KR20180131094A - 인쇄회로기판용 방열장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

인쇄회로기판용 방열장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20180131094A
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Abstract

인쇄회로기판용 방열장치는 대각선으로 배치된 제1 및 제2 타공영역들을 포함하는 인쇄회로기판, 상기 제1 타공영역에 배치된 히트 소스, 상기 제2 타공영역에 배치된 히트 싱크 및 상호 비대칭적인 제1 및 제2 히트 전달면들을 상기 인쇄회로기판의 후면에서 수직으로 결합하도록 타발 형성되고, 상기 제1 히트 전달면의 말단 부위에서 상기 히트 소스를 결합하며, 상기 제2 히트 전달면의 말단 부위에서 상기 히트 싱크를 결합한 방열 패드를 포함한다. 따라서, 인쇄회로기판용 방열장치는 인쇄회로기판에 결합되는 방열 패드의 표면적을 증가시켜 인쇄회로기판에서 발생되는 열의 발산을 증가시킬 수 있다.

Description

인쇄회로기판용 방열장치 및 이의 제조방법{HEAT SINKING APPARATUS FOR PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 인쇄회로기판용 방열 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인쇄회로기판에 결합되는 방열 패드의 표면적을 증가시켜 인쇄회로기판에서 발생되는 열의 발산을 증가시킬 수 있는 인쇄회로기판용 방열장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
인쇄회로기판(Printed Circuit Board)은 전자제품의 부품 간 회로를 연결할 때 전선을 사용하지 않고 보드에 회로를 그려 전기를 통할 수 있게 만든 것으로, 절연물인 판에 얇은 구리 박을 씌운 기판을 회로도에 따라 불필요한 구리 박을 떼어내고 전자 회로를 구성한다. 최근에는 좀더 소형화하기 위해 얇은 기판을 여러 장 맞붙여서 일체화한 적층 기판이 쓰이고, 플라스틱 필름에 구리 박의 패턴을 씌운 플렉시블 기판도 사용되고 있다.
최근 전기·전자 분야에서 사용되고 있는 전자 기기는 경량화, 박형화, 소형화 및 다기능화를 추구함에 따라 전자 소자는 고집적화되어 더욱 많은 열을 발생하게 되었고, 방출 열은 소자의 기능을 저하시킬 뿐 아니라 주변 소자의 오작동, 기판 열화 등의 원인이 되고 있다. 이에 방출 열을 제어하는 기술에 대한 관심이 증가하고 있으며, 고방열 회로기판 소재 등으로 탄소 재료, 세라믹 소재 또는 고열전도성 필러, 고분자 소재가 혼합된 복합 소재가 방열 재료로 사용되고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1263425(2013.05.06)호는 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 특히, 전기회로패턴을 형성하기 위한 제1금속층과, 히트싱크패턴을 형성하기 위한 제2금속층을 베이스기판상에 증착시킨 후, 동일한 에칭 공정을 통해 전기회로패턴과 히트싱크패턴을 형성시킨, 히트싱크 일체형 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 히트싱크 일체형 인쇄회로기판 제조 방법은, 베이스기판의 양쪽 측면에 제1금속층 및 제2금속층을 증착시키는 단계; 상기 제1금속층 및 제2금속층 각각에 마스크패턴을 형성하는 단계; 및 상기 마스크패턴을 마스크로 하여, 상기 제1금속층 및 제2금속층에 동시에 에칭물질을 분사시켜, 상기 제1금속층에는 전기회로패턴을 형성시키고, 상기 제2금속층에는 히트싱크패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1금속층으로는 구리가 이용되고, 상기 제2금속층으로는 알루미늄이 이용되는 것을 특징으로 한다.
한국 등록특허공보 제10-0432715(2004.05.13)호는 방열부재를 갖는 인쇄회로기판 및 그 제조방법과 그 인쇄회로기판을 이용한 반도체패키지에 관한 것이다. 본 발명의 인쇄회로기판(80)은 합금패널(10)상에 다수의 회로패턴층을 형성한다. 상기 회로패턴층과 합금패널(10)은 비어홀(36)을 통해 전기적, 열적으로 연결된다. 그리고 상기 합금패널(10)의 일면에 부착되는 히트싱크패널(75) 상에는 칩(100)이 직접 안착된다. 이를 위해 상기 회로패턴층과 합금패널(10)을 관통하여서 캐비티(82)가 형성된다. 상기 캐비티(82)의 일면을 상기 히트싱크패널(75)이 형성하고 이에 칩(100)이 안착된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 그라운드층을 상대적으로 줄일 수 있어 인쇄회로기판(80)의 전체 높이를 줄일 수 있고, 캐비티(82)에 칩(100)을 안착시키므로 패키지의 전체 높이를 낮출 수 있게 된다. 그리고 상기 히트싱크패널(75)을 부착하지 않은 상태에서 상기 캐비티(82)를 형성하므로 제조과정이 보다 용이해지고 캐비티(82)를 보다 정확하게 형성할 수 있다.
