KR20010078047A - 방열구조를 갖는 전자기기와 방열구조를 갖는 텔레비젼게임기 - Google Patents

방열구조를 갖는 전자기기와 방열구조를 갖는 텔레비젼게임기 Download PDF

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Abstract

하우징의 측면에 흡기구멍과 배기구멍이 설치되고, 흡기구멍과 배기구멍을 연결하는 선상의 공기가 흐르는 공간에 공기유동경로를 만들고, 복수의 방열핀이 형성된 방열부재가 프린트 기판에 실장된 반도체 소자에 대하여 절연된 상태에서 또한 반도체 소자로부터 발생되는 열을 열적으로 전달 가능하게 설치되고, 방열부재는 복수의 방열핀이 공기유동경로를 따르도록 반도체 소자 및 프린트 기판에 관련적으로 배치되고, 흡기구멍과 배기구멍의 적어도 한쪽과 방열부재의 한쪽 단부와의 사이에는 방열팬이 배치되고, 방열팬은 흡기구멍으로부터 외기를 흡입하여 그 외기를 방열부재의 복수의 방열핀 사이의 홈을 유동시켜 배기구멍에서 외부로 방출시킬 때, 방열핀으로부터 발산 또는 방산된 열을 유동공기와 함께 외부로 방출하고 반도체 소자가 발생하는 열을 하우징의 외부로 방출시킴으로써 고가인 히트펌프 등의 부품을 이용하지 않고, 저렴한 비용의 구성으로 반도체 소자를 열적으로 파괴하는 일 없이 양호한 방열효과를 얻을 수 있는 방열구조를 갖는 전자기기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

방열구조를 갖는 전자기기와 방열구조를 갖는 텔레비젼 게임기{ELECTRONIC APPARATUS WITH RADIATING STRUCTURE AND TELEVISION GAME MACHINE WITH RADIATING STRUCTURE}
본 발명은 방열구조를 갖는 전자기기 및 방열구조를 갖는 텔레비젼 게임기에 관한 것으로 특히 예를 들면 반도체 소자(CPU 등)를 내장한 퍼스널컴퓨터나 가정용 비디오게임기나 DVD플레이어 등의 전자기기에 적용되고, 반도체 소자가 화상처리 등의 디지털처리를 실시하는 동작 시에 발생한 열을 효율적으로 배기하고 반도체 소자의 열적 파괴를 방지하도록 한 방열구조를 갖는 전자기기 및 방열구조를 갖는 텔레비젼 게임기에 관한 것이다.
퍼스널컴퓨터나 가정용 비디오게임기(텔리비젼 게임기)나 DVD플레이어 등의 전자기기는 고속처리가 가능한 중앙처리 유닛(CPU)이나 화상처리 유닛 등의 반도체 소자를 실장한 프린트 기판을 내장하고 있고, 이들 반도체 소자 및/또는 프린트 기판에서 발생되는 열을 외부로 방열하여 반도체 소자가 열에 의해 파괴되지 않도록 배려할 필요가 있다.
종래의 전자기기의 방열구조 또는 냉각구조로서는 일본 특개평 10-49259호(선행 기술 1)와 일본 특개평 10-51170호(선행 기술 2)가 알려져 있다. 선행 기술 1은 CPU 등의 반도체 소자에 방열판을 직접 접속하여 방열판을 통하여 자연 방열하는 것이다(자연방열방식). 선행 기술 2는 CPU 등의 상부에 소형 팬을 설치하여 강제적으로 방열하는 기술(도 8 내지 도 10의 강제방열방식)과 CPU 등의 방열판을 접속하는 동시에 방열판에 히트파이프를 설치하여 방열판 및 히트파이트를 소형 팬의 위치까지 연신(延伸)시켜 강제적으로 냉각하는 방식(도 1 내지 도 7의 강제냉각방식)을 개시하고 있다.
또, 종래의 노트북 퍼스널컴퓨터는 박형화를 위한 광학식 정보 기록 매체를 판독하기 위한 광학식 정보 판독 유닛과 CPU 등의 반도체 소자를 실장한 프린트 기판을 평면적으로 다른 영역에 배치하고 있었다.
선행 기술 1의 자연방열방식은 저렴한 비용으로 반도체 소자의 열적 파괴를 방지할 수 있지만, CPU 등의 동작주파수가 높고 고속처리하는 것 또는 집적도가 높고 발열량이 큰 반도체 소자인 경우에 있어서 충분한 방열효과를 얻을 수 없다. 일반적으로 자연방열방식에서는 전자기기의 광주리체(筐體)의 용적이 11당 10W정도가 한계이고, 이것을 넘으면 강제방열방식 또는 강제냉각방식을 채용할 필요가 있다고 일컬어지고 있다.
선행 기술 2의 강제방열방식은 소형 팬의 배치위치가 CPU 등의 반도체 소자의 실장위치로 제한되고, 전자기기의 입출력 커넥터 또는 외부기억장치 등의 배치위치의 제한을 받아 배치위치에 따라서 방열효과도 영향을 받는다.
선행 기술 2의 강제냉각방식은 관내에 메시윅(mesh wick)을 설치하고 증기류와 응축액을 환류시키는 히트파이프를 이용할 필요가 있기 때문에, 히트파이프가 매우 고가이며, 또 소형 팬(방열팬)에 알루미늄다이캐스트를 이용하고 있기 때문에, 소형 팬이 고가가 되어, 냉각시스템 전체의 비용이 매우 고가가 된다. 따라서, 강제냉각방식은 냉각효율에 대한 비용이 매우 높아진다. 또, 강제냉각방식은 히트파이프와 방열판의 형상에 따라 반도체 소자의 배치위치의 제약을 받고, 회로기판(프린트 기판)의 설계의 자유도를 없애어 하우징의 디자인에도 제약을 받는다.
