KR20090098938A - 무선통신기기의 함체장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 무선통신기기의 함체장치는 기본적으로, 단면이 다각형 또는 원형 등인 통 구조, 예를 들어 원통형 구조를 가지며, 외주면에 세로로 길게 배치된 다수의 방열핀(10-1)을 가지며, 상기 방열핀(10)과 더불어 압출방식에 따라 일체형으로 형성되며, 내부에 해당 무선통신기기의 각종 통신용 장치들을 장착하게 되는 함체(10)를 가진다.

통신기기, 함체, 방열, 방열핀, 기지국

Description

무선통신기기의 함체장치{HOUSING DEVICE OF WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS}

본 발명은 무선통신기기의 함체에 관한 것으로, 특히 사이즈를 소형화하면서도 방열효과가 우수한 무선통신기기의 함체장치에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 바와 같이 무선통신기기 함체에는 각종 통신용 장치들이 장착되어 있는데, 그 중에는 고출력증폭기, RF(Radio Frequency)신호처리블록, 고속신호처리소자, 전원공급장치 및 디지털처리부 등 열을 많이 발생하는 장치들도 장착되어 있다.

상기 장비들이 최대의 부하로 동작하면서 발생되는 열로 인해 이들 장치들을 포함하고 있는 통신기기 함채내부의 공기온도는 상승한다. 이와 같이 함체 내부의 공기온도가 상승되면 열에 의해 장비의 수명이 단축되고 기능도 저하되며, 인접한 다른 장비소자에 영향을 끼치게 됨은 물론 심할 경우에는 오동작이나 데이터처리 불능의 원인이 된다.

더욱이 이들 장비들은 방수와 방습 및 방진 등의 이유로 밀폐구조를 가지고 있으므로, 함체 내부의 온도상승은 상기 장비들의 오동작 및 파손에 치명적이라고 할 수 있기 때문에 발생한 열을 함체 밖으로 조속히 방출하는 기술이 요구되고 있다.

종래의 통신기기 함체장치에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이 종래의 통신기기(100)는 소정의 수용공간이 구비된 함체(110)를 구비하며, 상기 함체(110)내의 수용공간에는 고출력증폭기, 전원공급장치 등과 같은 통신용 전자장치들이 장착된다.

상기 함체(100)의 후면에는 함체(100)내의 상승된 온도를 냉각시키기 위한 냉각장치(130)가 구비되는데, 냉각장치(130)로는 단순히 방열판(140)을 붙여놓은 수동냉각방식과 팬을 이용하여 방열판(140) 주위의 공기를 강제로 순환시키는 능동형 냉각방식 중 상황에 따라 적절한 방식을 선택한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 예는 수동냉각방식과 능동냉각방식을 함께 구비한 것인데, 도시된 바와 같이 상기 함체(110)의 후면에는 다수의 방열핀(145)이 일체로 설치된 방열판(140)과 이 방열판(140)에 강제로 공기를 불어넣기 위해 상기 함체(110)의 하부에 설치된 송풍팬(150)과, 상기 함체(110)의 후면에 설치되어 내부의 공기가 외부로 방출될 수 있도록 다수의 관통구멍이 형성된 다공판(160)으로 구성되어 있다.

이와 같이 종래 기술에 따른 함체장치는 통신기기의 발열량을 감안하여 그 발열량을 냉각시킬 수 있는 크기의 방열판(140)을 구비하며, 그 방열판(140)의 크기에 대응하는 함체(110)를 구비한다. 그리고 함체(110)와 방열판(140)을 체결한다. 상기 함체(110) 내부 즉, 방열판(140)에 대응되는 위치에 통신용 전자장 비(115)들을 장착한다. 상기 함체 전면에는 도어(113)를 만들어 설치한다. 상기 함체(110)의 후면에는 상기 다공판(160)을 부착한다. 상기 방열판(140)과 상기 다공판(160) 사이의 하단에 다수개의 송풍팬(150)을 설치한다. 그리고 복사열을 방지하기 위해 하체의 외주면에 일정간격 이격되게 복사열방지판(미도시)을 추가로 설치한다.