1. 한국 등록특허공보 제10-1263425(2013.05.06)호 2. 한국 등록특허공보 제10-0432715(2004.05.13)호
본 발명의 일 실시예는 인쇄회로기판에 결합되는 방열 패드의 표면적을 증가시켜 인쇄회로기판에서 발생되는 열의 발산을 증가시킬 수 있는 인쇄회로기판용 방열장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 인쇄회로기판에 결합되는 방열 패드의 표면에 굴곡을 포함하도록 제조하여 열이 발산되는 표면적을 증가시켜 방열의 효과를 증가시킬 수 있는 인쇄회로기판용 방열장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 인쇄회로기판에 결합되는 방열 패드를 구리와 알루미늄 등의 합금으로 제조하여 열전도도를 증가시키고 가격 경쟁력 또한 증가시킬 수 있는 인쇄회로기판용 방열장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 인쇄회로기판용 방열장치는 대각선으로 배치된 제1 및 제2 타공영역들을 포함하는 인쇄회로기판, 상기 제1 타공영역에 배치된 히트 소스, 상기 제2 타공영역에 배치된 히트 싱크 및 상호 비대칭적인 제1 및 제2 히트 전달면들을 상기 인쇄회로기판의 후면에서 수직으로 결합하도록 타발 형성되고, 상기 제1 히트 전달면의 말단 부위에서 상기 히트 소스를 결합하며, 상기 제2 히트 전달면의 말단 부위에서 상기 히트 싱크를 결합한 방열 패드를 포함한다.
방열 패드는 상기 제1 및 제2 히트 전달면들 사이에 배치되고 콘벡스 폴리곤(convex polygon)을 형성하는 히트 연결면을 포함할 수 있다.
히트 연결면은 상기 제1 및 제2 히트 전달면들의 외곽선들 각각에서 가상 연장되고 상기 콘벡스 폴리곤의 꼭지점에 해당하는 접점을 중심으로 대칭적인 펜타곤(pentagon)을 형성할 수 있다.
제1 및 제2 히트 전달면들은 상호 비-정수 배만큼의 길이차를 형성할 수 있다.
방열 패드는 동박으로 제조되고 상기 인쇄회로기판 상에 납땜으로 부착될 수 있다.
방열 패드는 상기 히트 소스 및 상기 히트 싱크 각각에 납땜하여 부착될 수 있다.
방열 패드는 일정한 크기의 두께로 형성될 수 있다.
방열 패드는 굴곡진 표면으로 형성될 수 있다.
방열 패드는 구리와 알루미늄으로 구성되며, 7 : 3 ~ 6 : 4 의 중량비를 가질 수 있다.
방열 패드는 구리와 알루미늄으로 구성되며, 7.4 : 2.6 ~ 6.8 : 3.2 의 중량비를 가질 수 있다.
방열 패드는 상기 인쇄회로기판과의 관계에서 그 사이에 금속 배선을 통해 접촉되지 않을 수 있다.
히트 싱크는 상기 인쇄회로기판의 후면을 향해 개구된 부분 오프닝에 매립될 수 있다.
히트 싱크는 구리, 알루미늄 및 마그네슘으로 구성되며, 0.4 : 0.3 : 0.3 의 중량비를 가질 수 있다.
