KR20200142264A - 방열부재를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
방열부재를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리가 제공된다. 본 발명에 따른 방열부재를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리는 일면에 적어도 하나 이상의 발열소자가 실장되는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 일면을 덮으면서, 상기 일면에 실장된 발열소자와 직접적으로 접촉되어 상기 발열소자에서 발생되는 열을 전도 받아, 이를 외부로 방출하는 방열부재;를 포함하여, 상기 발열소자 접촉부로부터 전도된 열을 외측 표면을 통하여 외부로 방출한다. 이에 의하면, 방열부재가 소자와 직접적으로 접촉되어 열전달 경로 중에 거치는 계면을 최소화 할 수 있어 열전달 효율이 극대화 되므로 방열성능이 향상될 수 있다.
Description
본 발명은 인쇄회로기판에 실장되는 방열부재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄회로기판에 실장되는 소자의 발열을 직접적으로 전도 받아 방열하는 방열부재를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리에 관한 것이다.
최근 휴대폰이나 타블렛, 또는 노트북 및 컴퓨터 등의 전자제품의 사용이 증대되고 있으며, 갈수록 성능이 고도화 되고 있다.
이러한 고도화 현상은 탑재되는 칩의 소자 성능에 의존하며, 때문에 이러한 칩 또한 급진적으로 고직접화, 고성능화 되고 있으며, 그에 따라 소자에서 발생되는 열 또한 대폭으로 증가하고 있다.
이는 비단 AP 또는 CPU등의 연산처리장치 외에도 다른 칩 또한 고직접화가 진행되는 추세이며, 그에 따라 발열이 점차 증대하고 있으며, 과도하게 발열되는 경우, 소자의 신뢰성 및 수명에 영향을 미치게 되어 이를 해결하기 위한 방열대책의 중요성이 증대하고 있다.
특히나, 핸드폰이나 타블렛 등의 소형화가 중요한 휴대기기는 그 크기에 제약이 있어, 방열을 위한 공간이 충분하지 아니하므로, 다른 기기에 비하여 방열의 중요성이 더욱 부각된다.
한편, 일반적으로 소자 등은 인쇄회로기판(PCB)에 실장되며, 상기 인쇄회로기판의 소자가 실장된 반대면에 방열부재가 구비된다. 상기 방열부재는 인쇄회로기판의 소자가 실장된 반대면에 부착되는 방열시트, 방열판 등으로 구현된다.
이러한 방열부재는 소자에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위하여 구비되는 것으로서, 그라파이트나 열전도성이 우수한 금속 등의 재질이 사용된다.
그러나 이러한 방열부재가 인쇄회로기판의 소자가 실장된 면의 반대면에 구비됨으로써, 소자에서 발생된 열이 인쇄회로기판을 거쳐 방열부재로 전도되어 방열되는 열전달경로를 거치게 된다.
그런데, 소자에서 발생된 열이 방열부재로 전도되는 과정에서 인쇄회로기판을 거치게 됨으로써 소자와 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판과 방열부재 등의 복수의 열전달 계면을 거치게 된다.
따라서, 열전달경로상에 계면을 복수회 거치게 되면서 열전달 효율이 하락하게 되며, 그에 따라 소자의 방열에 어려움을 겪게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 인쇄회로기판의 소자에 직접적으로 접촉되어 열전달 경로 중에 거치는 계면을 최소화 함으로써 방열성능을 높일 수 있는 방열부재를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 일면에 적어도 하나 이상의 발열소자가 실장되는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 일면을 덮으면서, 상기 일면에 실장된 발열소자에서 발생되는 열을 전도 받아, 이를 외부로 방출하는 방열부재;를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 방열부재는, 상기 발열소자의 외면과 직접적으로 접촉되어 상기 발열소자에서 발생되는 열을 전도 받는 발열소자 접촉부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발열소자 접촉부는, 상기 인쇄회로기판의 일면에 실장된 발열소자 각각을 개별적으로 수용하며, 상기 발열소자의 일면으로부터 돌출된 부분이 수용되도록, 상기 발열소자의 형태 및 크기에 대응하는 형태 및 크기의 홈으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판은 상기 일면에 실장된 적어도 하나 이상의 비발열소자를 포함하고, 상기 일면에 실장된 하나 이상의 비발열소자의 상기 인쇄회로기판으로부터 돌출된 부분을 수용하도록, 상기 방열부재는 상기 인쇄회로기판의 일면과 마주보는 면에 인입 형성된 홈 형태로 형성되는 비발열소자 수용부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열부재는, 흑연, 금속 및 방열 플라스틱 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 방열부재와 발열소자와의 사이에는 열전달물질이 개재될 수 있다.
