KR20180108109A - 초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈 및 이를 이용한 모바일 단말기 - Google Patents

초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈 및 이를 이용한 모바일 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온도조절모듈을 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 박막의 판형 히트 파이프를 이용하여 최소한의 부피로 발열소자로부터 발생하는 열을 냉각부로 전달하는 초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈 및 이를 이용한 모바일 단말기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 작동유체가 충진된 복수의 관로가 형성된 히트 파이프를 이용하여 발열체에서 발생하는 열을 냉각수단 측으로 전달하는 구조의 온도조절모듈을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈 및 이를 이용한 모바일 단말기{TEMPERATURE REGULATING MODULEINCLUDING THIN HEAT PIPE AND MOBILE TERMINAL USING THE SAME}
본 발명은 온도조절모듈에 관한 것으로, 특히 박막의 판형 히트 파이프를 이용하여 최소한의 부피로 발열소자로부터 발생하는 열을 냉각부로 전달하는 초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈 및 이를 이용한 모바일 단말기에 관한 것이다.
통상적으로, 개인용 PC 또는 서버장치 등과 같은 컴퓨팅 장치에는 논리연산, 제어 등의 작업을 처리하기 위해 고성능의 중앙처리장치, 그래픽 프로세서 등이 탑재되어 있으며, 이러한 장치들은 작업 처리시 고속으로 동작함에 따라 타 장치들에 비해 특히 발열문제가 종종 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 해당 장치에는 발열부위의 열을 타측으로 전달하거나, 냉각부의의 냉기를 발열부위가 심한 곳으로 전달함으로써 발열온도를 낮추는 역할을 하는 온도조절모듈을 구비하고 있다.
도 1은 종래 컴퓨팅 장치에서 사용되는 온도조절모듈의 구조를 나타낸 분해도로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 온도조절모듈(10)은 중앙처리장치와 같은 발열체(1)에 대하여 온도를 낮추는 역할을 하는 것으로서, 발열체(1)를 중심으로 복수의 냉각수단들이 적층되는 구조일 수 있으며, 이러한 구조로서 발열체(1)의 일 면으로 열전소자(2)가 배치되며, 그 타면으로 쿨링패드(4) 및 냉기 방열판(5)이 배치되게 된다.
또한, 열전소자(2)의 일면으로는 열 방열판(7) 및 쿨링팬(8)이 배치되게 되며, 이러한 구조를 통해 발열체(1)에서 발생하는 열을 냉기 방열판(5) 및 쿨링팬(8)을 통해 외부로 방출하게 되며, 특히 열전소자(2)는 발열체(1)에 대한 냉각효율을 극대화하는 역할을 한다.
이러한 구조에 따라 일반적인 열전소자(2)를 포함하는 온도조절모듈(10)은 각 구성부들의 두께에 의해 상당한 정도의 부피를 차지하게 되며, 냉각 효율이 향상될수록 그 두께는 더욱 증가하게 된다.
따라서, 점점 고성능 프로세서의 탑재가 요구되는 모바일 단말기에 대하여 발열문제를 개선하기 위해 전술한 구조의 온도조절모듈(10)을 적용하는 것은 용이하지 않다.
특히, 모바일 단말기는 개인이 항상 소지함에 따라 경박단소한 형태를 가지며, 이러한 모바일 단말기의 두께는 극히 얇으므로, 전술한 구조의 온도조절모듈을 탑재하는 데는 어려움이 있다.
한국공개특허공보 제10-2008-0022961호(공개일자: 2008.3.21.) 한국등록특허공보 제10-0888363호(공고일자: 2009.3.11.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 발열체의 발열문제를 개선하기 위한 초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈을 제공하는 데 과제가 있다.
