KR102173141B1

KR102173141B1 - 히트 파이프를 포함하는 휴대 장치

Info

Publication number: KR102173141B1
Application number: KR1020140012644A
Authority: KR
Inventors: 이봉재; 정충효; 최유진
Original assignee: 삼성전자주식회사; 티티엠주식회사
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2020-11-02
Also published as: KR20150091873A; US20150220122A1; US9864419B2; EP2902872A3; EP2902872A2; EP2902872B1

Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 적어도 하나의 전자부품을 포함하는 회로기판, 상기 전자부품 상에 배치되어, 상기 전자부품으로부터 발생하는 열을 흡수하여 상기 전자부품과 대향되는 방향으로 상기 흡수한 열을 방출하는 히트 파이프, 및 상기 회로기판과 상기 히트 파이프를 상호 접착하는 방열 소재를 포함하는 휴대 장치를 제공한다. 또한, 다른 실시예도 가능하다.

Description

히트 파이프를 포함하는 휴대 장치{HANDHELD DEVICE FOR INCLUDING HEAT PIPE}

본 발명은 히트 파이프를 이용하여 열을 분산하는 장치에 관한 것이다.

히트 파이프(Heat Pipe)는 파이프 내부의 매질이 증발과 응축을 반복하며, 가열부에서 방열부로 열을 전달하는 원리를 응용한 열전달 부품이다. 구체적으로, 히트 파이프는 감압(reduced Pressure)한 파이프 내부에 물 또는 알코올 등의 액체를 넣고 가열부에 가열하면, 액체가 증기로 되어 다른 쪽으로 흐르고, 증기가 방열하여 액체가 되면 모세관 현상에 의해 액체가 다시 상기 가열부로 되돌아온다.

종래에 히트 파이프는 노트북 크기 이상의 전자 장치 또는 펜과 결합하여 강제 냉각형태로 동작하는 냉장고 등의 전자 장치에 적용되어 왔다. 왜냐하면, 히트 파이프는 크기가 크기 때문에 휴대 장치에 적용되지 못하고 일정한 크기 이상의 전자 장치에만 적용되어 왔다. 그러나, 휴대 장치는 점차 소형화, 고성능화 되어 감에 따라 발열문제가 심각하게 대두되고 있다. 따라서, 휴대 장치의 발열문제를 해결하여 휴대 장치의 전체 온도를 낮출 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

본 발명의 일실시예는 고열이 발생하는 부분과 저온인 부분을 히트 파이프로 연결함으로써, 전체 온도를 낮출 수 있는 휴대 장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 휴대 장치는 적어도 하나의 전자부품을 포함하는 회로기판, 상기 전자부품 상에 배치되어, 상기 전자부품으로부터 발생하는 열을 흡수하여 상기 전자부품과 대향되는 방향으로 상기 흡수한 열을 방출하는 히트 파이프(Heat Pipe), 및 상기 회로기판과 상기 히트 파이프를 상호 접착하는 방열 소재를 포함한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 휴대 장치는 메인 프로세서가 실장되는 메인보드, 상기 메인 프로세서와 대향되는 위치에, 적어도 하나의 전자부품을 포함하는 보조기판, 상기 메인 프로세서 위에 배치되어, 상기 메인 프로세서에서 발생하는 열을 흡수하는 증발부, 상기 메인보드의 측면영역 상에 배치되어, 상기 흡수한 열을 상기 메인 프로세서와 대향되는 방향으로 전달하는 연결부, 및 상기 전달된 열을 방출하는 응축부를 포함하는 히트 파이프, 및 상기 메인보드와 상기 보조기판 사이에 배치되며, 상기 연결부와 상기 응축부의 측면에 형성되는 배터리 실장부를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 고열이 발생하는 부분과 저온인 부분을 히트 파이프로 연결함으로써, 전체 온도를 낮출 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 히트 파이프를 휴대 장치에 적용시킴으로써, 휴대 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 회로기판에 히트 파이프를 배치하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 장치의 측면도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상 변화 물질을 회로기판에 접합하는 일례를 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 휴대 장치에 적용한 일례를 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 히트 파이프를 휴대 장치에 적용한 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 더미영역의 형상을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명의 휴대 장치는 전자 장치에 포함되어 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 전자 장치는, 통신 기능이 포함된 장치일 수 있다. 예를 들면, 스마트 폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동전화기(mobile phone), 화상전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 카메라(camera), 웨어러블 장치(wearable device), 전자 시계(electronic clock), 손목 시계(wrist watch), 가전 제품(home appliance)(예: 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기 등), 인공 지능 로봇, TV, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 각종 의료기기(예: MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 셋톱 박스(set-top box), TV 박스(예를 들면, 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 전자 사전, 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(electronic equipment for ship, 예를 들면, 선박용 항법 장치, 자이로콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 전자 의복, 전자 키, 캠코더(camcorder), 게임 콘솔(game consoles), HMD(head-mounted display), 평판표시장치(flat panel display device), 전자 액자, 전자 앨범, 통신 기능을 포함한 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 입력장치(electronic signature receiving device) 또는 프로젝터(projector) 등의 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 본 발명에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참고하면, 휴대 장치(100)는 적어도 하나의 전자부품(110a)을 포함하는 회로기판(110), 전자부품(110a) 상에 배치되어, 전자부품(110a)으로부터 발생하는 열을 방열하는 히트 파이프(120), 및 회로기판(110)과 히트 파이프(120)를 상호 접착하는 방열 소재를 포함한다.

