KR102516851B1 - 방열기능을 구비한 차폐부재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차폐캔(shield can)의 내측으로 열전도가 우수한 열전도성 판재를 부착하되, 상기 차폐캔과 열전도성 판재의 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하여 주고, 상기 열전도 판재에 발열소자의 상단이 접촉되도록 설치하여 방열기능과 동시에 차폐기능을 수행할 수 있도록 한 방열기능을 구비한 차폐부재에 관한 것이다.

Description

방열기능을 구비한 차폐부재{Shielding member having heat dissipation function}
본 발명은 방열기능을 구비한 차폐부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차폐캔(shield can)의 내측으로 열전도가 우수한 열전도성 판재를 부착하되, 상기 차폐캔과 열전도성 판재의 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하여 주고, 상기 열전도 판재에 발열소자의 상단이 접촉되도록 설치하여 방열기능과 동시에 차폐기능을 수행할 수 있도록 한 방열기능을 구비한 차폐부재에 관한 것이다.
일반적으로 RF(Radio Frequency) 기능을 포함하는 전자기기의 경우 EMI(Electro Magnetic Interference) 차폐를 위해 기판상에 실장된 RF IC(집적회로)등을 차폐캔으로 커버하여 준다.
또한 기판 상에 CPU와 같은 발열소자가 있는 경우, 방열을 위해 방열체(heat sink)를 설치한다.
만약 상기 발열소자와 RF IC가 동시에 기판에 실장되는 경우 방열체와 차폐캔을 동시에 설치해야 한다.
이는 기판의 회로 레이아웃 등 디자인 설계에 대한 제약이 불가피했고, 발열소자 상부에 접촉되는 방열체에 따른 부피 증가와 이에 별도 구성되는 차폐캔의 면적 증가 등, 최근 전자기기의 슬림화 및 소형화 트랜드에 부합하지 못하는 문제점과, 2가지 부품을 사용하는 데에서 오는 제품 단가 상승의 문제점이 있어왔다.
등록특허공보 등록번호 10-2015896 (등록일자 2019년08월23일) 공개특허공보 공개번호 10-2022-0015824 (공개일자 2022년02월08일)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 차폐캔(shield can)의 내측으로 열전도가 우수한 열전도성 판재를 부착하되, 상기 차폐캔과 열전도성 판재의 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하여 주고, 상기 열전도 판재에 발열소자의 상단이 접촉되도록 설치하여 방열기능과 동시에 차폐기능을 수행할 수 있도록 한 방열기능을 구비한 차폐부재를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일측이 개방된 사각형태의 차폐방열부; 및 상기 차폐방열부의 내측으로 일측 상단부가 부착 고정되되, 상기 차폐방열부의 측면높이 보다는 작은 측면높이를 가지며 일정 공간부가 형성되도록 일정거리 내측으로 장착되는 사각형태의 열전도방열부를 포함하되,
상기 차폐방열부는 차폐기능을 수행하는 도금강판으로 구성하되, 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하고,
상기 열전도방열부는 열전도성이 우수한 알루미늄 판재로 구성하되, 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 도금강판은 용융아연도금강판 또는 주석도금강판이 될 수 있고, 상기 도금강판 및 알루미늄 판재의 두께 0.1~3.0mm인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 열전도방열부의 측면높이는 상기 차폐방열부의 측면높이 보다는 작되, 발열소자의 장착 높이에 따라 가변되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 차폐부재는 열전도방열부의 저면 테두리부위에 요철형상으로 연장하여 차폐방열부의 측면 내측에 연결되도록 한 요철형 접속부를 더 형성하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 요철형 접속부가 형성된 차폐방열부과 열전도방열부 사이의 내측 공간부에는 보조방열소재를 더 충전하되, 상기 보조방열소재는 금속 또는 비철금속 소재를 절삭 가공할 때 생성되는 절삭 팁으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 차폐캔(shield can)의 내측으로 열전도가 우수한 열전도성 판재를 부착하되, 상기 차폐캔과 열전도성 판재의 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하여 주고, 상기 열전도 판재에 발열소자의 상단이 접촉되도록 설치하여 방열기능과 동시에 차폐기능을 수행할 수 있도록 한 장점을 제공한다.