또한, 본 발명은 고성능 프로세서를 구비함에 따라, 발생하는 많은 양의 열을 효율적으로 냉각시키는 온도조절모듈을 이용하는 경박단소의 모바일 단말기를 제공하는데 과제가 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈은, 발열체에 대응하는 제1 영역 및 상기 제1 영역과 일정거리 이격된 제2 영역을 포함하고, 상기 발열체로부터 발생된 열을 상기 제2 영역으로 전달하는 초박형 히트 파이프; 전면이 상기 제2 영역과 대응하고, 상기 전면의 열을 냉각하는 열전소자; 및 상기 열전소자의 후면에 대응하여 열을 외부로 방출하는 냉각모듈을 포함할 수 있다.
상기 초박형 히트 파이프는, 작동유체가 충진된 하나이상의 관로를 포함하는 투명 필름층; 및 상기 투명 필름층의 표면에 부착된 금속판층을 포함하고, 상기 작동유체는, 상기 제1 및 제2 영역과 연결되는 제3 영역을 통해 상기 발열체의 열을 전달할 수 있다.
상기 제1 및 제2 영역은, 서로 연결된 복수의 관로가 일렬, 병렬 또는 방사형으로 형성될 수 있다.
상기 냉각모듈은, 상기 관로와 접촉되는 마이크로 방열판; 및 상기 마이크로 방열판의 일면에 배치되는 마이크로 냉각팬을 포함할 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈 및 이를 이용한 모바일 단말기는, 케이스; 상기 케이스의 배면으로 결합하는 백 커버; 전면이 상기 케이스의 개구부로 노출되고, 배면이 상기 백 커버의 내측면에 대향하여 배치되는 디스플레이모듈; 상기 디스플레이모듈 및 백 커버 사이에 배치되는 발열체; 상기 발열체와 일정거리 이격된 위치에 배치되어 열을 냉각하는 열전소자를 포함하는 온도조절모듈; 및 상기 열전소자의 일면과 접촉되는 냉각모듈을 포함하고, 상기 온도조절모듈은, 상기 발열체의 열을 상기 열전소자로 전달하는 작동유체가 충진된 복수의 관로가 형성되는 초박형 히트 파이프를 포함할 수 있다.
상기 발열체는, 기록매체에 기록된 복수의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 프로세서(AP)일 수 있다.
상기 냉각모듈은, 상기 열전소자를 사이에 두고, 상기 관로와 대향하여 배치되는 마이크로 방열판; 및 상기 마이크로 방열판의 일면에 배치되는 마이크로 냉각팬을 포함하고, 상기 백 커버는, 상기 마이크로 냉각팬에 대응하여 환풍구가 형성될 수 있다.
상기 복수의 관로는, 적어도 하나가 상기 발열체로부터 상기 백 커버의 내측면을 따라 연장되어 상기 마이크로 방열판에 접촉할 수 있다.
상기 디스플레이모듈 및 백 커버 사이에, 상기 발열체에 구동전원을 공급하는 배터리모듈이 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 작동유체가 충진된 복수의 관로가 형성된 히트 파이프를 이용하여 발열체에서 발생하는 열을 냉각수단 측으로 전달하는 구조의 온도조절모듈을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 경박단소의 모바일 단말기내 탑재된 프로세서 등에 대하여 열전소자로부터 전달되는 열을 최소한의 공간을 차지하는 초박형 히트 파이프를 통해 냉각수단으로 전달함으로써, 온도조절모듈을 이용하는 모바일 단말기를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 컴퓨팅 장치에서 사용되는 온도조절모듈의 구조를 나타낸 분해도로 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈을 외관을 사시도로 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 2a의 온도조절모듈을 구성하는 구성부 및 그에 의한 열의 흐름을 블록도로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈에 포함되는 초박형 히트 파이프의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3c 및 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프의 특정 구조를 예시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈을 이용한 모바일 단말기를 사시도로 나타낸 도면이다.
도 4b는 도 4a 에 대한 분해사시도를 나타낸 도면이다.
설명에 앞서, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 및 "...층" 등의 용어는 적어도 하나 또는　둘 이상의 결합에 의해 새로운 구조를 갖는 구성요소를 가리킬 수 있다.