실시예들 중에서, 인쇄회로기판용 방열장치의 제조방법은 (a) 대각선으로 배치된 제1 및 제2 타공영역들을 포함하는 인쇄회로기판을 배치하는 단계, (b) 제1 및 제2 히트 전달면들과 상기 제1 및 제2 히트 전달면들 사이에 콘벡스 폴리곤으로 형성된 히트 연결면을 포함하는 동박의 방열 패드를 타발 형성하는 단계 및 (c) 상기 제1 타공영역에 배치된 히트 소스 및 상기 제2 타공영역에 배치된 히트 싱크와 상기 방열 패드를 납땜하여 상기 인쇄회로기판의 후면에서 수직으로 결합하는 단계를 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판용 방열장치는 인쇄회로기판에 결합되는 방열 패드의 표면적을 증가시켜 인쇄회로기판에서 발생되는 열의 발산을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판용 방열장치는 인쇄회로기판에 결합되는 방열 패드의 표면에 굴곡을 포함하도록 제조하여 열이 발산되는 표면적을 증가시켜 방열의 효과를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판용 방열장치는 인쇄회로기판에 결합되는 방열 패드를 구리와 알루미늄 등의 합금으로 제조하여 열전도도를 증가시키고 가격 경쟁력 또한 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판용 방열장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 인쇄회로기판에 부착되는 방열 패드를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 방열장치의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판용 방열장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 인쇄회로기판용 방열장치(10)는 인쇄회로기판(100) 및 방열 패드(200)를 포함하고, 인쇄회로기판(100)은 적어도 하나의 타공영역들을 포함할 수 있고, 방열 패드(200)와 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 인쇄회로기판(100)은 여러 종류의 많은 부품을 절연체로 된 평판 위에 밀집탑재하고 각 부품 간을 연결하는 회로를 절연체 평판의 표면에 밀집 단축하여 고정시킨 회로기판이다. 절연판의 한쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 다음 회로의 배선패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜 제거)하여 필요한 회로를 구성하고 부품들을 부착 탑재시키기 위한 구멍을 뚫어 만든다.
일 실시예에서, 인쇄회로기판(100)은 폴리이미드(Polyimide, PI) 절연 필름 위에 동박을 붙인 연성인쇄회로기판으로 제품 사이즈를 최소화하여 휴대폰과 같은 고집적 슬림화 제품에 적용될 수 있다. 연성인쇄회로기판(FPCB: flexible PCB)은 아주 얇은 두께를 갖는 절연 필름 위에 동박을 붙인 회로기판으로, 두께가 얇고 구부러지는 유연성이 좋아 휴대폰, 캠코더, PC 및 디지털 카메라 등 전자부품의 핵심기판으로 사용되고 있다.
PC의 성능향상, 스마트폰/태블릿 등이 보급됨에 따라 디지털기기의 소형화 및 슬림화가 급속하게 진행되면서 회로용 소자의 고집적화가 증가되고 있다. 고성능 소자에 의해 발생된 열이 전자기기 내부에 가득 차면 전자기기로부터 발열, 발화 및 디바이스의 동작 스피드가 저하되며 동작불량 등이 발생하게 된다. 그에 따라 인쇄회로기판(100)에서 발생되는 발열에 대한 대책으로, 히트 싱크 또는 열확산을 높이는 부재를 설치하거나 기판이나 인쇄회로기판(100)에 적층되는 물질로 방열성이 높은 재료를 사용하고 있다.
일 실시예에서, 인쇄회로기판(100)은 대각선으로 배치된 제1 및 제2 타공영역들(110, 120)을 포함하고, 제1 타공영역(110)은 히트 소스(115)와 연결되고, 제2 타공영역(120)은 히트 싱크(125)와 연결된다. 여기에서, 히트 소스(115)는 인쇄회로기판(100)에서 주로 열이 발생되는 지점에 해당할 수 있고, 히트 싱크(125)는 발생한 열을 방출할 수 있는 지점에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 상호 비대칭적으로 형성된 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)과 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220) 사이에 배치된 히트 연결면(230)을 포함할 수 있다. 방열 패드(200)는 제1 히트 전달면(210)의 말단 부위에서 히트 소스(115)와 결합할 수 있고, 제2 히트 전달면(220)의 말단 부위에서 히트 싱크(125)와 결합할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 인쇄회로기판에 부착되는 방열 패드를 설명하는 도면이다. 도 2a는 방열 패드를 설명하는 도면이고, 도 2b는 인쇄회로기판에 부착된 방열 패드의 단면을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 방열 패드(200)는 상호 비대칭적으로 형성된 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)과 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220) 사이에 배치된 히트 연결면(230)을 포함한다.
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 상호 비대칭적인 제1 및 제2 히트 전달면(210, 220)과 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220) 사이에 배치된 히트 연결면(230)의 형태로 타발 형성될 수 있다. 여기에서, 타발(Blanking)은 금속 가공법 중 하나로, 평판에 특정 형상으로 구멍을 내어 잘라내는 가공법이다.