또한, 상기 방열부재는 상기 열전달물질을 매개로 상기 인쇄회로기판과 부착될 수 있다.
또한, 상기 방열부재의 표면에 형성되며, 절연성 및 방열성을 가지는 코팅층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열부재는, 방열면적을 증대시키기 위해 표면에 형성되는 홈, 돌기 또는 핀 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 방열부재가 소자와 직접적으로 접촉되어 열전달 경로 중에 거치는 계면을 최소화 할 수 있어 열전달 효율이 극대화 되므로 방열성능이 향상될 수 있다.
또한, 양면 인쇄회로기판에서 회로패턴이 형성되지 아니한 소자가 실장된 면에 방열부재가 구비됨으로써 방열부재에 의한 쇼트 발생의 가능성이 배제될 수 있으며, 그로 인해 방열부재의 재질의 선정이 자유도가 높아질 수 있다.
또한, 발열이 이루어지는 소자 각각에 별도의 방열부재를 붙이지 아니하고, 인쇄회로기판 단위로 방열부재를 붙여 인쇄회로기판에 실장된 발열소자 각각이 방열부재와 한번에 모두 접촉되므로 부품개수가 줄어들고, 작업공수가 줄어들어 재고관리가 용이하고, 제조시간 및 제조단가의 절감을 기대할 수 있으며, 방열부재의 부피 및 질량이 커져 방열성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 종래의 인쇄회로기판의 소자가 실장된 반대편에 방열부재가 페이스트 형태로 도포되거나 필름 형태로 부착되는 경우 기판의 제조가 완료된 후 후가공에 의해 이루어져 생산성에서 불리하며, 현장맞춤으로 도포 또는 부착되는 경우가 많아 정밀도가 떨어지며 불량의 발생 가능성이 높았으나, 본 발명은 인쇄회로기판에 실장되는 소자의 배치형태 및 크기에 따라 미리 제작된 방열부재를 결합 또는 부착시키는 형태이므로 기판의 제조공정 중에 자동화 시키기 용이하므로 생산성이 향상될 수 있고, 정밀도가 높아져 불량 발생의 가능성이 줄어들 수 있다.
또한, 부착되는 방열부재가 인쇄회로기판에 실장된 소자의 돌출된 부분의 상면 및 측면과 모두 연접될 수 있어 발열원과 접하는 표면적이 증대되므로 열전달 효율이 극대화 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 어셈블리를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 분리도,
도 3은 도 2에서 방열부재의 저면이 나타나도록 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 단면도,
도 5는 도 4의 분리도,
도 6은 도 4의 방열부재와 발열소자의 접촉부분을 확대하여 도시한 단면도, 그리고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 방열부재가 인쇄회로기판에 장착된 모습을 도시한 단면도 이다.
도 2는 도 1의 분리도,
도 3은 도 2에서 방열부재의 저면이 나타나도록 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 단면도,
도 5는 도 4의 분리도,
도 6은 도 4의 방열부재와 발열소자의 접촉부분을 확대하여 도시한 단면도, 그리고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 방열부재가 인쇄회로기판에 장착된 모습을 도시한 단면도 이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 어셈블리는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(10) 및 방열부재(100)를 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(10)은 일면(11)에 소자가 실장되며, 상기 소자가 실장된 면의 반대면인 타면(12)에 회로패턴(20)이 형성된 양면 인쇄회로기판(10, PCB: Printed Circuit Board)일 수 있다. 이러한 양면 인쇄회로기판(10)은 휘어짐이 자유로운 연질의 연성회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)일 수 있거나 또는 일반적인 경질의 인쇄회로기판일 수 있다. 상기한 연성회로기판은 휘어지는 목적 이외에도 제품의 경량화 및 소형화, 박형화를 목적으로 적용될 수도 있다.
이러한 인쇄회로기판(10)에는 여러 가지 소자가 실장되는데, 그 중에는 작동 중 발열이 심하게 일어나 정상적인 작동을 보장하기 위해서는 방열 내지는 냉각이 필요한 소자도 실장될 수 있다. 이러한 소자를 발열소자(32)라 칭하기로 한다.