또한, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 구성부간 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 각 설계자의 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈 및 이를 이용한 모바일 단말기를 설명한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈을 외관을 사시도로 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 2a의 온도조절모듈을 구성하는 구성부 및 그에 의한 열의 흐름을 블록도로 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈(100)은, 발열체(110)에 대응하는 제1 영역 및 상기 제1 영역과 일정거리 이격된 제2 영역을 포함하고, 발열체(110)로부터 발생된 열을 상기 제2 영역으로 전달하는 초박형 히트 파이프(130), 전면이 상기 제2 영역과 대응하고, 상기 전면의 열을 냉각하는 열전소자(150), 열전소자(150)의 후면에 대응하여 열을 외부로 방출하는 냉각모듈(170, 180)을 포함할 수 있다.
발열체(110)는 냉각대상이 되는 것으로, 장치의 구동시 고온의 열을 발생시킴에 따라 냉각수단이 요구되는 소자이다. 일반적인 PC와 같은 컴퓨팅 장치의 경우 고속 연산에 따라 많은 열을 발생시키는 중앙처리장치 또는 그래픽 프로세서 등 일 수 있고, 모바일 단말기의 경우에는 기록매체에 기록된 복수의 어플리케이션을 실행하는 AP(Application Processor)일 수 있다.
컴퓨팅 장치의 발열체(110)는 구동시 90℃ 정도까지 상승할 수 있으며, 이에 방열대책이 필수적으로 요구됨에 따라, 메인보드와 접촉하지 않는 면이 방열을 위한 본 발명의 초박형 히트 파이프(130)에 직접 또는 간접적으로 접촉되게 된다.
이러한 발열체(110)와 초박형 히트 파이프(130) 사이에는, 급속하게 온도가 상승함에 따라 초박형 히트 파이프(130)의 파손을 방지하고, 그 접촉상태를 고정하기 위한 접촉판(120)이 더 구비될 수 있다.
초박형 히트 파이프(130)는 작동유체를 통해 일 영역에서 흡수되는 열을 타 영역으로 전달하는 역할을 한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프(130)는 내부로 복수의 관로(135)가 형성되어 있으며, 그 관로(135)의 내부공간으로는 프로필렌 글리콜 등으로 이루어지는 작동유체가 충진되어 있다.
또한, 초박형 히트 파이프(130)의 상하 외표면은 열 전도성이 좋은 금속재질로 이루어진다.
이러한 초박형 히트 파이프(130)의 구조에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
열전소자(150)는 초박형 히트 파이프(130)를 통해 전달된 열을 냉각하는 역할을 한다. 이는 초박형 히트 파이프(130)의 타 영역과 직접 또는 간접적으로 접촉되어 있으며, 작동유체를 통해 전달되는 열을 냉각시키게 된다.
이러한 열전소자(150)는 펠티에 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 것으로서, Bi2Te3 등의 화합물 반도체로 만든 p-n 접합구조로 이루어질 수 있다.
마이크로 냉각판(170)은 열전소자(150)의 일면에 배치되어 전면에서의 냉각에 따라, 후면에서 방출되는 열을 마이크로 냉각펜(180)으로 전달하는 역할을 한다. 이러한 마이크로 냉각판(170)은 후술하는 마이크로 냉각펜(180)과 함께 하나의 냉각모듈을 이루게 된다.
마이크로 냉각펜(180)은 마이크로 냉각판(170)의 열을 외부로 방출하는 역할을 하는 것으로, 회전 펜이 구비되어 있어 펜의 회전시 마이크로 냉각판(170)의 열을 상부방향으로 방출하게 된다.