일 실시예에서, 히트 연결면(230)은 콘벡스 폴리콘(convex polygon)으로 형성될 수 있다. 여기에서, 콘벡스 폴리곤은 볼록 다각형에 해당하는 것으로, 각각의 내각이 180도보다 작으며, 다각형의 어느 변을 연장하여도 그 연장된 선이 다각형의 내부를 지나지 않는다. 히트 연결면(230)은 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220) 사이에 배치되고, 설계에 따라 다르게 형성될 수 있으나, 히트 소스(115)로부터 발생된 열을 발산시키기 위해 최대 표면적을 갖도록 특정 곡률로 굴곡되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 히트 연결면(230)은 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)의 외곽선들 각각에서 가상 연장되는 선들의 교차되는 지점을 중심으로 대칭을 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 히트 연결면(230)은 콘벡스 폴리곤의 꼭지점에 해당하는 접점을 중심으로 대칭적인 펜타곤(pentagon)을 형성할 수 있다. 여기에서, 히트 연결면(230)의 꼭지점에 해당하는 접점은 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)의 외곽선들 각각에서 연장되는 선들이 수직으로 교차되는 점에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 히트 연결면(230)은 대칭적인 펜타곤(pentagon)으로 형성되지 않고, 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)의 외곽선들 각각에서 연장되는 선들이 수직으로 교차되는 점에 대향하는 변에 해당하는 대변(opposite side)의 형상에 따라 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 히트 연결면(230)은 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)의 외곽선들 각각에서 연장되는 선들이 수직으로 교차되는 점에 대향하는 변에 해당하는 대변(opposite side)의 기울어짐 정도에 따라 그 형상과 면적이 다르게 형성될 수 있고, 히트 연결면(230)이 대칭적인 펜타곤의 형상일 경우에 인쇄회로기판(100)의 방열 효과를 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)은 상호 비-정수만큼의 길이차를 형성할 수 있다. 제1 히트 전달면(210)은 말단 부위에서 히트 소스(115)와 결합될 수 있고, 제2 히트 전달면(220)은 말단 부위에서 히트 싱크(125)와 결합될 수 있다. 따라서, 제1 히트 전달면(210)의 길이는 제2 히트 전달면(220)의 길이보다 더 길게 형성될 수 있으며, 인쇄회로기판(100)에서 발생되는 열을 보다 넓게 전달하여 방열의 효과를 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)은 4.1 : 1.9 내지 3.7 : 2.3의 길이차를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)의 길이차가 3.8 : 2.1 또는 3.9 : 2.2 일 경우에 인쇄회로기판(100)에서 발생되는 열을 보다 넓게 전달할 수 있어 방열의 효과를 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 동박으로 제조되고, 인쇄회로기판(100)에 납땜으로 부착될 수 있다. 방열 패드(200)는 인쇄회로기판(100)의 제1 타공영역(110)에 배치되는 히트 소스(115) 및 제2 타공영역(120)에 배치되는 히트 싱크(125) 각각에 납땜하여 부착될 수 있다.
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 일정한 크기의 두께로 형성될 수 있으며, 굴곡진 표면을 포함할 수 있다. 방열 패드(200)는 일정한 두께로 형성될 수 있으나, 그 표면에 굴곡을 형성하여 인쇄회로기판(100)에서 발생되는 열을 보다 효과적으로 발산할 수 있다. 예를 들어, 방열 패드(200)는 표면에 v형 또는 s형 등의 굴곡을 포함할 수 있고, 설계에 따라 굴곡되는 형상을 다르게 제조할 수 있다.
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 구리(Cu)와 알루미늄(Al)으로 제조될 수 있으며, 구리와 알루미늄은 7 : 3 내지 6 : 4의 중량비를 갖도록 제조될 수 있다. 구리와 알루미늄은 각각 상온(20℃)에서 각각 320(W/m·K) 및 196(W/m·K)의 열전도율을 가지고, 은 또는 금을 제외한 금속 재료 중에서 가격도 저렴하여 열전도 물질로 널리 사용된다.
표 1은 구리와 알루미늄의 중량비에 따른 열전도도를 나타낸 것이다.
