KR20110103518A - 스마트 방열쉬트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불요전자파 흡수/차폐 기능을 갖는 개량된 방열쉬트(이하 스마트 방열쉬트 라함)에 관한 것으로, 특히 각종 전자제품의 집적회로의 인쇄기판(PCB) 또는 섀시 등에 적용하며 방열팬을 대체하고 불요전자파를 흡수/차폐함으로서 해당제품의 정숙성과 슬림화를 구현하고 효율적인 열의 분산처리 및 EMC(전자파장해)대책을 병행을 함으로 전자제품의 안정성과 신뢰성을 보장하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명은 전자제품의 집적회로를 통해 발생된 열을 외부로 분산 방열시킴에 있어서, 발열기능을 갖는 집적회로의 상단에 면 접촉되면서 직 상단의 히트싱크 사이에 스마트 방열쉬트를 개재하되, 상기 스마트 방열쉬트는 세라믹이 코팅된 열전도성 알루미늄 박판과, 이와 점착제로 부착되는 폴리에스터 필름(보호막)의 적층구조로 이루어진다.

Description

스마트 방열쉬트 {Smart Heat-Radiating Sheet}

본 발명은 각종 전자제품의 집적회로에 적용된 채 방열팬의 대체부품으로 기능하면서 해당제품의 정숙성과 슬림화를 구현함과 동시에 효율적인 열의 분산처리를 가능하게 할 뿐만 아니라, 전자회로에서 발생하는 불요 전자파를 흡수/차폐함으로써 전자제품의 안정성과 신뢰성을 보장하는 개선된 기능의 스마트 방열쉬트에 관한 것이다.

최근 열발생 문제가 제기되고 있는 LED TV를 비롯하여, 노트북 컴퓨터, 휴대용 개인단말기, 플라스마 디스플레이 패널 등 LCD관련 전자제품은 TR, D-ROM, CPU 등 내부 전자회로의 온도상승에 따른 열의 과도한 발생 및 전자파장해 등으로 인하여 정상적으로 동작하지 않을 수 있다는 우려를 내재하고 있다. 특히, 노트북 컴퓨터 등의 디스플레이 패널로 활용되는 액정 박막패널은 내부 전자회로의 온도상승에 따라 기능성 폴리머의 내구성이 약화되어 선명도 저하와 표시기능의 불능마저 마비시킬 우려가 다분하다.

예컨대, 전자회로의 주변온도가 상승되어 결과적으로 집적회로의 온도가 동반 상승되면 당초의 신호체계 및 타이밍이 변화되고, 특히 디지털 회로의 경우에는 타이밍의 변화에 따라 신호를 제때에 수수하지 못한다는 것이다.

일례로, 노트북 컴퓨터의 내부구조는 CPU가 결합된 메인보드를 중심으로 입/출력 및 보조 장치들이 연결되어 소정의 하드웨어를 구성하고 있으며, CPU 등의 방열을 위해 메인보드상의 집적회로 상단에 히트싱크를 설치하여 열의 방출을 도모하였으나 시간의 경과에 따라 히트 싱크에서 방출되는 열량보다 CPU 등의 집적회로에서 발생되어 전도되는 열량이 증대됨으로 열의 방출에 따른 효율이 매우 낮아진다는 문제점을 포함하여 전술한 바와 같이 회로운용에 지장에 초래할 수 있다.

따라서, 상기 히트싱크외에 별도의 방열팬을 히트싱크 상단에 설치함으로 히트싱크에 전도된 열을 강제로 배출시키고 있음이 현실정이다.

전자제품의 사용시간이 길어질수록 전자회로 부품으로부터 발생하는 열량이 증가하고 구성부품으로 열이 전달되어 기능 및 내구성의 약화를 수반하고, 소음과 지속적인 진동의 발생으로 정숙성과 안정성을 해치게 되어 사용자 불만의 원인으로 기능한다는 폐단을 내재하고 있다.

아울러, 에어벤트의 형성을 통한 공랭식으로 열의 방열을 유도하는 방안도 제안되어 있으나 공기의 유통흐름이 전자제품 내에서 원만하게 이루어지지 못함으로 효율성이 낮아 현실적으로 적용되는 율은 매우 낮다.

특히, 노트북 컴퓨터 및 휴대용 개인단말기, 플라스마 디스플레이 패널 등의 LCD관련 전자제품은 전자부품이나 회로에서 발생하는 불요전자파에 의한 오동작 및 전자파장해를 휴대의 간편함과 경량화를 도모하기 위해 슬림화가 선행되어야 하는데, 전술한 방열팬 등으로 인해 일정치 이하로의 슬림화는 곤란하다는 제한이 있다.

[문헌1]KR10-2001-0028923(이장우)2001.05.25.