또, 전자기기가 노트북 퍼스널컴퓨터인 경우는 책상 위 또는 무릎 위에서 사용하기 때문에 평면형상의 사이즈가 커도 문제가 생기지 않는다. 그런데, 전자기기가 가정용 텔레비젼 게임기인 경우는 가정용 텔레비젼 수상기 근방에 두고 사용되기 때문에, 마루에 두고 사용되는 경우가 많고, 그 경우에 평면형상의 크기가 크면 거추장스럽고, 박형이라면 잘못하여 사용자에게 밟히기 쉽다. 박형인 텔레비젼 게임기가 사용자게 의해 밟힌다면, 하우징의 파괴뿐만 아니라, 내부의 각종 부품을 손상하는 일이 많고, 손상된 부품이 고가인 광학식 정보 판독 유닛이나 CPU가 실장된 프린트 기판 등이라면 수리비용이 고액이 되어 사용자의 부담을 증대시키는 문제도 있다.
그런 까닭에 본 발명의 주된 목적은 상술의 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 저렴한 비용의 구성으로 반도체 소자를 열적으로 파괴하는 일 없이 정도에 양호한 방열 효과를 얻을 수 있고, 코스트 퍼포먼스가 우수한 방열구조를갖는 전자기기 및 방열구조를 갖는 텔레비젼 게임기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방열부재의 구조와 흡기구멍과 배기구멍과 강제 배기용 방열팬과의 위치적 관계를 적절하게 선택함으로써 저렴한 비용의 구조라도 방열효과가 높은 방열구조를 갖는 전자기기 및 방열구조를 갖는 텔레비젼 게임기를 제공하는 것이다.
본 발명의 그 밖의 목적은 고가인 히트파이프나 알루미다이캐스트를 사용한 소형 팬을 이용하지 않고, 저렴한 비용으로 방열효과가 우수한 방열구조를 갖는 전자기기 및 방열구조를 갖는 텔레비젼 게임기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 평면형상이 작고, 사용 시에 거추장스럽지 않으며, 잘못해서 밟을 가능성을 저감할 수 있고, 잘못해서 밟았다고 해도 내부 부품의 손상을 경감할 수 있는 방열구조를 갖는 전자기기 및 방열구조를 갖는 텔레비젼 게임기를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예의 방열구조를 갖는 전자기기의 일례인 텔레비젼 게임기의 정면 상부에서 본 사시도,
도 2는 텔레비젼 게임기의 정면과 우측면에서 본 사시도,
도 3은 텔레비젼 게임기의 배면과 이면에서 본 사시도,
도 4는 도 1에서 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도,
도 5는 도 1에서 선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도,
도 6은 텔레비젼 게임기(10)의 내부 구조의 일부(하부 하우징, 기판, 방열부재, 방열팬, 금속 케이스 등) 상세한 것을 나타내는 분해사시도, 및
도 7은 텔레비젼 게임기(10)의 내부 구조의 일부(컨트롤러패널, DVD드라이브 유닛, 상부 하우징, 개폐덮개 등) 상세한 것을 나타내는 분해사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 전자기기의 일례인 텔레비젼 게임기 11: 하우징
12: 컨트롤러 접속용 패널 21a∼21d: 커넥터
31: 메모리 유닛 32: 통신모뎀 유닛
41: 프린트 기판 42∼44: 반도체 소자
45: 방열부재 51: 금속 케이스
52: 방열팬 60: 광학식 정보 판독 유닛
61: 광학식 정보기억매체 65: 제어회로기판
112: 흡기구멍 113: 배기구멍
511∼513: 관통구멍
본 발명의 방열구조를 갖는 전자기기(청구항 1에 기재된 제 1 발명)는 적어도 1개의 반도체 소자, 프린트 기판, 하우징, 방열부재 및 방열팬을 구비한다. 반도체 소자는 그 동작에 따라 전자기기가 원하는 동작을 실행하고 동작 시에 발열을 수반하는 것으로서, 예를 들면 중앙처리 유닛(CPU), 화상처리 유닛, 음원처리 유닛, 반도체 메모리 등이 포함된다. 프린트 기판에는 적어도 1개의 반도체 소자가 실장된다. 하우징은 프린트 기판을 수납 가능한 공간을 갖고, 측면에 배기구멍을 형성하는 동시에 배기구멍에서 떨어진 위치에 흡기구멍을 형성하고, 배기구멍과 흡기구멍을 연결하는 선상(직선 또는 곡선 어느것이라도 좋다)의 사이에 공기가 흐르는 공기유동경로를 갖도록 구성된다. 방열부재는 하우징 내의 공기유동경로 상에 배치되고, 반도체 소자와 전기적으로 절연되는 동시에 반도체 소자에서 발생된 열을 전달 가능하게 구성되고, 공기유동경로를 따라서 복수의 홈부가 형성된다. 방열팬은 흡기구멍 및 배기구멍의 적어도 한쪽과 그것에 근방의 방열부재의 일부 단부와의 사이에 설치된다.