이와 같이 종래의 통신기기 함체장치는 발열장비들을 방열판의 일면에 모두 장착해야 하기 때문에 방열판의 일면의 면적이 커질 수밖에 없고, 방열판의 면적이 커지면 그에 대응되는 크기로 함체를 제작해야 함으로 상기 함체의 크기도 같이 커지게 되는 문제점이 있었다. 그리고 방열판의 일면의 면적으로만 상기 발열장비들을 냉각해야함으로 냉각효율이 저하되는 문제점이 있었다. 그리고 일반적으로 지상으로부터 높은 곳에 설치되어야 하는 옥외용 통신기기의 경우에는 함체의 사이즈가 커지게 되면 설치가 어려운 문제점이 있었다. 그리고 종래의 함체는 상자 형태의 하우징과 도어 등 두 부분(two piece)으로 구성되었기 때문에 주로 다이캐스팅으로 제작할 수밖에 없고 압출방식으로는 제작이 어려운 문제점이 있었다.

또한 최근에는 환경친화적인 제품을 만드는 추세인데, 안테나 등의 하단에 장착되는 옥외용 통신기기 등의 제품의 경우에는 안테나 레이돔과 다른 형상의 함체가 부착되면 시각적으로 좋지 않은 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소형화가 가능한 무선통신기기의 함체장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 사이즈를 작게 하면서도 열방출 효율이 좋은 무선통신기기의 함체장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 외주면에 다수개의 방열핀이 구비된 통형태의 구조의 함체를 구비하고 그 내주면에 발열제품을 접합함으로써 내접면 대비 표면적을 최대로 할 수 있어서 열방출 효율이 좋은 무선통신기기의 함체장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 함체의 내주면에 부가적인 부재없이 발열제품을 직접 접합하도록 함으로써 열방출 효율을 높일 수 있는 무선통신기기의 함체장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 통형태 구조의 하우징 외주면에 다수개의 방열핀을 방사형으로 배치함으로써 방열핀의 시작단 사이보다 종단 사이의 간격이 넓어지게 되어 평면에 방열핀을 배치하는 경우보다 상대적으로 열방출 효율이 좋은 무선통신기기의 함체장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 압출방식으로 하우징을 제작할 수 있도록 함으로써 종래의 다이캐스팅보다 열방출 효율을 좋게 할 수 있는 무선통신기기의 함체장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무선통신기기의 함체장치에 있어서, 외주면에 다수의 방열핀을 구비한, 압출방식으로 제작되는 통형태 구조의 하우징을 구현함을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 무선통신기기의 함체구조는 소형화가 가능하며, 열방출 효율이 좋으며, 제작 및 조립이 용이할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신기기의 함체장치의 측면 구조도이며, 도 5는 도 4 중 함체의 평면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 무선통신기기의 함체장치는 기본적으로, 단면이 다각형, 타원형 또는 원형 등인 통 구조, 예를 들어 원통형 구조를 가지며, 외주면에 세로로 길게 배치된 다수의 방열핀(10-1)을 가지며, 상기 방열핀(10-1)과 더불어 압출방식에 따라 일체형으로 형성되며, 내부에 해당 무선통신기기의 각종 통신용 장치들을 장착하게 되는 함체(10)를 가진다.

또한, 상기 함체(10)의 상부 개방 부위를 덮기 위한 상부 캡(12)과, 상기 함체(10)의 하부 개방 부위를 덮기 위한 하부 캡(11)을 구비한다. 이러한 하부 캡(11)이나 상부 캡(12)은 상기 함체(10)와 나사 결합 등에 의해 결합될 수 있다. 이때 하부 캡(11) 및/또는 상부 캡(12)에는 상기 함체(10) 내부의 통신용 장치들을 위한 신호 입출력 단자들이 마련될 수 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 함체장치에서, 함체(10)는 마치 종래의 다수의 방열핀을 구비한 평판 형태의 방열판을 구부려서 양측단이 서로 이어지도록 하는 구조를 가지며, 그 내부 공간에 각종 통신용 장치들을 구비하는 구조를 가지므로, 방열판 자체가 함체를 형성하도록 함을 알 수 있다.

이에 본 발명에서는 종래의 함체에 방열판이 부착되는 것에 비해 열방출 효율을 매우 높일 수 있으며, 또한 본 발명에 따른 방열판이 일체화된 함체(10)를 압출방식을 통해 종래의 통상적인 다이캐스팅 방식보다 비교적 간단하고 빠른 공정을 통해 제작할 수 있게 된다. 또한 이와 같이 압출방식으로 제작이 가능하므로, 다이캐스팅 방식으로 제작되는 것에 비해 열전달 효율이 통상 약 2배정도 높으므로 더욱 효과적인 열방출 효율을 기대할 수 있게 된다.

