KR20190089274A - 방열 구조물 및 방열 시스템 구성방법 - Google Patents

방열 구조물 및 방열 시스템 구성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열 구조물 및 방열 시스템 구성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베이스 플레이트에 방열블럭을 조립하는 방열 구조물 및 방열 시스템 구성방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 방열 구조물은 회로 기판에 대향하여 제공되는 베이스 플레이트; 및 상기 회로 기판을 향하는 상기 베이스 플레이트의 제1 면에 조립되는 적어도 하나의 방열블럭;을 포함할 수 있다.

Description

방열 구조물 및 방열 시스템 구성방법{Heat radiating structure and method for constructing heat radiating system}
본 발명은 방열 구조물 및 방열 시스템 구성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베이스 플레이트에 방열블럭을 조립하는 방열 구조물 및 방열 시스템 구성방법에 관한 것이다.
최근, 전자 산업의 발달로 반도체 소자들은 경박 단소화, 저전력 소모를 위하여 고집적화로 제조되어 지는데, 이러한 고집적화 IC(Integrated Circuit)들은 짧은 시간에 많은 양의 정보들을 처리하기 때문에 동작 중 많은 양의 열을 발생시킨다. 그러나 이렇게 발생된 열들은 IC 패키지 자체만으로 방열시키는 데에는 한계가 있다.
종래의 방열 구조물은 IC 등의 전자부품의 냉각을 위해 팬(fan)이 제공되며, 다수의 방열핀을 갖는다. 팬은 전자부품이 수용되는 하우징(housing)의 크기를 제약하며, 최상의 방열 특성을 얻기 위해 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB) 상에 전자부품이 실장되는 방법에 대한 제약도 가한다. 팬은 구동부(driving part)를 갖는 기계적 냉각 메커니즘을 갖는 문제가 있으므로, 수동 방열 냉각 메커니즘보다 짧은 수명을 갖는다.
또한, 종래의 방열 구조물은 전자부품 등을 수용하는 하우징 및 하우징을 개폐하는 덮개(cover)를 포함하는데, 하우징과 덮개는 직접적으로 방열에 관여하지 않았으며, 덮개의 외측으로 방열핀을 형성하여 하우징 내부의 열을 방열시켰기 때문에 전자부품 등에서 발생된 열이 방열핀으로 잘 전달되지 않아 방열 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
한국공개특허공보 제10-2011-0046031호
본 발명은 회로 기판에 대향하여 제공되는 베이스 플레이트에 방열블럭을 조립하여 회로 기판에서 발생하는 열을 방열시킬 수 있는 방열 구조물 및 방열 시스템 구성방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 방열 구조물은 회로 기판에 대향하여 제공되는 베이스 플레이트; 및 상기 회로 기판을 향하는 상기 베이스 플레이트의 제1 면에 조립되는 적어도 하나의 방열블럭;을 포함할 수 있다.
상기 베이스 플레이트의 제1 면에는 복수의 결합홈이 형성되고, 상기 방열블럭은 상기 결합홈에 삽입되는 일측부와 상기 회로 기판을 향하여 상기 베이스 플레이트의 제1 면에서 돌출되는 타측부를 가지며, 상기 복수의 결합홈에 선택적으로 결합될 수 있다.
상기 복수의 결합홈은 2차원적으로 배열되며, 상기 회로 기판에는 적어도 하나의 전자부품이 실장되고, 상기 방열블럭은 상기 복수의 결합홈 중 상기 전자부품의 위치에 대응되는 결합홈에 결합될 수 있다.
상기 방열블럭의 타측부 중 적어도 일부에 제공되며, 상기 전자부품에 접촉되는 열전도 패드;를 더 포함할 수 있다.
상기 방열블럭은 복수개로 구성되며, 길이에 따라 둘 이상의 종류로 구분되고, 상기 대응되는 결합홈에는 상기 전자부품의 높이에 따라 선택된 종류의 방열블럭이 결합될 수 있다.
상기 방열블럭의 일측부와 상기 결합홈의 사이에 제공되는 열전도성 충진제;를 더 포함할 수 있다.
상기 방열블럭의 일측부 측벽에는 상기 일측부의 둘레를 따라 제1 요철구조가 형성되고, 상기 결합홈의 내측면에는 상기 제1 요철구조에 대응되는 제2 요철구조가 형성될 수 있다.
상기 제1 요철구조는 일정 간격으로 형성될 수 있다.
상기 제1 면과 대향하는 상기 베이스 플레이트의 제2 면에 돌출되어 형성되는 복수의 방열핀;을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 플레이트 및 상기 방열블럭은 열전도성 고분자 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방열 시스템 구성방법은 제1 면에 복수의 결합홈이 형성된 베이스 플레이트를 마련하는 과정; 상기 베이스 플레이트의 제1 면에 적어도 하나의 방열블럭을 조립하는 과정; 및 상기 베이스 플레이트의 제1 면이 회로 기판을 향하도록 상기 베이스 플레이트를 상기 회로 기판에 대향하여 배치하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 결합홈은 2차원적으로 배열되며, 상기 회로 기판에는 적어도 하나의 전자부품이 실장되고, 상기 방열블럭을 조립하는 과정은 상기 전자부품의 위치에 따라 상기 복수의 결합홈에 선택적으로 상기 방열블럭을 결합하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 방열블럭을 조립하는 과정은, 상기 복수의 결합홈 중 상기 전자부품의 위치에 대응되는 결합홈의 적어도 일부에 열전도성 충진제를 충진하는 과정; 및 상기 방열블럭의 일측부를 상기 대응되는 결합홈에 삽입하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 방열블럭의 타측부를 상기 전자부품에 접촉시키는 과정; 및 상기 방열블럭의 돌출 높이를 조정하는 과정;을 더 포함할 수 있다.
상기 방열블럭은 복수개로 구성되며, 길이에 따라 둘 이상의 종류로 구분되고, 상기 방열블럭을 조립하는 과정은, 상기 전자부품의 높이를 측정하는 과정; 및 상기 전자부품의 높이에 따라 방열블럭의 종류를 선택하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 방열 구조물은 회로 기판에 대향하여 제공되는 베이스 플레이트의 제1 면에 방열블럭을 조립하여 회로 기판에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다. 즉, 방열블럭을 통해 열전달 등의 방열을 수행하는 부분이 회로 기판에 가까워질 수 있으며, 이에 따라 회로 기판에서 발생되는 열이 베이스 플레이트에 잘 전달될 수 있고, 베이스 플레이트의 표면에서 공기와 접촉하여 효과적으로 방열될 수 있다.
또한, 베이스 플레이트의 제1 면에 복수의 결합홈을 형성하여 선택적으로 방열블럭을 결합함으로써, 회로 기판의 형상이나 회로 기판에 실장되는 전자부품의 구성에 대응하여 방열블럭을 조립할 수 있다. 이에 따라 회로 기판의 형상이나 전자부품의 구성에 맞추어 방열 구조물을 각각 별도로 제작하지 않을 수 있다.