본 발명의 방열구조를 갖는 전자기기(청구항 1에 기재된 제 2 발명)는 표시장치에 접속하여 사용되고, 화상표시를 위한 데이터가 광학적으로 기록된 광학식 정보 기록 매체를 착탈이 자유롭게 장착하여 사용되는 전자기기로서, 광학식 정보 판독 유닛, 적어도 1개의 반도체 소자, 프리트기판, 하우징, 방열부재 및 방열팬을 구비한다. 반도체 소자는 그 동작에 의해 전자기기가 원하는 동작을 실행하고, 동작 시에 발열을 수반하는 것으로서 예를 들면 중앙처리 유닛(CPU), 화상처리 유닛, 음원처리 유닛, 반도체 메모리 등이 포함된다. 프린트 기판에는 반도체 소자가 실장된다. 하우징은 그 상면에 광학식 정보 기록 매체를 착탈이 자유롭게 장착하기 위한 장착부가 형성되고, 적어도 광학식 정보 판독 유닛과 프린트 기판을 높이방향으로 적층하여 수납 가능한 공간을 갖고, 광학식 정보 판독 유닛을 장착부에 관련하는 위치에 수납하는 동시에 프린트 기판을 광학식 정보 판독 유닛의 아래쪽에 소정 간격을 두고 적층하여 수납하고, 그 높이방향의 프린트 기판의 수납위치에 관련하는 측면에 배기구멍을 형성하는 동시에 배기구멍에서 떨어진 위치에 흡기구멍을 형성하고, 배기구멍과 흡기구멍을 연결하는 선상의 사이에 공기가 흐르는 공기유동경로를 갖는다. 방열부재는 하우징 내의 공기유동경로 상에 배치되고, 반도체 소자와 전기적으로 절연되는 동시에 반도체 소자에서 발생된 열을 전달 가능하게 구성하고, 공기유동경로를 따라서 복수의 홈부가 형성된다. 방열팬은 흡기구멍 및 배기구멍의 적어도 한쪽과 그것에 근방의 방열부재의 한쪽 단부와의 사이에 설치된다.
제 1 발명에서는 반도체 소자에 의해 발생된 열은 방열부재에 전달되고, 방열부재의 복수의 방열핀으로 방산된다. 방열팬이 회전하여 흡기구멍에서 외기를 흡입하고 및/또는 배기구멍에서 강제 배기(또는 환기)할 때, 하우징의 외측의 차가운 공기(외기)가 흡기구멍으로부터 흡입된다. 그 차가운 공기가 방열부재의 홈부를 포함하는 공기유동경로를 따라서 유동됨으로써 방열부재에서 방산된 열과 함께 배기구멍에서 하우징의 외측으로 강제적으로 배기되고, 그것에 따라서 방열부재 및 반도체 소자를 냉각한다.
제 2 발명에서는 사용 시에 광학식 정보 기록 매체가 광학식 정보 판독 유닛에 장착된다. 광학식 정보 판독 유닛은 광학식 정보 기록 매체에 기록되어 있는 화상표시를 위한 데이터를 판독한다. 반도체 소자는 광학식 정보 판독 유닛에 의해 판독된 화상표시를 위한 데이터를 처리함으로써 표시를 위한 화상데이터를 발생하고 표시장치에 공급하지만, 그 동작에 따라서 열을 발생한다. 반도체 소자에 의해 발생된 열은 방열부재에 전달되고 방열부재의 복수의 방열핀에서 방산된다. 방열팬이 회전되고 흡기구멍에서 외기를 흡입하고 및/또는 배기구멍에서 강제 배기(또는 환기)할 때, 하우징의 외측의 차가운 공기(외기)가 흡기구멍으로부터 흡입된다. 그 차가운 공기가 방열부재의 홈부를 포함하는 공기유동경로를 따라서 유동됨으로써 방열부재에서 방산된 열과 함께 배기구멍에서 하우징의 외측으로 강제적으로 배기되고, 그에 의해 방열부재 및 반도체 소자를 냉각한다.
바람직하게는 프린트 기판과 방열부재가 상자형상의 금속 케이스로 덮이고, 열이 금속 케이스 내에서 가둬지면서, 공기가 방열부재의 홈부를 포함하는 공기유동경로를 따라서 흐름으로써 효율적으로 배기된다. 이에 의해 열이 금속 케이스의 밖으로 전달되는 것을 저감하고, 다른 부품에 대하여 열적 악영향을 억제할 수 있다.
이하에 설명하는 실시예에서는 방열구조를 갖는 전자기기의 일례로서 가정용 비디오게임기(텔레비젼 게임기)에 적용한 경우를 설명하지만, 본 발명의 기술사상을 적용할 수 있는 기기가 텔레비젼 게임기로 한정되지 않으며, CPU나 화상처리 유닛 등을 내장하는 퍼스널컴퓨터, DVD 재생장치 등의 각종 전자기기에도 적용할 수 있는 것을 미리 지적해둔다.
도 1은 본 발명의 한 실시예의 방열구조를 갖는 전자기기의 일례인 텔레비젼 게임기의 정면 상부에서 본 사시도이다. 도 2는 텔레비젼 게임기의 정면과 우측면에서 본 사시도이다. 도 3은 텔레비젼 게임기의 배면과 이면에서 본 사시도이다. 다음에 도 1∼도 3을 참조하여 이 실시예의 텔레비젼 게임기(10) 구성의 개략을 설명한다.
텔레비젼 게임기(또는 텔레비젼 게임기 본체)(10)는 도 1∼도 3에 도시한 바와 같이 대략 입방체의 하우징(11)을 포함한다. 하우징(11)은 상부 하우징(11a)과하부 하우징(11b)으로 구성된다. 상부 하우징(11a)의 정면에는 개구구멍(111)이 형성된다. 개구부(111)(후술의 도 6 참조)에는 후술의 컨트롤러 접속용 패널(12)이 장착된다. 상부 하우징(11a)의 한쪽 측면(정면에서 봐서 우측면)에는 흡기구멍(112)이 형성된다. 흡기구멍(112)에 대항하는 다른쪽 측면(정면에서 봐서 좌측면)에는 배기구멍(113)이 형성된다. 이들 흡기구멍(112) 및 배기구멍(113)(단, 배기구멍(113)은 도 1, 도 2에서는 숨어서 보이지 않는다)은 도시한 바와 같이 작은 관통구멍을 복수개 형성하여 구성하거나, 1개의 큰 관통구멍에 메시형상의 필터를 설치하여도 좋다. 상부 하우징(11a)의 상면(도 1, 도 2에서 봐서 평면)에는 덮개부재(13)가 개폐가 자유롭게 장착된다. 덮개부재(13)는 예를 들면 CD-ROM이나 DVD 등의 광학식 정보기억매체를 장착할 때에 개폐된다. 또, 상부 하우징(11a)의 상면에는 전원스위치(14)가 설치된다. 하우징(11)의 배면에는 텔레비젼 게임기(10)를 이동할 때의 손잡이(15)가 설치되는 동시에 개구부(114)가 형성된다. 하부 하우징(11b)의 바닥면에는 후술의 도 4에 상세하게 나타난 바와 같이 메모리유닛(31)을 수납하기 위한 오목부(또는 개구오목부)(115) 및 통신모뎀 유닛(32)을 수납하기 위한 오목부(또는 개구오목부)(116)가 형성된다. 오목부(115)에는 후술의 RAM(44)의 확장용으로서 사용되는 메모리 유닛(31)이 착탈이 자유롭게 장착된다. 오목부(116)에는 통신기능을 확장하기 위한 통신모뎀 유닛(32)이 착탈이 자유롭게 장착된다. 이들 오목부(115)와 메모리 유닛(31) 및 오목부(116)와 통신모뎀 유닛(32)에는 각각 서로 착탈이 자유롭게 구성하기 위해서 걸어맞춤이 가능한 걸어맞춤 걸이와 걸어맞춤 오목부로 이루어지는 잠금기구(도시하지 않음)가 형성된다.