이와 같이 제작되는 본 발명의 함체장치에서 함체(10) 내부의 각종 통신용 장치들을 장착하는 것은 통상적인 나사 결합 수단이나 레이저 용접 등과 같은 통상적인 접합 수단을 통해 장착할 수도 있지만, 본 발명의 일 실시예에서는 열방출 효율을 높이기 위해 해당 통신용 장치 중 고출력 증폭기와 같이 발열량이 많은 장치(이하 발열장치라 칭함, 도 3, 4에서 참조부호 201, 202)를 함체(10) 내부의 장착 부위에 직접 솔더링하는 방식으로 장착한다. 이러한 구조를 통해 발열장치(201, 202)로부터 발생된 열이 함체(10)에 직접적으로 전달되어 방출될 수 있도록 함으로, 매우 높은 방열 효율을 가지도록 할 수 있다. 이때 발열장치는 자체의 하우징을 가질 수도 있지만 각종 칩이나 기타 전기, 전자 부품이 실장되는 인쇄 회로 기판 자체일 수도 있다. 이하 이러한 발열장치(201, 202)의 솔더링 방식을 보다 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 발열장치(201, 202)의 장착되는 면에는 솔더 크림을 인쇄한다. 이때 해당 발열장치(201, 202)에서 특히 방열이 요구되는 증폭소자 등의 경우에는 소자의 몸체가 기판을 통하지 않고 기판에 미리 마련된 관통홀을 통해 직접 하부 함체(10) 내부에 솔더링될 수 있도록 할 수도 있다.

이와 같이 솔더 크림이 인쇄된 발열장치(201, 202)는 적절한 구조의 지그(미도시)를 통해 함체(10) 내부의 장착 부위로 이동되어 안착되며, 해당 솔더 크림을 용융 및 경화하는 공정을 거치게 된다. 솔더 크림을 용융 및 경화하는 공정은 예를 들어 각 발열장치(201, 202)별로 수행될 수 있는데, 발열장치(201 또는 202)를 안착한 후에, 해당 함체(10)의 해당 부위를 핫플레이트(hot plate)와 같은 가열 장치를 통해 미리 설정된 적정 온도로 가열하는 것으로 수행될 수 있다. 이외에도 이러한 솔더 크림 용융 및 경화 공정은 통상적인 리플로우 솔더링시에 사용되는 고열로와 유사한 구조의 고열로에서 수행될 수도 있다.

이와 같은 솔더 크림 용융 및 경화 공정에서 해당 발열장치(201, 202)와 함체(10) 내부 사이의 솔더 크림이 완전히 밀착되도록 적절한 형태의 지그를 사용하 여 발열장치(201, 202) 상의 적정 부위, 특히 발열량이 많은 부품 주위를 눌러 줄 수 있다. 이는 발열장치(201, 202)와 함체(10) 내부 사이의 솔더 크림이 완전히 밀착되지 않고 공기층이 형성되면 열방출 효과가 떨어지기 때문이다. 또한 상기에서 함체(10) 내부의 상기 발열장치(201, 202)의 장착면은 발열장치(201, 202)의 직접 솔더링에 적합한 적절한 도금 처리 등과 같은 후처리가 미리 수행될 수 있다. 또한 상기 함체(10)는 효율적인 열방출이 가능하면서 외부 환경에 대한 보호를 위한 코팅재로서의 역할을 하기 위해 외부면에 전체적으로 아노다이징 처리가 미리 수행될 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기한 구조에서 함체(10) 내부의 해당 발열장치(201, 202)가 안착되는 면은 평면을 가지도록 형성되어, 해당 발열장치(201, 202)의 솔더링 면과 밀착될 수 있도록 한다. 또한 발열장치(201, 202)가 설치된 부위의 열방출 효율이 더 잘 이루어지도록, 대체로 원형인 함체(10)의 단면 구조에서, 방열핀(10-1)들의 종단들이 이루는 형태는 거의 원형에 가깝지만, 대응되는 내부 면에 발열장치(201 또는 202)가 장착되는 부위의 방열핀(10-1)은 다른 부위의 방열핀(10-1)보다 더 길이가 길도록 설계된다.