어떤 실시예에 따르면, 휴대 장치(100)는 사용자의 손에 들고 사용 가능한 기기로서, 예를 들어, 휴대 장치(100)는 스마트 폰, 태블릿 PC, 이동전화기, 화상전화기, 전자북 리더기, PDA, PMP 및 MP3 플레이어 중 적어도 하나일 수 있다.

회로기판(110)은 휴대 장치(100)에서 다양한 기능들을 제공하기 위한 전자부품(110a)이 실장된 것으로 "메인보드"로 해석될 수 있다. 예를 들어, 전자부품(110a)은 AP(Application Processor), CPU(Central Processing Unit), PMIC(Power Management IC)일 수 있다. 이러한, 전자부품(110a)은 상기 휴대 장치에서 열을 발생하는 주발열원이다. 따라서, 히트 파이프(120, Heat Pipe)는 전자부품(110a) 위에 배치되어, 전자부품(110a)에서 발생하는 열을 다른 곳으로 방열할 수 있다.

예컨대, 히트 파이프(120)는 전자부품(110a) 위에 배치되어, 회로기판(110)으로부터 발생되는 열을 흡수하는 증발부(Evaporator), 회로기판(110)의 측면영역에 형성되어, 상기 흡수한 열을 전자부품(110a)과 대향되는 방향으로 전달하는 연결부, 및 상기 전달된 열을 방출하는 응축부(Condenser)를 포함한다.

또한, 휴대 장치(100)는 배터리(130)가 실장되는 배터리 실장부와 보조기판(140)을 더 포함할 수 있다. 배터리(130)는 휴대 장치(100)로 전력을 공급하는 기능을 담당하기 때문에, 회로기판(110)과 함께 휴대 장치(100)에서 중요한 역할을 담당한다. 따라서, 회로기판(110)과 배터리(130)는 다른 구성요소들보다 비교적 크게 형성될 수 있다. 또한, 보조기판(140)은 회로기판(110)과 유사한 개념으로 회로기판(110)에 포함되지 않은 다른 전자부품들이 실장될 수 있다.

다만, 히트 파이프(120)를 이용하여 전자부품(11a)의 열을 흡수하여 배터리에서 방열하기에는 히트 파이프의 두께가 크다. 휴대 장치의 폭을 고려했을 때, 전자부품(110a)에서 배터리(130)까지 직접 연결하는 구조로 히트 파이프(120)를 삽입하기 어렵다. 따라서, 휴대 장치(100)의 두께를 증가시키지 않으면서, 히트 파이프(120)를 삽입할 수 있는 방법 중 하나는 히트 파이프(120)를 배터리(130) 측면에 삽입하는 것이다. 즉, 본 발명에서는 주발열원인 전자부품(110a)에서 시작하여 배터리 측면으로 히트 파이프를 위치시킬 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 히트 파이프(120)를 배터리(130)의 측면에 삽입하기 위하여, 상기 연결부는 상기 증발부로부터 일정각도로 구부러져 형성될 수 있다. 상기 일정각도는 상기 전자부품의 크기, 상기 연결부가 배치되는 회로기판(110)의 측면영역의 넓이에 따라 설정될 수 있다.