구리와 알루미늄의 중량비에 따른 열전도도 실험 결과
중량비
(구리:알루미늄)		 5:5 6:4 7:3 8:2
열전도도 중 상 최상 중
표 1에서 보는 바와 같이, 방열 패드(200)는 구리와 알루미늄이 7 : 3 내지 6 : 4의 중량비를 가지도록 포함되어 제조될 경우 열전도도가 높은 것을 알 수 있으며, 이 범위에서 방열 패드(200)를 제조하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 구리와 알루미늄이 7.4 : 2.6 ~ 6.8 : 3.2 의 중량비를 갖도록 제조될 수 있다. 방열 패드(200)는 구리와 알루미늄이 7 : 3 내지 6 : 4의 중량비를 가지도록 포함되어 제조될 경우에 열전도도가 가장 높고, 특히, 구리와 알루미늄이 7.4 : 2.6 ~ 6.8 : 3.2 의 중량비를 가지도록 제조되었을 경우 열전도도가 가장 높고, 최대 5℃ 정도 인쇄회로기판(100)의 온도가 감소되어 방열 효과 또한 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 방열 패드(200)는 구리와 알루미늄이 7.4 : 2.6 ~ 6.8 : 3.2 의 중량비를 갖는 범위에서 제조하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 구리, 알루미늄 및 은(Ag)을 포함한 합금으로 제조될 수 있다. 은(Ag)은 각각 상온(20℃)에서 360(W/m·K) 의 열전도율을 가지며 금속 물질 중에서 열전도율이 가장 높은 물질에 해당한다. 방열 패드(200)는 제1 히트 전달면(210), 히트 연결면(230) 및 제2 히트 전달면(220)의 순으로 전체 방열 패드(200) 100 중량부에 대하여 은 조성물의 함량을 다르게 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 히트 전달면(210)은 전체 방열 패드(200) 100 중량부에 대하여 5 ~ 7 중량부의 은 조성물을 포함할 수 있고, 히트 연결면(230)은 전체 방열 패드(200) 100 중량부에 대하여 4 ~ 6 중량부의 은 조성물을 포함할 수 있으며, 제2 히트 전달면(220)은 전체 방열 패드(200) 100 중량부에 대하여 3 ~ 5 중량부의 은 조성물을 포함할 수 있다. 결과적으로, 히트 소스(115)와 직접적으로 연결되는 제1 히트 전달면(210)의 은 조성물의 함량이 가장 높아 발생되는 열의 전도율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 인쇄회로기판(100)과의 관계에서 그 사이에 금속 배선을 통해 접촉되지 않을 수 있다. 구체적으로, 방열 패드(200)는 인쇄회로기판(100)의 히트 소스(115)에 해당하는 영역과 인쇄회로기판(100)의 히트 싱크(125)에 해당하는 영역에 납땜을 통해서 부착될 수 있고, 방열 패드(200)와 인쇄회로기판(100) 사이에는 금속 배선이 배치되지 않을 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 방열장치의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
대각선으로 배치된 제1 및 제2 타공영역들(110, 120)을 포함하는 인쇄회로기판(100)를 배치할 수 있다(단계 S310).
일 실시예에서, 히트 싱크(125)는 인쇄회로기판(100)의 후면을 향해 개구된 부분 오프닝에 매립되어 형성될 수 있다. 히트 싱크(125)는 인쇄회로기판(100)의 후면에 일정 깊이로 파인 홈에 해당할 수 있고, 방열 패드(200)의 제2 히트 전달면(220)과 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 히트 싱크(125)는 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg)으로 구성될 수 있으며, 구리, 알루미늄 및 마그네슘이 0.4 : 0.3 : 0.3 의 중량비를 가지도록 제조될 수 있다. 히트 싱크(125)는 방열 패드(200)의 제2 히트 전달면(220)과 연결되어 인쇄회로기판(100)에서 발생되는 열을 발산하도록 할 수 있고, 설계에 따라 구리, 알루미늄 및 마그네슘이 아닌 금(Au) 또는 은(Ag)을 포함하도록 제조될 수 있다.
제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220)과 제1 및 제2 히트 전달면들(210, 220) 사이에 콘벡스 폴리곤으로 형성된 히트 연결면(230)을 포함하는 동박의 방열 패드(200)를 타발 형성할 수 있다(단계 S320).