컨트롤러 접속용 패널(12)에는 텔레비젼 게임기(10)의 조작기(또는 게임컨트롤러;도시하지 않음)를 착탈이 자유롭게 접속하기 위한 커넥터(22a∼22d)가 장착되는 동시에 백업 데이터를 기억하기 위한 메모리 카트리지(도시하지 않음)를 착탈이 자유롭게 접속하기 위한 커넥터(23a, 23b)가 장착된다.
도 4는 도 1에서 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도, 도 5는 도 1에서 선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도이다. 도 6 및 도 7은 텔레비젼 게임기(10)의 내부 구조의 상세한 것을 나타내는 분해사시도이다. 다음에 도 4 내지 도 7을 참조하여 텔레비젼 게임기(10)의 구체적인 구성과 방열구조의 상세한 것을 설명한다.
하부 하우징(11b)은 그 평면형상이 대략 정방형으로서, 그 평면부분을 둘러싸도록 측벽(117)이 형성된다. 또, 하부 하우징(11b)의 측벽(117)으로 둘러싸이는 내부에는 프린트 기판(41) 및 후술의 광학식 정보 판독 유닛(60)을 소정의 위치관계로 유지하기 위해서 복수의 스페이서(118)가 형성된다. 하부 하우징(11b)의 바닥면에 형성된 오목부(115) 및 오목부(116)에는 커넥터 삽입용 구멍이 형성된다.
하우징(11)내에는 프린트 기판(41)(도 4∼도 6 참조)이 수납된다. 프린트 기판(41)은 원하는 회로패턴이 형성되고, 그 기판 상에 반도체 소자 또는 반도체 부품(42∼44)이 후술의 공기유동경로를 따라서 실장된다. 반도체 소자로서는 예를 들면 게임프로그램을 실행하기 위한 중앙처리 유닛(CPU)(42), 화상처리 유닛(또는 화상처리 IC)(43) 및 기록가능한 메모리(RAM)(44)가 포함된다. 이 램(44)은 화상처리하는 경우의 화상데이터를 비트맵형식으로 기억하기 위한 그래픽메모리 및/또는 처리중 각종 데이터를 일시 기억하는 워킹메모리로서 사용된다. 이들 반도체소자(42∼44)는 예를 들면 프린트 기판(41)의 안길이방향의 대략 중앙으로서 가로방향(즉, 방열을 위한 공기의 유동방향)에 늘어서 배치하여 실장된다. 반도체 소자(42∼44) 중 발열량이 큰 것은 화상처리 유닛(43)이며, 다음으로 큰 것이 CPU(42)이다.
또, 프린트 기판(41)에는 메모리 유닛(31)과 통신모뎀 유닛(32)의 장착위치에 대응하는 그 바닥면의 위치에 커넥터(33, 34)가 장착되고, 프린트 기판(41)의 소정 회로패턴에 전기적으로 접속된다. 이들 커넥터(33, 34)는 오목부(115) 및 오목부(116)의 커넥터 삽입용 구멍을 통하여 노출된다. 또한 프린트 기판(41)의 정면(프론트)측 단부에는 컨트롤러 접속용 패널(20)의 각 커넥터(21a∼21d 및 22a, 22b)와 전기적으로 접속하기 위한 커넥터(35, 36)가 장착된다. 배면측이 되는 프린트 기판(41)의 단부에는 전원 및 AV케이블과 접속하기 위한 커넥터(37, 38)가 장착된다.
반도체 소자(42∼44)의 패캐지 상면에는 절연성 또한 열전도성을 갖는 열전도성 시트(도시하지 않음)이 접착된다. 열전도성 시트의 위에는 후술의 공기유동방향에 따라서 방열부재(45)가 접착된다. 방열부재(45)는 예를 들면 도 5에 도시한 바와 같이 단면형상이 빗형상이 되도록 판형상 부분의 상부에 복수의 방열핀과 복수의 홈을 일체적으로 형성하여 구성된다. 방열부재(45)의 평면형상은 흡기구멍(112)과 배기구멍(113)을 연결하는 공기유동경로가 직선형상인 경우, 바꿔 말하면 흡기구멍(112)과 배기구멍(113)이 대칭인 측면에 형성되어 있는 경우라면, 방열부재(45)의 평면형상이 장방형 또는 정방형의 직사각형상으로 형성된다. 방열핀 및/또는 2개의 방열핀으로 끼워지는 홈의 수는 소정 계산식으로 산출되는 반도체 소자(42∼44)의 발열량에 기초하여 결정된다. 방열부재(45)의 형성방법으로서는 그 평면형상이 직사각형인 경우, 예를 들면 알루미늄의 열간 압출(押出)방법에 의해 성형된다. 또한, 방열부재(45)는 알루미늄다이캐스트 또는 잘림 성형(두께가 두꺼운 1장의 알루미판을 일정 간격으로 깎아서 복수의 홈과 방열핀을 형성한 것)에 의해 성형하여도 좋다.