본 발명은 각종 전자제품의 전자회로에서 발생되는 전자파를 흡수/차폐하고, 열을 별도의 방열팬을 사용하지 않고도 적층식 방열쉬트를 이용하여 적시에 열을 흡수 분산하여 방열처리케 함으로 제작 및 조립의 간편화와 경제성을 도모할 수 있고, 소음과 진동없는 안정성과 작동의 신뢰성 보장 그리고 경량화와 슬림화를 구현하여 제작 및 소비자의 만족감을 도모하는 방열쉬트를 제공함에 그 안출된 목적이 있다.

상기의 목적달성을 위해 본 발명은 전자제품의 집적회로를 통해 발생되는 전자파를 흡수하기 위하여 전파흡수체를 장하하고, 열을 외부로 분산 방열시킴에 있어서 열을 발생시키는 집적회로의 상단과 면 접촉되게 그 직 상단의 히트싱크 사이에 방열쉬트를 개재하되, 상기 방열쉬트는 세라믹이 코팅된 열전도성 알루미늄 박판을 상기 전파흡수체에 접착시키고, 이와 점착제로 부착되는 폴리에스터 필름을 보호막의 기능을 겸한 방열쉬트 표면을 이루는 적층구조로 이루어짐을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.

이때, 상기 알루미늄 박판은 동판으로 대체될 수 있을 것이며, 세라믹 코팅과 동종이상의 절연성과 열전도를 갖는 코팅체가 제안될 수 있다면 굳이 세라믹 코팅를 고집할 이유는 없을 것이다.

따라서, 상기의 구조적 체계를 갖는 본 발명은 비교적 저렴한 졍제적인 비용으로 컴퓨터 등의 내부 전자회로에서 발생된 열을 별도의 방열팬이나 혹은 복수개로 적층구성된 히트싱크를 이용하지 않아도 효율적으로 흡수 분산처리함으로 방열에 따른 효용성을 극대화할 수 있음과 동시에 불요전자파 및 소음과 진동으로부터 자유로우며, 제품의 슬림화에 일조할 수 있는 등 우수한 신뢰성과 실시상의 가치를 구유하게 된다.

한편, 본 발명은 그에 관한 최선의 실시예만을 언급하였으나, 굳이 이에 한정되지 않으며 본 발명의 목적범위내에서 청구범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다면 본 발명의 권리범위에 속할 것임은 자명하다.

도 1은 본 발명의 스마트 방열쉬트 구조를 분리 도시해 보인 설명도.
도 2는 실시예 1 및 실시예 2에 적용된 전파흡수체의 접파흡수 특성도.
도 3은 실시예 2의 스마트 방열쉬트 구조를 분리 도시해 보인 설명도.
도 4는 도 1의 전파흡수체층과 세라믹층을 일체화한 스마트 방열쉬트의 구조를 도시해 보인 설명도.

첨부된 도 1은 본 발명의 스마트 방열쉬트 구조를 분리 도시한 설명도인 바, 도시된 바와 같이 스마트 방열쉬트는 고성능의 전파흡수체(1) 및 세라믹층(2), 그리고 열전도가 우수한 금속재 박판(3)과 역시 박막형의 폴리에스터 필름(4)로 분리 구분되는 층상을 이루고 있는데, 상기 금속재 박판(3)으로 바람직하게 제시될 수 있는 것은 알루미늄 박판일 것이며, 그 외에 동판 역시 동일한 기능으로 제시될 수 있음은 물론이다.

이와 같은 금속재 박판(3)은 상기 폴리에스터 필름(4)와, 부착되지 않은 하면을 선택하여 코팅된 세라믹층(2)가 위치되는데 액상의 도포방식을 통해 고른 표면두께를 유지하면서 코팅처리됨이 요망되는 것이라 하겠으나, 굳이 이러한 코팅방식에 제한받지 않는다. 또한, 금속재 박판(3)의 상층에는 폴리에스터 필름(4)가 일체로 긴밀하게 역시 점착제로 부착된 채 박막형으로 제공됨으로 전체적으로 볼 때 단일한 판 상의 방열쉬트가 구성된다.

이와 같은 스마트 방열쉬트는 주로 노트북 컴퓨터, 휴대용 개인단말기 등에 적용되어 사용될 수 있을 것인데, 하드웨어를 구성하고 있는 CPU가 결합된 메인보드 상단에서 작동상태에 따라 발열기능을 담당하는 집적회로의 상단과, 이와 연결되며, 메인보드 및 키보드의 하단에 위치되는 보조회로판과 연결 고정된 직 상단의 히트싱크 사이를 선정하여 각각 일정한 밀착력과 표면적을 갖도록 면 접촉이 이루어지게 상기 본 발명의 스마트 방열쉬트를 개재하여 고정시킴으로서 소정의 설치작업을 완료할 수 있다.

따라서, 집적회로를 통해 발생된 열은 단계별 과정을 통해 스마트 방열쉬트로 처리될 수 있는데,전자회로에서 발생된 볼요전자파 및 열은 전파흡수체층(1) 및 세라믹층(2)으로 인해 흡수처리된 후 금속재 박판(3)을 거쳐 사방으로 고르게 확산되면서 분산처리되어 소정의 방열기능이 발휘되는 것이다.