본 실시예에서, 상기한 발열소자(32)의 예로는, AP, MCU 또는 IC 등 고집적 반도체 등을 예로 들어 설명하기로 하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 아니하며, 인쇄회로기판(10)에 실장되며 정상적인 작동을 위해서 방열이 필요한 소자라면 어느 것이든지 해당될 수 있다.
또한, 이와는 반대로 작동 중에 발열이 심하지 않거나, 다소 발열된다고 하여도 작동과는 무관한 소자를 비발열소자(34)라 칭하기로 한다. 이러한 비발열소자(34)의 예로는 저항, 콘덴서나 트랜지스터 등이 있다.
상기 발열소자(32)와 비발열소자(34)는 설계된 바에 따라 상기 인쇄회로기판(10)상에 서로 이격되거나 또는 군집을 이루도록 배치될 수 있다.
그리고, 상기 방열부재(100)는 상기 인쇄회로기판(10)의 소자가 실장되는 일면(11)을 덮도록 배치될 수 있다.
이 때, 상기 방열부재(100)는 상기 일면(11)에 실장된 발열소자(32) 에서 발생되는 열을 전달받아 외기 등의 외부로 방열함으로써 상기 발열소자(32)의 온도를 낮춰주는 구성요소일 수 있다. 물론, 상기 방열부재(100)가 열을 방출하는 대상은 외기뿐만 아니라 유체 등의 다른 냉각매체일 수도 있다.
상기와 같은 방열부재(100)는 알루미늄이나 구리 등의 열전도성이 우수한 금속재질 또는 그라파이트, 방열 플라스틱 등의 열전도성이 우수하며 자기형체를 유지할 수 있을 정도의 강성을 가진 알려진 재질로 형성될 수 있다.
한편, 인쇄회로기판(10)에 실장된 발열소자(32) 및 비발열소자(34)들은 그 작동 중에 전자방해잡음(EMI)이 방사될 수 있는데, 상기 방열부재(100)가 금속재질로 이루어지게 되면 상기 전자방해잡음의 차폐가 가능하여 발열소자(32) 및 비발열소자(34)의 안정적인 작동에 도움을 줄 수 있다.
이 때, 상기 방열부재(100)는 결합되는 인쇄회로기판(10)의 크기와 유사하도록 형성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 방열부재(100)는 상기 인쇄회로기판(10)의 일면(11)의 대부분 영역을 덮도록 형성되는 것을 예로 들어 설명하기로 하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 인쇄회로기판(10)에 접속되는 여러 가지 선들의 커넥터 부분 또는 외부 연결단자나 별도의 부품이 장착되도록 배려된 슬롯의 영역 등은 덮지 않도록 개방될 수도 있으며, 필요에 따라 상기 일면(11)의 일부 영역이 외부로 노출되어 개방되도록 형성될 수도 있을 것이다.
상기한 방열부재(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 발열소자 접촉부(110) 및 비발열소자 수용부(120)를 포함할 수 있다.
상기 발열소자 접촉부(110)는 상기 방열부재(100)가 일면(11)을 덮으면서 배치될 때, 상기 일면(11)에 실장된 발열소자(32)와 접촉되어 상기 발열소자(32)에서 발생되는 열을 전도 받도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 비발열소자 수용부(120)는 상기 방열부재(100)가 일면(11)을 덮으면서 배치될 때, 상기 일면(11)에 실장된 비발열소자(34)를 수용하도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 발열소자(32) 및 비발열소자(34)가 일면(11)에 실장되면, 그 측면 및 상면이 상기 인쇄회로기판(10)의 일면(11)으로부터 돌출되는데, 이 때, 상기 발열소자 접촉부(110)는 상기 발열소자(32)의 일면(11)으로부터 돌출된 부분을 수용하면서, 상기 발열소자(32)의 외면과 직접적으로 접촉되도록, 상기 인쇄회로기판(10)의 일면(11)과 마주보는 면이 인입 형성된 홈의 형태로 형성될 수 있다.상기 발열소자(32) 및 비발열소자(34)가 인쇄회로기판(10)에 실장되면 측면 및 상면은 인쇄회로기판(10)의 일면(11)으로부터 돌출되는데, 이 때 상기 발열소자 접촉부(110)는 상기 발열소자(32)의 인쇄회로기판(10)으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 형성될 수 있다.
