KR20060087888A - 전자파 차폐 및 방열장치 - Google Patents

전자파 차폐 및 방열장치 Download PDF

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Abstract

개시된 전자파 차폐 및 방열장치는, 전자부품에서 방사된 전자파를 차단하는 차폐판과, 차폐판에 적층되어 전자부품에서 방사된 열을 외부로 방열하는 방열판 및 차폐판과 방열판을 전자부품에 고정시키는 고정부재를 구비하고, 차폐판과 전자부품 사이에 접지부재를 연결하여, 방열판에 유기되어 외부로 방사될 수 있는 전자파를 미리 차폐판에 의하여 차단하고, 이 차단된 전자파를 접지부재에 의하여 전자부품의 표면 그라운드로 바이패스 시킴으로서 전자파의 방사를 저감시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
전자파, 방열판, 차폐판

Description

전자파 차폐 및 방열장치{Apparatus for EMI shielding and heat-sink}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 및 방열장치가 전자부품에 설치된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 모습을 나타낸 단면도이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100 : 전자파 차폐 및 방열장치
110 : 방열판
120 : 차폐판
130 : 서멀 패드
140 : 접착제
150 : 홀드 핀
160 : 스프링
170 : 고정부재
180 : 접지부재
210 : 인쇄회로기판
220 : 칩
본 발명은 전자파 차폐 및 방열장치에 관한 것으로서, 특히 각종 전자제품의 칩에서 발생되는 열을 방열시키고, 칩에서 직접 방사되는 전자파 노이즈를 저감시키기 위한 전자파 차폐 및 방열장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자제품에 설치된 칩(chip) 등은 작동시 자체적으로 고온의 열을 발생시킨다. 이러한 고온의 열이 칩 등에서 제거되지 않고 지속적으로 유지되면 발열하는 칩 등 뿐만 아니라, 이에 인접하며 고온에 취약한 다른 부품에까지 영향을 미쳐 해당 전자제품의 오작동이나 파손의 원인이 된다.
따라서, 이를 방지하기 위하여 구동시 발생되는 고온의 열을 흡수하여 외부로 방사하는 방열장치를 설치하게 되는데, 종래의 방열판은 칩 표면에 접착제나 접착성 수지를 올려 놓고, 그 위에 열전도성이 강한 금속판을 올려 놓아서 칩에서 발생한 열을 금속판의 표면을 통해 공기 중으로 방사하는 구조로 되어 있다.
그런데, 상기와 같이 발열하는 칩 등의 전자부품에서는 전자제품 자체의 목적과 기능을 방해하는 불필요한 전자파가 또한 방출되는데, 이를 전자파 노이즈(noise) 또는 전자파 장애(ElectroMagnetic Interference;EMI)라고 한다.
최근에는 칩에 사용되는 클럭 주파수가 높아짐에 따라 칩 표면을 통해 방사되는 전자파 노이즈 또는 전자파 장애의 강도도 높아지고 있다.
이러한 전자파 장애는 이를 방사하는 전자제품 자체 뿐만 아니라, 이 전자파에 노출된 통신설비, 제어설비, 컴퓨터 기기 등의 전자제품 및 인간에게까지 나쁜 영향을 끼치게 된다.
그런데, 종래의 방열장치는 칩 등 열이 발생되는 부품에서 소정거리 이격되어 있어 충분히 열을 흡수하지 못하는 문제가 있고, 또한 칩 등에서 직접 방사되는 전자파 장애의 경우 방열장치에 유기되어 강도가 더 세어진 상태로 외부로 방사되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전자부품에서 방사되는 열을 효과적으로 외부로 방사하고, 또한 전자부품에서 방사되는 전자파를 접지 또는 차폐판에 의하여 적절히 차단할 수 있는 개선된 전자파 차폐 및 방열장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전자부품에서 방사된 전자파를 차단하는 차폐판; 상기 차폐판에 적층되어 상기 전자부품에서 방사된 열을 외부로 방열하는 방열판; 및 상기 차폐판 및 상기 방열판을 상기 전자부품에 고정시키는 고정부재를 구비한다.
여기서, 상기 전자부품은 인쇄회로기판과 상기 인쇄회로기판에 실장된 칩인 것이 바람직하다.
또한, 상기 차폐판은 상기 방열판과 상기 칩 사이에 마련된 것이 바람직하다.
또한, 상기 차폐판과 상기 칩 사이에 삽입되어 상기 칩에서 방사된 열을 상 기 차폐판을 통해 상기 방열판으로 전달하는 서멀 패드가 구비된 것이 바람직하다.
또한, 상기 차폐판과 상기 인쇄회로기판 사이에는 탄성력을 가진 접지부재가 연결된 것이 바람직하다.
또한, 상기 차폐판 및 상기 방열판은 접착제에 의하여 접착된 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정부재는, 상기 인쇄회로기판을 관통하여 고정되는 관통부가 관통시 수축하고, 관통 후 복원되는 화살촉 형상의 홀드 핀; 및 상기 홀드 핀의 머리에 일단부가 밀착되고, 상기 방열판에 타단부가 밀착되어 상기 홀드 핀의 누르는 압력에 의하여 상기 인쇄회로기판에 대한 상기 방열판의 접촉 압력을 증대시키는 스프링을 구비한 것이 바람직하다.
또한, 상기 서멀 패드는 전기적으로 비전도성 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방열판은 방열하는 표면적을 넓게 형성하기 위하여 복수의 핀이 마련된 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 및 방열장치가 전자부품에 설치된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 모습을 나타낸 단면도로서, 상기 전자파 차폐 및 방열장치(100)는 전자제품 내부의 전자부품 상에 밀착 고정되어 전자부품에서 발생하는 전자파를 차단하고, 고온의 열을 외부로 방사시키는 장치이다.