또한, 히트 파이프(120)는 중력의 영향을 받으므로, 회로기판(110)이 아래 있고, 배터리(130)가 상단에 있는 구조가 더 유리할 수 있다. 하지만, 발열이 과다하게 발생하는 3D 게임은 가로로 놓인 상태에서 진행되므로, 휴대 장치(100)는 실사용 조건에서는 중력의 영향이 줄어든다. 세로로 세운 상태에서는 중력의 영향으로 히트 파이프(120)의 기능은 떨어지지만, 자연 대류에 의한 냉각 효과가 증대되는 되므로, 중력에 의한 히트 파이프(120)의 성능 열화를 보상하게 된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대 장치를 도시한 도면이다.

도 2를 참고하면, 휴대 장치(210)는 회로기판(110)을 하단에 배치하고, 회로기판(110)을 중심으로 배터리(130)를 상단에 배치하며, 배터리(130)의 측면에 히트 파이프(120)를 배치하고, 보조기판(140)을 가장 윗부분에 배치할 수 있다. 즉, 휴대 장치(210)는 도 1과 비교해 보았을 때, 회로기판(110)과 배터리(130)의 위치가 서로 바뀌어 배치될 수 있다. 따라서, 히트 파이프(120)는 회로기판(110)에 실장된 전자부품(110a)에서 발생한 열을 전자부품(110a)과 대향되는 방향인, 보조기판(140)쪽으로 이동시키면서 열을 방열할 수 있다.

다른 실시예로, 휴대 장치(220)는 회로기판(110)과 배터리(130)를 대향되게 배치할 수 있다. 즉, 휴대 장치(220)는 회로기판(110)을 왼쪽에 배터리(130)를 오른쪽에 배치할 수 있다. 히트 파이프(120)는 회로기판(110) 내 전자부품(110a)에서 발생한 열을 아랫부분으로 이동시키면서 열을 방열할 수 있다. 이때, 히트 파이프(120)는 배터리(130)로부터 먼 거리에 배치될 수 있다.

또 다른 실시예로, 휴대 장치(230)는 배터리(130)를 왼쪽에 회로기판(110)을 오른쪽에 배치하여, 회로기판(110)과 배터리(130)를 대향되게 배치할 수 있다. 전자부품(110a)은 회로기판(110)의 중앙에 배치될 수 있으며, 히트 파이프(120)는 전자부품(110a)에서 발생한 열을 상, 하로 이동시키면서 열을 방열할 수 있다. 이때, 히트 파이프(120)는 배터리(130)와 인접한 영역에 배치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회로기판에 히트 파이프를 배치하는 일례를 도시한 도면이다.

도 3을 참고하면, 히트 파이프는 전자부품 위에 배치되어, 상기 전자부품으로부터 발생되는 열을 흡수하는 증발부(310), 상기 회로기판의 측면에 형성되어, 상기 흡수한 열을 상기 전자부품과 대향되는 방향으로 전달하는 연결부(320) 및 상기 전달된 열을 방출하는 응축부(330)를 포함한다. 증발부(310)는 상기 전자부품에서 발생한 열을 흡수하여 기체로 변화시킨다. 기체로 변화된 열은 연결부(320)를 따라 응축부(330)로 이동할 수 있다. 연결부(320)는 상기 회로기판과 상기 보조기판 사이에, 상기 배터리와 대향되는 상기 회로기판의 측면영역과 중첩되게 형성될 수 있다. 응축부(220)는 상기 기체로 변화된 열을 액체로 응축하면서, 흡수한 열을 방출할 수 있다. 상기 방출된 열은 다시 연결부(320)를 따라 증발부(310)로 이동할 수 있다. 즉, 증발부(310)는 상기 전자부품과 인접하게 배치되고, 응축부(220)는 증발부(310)보다 상기 전자부품으로부터 먼 거리에 배치될 수 있다.

따라서, 히트 파이프는 상기 회로기판에서 발생한 열을 상기 회로기판 이외의 상기 휴대 장치 내 위치로 분산시킬 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 도시한 도면이다.

