KR200181264Y1

KR200181264Y1 - A potable electric apparatus having a thermal spacer in its case

Info

Publication number: KR200181264Y1
Application number: KR2019990026766U
Authority: KR
Inventors: 안병덕
Original assignee: 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2000-05-15

Abstract

본 고안은, 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치에 관한 것으로, 상기 단열재가 삽입 내장된 전자장치는, 열 발생수단이 포함 구성된 휴대용 전자장치에 있어서, 하부 케이스의 보스와 인쇄회로기판간의 접촉면 사이에 삽입되어, 상기 열 발생수단으로부터 전달되는 열을 차단시키는 단열수단; 및 상기 단열수단을 관통하여, 상기 하부 케이스의 보스와 인쇄회로기판을 접속 체결시키는 체결수단을 포함하여 구성되는 것으로, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자장치의 하부 케이스에 일체로 형성된 보스와 인쇄회로기판간의 접촉면 사이에, 단열 스페이서(Spacer)와 같은 단열재를 삽입 내장시켜, 열 소스로부터 발생되는 고열이 대류나 복사에 의한 열 전달이 원할하게 이루어지지 못하는 특정 부분인 하부 케이스로 전달되는 것을 보다 효율적으로 차단시킴으로써, 전자장치의 표면 온도가 상승되는 것을 방지시킬 수 있게 되며, 또한 단열 스페이서에 이엠아이(EMI) 코팅 처리를 하여 전자기 방해 규격을 만족시킬 수 있게 되는 매우 유용한 고안인 것이다.The present invention relates to a portable electronic device with a built-in heat insulating material, the electronic device with a built-in heat insulating material is a portable electronic device comprising a heat generating means, the contact surface between the boss of the lower case and the printed circuit board Thermal insulation means inserted into and blocking heat transferred from the heat generating means; And a fastening means penetrating the heat insulating means to connect and fasten the boss of the lower case to the printed circuit board, wherein the boss and the printed circuit board are integrally formed in the lower case of the portable electronic device such as a notebook computer. Between the contact surfaces, an insulating material such as a thermal insulation spacer is inserted to more effectively prevent the high heat generated from the heat source from being transferred to the lower case, which is a specific part where heat transfer by convection or radiation cannot be made smoothly. By doing so, it is possible to prevent the surface temperature of the electronic device from being raised, and it is a very useful design to satisfy the electromagnetic interference standard by applying an EMI coating on the insulating spacer.

Description

Portable electronics having a thermal insulation insert {a potable electric apparatus having a thermal spacer in its case}

본 고안은, 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 노트북(Note Book) 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자장치에 있어서, 대류나 복사에 의한 열 전달이 원할하게 이루어지지 못하는 특정 부분으로 고열이 인가되는 것을 차단시키는 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치에 관한 것이다.The present invention relates to a portable electronic device having a built-in insulation, and more particularly, in a portable electronic device such as a notebook computer, a specific part of which heat transfer by convection or radiation cannot be performed smoothly. The present invention relates to a portable electronic device having a built-in insulation for preventing high heat from being applied thereto.

일반적으로 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자장치에 대해 소비자가 느끼는 품질은, 데이터 처리속도와 같은 기능적인 측면이외에도 감성적인 측면, 예를 들어, 노트북 컴퓨터의 표면온도 등과 같이 소비자가 손으로 만졌을 때 느껴지는 감성적인 측면이, 최근 들어 제품의 품질을 좌우하는 중요한 요소로 부각되고 있는 데, 상기 노트북 컴퓨터의 경우에는 통상적으로 그 표면의 온도가 40도 정도일 때, 소비자는 약간 따뜻하다고 느끼게 되고, 45도 정도일 때에는 점차 따뜻해지고 있다고 느끼게 된다. 그리고 표면의 온도가 50도 이상이 될 때에는 뜨겁다고 느끼게 되어, 제품의 고장여부에 대해 문의를 하게 되거나, 또는 제품 손상을 우려하게 된다.In general, the quality that consumers feel for portable electronic devices, such as notebook computers, is not only a functional aspect such as data processing speed, but also an emotional aspect, such as the surface temperature of a laptop computer. In recent years, the side has emerged as an important factor in determining the quality of the product. In the case of the notebook computer, when the surface temperature is about 40 degrees, the consumer generally feels a little warm, and when it is about 45 degrees, It feels warm. When the surface temperature is more than 50 degrees, it feels hot, and inquires about the failure of the product, or may cause damage to the product.