일 실시예에서, 방열 패드(200)는 구리, 알루미늄 또는 은을 포함하는 합금으로 제조될 수 있다. 방열 패드(200)는 전체 방열 패드(200) 100 중량부에 대하여 은 조성물의 함량을 다르게 포함하는 2개의 동박으로 제조된 판형에 설계에 따라 정해진 형태로 타발 형성할 수 있다. 구체적으로, 방열 패드(200)의 판형 중 하나의 동박 판형은 전체 방열 패드(200) 100 중량부에 대하여 5 ~7 중량부의 은 조성물을 포함할 수 있고, 다른 동박 판형은 전체 방열 패드(200) 100 중량부에 대하여 3 ~ 5 중량부의 은 조성물을 포함하도록 제조하여 2개의 동박 판형을 결합하여 하나의 판형을 제조하고, 설계에 따라 정해진 형상으로 방열 패드(200)를 타발 형성할 수 있다. 결과적으로, 타발 형성되는 방열 패드(200)는 제1 히트 전달면(210), 히트 연결면(230) 및 제2 히트 전달면(220)의 순으로 전체 방열 패드(200) 100 중량부에 대하여 은 조성물의 함량을 다르게 포함할 수 있다.
제1 타공영역(110)에 배치된 히트 소스(115) 및 제2 타공영역(120)에 배치된 히트 싱크(125)와 방열 패드(200)를 납땜하여 인쇄회로기판(100)의 후면에서 수직으로 결합할 수 있다(단계 S330).
일 실시예에서, 타발 형성된 동박의 방열 패드(200)는 인쇄회로기판(100)의 제1 타공영역(110)에 배치되는 히트 소스(115) 및 제2 타공영역(120)에 배치되는 히트 싱크(125) 각각에 납땜하여 인쇄회로기판(100)의 후면에 부착될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 인쇄회로기판용 방열장치
100: 인쇄회로기판 110: 제1 타공영역
120: 제2 타공영역 115: 히트 소스
125: 히트 싱크
200: 방열 패드 210: 제1 히트 전달면
220: 제2 히트 전달면 230: 히트 연결면

Claims (14)

  1. 대각선으로 배치된 제1 및 제2 타공영역들을 포함하는 인쇄회로기판;
    상기 제1 타공영역에 배치된 히트 소스;
    상기 제2 타공영역에 배치된 히트 싱크; 및
    상호 비대칭적인 제1 및 제2 히트 전달면들을 상기 인쇄회로기판의 후면에서 수직으로 결합하도록 타발 형성되고, 상기 제1 히트 전달면의 말단 부위에서 상기 히트 소스를 결합하며, 상기 제2 히트 전달면의 말단 부위에서 상기 히트 싱크를 결합한 방열 패드를 포함하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방열 패드는
    상기 제1 및 제2 히트 전달면들 사이에 배치되고 콘벡스 폴리곤(convex polygon)을 형성하는 히트 연결면을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 히트 연결면은
    상기 제1 및 제2 히트 전달면들의 외곽선들 각각에서 가상 연장되고 상기 콘벡스 폴리곤의 꼭지점에 해당하는 접점을 중심으로 대칭적인 펜타곤(pentagon)을 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 히트 전달면들은
    상호 비-정수 배만큼의 길이차를 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방열 패드는
    동박으로 제조되고 상기 인쇄회로기판 상에 납땜으로 부착되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 방열 패드는
    상기 히트 소스 및 상기 히트 싱크 각각에 납땜하여 부착되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 방열 패드는
    일정한 크기의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 방열 패드는
    굴곡진 표면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 방열 패드는
    구리와 알루미늄으로 구성되며, 7 : 3 ~ 6 : 4 의 중량비를 가지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 방열 패드는
    구리와 알루미늄으로 구성되며, 7.4 : 2.6 ~ 6.8 : 3.2 의 중량비를 가지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 방열 패드는
    상기 인쇄회로기판과의 관계에서 그 사이에 금속 배선을 통해 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 히트 싱크는
    상기 인쇄회로기판의 후면을 향해 개구된 부분 오프닝에 매립되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 히트 싱크는
    구리, 알루미늄 및 마그네슘으로 구성되며, 0.4 : 0.3 : 0.3 의 중량비를 가지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 방열장치.
  14. (a) 대각선으로 배치된 제1 및 제2 타공영역들을 포함하는 인쇄회로기판을 배치하는 단계;
    (b) 제1 및 제2 히트 전달면들과 상기 제1 및 제2 히트 전달면들 사이에 콘벡스 폴리곤으로 형성된 히트 연결면을 포함하는 동박의 방열 패드를 타발 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 제1 타공영역에 배치된 히트 소스 및 상기 제2 타공영역에 배치된 히트 싱크와 상기 방열 패드를 납땜하여 상기 인쇄회로기판의 후면에서 수직으로 결합하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판용 방열장치의 제조방법.


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