KR102419199B1 - 초경량 그라파이트 방열구조. - Google Patents
초경량 그라파이트 방열구조. Download PDFInfo
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Abstract
이 발명은 초경량 그라파이트 방열구조에 관한 것이다.
이를 위하여 이 발명은 PCB조립부(10)의 하부에 다수의 그라파이트 방열판(20)이 수직으로 구비된 초경량 그라파이트 방열구조에 있어서, 상기 PCB조립부(10)는 PCB고정판(110)의 상부에 방열시트(120)가 구비되고, 상기 방열시트(120)의 상부에 PCB기판(130)이 구비되며, 상기 PCB기판(130)의 상부에 렌즈커버부(140)가 구비되고, 상기 그라파이트 방열판(20)은 중앙에 일정두께의 그라파이트 중심재(210)가 구비되고 상기 그라파이트 중심재(210) 양측에 알루미늄시트(220)(220')가 구비되고, 상기 알루미늄시트(220)(220')의 외측에 각각 기능성시트(230)(230')가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 열 저항을 감소시키고 열 효율을 극대화하여 우수한 방열효율을 가지는 초경량 그라파이트 방열구조를 제공할 수 있다.
이를 위하여 이 발명은 PCB조립부(10)의 하부에 다수의 그라파이트 방열판(20)이 수직으로 구비된 초경량 그라파이트 방열구조에 있어서, 상기 PCB조립부(10)는 PCB고정판(110)의 상부에 방열시트(120)가 구비되고, 상기 방열시트(120)의 상부에 PCB기판(130)이 구비되며, 상기 PCB기판(130)의 상부에 렌즈커버부(140)가 구비되고, 상기 그라파이트 방열판(20)은 중앙에 일정두께의 그라파이트 중심재(210)가 구비되고 상기 그라파이트 중심재(210) 양측에 알루미늄시트(220)(220')가 구비되고, 상기 알루미늄시트(220)(220')의 외측에 각각 기능성시트(230)(230')가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 열 저항을 감소시키고 열 효율을 극대화하여 우수한 방열효율을 가지는 초경량 그라파이트 방열구조를 제공할 수 있다.
Description
이 발명은 초경량 그라파이트 방열구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열 저항을 최소화하고 열효율을 증가시킬 수 있는 그라파이트 방열구조를 제공하기 위한 초경량 그라파이트 방열구조에 관한 것이다.
전자제품이 고성능화 및 소형화가 진행되면 내부에 장착된 전자부품은 대용량화 및 고집적화가 진행되며, 이로 인하여 전자제품에서는 많이 열이 발생된다. 이와 같이 발생된 열은 제품의 수명을 단축하거나 고장, 오동 작을 유발하고 폭발, 화재 등의 원인이 될 수 있다. 그리고 디스플레이 장치의 화면 선명도와 색상도 등을 저하 시켜 전자제품의 신뢰성과 안정성이 저하될 수 있다. 따라서 전자제품 내부에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출하는 데 도움이 되는 방열구조가 요구된다.
