KR20210082168A

KR20210082168A - 열방출 조립체 및 통신 모듈

Info

Publication number: KR20210082168A
Application number: KR1020217010058A
Authority: KR
Inventors: 랭 류; 킹 바이; 지앙 뎅
Original assignee: 청두 슈퍼손 커뮤니케이션 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-07-02
Also published as: WO2020073897A1; US20210341692A1; KR102541949B1; CN109041552A

Abstract

본 발명은 열방출 조립체 및 통신 모듈에 관한 것이다. 상기 열방출 조립체는 하우징과 상기 하우징 내측에 배치된 열 발생장치로 구성되되, 상기 하우징에는 열 발생장치의 주변 둘레로 단열 캐비티가 제공되고, 상기 단열 캐비티에는 관통 공이 제공되며, 그리고 상기 하우징에는 관통 공을 통과하여 배치되고 열 발생장치의 열을 하우징으로 유도하도록 형상지어진 열전도 조립체가 제공된다. 본 발명의 열방출 조립체는. 단열 캐비티를 통해서, 고온 하우징으로부터 방출된 열이 하우징 내의 열발생장치로 다시 전도되는 것을 막으며, 열전도 조립체를 통해서 열발생 장치의 열이 열방출을 위한 하우징으로 유도되어 우수하고 안정된 열방출 효과를 확보하고, 열발생장치의 온도 변동을 방지하고, 열발생 장치의 안정된 작동을 확보하고, 안정된 작동 성능을 확보하고, 또한 장치의 사용 수명을 효과적으로 연장한다.

Description

열방출 조립체 및 통신 모듈

본 발명은 전자 장치의 열방출 기술분야, 특히 열방출 조립체 및 통신 모듈에 관한 것이다.

본 발명은 "열방출 조립체 및 통신 모듈"이라는 명칭 하에 2018년 10월 12일 중국 특허청에 출원된 중국 특허출원번호 제201811190225.2호를 우선권으로 주장하며, 여기에 그의 모두가 참조로 결합되었다.

전자 장치는 대개 작동 중에 많은 열을 발생시킨다. 그러나 전자 장치는 작동 온도에 대한 요구 사항이 비교적 높다. 온도가 지나치게 높으면 전자 장치가 비정상적으로 작동하게 되고, 특히 일정한 작동 온도를 요구하는 통신 광학 모듈의 경우 전자 장치의 사용 수명이 단축됩니다. 작동 온도가 높아지면 온도가 올라가면서 광학 모듈의 방출 강도가 낮아지고, 광학 모듈이 방출하는 신호의 파장이 이동한다. 일단 파장 이동이 발생하면, AWG(어레이드 도파관 그레이팅(Arrayed Waveguide Grating))/Demux(디멀티플렉서(demultiplexer))를 통과할 때 광 패킷 신호가 부분적으로 손실되므로, ONU(광학 네트워크 유닛)와 OLT(광학 회선 터미널) 간의 통신 중에 패킷 손실이 발생하여 통신 신뢰성에 심각한 영향을 미치게 된다. 따라서, 광 모듈의 온도를 일정하게 유지하고, 작동 온도의 변동을 방지하며, 광 모듈의 안정적이고 신뢰할 수 있는 작동을 확보하기 위해 우수한 열방출 구조를 채택할 필요가 있다.

현재는 광학모듈과 그 하우징 사이에 직접 열전도 조립체를 배치하고, 열전도 조립체를 통해 광학기기에서 발생하는 열을 하우징으로 전달하여 열을 하우징을 통해 외부로 방출시키는 것이 일반적으로 행해지고 있으며, 그에 의해 광 모듈에서 나오는 열을 방출시키기 위한 목적을 달성하고 있다. 그러나 상기의 열방출 방법은 광학 모듈의 온도 변동을 빈번하게 발생시키고 광학 모듈의 작동 성능에 영향을 미치는 열의 후방 전달 문제를 쉽게 야기할 수 있다.