하우징(11)내에는 금속 케이스(51)가 수납된다. 금속 케이스(51)는 반도체 소자(42∼44)와 방열부재(45)가 실장된 프린트 기판(41)을 덮은 상태에서 열을 가두고, 또한 불필요 복사의 전자파가 누설되는 것을 방지하기 위해서 이용된다. 구체적으로는 금속 케이스(51)는 상부 케이스(51a)와 하부 케이스(51b)로 이루어지고, 상부 케이스(51a)와 하부 케이스(51b)에 의해 둘러싸이는 공간이 각종 전자부품이 실장된 프린트 기판(41)을 수납 가능하게 선택된다. 이 금속 케이스(51)의 상부 케이스(51a)와 하부 케이스(51b)의 어느 한쪽(또는 양쪽. 실시예에서는 “51a”)에는 방열부재(45)의 방열핀에 따르는 방향(정면에서 봐서 좌우)의 측면(또는 복수의 홈)에 대응하는 위치(정면에서 봐서 우측의 흡기구멍(112)측과 정면에서 봐서 우측의 배기구멍(113)측)에 제 1 관통구멍(511)과 제 2 관통구멍(512)이 각각 복수개 형성된다. 보다 바람직하게는 제 1 관통구멍(511)과 제 2 관통구멍(512)은 방열부재(45)의 각 홈에 대향하는 위치에 홈의 깊이방향에 소정수의 구멍이 열리고, 각 방열핀에 대향하는 부분에 구멍이 열리지 않도록 구멍이 열리는 위치가 선택된다. 이러한 방열부재(45)의 복수의 홈의 위치와 제 1관통구멍(511), 제 2 관통구멍(512)의 위치를 적당하게 선정함으로써 방열효과를 한층 높일 수 있다. 더욱 바람직하게는 배기구멍(113)의 근방의 상부 케이스(51a)의 상면에는 배기용 구멍의 면적을 크게 하기 위해서 복수의 관통구멍(513)이 형성된다.
배기구멍(113)과 방열부재(45)의 사이에는 방열팬(52)이 설치된다. 방열팬(52)으로서는 소형 모터로 팬을 회전이 자유롭도록 구성한 종형 팬이 이용된다. 이 방열팬(52)과 복수의 관통구멍(512, 513)이 형성된 상부 케이스(51a)와의 사이에는 효율적으로 배기하기 위한 덕트(53)가 형성된다.
상부 하우징(11a)의 상면에는 원형의 개구부(119)가 형성되고, 이 개구부(119)를 덮도록 덮개(13)가 개폐가 자유롭게 장착된다. 개구부(119)의 아래쪽에는 광학식 정보 판독 유닛(60)이 수납된다. 광학식 정보 판독 유닛(60)은 예를 들면 CD-ROM이나 DVD 등의 광학식 정보 기록 매체(61)에 광학적으로 기록된 정보를 판독하는 것으로서, 광학식 정보 기록 매체(61)를 회전이 자유롭게 지지하는 지지기구(62)와 피크업부(63)와 회전기구(64)와 피크업부(63)의 위치결정기구(65)를 포함한다. 지지기구(62)에는 그 아래쪽에 평면형상의 둘레가장자리를 따른 측벽부(621)가 형성된다. 측벽부(621)는 프린트 기판(41)의 반도체 소자(42∼44)로부터 발생되는 동시에 방열부재(45)를 통하여 방산된 열의 일부가 금속 케이스(51)에서 약간 누설되어도 광학식 정보 판독 유닛(60) 내의 피크업부(63)에 전달되는 것을 가능한 한 저감하기 위해서 형성된다. 그 이유는 전자기기(10)에 사용되는 전자부품 중, 가장 열에 약한 부품이 피크업부(63)이기 때문이다. 피크업부(63)는예를 들면 발광다이오드 또는 반도체레이저 등의 발광소자와, 발광소자로부터 발생된 광이 광학식 정보 기록 매체(61)에 반사하여 돌아온 때의 반사광을 수광하는 수광소자와, 발광소자 및 수광소자의 위치를 변화시키는 위치결정기구를 포함한다.
하우징(11)내의 광학식 정보 판독 유닛(60)의 아래쪽에는 광학식 정보 판독 유닛(60)을 구동제어하기 위한 제어회로기판(65)이 수납된다. 제어회로기판(65)은 전자파 노이즈 또는 불필요 복사를 저감 또는 방지하기 위한 금속 케이스(66)로 덮여진다. 이 금속 케이스(66)의 측면에는 흡기용과 배기용의 관통구멍이 형성된다. 단, 제어회로기판(65)에 실장되는 회로부품의 발열량은 프린트 기판(41)에 실장되는 반도체 소자(42∼44)에 비해 대폭으로 작기 때문에, 금속 케이스(65)에 형성되는 관통구멍의 수(또는 관통구멍의 합계면적)는 금속 케이스(51)의 관통구멍(511∼513)의 수(관통구멍의 합계면적)에 비해 대폭으로 적어도 충분한다.
텔레비젼 게임기(10)는 다음 공정에서 조립된다. 즉, 하부 하우징(11b)이 작업대상에 얹어지고, 하부 하우징(11b)내에 하부 케이스(51b)가 소정 위치에 위치결정되어 넣어진다. 그 위에는 반도체 소자(42∼44), 방열부재(45), 커넥터(33, 34) 및 그 밖의 필요한 전자부품이 실장된 프린트 기판(41)이 겹쳐진다. 그 위에는 상부 케이스(51a)가 씌워진다. 이 때 흡기구멍(112)에서 배기구멍(113)에 이르는 공기유동경로 상에 방열부재(45)의 홈과 방열핀이 위치하도록 각각 위치결정된다. 관통구멍(512, 513)의 근방에는 방열팬(52)이 설치된다. 금속 케이스(51)의 상부에는 금속 케이스(66)에 덮여진 제어회로기판(65)이 겹쳐서 배치된다. 그 상부에는 광학식 정보 판독 유닛(60)이 겹쳐 배치되고, 또한 광학식 정보 판독유닛(60)의 바닥면에 형성된 지주(622)가 하부 하우징(11b)에 형성된 적어도 2개의 스페이서(118)에 끼워맞춰진다.