또한 이때 각 방열핀(10-1)간의 거리를 살펴보면, 각 방열핀(10-1)이 원통형의 함체(10)의 외주면에 방사형으로 배치됨에 따라, 각 방열핀간에는 시작단 사이보다 종단 사이의 간격이 넓어지게 되는 구조를 가짐을 알 수 있다. 이러한 방열핀의 구조는 종래의 평면상에 나란하게 방열핀을 배치하는 경우보다 상대적으로 열방출 효율이 더 좋게 된다.

이와 같이 함체(10) 내부에 발열장치(201, 202)들이 솔더링 되어 장착된 후에는 고주파 필터와 같은 (비교적적 발열량이 적은) 기타 다른 통신용 장치들이 장착되는데, 이러한 통신용 장치들은 하부 캡(11) 또는 상부 캡(12)에 장착되는 구조를 가질 수 있다. 도 4의 예에서는 기타 다른 통신용 장치(참조부호 211, 212로 표시)들이 하부 캡(11)에 장착되는 것으로 예를 들어 도시하였다. 이와 같이 하부 캡(11)에 해당 장치들의 장착이 이루어진 후에 하부 캡(11)과 함체(10)가 결합될 때에, 하부 캡(11)에 장착된 장치(211, 212)들이 함체(10) 내부에 슬라이딩 방식으로 삽입된다. 물론 이때에 함체(10) 내부에 미리 솔더링된 발열장치(201, 202)와 하부 캡(11)에 장착된 장치(211, 212)들이 서로 부딪히지 않도록 해당 장치들이나 함체(10)의 구조가 적절히 설계된다. 이때 상기 통신용 장치(211, 212)가 하부 캡(11)에 장착되는 구조로 설치되므로, 하부 캡에 통신용 장치(211, 212)를 조립할 때에, 다양한 방향(상하, 좌우, 전후 방향 등)에서 조립이 가능하므로, 종래의 상자형 함체 내부 내부에 각종 통신용 장치들을 조립하는 것에 비해 조립 작업이 매우 용이할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 함체장치를 채용한 무선통신기기의 일 측면도이며, 도 7은 도 6의 하부 평면도, 도 8은 도 6의 상부 평면도, 도 9는 도 6의 다른 측면도이며, 도 10은 도 6에서 함체, 상부 및 하부 캡, 통신용 장치들의 결합 상태를 나타낸 사시도이다. 도 6내지 도 10에서의 참조부호 중 상기 도 4 및 도 5에서의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리키는 것임을 이 해할 것이다. 도 6 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 함체장치는 실제로 기지국 안테나의 설치용 기둥에 브라켓 구조(320)를 통해 장착될 수 있다. 또한 이때에, 함체장치의 외부에는 태양 복사열 방지를 위한 복사열방지판(310)이 추가로 설치될 수 있다.

이때, 특히 도 7, 8에서 도시된 바와 같이, 기타 다른 통신용 장치(211, 212 등)들이 함체(10) 내부에 장착될 때, 통신용 장치들과 함체(10) 내부면간에는, 보다 효율적인 열전달 및 장치 지지를 위하여 적절한 구조의 써멀패드(thermal-pad)(341)가 추가로 더 설치될 수 있다.

도 11은 도 5 중 함체의 일부 확대도로서, 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 함체(10) 및 방열핀(10-1)의 구조를 보다 상세히 설명하기로 한다. 먼저 함체(10)의 두께를 살펴보면, 발열장치가 접촉하는 면(도 11에서 A로 표시)의 중심부를 기준으로 하여 함체(10)의 두께가 가장 두꺼우며 주변으로 갈수록 얇아지는 구조임을 알 수 있다. 또한 이때 발열장치가 접촉은 중앙부위(A)의 방열핀(10-1)의 길이가 가장 길고 주변으로 갈수록 방열핀(10-1)의 길이가 짧아지는 구조임을 알 수 있다. 또한 이때 방열핀(10-1)은 외부면에 톱니 형태(serration)(도 11에서 B로 표시)를 가지고 있을 수 있으며, 이에 따라 방열면적을 최대화 할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신기기의 함체장치가 구성될 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으 나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

예를 들어 상기의 설명에서는 두개의 발열장치(201, 201)가 함체(10) 내부에 설치되는 구조를 예를 들어 설명하였으나, 이외에도 그 이상의 발열장치들이 설치되는 구조를 가질 수 있음은 물론이다.