도 4a를 참고하면, 휴대 장치(a)는 도 3의 휴대 장치를 'X2'로 자른 단면도이다. X2로 자른 부분은 히트 파이프의 연결부가 형성된 부분이다. 히트 파이프는 증기 캐비티(410), 윅(420), 열전도부재(430)로 구성될 수 있다.

도 4b를 참고하면, 증기 캐비티(410, Vapor Cavity)는 회로기판(450)으로부터 흡수한 열을 상변화시켜 기체로 변화시킬 수 있다. 기체로 변화된 열은 증기 캐비티(410)를 따라 이동하여 응축부로 전달된다. 윅(420, Wick)은 증기 캐비피(410)를 에워싸고, 상기 응축부로부터 방출된 열을 상변화시켜 액체로 변화시킬 수 있다. 액체로 변화된 열은 윅(420)을 따라 다시 증발부로 전달된다. 열전도부재(430)는 윅(420)을 에워쌓도록 형성된다. 열전도부재(430)는 열전도율을 높이는 기능을 한다. 이러한, 열전도부재(430)는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 금(Au), 탄소(C), 니켈((Ni), 철(Fe), 백금(Pt), 흑연(Graphite) 및 질화붕소(BN) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 합금으로 구성될 수 있다.

다시, 도 4a를 참고하면, 연결부가 형성된 회로기판(450)의 측면영역은 회로기판(450)과 보조기판을 연결하기 위하여 배터리의 측면에 존재하는 부분으로서 폭이 좁다. 생김새 때문에 "도끼 자루"로 불리는데, 상기 측면영역은 폭이 좁기 때문에 강도가 약하다는 단점이 있다. 따라서, 조립 및 취급과정에서 부러지는 문제가 발생하고 있다. 따라서, 상기 측면영역을 보강하기 위하여, 종래의 휴대 장치(b)는 회로기판(450) 위에 철성분의 물질로 구성된 보강판(460)을 덧대고 있다. 이때, 회로기판(450)에 보강판(460)을 잘 접착하기 위하여 납땜(470) 처리를 하고 있다. 반면, 본 발명의 휴대 장치(a)는 회로기판(450)의 측면영역에도 히트 파이프를 배치함으로써, 히트 파이프가 보강판(460) 역할을 대신할 수 있다. 히트 파이프의 증기 캐비티(410)과 윅(420)이 각 1개로 이루어진 채널이 1개로 도시하고 있지만, 상기 채널은 실시예에 따라 복수개일 수 있다. 예컨대, 상기 채널의 측벽은 보강판(460)보다 높기 때문에, 히트 파이프가 상기 측면영역의 강도를 강화하는 역할을 한다. 이러한, 휴대 장치(a)는 방열 소재(440)를 이용하여 회로기판(450)과 히트 파이프를 상호 접착할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 장치의 측면도를 도시한 도면이다.

도 5를 참고하면, 휴대 장치는 도 3의 휴대 장치를 'X1'으로 자른 단면도이다. 상기 휴대 장치는 전자부품(530)이 실장된 부분에는 히트 파이프(560, 570, 580)를 구부려서 H/W 부품(540) 위를 통과하도록 한다. 부품 높이가 가장 높은 AP 등의 전자부품(530)이 실장된 부분(520)은 히트 파이프(560, 570, 580)가 z축으로 적층될 공간이 없으므로, 열전도부재(580)만 전자부품(530) 위에 형성한다. 열전도부재(580)는 열전도성이 우수한 물질을 통한 열전도에 의하여 증기 캐비티(560)와 윅(570)으로 구성된 채널까지 열을 전달할 수 있다. 이렇게, 채널로 전달된 열은 증기 캐비티(560)와 윅(570)을 통해 기화열로 열을 흡수할 수 있다.

전자부품(530) 및 회로기판(510)과 히트 파이프(560, 570, 580) 사이에는 열전도도가 우수한 양면테이프 또는 열전도도가 우수한 재질로 접합할 수 있다. 예컨대, 회로기판(510)과 히트 파이프(560, 570, 580) 사이에는 열전달 성능을 개선하기 위하여 방열 소재(550)를 삽입할 수 있다. 방열 소재(550)는 방열 인터페이스 소재(Thermal Interface Materials; TIM)일 수 있다. 상기 방열 인터페이스 소재(550)는 상 변화 물질(550a, Phase Change Material; PCM)로 구성될 수 있다.