한편, 상기와 같이 전자장치의 표면 온도가 고열화되는 현상을 '핫 스폿(Hot Spot)' 현상이라고 하는 데, 상기 핫 스폿 현상이 발생하는 원인에 대해, 이하 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the phenomenon in which the surface temperature of the electronic device becomes high as described above is referred to as a 'hot spot' phenomenon. The cause of the hot spot phenomenon will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As follows.

먼저, 도 1은 일반적인 노트북 컴퓨터의 하부 케이스(Bottom Case)와 인쇄회로기판(PCB)간의 체결 상태도를 도시한 것으로, 특히 대류나 복사에 의한 열 전달이 원할하게 이루어지지 못하는 노트북 컴퓨터의 바닥면에 대한 내부 체결 상태도를 도시한 것으로, 중앙처리장치(CPU) 등과 같이 전력을 많이 소모하게 되어 그에 따른 고열이 발생되는 열 소스(Heat Source)(1)가 인쇄회로기판(3)에 실장되는 한편, 양각돌기 형상을 갖는 보스(4a,4b)가 일체로 형성된 하부 케이스(4)가, 상기 보스(4a,4b)를 통해 인쇄회로기판(3)과 하부 케이스(4)를 결착 체결시키는 체결 나사(Screw)(2a,2b)에 의해 결착 체결된다.First, FIG. 1 is a diagram illustrating a fastening state between a bottom case and a printed circuit board (PCB) of a general notebook computer. In particular, FIG. 1 illustrates a bottom surface of a notebook computer in which heat transfer by convection or radiation is not performed smoothly. As shown in the internal fastening state diagram, a heat source (Heat Source) 1 that consumes a lot of power such as a central processing unit (CPU) and generates high heat accordingly is mounted on the printed circuit board (3), A fastening screw for fastening and fastening the printed circuit board 3 and the lower case 4 through the bosses 4a and 4b by the lower case 4 having integrally formed bosses 4a and 4b having an embossed protrusion shape. It is fastened by screw (2a, 2b).

이에 따라, 상기 열 소스(1)로부터 발생되는 고열은, 상기 인쇄회로기판(3)에 전달된 후, 상기 체결 나사(2a,2b)를 통해, 다시 상기 보스(4a,4b)가 일체로 형성된 하부 케이스(4)로 전달된다. 즉, 체결 나사(2a,2b)를 통해, 상기 열 소스(1)로부터 발생되는 고열이 하부 케이스(4)로 전달되어, 노트북 컴퓨터(100)의 바닥면의 표면 온도를 상승시키게 된다.Accordingly, the high heat generated from the heat source 1 is transmitted to the printed circuit board 3, and then the bosses 4a and 4b are integrally formed again through the fastening screws 2a and 2b. It is delivered to the lower case (4). That is, the high heat generated from the heat source 1 is transferred to the lower case 4 through the fastening screws 2a and 2b to raise the surface temperature of the bottom surface of the notebook computer 100.

한편, 최근에는 중앙처리장치(CPU)이외에도 하드 디스크(HDD) 또는 디씨/디씨(DC/DC)컨버터와 같이 고열을 발생시키는 전자부품의 수가 많아져서, 노트북 컴퓨터와 같은 전자장치의 표면온도를 더욱 상승시키는 결과를 야기시키고 있는 데, 상기와 같이 고열을 발생시키는 전자부품들이 실장되는 위치에 통풍 팬(Fan), 또는 열 파이프(Heat Pipe) 등을 삽입 내장시키는 방안이 모색되고 있다.On the other hand, in recent years, the number of electronic components such as hard disks (HDD) or DC / DC converters that generate high heat in addition to the central processing unit (CPU) has increased, and thus the surface temperature of electronic devices such as notebook computers is increased. As a result of raising, a method of inserting a ventilation fan or a heat pipe into a position where electronic components generating high heat are mounted as described above has been sought.

그러나, 상기와 같이 통풍 팬, 또는 열 파이프 등을 삽입 배치시키기 위해서는, 넓은 면적의 배치 공간이 요구되어, 노트북 컴퓨터와 같이 소형화가 요구되는 휴대용 전자장치에서는 사실상 적용이 불가능하며, 또한 전술한 바와 같이 체결 나사를 통해 열 소스로부터 발생되는 고열이 하부 케이스로 전달되는 것을 방지할 수 없는 문제점이 있었다.However, in order to insert and place a ventilation fan, a heat pipe, or the like as described above, a large-area layout space is required, and practical application is impossible in a portable electronic device requiring miniaturization such as a notebook computer. There was a problem that can not prevent the high heat generated from the heat source through the fastening screw to the lower case.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자장치의 하부 케이스에 일체로 형성된 보스와 인쇄회로기판간의 접촉면 사이와 같이 대류나 복사에 의한 열 전달이 원할하게 이루어지지 못하는 특정 부분으로 고열이 인가되지 않도록 하는 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and heat transfer by convection or radiation, such as between the contact surface between the boss and the printed circuit board formed integrally with the lower case of the portable electronic device such as a notebook computer, may be desired. It is an object of the present invention to provide a portable electronic device with a built-in insulation to prevent high heat from being applied to a specific part that cannot be made.