이러한 종래의 방열구조와 관련하여 대한민국 공개특허 제10-2018-0086724호(2018.08.01 공개, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)가 제안된 바 있다. 선행기술문헌 1의 방열구조는 도 1a에 도시된 바와 같이, 방열모듈의 하부에 도전성 접착층(2)에 의해 열확산시트(3)가 부착된 판상의 베이스 하부에서 수직방향으로 서로 평행하게 배열되는 복수의 핀(1a)으로 구성되는 히트싱크(1)를 배치하여, 방열모듈에서 발생된 열이 히트싱크(1)로 전도되며, 히트싱크(1)는 공기의 유동에 의해 냉각되어 방열모듈의 온도상승을 억제할 수 있도록 하였다. 그러나, 상기 선행기술문헌 1의 방열구조는 흑연 또는 그라파이트재로 이루어진 열확산시트(3)를 거쳐 복수의 핀(1a)으로 열이 전달되도록 하고 있으나, 서로 다른 재질로 이루어진 열확산시트(3)와 핀(1a)사이에 열 저항이 발생하여 열전도효율이 저하되는 문제가 발생하였다. 나아가, 일반적으로 그라파이트재는 외부의 충격에 약해 쉽게 파손되며 수평 열전도율보다 낮은 수직 열전도율을 갖는 문제점이 있었다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-2283073호(2021.07.22 공개, 이하 '선행기술문헌2'이라 한다)에서는, 그라파이트가 첨가된 방열 조립체를 이용하여 LED 등 발열소자의 기판(6)으로부터 발생된 열을 방출시키는 구조를 제공하였다. 그러나, 선행기술문헌2의 방열구조는 그라파이트가 첨가된 첨가물을 압착기에 투입하고 성형하여 제조됨에 따라, 중량이 증가하여 제품의 경량화가 어려울 뿐만 아니라 생산공정이 복잡하여 생산이 용이하지 못한 문제가 있었으며, 발원체인 기판(6)으로부터 발생한 열이 제1,2 레이어(7a)(7b)와 방열판(8)을 순차적으로 거쳐서 방열핀(9)으로 열이 전도되는 과정에서, 열효율 증가가 이루어지지 않아 방열효율의 저하와 방열효율 대비 방열재료의 손실이 있게 되는 문제가 발생된다.
이 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그라파이트 중심재 및 알루미늄 시트를 이용하여 방열구조를 형성함으로써, 우수한 방열성능을 가질 수 있으면서도, 중량을 획기적으로 절감하고 제조단가를 낮출수 있다.
또한, 이 발명은 그라파이트 방열판과 PCB조립부의 결합을 용이하게 형성할 수 있는 구조를 제공하여, 제품의 생산성을 개선하고자 하는데 그 목적이 있다.
또한, 이 발명은 그라파이트 방열판을 다층구조로 형성시켜 금속과 비금속간의 열저항을 줄이면서도, 발열체로부터 발생하는 열에너지가 효과적으로 흡수될 수 있는 방열효율이 우수한 초경량 그라파이트 방열구조를 제공하는데 목적이 있다.
이 발명의 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조는, PCB조립부(10)의 하부에 다수의 그라파이트 방열판(20)이 수직으로 구비된 초경량 그라파이트 방열구조에 있어서, 상기 PCB조립부(10)는 PCB고정판(110)의 상부에 방열시트(120)가 구비되고, 상기 방열시트(120)의 상부에 PCB기판(130)이 구비되며, 상기 PCB기판(130)의 상부에 렌즈커버부(140)가 구비되고, 상기 그라파이트 방열판(20)은 중앙에 일정두께의 그라파이트 중심재(210)가 구비되고 상기 그라파이트 중심재(210) 양측에 알루미늄시트(220)(220')가 구비되고, 상기 알루미늄시트(220)(220')의 외측에 각각 기능성시트(230)(230')가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 폭 방향 양측단부에는 상기 방열시트(120), PCB기판(130), 렌즈커버(140)가 안정되게 수용되어지도록 길이벽체부(111)가 상부로 돌출되어 일체로 형성되며 상기 PCB고정판(110)의 바닥면에는 다수개의 관통공(113)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 길이방향 양측단부에는 상기 다수의 그라파이트 방열판(20)이 안정되게 수용되도록 폭벽체부(114)가 하부로 돌출되어 일체로 구비될 수 있다.
또한, 상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 길이방향 양측단부에는 각형의 단자커버(112)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 PCB조립부(10)의 PCB기판(130)에는 다수개의 렌즈(131)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 그라파이트 방열판(20)의 그라파이트 중심재(210) 상부에는 다수개의 알루미늄 핀(211)이 구비될 수 있다.
이 발명의 실시예에 따르면, PCB조립부(10)의 하부에 다수의 그라파이트 방열판(20)이 상호 이격되도록 구비되어 PCB조립부(10)로부터 발생하는 발열을 효과적으로 흡수할 수 있다.
또한, 이 발명은 그라파이트 중심재와, 알루미늄시트 및 기능성 시트로 이루어져 중량을 획기적으로 절감하여 경량화가 가능하면서도 수직, 수평방향의 열 전달효율이 우수한 효과가 있다.
