KR20130062163A - 방열 장치 및 이를 포함하는 전기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열 장치 및 이를 포함하는 전기 장치에 관한 것으로서, 방열 장치가, 전기 회로를 둘러싸는 케이스; 상기 케이스의 상부에 배치되고 상기 전기 회로를 커버하는 탑 커버; 상기 탑 커버의 상면에 배치되는 방열 모듈을 포함하고, 상기 케이스, 상기 탑커버 및 상기 방열 모듈은 탈착 가능하도록 함으로써, 임의 방식의 방열 모듈 모두에 탄력적으로 적용 가능하다.

Description

방열 장치 및 이를 포함하는 전기 장치{COOLING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE THEREOF}

본 발명은 전자 부품의 방열 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 방열 방식의 선택에 제한없이 임의 방식의 방열 모듈을 모두 탑재 가능한 방열 장치 및 이를 포함하는 전기 장치에 관한 것이다.

최근, 전자 산업의 발달로 반도체 소자들은 경박 단소화, 저전력 소모를 위하며 고집적화로 제조되어지는데, 이러한, 고집적화 IC들은 짧은 시간에 많은 양의 정보들을 처리하기 때문에 동작 중 많은 양의 열을 발생한다. 그러나 이렇게 발생된 열들은 IC 패키지 자체만으로 방열시키는데는 한계가 있다.

특히, 높은 RF를 사용하는 반도체 소자들은 작동 중 높은 열을 발생할 뿐 아니라, 전자기파를 발생(EMI/EMC)시켜 인접한 소자들의 오동작을 유발한다.

여기서, EMC는 전자적 적합성이라는 말로서, 소자에서 방사되는 전자기파(Electro Magnetic Emission:EME)의 허용범위를 정해서 다른 부품에 영향을 주지 않도록 하거나, 소자가 특정한 전자기파의 간섭(Electro Magnetic Immunity: EMI)에 대하여 견딜 수 있는 기준 등을 말한다.

한편, 자동차용 컨버터(Converter) 모듈도 차내에 장착되어야 하므로 소형화 집적화의 요구가 있고, 컨버터 모듈의 방열을 위해서는, 일반적으로 수냉식 또는 공냉식의 2가지 방식 중 한가지가 이용되었다.

도 1의 (a)는 수냉식 방열 모듈로서, 컨버터 모듈(미도시)을 커버하는 하우징 또는 케이스(30)의 위에 수냉식 방열판(10)을 배치함으로써 컨버터 모듈로부터 발생하는 열을 수냉식 방열판(10)이 외부로 전달시키도록 하고 있다. 수냉식 방열판(10)은 냉각수가 통과하는 유로(10-1)가 수냉식 방열판(10)의 컨버터 모듈 접촉면에 전체적으로 확장함으로써 빠른 시간에 방열이 이루어지도록 한다.

도 1의 (b)는 공냉식 방열 모듈로서, 컨버터 모듈(미도시)을 커버하는 하우징(31)의 위에 공냉식 방열판(11)을 배치함으로써 컨버터 모듈로부터 발생하는 열을 공냉식 방열판(11)이 외부로 전달시키도록 하고 있다. 공냉식 방열판(11)은

방열판(11-1, 11-2,...)과 방열판 일정한 간격으로 적층되어 배치되고, 방열판 사이의 통기 공간들에 냉각용 공기를 통과시킴으로써 방열시키고 있다.

한편, 방열 모듈을 제작하는 경우에는, 방열 모듈의 제작 전 단계에서 상술한 공냉식 또는 수냉식의 방식이 결정되어야 하고 일반적으로 자동차 부품은 공냉식 또는 수냉식 중 한 가지 방식의 방열 모듈이 제작되어 자동차 등에 이용되고 있다. 그러나, 방열 모듈의 제작업체의 경우 한가지 방열 모듈을 개발할 경우, 수냉식 또는 공냉식 중 하나의 방식에 따라 외부 하우징(30, 31)을 별도로 설계해야 한다. 따라서, 방열 모듈의 주문 방식에 따라 그때그때 방열 모듈을 제작할 뿐, 방식이 다른 방열 모듈의 경우 외부 하우징을 공통으로 사용할 수 없다. 따라서, 제작 시간 및 제작 비용이 소요된다.

본 발명은 하나의 컨버터 모듈에 대하여 이를 방열하기 위한 방열 모듈로서, 수냉식 및 공냉식 중 두가지 방식에 적용 가능한 방열 장치를 제공하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치는 전기 회로를 둘러싸는 케이스; 상기 케이스의 상부에 배치되고 상기 전기 회로를 커버하는 탑 커버; 상기 탑 커버의 상면에 배치되는 방열 모듈을 포함하고, 상기 케이스, 상기 탑커버 및 상기 방열 모듈은 탈착 가능하다.

본 발명에 따르면 방열 장치의 제작 비용 및 시간을 절감할 수 있도록 한다.

도 1은 종래 방열 장치의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치의 분해도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치의 조립도를 나타낸다.

이하, 도면을 참조하며 본 발명에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치의 분해도를 나타낸다. 도 2를 살펴보면 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치(100)는, 전기 회로(미도시)를 둘러싸는 케이스(30), 케이스(30)의 상부에 배치되고 전기 회로를 커버하는 탑 커버(20), 탑 커버(20)의 상면에 배치되는 방열 모듈(10, 11)을 포함할 수 있다. 또한, 케이스(30), 탑커버(20) 및 방열 모듈(10, 11)은 각각 탈착 가능할 수 있다.

