KR20180016799A - 인쇄회로기판 조립체 - Google Patents

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Abstract

인쇄회로기판 조립체가 개시된다. 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판에 실장되는 전자부품과 접촉되고, 전자부품으로부터 전도된 열을 인쇄회로기판으로 전도하도록 인쇄회로기판과 연결되는 적어도 하나의 연결부를 포함하는 방열부재를 포함한다.

Description

인쇄회로기판 조립체 {PRINTED CIRCUIT BOARD ASSEMBLY}
본 발명은 방열성능이 향상된 인쇄회로기판 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 종류의 전자기기들은 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board) 및 인쇄회로기판에 실장된 다수의 전자부품들을 포함하는 인쇄회로기판 조립체를 구비한다.
인쇄회로기판에 실장되는 전자부품들 중에서도 중앙처리장치(CPU; Central Processing Unit)나 집적회로(IC; Integrated Circuit)와 같은 다수의 소자들이 집적된 전자부품의 경우, 작동하는 과정에서 많은 열을 발열하게 되며 발생된 열로 인해 주변의 다른 부품들 및 이를 포함하는 전자기기가 오작동을 일으킬 수 있다.
따라서, 발열이 심한 전자부품이 과열되는 것을 방지하기 위하여 열 전도율이 높은 금속재질로 이루어진 히트 싱크(heat sink)를 전자부품의 일면에 접촉하여 방열을 유도하고 있다.
이러한 히트 싱크는 전자부품에서 발생된 열을 공기 중으로 대류시킴으로써 전자부품을 냉각시킨다. 종래의 히트 싱크는 방열성능을 높이기 위해 크기를 대형화함으로써 수용할 수 있는 열용량을 증대시키거나, 외부 공기와의 접촉면적을 증대시키기 위해 많은 수의 방열 핀을 형성함으로써 공기 중으로 열을 효율적으로 전달할 수 있었다.
하지만, 종래의 히트 싱크를 사용할 경우, 전자기기의 소형화, 경량화, 및 박형화가 요구되는 최근의 경향을 반영할 수 없는 단점이 존재하였다.
본 발명의 목적은 방열부재를 소형화함과 동시에 방열성능이 향상된 인쇄회로기판 조립체를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판에 실장되는 전자부품과 접촉되고, 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 상기 인쇄회로기판으로 전도하도록 상기 인쇄회로기판과 연결되는 적어도 하나의 연결부를 포함하는 방열부재;를 포함하는 인쇄회로기판 조립체를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 그라운드 층을 포함하는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 일측에 장착되는 전자부품과 연결되어 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 방열하는 방열부재;를 포함하고, 상기 방열부재는 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 상기 그라운드 층으로 전도하도록 상기 그라운드 층과 연결되는 적어도 하나의 연결부를 포함하는 인쇄회로기판 조립체를 제공할 수 있다.
아울러, 상기 목적을 달성하기 위해, 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 배선패턴에 실장되는 전자부품과 접촉되는 방열부재;를 포함하고, 상기 방열부재는 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 상기 인쇄회로기판으로 전도하도록 상기 인쇄회로기판과 연결되는 다수의 연결부를 포함하며, 상기 다수의 연결부는 상기 배선패턴과의 간섭 없이 상기 전자부품을 중심으로 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판 조립체의 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 인쇄회로기판 조립체의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 자른 단면을 개략적으로 나타난 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체의 단면을 개략적으로 나타난 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체의 단면을 개략적으로 나타난 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체의 단면을 개략적으로 나타난 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 이하 설명되는 실시 예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해하기에 가장 적합한 실시 예 들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시 예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시 예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시한다.
따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시 예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시 예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고 이하 설명되는 실시 예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(1)의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판 조립체(1)의 인쇄회로기판(10)과 방열부재(20)를 분리한 분해사시도이다.
도 1 및 도 2에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 주요 구성요소인 방열부재(20)를 중심으로 도시하였으며, 그 외의 구성요소들은 개략적으로 도시하였다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(1)는 인쇄회로기판(10), 방열부재(20) 및 작동과정에서 열을 발생시키는 전자부품(30)을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판 조립체(1)는 예를 들어, TV, 스마트폰, PC, 노트북 PC, 디지털 방송용 단말기, 카메라, PDA, 세탁기, 식기세척기, 냉장고 등 다양한 전자기기에 적용될 수 있다.