전술한 마이크로 냉각판(170) 및 냉각펜(180)은 통상적인 컴퓨팅 장치에 사용되는 냉각판 및 냉각펜과 대비하여 볼 때, 그 두께가 1/5 수준으로 모바일 단말기와 같은 경박단소형 장치에 탑재하기 적합한 구조일 수 있다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈은 발열체에서 발생한 열을 열전소자를 통해 초박형 히트 파이브로 전달하고, 그 초박형 히트 파이프는 내부에 형성된 관로를 통해 소정거리 이격된 냉각모듈로 전달함으로써, 최소한의 두께로 구성될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈에 포함되는 초박형 히트 파이프의 구조를 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈에 포함되는 초박형 히트 파이프의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프의 전체구조를 예시한 것으로, 도 3a 및 도 3b를 참조하면 본 발명의 초박형 히트 파이프(130)는 투명 필름층(131)내 복수의 관로(135)가 형성되어 있고, 그 관로(135)의 내부공간에는 소정의 작동유체(136)가 충진되어 있으며, 외표면에서는 금속 박막층(132)이 부착되어 있다.
상세하게는, 투명 필름층(131)은 얇은 수지재질의 박막필름으로서, 휘어짐이 발생할 수 있고, 두 장의 박막플림이 대향하도록 부착되어 하나의 필름을 이루게 되며. 상하부로 일부 영역이 외표면 방향으로 돌출되는 형태인 복수의 관로(135)가 형성되어 있다.
이러한 투명 필름층(131)의 내부에 형성된 관로(135)는 상부에서 보았을 때, 일렬, 병렬 및 방사형 중, 어느 하나 또는 둘의 조합으로 배열될 수 있으며, 초박형 히트 파이프(130)의 일 영역에서 타 영역으로 열을 전달 수 있는 어떠한 형상도 적용 가능하다.
또한, 투명 필름층(131)은 각각 다시 내피층 및 외피층의 복층구조로 구성될 수 있으며, 여기서 내피층은 투명 필름층(131의 내부면으로 배치되어 내측면에 작동유체(136)가 직접 접촉하게 되며, 외피층은 그 내피층을 감싸는 형태로서, 외부로부터 내피층을 보호하게 된다.
그리고, 관로(135)는 서로 연결되어 작동유체(136)가 충진되는 하나의 내부공간을 이루게 되며, 작동유체(136)에 의한 열 전달 통로의 역할을 한다.
작동유체(136)는 열 전달 매개체로서, 프로필렌 글리콜(propylene glycol) 또는, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 암모니아(ammonia), 아세톤(acetone), 불탄화 수소계 화합물 및 물 중, 어느 하나가 함유된 프로필렌 글리콜이 이용될 수 있다.
또한, 도시되어 있지는 않지만, 관로(135)의 내부공간의 내측면으로는 작동유체(136)의 주입이전에 윅(wick, 미도시)이 형성될 수 있다. 이러한 웍은 삼투압 원리에 따라 작동유체(136)에 의한 열 전달이 신속하게 진행되도록 한다.
전술한 구조의 투명 필름층(131)의 외표면으로는 불투명 금속 박막층(132)이 부착되게 된다. 금속 박막층(132)은 외부로부터 투명 필름층(131)을 보호할 뿐만 아니라, 외부에 접촉된 발열체(미도시)의 일 영역으로부터 발생되는 열이 작동유체를 통해 타 영역으로 전달되도록 한다.
이러한 금속 박막층(132)은 두 장이 각각 투명 필름층(131)의 상, 하면에 대응하여 그 표면에 도포되는 소정의 점착제(미도시)에 의해 부착될 수 있다. 이러한 금속 박막층(132)은 열 전도성이 높으면서도 박막으로 제작하기 용이한 구리, 동 및 알루미늄 등 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 합금으로 이루어질 수 있다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프는 얇은 두께를 가지면서도 넓은 열 전달을 위한 표면적을 확보할 수 있어 열을 효율적으로 전달할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프는 열전소자에서 방출하는 열을 냉각수단으로 전달하는 역할을 하며, 도 3c 및 도 3d는 이러한 기능에 적합한 초박형 히트 파이프의 구조를 예시하고 있다.