본 발명의 목적은 방향성 열방출을 달성하고, 외부로 효과적인 열방출을 확보하고, 열이 역류되는 것을 방지함으로써, 장치가 일정한 온도에서 작동하도록 하는 것을 확보하고, 장치가 안정된 작동 상태에 있는 것을 확보할 수 있는 열방출 조립체를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 열방출 조립체를 제공하는 것으로서, 그는 하우징과 상기 하우징 내측에 배치된 열 발생장치로 구성되고, 상기 하우징에는 열 발생장치의 주변 둘레로 단열 캐비티가 제공되고, 상기 단열 캐비티에는 관통 공이 제공되며, 그리고 상기 하우징에는 관통 공을 통과하고 열 발생장치의 열을 하우징으로 유도하도록 형상지어진 열전도 조립체가 제공된다. 본 발명의 열방출 조립체는. 단열 캐비티를 통해서, 고온 하우징으로부터 방출된 열이 하우징 내의 열발생장치로 다시 전도되는 것을 막으며, 열전도 조립체를 통해서 열발생 장치의 열이 열방출을 위한 하우징으로 유도되어 우수하고 안정된 열방출 효과를 확보하고, 따라서 열발생 장치는 상대적으로 낮은 일정한 온도에서 작동할 수 있고, 이에 열발생 장치의 안정된 작동을 확보하고, 안정된 작동 성능을 확보하고, 또한 장치의 사용 수명을 효과적으로 연장한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 열방출 조립체를 이용한 통신 모듈을 추가로 제공하는 것으로, 광학장치 및 회로 기판을 포함하되, 상기 광학장치는 상술한 바와 같은 열방출 조립체에 있는 열발생 장치로서 사용하고, 상기 회로기판은 하우징의 내측에 그리고 상기 단열 캐비티의 외측에 위치되고, 상기 광학장치는 단열 캐비티를 관통하여 통과하는 전기 커넥터에 의해 상기 회로기판에 연결되며, 상기 광학장치는 광신호를 전송하고 수신하도록 형상지어진다.

본 발명의 실시예들에 의해 제공되는 열방출 조립체 및 통신 모듈은 하우징에서 흡수된 열을 열 발생장치로 다시 전도되는 것을 방지함에 따라서, 열방출 조립체가 안정적인 열방출 효과를 갖게 됨으로서, 열방출 조립체를 이용하여 열 발생장치의 온도 변동을 방지할 수 있게 하고, 열 발생장치의 작동 성능의 안정성을 확보하고, 장치의 사용 수명을 연장할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 통해 제공된 열방출 조립체를 보인 개략 구조도.
도 2는 본 발명의 실시예를 통해 제공된 다른 열방출 조립체를 보인 개략 구조도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략 구조도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략 구조도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략 구조도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략 구조도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략적 구조도.
도 8은 본 발명의 실시예에 의해 제공된 열방출 조립체를 이용한 통신 모듈의 개략적 전개구조도.
도 9는 본 발명의 실시예에 의해 제공된 통신 모듈에 대한 개략적 단면구조도.
도 10은 본 발명의 실시예에 의해 제공된 통신 모듈의 열 유동에 대한 개략도.
도 11은 본 발명의 실시예에 의해 제공된 통신 모듈의 단열 캐비티에 대한 개략구조도.

본 발명의 실시예들에 대한 기술적 해결책은 본 발명의 실시예들에 대한 도면들을 참조하여 아래에 명확하고 완전하게 기술될 것이다. 명백하게는, 기술된 실시예들은 본 발명의 모든 실시예들이 아니라 본 발명의 실시예들 중 일부이다. 그 밖에 발명의 노력 없이 본 발명의 실시예들을 바탕으로 하여 통상의 기술을 가진 자에 의해 얻어지는 다른 실시예들은 본 발명의 보호범위에 적용되어야 할 것이다.