인쇄회로기판(10)은 전자부품(30)이 실장될 수 있도록 평판의 형태일 수 있으며, 필요에 따라 다양한 형태와 크기로 형성될 수 있다. 아울러, 인쇄회로기판(10)은 경질의(인쇄회로기판(rigid PCB) 또는 유연한 인쇄회로기판(flexible PCB)일 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(10)은 단면 인쇄회로기판(single-sided PCB) 또는 양면 인쇄회로기판(double-sided PCB)일 수 있으며, 다층 인쇄회로기판(multi-layer PCB)일 수 있다.
인쇄회로기판(10)의 표면에는 도 1과 같이 전자부품(30)이 실장될 수 있으며, 그 외에도 다수의 전자부품 및 다수의 소자(40)들이 표면 실장 방법 및/또는 삽입 실장 방법에 의해 실장될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 전자부품(30)은 인쇄회로기판(10)에 실장될 수 있는 다양한 전자부품들 중에서도 중앙처리장치(CPU; Central Processing Unit)나 집적회로(IC; Integrated Circuit)와 같은 작동과정에서 많은 양의 열을 발열하는 발열성 전자부품(30)인 것을 예로서 설명하겠으며, 열원으로서의 전자부품(30) 외에 인쇄회로기판(10)에 실장될 수 있는 다양한 전자부품들을 다수의 소자(40)로서 통칭하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 인쇄회로기판(10)에 실장된 전자부품(30)과 다수의 소자(40)들은 예시적인 것들로서 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 인쇄회로기판(10)에 실장되는 전자부품과 소자의 개수 및 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 다수의 소자(40)들은 다양한 종류의 능동소자와 수동소자들로 구성될 수 있다.
아울러, 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들은 볼 그리드 어레이 (BGA; ball grid array) 방식, 핀 그리드 어레이(PGA; pin grid array) 방식, 테이프 캐리어 패키지(TCP; tape carrier package) 방식, 칩-온-보드 (COB; chip-on-board) 방식, 쿼드 플랫 패키지(QFD; quad flat package) 방식, 쿼드 플랫 논-레디드(QFN; quad flat non-leaded) 방식 등의 방법을 이용하여 인쇄회로기판(10)에 실장될 수 있다.
인쇄회로기판(10)은 실장된 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들을 전기적으로 연결하도록 표면상에 인쇄된 배선패턴(11)을 포함할 수 있다.
배선패턴(11)을 통해 인쇄회로기판(10)의 전기적 회로가 형성될 수 있으며, 배선패턴(11)을 통한 회로의 형성은 전처리, 노광, 에칭, 박리 등의 과정을 거쳐 형성될 수 있다.
　도 1 및 도 2에서는 설명의 편의를 위해 배선패턴(11)의 일부만을 개략적으로 도시하였으나, 배선패턴(11)은 인쇄회로기판(10)에 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 인쇄회로기판이 양면 인쇄회로기판 또는 다층 인쇄회로기판인 경우, 배선패턴은 인쇄회로기판을 구성하는 다수의 층에 포함될 수 있다.
방열부재(20)는 인쇄회로기판(10)의 일측에 배치될 수 있으며, 바람직하게는 발열이 심한 전자부품(30)이 실장된 인쇄회로기판(10)의 일측에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방열부재(20)는 전자부품(30)이 실장된 인쇄회로기판(10)의 일측의 일부를 덮을 수 있는 평판의 형태일 수 있다. 또한, 방열부재(20)는 필요에 따라 다양한 형태와 크기로 형성될 수 있으며, 인쇄회로기판(10)의 전체를 덮는 구성일 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 인쇄회로기판(10)의 상면에 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들이 실장되고, 전자부품(30)의 상부에 인쇄회로기판(10)의 일부를 커버하는 방열부재(20)가 배치되는 것을 일 예로서 도시하였으나, 인쇄회로기판(10)에 실장되는 전자부품(30)의 배치에 따라 방열부재(20)의 배치 및 형상 역시 다양하게 변형될 수 있다.
