KR20000051291A

KR20000051291A - 휴대용 컴퓨터의 방열장치

Info

Publication number: KR20000051291A
Application number: KR1019990001645A
Authority: KR
Inventors: 배병영; 홍순교
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-16
Also published as: KR100538210B1

Abstract

외부로 노출되는 키보드를 지지하기 위한 키보드 기판이 설치된 케이스 내에 마련된 중앙처리장치(CPU)의 구동시 발생되는 열을 방열시키기 위한 것으로, 케이스내의 열을 강제송풍에 의해 외부로 방열시키기 위한 홴을 포함하는 휴대용 컴퓨터의 방열장치에 있어서, 케이스 내에 설치되어 중앙처리장치(CPU)에서 발생되는 열을 직/간접적으로 전달받는 플레이트형의 베이스와, 베이스의 상면 및/또는 하면에 대해 돌출되도록 일체로 형성되어 그 베이스의 열을 전달받아 공기중으로 방열시키는 복수개의 냉각핀을 가지는 히트싱크를 포함하여, 중앙처리장치에서 히트싱크로 전달된 열은 홴에 의해 공기중으로 강제 방열되거나 케이스를 통해 외부로 방열되는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터의 방열장치가 개시된다.

Description

휴대용 컴퓨터의 방열장치{Heat sinking apparatus for Notebook-PC}

본 발명은 휴대용 컴퓨터 내부에 설치된 중앙처리장치(CPU) 등의 전자부품에서 발생하는 열을 외부로 방열시켜 온도를 저감시키기 위한 휴대용 컴퓨터의 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대용 컴퓨터(Notebook PC)는 소형화 경량화되어 사용자가 휴대할 수 있는 컴퓨터로서, 그 내부에는 일반 PC와 마찬가지로 소정 전자회로가 집적된 칩(chip) 예컨대 중앙처리장치(CPU)가 장착되어 소정의 역할을 수행하게 된다. 이러한 중앙처리장치는 인쇄회로기판(PCB)에 형성된 회로패턴에 전기적으로 연결되도록 설치되어 구동된다. 그런데, 중앙처리장치는 동작중에 소정의 열을 발산하게 되는데, 이와 같은 중앙처리장치가 직접화되고 고속화됨에 따라 이에 이용되는 반도체소자가 소형화, 직접화되어 소정 온도 변화가 발생하게 되면, 오작동 등의 불량을 일으키게 된다. 따라서, 이러한 중앙처리장치는 소정의 온도범위 내에서 유지 관리하여야 할 필요가 있다. 종래에는 이러한 중앙처리장치에서 발생하는 열을 방열시키기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 휴대용 컴퓨터 내에 방열장치를 채용하여 사용하였다.

도 1을 참조하면, 휴대용 컴퓨터의 방열장치는 인쇄회로기판(PCB)(2)의 상부에 설치된 중앙처리장치(3)에서 발생하는 열을 방열시키기 위한 것으로, 케이스(1) 내에 설치된 히트싱크 조립체(10)와, 상기 히드싱크 조립체(10)의 열을 강제흡입하여 냉각시키기 위한 흡입홴(20)을 구비한다.

상기 히트싱크 조립체(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 통상 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질로 제작되며 플레이트형의 구조를 가지는 베이스(11)와, 상기 베이스(11)의 하측에 부착된 동판(12)과, 베이스(11)의 상하측 각각에 부착된 냉각핀(13a)(13b)과, 상기 동판(12)과 상기 냉각핀(13b)을 연결하는 히트파이프(14)를 구비한다. 여기서, 상기 냉각핀(13a)(13b)은 공기와의 접촉면적을 넓히기 위해 연속적으로 돌출 및 인입된 형상, 예컨대 물결모양의 형상을 갖고 있다. 이러한 구성을 가지는 히트싱크 조립체(10)는 케이스(1)내의 키보드 기판(4a)의 하측에 접촉되게 설치되어 있으며, 상기 동판(12)과 중앙처리장치(3) 사이에 설치되는 패드(pad)(6)에 의해 상기 중앙처리장치(3)에 연결되어 있다.