그리고 방열블럭의 타측에 제공되는 열전도 패드를 통해 회로 기판에 실장된 전자부품에 무리한 힘을 가하지 않으면서 밀착될 수 있고, 이에 따라 보다 효과적으로 전자부품에서 발생되는 열을 방열시킬 수 있다. 한편, 복수의 길이를 갖는 복수개로 방열블럭을 구성하여 전자부품의 높이에 따라 알맞은 길이를 선택하여 사용할 수 있고, 이를 통해 전자부품의 높이에 따른 방열블럭의 조립이 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열 구조물을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품의 위치에 따른 방열블럭의 선택적 결합을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품의 높이에 따른 방열블럭의 길이를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방열블럭의 제1 요철구조와 결합홈의 제2 요철구조를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열전도성 충진제를 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열 시스템 구성방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열블럭의 돌출 높이 조정을 설명하기 위한 개념도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열 구조물을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방열 구조물(100)은 회로 기판(10)에 대향하여 제공되는 베이스 플레이트(110); 및 상기 회로 기판(10)을 향하는 상기 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 조립되는 적어도 하나의 방열블럭(120);을 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(110)는 회로 기판(10)에 대향하여 제공될 수 있으며, 서로 대향하는 제1 면과 제2 면을 갖는 판상으로 형성될 수 있다. 이때, 베이스 플레이트(110)의 제1 면은 회로 기판(10)을 향할 수 있고, 베이스 플레이트(110)의 제2 면은 외부에 노출될 수 있다.
방열블럭(120)은 회로 기판(10)을 향하는 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 조립될 수 있으며, 베이스 플레이트(110)의 제1 면에는 적어도 하나의 방열블럭(120)이 조립될 수 있다. 예를 들어, 방열블럭(120)은 막대 형상을 가질 수 있으며, 방열블럭(120)의 형상은 이에 한정되지 않고, 베이스 플레이트(110)에 조립될 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 방열블럭(120)은 베이스 플레이트(110)에 탈부착이 가능할 수도 있다.
본 발명에 따른 방열 구조물(100)은 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 방열블럭(120)이 조립되어 열전달 등의 방열을 수행하는 부분(예를 들어, 상기 방열블럭)이 회로 기판(10)에 가까워질 수 있으며, 이에 따라 회로 기판(10)에서 발생되는 열이 베이스 플레이트(110)에 잘 전달될 수 있고, 베이스 플레이트(110)의 표면에서 공기와 접촉하여 효과적으로 방열될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품의 위치에 따른 방열블럭의 선택적 결합을 설명하기 위한 개념도로, 도 2(a)는 제1 실시예의 회로 기판을 나타내고, 도 2(b)는 제2 실시예의 회로 기판을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 베이스 플레이트(110)의 제1 면에는 복수의 결합홈(111)이 형성될 수 있으며, 방열블럭(120)은 결합홈(111)에 삽입되는 일측부와 회로 기판(10)을 향하여 베이스 플레이트(110)의 제1 면에서 돌출되는 타측부를 가질 수 있고, 복수의 결합홈(111)에 선택적으로 결합될 수 있다. 베이스 플레이트(110)의 제1 면에는 방열블럭(120)의 적어도 일부가 삽입되어 결합되는 복수의 결합홈(111)이 형성될 수 있으며, 방열블럭(120)이 결합홈(111)에 결합되어 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 조립될 수 있다. 한편, 복수의 결합홈(111)은 깊이가 모두 동일할 수도 있고, 위치에 따라 깊이가 상이할 수도 있으며, 복수의 결합홈(111)의 깊이가 모두 동일한 경우에 복수의 결합홈(111)의 형성이 용이할 수 있고, 전자부품(11)의 높이에 따른 대응이 용이할 수 있다.
방열블럭(120)은 결합홈(111)에 삽입되는 일측부와 회로 기판(10)을 향하여 베이스 플레이트(110)의 제1 면에서 돌출되는 타측부를 가질 수 있다. 여기서, 방열블럭(120)의 양측 중 베이스 플레이트(110)를 향하는 쪽이 일측일 수 있고, 회로 기판(10)을 향하는 쪽이 타측일 수 있으며, 방열블럭(120)의 일측부는 결합홈(111)에 삽입되는 부분일 수 있고, 방열블럭(120)의 타측부는 베이스 플레이트(110)의 제1 면에서 돌출되는 부분일 수 있다. 한편, 방열블럭(120)의 타측부는 회로 기판(10)에 접촉될 수도 있으며, 방열블럭(120)의 타측부의 단부(또는 타측 단부)가 회로 기판(10)의 대향면에 접촉될 수 있다.
그리고 방열블럭(120)은 복수의 결합홈(111)에 선택적으로 결합될 수 있으며, 복수의 결합홈(111) 중 일부의 결합홈(111)에만 방열블럭(120)이 결합될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 결합홈(111)에 하나의 방열블럭(120)이 결합될 수 있으며, 각각의 방열블럭(120)이 복수의 결합홈(111) 중에 선택적으로 결합될 수 있다.
이에 따라 방열 구조물(100)에서 베이스 플레이트(110)의 원하는 위치(예를 들어, 전자부품에 대응되는 위치)에만 방열블럭(120)을 조립하여 제공할 수 있다.
복수의 결합홈(111)은 2차원적으로 배열될 수 있으며, 회로 기판(10)에는 적어도 하나의 전자부품(11)이 실장될 수 있고, 방열블럭(120)은 복수의 결합홈(111) 중 전자부품(11)의 위치에 대응되는 결합홈(111)에 결합될 수 있다. 복수의 결합홈(111)은 2차원적으로 배열될 수 있고, 매트릭스(matrix) 형태를 가질 수 있다. 이때, 방열블럭(120)은 복수의 결합홈(111) 중 매트릭스의 해당 좌표(예를 들어, 원하는 위치)에 해당하는 결합홈(111)에 결합될 수 있다.
회로 기판(10)에는 적어도 하나의 전자부품(11)이 실장될 수 있으며, 회로 기판(10) 중 전자부품(11)에서 많은 열이 발생될 수 있다. 여기서, 전자부품(11)은 집적 회로(Integrated Circuit; IC), 콘덴서(condenser), 인덕터(inductor) 등을 포함할 수 있다. 이때, 전자부품(11)은 회로 기판(10)의 적어도 일면에 실장될 수 있으며, 회로 기판(10)은 적어도 하나의 전자부품(11)이 베이스 플레이트(110)를 향하도록 배치될 수 있고, 회로 기판(10)의 양면에 전자부품(11)이 실장되는 경우에는 상대적으로 많은 전자부품(11)이 실장된 회로 기판(10)의 면이 베이스 플레이트(110)를 향하도록 배치하는 것이 바람직할 수 있다.
방열블럭(120)은 복수의 결합홈(111) 중에서 회로 기판(10) 중 많은 열이 발생되는 전자부품(11)의 위치에 대응되는 결합홈(111)에 전자부품(11)을 향하여 결합될 수 있다. 여기서, 방열블럭(120)은 복수의 결합홈(111) 중 전자부품(11)의 위치에 대응되는 매트릭스의 좌표에 해당하는 결합홈(111)에 결합될 수 있다.
이에 회로 기판(10)의 형상이나 회로 기판(10)에 실장되는 전자부품(11)의 구성에 따라 대응하여 방열블럭(120)을 조립할 수 있고, 회로 기판(10)의 형상 및 전자부품(11)의 구성에 대응하는 방열 구조물(100)을 간단하게 제공할 수 있다. 이에 따라 전자부품(11) 및/또는 회로 기판(10)에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있고, 전자부품(11) 및/또는 회로 기판(10)의 수명이 향상될 수 있다. 또한, 회로 기판(10)의 형상 및 전자부품(11)의 구성에 대응하여 베이스 플레이트(110)에 방열블럭(120)을 조립할 수 있으므로, 회로 기판(10)의 형상이나 전자부품(11)의 구성에 맞추어 전용 방열 구조물을 각각 별도로 제작하지 않을 수 있다.