도 1은 일반적인 노트북 컴퓨터의 하부 케이스와 인쇄회로기판간의 체결 상태도를 도시한 것이고,1 is a diagram illustrating a fastening state between a lower case and a printed circuit board of a general notebook computer.

도 2는 본 고안에 따른 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치에서의 하부 케이스와 인쇄회로기판간의 체결 상태도를 도시한 것이고,2 is a diagram illustrating a fastening state between a lower case and a printed circuit board in a portable electronic device having a built-in insulation according to the present invention;

도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치에서의 온도 측정 결과를 도시한 것이다.3 and 4 illustrate the results of temperature measurement in a portable electronic device with a built-in insulation according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 열 소스(Heat Source) 2 : 체결 나사1: Heat Source 2: Fastening Screw

3 : 인쇄회로기판(PCB) 4 : 하부 케이스(Bottom Case)3: printed circuit board (PCB) 4: bottom case

20 : 플라스틱 엔지니어링 나사 50 : 단열 스페이서(Thermal Spacer)20: plastic engineering screw 50: thermal spacer

100 : 노트북 컴퓨터100: notebook computer

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치는, 열 발생수단이 포함 구성된 전자장치에 있어서, 하부 케이스의 보스와 인쇄회로기판간의 접촉면 사이에 삽입되어, 상기 열 발생수단으로부터 전달되는 열을 차단시키는 단열수단; 및 상기 단열수단을 관통하여, 상기 하부 케이스의 보스와 인쇄회로기판을 접속 체결시키는 체결수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a portable electronic device with a built-in heat insulating material according to the present invention is inserted and inserted into a contact surface between a boss of a lower case and a printed circuit board in an electronic device including heat generating means. Heat insulation means for blocking heat transferred from the generating means; And through the heat insulating means, characterized in that it comprises a fastening means for connecting and fastening the boss of the lower case and the printed circuit board.

이하, 본 고안에 따른 단열재가 내장된 휴대용 전자장치에 대해 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for a portable electronic device with a heat insulating material according to the present invention will be described in detail.

먼저, 도 2는 본 고안에 따른 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치 예를 들어, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자장치의 하부 케이스(Bottom Case)와 인쇄회로기판(PCB)간의 체결 상태도를 도시한 것으로, 특히 대류나 복사에 의한 열 전달이 원할하게 이루어지지 못하는 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자장치의 바닥면에 대한 내부 체결 상태도를 도시한 것으로, 전술한 바와 같이, 중앙처리장치(CPU) 또는 디씨/디씨(DC/DC) 컨버터와 같이 전력을 많이 소모하게 되어 그에 따른 고열이 발생되는 열 소스(Heat Source)(1)가 인쇄회로기판(3)에 실장되는 한편, 양각돌기 형상을 갖는 보스(4a,4b)가 일체로 형성된 하부 케이스(4)가, 상기 보스(4a,4b)를 통해 인쇄회로기판(3)과 하부 케이스(4)를 결착 체결시키는 체결 나사(Screw)(20a,20b)에 의해 인쇄회로기판(3)과 결착 체결되는 데, 상기 체결 나사(20a,20b)는 열전도율이 낮은 엔지니어링 플라스틱 재질의 체결 나사가 사용되며, 상기 체결 나사에 결착되는 하부 케이스(4)의 보스(4a,4b)와 인쇄회로기판(3)간의 접속면 사이에는 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 체결 나사가 관통 삽입되는 삽입 홀(Hole)이 형성된 플라스틱 재질, 또는 그 이하의 열전도율을 갖는 단열재인 단열 스페이서(Thermal Spacer)(50a,50b)가 삽입된다.First, FIG. 2 illustrates a fastening state diagram between a bottom case of a portable electronic device such as a notebook computer and a printed circuit board (PCB), in which a heat insulating material is embedded, according to the present invention. In particular, a diagram illustrating the internal fastening state of the bottom surface of a portable electronic device such as a notebook computer in which heat transfer by convection or radiation is not smoothly performed. As described above, the central processing unit (CPU) or the DC / DC ( Heat source 1, which consumes a lot of power and generates high heat, such as a DC / DC converter, is mounted on the printed circuit board 3, and bosses 4a and 4b having an embossed shape are provided. ) Is integrally formed by a lower screw (4) by the fastening screw (Screw) (20a, 20b) for binding and fastening the printed circuit board 3 and the lower case (4) through the boss (4a, 4b). Tighten with the circuit board (3) The fastening screws 20a and 20b may be fastening screws made of engineering plastics having low thermal conductivity, and may be disposed between the bosses 4a and 4b of the lower case 4 and the printed circuit board 3 to be fastened to the fastening screws. As shown in (a) of FIG. 2, thermal connection spacers 50a and 50b are made of a plastic material having an insertion hole through which the fastening screw is inserted, or an insulating material having a thermal conductivity of less than or equal to the connection surface. ) Is inserted.