본 발명의 방열쉬트는 이하에서 설명되는 바람직한 실시예를 통해 보다 양호한 상태로 재현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 스마트 방열쉬트의 실시예를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 스마트 방열쉬트는 고성능의 전파흡수체(1) 및 세라믹층(2), 그리고 열전도가 우수한 금속재 박판(3)으로서 알미늄 박판과 박막형의 폴리에스터 필름(5)으로 분리 구분되는 층상을 이루도록 제작하였다. 또한, 금속재 박판(3)의 상층에는 폴리에스터 필름(5)와의 상호 긴밀한 부착력 유지를 위해 양면 접착테이프로 이루어진 점착제(4)가 부착되고, 이후 상기 폴리에스터 필름(5)가 일체로 긴밀하게 역시 점착제(4)로 부착된 채 박막형으로 제공됨으로 전체적으로 볼 때 단일한 판 상의 방열쉬트로 구성하여 PC에 적용하였다.

도 2는 Sendust에 Mn-Zn ferrite를 첨가하여 Sheet 형태로 제작하여 실시예 1 및 실시예 2에 적용한 EMC 대책용 전파흡수체층(1)의 전파흡수특성 그래프를 나타내며, 조성비는 Sendust : Mn-Zn ferrite : CPE = 70 : 5 : 25 wt.% 로하였다. 상기 전파흡수체의 두께는 0.85 mm로서 1.4 GHz ~ 4.1 GHz 대역에서 3 dB(전파흡수율 50%) 이상의 전파흡수능 특성을 나타내고 있다.

도 3은 1차 흡열체인 세라믹층(2)를 나사산형으로 하여 흡열량을 크게 함과 동시에 금속재 박판(3) 또한 나사산형으로 구성하여 전열 면적을 극대화하여 PC에 적용한 실시예 2를 나타낸다.

도 4는 전열성을 높이고 두께를 더욱 박층화하기 위하여 실시예 1의 전파흡수체(1)과 세라믹층(2)를 도전성이 높은 전파흡수체인 그라파이트를 주체로 하는 고전열성 전파흡수체로 대체한 경우의 스마트 방열쉬트를 나타낸 도면이다.

상기 실시예 1 및 실시예 2를 통하여 본 발명의 유용성이 입증되었다.

본 발명은 각종 전자제품의 전자회로에서 발생되는 전자파를 흡수/차폐하고, 열을 별도의 방열팬을 사용하지 않고도 적층식 방열쉬트를 이용하여 적시에 열을 흡수 분산하여 방열처리케 함으로 제작 및 조립의 간편화와 경제성을 도모할 수 있고, 소음과 진동없는 안정성과 작동의 신뢰성 보장 그리고 경량화와 슬림화를 구현하여 제작 및 소비자의 만족감을 도모하는 방열쉬트를 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적달성을 위해 본 발명은 전자제품의 집적회로를 통해 발생되는 전자파를 흡수하기 위하여 전파흡수체를 개재하고, 열을 외부로 분산 방열시킴에 있어서, 발열기능을 갖는 집적회로의 상단과 면 접촉되게 그 직 상단의 히트싱크 사이에 방열쉬트를 개재하되, 상기 방열쉬트는 세라믹이 코팅된 열전도성 알루미늄 박판과, 이와 점착제로 부착되는 폴리에스터 필름의 적층구조로 이루어짐을 특징으로 하며, 본 발명의 스마트 방열쉬트는 각종 전자제품의 집적회로에 적용된 채 방열팬의 대체부품으로 기능하면서 해당제품의 정숙성과 슬림화를 구현함과 동시에 효율적인 열의 분산처리를 가능하게 할 뿐만 아니라, 전자회로에서 발생하는 불요 전자파를 흡수/차폐함으로써 전자제품의 안정성과 신뢰성을 보장하는 개선된 기능의 방열쉬트로 이용 가능하다.

PCB : 인쇄회로기판 (Printed Circuit Board)
EMC : 전자파장해 (Electromagnetic Compatability)

Claims (3)

1. 전자제품의 집적회로로부터 발생되는 불요전자파를 흡수/차폐하고, 열을 외부로 분산 방열시킴에 있어서, 직접회로 쪽으로부터 전파흡수체 층을 설치하고, 발열기능을 갖는 그 바로 상단의 히트싱크 사이에 방열쉬트를 게재하되, 상기 방열쉬트는 세라믹이 코팅된 열전도성 알루미늄 박판과, 이와 점착제로 부착되는 폴리에스터 필름 및 상기 폴리에스터 필름의 적층구조로 이루어짐을 특징으로 하는 스마트 방열쉬트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 알루미늄 박판은 전자파차폐 쉬트로 대체될 수 있음을 특징으로 하는 스마트 방열쉬트.
3. 제 1항에 있어서 전열성을 높이고 박층화하기 위하여 전파흡수체층과 세라믹층을 일체화하여 고전열성 전파흡수체로 대체한 것을 특징으로 하는 스마트 방열쉬트.

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