열 발생장치를 통해서 발생된 열이 열 전도 조립체의 수단을 통해서 하우징에 도달할 때, 상기 하우징은 열을 흡수하고 온도가 상승하고, 그 다음 열은 하우징으로부터 방출되는 것을 연구를 통해 발견하였다. 상기 하우징이 열을 비방향적으로 분산시키기 때문에, 열은 방사 또는 접촉에 의해 열 발생장치로 다시 전달되는데, 이는 부족한 열방출 효과를 초래하고, 상기 열 발생장치가 비교적 낮은 일정한 온도에서 유지되는 것을 어렵게 하거나 열 발생장치의 안정된 작동 상태를 유지시키는 것을 어렵게 하며, 그것에 의해 열 발생장치의 작동 성능에 영향을 미치게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 적어도 부분적으로 해결하기 위해서, 본 발명의 실시예는 방향성 열방출을 달성하고, 외부로 효과적인 열방출을 확보하고, 열이 역류되는 것을 방지함으로써, 장치가 일정한 온도에서 작동하도록 하는 것을 확보하고, 장치가 안정된 작동 상태에 있는 것을 확보할 수 있는 열방출 조립체를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 통해 제공된 열방출 조립체를 보인 개략 구조도이다. 상기 열방출 조립체는 주로 하우징(1) 및 상기 하우징(1) 내측에 배치된 열 발생장치(2)를 구성한다. 열 전도 조립체는 하우징(1)과 열 발생장치(2) 사이에 배치된다. 상기 열 전도 조립체는, 열 발생장치(2)에 대한 열방출 및 냉각을 실현하기 위해서, 열 발생장치(2)에 의해 발생된 열을 하우징(1)으로 유도하고, 그 다음 큰 면적의 하우징(1)을 이용함으로써 열 발생장치(2)에 의해 발생된 열을 외부로 방출시키고, 그 결과 열 발생장치(2)는 비교적 낮은 일정한 온도에서 작동할 수 있고, 따라서 열 발생장치(2)는 항상 안정적으로 작동할 수 있고 그리고 열 발생장치(2)는 우수한 작동 성능을 가지는 것을 확보한다.

종래 기술에서는, 상기 하우징(1)으로 유도된 열은 하우징(1)의 온도를 상승시키고, 이때 상기 하우징(1)은 열을 방출시키기 위해서 외부 및 열 발생장치(2)를 향하여 열을 방사한다. 즉, 열이 열 발생장치(2)로 다시 이동하고, 결과적으로 열방출 효과가 감소하게 되고, 열 발생장치(2)의 온도가 변동하여 열 발생장치(2)의 작동 안전성에 영향을 미치는 상황이 나타나게 된다.

상기에 언급된 상황을 피하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는, 단열 캐비티(5, heat insulation cavity)이 하우징(1)에 제공되고, 상기 단열 캐비티(5)는 열 발생장치(2)의 주변 둘레에 있게 되며, 상기 단열 캐비티(5)에는 관통공(56)이 제공되고, 열 전도 조립체의 일단부는 관통공(56)을 통해서 열 발생장치(2)로 열 전도하는 상태로 되고, 열 전도 조립체의 타단부는 하우징(1)으로 열 전도하는 상태로 되며, 그리고 열 전도 조립체는 열을 방출하기 위해서 열 발생장치(2)의 열을 하우징(1)으로 전도한다.

상기 열 발생장치(2)가 비교적 낮은 일정 온도에서 작동하도록 효율적인 열방출 성능을 확보하기 위해서, 열 전도 조립체는 주로 열전 냉각기(TEC, thermoelectric cooler)를 구성하고, 열전 냉각기(3)의 냉간 단부(31)는 열 발생장치(2)로 열 전도하는 상태로 되고, 열전 냉각기(3)의 열간 단부(32)는 하우징(1)으로 열 전도하는 상태로 된다. 상기 열전 냉각기(TEC)는 반도체의 열전 효과를 이용하여 냉각 에너지를 생산하는 장치이다. 상기 열전 냉각기의 전원이 켜지면 상부 접점 부근에서 전자-홀 쌍(electron-hole pairs)이 생성되어 내부 에너지가 감소하고 온도가 감소되는 결과를 얻고, 따라서 상부 접촉은 외부로부터의 열을 흡수하고 냉간 단부(31)로 불리며, 상부 접촉의 반대쪽 타단부는 전자-홀 쌍의 재조합으로 인해 내부 에너지가 증가하고 온도가 증가하며, 이 단부는 열을 주변으로 분산시켜 열간 단부(32)로 불린다. 상기 열전 냉각기(3)는 소음이 없고, 진동이 없고, 냉매가 필요 없고, 소형이며, 경량인 특징을 가지며, 그리고 운전이 안정적이고, 조작이 간편하고, 냉각 용량 조절이 용이하며, 공간이 협소한 경우에 적합하다.

열전도 효율을 개선하기 위한 열저항을 감소시키기 위해서, 상기 열전도 조립체는 열전 냉각기(3)와 열 발생장치(2) 사이에 배치된 열전도체(4)가 추가로 구성될 수 있고, 상기 열전도체(4)의 일측은 열 발생장치(2)에 부착되고, 열전도체(4)의 타측은 열전 냉각기(3)의 냉간 단부(31)에 부착된다. 이러한 방식에서, 열 발생장치(2)와 열전 냉각기(3) 사이의 열 전달 효율은 개선될 수 있다.