이를 위하여, 상기 발열소자 접촉부(110)는 상기 방열부재(100)의 상기 인쇄회로기판(10)의 일면(11)과 마주보는 면의 상기 발열소자(32)와 대응되는 부분이 인입형성된 홈의 형태로 이루어질 수 있으며, 이러한 발열소자 접촉부(110)는 상기 발열소자(32)의 돌출된 부분인 측면 및 상면의 형태 및 크기에 대응하는 형태 및 크기로 형성될 수 있다.
일반적으로 발열소자(32) 및 비발열소자(34)의 형태가 직육면체 또는 정육면체 등의 육면체인 것이 대부분이므로 상기 발열소자 접촉부(110) 또한 육면체의 홈을 형성할 수 있으나, 발열소자(32)가 원통형 또는 다각형의 형태를 취할 경우 상기 발열소자 접촉부(110) 또한 이에 대응되는 원통형 또는 다각형의 홈의 형태를 취할 수 있다. 또한, 각각의 발열소자(32)의 높이 또한 다를 수 있으며, 상기 발열소자 접촉부(110)의 홈은 수용되는 발열소자(32)의 높이에 따라 대응되는 깊이의 홈으로 형성될 수도 있을 것이다.
또한, 상기 발열소자 접촉부(110)는 상기 인쇄회로기판(10)에 실장된 발열소자(32)의 인쇄회로기판(10)으로부터 돌출된 측면 및 상면과 모두 연접되도록 형성될 수 있고, 그에 따라 열전달이 이루어지는 면적을 극대화 할 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판(10)의 일면(11)에 발열소자(32)가 복수개 실장된 경우, 상기 복수개의 발열소자(32) 각각을 개별적으로 수용하도록 복수개의 홈으로 형성될 수 있다.
물론, 상기 발열소자(32)들이 극히 인접하여 배치되어 하나의 발열소자(32)만 단독으로 수용하도록 홈을 형성하기 곤란한 경우에는 인접한 발열소자(32)들을 한번에 수용하도록 디자인될 수도 있을 것이다.
물론, 상기 발열소자 접촉부(110)는 반드시 홈의 형태로 형성될 필요는 없으며, 평면 또는 돌출된 형태로 형성되어 상기 발열소자(32)와 접촉될 수도 있다.
한편, 상기 비발열소자 수용부(120)는, 상기 인쇄회로기판(10)의 일면(11)에 실장된 비발열소자(34)의 상기 인쇄회로기판(10)의 일면(11)으로부터 돌출된 부분을 수용하도록 상기 인쇄회로기판(10)의 일면(11)과 마주보는 면에 인입형성된 홈의 형태로 형성될 수도 있다. 물론, 반드시 홈의 형태로 형성될 필요는 없으며, 평면 또는 돌출된 형태로 형성될 수도 있을 것이다.
이 때, 상기 비발열소자(34)는 굳이 상기 방열부재(100)로 열을 전도할 필요가 없으므로, 상기 비발열소자 수용부(120)는 상기 비발열소자(34)와 반드시 접촉할 필요는 없다. 따라서, 조립성 등을 감안하여 상기 비발열소자 수용부(120)는 상기 비발열소자(34)와 간격을 이루도록 형성될 수도 있다. 물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 상기 비발열소자(34)와 밀착되도록 형성되는 것도 가능하다.
또한, 전술한 발열소자 접촉부(110)와는 다르게, 상기 비발열소자 수용부(120)는 반드시 상기 비발열소자(34) 각각을 개별적으로 수용할 필요는 없다.
따라서, 상기 비발열소자(34)가 모여 배치된 경우 상기 비발열소자 수용부(120)는 인근에 배치된 비발열소자(34)를 한번에 수용하도록 그 크기와 형태가 정해질 수 있다. 물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요한 경우 또는 부득이한 경우 상기 비발열소자(34)를 개별적으로 수용하도록 형성될 수도 있을 것이다.
한편, 상기 방열부재(100)의 인쇄회로기판(10)의 일면(11)과 마주보는 면은 상기 인쇄회로기판(10)과는 접촉되지 않도록 이격될 수 있다. 이러한 이격된 틈을 통하여 상기 방열부재(100)와 인쇄회로기판(10) 사이에 전기적 절연을 이룰 수 있어, 혹시 발생할지도 모르는 인쇄회로기판(10)과의 사이에 쇼트를 방지할 수 있다.