방열 모듈(10)은 수냉식 방열 모듈을 나타내고, 방열 모듈(11)은 공냉식 방열 모듈을 나타낸다. 본 발명에서는, 방열 모듈이 수냉식 또는 공냉식 중 임의의 방열 모듈에 모두 적용, 설계되기 위하여, 방열 모듈(10, 11)과 케이스(30)의 사이에 탑커버(20)를 더 배치시키고 있다.

탑커버(20)는, 전기 회로를 둘러싸는 케이스(30)의 상부에 배치되고, 케이스(30)와 체결부(201, 301)를 통하여 탈착 가능하다. 체결부(201, 301)는 볼트로 구성될 수 있다.

케이스(30)가, 예컨대, 직육면체의 형상으로 형성된 경우에는, 전기 회로의 수납을 위하여 상부면이 개방되어 있을 수 있다. 탑커버(20)는 케이스(30)의 상부에 배치되어 케이스(30)를 밀폐시키도록 구성될 수 있다. 탑커버(20)가 케이스의 개방된 상부에 배치됨으로써, 케이스 내부에 배치되는 전기 회로로부터 발생되는 열은 케이스의 상부에 배치된 탑커버(20)를 경유하여 전달될 수 있다.

탑커버(20)는 전기 회로로부터 발생되는 열을 신속하고 효율적으로 방열 모듈(10, 11)에 전달하기 위하여 탑커버(20)의 상부면 전체에는 방열 모듈(10, 11)이 접촉하여 배치될 수 있다. 방열 모듈(10, 11)은 그 방식이 수냉식 또는 공냉식 중 어느것이더라도 탑커버(20)의 상부면에 접촉, 배치되면서, 체결부(101, 111)에 의하여 결합될 수 있다.

또한, 탑커버(20)는 전기 회로로부터 발생되는 열을 신속하고 효율적으로 방열 모듈(10, 11)에 전달하기 위하여 상면으로서, 방열 모듈(10, 11)과 탑 커버(20)의 접촉면(20-)에는 방열판, 또는, 열전도율이 높은 써멀 패드(thermal pad) 또는 써멀 그리스(thermal grease)가 형성될 수 있다. 접촉면(20-1)은 열전도율이 높은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 복합재료 등으로 형성될 수 있다. 즉, 케이스(30), 탑커버(20) 및 방열 모듈(10, 11)은 체결부에 의하여 결합 또는 해제 가능하므로, 방열 모듈이 임의의 방식으로 제작되어도, 케이스(30) 및 탑커버(20)가 임의의 방열 모듈에 적용, 결합 가능하므로 방열 장치의 제조 시간 및 제조 비용이 절감될 수 있는 것이다.

다음에, 전기 회로가 배치된 케이스(30)의 상면에 탑커버(20)를 장착하고, 임의의 방열 모듈(10, 11)을 탑커버의 상면에 체결부를 통하여 배치시키면 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치가 완성된다.

도 3의 (a)는 방열 장치의 부분 조립도를 나타내고 도 3의 (b)는 방열 장치의 전체 조립도를 나타낸다. 도 3의 (a)를 참조하면, 케이스(30) 및 탑커버(20)를 결합시킨 상태에서 임의의 방열 모듈(10, 11)이 배치 가능하다. 이에 따라, 케이스(30) 및 탑커버(20)를 결합시킨 전기 장치를 미리 제작하여 두고, 방열 모듈의 제작 상황에 따라 수냉식 방열 모듈(10) 또는 공냉식 방열 모듈(11) 중 하나를 선택, 제작하여 (30) 및 탑커버(20)의 조립체(20 + 30)에 장착시킬 수 있다. 도 3의 (b)는 수냉식 방열 모듈은 장착한 본 발명의 방열 장치(100)의 전체 조립도를 나타낸다.

또한, 도 3의 (c ) 는 케이스(30)에 탑재되는 전기회로(40)의 일례를 나타내고 도 3의 (d)는 탑커버(20)의 일 구성이 될 수 있는 써멀 패드(50, thermal pad)의 일례를 나타낸다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 장치에 대하여 설명하였다. 본 발명의 범위는 케이스의 내부에 전기 회로를 포함하고, 본 발명의 방열 장치를 포함한 임의의 전기 장치(electronic device), 반도체 패키지, 컨버터 모듈 등에 대해서도 적용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

방열 모듈(10, 11);
체결부(101, 111, 201, 301);
탑커버(20);
케이스(30);
방열 장치(100);

Claims (6)

1. 방열 장치에 있어서,
   전기 회로를 둘러싸는 케이스;
   상기 케이스의 상부에 배치되고 상기 전기 회로를 커버하는 탑 커버;
   상기 탑 커버의 상면에 배치되는 방열 모듈을 포함하고,
   상기 케이스, 상기 탑커버 및 상기 방열 모듈은 탈착 가능한 방열 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이스 및 상기 탑 커버의 탈착을 위한 체결부를 더 포함하는 방열 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 탑 커버의 상면으로서, 상기 방열 모듈과 상기 탑 커버의 접촉면에는 방열판이 배치되는 방열 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 방열판은 열전도율이 높은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 복합재료 중 적어도 하나로 구성되는 방열 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 방열 모듈은 수냉식 모듈 또는 공냉식 모듈 중 임의의 방열 모듈인 방열 장치.
6. 제1항 내지 제5항의 방열 장치 및 전기 회로를 포함하는 전기 장치.

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