선택적으로, 열 발생장치(2)에 부착된 열 전도체(4) 측은 열 발생장치(2)의 표면과 동일한 형상을 가진 표면으로 추정되며 접촉 면적을 효과적으로 증가시킬 수 있고, 따라서 열 전도체(4)는 열 발생장치(2)에 의해 발생된 열이 열전 냉각기(3)의 냉간 단부(31)로 충분히 전도될 수 있으며, 그에 의해 열방출 효율이 개선되고, 열 발생장치(2)의 안정된 작동 온도를 확보하게 되며, 그리고 열 발생장치(2)의 안정된 작동 성능을 확보하게 된다.

또한, 열전도 인터페이스 재료로 만들어진 열전도 필러 층은 열전도체(4)와 열 발생장치(2)의 접촉면 사이에, 열전도체(4)와 열전 냉각기(3)의 접촉면 사이에, 열전 냉각기(3)와 하우징(1)의 접촉면 사이에 채워지게 되고, 각 접촉 표면의 접촉 면적을 증가시키고, 열 저항성을 감소시키며, 열전도 효율을 개선함으로써 열방출 효과를 개선한다.

도 2는 본 발명의 실시예를 통해 제공된 다른 열방출 조립체를 보인 개략 구조도이다. 상기의 열방출 조립체는, 단열 캐비티(5)의 내벽이 열 발생장치(2)의 표면에 부착됨에 따라서, 단열 캐비티(5)와 열 발생장치(2)가 기본적으으로 그 사이에 틈이 없도록 더욱 소형화되고, 그에 의해 열 발생장치(2)에서 발생하는 열이 단열 캐비티(5)와 열 발생장치(2) 사이의 공간에 분산되어 축적되는 것을 방지할 수 있다는 점에서 도 1에 나타낸 열방출 조립체와는 다르다. 이러한 방법에 있어서, 열전도 조립체 수잔에 의해 열 발생장치(2)에서 발생하는 열이 단열 캐비티(5)의 관통공(56)을 통해 외부로 보다 효율적으로 전달될 수 있어 열방출 효과가 향상될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략 구조도이며, 이는 단열 캐비티(5)가 분리가능한 복수 개의 서브 캐비티(51)를 결합하여 단열 캐비티(5)가 조립 및 분해에 대하여 보다 편리하도록 구성되고 서브 캐비티(51)의 구조가 단순하여 제조가 쉽고 비용이 저렴한다는 점에서 상기에 설명된 열방출 조립체와는 다르다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략 구조도로서, 상기 단열 캐비티(5)가 내층이 열 발생장치(2)의 표면에 부착된 열전도 캐비티층(52)이고 외층은 단열 캐비티층(53)인 이중 층 구조로 제공된다는 점에서 상기에 설명된 열방출 조립체와는 다르다. 상기 열전도 캐비티층(52)은 열전도 조립체와 함께 열전도 상태에 있게 되고, 따라서 열전도 캐비티층(52)에 의해 흡수된 열은 열 발생장치(2)에 부착되어짐으로 인해 열전도 조립체를 통해서 하우징(1)으로 전도된다. 선택적으로, 상기 열전도 캐비티층(52)은 열전도체(4) 또는 열전 냉각기(3)의 냉간 단부(31)로 열 전도 상태일 수 있으며 그리고 열전도 캐비티층(52)은 열발생장치(2)의 전체 주변 표면과 충분히 접촉함으로써, 열교환 면적을 효과적으로 증가시키고, 열전도 효율을 개선시키며 열 발생장치(2)로부터 나오는 열에 대한 방출 효과를 개선시킨다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략 구조도이며, 이는 하우징(1)이 외층과 내부 벽으로 구성된 이중 층 구조이고, 단열 캐비티(5)가 하우징(1)의 내벽에 부착되는 하우징 단열층에 의해 구성된다는 점에서 상기에 설명한 열방출 조립체와는 다르다. 상기 하우징(1)의 외층은 외부로 열을 방출하도록 구성되며, 하우징(1)의 내벽에 있는 하우징 단열층은 하우징(1)의 열이 하우징(1)의 내부 캐비티 전체로 유입되는 것을 방지한다. 상기 열 발생장치(2) 외에 별도의 구성요소가 하우징(1)에 배치될 수 있고, 하우징(1)의 열은 하우징 단열층 수단에 의해 별도의 구성요소에 전도되지 않도록 하여, 그에 의해 하우징 1의 내부 전체가 하우징(1)에서 방사되는 열에 의해 영향을 받지 않도록 하고 그리고 하우징(1)의 모든 구성요소가 비교적 낮은 일정한 온도에서 작동할 수 있도록 함으로써, 상기 구성요소의 안정적인 작동 성능을 보장하고 구성요소의 사용 수명을 연장한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략 구조도로서, 이는 열 전도체(4)가 열 발생장치(2)의 주변 표면 전체에 부착되어 덮고 있다는 점에서 상기에 설명된 열방출 조립체와는 다르며, 접촉 면적을 효과적으로 증가시킬 수 있고, 열저항을 감소시킬 수 있고, 열전도 효율을 개선시킬 수 있으며, 열 발생장치(2)에 대한 열방출 효과를 개선한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 또 다른 열방출 조립체의 개략적 구조도로서, 이는 열전도체(4)가 열 발생장치(2)의 표면에 부착된 복수 개의 분할 부재(41, split member)를 분리가능하게 결합하여 구성된다는 점에서 상기에 설명된 열방출 조립체와 다르며, 따라서 열전도체(4)는 보다 쉽게 조립 또는 분해할 수 있고, 분할 부재의 구조가 단순하여 제조가 쉽고 비용도 저렴하다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 제공된 열방출 조립체 이용한 통신 모듈을 보여준다. 상기 통신 모듈은 광신호를 수신 및 전송하도록 구성된 광학 장치일 수 있습니다. 광학 장치는 양방향 광학 서브 어셈블리(BOSA), 전송 광학 서브 어셈블리(TOSA), 수신 광학 서브 어셈블리(ROSA) 등이 될 수 있다. 상기 광학 장치는 본 발명의 실시예에서 열 발생 장치(2)로서 기능할 수 있다.