회로기판(510)과 히트 파이프를 접합하는 이유는 강도 보강의 목적도 있지만, 열 확산의 효과를 증대시키는 목적이 더 크다. 회로기판(510)의 전도층은 열전도도가 우수한 구리이므로, 회로기판의 열전도도를 증대시켜 히트 파이프의 효과를 극대화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 상 변화 물질을 회로기판에 접합하는 일례를 도시한 도면이다.

도 6을 참고하면, 히트 파이프는 180도 이상의 온도에서 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 상온에서는 고체이지만 일정온도 이상에서는 젤 상태로 변화되는 특성을 가진 상 변화 물질(C)을 이용하여 회로기판(B)과 히트 파이프(A)를 접합할 수 있다(610). 따라서 상 변화 물질(C)은 열전도도도 우수하고, 회로기판(B)과 히트 파이프(A) 간의 접합 강도를 강화시킬 수 있다. 도 4a에서도 설명하였지만, 보강판은 조립이나 분해 시에 가해지는 휨에 의해 부러지는 일이 없도록 강도를 보강하는 것이 목적이다. 그러나, 조립과 분해는 상온에서 인력으로 이루어지므로, 45도 이상의 상태에서는 작업이 진행되지 못한다. 그러므로, 상 변화 물질(C)은 40도 이하에서는 고체 상태이므로, 회로기판(B)과 히트 파이프(A)와 접합을 유지하는 접합제로 문제가 없다.

또한, 상 변화 물질(C)은 50도 이상의 고온에서 접합이 되면, 젤 상태이기 때문에 물체의 표면 사이에 미세한 요철 사이를 매워서 가장 우수한 단열재인 에어갭(air gap)을 제거할 수 있다. 즉, 270도 이상의 고온에서 회로기판이 SMD(surface mounting device)되어 나온 직후에 상 변화 물질(C)이 사전에 접착되어 있는 히트 파이프(B)에 올려놓는 것만으로 회로기판(B)과 히트 파이프(A)를 간단히 접합시킬 수 있다. 만약, 상 변화 물질(C)은 상온의 회로기판(B)과 접합할 경우, 50도 정도의 가공기구를 이용하여 접합시키면 되므로, 접합이 어렵지 않다. 특히, 50도 이상에서는 상 변화 물질(C)이 젤 상태이므로 연질이 되어서, 회로기판(B)과 히트 파이프(A) 간의 두께가 'max gap' 조건이여도, 상 변화 물질(C)이 퍼지면서 회로기판(B)과 히트 파이프(A)의 갭 사이를 메우게 되므로 접합에 문제가 없다.

그러나, 일반 패드형 물질(D)은 물체의 표면 사이에 미세한 요철 사이를 매꾸지 못한다(620). 따라서, 일반 패드형 물질(D)은 회로기판(B)과 히트 파이프(A) 간의 갭 사이를 매우지 못할 수도 있다.

이러한, 상 변화 물질(C)은 회로기판(B)과 히트 파이프(A) 사이의 열 저항을 줄여주면서, 접착력을 강화시킬 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 휴대 장치에 적용한 일례를 도시한 도면이다.

도 7a를 참고하면, 히트 파이프는 증기 캐비티(710), 윅(720), 열전도부재(730)로 구성될 수 있다. 일반적으로, 상기 히트 파이프는 기다란 관 모양으로 제조되고, 관을 적당한 길이로 자르고, 실장공간의 형태에 맞추어 굽혀서 넣게 된다. 그런데, 상기 히트 파이프가 배치되는 회로기판의 측면영역에는 스크류 홀(Screw Hole, h)이 포함되어 있다. 따라서, 상기 히트 파이프의 폭은 스크류 홀(h)까지 고려해야 하므로, 히트 파이프의 폭이 좁아져서 히트 파이프가 전달할 수 있는 열량이 줄어들 수 있다.