조작패널(12)은 텔레비젼 게임기용 컨트롤러(도시하지 않음)를 접속하기 위한 복수의 커넥터(21a∼21d), 백업메모리(도시하지 않음)를 접속하기 위한 커넥터(22a, 22b)가 미리 장착된 상태에서 준비된다. 이 조작패널(12)은 하부 하우징(51b)의 정면부분의 상부에 걸어맞춘다. 또, 금속 케이스(51a)에는 전원스위치(14)가 장착된다. 그리고, 광학식 정보 판독 유닛(60)의 상부에서 상부 하우징(11a)이 씌워진다. 상부 하우징(11a)과 하부 하우징(11b)은 하부 하우징(11b)의 이면에서 나사(도시하지 않음)에 의해 나사 고정된다. 그 후에 덮개부재(13)가 상부 하우징(11a)의 상면에 개폐가 자유롭게 설치된다.
이상과 같이 조립됨으로써 하우징(11)내에는 금속 케이스(51)의 하부 케이스(51a), 프린트 기판(41), 상부 케이스(51b), 제어회로기판(65), 금속 게이스(66) 및 광학식 정보 판독 유닛(60)이 아래에서 차례로 적층되어 수납되게 된다.
이상과 같이 구성함으로써 하우징(11)의 측면에 형성된 흡기구멍과 배기구멍을 연결하는 공기유동경로 상에 방열부재를 설치하고, 방열부재의 복수의 방열핀에서 방산된 열을 공기유동경로의 종단의 방열팬에 의해 강제적으로 배기하고 있기 때문에, 방열부재 및 반도체 소자를 효율적으로 냉각할 수 있고, 비교적 저렴한 비용의 구성으로, 반도체 소자가 열적으로 파괴되는 것을 방지할 수 있을 정도로 양호한 방열효과를 얻을 수 있고, 코스트 퍼포먼스가 우수한 방열구조를 얻을 수 있다. 또한 흡기구멍과 배기구멍과 강제배기용 방열팬과의 위치적 관계를 적절하게 선택하고, 또한 방열부재의 구조를 적정 구성으로 함으로써 히트파이프를 이용할 필요가 없고, 저렴한 비용의 구성으로 높은 방열효과를 얻을 수 있다.
바람직한 실시예는 프린트 기판과 방열부재가 상자형상의 금속 케이스로 덮여져 있고, 열이 금속 케이스 내에서 가둬지면서, 공기가 방열부재의 홈부를 포함하는 공기유동경로를 따라서 흐름으로써 효율적으로 배기된다. 이에 의해 열이 금속 케이스의 밖으로 전달되는 것을 저감하고, 다른 부품에 대하여 열적 악영향을 억제할 수 있다.
이상과 같이 조립함으로써 하우징(11) 내에는 금속 케이스(51)의 하부 케이스(51a), 프린트 기판(41), 상부 케이스(51b), 제어회로기판(65), 금속 케이스(66) 및 광학식 정보 판독 유닛(60)이 아래에서 차례로 적층되어 수납되게 된다. 이렇게 프린트 기판(41)과 광학식 정보 판독 유닛(60) 및/또는 제어회로기판(65)의 적층구조를 채용하면, 하우징(11)의 평면형상이 작은 면적으로 해결되어 조립이 용이하며, 생산능률을 향상시킬 수 있고, 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 이점이 있다. 또, 하우징(51)의 평면형상을 작게 하고 또한 높이(두께)방향으로 연장하고 있기 때문에 대략 입방체와 같은 형상이 되고, 텔레비젼 게임기(10)를 마루면에 두고 사용하여도 장소를 차지하지 않고, 그 때문에 거추장스럽지도 않으며, 사용자에 의해 밟힐 가능성을 저감할 수 있다. 만일, 사용자에 의해 밟힌 경우라도 텔레비젼 게임기(10)의 본체의 높이가 있기 때문에 사용자가 밟은 발에 전체중을 이동하기 전에 뭔가 밟고 있는 것을 알아차리기 쉽고, 전체중을 얹어 밟는 것을 방지할수 있어, 하우징(11) 내부의 각종 부품을 전손(全損)시키는 일도 없으며 부품의 손상을 최소한으로 방지할 수 있고, 수리하는 경우의 사용자의 부담을 경감할 수 있다. 또한 하우징(11)의 형상을 대략 입방체로 함으로써 노트북 퍼스널컴퓨터와 같은 편평한 하우징구조보다도 하우징(11) 자체의 강도를 증가시킬 수 있어, 사용자가 잘못하여 밟음으로써 생기는 파손 또는 손상을 한층 적게 할 수 있다.
또한, 메모리유닛(31) 및/또는 통신모뎀 유닛(32)은 텔레비젼 게임기(10)와는 별매되고, 사용자가 필요에 따라서 더 구입하고, 뒤에 텔레비젼 게임기(10)의 하부 하우징(11b)에 기구적으로 장착하고 또한 프린트 기판(41)에 전기적으로 접속되어 확장기능을 사용되게 된다. 또, 메모리유닛(31)에 대신하여 하드디스크를 커넥터(34)에 접속하도록 하여도 좋다.