베이스 플레이트(110) 및 방열블럭(120)은 열전도성 고분자 소재로 이루어질 수 있으며, 열전도성 플라스틱(Thermal Conductive Plastic; TCP)으로 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(110) 및/또는 방열블럭(120)이 금속 재질로 형성되는 경우에는 방열 구조물(100)의 무게가 중량화될 수 있으며, 전기전도성이 좋은 금속의 특성상 전자부품(11) 등의 작동시 감전의 문제가 발생할 수도 있다. 하지만, 베이스 플레이트(110) 및 방열블럭(120)이 열전도성 고분자 소재로 이루어지는 경우에는 베이스 플레이트(110)를 통해서도 방열시킬 수 있을 뿐만 아니라 금속 재질보다 그 무게를 약 3배 정도 감소시킬 수 있어 방열 구조물(100)의 무게를 경량화시킬 수 있고, 절연성을 갖게 되어 전자부품(11) 등의 작동시 발생할 수 있는 감전의 문제도 해결할 수 있다. 또한, 열전도성 고분자 소재를 이용하여 베이스 플레이트(110) 및 방열블럭(120)을 사출하기 때문에 생산성이 높아 가격이 저렴할 수 있다. 즉, 베이스 플레이트(110) 및 방열블럭(120)에 열전도성 고분자 소재(또는 열전도성 플라스틱)를 적용하여 방열 성능을 극대화할 수 있고, 방열 구조물(100)의 경량성을 확보할 수 있으며, 생산성이 높아 금속 재질대비 가격도 저렴해질 수 있다.
한편, 베이스 플레이트(110) 및 방열블럭(120)이 동종의 소재(예를 들어, 동일한 소재)로 이루어져 베이스 플레이트(110)와 방열블럭(120)이 일체형으로 이루어지지 않더라도(또는 상기 베이스 플레이트와 상기 방열블럭이 각각 사출되는 경우에도) 베이스 플레이트(110)와 방열블럭(120)의 계면에서 열전달이 잘 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 방열 구조물(100)은 방열블럭(120)의 타측부 중 적어도 일부에 제공되며, 전자부품(11)에 접촉되는 열전도 패드(thermal pad, 130);를 더 포함할 수 있다. 열전도 패드(130)는 방열블럭(120)의 타측부 중 적어도 일부(예를 들어, 상기 방열블럭의 타측)에 제공될 수 있고, 베이스 플레이트(110)를 향하는 전자부품(11)에 접촉될 수 있다. 이때, 열전도 패드(130)는 방열블럭(120)의 타측 단부에 제공될 수 있으며, 열전도성 계면 물질(Thermal Interface Materials; TIM)로 이루어질 수 있다. 그리고 열전도 패드(130)는 연성일 수 있고, 탄성 및/또는 신축성을 가질 수 있다. 이를 통해 회로 기판(10)에 실장된 전자부품(11)에 무리한 힘을 가하지 않으면서 열전도 패드(130)가 전자부품(11)에 밀착될 수 있으며, 열전도 패드(130)와 전자부품(11)이 밀착되어 전자부품(11)에서 발생되는 열이 열전도 패드(130)에 효과적으로 전달될 수 있고, 열전도 패드(130)의 계면 특성으로 인해 열전도 패드(130)로 전달된 열이 방열블럭(120)으로 잘 전달될 수 있다. 이에 따라 보다 효과적으로 전자부품(11)에서 발생되는 열을 방열블럭(120)과 베이스 플레이트(110)를 통해 방열시킬 수 있다.
한편, 열전도 패드(130)는 방열블럭(120)과 전자부품(11)의 사이에서 신축되어 방열블럭(120)을 베이스 플레이트(110)에 조립하는 공정 오차(예를 들어, 조립공차)를 보상(또는 보정)해줄 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품의 높이에 따른 방열블럭의 길이를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 방열블럭(120)은 복수개로 구성될 수 있고, 길이에 따라 둘 이상의 종류로 구분될 수 있으며, 상기 대응되는 결합홈(111)에는 전자부품(11)의 높이에 따라 선택된 종류의 방열블럭(120)이 결합될 수 있다. 방열블럭(120)은 복수개로 구성될 수 있고, 복수개의 방열블럭(120)은 둘 이상의 길이를 가질 수 있다. 즉, 복수개의 방열블럭(120)은 길이별로 구분될 수 있고, 길이에 따라 둘 이상의 종류로 구분될 수 있으며, 방열블럭(120) 각각은 그 길이에 따라 종류가 정해질 수 있다. 이때, 복수개의 방열블럭(120) 중 필요한(또는 원하는) 길이의 방열블럭(120)을 각각 선택하여 복수의 결합홈(111) 중 원하는 위치의 결합홈(111)에 선택적으로 결합시킬 수 있다. 여기서, 각각의 방열블럭(120)은 약 3 내지 25 ㎜ 내의 길이를 가질 수 있고, 복수개의 방열블럭(120)은 약 3 내지 25 ㎜ 내에서 여러가지 길이로 구성될 수 있다.
전자부품(11)의 위치에 대응되는 결합홈(111)에는 전자부품(11)의 높이에 따라 선택된 종류(또는 길이)의 방열블럭(120)이 결합될 수 있다. 즉, 방열블럭(120)의 종류는 전자부품(11)의 높이에 따라 선택될 수 있으며, 전자부품(11)의 단부와 베이스 플레이트(110)의 거리를 계산(또는 측정)하여 방열블럭(120)의 길이를 선택할 수 있다. 여기서, 전자부품(11)의 높이는 전자부품(11)이 실장된 회로 기판(10)의 실장면부터 전자부품(11)의 단부까지의 거리일 수 있다. 이때, 베이스 플레이트(110)의 제1 면에서 돌출되는 타측부의 길이(또는 돌출 높이)가 전자부품(11)의 단부에서 베이스 플레이트(110)의 제1 면까지의 거리와 동일한 방열블럭(120)을 선택할 수 있다. 방열블럭(120)의 길이가 모두 동일하게 되면, 전자부품(11)의 높이가 낮은 경우에는 전자부품(11)에 접촉되지 않는 방열블럭(120)이 생길 수 있고, 전자부품(11)의 높이가 높은 경우에는 방열블럭(120)이 전자부품(11)에 간섭되거나 전자부품(11)에 무리한 힘을 가하게 되어 전자부품(11)에 손상을 줄 수 있다.