도 1의 (a)(b)는 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재의 구성도 및 분해 사시도,
도 2의 (a)(b)는 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재의 저면 사시도 및 및 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재가 기판부에 결합되는 과정을 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재가 기판부에 결합된 상태의 측단면도,
도 5의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재의 저면 사시도 및 저면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재의 저면 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재와 같은 형상으로 방열도료가 코팅되지 않은 방열판과의 방열 효과를 비교한 실험결과 그래프,
도 8은 상기 도 7의 실험결과의 상세 데이터 및 그에 따른 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1의 (a)(b)는 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재의 구성도 및 분해 사시도, 도 2의 (a)(b)는 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재의 저면 사시도 및 및 측단면도, 도 3은 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재가 기판부에 결합되는 과정을 보여주는 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재가 기판부에 결합된 상태의 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 방열기능을 구비한 차폐부재(100)(이하 '방열차폐부재' 라고도 함)는,
일측이 개방된 사각형태의 차폐방열부(110)와, 상기 차폐방열부(110)의 내측으로 일측 상단부(121)가 부착 고정되되, 상기 차폐방열부(110)의 측면높이(H2) 보다는 작은 측면높이(H1)를 가지며 일정 공간부(111)가 형성되도록 일정거리(s) 내측으로 장착되는 사각형태의 열전도방열부(120)를 포함한다.
상기 차폐방열부(110)는 차폐기능을 수행하는 도금강판(111)으로 구성하되, 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료(112)를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하여 구성한다.
상기 도금강판(111)는 용융아연도금강판이나 주석도금강판이 될 수 있으며, 그 두께는 0.1~3.0mm로 구성될 수 있다.
상기 도금강판(111)은 전자파 차폐 기능 이외에 방열도료(113)에 의해 방열기능도 수행하도록 구성된다.
상기 열전도방열부(120)는 열전도성이 우수한 알루미늄 판재(121)로 구성하되, 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료(122)를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하여 구성한다.
상기 알루미늄 판재(121)의 두께는 0.1~3.0mm로 구성될 수 있다.
상기 열전도방열부(120)는 기판부(200)에 실장되는 발열소자(210)의 상부 표면에 접촉되며, 상기 발열소자(210)에서 발생되는 열기를 수평으로 신속하게 열전도하여 상기 방열차폐부(110)로 전도하여 줌과 동시에 상기 방열차폐부(110)와 함께 방열 기능을 수행한다.
상기 열전도방열부(120)는 상기 차폐방열부(110)의 측면높이(H2) 보다는 작은 측면높이(H1)를 가지도록 구성되는 데, 이는 차폐부재(100)를 기판부(200)에 장착 고정할 때, 상기 열전도방열부(120)의 표면이 발열소자(210)의 상부에 높이를 감안하여 안정되게 접촉될 수 있도록 하기 위함이다.
따라서 상기 열전도방열부(120)의 측면높이(H1)는 상기 차폐방열부(110)의 측면높이(H2) 보다는 작되, 발열소자(210)의 장착 높이에 따라 가변될 수 있다.
또한 상기 열전도방열부(120)는 차폐방열부(110)에 적용되는 도금강판(111)의 낮은 열전도율의 문제점을 극복하기 위한 구성요소로, 상기 차폐방열부(110)로 신속한 열전달을 수행하게 된다.
한편, 상기 차폐부재(100)는 기판부(200)에 장착되도록 구성되는 데, 상기 기판부(200)에는 기판부(200)에 실장된 CPU와 같은 발열소자(210)와 RF IC와 같은 전자파발생소자(220)가 커버되도록 상기 차폐부재(200)를 고정하는 고정부(230)가 복수개 형성되도록 구성된다.
따라서 상기 차폐부재(100)의 차폐방열부(110)의 4방향 측면은 각각 고정부(230)에 삽입 고정되며, 이때 상기 발열소자(210)의 상부는 열전도방열부(120)의 표면에 접촉되어 진다.
여기서 상기 차폐방열부(110)와 열전도방열부(120) 사이에 형성되는 공간부(111)는 상기 기판부(200)에 형성된 고정부(230)가 위치하는 공간으로서의 역할을 수행한다.
이와 같이 구성된 본 발명 차폐부재(100)는, 상기 차폐부재(100)가 기판부(200)의 고정부(230)에 장착 고정되고, 기판부(200)의 실장 소자들이 동작 개시되면, 전자파발생소자(220)를 포함하는 소자로부터 발생되는 유해 전자파는 차폐방열부(110)을 통해 차폐 처리된다.
동시에 발열소자(210)의 구동으로 발열소자(210)의 온도가 상승하면, 그 발열은 열전도방열부(120)으로 전이되고, 상기 열전도방열부(120)는 상기 발열소자(210)로부터 전이되는 열을 신속하게 수평으로 전도함과 동시에 상단부(121)를 통해 상부에 위치한 차폐방열부(110)로도 전도하여 준다.