상기와 같은 구성에 있어서, 중앙처리장치(3)의 구동시 발생하는 열은 상기 패드(6)를 통해 동판(12)으로 전달된다. 여기서, 상기 패드(6)는 열을 전달하는 기능 이외에 외부 충격으로부터 중앙처리장치(3)를 보호하는 기능을 갖는다.

한편, 상기 동판(12)으로 전달된 열의 일부는 베이스(11)로 전달되고, 나머지는 히트파이프(14)를 통해 베이스(11)의 하측에 부착된 냉각핀(13b)으로 전달된다. 여기서, 상기 베이스(11)로 전달된 열은 일부가 그 상방에 위치된 키보드 기판(4a) 및 키보드(4b)를 통해 외부공기로 전달되고, 나머지는 그 상측에 부착된 냉각핀(13a)을 통해 케이스(1) 내부의 공기로 전달된다.

또한, 상기 냉각핀(13b)으로 전달된 열은 상기 흡입홴(20)에 의한 공기의 흐름에 의해 냉각되면서 케이스(1) 외부로 빠져나가게 된다. 이와 같이, 상기와 같은 여러 가지 부품을 케이스(1) 내에 배치 및 연결하여 중앙처리장치(3)의 과열을 억제시킬 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 휴대용 컴퓨터의 방열장치는, 부품수가 많아서 구조가 복잡하다. 따라서, 조립 작업이 어렵고 비용이 높다는 단점이 있다.

또한, 방열장치가 장착되는 전자기기가 소형화에 중점을 두어야 할 휴대용 컴퓨터인 점을 감안하면, 많은 부품에 따른 설치공간을 확보하는데 어려움이 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 부품수를 줄여 조립이 간단하고 비용이 저렴한 휴대용 컴퓨터의 방열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 방열장치가 채용된 휴대용 컴퓨터를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 2는 도1에 도시된 히트싱크 조립체를 나타내 보인 개략적인 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방열장치가 채용된 휴대용 컴퓨터를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 4는 도 3에 도시된 히트싱크를 나타내 보인 개략적인 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

32..케이스 34..중앙처리장치(CPU)

35..키보드 36..키보드 기판

40..히트싱크 42..베이스

44,46..냉각핀 52,56..패드

54..홴

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨터의 방열장치는, 외부로 노출되는 키보드를 지지하기 위한 키보드 기판이 설치된 케이스 내에 마련된 중앙처리장치(CPU)의 구동시 발생되는 열을 방열시키기 위한 것으로, 상기 케이스내의 열을 강제송풍에 의해 외부로 방열시키기 위한 홴을 포함하는 휴대용 컴퓨터의 방열장치에 있어서, 상기 케이스 내에 설치되어 상기 중앙처리장치(CPU)에서 발생되는 열을 직/간접적으로 전달받는 플레이트형의 베이스와, 상기 베이스의 상면 및/또는 하면에 대해 돌출되도록 일체로 형성되어 그 베이스의 열을 전달받아 공기중으로 방열시키는 복수개의 냉각핀을 가지는 히트싱크를 포함하여, 상기 중앙처리장치에서 히트싱크로 전달된 열은 상기 홴에 의해 공기중으로 강제 방열되거나 상기 케이스를 통해 외부로 방열되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 컴퓨터의 방열장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 실시예에 따른 방열장치가 채용된 휴대용 컴퓨터의 일부를 나타내 보인 개략적인 구성도이다. 도면을 참조하면, 휴대용 컴퓨터는 케이스(32) 내부에 설치되는 열원인 중앙처리장치(CPU)(34)와, 키보드 기판(36) 및 상기 중앙처리장치(34)에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 방열장치를 구비한다.

여기서, 상기 중앙처리장치(34)는 케이스(32)에 설치된 인쇄회로기판(PCB)(38)과 연결되도록 그 상측에 위치한 지지블록(39)에 지지되어 있다. 또한, 상기 키보드 기판(36)은 중앙처리장치(34)의 상방에 위치되어 있으며, 그 상측에는 키보드(35)가 외부에 노출되게 설치되어 있다.