즉, 도 7b를 참고하면, 회로기판(760)은 방열 인터페이스 소재(750)로 히트 파이프(710 내지 730)와 접합된다. 그런데, 스크류 홀(h)로 인해 히트 파이프의 전체 폭이(L)이 좁아지는 단점이 있다. 이때의 히트 파이프(710 내지 730)는 2개의 채널을 포함할 수 있다. 스크류 홀(h)은 회로기판(760)과 외관 케이스(770)를 연결할 수 있다.

따라서, 히트 파이프는 스크류 홀(h)까지 고려하여 유효폭을 결정할 수 있다.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 히트 파이프를 휴대 장치에 적용한 일례를 도시한 도면이다.

도 8a를 참고하면, 히트 파이프는 증기 캐비티(810), 윅(820), 열전도부재(830)로 구성될 수 있다. 열전도부재(830)는 회로기판의 측면영역에 형성된 스크류 홀(h)까지 확장되는 더미영역(840)을 포함할 수 있다.

도 8b를 참고하면, 히트 파이프가 회로기판에 접합된 후, 회로기판의 외곽으로 벗어나는 더미영역(840)은 제거될 수 있다. 따라서, 히트 파이프는 더미영역(840)까지 열전도부재(830)를 확장함으로써, 열전도부재(830) 내 증기 캐비티(810)와 윅(820)의 크기가 커질 수 있다. 즉, 더미영역(840)에 따라 증기 캐비티(810)의 크기 또는 윅(820)의 크기가 결정될 수 있다.

즉, 도 8c를 참고하면, 히트 파이프(810 내지 830)의 전체 폭이(L')이 도 7b의 히트 파이프의 전체 폭이(L)보다 넓어져서, 히트 파이프(810 내지 830)는 3개의 채널을 포함할 수 있다. 회로기판(860)은 방열 인터페이스 소재(850)로 히트 파이프(810 내지 830)와 접합된다. 스크류 홀(h)은 회로기판(860)과 외관 케이스(870)를 연결할 수 있다. 따라서, 회로기판(860)을 벗어난 더미영역(840)이 제거된 경우에도, 열전도도가 우수한 금속으로 구성된 열전도부재(830)의 더미영역(840)의 일부는 남게되어 열전도도가 더욱 향상될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 더미영역의 형상을 도시한 도면이다.

도 9를 참고하면, 긴 관 형태로 제작되는 히트 파이프의 측면영역인 더미영역이 너무 크게되면, 회로기판을 벗어나는 더미영역은 제거됨으로써, 버리는 더미영역이 많아져 가격 대비 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수도 있다. 따라서, 더미영역은 슬롯홀을 포함할 수 있다(910). 슬롯홀은 양방향에서 교대로 형성되거나, 좌 우가 서로 반대 방향으로 형성될 수도 있다. 또는, 더미영역은 요철 형상(920), 다각형 형상 및 홀(930) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 휴대 장치
110: 회로기판
120: 히트 파이프
130: 배터리
140: 보조기판