상기 열 발생장치(2)가 광학 장치인 경우에, 하우징(1)은 금속 하우징일 수 있고, 상기 하우징(1)은 상부 하우징 몸체(11)와 하부 하우징 몸체(12)로 구분되며, 상기 열 발생장치(2)로 사용하는 광학 장치와 연결된 회로 기판(6) 또한 하우징(1)에 제공되고, 그리고 상기 광학장치는 전기 커넥터를 통해 회로 기판(6)에 연결된다.

상기 광학장치의 열 발생 부분은 원통형 구조로 되어 있으며, 광학장치에 접촉하고 열을 전도하는 열전도체(4)의 측면이 광학장치의 열 발생부의 표면과 일치하는 아크 형상을 가지고 있어 열전도체(4)와 광학장치 사이의 접촉 면적을 효과적으로 증가시킨다.

또한, 접촉 면적을 더욱 증가시키고 열전도 효율을 개선하며 열방출 효과를 개선하기 위해서, 은 콜로이드(silver colloid)로 구성된 열전도 필러층이 열전도체(4)와 광학장치 사이에 채울질 수 있다. 또한 열전도 필러층은 열전도체(4)의 한쪽을 광학장치에 효과적으로 연결하고 고정하여 운송, 진동 등으로 인한 접촉 불량으로 인해 열방출 효과에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 상기 열전도체(4)의 반대쪽은 열전 냉각기(3)의 냉간단부(31)에 부착된다. 또한 열전도 접착제로 구성된 열전도 필러층은 열전 냉각기(3)의 열전도체(4)와 냉간단부(31) 사이에 채워져 있어 접촉 면적을 높이고 열전도 효율을 개선시키며 적절한 열방출을 학보한다.

선택적으로, 이 실시예에서, 상기 열전도체(4)는 금속 열전도 부재, 예를 들어 구리 열전도 부재일 수 있으며, 이는 열 전도율이 우수하고 제조가 간편하며 비용이 저렴하다.

상기 열전 냉각기(3)의 열간단부(32)는 하우징(1)의 내벽에 대하여 인접해 있고, 열전도 접착제로 구성된 열전도 필러층이 열전 냉각기(3)의 열간 단부(32)와 하우징(1) 사이에 채워져 있음에 따라서, 접촉이 더욱 충분하고 내열성이 감소하며 열 전도 효율이 개선되어 광학 장치에 의해 발생된 열이 열방출을 실현하기 위해 하우징(1)으로 완전히 전도될 수 있는 것을 확보한다. 상기 하우징(1)은 표면적이 넓으며, 복사 및 대류에 의해 외부로 열을 방사할 수 있어 열방출 효과를 개선시킨다.