이에 따라, 상기 열 소스(1)로부터 발생되는 고열은, 상기 인쇄회로기판(3)에 전달된 후, 상기 체결 나사(20a,20b) 및 단열 스페이서(50a,50b)를 통해, 상기 보스(4a,4b)가 일체로 형성된 하부 케이스(4)로 전달되는 데, 상기 체결 나사(20a,20b)는 열전도율이 낮은 엔지니어링 플라스틱 재질의 체결 나사이므로 열 전달을 1차적으로 감소시키게 되고, 또한 상기 단열 스페이서(50a,50b)는 플라스틱 재질, 또는 그 이하의 열전도율을 갖는 단열재이므로, 열 전달을 다시 한번 감소시키게 되어, 결국 상기 보스가 일체로 형성된 하부 케이스(4)로 전달되는 열을 크게 감소시키게 된다.Accordingly, the high heat generated from the heat source 1 is transmitted to the printed circuit board 3, and then through the fastening screws 20a and 20b and the thermal insulation spacers 50a and 50b, the boss 4a. , 4b is transferred to the lower case 4 formed integrally, and the fastening screws 20a and 20b are fastening screws made of engineering plastics having low thermal conductivity, thereby primarily reducing heat transfer, and also providing the insulating spacer. Since 50a and 50b are plastic materials or heat insulating materials having a thermal conductivity of less than that, the heat transfer is reduced once again, which greatly reduces the heat transferred to the lower case 4 in which the boss is integrally formed.

한편, 상기와 같이 하부 케이스(4)로 전달되는 열량은, 다음 (식 1)에 의해 산출된다.On the other hand, the amount of heat transferred to the lower case 4 as described above is calculated by the following formula (1).

---------------------------------------- 식 1 ---------------------------------------- Expression 1

Q : 열량 (W)Q: Calories (W)

k : 보스의 열전도율 (W/m.℃)k: thermal conductivity of boss (W / m. ℃)

A : 보스의 접촉면적 (m²)A: Boss's contact area (m ² )

L ; 보스의 길이 (m)L; Length of boss (m)

ΔT : 인쇄회로기판과 하부 케이스간의 온도 차ΔT: temperature difference between printed circuit board and lower case

Θ : 열 저항Θ: thermal resistance

즉, 열 저항(Θ)을 크게 하면, 하부 케이스(4)로 전달되는 열량(Q)이 작아지게 되므로, 상기 열 저항(Θ= L/kA )을 크게 하기 위하여, 하부 케이스(4)와 일체로 형성되는 보스(50a,50b)의 열전도율(k)과 접촉면적(A)을 작게 하고, 보스의 길이(L)를 길게 하여야 하는 데, 상기 보스의 접촉면적(A)과 길이(L)는 장치의 내구성 및 크기에 제한을 받게 되어 사실상 변경이 곤란하므로, 이 경우에는 상기 보스의 열전도율(k)을 최대한 작게 하는 것이 바람직한 데, 상기 단열 스페이서(20a,20b)는 상기 보스와 직접 접촉되므로, 상기 단열 스페이서(20a,20b)의 열전도율(k')을 작게 하여도 동일한 단열 효과가 나타나게 된다.That is, when the thermal resistance Θ is increased, the amount of heat Q transmitted to the lower case 4 is reduced. Therefore, in order to increase the thermal resistance Θ = L / kA, it is integrated with the lower case 4. The thermal conductivity k and the contact area A of the bosses 50a and 50b formed to be reduced and the length L of the boss must be increased, and the contact area A and the length L of the boss are Since the durability and size of the apparatus are limited and practically difficult to change, in this case, it is desirable to minimize the thermal conductivity k of the boss as much as possible, since the insulating spacers 20a and 20b are in direct contact with the boss. Even when the thermal conductivity k 'of the thermal insulation spacers 20a and 20b is reduced, the same thermal insulation effect is exhibited.