Claims

휴대 장치에 있어서,
열을 발산하는 전자부품이 배치된 제 1 회로기판;
상기 제 1 회로기판에 배치되고, 상기 열을 흡수하는 히트 파이프로서,
열전도부재, 상기 열전도부재에 의해 둘러싸인 윅(wick), 및 상기 윅에 의해 둘러싸인 증기 캐비티(vapor cavity)를 포함하는 히트 파이프; 및
상기 제 1 회로기판 및 상기 히트 파이프를 상호 접착하는 방열 소재를 포함하고,
상기 열전도부재, 상기 윅, 및 상기 증기 캐비티 중 상기 열전도부재만이 상기 전자부품을 커버하도록 연장되어, 상기 열전도부재를 통해 상기 열이 상기 히트파이프로 흡수되는 휴대 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 회로기판과 중첩되지 않게 배치된 배터리를 더 포함하고,
상기 제 1 회로기판은,
상기 배터리의 일측부 근처에 배치되고 상기 전자부품이 장착된 제 1 영역, 및 상기 제 1 영역으로부터 연장되고 상기 배터리의 타측부 근처에 배치된 제 2 영역을 포함하고,
상기 히트 파이프는, 상기 배터리와 중첩되지 않게 상기 제 1 영역에서 상기 제 2 영역으로 연장된 휴대 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 회로기판 및 상기 배터리와 중첩되지 않게 배치된 제 2 회로기판을 더 포함하고,
상기 제 1 영역은, 상기 배터리를 사이에 두고 상기 제 2 회로기판과 이격하여 배치되고,
상기 제 2 영역은, 상기 제 1 영역으로부터 상기 제 2 회로기판 쪽으로 돌출 연장된 휴대 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 방열 소재는,
상기 전자부품 및 상기 히트 파이프 사이에 배치된 제 1 방열 소재를 포함하는 휴대 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 방열 소재는,
상기 제 1 방열 소재와 이격하여 배치되고, 상기 제 2 영역 및 상기 히트 파이프 사이에 적어도 일부 배치된 제 2 방열 소재를 더 포함하는 휴대 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 방열 소재는,
상기 제 2 방열 소재 보다 상기 제 1 회로기판으로부터 더 이격되어 배치된 휴대 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 열전도부재는,
상기 제 2 영역에 형성된 스크류 홀(screw hole)까지 확장된 더미영역을 포함하는 휴대 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 윅, 및 상기 증기 캐비티는,
상기 더미영역으로 확장된 휴대 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 더미영역은,
슬롯 홀(slot hole)을 포함하는 휴대 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열전도부재는,
알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 금(Au), 탄소(C), 니켈((Ni), 철(Fe), 백금(Pt), 흑연(Graphite), 및 질화붕소(BN) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 합금을 포함하는 휴대 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 방열 소재는,
TIM(thermal interface materials)을 포함하는 휴대 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 방열 소재는,
PCM(phase change material)을 포함하는 휴대 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전자부품은,
프로세서를 포함하는 휴대 장치.
삭제
제 7 항에 있어서,
상기 더미영역은,
요철 형상, 다각형 형상, 및 홀 중 적어도 하나를 포함하는 휴대 장치.
휴대 장치에 있어서,
열을 발산하는 전자부품이 배치된 제 1 기판, 및 상기 제 1 기판과 중첩되지 않게 배치된 제 2 기판;
상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 사이에 배치된 배터리; 및
상기 제 1 기판에 배치되고, 상기 열을 흡수하는 히트 파이프로서,
열전도부재, 상기 열전도부재에 의해 둘러싸인 윅(wick), 및 상기 윅에 의해 둘러싸인 증기 캐비티(vapor cavity)를 포함하는 히트 파이프를 포함하고,
상기 제 1 기판은,
상기 배터리를 사이에 두고 상기 제 2 기판과 이격하여 위치하고 상기 전자부품이 배치된 제 1 영역, 및 상기 제 1 영역으로부터 상기 제 2 기판 쪽으로 돌출 연장되고 상기 배터리 근처에 배치된 제 2 영역을 포함하고,
상기 히트 파이프는, 상기 배터리와 중첩되지 않게 상기 제 1 영역에서 상기 제 2 영역으로 연장되고,
상기 열전도부재, 상기 윅, 및 상기 증기 캐비티 중 상기 열전도부재만이 상기 전자부품을 커버하도록 연장되어, 상기 열전도부재를 통해 상기 열이 상기 히트 파이프로 흡수되는 휴대 장치.
삭제
제 16 항에 있어서,
상기 전자부품 및 상기 히트 파이프 사이에 배치된 제 1 방열 소재를 더 포함하는 휴대 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 제 1 방열 소재와 이격하여 배치되고, 상기 제 2 영역 및 상기 히트 파이프 사이에 적어도 일부 배치된 제 2 방열 소재를 더 포함하는 휴대 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 제 1 방열 소재는,
상기 제 2 방열 소재 보다 상기 제 1 회로기판으로부터 더 이격되어 배치된 휴대 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 제 1 방열 소재, 또는 상기 제 2 방열 소재는,
TIM(thermal interface materials)을 포함하는 휴대 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 제 1 방열 소재, 또는 상기 제 2 방열 소재는,
PCM(phase change material)을 포함하는 휴대 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 히트 파이프는,
상기 제 2 영역에 형성된 스크류 홀(screw hole)까지 확장된 휴대 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 전자부품은,
프로세서를 포함하는 휴대 장치.