도 3c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 히트 파이프(130)는 열을 흡수하는 제1 영역(A1), 흡수된 열을 방출하는 제2 영역(A2) 및, 제1 및 제2 영역(A1, A2)간 열 이동의 통로가 되는 제3 영역(A3)으로 구분될 수 있다.
제1 영역(A1)은 작동유체(136)가 열을 흡수하는 영역으로서, 열전소자가 접촉될 수 있으며, 동일면적대비 열 전달률을 극대화하기 위해 관로(135)가 지그재그(zig-zag) 형상으로 형성될 수 있고, 양 끝단에 두 관로(135)가 제3 영역(A3)으로 연장되어 각각 열의 이동 통로를 이루게 된다.
제2 영역(A2)은 제3 영역(A3)을 중심으로 하여 제1 영역(A1)에 대향하는 형태로 형성되고, 소정의 냉각모듈이 접촉될 수 있으며, 제1 영역(A1)과 유사하게 열 전달률을 극대화할 수 있는 지그재그 형상으로 형성될 수 있다.
제3 영역(A3)은 제1 및 제2 영역(A1, A2)을 연결하는 관로(135)가 형성되는 것으로, 적어도 방열 및 냉각을 위한 적어도 두 개의 관로(135)가 형성될 수 있다.
특히, 제3 영역(A3)의 폭은 도 3c에 예시된 일자형이 아닌, 설계자의 의도에 의해 타 영역들과 상이하게 형성될 수 있다. 도 3d를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 히트 파이프(140)로서, 실장대상이 되는 모바일 단말기의 내부공간의 설계구조에 따라 타 구성부와의 배치를 고려하여 제3 영역(A3)의 폭이 제1 및 제2 영역(A1, A2)에 비해 상대적으로 좁은 'U'자형으로 형성될 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 방열 및 냉각을 위한 관로(145)가 서로 인접하도록 배치되어 제3 영역(A3)이 최소한의 폭을 갖게 된다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프는 금속 박막층(132)에서 흡수한 열을 작동유체를 통해 의도한 영역으로 전달하게 되며, 열의 흡수 및 방출에 이상적인 표면적을 확보함으로써, 효율적인 열 전달을 구현하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈을 이용한 모바일 단말기를 설명한다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈을 이용한 모바일 단말기를 사시도로 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a 에 대한 분해사시도를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 온도조절모듈을 이용한 모바일 단말기(200)는, 케이스(210), 그 케이스(210)의 배면으로 결합하는 백 커버(270), 전면이 케이스(210)의 개구부로 노출되고, 배면이 백 커버(270)의 내측면에 대향하여 배치되는 디스플레이모듈(220), 그 디스플레이모듈(220) 및 백 커버(270) 사이에 배치되는 발열체(110), 그 발열체(110)와 일정거리 이격된 위치에 배치되어 열을 냉각하는 열전소자(150)를 포함하는 온도조절모듈(230) 및 열전소자(150)의 일면과 접촉되는 냉각모듈(170, 180)을 포함하고, 온도조절모듈(230)은, 발열체(110)의 열을 열전소자(150)로 전달하는 작동유체가 충진된 복수의 관로(145)가 형성되는 초박형 히트 파이프(140)를 포함할 수 있다.
케이스(210)는 모바일 단말기(200)의 외관을 이루는 것으로, 디스플레이모듈(220)과, 고속 연산 작업을 처리하는 AP 등으로 이루어지는 발열체(110) 및 초박형 히트 파이프(140)를 포함하는 온도조절모듈(230)이 탑재된다.
이러한 케이스(210)는 플라스틱 또는 금속재질로 형성될 수 있고, 배면으로 백 커버(270)와 결합되어 하나의 단말기를 이루게 된다. 이에 따라, 내부 탑재된 구성부들을 보호하고, 모바일 단말기(200)의 강성을 유지하게 된다.
