KR20110093705A - 방열판 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열판의 구조에 있어서, 전체적으로 마그네슘 합금 재질로 구현되며; 외부면에 형성된 다수의 방열핀과; 발열 소자의 설치 위치와 대응되는 위치에서, 상기 마그네슘 합금의 재질보다 높은 열전달 계수를 가지는 재질로 상기 마그네슘 합금 재질의 일부에 구현된 열확산판을 구비한다.

Description

방열판 구조{STRUCTURE OF HEAT SINK}

본 발명은 방열판 구조에 관한 것으로, 특히 무선통신을 위한 기지국이나 중계기 등에서 사용되기에 적합한 방열판 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 전기, 전자 부품들은 해당 부품의 종류에 따라 상당히 높은 열이 발생하는 부품도 있으며, 그러한 발열 소자들에서 발생된 열을 효율적으로 방출하기 위한 열방출 구조가 요구된다. 예를 들어, 무선통신을 위한 기지국이나 중계기 등의 송신 시스템에서는 고전력 및 고출력의 증폭기를 사용하는데, 특히 증폭기의 핵심 부품인 고출력의 전력 증폭 소자(즉, 트랜지스터)에서는 상당한 양의 열이 발생한다. 발생된 열은 해당 장치의 성능을 떨어뜨리거나, 기능 장애 및 부품 손상을 일으키는 주요 요인으로 작용한다.

이러한 발열 소자에서 발생된 열을 방출하기 위해서, 통상 방열 처리를 필요로 하는 장치는 외관에 다수의 방열 핀을 가지는 방열판을 설치한다. 방열판은 통상 방열핀의 크기나 개수, 전체 면적 등에 비례하여 방열 효율이 높아지지만, 해당 방열판이 설치되는 장치의 소형화 및 경량화 요구에 맞추어 방열판의 설계가 제한된다. 특히, 이러한 소형화 및 경량화에 대한 요구는 이동통신 기지국이나 중계기 등과 같이 지상과 비교하여 높은 곳에 설치되는 장치에서는 매우 중요한 요구 조건이다.

따라서, 소형화 및 경량화의 요구를 만족시키면서, 방열 효율을 높이도록 하기 위한 방열판 및 이와 관련된 열방출 기술들이 다양하게 연구되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 방열 효율을 높이면서, 소형화 및 경량화를 가져올 수 있도록 하기 위한 방열판 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 발열 소자의 실장 작업을 보다 간편하게 할 수 있는 방열판 구조를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 방열판의 구조에 있어서,

전체적으로 마그네슘 합금 재질로 구현되며;

외부면에 형성된 다수의 방열핀과;

발열 소자의 설치 위치와 대응되는 위치에서, 상기 마그네슘 합금의 재질보다 높은 열전달 계수를 가지는 재질로 내부면 일부에 구현된 열확산판을 포함함을 특징으로 한다.

상기 방열판의 구현시 인서트 사출 방식을 사용하여 상기 방열판이 상기 열확산판을 일체형으로 포함하도록 형성한다.

상기 열확산판은 구리 합금 재질로 구현한다.

상기 발열 소자는 상기 열확산판에 직접 솔더링 되는 방식으로 설치된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 방열판 구조는 방열 효율을 높이면서, 소형화 및 경량화를 가져올 수 있으며, 아울러 열확산판을 구리 합금 재질로 구현할 경우에 발열 소자를 직접 솔더링할 수 있으므로, 발열 소자의 실장 작업이 보다 간편할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판 구조의 개략적인 사시도
도 2는 도 1 중 A-A' 부분의 절단면도
도 3은 도 1 중 열확산판의 평면도

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판 구조의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1 중 A-A' 부분의 절단면도, 도 3은 도 1 중 열확산판(12)의 평면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판(10)은 외부 공기 접촉 면에 형성된 다수의 방열핀(101)을 구비하며, 내부 면으로는 발열 소자(22) 및/또는 이러한 발열 소자(22)가 실장되는 인쇄회로기판(20)을 장착한다.

이때, 방열판(10)의 재질은 통상적으로 무선통신 기지국이나 중계기에 사용되는 알루미늄 합금의 재질이 아니라, 본 발명의 특징에 따라 마그네슘(합금)이 주로 사용된다. 이와 같이, 마그네슘 합금 재질로 방열판(10)을 구현할 경우에, 종래의 알루미늄 합금의 재질을 이용한 경우에 비해 약 [1 : 1.6]의 무게 비율로 더 가볍게 구현할 수 있게 된다.

그런데, 마그네슘 재질은 알루미늄 재질에 비해 더 가볍기는 하지만, 열전달 계수가 알루미늄 재질에 비해 더 작으므로, 해당 설치된 발열 소자(22)로부터 발생된 열이 알루미늄 재질에 비해 잘 전달하지 못하게 될 가능성이 있다.