물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 방열부재(100)의 장착 또는 지지 등의 필요성이 있을 경우에는 상기 방열부재(100)가 상기 인쇄회로기판(10)과 접할 수도 있을 것이다.
또한, 본 실시예의 설명에서는 상기 방열부재(100)는 전체가 동일한 재질로 일체로 형성되는 것을 예로 들어 설명하나, 필요에 따라 하나 이상의 개별품으로 제조된 후 결합 또는 부착 등의 방법으로 조립되어 하나의 방열부재(100)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 방열부재(100)가 개별품으로 제조된 후 결합되는 경우, 각 개별품의 재질은 서로 다를 수도 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 방열부재(100)의 표면에는 전기절연을 이루며 열 전달성을 향상시키는 코팅층(160)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 코팅층(160)을 통해 혹시 발생할지도 모르는 쇼트발생 가능성을 배제시킬 수 있으며, 발열소자(32)에서 발생된 열이 원활하게 외부로 방출될 수 있다.
본 실시예의 설명에서, 상기 코팅층(160)은 방열부재(100)의 표면에 균일하게 형성되는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 방열부재(100)의 어느 일 측면 측에 열이 가해지면 안되는 부품이 위치된 경우, 상기 방열부재(100)의 해당측면에는 열 전달성 코팅 대신 열차폐 코팅이 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 발열부재의 열에 의해 지나치게 가열된 방열부재(100)의 열이 비발열소자(34) 측으로 방사되는 것을 차단하기 위하여, 상기 비발열소자 수용부(120)의 내측면에 열차폐 코팅이 이루어질 수도 있다. 물론, 이러한 사항은 필수적인 것은 아니며, 실 제품의 특성에 따라 삭제하거나 부가할 수 있을 것이다.
상기 코팅층(160)은 전기 절연성과 열 전달성을 모두 갖춘 절연성 방열필러가 포함된 성분으로 이루어질 수 있다. 이러한 예로서, 상기 코팅층(160)은 방열성 및 절연성을 동시에 갖도록 고분자매트릭스에 분산되는 절연성 방열필러를 포함할 수 있다.
구체적인 일례로써, 상기 고분자매트릭스는 공지된 열가소성 고분자화합물일 수 있고, 상기 열가소성 고분자화합물은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리케톤, 액정고분자, 폴리올레핀, 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI) 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 화합물, 또는 2종 이상의 혼합물 또는 코폴리머일 수 있다.
또한, 상기 절연성 방열필러는 절연성 및 방열성을 동시에 가지는 것이라면 제한 없이 모두 사용될 수 있다. 구체적인 일례로써, 상기 절연성 방열필러는 산화마그네슘, 이산화티타늄, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소, 산화알루미늄, 실리카, 산화아연, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 산화베릴륨, 실리콘카바이드 및 산화망간으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
더불어, 상기 절연성 방열필러는 다공질이거나 비다공질일 수 있으며, 카본계, 금속 등의 공지된 전도성 방열필러를 코어로 하고 절연성 성분이 상기 코어를 둘러싸는 코어쉘 타입의 필러일 수도 있다.
더하여, 상기 절연성 방열필러는 젖음성 등을 향상시켜 고분자매트릭스와의 계면 접합력을 향상시킬 수 있도록 표면이 실란기, 아미노기, 아민기, 히드록시기, 카르복실기 등의 관능기로 개질된 것일 수도 있다.
그러나 본 발명에 사용될 수 있는 절연성 및 방열성을 갖는 코팅층(160)은 이에 한정하는 것은 아니며 절연성과 방열성을 동시에 갖는 재질이라면 제한 없이 모두 사용될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 발열소자 접촉부(110)와 발열소자(32)의 사이에는 열전달 물질(130)이 개제될 수 있다.
상기 발열소자 접촉부(110)의 내측면 표면 및 발열소자(32)의 표면은 별도의 경면 가공을 거치지 아니하므로 겉보기에는 평평하다고 하더라도 확대하여 보면 작은 요철이 무수히 많이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다. 이러한 요철은 상기 발열소자 접촉부(110)와 발열소자(32)의 밀착을 저해시킬 수 있으며, 요철의 사이에 공기층이 형성되어 열전달성이 저해될 수 있다.