디스플레이모듈(220)은 모바일 단말기(200)의 전면을 구성하며, 장치의 구동시 화면을 표시하는 역할을 한다. 이러한 디스플레이모듈(220)은 복수의 TFT를 포함하는 LCD 및 OLED 패널 등으로 이루어질 수 있으며, 소정의 TSP가 구비되어 사용자의 조작을 터치방식으로 인식할 수 있고, 화면이 케이스(210)의 개구부를 통해 외부로 노출되며, 배면으로 발열체(110)가 실장되는 메인보드(225)가 배치될 수 있다.
온도조절모듈(230)은 발열체(110)로부터 발생하는 열을 냉각시키는 역할을 하는 것으로, 디스플레이모듈(220) 및 메인보드(225)와 백 커버(270) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 온도조절모듈(230)은, 발열체(110)로부터 발생된 열을 타측에 배치되는 열전소자(150)에 전달하는 초박형 히트 파이프(140), 초박형 히트 파이프(130)의 일면과 접촉되며 그 열을 냉각하는 열전소자(150), 열전소자(150)의 후면에 대응하여 열을 외부로 방출하는 냉각모듈(170, 180)을 포함할 수 있다.
특히, 발열체(110)는 메인보드(225)상에 실장됨에 따라, 초박형 히트 파이프(140)의 일측, 즉 제1 영역에 직접 또는 간접적으로 접촉되어 있고, 초박형 히트 파이프(140)의 관로(145)의 작동유체에 의해 그 열이 타측, 즉 제2 영역으로 전달되게 된다.
이때, 메인보드(225) 등 모바일 단말기(200)에 탑재되는 타 구성부들과 초박형 히트 파이프(140)의 영역들이 접촉되는 것을 회피하기 위해, 도면에서는 'U'자형 초박형 히트 파이프(140)를 적용하는 예를 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 초박형 히트 파이프(140)의 구조에 따라, 발열체(110)와, 열전소자(150)가 서로 이격되어 배치되어 온도조절모듈(230)의 두께를 최소화할 수 있게 되며, 이에 따라 경박단소형의 모바일 단말기(200)에 탑재할 수 있게 된다.
또한, 초박형 히트 파이프(140)의 타측에는 열전소자(150)가 배치되어 있으며, 열전소자(150)는 관로(145)의 작동유체에 의해 전달된 열을 냉각하게 된다. 여기서, 열전소자(150)는 냉각면과 대향하는 발열면을 통해 열을 방출하게 되며, 발열면상에 배치되는 마이크로 냉각판(170) 및 마이크로 냉각펜(180)은 열을 백 커버 방향으로 방출하게 된다.
배터리모듈(260)은 디스플레이모듈(220) 및 메인보드(225) 등에 구동을 위한 전원을 공급하는 역할을 하며, 특히 열전소자(150)의 구동을 위한 전원배선(미도시)이 더 연결될 수 있다.
이러한 배터리모듈(260)은 디스플레이모듈(220) 및 백 커버(270) 사이에 배치되며, 온도조절모듈(230)과는 중첩되지 않도록 배치되게 된다.
백 커버(270)는 모바일 단말기(200)의 구동부들의 배면을 지지하는 역할을 하는 것으로, 테두리가 케이스(210)와 결합되어 하나의 장치를 이루게 된다. 이러한 백 커버(270)는 케이스(210)와 동일 재질로 형성될 수 있다.