한편, 상기 방열장치는 상기 중앙처리장치(34)에서 발생하는 열을 방열시키기 위한 것으로, 중앙처리장치(34)의 열을 전달받는 히트싱크(40)와, 상기 히트싱트(40)의 열을 바람에 의해 강제로 방열시키는 홴(54)을 구비한다.

상기 히트싱크(40)는 중앙처리장치(34)에 대면되도록 키보드 기판(36)의 하측에 밀착되게 결합되어 있다. 또한, 상기 히트싱크(40)와 중앙처리장치(34) 사이에는 열전달 및 충격흡수를 위한 패드(pad)(52)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 히트싱크(40)는 상기 패드(52)를 통해 중앙처리장치(34)의 열을 전달받는 것이 가능하게 된다. 이러한 히트싱크(40)는 도 4에 도시된 바와 같이, 플레이트형의 베이스(42)와, 이 베이스(42)의 상하면 각각에 마련된 복수의 냉각핀(44)(46)을 갖는다. 상기 베이스(42)는 통상 열전달율이 좋은 알루미늄(Al) 또는 동(Copper)과 같은 금속 재질로서 얇은 두께로 제작된다. 상기 냉각핀(44)(46)은 베이스(42)로 전달된 열을 공기중으로 방열시키기 위한 것으로, 그 베이스(42)와 동일한 재질로 하여 일체로 형성되는데 특징이 있다. 또한, 상기 냉각핀(44)(46)은 주위공기와의 접촉면적을 넓게 하여 열전달율을 높이기 위해 상기 베이스(42)의 상하면 각각으로부터 소정간격으로 연속해서 돌출 형성된다.

상기 홴(54)은 상기 베이스(42)의 하면에 마련된 냉각핀(46)에 마주하도록 상기 케이스(32) 내의 하부에 설치되어 있다. 이 홴(54)은 상기 냉각핀(46) 주위의 공기를 흡입하여 공기유동을 유발시킴으로써, 냉각핀(46)의 열을 외부로 방열시키게 된다. 이러한 홴(54)도 상기 케이스(32)와의 사이에 패드(56)가 설치되어 흡입된 열의 일부를 상기 패드(56)를 통해 케이스(32)로 전달시키게 된다.

상기 구성을 가지는 본 실시예에 따른 방열장치의 작용 효과를 자세히 설명하기로 한다.

우선, 컴퓨터를 부팅시키게 되면 상기 중앙처리장치(34)는 구동되고, 시간이 경과하면서 소정의 열이 발생하게 된다. 이와 같이 발생되는 열은 대부분이 상기 패드(52)를 통해 상기 히트싱크(40)로 전달된다. 그리고, 전달된 열 중에서 일부는 베이스(42)에 밀착된 상기 키보드 기판(36)과 키보드(35)를 연속적으로 통해서 외부공기로 전달되고, 나머지 열은 상기 냉각핀(44)(46)을 통해 케이스(32) 내부의 공기로 전달된다. 여기서, 상기 냉각핀(44)(46)이 베이스(42)와 일체로 형성되어 있으므로 베이스(42)로부터의 열전달율이 좋게 된다. 또한, 상기 히트싱크(40)는 그 표면이 아노다이징 처리되어 있어 열전달율이 종래에 비해 더욱 좋게 된다.