따라서, 본 발명에서는 방열판(10)에서 발열 소자(22)가 설치되는 부위는 열전달이 잘 이루어질 수 있도록 열전달 계수가 비교적 높은 구리 합금(예를 들어, 황동) 재질로 구현한다. 즉, 방열판(10)의 내부면 중 일부는 구리 합금 재질의 열확산판(12)으로 구현될 수 있다. 이러한 열확산판(12)은 열전달 계수가 높은 재질로 구현되므로, 발열 소자(22)에서 발생된 열을 방열판(10)에서 빠르게 확산시키는 기능을 하게 된다. 특히, 이러한 열확산판(12)은 발열 소자(22)와 같이 비교적 좁은 면적에서 발생된 열을 열확산판(12)의 넓은 면적만큼 빠르게 확산을 시켜서 확산된 만큼 단위 면적당 발생되는 열을 떨어뜨리는 역할과 더불어, 열확산판(12)에 의해 넓어진 면적을 통해 나머지 방열판(10)으로 열을 전달함으로써, 열방출을 보다 빠르게 하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 열확산판(12)의 평면 형태는 특히 도 3에 도시된 바를 참조하면, 외주면에 다수의 핀 구조(121)가 형성된 형태를 가질 수 있는데, 이는 해당 열확산판(12)과 방열판(10)의 나머지 다른 부위와의 접촉면을 넓게 하여, 열전달이 보다 원활히 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 이때, 상기 열확산판(12)은 상기 방열판(10)의 나머지 부위와의 접촉면이 완전히 밀착되어 효율적인 열전달이 이루어지도록 함이 중요한데, 본 발명에서는 특히 인서트 사출 방식을 사용하여 방열판(10)이 상기 열확산판을 일체형으로 포함하도록 형성한다. 즉, 미리 구리 합금 재질의 열확산판(12)을 제작하여 방열판(10)을 형성하기 위한 금형의 적정 위치에 고정한 다음, 마그네슘 재질의 사출물을 금형에 사출하는 방식으로 방열판(10)을 형성할 수 있다.

한편, 상기에서 열확산판(12)은 구리 합금 재질 외에도 마그네슘 재질보다 열전달 계수가 높은 어떠한 다른 재질로도 구현 가능하다. 예를 들어, 알루미늄 합금 재질로도 구현할 수 있다. 다만 본 발명의 일 실시예에서는 발열 소자(22)를 해당 열확산판(12)에 직접 솔더링할 경우에 작업을 용이하게 하기 위해 구리 합금 재질로 구현하게 된다.

보다 상세히 설명하면, 발열 소자(22)는 인쇄회로기판(20)을 통해서 방열판(10)의 내부면에 실장될 수도 있지만, 보다 효율적인 열방출을 위해 방열판(10)에 (인쇄회로기판에 미리 마련된 관통홀을 통해) 직접 솔더링 되는 방식으로 장착될 수도 있다. 이때, 알루미늄 재질에 솔더링 작업을 수행하기 위해서는 미리 주석 도금 등과 같은 도금 작업이 수행되어야 하나, 구리 합금 재질에는 이러한 도금 작업이 필요치 않다. 따라서, 상기 열확산판(12)을 구리 합금 재질로 구현할 경우에는 발열 소자(22)의 솔더링 작업이 보다 간편하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 상기 인쇄회로기판(20)은 나사 결합 등에 의해 방열판(10)에 장착될 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예에서는 열확산판(12)과 방열판(10)의 나머지 부위와의 접촉면간의 효율적인 열전달을 위해, 인서트 사출 방식을 사용하여 방열판(10)이 상기 열확산판(12)을 일체형으로 포함하도록 형성하는 것으로 설명하였으나, 이외에도, 본 발명의 다른 실시예에서는, 별도로 형성된 방열판(의 장착부위)에 열확산판이 강제 압입 방식이나, 나사 결합 방식 또는 용접 방식 등으로 장착되는 구조를 가질 수도 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.

Claims (7)

1. 방열판의 구조에 있어서,
   전체적으로 마그네슘 합금 재질로 구현되며,
   외부면에 형성된 다수의 방열핀과,
   발열 소자의 설치 위치와 대응되는 위치에서, 상기 마그네슘 합금의 재질보다 높은 열전달 계수를 가지는 재질로 상기 마그네슘 합금 재질의 일부에 구현된 열확산판을 포함함을 특징으로 하는 방열판 구조.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 방열판의 구현시 인서트 사출 방식을 사용하여 상기 방열판이 상기 열확산판을 일체형으로 포함하도록 형성함을 특징으로 하는 방열판 구조.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 열확산판은 구리 합금 재질로 구현함을 특징으로 하는 방열판 구조.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 발열 소자는 상기 열확산판에 직접 솔더링 되는 방식으로 설치됨을 특징으로 하는 방열판 구조.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열확산판의 평면 형태는 외주면에 다수의 핀 구조가 형성된 형태를 가짐을 특징으로 하는 방열판 구조.
   
6. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열확산판은 별도로 형성되는 상기 방열판의 장착부위에 강제 압입 방식, 나사 결합 방식 또는 용접 방식으로 장착됨을 특징으로 하는 방열판 구조.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 열확산판의 평면 형태는 외주면에 다수의 핀 구조가 형성된 형태를 가짐을 특징으로 하는 방열판 구조.
   

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