특히, 백 커버(270)의 일 영역에는 마이크로 냉각펜(180)에서 방출되는 열을 모바일 단말기(200)의 외부로 내보내기 위한 통풍구(271)가 더 형성될 수 있다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 초박형 히트 파이프를 포함하는 온도조절모듈을 이용한 모바일 단말기는, 케이스 내 일측에 AP와 같은 발열체가 배치되고, 그 발열체에 접촉된 열전소자의 열을 케이스의 내 타측에 배치된 냉각모듈에 전달함으로써, 고성능의 온도조절모듈을 탑재 할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100 : 온도조절모듈 110 : 발열체
120 : 접촉판 130, 140 : 초박형 히트 파이프
131 : 투명 필름층 132 : 금속 박막층
135, 145 : 관로 136 : 작동유체
150 : 열전소자 170 : 마이크로 방열판
180 : 마이크로 쿨링팬 200 : 모바일 단말기
210 : 케이스 220 : 디스플레이 모듈
225 : 메인보드 230 : 온도조절모듈
270 : 백 커버 271 : 환풍구

Claims (9)

  1. 발열체에 대응하는 제1 영역 및 상기 제1 영역과 일정거리 이격된 제2 영역을 포함하고, 상기 발열체로부터 발생된 열을 상기 제2 영역으로 전달하는 초박형 히트 파이프;
    전면이 상기 제2 영역과 대응하고, 상기 전면의 열을 냉각하는 열전소자; 및
    상기 열전소자의 후면에 대응하여 열을 외부로 방출하는 냉각모듈
    을 포함하는 온도조절모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초박형 히트 파이프는,
    작동유체가 충진된 하나이상의 관로를 포함하는 투명 필름층; 및
    상기 투명 필름층의 표면에 부착된 금속판층을 포함하고,
    상기 작동유체는,
    상기 제1 및 제2 영역과 연결되는 제3 영역을 통해 상기 발열체의 열을 전달하는 온도조절모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 영역은,
    서로 연결된 복수의 관로가 일렬, 병렬 또는 방사형으로 형성되는 온도조절모듈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각모듈은,
    상기 관로와 접촉되는 마이크로 방열판; 및
    상기 마이크로 방열판의 일면에 배치되는 마이크로 냉각팬
    을 포함하는 온도조절모듈.
  5. 케이스;
    상기 케이스의 배면으로 결합하는 백 커버;
    전면이 상기 케이스의 개구부로 노출되고, 배면이 상기 백 커버의 내측면에 대향하여 배치되는 디스플레이모듈;
    상기 디스플레이모듈 및 백 커버 사이에 배치되는 메인보드상에 탑재되는 발열체;
    상기 발열체와 일정거리 이격된 위치에 배치되어 열을 냉각하는 열전소자를 포함하는 온도조절모듈; 및
    상기 열전소자의 일면과 접촉되는 냉각모듈을 포함하고,
    상기 온도조절모듈은,
    상기 발열체의 열을 상기 열전소자로 전달하는 작동유체가 충진된 복수의 관로가 형성되는 초박형 히트 파이프를 포함하는 모바일 단말기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 발열체는,
    기록매체에 기록된 복수의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 프로세서(AP)인 모바일 단말기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각모듈은
    상기 열전소자를 사이에 두고, 상기 관로와 대향하여 배치되는 마이크로 방열판; 및
    상기 마이크로 방열판의 일면에 배치되는 마이크로 냉각팬을 포함하고,
    상기 백 커버는,
    상기 마이크로 냉각팬에 대응하여 환풍구가 형성되는 모바일 단말기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 관로는,
    적어도 하나가 상기 발열체로부터 상기 백 커버의 내측면을 따라 연장되어 상기 마이크로 방열판에 접촉하는 모바일 단말기.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 디스플레이모듈 및 백 커버 사이에,
    상기 발열체에 구동전원을 공급하는 배터리모듈이 배치되는 모바일 단말기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021096125A1 (ko) * 2019-11-11 2021-05-20 주식회사 아모그린텍 시트형 히트 파이프 및 그 제조방법
US20210332755A1 (en) * 2020-04-23 2021-10-28 Rolls-Royce Plc Electronics enclosure for gas turbine engine
CN116963467A (zh) * 2023-07-28 2023-10-27 中国电信股份有限公司技术创新中心 节能调温装置、调温系统及其调温方法、机房

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