따라서, 상기 방열부재(100)와 발열소자(32)의 보다 긴밀한 열적 접촉을 위하여 상기 발열소자 접촉부(110)의 내측면과 발열소자(32)의 사이에 열전달 물질(130)이 개재될 수 있다.
상기 열전달 물질(130)이 상기 발열소자 접촉부(110)의 표면 및 발열소자(32)의 표면의 요철 사이에 충진되어 공극이 발생되지 않도록 함으로써 열전달이 보다 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기 열전달 물질(130)은 서멀 그리스 등의 TIM(Thermal interface material)일 수 있는데, 예를 들어 열전도성 필러가 분산되어 이루어질 수 있다. 이 때 상기 열전도성 필러는 금속필러, 세라믹 피러 및 카본계 피러 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 금속필러는 Al, Ag, Cu, NI, In-Bi-Sn 합금, Sn-In-Zn 합금, Sn-In-Ag 합금, Sn-Ag-Bi 합금, Sn-Bi-Cu-Ag 합금, Sn-Ag-Cu-Sb 합금, Sn-Ag-Cu 합금, Sn-Ag 합금 및 Sn-Ag-Cu-Zn 합금 등의 공지된 금속필러 중 1 종 이상을 포함할 수 있고, 상기 세라믹필러는 AlN, Al2O3, BN, SiC 및 BeO 등의 공지된 세라믹필러 중 1 종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 카본계 필러는 그라파이트(graphite), 탄소나노튜브(carbon nanotube), 탄소섬유(carbon fiber), 다이아몬드 및 그래핀(graphene) 등의 공지된 카본계 필러를 1종 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기 열전달 물질(130)은 상기 방열부재(100)와 상기 발열소자(32)를 부착시키는 역할을 할 수도 있다. 이를 위해, 상기 열전달 물질(130)에 접착력 향상을 위한 접착성 성분이 더 포함될 수 있다.
상기 접착성 성분은 전술한 열전도성 필러의 혼합성이 우수하고 열전도를 크게 방해하지 않으며 열적 내구성이 우수한 공지된 것이 사용될 수 있으며, 예를 들자면 아크릴계, 우레탄계 및 실리콘계 등의 접착성분이 있다.
이를 통해 상기 방열부재(100)가 상기 발열소자(32)에 부착되어 상기 방열부재(100)가 인쇄회로기판(10)에 고정될 수 있다.
물론, 상기 열전달 물질(130)이 반드시 접착성을 가질 필요는 없으며, 도면에 도시하지는 않았지만 상기 방열부재(100)가 상기 인쇄회로기판(10)에 후크나 핀 또는 나사 등의 기계적 결합을 통해 고정될 수도 있을 것이다. 이러한 경우 검사나 수리를 위해 방열부재(100)를 탈거할 때 용이성이 향상될 수도 있다.
따라서, 방열부재(100)가 인쇄회로기판(10)이 아닌 발열소자(32)와 직접적으로 접촉됨으로써 발열소자(32)에서 발생되는 열이 방열부재(100)로 전달되는 경로 중에 거치게 되는 열전달 계면의 경유회수를 최소화 할 수 있어 방열효율을 극대화 시킬 수 있다.
또한, 방열부재(100)가 회로패턴(20)이 형성된 인쇄회로기판(10)이 아닌 발열소자(32)에 접촉되며, 상기 회로패턴(20)과는 접촉되지 아니함으로써 혹시 발생할지도 모를 회로패턴(20)의 쇼트의 가능성을 원천적으로 배제시킬 수 있다.
또한, 인쇄회로기판(10)에 실장된 발열소자(32) 및 비발열소자(34)들은 그 외부가 절연재로 패키징 되어있어 방열부재(100)와 접촉된다고 하여도 쇼트 현상이 발생할 우려가 없다. 물론, 상기 방열부재(100)의 표면에 절연성 코팅이 이루어지므로 쇼트의 발생우려가 더욱 적어질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열부재를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리를 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방열부재를 포함하는 인쇄회로기판의 어셈블리는 도 7에 도시된 바와 같이, 기본적으로 전술한 실시예와 동일하게 인쇄회로기판(10) 및 방열부재(100)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판(10) 및 방열부재(100)는 전술한 실시예의 인쇄회로기판(10) 및 방열부재(100)와 유사한 구조를 가지며, 이와 같이 유사 또는 동일한 부분에 대해서는 전술한 실시예를 참조하며 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 실시예의 방열부재(100)는 원활한 열방출을 위하여 표면적을 증대시키는 구조물을 더 포함할 수 있다.