여기서, 상기 전자부품은 인쇄회로기판 상에 칩가 설치된 것을 포함하며, 도 1 및 도 2에서는 전자부품 중 인쇄회로기판(PCB;210) 상에 칩(220)이 실장된 것을 일 예로서 설명하기로 한다.
상기 전자파 차폐 및 방열장치(100)는 차폐판(120)과, 방열판(110) 및 서멀 패드(thermal PAD;130)와, 접지부재(180) 및 고정부재(170)를 구비한다.
상기 차폐판(120)은 칩(220)에서 발생하여 외부로 방사되는 전자파를 차단하는 부재로서 금속재가 사용될 수 있고, 이 차폐판(120)의 일측에는 방열판(110)이 적층되며, 타측에는 서멀 패드(130)가 적층된다.
차폐판(120)과 방열판(110) 사이에 접착 테이프 등과 같은 접착제(140)를 더 삽입하여 차폐판(120)과 방열판(110)을 접착시킬 수 있다.
상기 방열판(110)은 칩(220)에서 발생하는 고온의 열을 흡수하여 외부로 방사하기 위한 것으로, 만일 방열판(110)에 의하여 외부로의 열 방사가 이루어지지 않으면 고온의 열을 발생하는 칩(220) 자체 뿐만 아니라, 이에 인접한 다른 전자부품에까지 영향을 미쳐 전자부품의 수명을 단축시키게 된다.
이 방열판(110)은 많은 열을 외부로 방사하기 위하여 복수의 핀(pin;111)이 돌출된 구조로 이루어진다. 즉, 복수의 핀(111) 구조로 방열판(110)을 만들어 방열판(110)의 표면적을 넓게 형성한 것이다.
상기 서멀 패드(130)는 열전도성이 뛰어나면서, 전기적으로 비전도성의 특성을 갖는 재질로서, 차폐판(130)에 적층된 측의 반대 측이 칩(220)에 밀착되어 칩(220)으로부터 발생되는 열을 차폐판(120)을 통하여 방열판(110)에 전달한다. 즉, 차폐판(130)과 칩(220) 사이에 서멀 패드(130)가 삽입되는 구조이다. 여기서, 상기 서멀 패드(130)는 고무 재질이 사용될 수 있다.
상기 접지부재(180)는 차폐판(120)을 인쇄회로기판(210)의 표면 그라운드(ground)에 접지시키기 위한 것으로, 차폐판(120)에 의해 차단된 전자파를 인쇄회로기판(210) 상의 표면 그라운드로 바이패스(bypass) 시킨다. 따라서, 접지부재(180)는 칩(220)에서 방열판(110)으로 전자파가 유기되는 것을 방지한다. 또한, 칩(220)의 표면이 금속체인 경우, 이 금속체가 인쇄회로기판(210) 상의 그라운드에 직접 유기되는 것을 방지한다. 상기 접지부재(180)는 표면 실장 소자(Surface Mount Devices;SMD)를 사용할 수 있다.
상기 고정부재(170)는 인쇄회로기판(210) 상에 방열판(110)과, 차폐판(120) 및 서멀 패드(130)를 밀착 고정시키기 위한 것으로서, 방열판(110)에서부터 인쇄회로기판(210)까지 일자로 관통하여 고정시킨다.
이 고정부재(170)는 홀드 핀(hold pin;150)과 스프링(spring;160)을 구비한다.
상기 홀드 핀(150)은 인쇄회로기판(210)에 박히는 측이 화살촉 형상으로 인쇄회로기판(210)을 관통 시에는 수축하고, 관통 후에는 원상태로 복원되어 인쇄회로기판(210)에 박힌 후 쉽게 빠지지 않게 한다.
그리고, 상기 스프링(160)은 홀드 핀(150)에 삽입되어 일단부가 홀드 핀(150)의 머리부분에 밀착되고, 타단부가 방열판(110)에 밀착되어, 홀드 핀(150)이 인쇄회로기판(210)을 관통함에 따라 홀드 핀(150)의 누르는 압력에 의하여 방열판 (110)과, 방열판(110) 하부에 있는 차폐판(120) 및 서멀 패드(130)의 칩(220)에 대한 접촉 압력을 증대시킨다.
이와 같은 구조의 전자파 차폐 및 방열장치(100)에 의하면, 칩(220)에서 발생하는 고온의 열은 서멀 패드(130)에서 1차적으로 흡수하여 차폐판(120) 및 접착제(140)를 거쳐 방열판(110)을 통하여 외부로 방출된다.
그리고, 칩(220)에서 발생하는 전자파는 금속 재질의 차폐판(120)에 의하여 외부로 방사되는 것이 차단되며, 차폐판(120)과 인쇄회로기판(210) 사이를 연결하는 접지부재(180)에 의하여 차폐판(120)에 의해 차단된 전자파가 인쇄회로기판(210)의 표면 그라운드로 바이패스 된다.
이에 대하여 칩에 종래의 방열장치와 본 발명의 전자파 차폐 및 방열장치를 설치하여 그 전자파의 방사량을 측정한 결과, 칩에서 891㎒ 성분의 전자파 노이즈가 방사될 때, 종래의 방열장치에 의하면 48.63㏈㎶가 외부로 방사되고, 본 발명의 전자파 차폐 및 방열장치에 의하면 35.90㏈㎶가 외부로 방사되어 12.73㏈㎶ 만큼의 방사량이 줄어든다.
이와 같은 구성의 전자파 차폐 및 방열장치(100)를 전자제품에 설치하게 되면, 칩(220)에서 발생하는 고온의 열은 서멀 패드(130)에서 흡수하여 차폐판(120) 및 접착제(140)를 거쳐 방열판(110)을 통해 외부로 방사하게 되므로, 칩(220)에서 발생되는 열의 흡수가 증대되고, 종래에 방열판에만 집중되어 과열 상태에 의한 방열판의 손상 발생 가능성을 차폐판(120)과, 접착제(140) 및 방열판(110)에 순차적으로 열을 전달함으로써 방열판(110)의 과열을 방지할 수 있다.
그리고, 방열판(110)에 유기되어 외부로 방사될 수 있는 전자파는 차폐판(120)에 의하여 차단되고, 차폐판(120)에 의해 차단된 전자파는 인쇄회로기판(210)의 표면 그라운드로 바이패스 시킴으로서 유해한 전자파의 외부 방사를 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 전자파 차폐 및 방열장치에 의하면, 전자부품으로부터 발생되는 고온의 열을 서멀 패드와, 차폐판 및 접착제를 거쳐 방열판을 통해 외부로 방출함으로서 열의 흡수력을 향상시키고, 또한 방열판의 과열을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 방열판에 유기되어 외부로 방사될 수 있는 전자파를 미리 차폐판에 의하여 차단하고, 이 차단된 전자파를 접지부재에 의하여 전자부품의 표면 그라운드로 바이패스 시킴으로서 전자파의 방사를 저감시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (10)