따라서, 상기 단열 스페이서의 열전도율(k')을 작게 하여, 상기 열 저항(Θ)이 증가되도록 하는 데, 플라스틱의 경우 열전도율은 0.2 W/m.℃가 되어, 상기 열 저항(Θ)을 증가시키게 되므로, 이에 따라, 상기 하부 케이스(4)로 전달되는 열랑을 크게 감소시킬 수 있게 된다.Therefore, the thermal conductivity (k ') of the thermal insulation spacer is made small, so that the thermal resistance (Θ) is increased. In the case of plastic, the thermal conductivity is 0.2 W / m. ° C, thereby increasing the thermal resistance (Θ). Therefore, according to this, it is possible to greatly reduce the cracks delivered to the lower case (4).

한편, 상기와 같이 열전도율이 작은 재질의 경우에는, 통상적으로 전기 전도성이 작기 때문에 전자기파를 유발시킬 수 있으므로, 단열 스페이서 외관에 전자기 방해(EMI: Electro-magnetic Interference) 코딩을 처리하여, 국내 및 국제상거래에서 요구되는 전자기 방해 규격을 만족시킬 수 있도록 한다.On the other hand, in the case of a material having a low thermal conductivity as described above, since the electrical conductivity is usually small, it can cause electromagnetic waves, and by processing the electromagnetic interference (EMI) coding on the exterior spacer, domestic and international commerce Ensure that electromagnetic interference standards required by

이하, 첨부된 도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치에서의 온도 측정 결과와, 도 1을 참조로 전술한 바 있는 일반적인 휴대용 전자장치에서의 온도 측정 결과를 도시한 것으로, 도 3의 (a) 및 도 4의 (a)에 도시한, 본 고안에 따른 단열재 즉, 단열 스페이서가 삽입된 휴대용 전자장치에서의 측정 온도는 도 3의 (b) 및 도 4의 (b)에 도시한 일반적인 휴대용 전자장치에서의 측정 온도 보다 낮게 측정됨을 알 수 있다.3 and 4 show the results of temperature measurement in a portable electronic device with a built-in insulation according to the present invention, and a temperature measurement result in a typical portable electronic device described above with reference to FIG. 1. 3 (a) and 4 (a), the measurement temperature of the heat insulating material according to the present invention, that is, the portable electronic device in which the heat insulating spacer is inserted is shown in FIGS. It can be seen that the measurement is lower than the measurement temperature in the general portable electronic device shown in b).

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 단열재가 삽입 내장된 휴대용 전자장치는, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자장치의 하부 케이스에 일체로 형성된 보스와 인쇄회로기판간의 접촉면 사이에, 단열 스페이서(Spacer)와 같은 단열재를 삽입 내장시켜, 열 소스로부터 발생되는 고열이 대류나 복사에 의한 열 전달이 원할하게 이루어지지 못하는 특정 부분인 하부 케이스로 전달되는 것을 보다 효율적으로 차단시킴으로써, 전자장치의 표면 온도가 상승되는 것을 방지시킬 수 있게 되며, 또한 단열 스페이서에 이엠아이(EMI) 코팅 처리를 하여 전자기 방해 규격을 만족시킬 수 있게 되는 매우 유용한 고안인 것이다.The portable electronic device having a built-in heat insulating material according to the present invention configured as described above includes a heat insulating material such as a heat insulating spacer between a contact surface formed between the boss and the printed circuit board integrally formed in a lower case of a portable electronic device such as a notebook computer. By inserting the integrated circuit, the heat from the heat source is more effectively blocked from being transferred to the lower case, which is a specific part where heat transfer by convection or radiation does not occur smoothly, thereby preventing the surface temperature of the electronic device from rising. It is also a very useful design to be able to satisfy the electromagnetic interference standards by the EMI coating treatment on the insulating spacer.

Claims

In a portable electronic device comprising a heat generating means,

A heat insulation means inserted between the contact surface between the boss of the lower case and the printed circuit board to block heat transmitted from the heat generating means; And

And a fastening means penetrating the heat insulating means to connect and fasten the boss of the lower case and the printed circuit board.

The method of claim 1,

The heat insulating means is a portable electronic device with a built-in heat insulating material, characterized in that the heat insulating material having a thermal conductivity of plastic or less.

The method of claim 1,

The heat insulating means is a portable electronic device with a built-in heat insulating material, characterized in that the EMI coding for suppressing the generation of electromagnetic waves processed on the appearance.

The method of claim 1,

The fastening means is a portable electronic device with a built-in heat insulating material, characterized in that the engineering screw made of a plastic material of low thermal conductivity.