상기 광학장치에서 하우징(1)의 상부 하우징 몸체(11) 및 하부 하우징 몸체(12)의 표면까지의 거리는 매우 작다. 따라서, 상기 하우징(1)은 접촉이나 방사에 의해 열을 광학장치로 쉽게 전달하여 부족한 열방출을 초래하게 되고, 따라서 광학장치의 온도는 크게 변동하고, 그리고 상기 광학장치는 상대적으로 낮은 일정 온도에서 안정적으로 작동할 수 없어, 그에 의해 파장 이동을 유발하며 통신 신뢰성에 심각한 영향을 미친다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는, 광학장치의 주변부에 단열 캐비티(5)가 제공되며, 그리고 단열 캐비티(5)는 광학장치의 열 발생부를 감싸는 구조로 이루어져서, 고온 하우징(1)이 광학장치로 열을 다시 전달하는 것을 효과적으로 방지한다.

선택적으로, 본 발명의 실시예에서, 상기 단열 캐비티(5)는 전체적으로 직선 원통형 구조를 가지며 광학장치의 원통형 열 발생부의 주변에 둘러져 있으며, 그리고 단열 캐비티(5)에는 열전도체(4)가 통과할 수 있도록 하는 관통 구멍(56)이 제공된다. 상기 단열 캐비티(5)는 단열 상부 캐비티(54)와 단열 하부 캐비티(55)를 결합하여 형성할 수 있으며, 그리고 관통공(56)은 단열 상부 캐비티(54)와 단열 하부 캐비티(55) 사이의 결합 표면에 제공되어 컴팩트한 구조와 편리한 조립 및 분해를 가능하게 한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 광학장치에 의해 발생하는 열은 열전도체(4)로 전도되고 그 열전도체(4)는 열을 차례로 열전 냉각기(3)로 전달하며, 그리고 열전 냉각기(3)는 열을 하우징(1)으로 차례로 전도하여 하우징(1)의 온도가 높아진다. 상기 하우징(1)의 표면적이 넓기 때문에, 고온 하우징(1)은 외부로 열을 방사할 것이고, 그리고 단열 캐비티(5)가 존재하기 때문에 하우징(1)에서 방사된 열은 광학장치로 다시 전달될 수 없으므로 광학장치의 효율적이고 안정적인 열 방사 효과를 확보한다.

상기 실시예에서, 단열 캐비티(5)에는 광학장치만 있을 수 있으며, 회로기판(6)은 단열 캐비티(5)의 외측에 위치한다. 이 경우에서, 상기 광학장치를 회로기판(6)에 연결하도록 구성된 전기 커넥터는 단열 캐비티(5)를 통과한다. 상기 단열 캐비티(5)는 광학장치를 하우징(1), 회로 기판(6) 및 기타 부품으로부터 분리하여 하우징(1) 및 회로 기판(6)의 열이 광학장치로 전도되지 않도록 하여 광학 장치의 효율적인 열방출 및 냉각 효과를 확보하고, 광학장치가 비교적 낮은 일정한 온도에서 작동할 수 있게 하여, 안정적인 작동 성능을 확보하며, 통신 신뢰성을 향상시킨다.

열전도 패드(7)는 회로기판(6)과 하우징(1) 사이에 배치될 수 있다. 상기 열전도 패드(7)의 일 표면은 하우징(1)의 내벽에 부착되고, 열전도 패드(7)의 다른 표면은 회로기판(6)의 열발생 부재에 부착된다. 이러한 방식으로, 상기 회로기판(6)에서 발생된 열은 하우징(1)으로 전도되고, 그 하우징(1)을 통해 방사 및 대류 방식으로 외부로 방출된다.

또한, 상기 하우징(1)의 외부 열방출 효과를 개선하기 위해서, 하우징(1)의 외벽에 열방출 핀(8)을 제공하여 대류 열방출 효과를 높일 수 있다. 이러한 방식으로, 가능한 한 빨리 하우징(1)의 열을 외부로 방출시켜 하우징(1)에 열이 축적되는 것을 방지함으로써 통신 모듈의 정상적인 작동에 영향을 미치게 하는 일이 가능하다.