상기 표면적을 증대시키는 구조물은 표면에 형성되는 홈 또는 돌기 또는 핀(fin) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 홈, 돌기 또는 핀은 어느 일측 수평방향으로 길이방향을 갖도록 형성될 수도 있다.
이 때, 상기 홈, 돌기 또는 핀의 길이방향은 상기 방열부재(100) 주변의 공기흐름방향과 평행한 방향으로 형성되어, 원활한 공기의 흐름을 방해하지 않도록 형성될 수 있다. 물론, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 상기 핀의 배치를 통해 상기 방열부재(100) 주변의 공기흐름방향을 안내할 수도 있을 것이다.
물론, 상기 방열부재(100)의 주변에 열에 민감한 부품이 위치된 경우라면, 해당 부품을 향하는 측면에는 상기 홈 또는 돌기 또는 핀 등이 형성되지 아니할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 인쇄회로기판 11: 일면
12: 타면 20: 회로패턴
32: 발열소자 34: 비발열소자
100: 방열부재 110: 발열소자 접촉부
120: 비발열소자 수용부 130: 열전달 물질
140: 코팅층 152: 홈
154: 돌기 156: 핀
12: 타면 20: 회로패턴
32: 발열소자 34: 비발열소자
100: 방열부재 110: 발열소자 접촉부
120: 비발열소자 수용부 130: 열전달 물질
140: 코팅층 152: 홈
154: 돌기 156: 핀
Claims (9)
- 일면에 적어도 하나 이상의 발열소자가 실장되는 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판의 일면을 덮으면서, 상기 일면에 실장된 발열소자에서 발생되는 열을 전도 받아, 이를 외부로 방출하는 방열부재;를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리. - 제1항에 있어서,
상기 방열부재는,
상기 발열소자의 외면과 직접적으로 접촉되어 상기 발열소자에서 발생되는 열을 전도 받는 발열소자 접촉부;를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리. - 제2항에 있어서,
상기 발열소자 접촉부는,
상기 인쇄회로기판의 일면에 실장된 발열소자 각각을 개별적으로 수용하며,
상기 발열소자의 일면으로부터 돌출된 부분이 수용되도록, 상기 발열소자의 형태 및 크기에 대응하는 형태 및 크기의 홈으로 형성되는 인쇄회로기판 어셈블리. - 제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 상기 일면에 실장된 적어도 하나 이상의 비발열소자를 포함하고,
상기 일면에 실장된 비발열소자의 상기 인쇄회로기판으로부터 돌출된 부분을 수용하도록, 상기 방열부재는 상기 인쇄회로기판의 일면과 마주보는 면에 인입형성된 홈 형태로 형성되는 비발열소자 수용부;를 더 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리. - 제1항에 있어서,
상기 방열부재는,
흑연, 금속 및 방열 플라스틱 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질로 이루어지는 인쇄회로기판 어셈블리. - 제1항에 있어서,
상기 방열부재와 발열소자와의 사이에는 열전달물질이 개재되는 인쇄회로기판 어셈블리. - 제6항에 있어서,
상기 방열부재는 상기 열전달물질을 매개로 상기 인쇄회로기판과 부착되는 인쇄회로기판 어셈블리. - 제1항에 있어서,
상기 방열부재의 표면에 형성되며, 절연성 및 방열성을 가지는 코팅층을 더 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리. - 제1항에 있어서,
상기 방열부재는, 방열면적을 증대시키기 위해 표면에 형성되는 홈, 돌기 또는 핀 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102512417B1 (ko) * | 2022-05-11 | 2023-03-23 | (주) 넥스원이노베이션 | 방열코팅 처리된 판상의 방열판 |
| WO2024019389A1 (ko) * | 2022-07-18 | 2024-01-25 | 삼성전자 주식회사 | 방열구조 및 이를 포함하는 전자 장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050096311A (ko) | 2004-03-30 | 2005-10-06 | 주식회사 영은전자 | 방열용 Solder Resist가 코팅된 인쇄회로기판의 제조방법 |
-
2019
- 2019-06-12 KR KR1020190069299A patent/KR20200142264A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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