한편, 상기 홴(54)은 냉각핀(46) 주위의 공기를 흡입하여 공기유동을 방생시킴으로써, 그 냉각핀(46)의 열을 빼앗아 강제 냉각시키게 된다. 이와 같이 홴(56)에 의해 흡입된 열은 상기 패드(56)를 통해 케이스(32)로 전달되어 외부로 방열된다. 또한, 상기 케이스(32) 내의 공기로 전달된 열은 홴(54)에 의한 공기유동에 의해 케이스(32)의 틈새등을 통해서 밖으로 빠져나가거나, 케이스(32) 자체로 전달되어 외부로 방열된다. 이와 같이, 상기 중앙처리장치(34)에서 발생되는 열을 본 실시예에 따른 간단한 구조의 방열장치를 이용하여 효과적으로 방열시킴으로써, 과열에 의한 중앙처리장치(34)의 고장 및 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 방열장치는 종래에 비해 적은 수의 부품을 이용하여 동등 이상의 방열효과를 달성할 수 있게 되어, 원가절감 및 조립성등을 향상시킬 수 있다. 여기서, 다음에 보여지는 표를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 방열장치와 종래의 방열장치의 방열효과를 부품수에 대비하여 비교해보기로 한다.

구분	구조	재질	측정온도[℃]	부품수[EA]
구분	구조	재질	중앙처리장치	키보드표면
비교예(종래)	히트싱크조립체	Al	93.2	39.2	7
제1실험예	일체형 히트싱크	Al	93.0	38.2	1
제2실험예	일체형 히트싱크	동	89.5	35.2	1
제3실험예	일체형 히트싱크 (아노다이징)	Al	86.1	36.2	1

상기 표를 살펴보면, 상기 각 부위별 온도가 종래보다 적은 부품수를 가지는 본 발명에 따른 실험예에서, 종래와 거의 비슷하게 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 간단한 구조를 가지는 본 발명의 방열장치의 방열효과가 종래와 같이 다수의 부품을 이용한 방열효과에 비해 동등 이상인 것을 알 수 있다.

또한, 제2실험예와 제3실험예를 통해 알 수 있듯이, 히트싱크(40)의 재질을 동으로 하거나 또는 그 표면을 아노다이징 처리할 경우에는 종래보다 더 좋은 방열효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨터의 방열장치에 따르면, 냉각핀이 일체화된 히트싱크를 구비하는 간단한 구조에 의해 중앙처리장치의 열을 효과적으로 방열시킬 수 있게 되어, 종래에 비해 동등이상의 중앙처리장치 열저감 효과가 있다.

따라서, 종래에 비해 부품수를 줄일 수 있게 되어 원가를 줄일 수 있고, 조립성이 향상된다.

또한, 부품수가 줄어 설치공간을 최소화 할 수 있게 됨으로써, 제품의 소형화를 기대할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

외부로 노출되는 키보드를 지지하기 위한 키보드 기판이 설치된 케이스 내에 마련된 중앙처리장치(CPU)의 구동시 발생되는 열을 방열시키기 위한 것으로, 상기 케이스내의 열을 강제송풍에 의해 외부로 방열시키기 위한 홴을 포함하는 휴대용 컴퓨터의 방열장치에 있어서,

상기 케이스 내에 설치되어 상기 중앙처리장치(CPU)에서 발생되는 열을 직/간접적으로 전달받는 플레이트형의 베이스와, 상기 베이스의 상면 및/또는 하면에 대해 돌출되도록 일체로 형성되어 그 베이스의 열을 전달받아 공기중으로 방열시키는 복수개의 냉각핀을 가지는 히트싱크를 포함하여,

상기 중앙처리장치에서 히트싱크로 전달된 열은 상기 홴에 의해 공기중으로 강제 방열되거나 상기 케이스를 통해 외부로 방열되는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터의 방열장치.
제1항에 있어서,

상기 중앙처리장치와 상기 히트싱크 사이에 설치되어 상기 중앙처리장치의 열을 상기 히트싱크로 전달하고, 외부의 충격이 상기 중앙처리장치로 전달되는 것을 차단하는 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터의 방열장치.
제1항에 있어서, 상기 히트싱크는,

상기 중앙처리장치의 열을 상기 키보드 기판 및 상기 키보드를 통해 외부로 전달하도록 상기 키보드 기판의 하측에 접촉되게 설치된 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터의 방열장치.
제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 히트싱크는 열전달률이 높아지도록 그 표면이 아노다이징(anodizing) 처리된 것을 특징으로 하는 휴대용 컴퓨터의 방열장치.