또한 본 발명의 함체장치가 실제로 설치될 경우에 함체 외부에 별도의 냉각팬을 구비하는 구조를 가질 수도 있다. 이 경우에는 함체장치를 다시 둘러싸는 원통형 구조물을 구비하고 그 하부 측에 냉각팬을 설치할 수도 있다.

또한 상기에서는 함체(10)가 한번의 압출공정에 의해 전체적으로 형성되는 것으로 설명하였으나 가로로 길게 반씩 나누어 한번에 절반 부분씩 두 번에 걸친 압출공정에 의해 형성되는 구조를 가질 수도 있다. 그럴 경우에는 절반 부분들을 다시 나사 결합 등에 의해 접합하는 추가의 공정이 필요하나, 해당 절반 부분의 함체별로 발열장치를 솔더링하는 공정은 보다 용이하게 수행될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 무선통신기기의 함체장치의 단면도

도 2는 종래기술에 따른 무선통신기기의 함체장치의 부분 절단 사시도

도 3은 종래기술에 따른 방열판의 사시도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신기기의 함체장치의 측면 구조도

도 5는 도 4 중 함체의 평면도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 함체장치를 채용한 무선통신기기의 일 측면도

도 7은 도 6의 하부 평면도

도 8은 도 6의 상부 평면도

도 9는 도 6의 다른 측면도

도 10은 도 6에서 함체, 상부 및 하부 캡, 기타 통신용 장치들의 결합 상태를 나타낸 사시도

도 11은 도 5 중 함체의 일부 확대도

Claims (9)

1. 무선통신기기의 함체장치에 있어서,

   전체적으로 상부 및 하부가 개방된 통 형태의 구조를 가지며, 상기 통 형태의 구조의 외주면에 세로로 길게 배치된 다수의 방열핀을 가지며, 내부에 해당 무선통신기기의 전기, 전자 통신용 장치들을 장착하게 되는 함체와,

   상기 함체의 상부 개방 부위를 덮기 위한 상부 캡과,

   상기 함체의 하부 개방 부위를 덮기 위한 하부 캡을 포함함을 특징으로 하는 함체장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 함체 내부에 상기, 전기, 전자 통신용 장치들의 장착시에, 발열량이 많은 것으로 미리 설정된 통신용 장치는 상기 함체 내부의 미리 설정된 장착 부위에 직접 솔더링되어 장착됨을 특징으로 하는 함체장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 함체 내부에 솔더링되어 장착되는 발열량이 많은 것으로 미리 설정된 통신용 장치의 장착 이후에, 다른 통신용 장치들은 상기 하부 캡 및 상부 캡 중 적어도 어느 하나에 장착되며, 상기 하부 캡 및 상부 캡 중 적어도 어느 하나와 상기 함체의 결합시, 상기 함체 내부에 슬라이딩 방식으로 삽입되어 최종적으로 장착됨을 특징으로 하는 함체장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 다른 통신용 장치들과 상기 함체 내부면간의 미리 설정된 부위에는 열전달 및 장치 지지를 위한 써멀패드가 구비됨을 특징으로 하는 함체장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 함체 내부에 솔더링되어 장착되는 발열량이 많은 것으로 미리 설정된 통신용 장치에 대해서 상기 함체의 외부면의 대응하는 위치의 방열핀들은 다른 부위의 방열핀들보다 더 길게 설치됨을 특징으로 하는 함체장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 함체는 전체적으로 원통형으로 구성되며, 상기 다수의 방열핀은 상기 원통형의 외부면에 방사형으로 배치됨을 특징으로 하는 함체장치.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 방열핀은 외부면에 톱니 형태(serration)를 가짐을 특징으로 하는 함체장치.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 함체의 통 형태의 구조는 상기 다수의 방열핀과 더불어 압출방식에 따라 일체형으로 형성됨을 특징으로 하는 함체장치.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 함체의 통 형태의 구조는 상기 다수의 방열핀과 더불어 압출방식에 따라 형성되며, 세로로 길게 반씩 나누어 한번에 절반 부분씩 두 번에 걸친 압출공정에 의해 형성됨을 특징으로 하는 함체장치.

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