즉 상기 발열소자(210)로부터 방사되는 열기는 상기 열전도방열부(120) 및 차폐방열부(110)로 신속하게 수평으로 열전도 되고, 열전도된 열기는 표면에 도포된 상기 차폐방열부(110) 및 열전도방열부(120) 각각의 방열도료(112)(122)의해 매우 신속하게 방열 처리된다.
이와 같이 구성된 본 발명 방열차폐부재(100)는, 도 7에서와 같이 동일한 형상으로 제작하되 방열도료가 코팅되지 않은 제품(비교 제품)과 방열 효과를 비교할 때 다음과 같은 방열효과가 있었다.
동일 조건(발열체(히터) 설정온도 100℃, 실내온도 20℃)에서 실시한 비교 테스트 결과 본 발명 방열차폐부재(100)가 비교 제품 대비 8.62℃의 높은 방열효과를 나타내는 것으로 측정되었다.
이의 상세한 실험결과 데이터가 도 8에 도시된다.
도 5의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재의 저면 사시도 및 저면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 다른 실시예에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재(100)는 열전도방열부(120)의 저면 테두리부위에 요철형상으로 연장하여 차폐방열부(110)의 측면 내측에 연결되도록 한 요철형 접속부(122)를 더 형성하여 된 것이다.
상기 요철형 접속부(122)는 열전도방열부(120)로부터 차폐방열부(110)로의 열전도시 상기 열전도방열부(120)의 상단부(121)를 통한 상부측 열전도 이외에 하부 측면으로도 열전도를 동시에 수행하도록 함으로써, 방열효과가 상승되도록 한 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재의 저면 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열기능을 구비한 차폐부재(100)는,
열전도방열부(120)의 저면 테두리부위에 요철형상으로 연장하여 차폐방열부(110)의 측면 내측에 연결되도록 한 요철형 접속부(122)를 더 형성하되,
상기 요철형 접속부(122)가 형성된 차폐방열부(110)과 열전도방열부(120) 사이의 내측 공간부(111)에는 보조방열소재(123)를 더 충전하여 된 것이다.
상기 보조방열소재(123)는 알루미늄이나 스테인리스와 같은 금속 또는 비철금속 소재를 절삭 가공할 때 생성되는 절삭 팁으로 이루어진 것으로, 상기 열전도방열부(120)로부터 차폐방열부(110)로의 열전도를 매우 신속하게 하고, 동시에 방열기능을 수행하도록 함으로써 방열효과가 상승되도록 한 것이다.
이상에서는 본 발명에 대한 한정된 실시예들을 설명한 것이나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 실시예가 예상됨을 당업자는 주의해야 한다.
100: 차폐부재 110: 차폐방열부
111: 공간부 120: 열전도방열부
121: 상단부 122: 요철형 접속부
123: 보조방열소재 200: 기판부
210: 발열소자 220: 전자파발생소자
230: 고정부

Claims (5)

  1. 일측이 개방된 사각형태의 차폐방열부; 및
    상기 차폐방열부의 내측으로 일측 상단부가 부착 고정되되, 상기 차폐방열부의 측면높이 보다는 작은 측면높이를 가지며 일정 공간부가 형성되도록 일정거리 내측으로 장착되는 사각형태의 열전도방열부를 포함하되,
    상기 차폐방열부는 차폐기능을 수행하는 도금강판으로 구성하되, 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하고,
    상기 열전도방열부는 열전도성이 우수한 알루미늄 판재로 구성하되, 표면에 폴리에스테르 수지, 수산화알루미늄 AI(OH)3, 블랙카본(Black Carbon), 그라파이트분말 및 그래핀 중 적어도 어느 하나 이상이 첨가되어 혼합된 방열도료를 0.006mm~0.030mm 두께로 박막 코팅하여 구성하며,
    상기 열전도방열부는 저면 테두리부위에 요철형상으로 차폐방열부의 측면 내측에 연결되도록 한 요철형 접속부를 더 형성하고,
    상기 요철형 접속부가 형성된 차폐방열부과 열전도방열부 사이의 내측 공간부에는 보조방열소재를 더 충전하되,
    상기 보조방열소재는 금속 또는 비철금속 소재를 절삭 가공할 때 생성되는 절삭 팁으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열기능을 구비한 차폐부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도금강판은 용융아연도금강판 또는 주석도금강판이 될 수 있고,
    상기 도금강판 및 알루미늄 판재의 두께는 0.1~3.0mm인 것을 특징으로 하는 방열기능을 구비한 차폐부재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전도방열부의 측면높이는 상기 차폐방열부의 측면높이 보다는 작되, 발열소자의 장착 높이에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 방열기능을 구비한 차폐부재.
  4. 삭제
  5. 삭제
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