또한 다이케스팅 또는 압출공정을 수행하지 않고도 제품의 생산이 가능하여 생산성이 우수하며 제조단가를 낮출 수 있는 그라파이트 방열구조를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 선행기술문헌 1에 따른 방열구조를 도시한 사시도이다.
도 1b는 선행기술문헌 2에 따른 방열구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조의 결합상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 4와 도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조의 결합상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 그라파이트 방열판을 나타낸 분해사시도이다.
도 7은 이 발명의 일 실시예에 따른 그라파이트 방열판을 나타낸 단면도이다.
도 8은 이 발명의 일 실시예에 따른 기능성시트를 나타낸 단면도이다.
도 1b는 선행기술문헌 2에 따른 방열구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조의 결합상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 4와 도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조의 결합상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 그라파이트 방열판을 나타낸 분해사시도이다.
도 7은 이 발명의 일 실시예에 따른 그라파이트 방열판을 나타낸 단면도이다.
도 8은 이 발명의 일 실시예에 따른 기능성시트를 나타낸 단면도이다.
이하에서는 도면에 도시된 사항을 바탕으로 이 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
먼저 이하에서는, 도 2 및 도 5를 참고하여, 이 발명의 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조에 대하여 설명하도록 한다.
이 발명은 PCB조립부(10)의 하부에 다수의 그라파이트 방열판(20)이 수직으로 구비된 초경량 그라파이트 방열구조에 관한 것으로서, 일 실시예에 따르면 PCB조립부(10)는 PCB고정판(110)의 상부에 방열시트(120)가 구비되고, 상기 방열시트(120)의 상부에 PCB기판(130)이 구비되며, 상기 PCB기판(130)의 상부에 렌즈커버부(140)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 폭 방향 양측단부에는 상기 방열시트(120), PCB기판(130), 렌즈커버(140)가 안정되게 수용되어지도록 길이벽체부(111)가 상부로 돌출되어 일체로 형성되며 상기 PCB고정판(110)의 바닥면에는 다수개의 관통공(113)이 구비될 수 있다. 나아가, 이 발명은 상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 길이방향 양측단부에 폭벽체부(114)가 하부로 돌출되어 상기 다수의 그라파이트 방열판(20)이 안정되게 수용되도록 할 수 있으며, 상기 폭 벽체부(114)는 PCB고정판(110)과 일체로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 길이방향 양측단부에는 각형의 단자커버(112)가 구비되어지며, 상기 단자커버(112)의 양 단부는 한 쌍의 길이벽체부(111)에 맞닿도록 구비된다.
이때, 상기 PCB조립부(10)의 PCB기판(130)은 다수개의 렌즈(131)가 구비된 것일 수 있으며, 상기 PCB조립부(10)의 렌즈커버부(140)에는 다수개의 원형공(141)이 구비되어 상기 PCB기판(130)에 구비된 렌즈(131)가 위치되어진다.
일 실시예에 따르면, 상기 렌즈커버부(140)에는 렌즈커버부(140)의 위치를 고정하는 렌즈커버 고정너트가 끼워지는 고정공(142)이 관통형성될 수 있다.
또한, 상기 단자커버(112)는 상기 PCB기판(130)의 길이방향 양측단부에 노출된 전자 케이블(132)이 수용되는 오목홈(112a)이 형성된 것으로서, 상기 PCB기판(130)과 렌즈커버(140)사이의 공간부(S)에 구비되어질 수 있다. 일반적으로 PCB기판(130)의 표면상에는 전자 케이블(132)의 부식을 방지하기 위하여 코팅제가 도포될 수 있으며, 이때 코팅제가 도포된 전자 케이블(132)은 단자커버(112)의 오목홈에 수용되어, 도포된 코팅제가 흘러내리지 않고 응고될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면 상기 PCB고정판(110)의 폭벽체부(114)에는 PCB고정판(110)을 설치지점에 고정하는 고정부재가 끼워지는 케이스고정홀이 관통형성될 수 있다.