상기 통신 모듈을 장착할 수 있는 공간이 제한적이기 때문에, 열방출 핀(8)을 수용하는 리세스(recess)가 하우징(1)의 외벽에 제공될 수 있고, 따라서 상기 열방출 핀(8)의 최상부 표면이 하우징(1)의 외면보다 높지 않게 되고, 그에 의해 통신 모듈의 컴팩트한 구조를 확보할 수 있다.

선택적으로, 하우징(1)의 표면은, 하우징(1)의 열 축적에 의한 통신 모듈의 고장을 방지하기 위해 하우징(1)의 열 확산을 가속화하도록 구성된 고배출 방사 코팅(high-emissivity radiation coating)으로 코팅될 수 있다.

상기 실시예에서, 고배출성 방사 코팅은 점보 풀레렌 방사 열방출 분말 층(jumbo fullerene radiation heat dissipation powder layer)일 수 있다. 상기 점보 풀레렌 방사 열방출 분말은 열 방사의 방사율이 매우 높은 기능성 에너지 절약 물질의 일종으로, 열 이용률 개선 및 에너지 절약의 목적을 달성하기 위해서, 열원과 가열 표면 사이 또는 열원과 가열 본체 사이의 방사 열 교환을 강화시키기 위해 사용된다. 또한, 상기 점보 풀레렌 방사 열방출 분말은 열안정성과 화학적 안정성이 우수하고, 점보 풀레렌 방사 열방출 분말과 잉크, 페인트 등을 혼합하여 형성된 코팅재는 금속 또는 세라믹 기판과 고강도 결합을 할 수 있으며, 또한 필름 소재로 준비되어진 후 물체에 부착되는 방식으로 열을 방출할 수 있다. 상기 점보 풀레렌은 닫힌 다층 흑연 구조를 가진 다면체 탄소 클러스터를 가진다. 상기 하우징(1)의 흑연층의 중심부는 완전히 6개의 링으로 구성되고, 그의 코너나 회전부는 5개의 링으로 구성된다. 상기 하우징(1)의 다층 흑연구조는 하우징(1)이 열전도율, 전기전도율, 강도, 화학적 안정성 등이 우수하고, 그리고 전파 대역(full-wave band)에서 0.98의 높은 방사율을 달성할 수 있어 흑연 시트, 구리 호일, 알루미늄 호일 등과 같이 열전도율이 우수한 기판으로 결합하기에 적합하며, 인쇄 잉크, 스프레이 페인트, 접착 테이프(필름), 접착제, 페이스트, 거품 등과 혼합될 수도 있다.

요약하자면, 본 발명의 실시예에 의해 제공된 열방출 조립체와 통신 모듈은 하우징과 열 발생장치 사이에 단열 캐비티를 제공하여, 하우징이 열을 흡수하고 온도 상승을 얻은 후 열을 다시 열 발생장치로 전달하는 경우는 피할 수 있으며, 이는 열방출 조립체의 안정적인 열방출 효과를 확보하고, 따라서 열 싱크(heat sink)를 사용하여 열 발생장치(예를들어, 통신 모듈)의 온도 변동을 방지함으로써 안정적인 작동 성능을 달성하고 열 발생장치의 사용 수명을 연장한다.

상기의 설명은 본 발명에 대한 선택된 실시예들에 불과하다. 선택된 실시예들은 본 발명에 대한 제한으로 간주되어서는 안되며, 그리고 본 발명에 대한 보호 범위는 청구범위에 의해 한정된 범위에 따라야 한다는 점에 유의해야 한다. 통상적인 기술을 가진 자에 대해서, 본 발명의 범주와 범위에서 벗어나지 않고 일부 개선및 변경을 할 수 있으며, 이러한 개선 및 변경 또한 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 본다.