이에 전자부품(11)의 높이에 맞춰 길이가 각각 다른 방열블럭(120)을 베이스 플레이트(110)의 결합홈(111)에 결합할 수 있고, 이를 통해 각각의 방열블럭(120)이 전자부품(11)에 무리한 힘을 가하지 않으면서 각 전자부품(11)에 접촉될 수 있다. 이에 따라 방열블럭(120)과 베이스 플레이트(110)에 열전달이 잘 이루어져 방열블럭(120)과 베이스 플레이트(110)를 통한 방열이 효과적으로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방열블럭의 제1 요철구조와 결합홈의 제2 요철구조를 나타내는 사시도로, 도 4(a)는 제1 요철구조가 형성된 방열블럭을 나타내고, 도 4(b)는 제2 요철구조가 형성된 결합홈에 삽입되는 방열블럭을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 방열블럭(120)의 일측부 측벽에는 상기 일측부의 둘레를 따라 제1 요철구조가 형성될 수 있고, 결합홈(111)의 내측면에는 상기 제1 요철구조에 대응되는 제2 요철구조가 형성될 수 있다. 방열블럭(120)의 일측부 측벽에는 방열블럭(120)의 일측부의 둘레를 따라 제1 요철구조가 형성될 수 있다. 상기 제1 요철구조는 방열블럭(120)의 일측부 측벽에 방열블럭(120)의 둘레를 따라 형성될 수 있으며, 상기 제1 요철구조 중 볼록부(121)가 받침대(또는 지지대)의 역할을 하여 방열블럭(120)이 기울어지거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 볼록부(121)를 통해 방열블럭(120)을 결합홈(111)에 결합하는 과정 또는 방열블럭(120)이 전자부품(11)에 접촉되는 과정에서 방열블럭(120)이 기울어지거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 볼록부(121)는 주위(또는 주변)보다 상대적으로 볼록한 부분을 의미하며, 다른 부분보다 돌출되어 형성될 수도 있고, 주위에 홈을 형성하여 주위보다 볼록하도록 할 수도 있다.
결합홈(111)의 내측면에는 상기 제1 요철구조에 대응되는 제2 요철구조가 형성될 수 있으며, 방열블럭(120)의 볼록부(121) 위치에 대응하여 볼록부(121)가 삽입(또는 수용)될 수 있는 제2 요철구조의 오목부가 형성될 수 있다. 상기 제2 요철구조는 방열블럭(120)의 삽입을 가이드할 수 있고, 방열블럭(120)이 볼록부(121)를 통해 안정적으로 지지(또는 지탱)될 수 있도록 볼록부(121)를 안정적으로 잡아줄 수 있다.
상기 제1 요철구조는 일정 간격으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 요철구조 중 볼록부(121)가 일정 간격으로 배치되도록 할 수 있다. 볼록부(121)가 일정 간격으로 배치되지 않는 경우에는 방열블럭(120)을 지지하는 힘이 균일하게 분산되지 못하고 힘의 불균형(unbalance)이 발생하여 지지하는 힘이 상대적으로 약한 볼록부(121)의 간격이 넓은 쪽으로 방열블럭(120)이 기울어질 수 있다. 하지만, 볼록부(121)를 일정 간격으로 배치하는 경우에는 방열블럭(120)을 지지하는 힘이 균일하게 분산되어 볼록부(121)를 통해 방열블럭(120)이 안정적으로 지지될 수 있고, 방열블럭(120)을 결합홈(111)에 결합하는 과정 또는 방열블럭(120)이 전자부품(11)에 접촉되는 과정에서 방열블럭(120)이 기울어지거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 볼록부(121)는 90° 간격으로 배치될 수 있으며, ‘+’자형 돌기 형태로 형성될 수 있다. 볼록부(121)로 인해 수직으로만 방열블럭(120)을 결합홈(111)에 삽입할 수 있으며, 4개의 볼록부(121)가 전후좌우로 고르게 받쳐주어 방열블럭(120)이 안정적으로 지지될 수 있고, 방열블럭(120)이 기울어지거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 볼록부(121)는 방열블럭(120)의 일측부의 단부로 갈수록 돌출 높이가 높아질 수 있다. 이러한 경우, 측방향으로의 힘을 받쳐주는 볼록부(121)의 지지면이 넓어질 수 있어 보다 안정적으로 방열블럭(120)을 지지할 수 있다. 그리고 이러한 형상을 따라 결합홈(111)의 내측면에 상기 제2 요철구조를 형성하는 경우에는 보다 안정적으로 방열블럭(120)의 기울어짐 또는 휨을 잡아줄 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열전도성 충진제를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 방열 구조물(100)은 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 사이에 제공되는 열전도성 충진제(140);를 더 포함할 수 있다. 열전도성 충진제(140)는 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 사이에 제공될 수 있으며, 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111) 사이의 틈을 메워(또는 채워) 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 계면에서 열전달이 잘 이루어지도록 할 수 있다. 열전도성 충진제(140)는 열전도성 접착제 또는 열전달 물질을 포함할 수 있다. 열전도성 접착제는 방열블럭(120)의 일측부를 결합홈(111)에 접합시킬 수 있으며, 열전도성 실리콘 접착제를 포함할 수 있고, 통상적인 고분자 계열의 접착제보다 열전도도가 높은 접착제가 이용될 수 있다. 이를 위해 열전도성 접착제는 고분자 물질인 기재와 이러한 기재 내에 분포된 열전도볼을 포함할 수 있고, 필요에 따라서는 열전도성 나노 입자를 더 포함할 수 있다. 상기 기재는 에폭시나 나일론과 같이 상대적으로 열전도성이 높은 고열전도 수지가 적용될 수 있다. 방열블럭(120)의 열이 베이스 플레이트(110)로 원활하게 전도되기 위해서는 방열블럭(120)이 베이스 플레이트(110)와 완전히 밀착된 상태가 되는 것이 이상적이나, 실제로는 쉽지 않다. 그렇기 때문에 방열블럭(120)을 베이스 플레이트(110)에 접합시키는 열전도성 접착제로 열전도성이 우수한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 열전도성 접착제에 열전도볼을 포함시켜 열전도성 접착제의 열전도성을 높임으로써, 더욱 효과적으로 방열블럭(120)에서 베이스 플레이트(110)로 열전도가 이루어지도록 할 수 있다. 상기 열전도볼은 그 중심부가 수 내지 수백 마이크로(micro) 미터의 크기를 가지는 고분자 비드(bead)로 이루어질 수 있고, 그 표면에 니켈, 금 및 은 등 전도성이 높은 금속으로 이루어진 코팅층을 가지는 열전도성 비드일 수 있다. 열전도성 비드는 예컨대, 폴리스티렌(PS)으로 이루어진 마이크로 사이즈의 비드의 표면에 무전해 도금법을 이용하여 금속 코팅층이 도금된 것일 수 있다. 다만, 상기 열전도볼이 상기 열전도성 비드에만 한정되는 것은 아니고, 마이크로미터 단위로 작게 분쇄한 알루미늄 분말일 수도 있다.
또한, 상기 열전도성 접착제에 열전도성 나노 입자를 더 포함시킬 수도 있다. 상기 열전도성 나노 입자는 나노(nano) 미터 단위의 크기를 가질 수 있으며, 상기 열전도성 나노 입자로 열전도성이 높은 탄소 또는 금속 물질의 나노 입자가 사용될 수 있다. 탄소 또는 금속 물질의 나노 튜브(nano-tube), 나노 와이어(nano-wire), 나노 로드(nano-rod) 또는 나노 구(nano-sphere) 등 다양한 형태의 나노 입자가 상기 열전도성 나노 입자로 사용될 수 있다. 상기 열전도성 나노 입자는 상기 열전도성 접착제 내에서 방열블럭(120) 쪽에서 베이스 플레이트(110) 방향으로 열을 전달시키거나 상기 열전도볼들 사이에서 전술한 고분자 기재보다 좀 더 빠르게 열을 전달하는 역할을 할 수 있다.