또한, 이 발명은 그라파이트 방열판(20)과 PCB조립부(10)의 간편하고 신속 용이한 결합을 형성하면서도, 발열체인 PCB조립부(10)로부터 발생하는 열이 효과적으로 방출될 수 있도록 하기 위하여, 상기 그라파이트 방열판(20)의 그라파이트 중심재(210) 상부에는 다수개의 알루미늄 핀(211)을 구비한다. 상기 알루미늄 핀(211)은 몸체부(211a) 상부에 머리부(211b)가 일체로 형성되어 상기 머리부(211b)가 상기 그라파이트 중심재(210) 상부로 돌출되어 구비되고, 상기 그라파이트 중심재(210)의 상부에는 상기 알루미늄 핀(211)의 몸체부(211a)가 끼워지는 끼움홀(210a)이 형성된다. 또한, 상기 알루미늄 핀(211)의 머리부(211b)는 상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 바닥면에 구비된 다수개의 관통공(113)에 끼워진다. 기술한 구조에 따르면, 상기 PCB조립부(10)와 그라파이트 방열판(20)의 연결이 견고하면서도 간편하게 형성될 수 있음에 따라, 조립공정을 단순화시켜 제조공정을 간소화하며 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 PCB고정판(110)의 상부에 상기 방열시트(120)가 구비되어 PCB고정판(110)에 형성된 관통공(113)은 상면이 폐쇄된다. 나아가, 이 발명은 상기 머리부(211b)가 관통공(113)에 끼워졌을 때 알루미늄 핀(211)의 이탈 및 상기 그라파이트 방열판(20)과 PCB고정판(110)사이의 틈의 발생을 방지하기 위하여 상기 관통공(113)에는 점착제(G)가 충진되어질 수 있다. 상기 알루미늄 핀(211)의 머리부(211b)의 직경은 상기 그라파이트 중심재(210)의 두께보다 크게 형성되는 것이 바람직하며, 일 실시 예에 따르면 상기 그라파이트 중심재(210)는 3mm 내지 5mm로 형성되고, 상기 알루미늄 핀(211)의 머리부(211b)의 직경은 4mm 내지 6mm로 형성될 수 있다.
즉, 도 4와 도 5에 상세히 도시된 바와 같이, 관통공(113)에 머리부(211a)가 수용되어지면서 상기 관통공(113)에 충진된 점착제(G)가 관통공(113)바깥으로 일부 유출되어 그라파이트 방열판(20)과 PCB고정판(110)사이의 틈 사이로 침투하면서 PCB고정판(110)에 경화된다. 기술한 구조에 따르면, 그라파이트 방열판(20)과 PCB고정판(110)사이의 미세한 틈을 메워, 발열체인 PCB조립부(10)로부터 발생하는 열이 상기 알루미늄 핀(211)을 통해 안정적으로 전달될 수 있음에 따라 열 저항이 감소되는 효과가 있다.
이때, 상기 점착제(G)는 방열성능을 지니는 것으로서 에폭시 몰딩액과 분말 그라파이트의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 에폭시 몰딩액과 분말 그라파이트가 동일비율로 혼합되어 제조된다.
일반적으로 그라파이트는 수직 수평방향으로 열전도가 가능한 이점을 지니지만 물리적인 충격에 취약하고, 수직 열전도율이 수평열전도율에 비해 낮다. 즉 이 발명에서는 기술한 문제점을 보완하기 위하여 도 6과 도 7에 나타난 바와 같이 그라파이트 방열판(20)을 복수의 알루미늄시트(220)(220')와 그라파이트 중심재(210) 및 기능성 시트(230)(230')를 겹쳐 다층구조로 형성한다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 그라파이트 방열판(20)은 중앙에 일정두께의 그라파이트 중심재(210)가 구비되고 상기 그라파이트 중심재(210) 양측에 알루미늄시트(220)(220')가 구비되고, 상기 알루미늄시트(220)(220')의 외측에 각각 기능성시트(230)(230')가 구비된다. 이때 각각의 그라파이트 중심재(210)와 알루미늄시트(220)(220'), 기능성시트(230)(230')는 점착제(G)로 결합되어지는 것이 바람직하며, 이때 사용되는 점착제(G)는 방열점착제가 사용된다.