다음에 본 발명의 다른 실시예 내지 변형예에 대해서 설명한다. 본 발명의 전자기기의 용도로서 본 발명의 방열구조는 텔레비젼 게임기뿐만 아니라, 퍼스널컴퓨터, CD플레이어, DVD플레이어 등의 기기에도 사용 가능하다. 그 경우, 조작패널(21)에 장착되는 커넥터에 대신하여 본 발명이 적용되는 전자기기의 종류·용도에 따라 사용되는 커넥터나 조작스위치 등이 다르고, 예를 들면 전자기기가 DVD플레이어인 경우라면 DVD플레이어를 조작하기 위한 각종 스위치나 동작상태를 표시하기 위한 인디케이터 등이 설치되게 된다.
또, 상술의 실시예에서는 방열부재와 공기유동경로가 직선형상으로 배치된 경우를 설명하였지만, 그 밖의 예로서 흡기구멍(112)과 배기구멍(113)이 인접하는 측면(또는 직교하는 측면;예를 들면 흡기구멍(112)을 배면, 배기구멍(113)을 좌측면)에 형성하고, 흡기구멍(112)과 배기구멍(113)을 연결하는 공기유동경로가 원호형상(또는 각의 부분이 작은 원호를 갖는 L자형상)으로 형성되고, 방열부재(45)의 평면형상이 공기유동경로를 따른 원호형상(또는 L자형상)으로 형성하여도 좋다. 또, 조작패널(12)을 정면에 설치할 필요가 없는 전자기기에 있어서는 흡기구멍(112)과 배기구멍(113)을 하우징(11)의 정면과 배면에 형성하여도 좋다. 그 경우는 프린트 기판(41)에 실장되는 반도체 소자(42∼44)의 배치위치 및 방열부재(45)의 홈의 방향이 흡기구멍(112)과 배기구멍(113)의 위치에 대응하여 변경되게 된다.
또, 상술의 실시예에서는 흡기구멍(112)이 우측면인 경우를 설명하였지만, 광학식 정보 판독 유닛(60)에 광학식 정보 기록 매체(61)를 장착하는 방법을 상면 문(13)의 개폐방식이 아니라 정면 패널의 전면으로 꺼내는 것과 같은 프론트로딩방식으로 하고, 프린트 기판(41)을 최상단에 적층하는 구조로 선택하면 하우징(11)의 상면에 흡기구멍(112)을 형성하여도 좋다. 그 경우, 금속 케이스(51)의 상면에는 흡기용 관통구멍(511)이 형성되게 된다.
또한, 상술의 실시예에서는 방열팬(52)이 배기용 팬으로서 이용된 경우를 설명하였지만, 다른 방법으로서 흡기구멍(112)과 방열부재(45)의 사이에 설치함으로써 흡기용 팬으로서 이용하여도 좋다. 그리고, 방열효과를 보다 한층 높이기 위해서 방열팬(52)을 흡기구멍(112)과 배기구멍(113)의 양쪽에 설치하여도 좋다.
본 발명(청구항 1 내지 청구항 7)에 의하면, 비교적 저렴한 비용의 구성으로반도체 소자가 열적으로 파괴되는 것을 방지할 수 있는 정도로 양호한 방열효과를 얻을 수 있고, 코스트 퍼포먼스가 우수한 방열구조를 얻을 수 있다는 특유의 효과를 갖는다.
또, 본 발명(청구항 1 내지 청구항 7)에 의하면, 흡기구멍과 배기구멍과 강제 배기용 방열팬과의 위치적 관계를 적절하게 선택하는 동시에 방열부재의 구조를 적정한 구성으로 함으로써 히트파이프를 이용할 필요가 없고, 저렴한 비용의 구성으로 높은 방열효과를 얻을 수 있다는 특유의 효과를 갖는다.
또한, 본 발명(청구항 8 내지 청구항 14)에 의하면, 광학식 정보 판독 유닛과 프린트 기판을 적층하여 하우징에 수납하고 있기 때문에 하우징의 평면형상을 작게 할 수 있고, 마루면에 두고 사용하는 경우라도 거추장스러운 것을 가능한 한 저감할 수 있어, 사용자가 잘못해서 밟을 가능성을 저감할 수 있고, 잘못해서 밟아도 내부의 각종 부품의 손상을 저감할 수 있다는 특유의 효과를 갖는다.

Claims (14)

  1. 그 동작에 따라 전자기기가 원하는 동작을 실행하고, 동작 시에 발열을 수반하는 적어도 1개의 반도체 소자,
    상기 반도체 소자가 실장되는 프린트 기판,
    상기 프린트 기판을 수납할 수 있는 공간을 갖고, 측면에 배기구멍을 형성하는 동시에 배기구멍에서 떨어진 위치에 흡기구멍을 형성하고, 배기구멍과 흡기구멍을 연결하는 선 상의 사이로 공기가 흐르는 공기유동경로를 갖는 하우징,
    상기 공기유동경로 상에 배치되어 상기 반도체 소자와 전기적으로 절연되는 동시에 반도체 소자에서 발생된 열을 전달할 수 있도록 구성하고, 상기 공기유동경로를 따라서 복수의 방열핀과 홈부가 형성된 방열부재, 및
    상기 흡기구멍 및 배기구멍 중 적어도 한쪽과 그 근방의 상기 방열부재의 한쪽 단부(端部)와의 사이에 설치되고, 또한 상기 흡기구멍에서 흡입한 공기를 방열부재의 홈부를 따라서 유동시켜 상기 반도체 소자로부터 발열된 열을 배기구멍에서 강제적으로 방출시키기 위한 방열팬을 구비한 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 2개의 측면을 갖고,
    상기 배기구멍은 상기 한쪽 측면에 형성되고,
    상기 흡기구멍은 상기 다른쪽 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 한쪽 측면에 형성된 배기구멍과 상기 다른쪽 측면에 형성된 흡기구멍은 대칭인 위치에 선택되고,
    상기 방열부재의 복수의 방열핀 및 홈부는 상기 배기구멍과 상기 흡기구멍을 연결하는 직선형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 1개의 측면과 1개의 상면을 갖고,
    상기 배기구멍은 상기 측면에 형성되고,
    상기 흡기구멍은 상기 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열부재는 복수의 방열핀 및 홈부의 단부가 해방단이 되고, 각 방열핀 및 홈부가 열간 압출성형에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자기기는 또한