이와 같이, 열전도성이 통상의 고분자 접착제보다 우수한 상기 열전도성 접착제를 이용함으로써, 방열블럭(120)으로 전도된 열을 상기 열전도성 접착제를 통해 베이스 플레이트(110)로 빠르게 전달하여 방열시킬 수 있다.
한편, 상기 열전도성 접착제 내에는 기재, 열전도볼 및/또는 열전도성 나노 입자를 통해 연결되는 적어도 하나의 고열전도성 경로가 형성될 수 있으며, 고열전도성 경로는 열이 고분자 소재에 비해 상대적으로 열전도도가 높은 물질, 예컨대 금속과 금속의 접촉 또는 금속과 열전도성 나노 입자 간의 접촉을 통해 전도될 수 있는 경로를 의미할 수 있다.
열전도성 충진제(140)로 열전도성 그리스(thermal grease) 등의 열전달 물질을 사용하는 경우에는 결합홈(111)으로부터 방열블럭(120)의 분리가 용이하여 방열블럭(120)의 탈부착이 가능할 수 있고, 이에 따라 반영구적으로 베이스 플레이트(110) 및/또는 방열블럭(120)을 재활용할 수 있다.
본 발명에 따른 방열 구조물(100)은 베이스 플레이트(110)의 제1 면과 대향하는 베이스 플레이트(110)의 제2 면에 돌출되어 형성되는 복수의 방열핀(150);을 더 포함할 수 있다. 복수의 방열핀(150)은 상기 제1 면과 대향하는 베이스 플레이트(110)의 제2 면에서 돌출되어 형성될 수 있으며, 공기와의 접촉면적을 넓혀서 더욱 효과적인 방열이 가능하도록 할 수 있고, 열전도성 고분자 소재로 형성될 수 있다. 이때, 복수의 방열핀(150)은 베이스 플레이트(110)와 동일한 소재로 형성될 수 있으며, 베이스 플레이트(110)의 사출시에 한 번에 사출하여 베이스 플레이트(110)와 일체형으로 형성할 수 있다.
복수의 방열핀(150)이 베이스 플레이트(110)와 일체형으로 형성되는 경우에는 복수의 방열핀(150)과 베이스 플레이트(110) 간에 틈이 발생하지 않아 열전도가 효과적으로 이루어질 수 있고, 넓은 방열 면적을 통해 효과적으로 방열할 수 있으며, 복수의 방열핀(150)과 베이스 플레이트(110)의 방열률에 따라 열이 적절하게 분산되어 복수의 방열핀(150)과 베이스 플레이트(110)를 통해 효과적으로 방열될 수 있다. 또한, 복수의 방열핀(150)과 베이스 플레이트(110)를 일체형으로 사출(또는 제작)함으로써, 복수의 방열핀(150)과 베이스 플레이트(110)의 제작 공정에서 필요한 금형의 수를 줄일 수 있고, 복수의 방열핀(150)과 베이스 플레이트(110)의 조립 공정을 생략할 수 있을 뿐만 아니라 복수의 방열핀(150)과 베이스 플레이트(110)를 제작하기 위한 공정을 축소(또는 공정 수를 감소)할 수 있어 생산원가 절감 및 방열 구조물(100)의 생산성을 높일 수 있다. 그리고 복수의 방열핀(150)과 베이스 플레이트(110)가 일체형이므로, 상대적으로 큰(또는 높은) 방열 체적을 갖는 방열 구조가 형성될 수 있어 방열 구조물(100)의 최적화가 가능할 수 있다. 즉, 복수의 방열핀(150)을 통해 넓은 공기와의 접촉면적에서 베이스 플레이트(110)로 전달된 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다.
본 발명의 방열 구조물(100)은 회로 기판(10)이 수용되는 내부 공간을 가지며, 적어도 일측이 개방된 하우징(160);을 더 포함할 수 있다. 이때, 방열 구조물(100)은 방열 케이스일 수 있으며, 방열 케이스는 사방을 폐쇄하는 폐쇄형 케이스일 수도 있고, 핸드폰 케이스와 같이 발광면 등 적어도 일면을 개방하는 개방형 케이스일 수도 있다. 하우징(160)은 적어도 일측이 개방될 수 있고, 회로 기판(10)이 수용되는 내부 공간을 가질 수 있으며, 외부의 진동 및 수분과 같은 회로 기판(10)에 영향을 주는 요인으로부터 회로 기판(10)을 보호할 수 있다. 여기서, 베이스 플레이트(110)는 하우징(160)의 커버일 수 있고, 베이스 플레이트(110)가 개방된 하우징(160)의 일측에 탈부착(또는 결합 및 분리)되어 하우징(160)의 일측을 개폐할 수 있다. 예를 들어, 하우징(160)은 회로 기판(10)을 둘러쌀 수 있으며, 직육면체의 형상으로 형성될 수 있고, 회로 기판(10)의 수납을 위하여 상부면이 개방되어 있을 수 있다.
그리고 하우징(160)도 열전도성 고분자 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 하우징(160)을 통해서도 방열시킬 수 있을 뿐만 아니라 금속 재질보다 그 무게를 약 3배 정도 감소시킬 수 있어 방열 구조물(100)의 무게를 경량화시킬 수 있고, 절연성을 갖게 되어 전자부품(11) 등의 작동시 발생할 수 있는 감전의 문제도 해결할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 하우징(160) 및 커버에 해당하는 베이스 플레이트(110)도 직접적으로 방열에 관여함으로써, 방열 성능을 극대화할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열 시스템 구성방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열 시스템 구성방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 방열 구조물과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방열 시스템 구성방법은 제1 면에 복수의 결합홈(111)이 형성된 베이스 플레이트(110)를 마련하는 과정(S100); 상기 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 적어도 하나의 방열블럭(120)을 조립하는 과정(S200); 및 상기 베이스 플레이트(110)의 제1 면이 회로 기판(10)을 향하도록 상기 베이스 플레이트(110)를 상기 회로 기판(10)에 대향하여 배치하는 과정(S300);을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 면에 복수의 결합홈(111)이 형성된 베이스 플레이트(110)를 마련한다(S100). 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 방열블럭(120)의 적어도 일부가 삽입되어 결합될 수 있는 복수의 결합홈(111)을 형성할 수 있으며, 깊이가 모두 동일하게 복수의 결합홈(111)을 형성할 수도 있고, 위치에 따라 깊이가 상이하게 복수의 결합홈(111)을 형성할 수도 있다. 복수의 결합홈(111)의 깊이가 모두 동일한 경우에는 복수의 결합홈(111)의 형성이 용이할 수 있고, 전자부품(11)의 높이에 따른 대응이 용이할 수 있다.
다음으로, 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 적어도 하나의 방열블럭(120)을 조립한다(S200). 방열블럭(120)은 막대 형상을 가질 수 있으며, 방열블럭(120)의 형상은 이에 한정되지 않고, 베이스 플레이트(110)에 조립될 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 방열블럭(120)은 베이스 플레이트(110)에 탈부착이 가능할 수도 있다. 이때, 방열블럭(120)은 적어도 일부가 삽입되어 결합될 수 있고, 결합홈(111)에 결합됨으로써, 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 조립될 수 있다.