도 7과 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 초경량 그라파이트 방열구조는 상기 그라파이트 방열판(20)의 기능성시트(230)(230')는 얇은 박판의 그라파이트(231)(231')와 알루미늄시트(232)(232')가 접착되어진 것으로서, 바람직하게는 상기 그라파이트(231)(231')시트가 알루미늄시트(232)(232')의 내측에 위치하도록 접착되어, 발열체로부터 발생하는 열은 그라파이트 중심재(210)와, 알루미늄시트(220)(220'), 그라파이트시트(231)(231'), 알루미늄시트(232)(232')를 순차적으로 거쳐 전달됨에 따라 수직, 수평방향의 열 전도가 효과적으로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 이 발명에 따른 초경량 그라파이트 방열구조는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 이 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 이 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : PCB조립부 20 : 그라파이트 방열판
110 : PCB고정판 111 : 길이벽체부
112 : 단자커버 113 : 관통공
114 : 폭벽체부 120 : 방열시트
130 : PCB기판 131 : 렌즈
140 : 렌즈커버부 210 : 그라파이트 중심재
211 : 알루미늄 핀 220 : 알루미늄시트
230 : 기능성시트
110 : PCB고정판 111 : 길이벽체부
112 : 단자커버 113 : 관통공
114 : 폭벽체부 120 : 방열시트
130 : PCB기판 131 : 렌즈
140 : 렌즈커버부 210 : 그라파이트 중심재
211 : 알루미늄 핀 220 : 알루미늄시트
230 : 기능성시트
Claims (5)
- PCB조립부(10)의 하부에 다수의 그라파이트 방열판(20)이 수직으로 구비된 초경량 그라파이트 방열구조에 있어서,
상기 PCB조립부(10)는 PCB고정판(110)의 상부에 방열시트(120)가 구비되고, 상기 방열시트(120)의 상부에 PCB기판(130)이 구비되며 상기 PCB기판(130)의 상부에 렌즈커버부(140)가 구비되고,
상기 그라파이트 방열판(20)은 중앙에 일정두께의 그라파이트 중심재(210)가 구비되고 상기 그라파이트 중심재(210) 양측에 알루미늄시트(220)(220')가 구비되고, 상기 알루미늄시트(220)(220')의 외측에 각각 기능성시트(230)(230')가 구비됨을 특징으로 하는 초경량 그라파이트 방열구조. - 제 1항에 있어서,
상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 폭 방향 양측단부에는 상기 방열시트(120), PCB기판(130), 렌즈커버(140)가 안정되게 수용되어지도록 길이벽체부(111)가 상부로 돌출되어 일체로 형성되며 상기 PCB고정판(110)의 바닥면에는 다수개의 관통공(113)이 구비되는 것을 특징으로 하는 초경량 그라파이트 방열구조. - 제 2항에 있어서,
상기 PCB조립부(10)의 PCB고정판(110) 길이방향 양측단부에는 상기 다수의 그라파이트 방열판(20)이 안정되게 수용되도록 폭벽체부(114)가 하부로 돌출되어 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 초경량 그라파이트 방열구조. - 제 1항에 있어서,
상기 PCB조립부(10)의 PCB기판(130)에는 다수개의 렌즈(131)가 구비되는 것을 특징으로 하는 초경량 그라파이트 방열구조. - 제 1항에 있어서,
상기 그라파이트 방열판(20)의 그라파이트 중심재(210) 상부에는 다수개의 알루미늄 핀(211)이 구비되는 것을 특징으로 하는 초경량 그라파이트 방열구조.
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| KR1020220059097A KR102419199B1 (ko) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | 초경량 그라파이트 방열구조. |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116660866A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-08-29 | 今创集团股份有限公司 | 一种激光雷达可视检测盒及其制作方法、应用 |
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