1: 하우징 2: 열 발생장치
3: 열전 냉각기 4: 열 전도체
5: 단열 캐비티 6: 회로기판
7: 열전도 패드 8: 열방출 핀
11: 상부 하우징 몸체 12: 하부 하우징 몸체
31: 냉간 단부 32: 열간 단부
41: 분할 부재
51: 서브 캐비티 53: 단열 캐비티층
54: 단열 상부 캐비티 55: 단열 하부 캐비티
56: 관통공

Claims

하우징과, 상기 하우징 내측에 배치된 열 발생장치로 구성되되, 상기 하우징에는 상기 열 발생장치의 주변 둘레로 단열 캐비티가 제공되고, 상기 단열 캐비티에는 관통 공이 제공되며, 그리고 상기 하우징에는 상기 관통 공을 통과하고 열 발생장치의 열을 하우징으로 유도하도록 형상지어진 열 전도 조립체가 제공되는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 1에 있어서, 상기 단열 캐비티의 내벽은 상기 열 발생장치의 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 1 또는 2에 있어서, 사이 열 발생장치는 상기 단열 캐비티 내에 제공되고, 상기 단열 캐비티는 상기 하우징에 배치된 다른 부품들로부터 상기 열 발생장치를 분리시키는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열 캐비티는 복수 개의 서브 캐비티들을 분리가능하게 결합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 4에 있어서, 상기 단열 캐비티는 서로 맞춰진 단열 상부 캐비티와 단열 하부 캐비티를 구성하고, 상기 단열 상부 캐비티와 상기 단열 하부 캐비티 사이의 결합 표면에 관통 공이 제공되는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열 캐비티는, 상기 열 발생장치의 표면에 부착된 열전도 캐비티 층인 단열 캐비티의 내층과 단열 캐비티 층인 상기 단열 캐비티의 외층으로 이루어진 이중 층 구조이고, 상기 열전도 캐비티 층은 열전도 조립체와 함께 열전도 상태이며 상기 열전도 조립체를 통해 하우징에 열을 전도하도록 형상지어진 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열 캐비티는 상기 하우징의 내벽에 부착된 하우징 열 단열층을 구성하는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열전도 조립체는 열전 냉가기를 포함하고, 상기 열전 냉각기의 냉간 단부는 상기 열 발생장치와 함께 열전도 상태이고, 상기 열전 냉각기의 열간 단부는 상기 하우징과 함께 열전도 상태인 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 8에 있어서, 상기 열전도 조립체는 상기 열전 냉각기와 상기 열 발생장치 사이에 배치된 열 전도체를 추가로 포함하고, 상기 열 전도체의 일측은 상기 열 발생장치에 부착되고, 상기 열 전도체의 타측은 상기 열전 냉각기의 냉간 단부에 부착되는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 9에 있어서, 상기 열 발생장치에 부착된 상기 열 전도체의 측부는 상기 열 발생장치의 표면과 기본적으로 동일한 형상을 가진 구조 표면인 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 9 또는 10에 있어서, 상기 열 전도체는 상기 열 발생장치의 전체 주변 표면에 부착되고 덮는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 9 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도체는 상기 열 발생장치의 표면에 부착된 복수 개의 분할 부재들을 분리가능하게 결합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 9 내지 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도체는 금속 열 전도부재인 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 9 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 열전도 계면 재료로 만들어진 열전도 충진 층은 상기 열 전도체와 상기 열 발생장치 사이에, 상기 열 전도체와 상기 열전 냉각기의 접촉 면들 사이에, 그리고 상기 열전 냉각기와 상기 하우징의 접촉 면들 사이에 충진되는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 14에 있어서, 상기 열 전도체와 상기 열 발생장치 사이의 상기 열전도 충진층은 부착 열전도 계면 재료로 이루어지고, 상기 열 전도체와 상기 열 발생장치는 상기 열전도 충진층에 의해 연결되고 고정되는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 높은 방사율 방사 코팅이 제공된 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 16에 있어서, 상기 높은 방사율 방사 코팅은 점보 풀레렌 방사 열방출 분말 층(jumbo fullerene radiation heat dissipation powder layer)인 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 열방출 핀들이 제공된 외벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
청구항 18에 있어서, 상기 하우징의 외벽에는 하나 이상의 홈들이 제공되고, 상기 열방출 핀들은 하나 이상의 홈들 각각에 수용되고, 상기 열방출 핀들의 최상부 표면은 상기 하우징의 외표면보다 높지 않은 것을 특징으로 하는 열방출 조립체.
광학장치 및 회로 기판을 포함하되, 상기 광학장치는 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항에 따른 열방출 조립체에 있는 열발생 장치로서 사용하고, 상기 회로기판은 상기 하우징의 내측에 그리고 상기 단열 캐비티의 외측에 위치되고, 상기 광학장치는 상기 단열 캐비티를 관통하여 통과하는 전기 커넥터에 의해 상기 회로기판에 연결되는 것을 특징으로 하는 통신 모듈.