그 다음 상기 베이스 플레이트(110)의 제1 면이 회로 기판(10)을 향하도록 상기 베이스 플레이트(110)를 상기 회로 기판(10)에 대향하여 배치한다(S300). 베이스 플레이트(110)는 서로 대향하는 제1 면과 제2 면을 갖는 판상으로 형성될 수 있으며, 베이스 플레이트(110)의 제1 면은 회로 기판(10)을 향할 수 있고, 베이스 플레이트(110)의 제2 면은 외부에 노출될 수 있다.
베이스 플레이트(110)의 제1 면에 적어도 방열블럭(120)을 조립하고 베이스 플레이트(110)의 제1 면이 회로 기판(10)을 향하도록 베이스 플레이트(110)를 회로 기판(10)에 대향하여 배치함으로써, 열전달 등의 방열을 수행하는 부분(예를 들어, 상기 방열블럭)이 회로 기판(10)에 가까워질 수 있으며, 이에 따라 회로 기판(10)에서 발생되는 열이 베이스 플레이트(110)에 잘 전달될 수 있고, 베이스 플레이트(110)의 표면에서 공기와 접촉하여 효과적으로 방열될 수 있다.
복수의 결합홈(111)은 2차원적으로 배열될 수 있고, 회로 기판(10)에는 적어도 하나의 전자부품(11)이 실장될 수 있으며, 상기 방열블럭(120)을 조립하는 과정(S200)은 전자부품(11)의 위치에 따라 복수의 결합홈(111)에 선택적으로 방열블럭(120)을 결합하는 과정(S250)을 포함할 수 있다.
복수의 결합홈(111)은 2차원적으로 배열될 수 있고, 매트릭스 형태를 가질 수 있다. 이때, 방열블럭(120)은 복수의 결합홈(111) 중 매트릭스의 해당 좌표(예를 들어, 원하는 위치)에 해당하는 결합홈(111)에 결합될 수 있다.
회로 기판(10)에는 적어도 하나의 전자부품(11)이 실장될 수 있으며, 회로 기판(10) 중 전자부품(11)에서 많은 열이 발생될 수 있다. 여기서, 전자부품(11)은 집적 회로(IC), 콘덴서, 인덕터 등을 포함할 수 있다. 이때, 전자부품(11)은 회로 기판(10)의 적어도 일면에 실장될 수 있으며, 회로 기판(10)은 적어도 하나의 전자부품(11)이 베이스 플레이트(110)를 향하도록 배치될 수 있고, 회로 기판(10)의 양면에 전자부품(11)이 실장되는 경우에는 상대적으로 많은 전자부품(11)이 실장된 회로 기판(10)의 면이 베이스 플레이트(110)를 향하도록 배치하는 것이 바람직할 수 있다.
그리고 전자부품(11)의 위치에 따라 복수의 결합홈(111)에 선택적으로 방열블럭(120)을 결합할 수 있다(S250). 방열블럭(120)은 복수의 결합홈(111)에 선택적으로 결합될 수 있으며, 복수의 결합홈(111) 중 일부의 결합홈(111)에만 방열블럭(120)이 결합될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 결합홈(111)에 하나의 방열블럭(120)이 결합될 수 있으며, 각각의 방열블럭(120)이 복수의 결합홈(111) 중에 선택적으로 결합될 수 있다. 이에 따라 방열 구조물(100)에서 베이스 플레이트(110)의 원하는 위치(예를 들어, 전자부품에 대응되는 위치)에만 방열블럭(120)을 조립하여 제공할 수 있다.
이때, 방열블럭(120)은 회로 기판(10) 중 많은 열이 발생되는 전자부품(11)의 위치에 대응되는 결합홈(111)에 전자부품(11)을 향하여 결합될 수 있다. 여기서, 방열블럭(120)은 복수의 결합홈(111) 중 전자부품(11)의 위치에 대응되는 매트릭스의 좌표에 해당하는 결합홈(111)에 결합될 수 있다. 이에 회로 기판(10)의 형상이나 회로 기판(10)에 실장되는 전자부품(11)의 구성에 따라 대응하여 방열블럭(120)을 조립할 수 있고, 회로 기판(10)의 형상 및 전자부품(11)의 구성에 대응하는 방열 구조물(100)을 간단하게 제공할 수 있다. 이에 따라 전자부품(11) 및/또는 회로 기판(10)에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있고, 전자부품(11) 및/또는 회로 기판(10)의 수명이 향상될 수 있다. 또한, 회로 기판(10)의 형상 및 전자부품(11)의 구성에 대응하여 베이스 플레이트(110)에 방열블럭(120)을 조립할 수 있으므로, 회로 기판(10)의 형상이나 전자부품(11)의 구성에 맞추어 전용 방열 구조물을 각각 별도로 제작하지 않을 수 있다.
상기 방열블럭(120)을 조립하는 과정(S200)은 복수의 결합홈(111) 중 전자부품(11)의 위치에 대응되는 결합홈(111)의 적어도 일부에 열전도성 충진제(140)를 충진하는 과정(S210); 및 방열블럭(120)의 일측부를 상기 대응되는 결합홈(111)에 삽입하는 과정(S220)을 더 포함할 수 있다.
복수의 결합홈(111) 중 전자부품(11)의 위치에 대응되는 결합홈(111)의 적어도 일부에 열전도성 충진제(140)를 충진할 수 있다(S210). 이때, 상기 대응되는 결합홈(111)에 삽입되는 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 사이에 열전도성 충진제(140)가 제공되도록 열전도성 충진제(140)를 충진할 수 있다. 열전도성 충진제(140)는 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 사이에 제공될 수 있으며, 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111) 사이의 틈을 메워(또는 채워) 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 계면에서 열전달이 잘 이루어지도록 할 수 있다. 열전도성 충진제(140)는 열전도성 접착제 또는 열전달 물질을 포함할 수 있다. 상기 열전도성 접착제는 원하는 위치(또는 높이)에 방열블럭(120)을 단단히 고정시킬 수 있고, 열전도성 그리스 등의 상기 열전달 물질은 결합홈(111)으로부터 방열블럭(120)의 분리가 용이하여 방열블럭(120)의 탈부착을 통해 반영구적으로 베이스 플레이트(110) 및/또는 방열블럭(120)이 재활용되도록 할 수 있다.
그리고 방열블럭(120)의 일측부를 전자부품(11)의 위치에 대응되는 결합홈(111)에 삽입할 수 있다(S220). 방열블럭(120)의 일측부를 결합홈(111)에 삽입하여 방열블럭(120)을 결합홈(111)에 결합시킬 수 있고, 방열블럭(120)이 결합홈(111)에 결합되어 베이스 플레이트(110)의 제1 면에 조립될 수 있다. 이때, 상기 대응되는 결합홈(111)의 적어도 일부에 충진된 열전도성 충진제(140)가 상기 대응되는 결합홈(111)에 삽입되는 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 사이에 제공될 수 있다.
한편, 상기 열전도성 충진제(140)를 충진하는 과정(S210)과 상기 대응되는 결합홈(111)에 삽입하는 과정(S220)은 수행 순서가 이에 한정되지 않으며, 방열블럭(120)의 일측부를 상기 대응되는 결합홈(111)에 삽입한 후에 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 사이에 열전도성 충진제(140)를 충진할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열블럭의 돌출 높이 조정을 설명하기 위한 개념도로, 도 7(a)는 방열블럭의 돌출 높이의 조정 전이고, 도 7(b)는 방열블럭의 돌출 높이의 조정 후이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 방열 시스템 구성방법은 방열블럭(120)의 타측부를 전자부품(11)에 접촉시키는 과정(S350); 및 방열블럭(120)의 돌출 높이를 조정하는 과정(S360);을 더 포함할 수 있다.