  1. 전자부품에서 방사된 전자파를 차단하는 차폐판;
    상기 차폐판에 적층되어 상기 전자부품에서 방사된 열을 외부로 방열하는 방열판; 및
    상기 차폐판 및 상기 방열판을 상기 전자부품에 고정시키는 고정부재를 구비한 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자부품은 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판에 실장된 칩인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차폐판은 상기 방열판과 상기 칩 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 차폐판과 상기 칩 사이에 삽입되어 상기 칩에서 방사된 열을 상기 차폐판을 통해 상기 방열판으로 전달하는 서멀 패드가 구비된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 차폐판과 상기 인쇄회로기판 사이에는 탄성력을 가진 접지부재가 연결된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 차폐판과 상기 방열판은 접착제에 의하여 접착된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 인쇄회로기판을 관통하여 고정되는 관통부가 관통시 수축하고, 관통 후 복원되는 화살촉 형상의 홀드 핀; 및
    상기 홀드 핀의 머리에 일단부가 밀착되고, 상기 방열판에 타단부가 밀착되어 상기 홀드 핀의 누르는 압력에 의하여 상기 인쇄회로기판에 대한 상기 방열판의 접촉 압력을 증대시키는 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 서멀 패드는 전기적으로 비전도성 재질인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차폐판은 금속 재질인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 방열판은 방열하는 표면적을 넓게 형성하기 위하여 복수의 핀이 마련된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 및 방열장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012141342A1 (ko) * 2011-04-11 2012-10-18 한국과학기술원 자기장 차폐장치
KR101255722B1 (ko) * 2012-05-10 2013-04-17 주식회사 쉴드텍 항파장 및 항전자 방호관통구 시스템

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