    상기 하우징 내에 수납되어 상기 프린트 기판의 하면과 상면을 덮도록 상자형상으로 형성되고, 프린트 기판 상의 상기 방열부재에서 방산되는 열을 가두기 위한 금속 케이스를 구비하고,
    상기 금속 케이스는 상기 흡기구멍에 대응하는 위치에 제 1 관통구멍이 형성되고, 상기 방열팬의 근방에 제 2 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자기기는 또한
    상기 금속 케이스의 제 1 관통구멍 및 제 2 관통구멍의 적어도 한쪽과 상기 방열팬과의 사이에 설치되고, 또한 금속 케이스 내의 상기 방열부재의 홈을 따라서 흐르는 공기 중의 열을 효율적으로 배기하기 위한 덕트를 구비한 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  8. 표시장치에 접속하여 사용되고, 화상표시를 위한 데이터가 광학적으로 기록된 광학식 정보 기록 매체를 착탈이 자유롭게 장착하여 사용되는 전자기기에 있어서,
    상기 광학식 정보 기록 매체에 기록되어 있는 화상표시를 위한 데이터를 판독하는 광학식 정보 판독 유닛,
    상기 광학식 정보 판독 유닛에 의해 판독된 화상표시를 위한 데이터를 처리함으로써 화상 데이터를 발생하여 상기 표시장치에 공급하고, 그 처리동작 시에 발열을 수반하는 적어도 1개의 반도체 소자,
    상기 반도체 소자가 실장되는 프린트 기판,
    그 상면에 상기 광학식 정보 기록 매체를 착탈이 자유롭게 장착하기 위한 장착부가 형성되고, 적어도 상기 광학식 정보 판독 유닛과 상기 프린트 기판을 높이방향으로 적층하여 수납할 수 있는 공간을 갖고, 광학식 정보 판독 유닛을 장착부에 관련하는 위치에 수납하고, 또한 프린트 기판을 광학식 정보 판독 유닛의 아래쪽에 소정의 간격을 두고 적층하여 수납하고, 그 높이방향의 프린트 기판의 수납위치에 관련하는 측면에 배기구멍을 형성하는 동시에 배기구멍에서 떨어진 위치에 흡기구멍을 형성하고, 배기구멍과 흡기구멍을 연결하는 선 상의 사이로 공기가 흐르는 공기유동경로를 갖는 하우징,
    상기 공기유동경로 상에 배치되어 상기 반도체 소자와 전기적으로 절연되는 동시에 반도체 소자에서 발생된 열을 전달할 수 있도록 구성되고, 상기 공기유동경로를 따라서 복수의 방열핀과 홈부가 형성된 방열부재, 및
    상기 흡기구멍 및 상기 배기구멍의 적어도 한쪽과 그것에 대응하는 상기 방열부재의 한쪽 단부와의 사이에 설치되는 동시에 상기 흡기구멍에서 흡입한 공기를 방열부재의 홈부를 따라서 유동시켜 상기 반도체 소자로부터 발열된 열을 배기구멍에서 강제적으로 방출시키기 위한 방열팬을 구비한 것을 특징으로 하는 방열구조를갖는 전자기기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징은 적어도 2개의 측면을 갖고,
    상기 배기구멍은 상기 한쪽 측면에 형성되고,
    상기 흡기구멍은 상기 다른쪽 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 한쪽 측면에 형성된 배기구멍과 상기 다른쪽 측면에 형성된 흡기구멍은 대칭인 위치에 선택되고,
    상기 방열부재의 복수의 방열핀 및 홈부는 상기 배기구멍과 상기 흡기구멍을 연결하는 직선형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자기기는 상기 하우징 내에 수납되어 상기 프린트 기판의 하면과 상면을 덮도록 상자형상으로 형성되고, 프린트 기판 상의 상기 방열부재에서 방산되는 열을 가두기 위한 금속 케이스를 추가로 구비하고,
    상기 금속 케이스는 상기 흡기구멍에 대응하는 위치에 제 1 관통구멍이 형성되고, 상기 방열팬의 근방에 제 2 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징에는 그 바닥면에 상기 전자기기의 기능확장을 위한 기록 판독 가능한 반도체 메모리 유닛을 착탈하기 위한 제 1 오목부가 형성되고,
    상기 프린트 기판에는 상기 제 1 오목부에 장착된 반도체 메모리 유닛과 전기적으로 접속하기 위한 제 1 커넥터가 형성되고,
    상기 반도체 메모리 유닛은 상기 제 1 오목부에 장착된 상태에서 상기 제 1 커넥터와 접속되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징에는 그 바닥면에 상기 전자기기의 통신기능의 확장을 위한 통신 모뎀 유닛을 착탈하기 위한 제 2 오목부가 형성되고,
    상기 프린트 기판에는 상기 제 2 오목부에 장착된 통신 모뎀 유닛과 전기적으로 접속하기 위한 제 2 커넥터가 형성되고,
    상기 통신 모뎀 유닛은 상기 제 2 오목부에 장착된 상태에서 상기 제 2 커넥터와 접속되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 전자기기.
  14. 제 8 항의 전자기기는 텔레비젼 수상기에 접속되는 텔레비젼 게임기로서,
    상기 광학식 정보 기록 매체는 게임의 화상표시를 위한 게임 프로그램 데이터를 광학적으로 판독 가능하게 기록하고,
    상기 반도체 기억소자는 광학식 정보 판독 유닛에 의해 판독된 상기 게임 프로그램 데이터에 기초하여 처리함으로써 게임 화상을 발생하고, 당해 게임 화상을 상기 텔레비젼 수상기에 공급하여 게임 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 제 8 항에 기재된 방열구조를 갖는 텔레비젼 게임기.
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