그리고 방열블럭(120)의 타측부를 전자부품(11)에 접촉시킨다(S350). 방열블럭(120)의 타측부를 전자부품(11)에 접촉시킬 수 있으며, 방열블럭(120)의 타측 단부를 전자부품(11)의 단부에 접촉시켜 전자부품(11)에서 발생되는 열이 방열블럭(120)에 효과적으로 전달되도록 할 수 있다. 이때, 방열블럭(120)의 타측 단부에는 열전도 패드(130)가 제공될 수 있고, 연성이면서 탄성 및/또는 신축성을 가질 수 있는 열전도 패드(130) 통해 회로 기판(10)에 실장된 전자부품(11)에 무리한 힘을 가하지 않으면서 열전도 패드(130)가 전자부품(11)에 밀착될 수 있다. 이에 따라 전자부품(11)에서 발생되는 열이 열전도 패드(130)에 효과적으로 전달될 수 있고, 열전도 패드(130)의 계면 특성으로 인해 열전도 패드(130)로 전달된 열이 방열블럭(120)으로 잘 전달될 수 있으며, 보다 효과적으로 전자부품(11)에서 발생되는 열을 방열블럭(120)과 베이스 플레이트(110)를 통해 방열시킬 수 있다.
그 다음 방열블럭(120)의 돌출 높이를 조정한다(S360). 방열블럭(120)을 베이스 플레이트(110)에 조립하는 공정 오차(예를 들어, 조립공차)가 발생하는 경우에는 방열블럭(120)의 돌출 높이를 조정(또는 보정)할 수 있다. 이때, 방열블럭(120)이 전자부품(11) 및/또는 회로 기판(10)에 접촉되어 밀려 올라감으로써, 방열블럭(120)의 돌출 높이가 조정될 수 있다. 열전도성 충진제(140)에 의해 결합홈(111)의 깊이 내에서 방열블럭(120)의 돌출 높이가 조절될 수 있으며, 이를 통해 상기 공정 오차만큼 방열블럭(120)의 돌출 높이를 조정할 수 있다. 이에 따라 상기 공정 오차가 발생하더라도 방열블럭(120)이 전자부품(11)에 간섭되거나 무리한 힘을 가하지 않을 수 있으며, 방열블럭(120)의 타측 단부와 전자부품(11)의 단부가 접촉되어 효과적인 열전달이 이루어질 수 있다.
방열블럭(120)은 복수개로 구성될 수 있고, 길이에 따라 둘 이상의 종류로 구분될 수 있으며, 상기 방열블럭(120)을 조립하는 과정(S200)은, 전자부품(11)의 높이를 측정하는 과정(S215); 및 전자부품(11)의 높이에 따라 방열블럭(120)의 종류를 선택하는 과정(S216)을 포함할 수 있다.
방열블럭(120)은 복수개로 구성될 수 있고, 복수개의 방열블럭(120)은 둘 이상의 길이를 가질 수 있다. 즉, 복수개의 방열블럭(120)은 길이별로 구분될 수 있고, 길이에 따라 둘 이상의 종류로 구분될 수 있으며, 방열블럭(120) 각각은 그 길이에 따라 종류가 정해질 수 있다. 이때, 복수개의 방열블럭(120) 중 필요한(또는 원하는) 길이의 방열블럭(120)을 각각 선택하여 복수의 결합홈(111) 중 원하는 위치의 결합홈(111)에 선택적으로 결합시킬 수 있다. 여기서, 각각의 방열블럭(120)은 약 3 내지 25 ㎜ 내의 길이를 가질 수 있고, 복수개의 방열블럭(120)은 약 3 내지 25 ㎜ 내에서 여러가지 길이로 구성될 수 있다.
전자부품(11)의 높이를 측정할 수 있다(S215). 방열블럭(120)의 길이를 선택하기 위해 전자부품(11)의 높이를 측정(또는 계산)할 수 있으며, 회로 기판(10)의 대향면에서 돌출되는 전자부품(11)의 높이를 측정할 수 있고, 대략적인 높이를 측정할 수 있다.
그리고 전자부품(11)의 높이에 따라 방열블럭(120)의 종류(또는 길이)를 선택할 수 있다(S216). 방열블럭(120)의 종류는 전자부품(11)의 높이에 따라 선택할 수 있으며, 측정된 전자부품(11)의 높이를 이용하여 전자부품(11)의 단부와 베이스 플레이트(110)의 거리를 계산함으로써, 방열블럭(120)의 길이를 선택할 수 있다. 이때, 베이스 플레이트(110)의 제1 면에서 돌출되는 타측부의 길이(또는 돌출 높이)가 전자부품(11)의 단부에서 베이스 플레이트(110)의 제1 면까지의 거리와 동일한 방열블럭(120)을 선택할 수 있다. 방열블럭(120)의 길이가 모두 동일하게 되면, 전자부품(11)의 높이가 낮은 경우에는 전자부품(11)에 접촉되지 않는 방열블럭(120)이 생길 수 있고, 전자부품(11)의 높이가 높은 경우에는 방열블럭(120)이 전자부품(11)에 간섭되거나 전자부품(11)에 무리한 힘을 가하게 되어 전자부품(11)에 손상을 줄 수 있다.
이에 전자부품(11)의 높이에 맞춰 길이가 각각 다른 방열블럭(120)을 베이스 플레이트(110)의 결합홈(111)에 결합할 수 있고, 이를 통해 각각의 방열블럭(120)이 전자부품(11)에 무리한 힘을 가하지 않으면서 각 전자부품(11)에 접촉될 수 있다. 이에 따라 방열블럭(120)과 베이스 플레이트(110)에 열전달이 잘 이루어져 방열블럭(120)과 베이스 플레이트(110)를 통한 방열이 효과적으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 방열블럭(120)과 베이스 플레이트(110)는 열전도성 실리콘 접착제를 통해 접합될 수 있으며, 방열블럭(120)의 조립시에 대략적인 높이(또는 길이)들만을 측정하여 방열블럭(120)을 결합홈(111)에 삽입하고 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 사이에 상기 열전도성 실리콘 접착제를 충진한 후에 베이스 플레이트(110)의 제1 면이 회로 기판(10)을 향하도록 베이스 플레이트(110)를 회로 기판(10)에 대향하여 배치함으로써, 방열블럭(120)의 타측부를 전자부품(11)에 접촉시킬 수 있다. 이때, 조립공차 등의 상기 공정 오차가 발생하더라도 상기 열전도성 실리콘 접착제에 의해 방열블럭(120)의 돌출 높이가 조절되어 알맞은 높이에 방열블럭(120)이 위치할 수 있고, 방열블럭(120) 및/또는 열전도 패드(130)와 전자부품(11)이 밀착될 수 있으며, 일정 시간이 지나게 되면, 상기 열전도성 실리콘 접착제가 굳어 그 위치에 방열블럭(120)이 단단히 고정될 수 있다. 그리고 상기 열전도성 실리콘 접착제가 방열블럭(120)의 일측부와 결합홈(111)의 사이를 빈틈없이 메워 방열 효율을 극대화할 수 있다.
