요하므로 외부 후면 케이스(130)의 제2 관통홀(131)로부터 실드 캡(141)에 이르는 거리가 최단 거리가 되도록 직선으로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.

이때, 상기 공기 유로홈(143)의 위치는 집적회로(144)가 실장된 장소에 따라 가변될 수 있고, 다수의 곳을 선택할 필요가 있을 때에는, 모바일 기기의 경박 단소화에 상응하도록 구조를 제한하지 않는 최적의 위치를 선택하여 모바일 기기의 부피를 최소화시키는 위치가 선정되어야 한다. 또한, 모바일 기기에 들어가는 인쇄회로기판(140)의 제조 공정 요구상, 모바일 기기의 기능, 성능 발휘를 제약할 수 있는 곳을 피하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 케이스 본체(120)의 측면에 있는 제1 관통홀(131) 및 외부 후면 케이스(130)의 측면에 있는 제2 관통홀(131)의 위치도 공기 유로홈(143)의 위치에 따라 가변적일 수 있고, 서로 일렬로 정렬되어 상호 연결되는 것이 바람직할 수 있다.

이때, 제 1관통홀(121), 제2 관통홀(131) 및 공기 유로홈(143)의 수는 모두 일치되도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 이와 같이 구성된 모바일 기기(100)는 공기 유로홈(143)이 실드 캡(141)에 집열된 열기가 실드 캡(141) 외부로 방사되더라도 상당 부분의 열기가 공기 유로홈(143)으로 유도되고, 상기 공기 유로홈(143)은 단부와 대응되는 외부 후면 케이스(130)의 제2 관통홀(131)을 거쳐 열기를 배출시키며, 종래에 활용되었던 모바일 기기 내부의 열을 분산시켜 내부 온도 상승을 지연시키는 방열 구조와 대비하여 직접적으로 열을 방출시킬 수 있는 시스템이라고 할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명에서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범윈 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

110. 외부 전면 케이스
120. 케이스 본체
121. 제1 관통홀
130.외부 후면 케이스
131. 제2 관통홀
140. 인쇄회로기판
141. 실드 캡
142. 절연 시트
143. 공기 유로홈
144. 집적회로

Claims (8)

1. 공기 유로홈이 적어도 하나 이상이 있는 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판에 장착되는 집적회로;
   상기 집적회로 상부를 복개하는 실드 캡; 및
   상기 실드 캡 상단에 결합되고, 상기 실드 캡 상단을 열적으로 절연시키는 초절연성 소재의 절연 시트;
   를 포함하는 모바일 기기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판이 결합되는 케이스 본체;
   상기 케이스 본체의 후면에 결합되는 외부 후면 케이스; 및
   상기 인쇄회로기판이 장착된 케이스 본체의 전면에 결합되는 외부 전면 케이스;
   를 더 포함하는 모바일 기기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 실드 캡은 하부가 개방된 육면체 형상으로 구성되어 상기 집적회로에서 발생된 열기를 집열시키는 모바일 기기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 실드 캡은 전도성 물질로 구성된 모바일 기기.
5. 삭제
6. 제2항에 있어서,
   상기 케이스 본체에는 상기 공기 유로홈이 연결되는 곳에 위치하는 제1 관통홀이 적어도 하나 이상이 있는 모바일 기기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 외부 후면 케이스에는 상기 제1 관통홀과 연결되는 제2 관통홀이 적어도 하나 이상이 있는 모바일 기기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 공기 유로홈은 케이스 본체의 제1 관통홀 및 외부 후면 케이스의 제2 관통홀과 상호 연결되게 결합되는 모바일 기기.

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