본 발명의 방열 시스템 구성방법은 적어도 일측이 개방된 하우징(160)에 회로 기판(10)을 수용하는 과정(S50); 및 하우징(160)과 베이스 플레이트(110)를 체결하는 과정(S400);을 더 포함할 수 있다.
적어도 일측이 개방된 하우징(160)에 회로 기판(10)을 수용할 수 있다(S50). 여기서, 상기 기판(10)을 수용하는 과정(S50)은 상기 베이스 플레이트(110)를 마련하는 과정(S100) 이전에 수행될 수도 있고, 상기 베이스 플레이트(110)를 마련하는 과정(S100) 이후에 수행될 수도 있다. 하우징(160)은 회로 기판(10)이 수용되는 내부 공간을 가질 수 있으며, 회로 기판(10)은 하우징(160)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 하우징(160)의 내부 공간에 회로 기판(10)을 수용하는 경우에는 외부의 진동 및 수분과 같은 회로 기판(10)에 영향을 주는 요인으로부터 회로 기판(10)을 보호할 수 있다.
그리고 하우징(160)과 베이스 플레이트(110)를 체결할 수 있다(S400). 베이스 플레이트(110)는 하우징(160)의 커버일 수 있고, 베이스 플레이트(110)가 개방된 하우징(160)의 일측에 체결되어 하우징(160)의 일측을 폐쇄할 수 있다. 상기 회로 기판(10)에 대향하여 배치하는 과정(S300)은 하우징(160)과 베이스 플레이트(110)를 체결하기 위해 수행될 수 있고, 상기 체결하는 과정(S400) 이전에 수행될 수 있다. 그리고 베이스 플레이트(110)를 회로 기판(10)에 대향하여 배치하면서 상기 전자부품(11)에 접촉시키는 과정(S350)과 상기 돌출 높이를 조정하는 과정(S360)을 수행할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 회로 기판에 대향하여 제공되는 베이스 플레이트의 제1 면에 방열블럭을 조립하여 회로 기판에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다. 즉, 방열블럭을 통해 열전달 등의 방열을 수행하는 부분이 회로 기판에 가까워질 수 있으며, 이에 따라 회로 기판에서 발생되는 열이 베이스 플레이트에 잘 전달될 수 있고, 베이스 플레이트의 표면에서 공기와 접촉하여 효과적으로 방열될 수 있다. 또한, 베이스 플레이트의 제1 면에 복수의 결합홈을 형성하여 선택적으로 방열블럭을 결합함으로써, 회로 기판의 형상이나 회로 기판에 실장되는 전자부품의 구성에 따라 대응하여 방열블럭을 조립할 수 있고, 높은 호환성을 가질 수 있다. 이에 따라 회로 기판의 형상이나 전자부품의 구성에 맞추어 방열 구조물을 각각 별도로 제작하지 않을 수 있다. 그리고 방열블럭의 타측에 제공되는 열전도 패드를 통해 회로 기판에 실장된 전자부품에 무리한 힘을 가하지 않으면서 밀착될 수 있고, 이에 따라 보다 효과적으로 전자부품에서 발생되는 열을 방열시킬 수 있다. 한편, 복수의 길이를 갖는 복수개로 방열블럭을 구성하여 전자부품의 높이에 따라 알맞은 길이를 선택하여 사용할 수 있고, 이를 통해 전자부품의 높이에 따른 방열블럭의 조립이 용이해질 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 회로 기판 11 : 전자부품
100 : 방열 구조물 110 : 베이스 플레이트
111 : 결합홈 120 : 방열블럭
121 : 볼록부 130 : 열전도 패드
140 : 열전도성 충진제 150 : 방열핀
160 : 하우징

Claims (15)

  1. 회로 기판에 대향하여 제공되는 베이스 플레이트; 및
    상기 회로 기판을 향하는 상기 베이스 플레이트의 제1 면에 조립되는 적어도 하나의 방열블럭;을 포함하는 방열 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 제1 면에는 복수의 결합홈이 형성되고,
    상기 방열블럭은 상기 결합홈에 삽입되는 일측부와 상기 회로 기판을 향하여 상기 베이스 플레이트의 제1 면에서 돌출되는 타측부를 가지며, 상기 복수의 결합홈에 선택적으로 결합되는 방열 구조물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 결합홈은 2차원적으로 배열되며,
    상기 회로 기판에는 적어도 하나의 전자부품이 실장되고,
    상기 방열블럭은 상기 복수의 결합홈 중 상기 전자부품의 위치에 대응되는 결합홈에 결합되는 방열 구조물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 방열블럭의 타측부 중 적어도 일부에 제공되며, 상기 전자부품에 접촉되는 열전도 패드;를 더 포함하는 방열 구조물.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 방열블럭은 복수개로 구성되며, 길이에 따라 둘 이상의 종류로 구분되고,
    상기 대응되는 결합홈에는 상기 전자부품의 높이에 따라 선택된 종류의 방열블럭이 결합되는 방열 구조물.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 방열블럭의 일측부와 상기 결합홈의 사이에 제공되는 열전도성 충진제;를 더 포함하는 방열 구조물.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 방열블럭의 일측부 측벽에는 상기 일측부의 둘레를 따라 제1 요철구조가 형성되고,
    상기 결합홈의 내측면에는 상기 제1 요철구조에 대응되는 제2 요철구조가 형성되는 방열 구조물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 요철구조는 일정 간격으로 형성되는 방열 구조물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 면과 대향하는 상기 베이스 플레이트의 제2 면에 돌출되어 형성되는 복수의 방열핀;을 더 포함하는 방열 구조물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 플레이트 및 상기 방열블럭은 열전도성 고분자 소재로 이루어진 방열 구조물.
  11. 제1 면에 복수의 결합홈이 형성된 베이스 플레이트를 마련하는 과정;
    상기 베이스 플레이트의 제1 면에 적어도 하나의 방열블럭을 조립하는 과정; 및
    상기 베이스 플레이트의 제1 면이 회로 기판을 향하도록 상기 베이스 플레이트를 상기 회로 기판에 대향하여 배치하는 과정;을 포함하는 방열 시스템 구성방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 결합홈은 2차원적으로 배열되며,
    상기 회로 기판에는 적어도 하나의 전자부품이 실장되고,
    상기 방열블럭을 조립하는 과정은 상기 전자부품의 위치에 따라 상기 복수의 결합홈에 선택적으로 상기 방열블럭을 결합하는 과정을 포함하는 방열 시스템 구성방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 방열블럭을 조립하는 과정은,
    상기 복수의 결합홈 중 상기 전자부품의 위치에 대응되는 결합홈의 적어도 일부에 열전도성 충진제를 충진하는 과정; 및
    상기 방열블럭의 일측부를 상기 대응되는 결합홈에 삽입하는 과정을 더 포함하는 방열 시스템 구성방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 방열블럭의 타측부를 상기 전자부품에 접촉시키는 과정; 및
    상기 방열블럭의 돌출 높이를 조정하는 과정;을 더 포함하는 방열 시스템 구성방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 방열블럭은 복수개로 구성되며, 길이에 따라 둘 이상의 종류로 구분되고,
    상기 방열블럭을 조립하는 과정은,
    상기 전자부품의 높이를 측정하는 과정; 및
    상기 전자부품의 높이에 따라 방열블럭의 종류를 선택하는 과정을 포함하는 방열 시스템 구성방법.
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