방열부재(20)는 저면이 전자부품(30)의 상면과 면 접촉되어, 전자부품(30)의 작동에 따라 전자부품(30)으로부터 발생되는 열을 전달받아 이를 외부로 방출시킨다. 이로써 전자부품(30)은 방열부재(20)를 통해 방열하여 냉각 효과를 얻을 수 있다. 또한, 전자부품(30) 주변에 배치된 다른 부품들 및 이를 포함하는 전자기기는 방열부재(20)의 방열 작용을 통해 전자부품(30)의 열로 인한 오작동이 방지될 수 있다.
이를 위해, 방열부재(20)는 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 은, 납 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있다.
방열부재(20)는 인쇄회로기판(10)에 실장된 전자부품(30) 위에 면 접촉 상태로 배치될 수 있다. 이 경우, 전자부품(30)으로부터 전달받은 열이 방열부재(20)의 중심부로부터 주변부를 향해 확산됨에 따라 외부(공기 또는 PCB상에 형성된 그라운드 패턴 등)로　효율적으로 발산될 수 있도록, 방열부재(20)의 중앙부분이 전자부품(30)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
전자부품(30)으로부터 발생되는 열은 방열부재(20)로 이동되며, 방열부재(20)로 이동한 열은 방열부재(20)의 중심부로부터 주변부를 따라 확산되어 방열부재(20)의 외부로 방출될 수 있다.
아울러, 방열부재(20)와 전자부품(30)의 접합부 사이에는 열전달물질(미도시, TIM; Thermal Interface Material)이 배치될 수 있으며, 이를 통해 전자부품(30)에서 방열부재(20)로 전도되는 열의 전도 효율이 극대화될 수 있다.
열전달물질은 높은 열전도율을 가진 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 고분자-금속 복합재료, 세라믹 복합재료 및 탄소계 복합 재료 등이 포함될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 열전달물질은 에폭시와 탄소섬유 충전제가 혼합된 물질, 질화실리콘(Si3N4; Silicon Nitride), 에폭시와 질화붕소(BN; Boron Nitride) 등으로 이루어 질 수 있다.
아울러, 열전달물질은 그 형태에 따라 그리스(grease) 타입, 접착제(glue) 타입, 패드(pad) 타입 등으로 구별될 수 있다.
또한, 열전달물질은 연성을 가지거나 연성재질로 이루어 질 수 있다.
방열부재(20)와 전자부품(30)은 서로 접하는 면의 거칠기에 따라 방열부재(20)와 전자부품(30) 사이에 미세한 공극이 형성될 수 있다. 열전달물질은 연성을 가지도록 구성되어 방열부재(20)와 전자부품(30) 사이에 배치되어 상기 공극을 채워줌으로써, 열을 전달하기 위한 면적을 넓힐 수 있어 전자부품(30)으로부터 방열부재(20)로의 열전달이 더욱 효과적으로 이루어 질 수 있다.
방열부재(20)로 전도된 열은 방열부재(20) 내에서 확산될 수 있다. 방열부재(20) 내에서 확산된 열은 방열부재(20)의 전 영역을 통해 외부로 대류됨으로써 전자부품(30)에서 발생되는 열이 인쇄회로기판 조립체(1)의 외부로 방출될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 방열부재(20)는 전자부품(20)이 연결 또는 접촉할 수 있는 대략 평판 형상의 방열판(21)과 방열판(21)을 지지하는 적어도 하나의 연결부를 포함할 수 있다.
아울러, 본 실시 예에서 연결부는 방열부재(20)와 일체로 형성되는 것으로 설명하지만, 이에 제한되지 않고 별도의 결합부(미도시)를 통해 방열판(21)에 결합될 수 있다. 방열판(21)은 평판의 형상일 수 있으며 중앙부에는 전술한 바와 같이 전자부품(30)이 접하도록 배치될 수 있다.
방열판(21)으로 전도된 열은 방열판(21) 내에서 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 확산될 수 있으며, 확산된 열은 평판 형상의 방열판(21)의 전 면적에 걸쳐 외부로 효과적으로 방출될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 방열판(21)은 방열판(21)을 관통하는 복수의 소자구멍(H)을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(10)의 실장되는 다양한 종류의 소자들은 그 크기 및 높이가 각각 다를 수 있으며, 전자부품(30)의 주변에 실장되는 일부 소자들 역시 전자부품(30)보다 높이가 높게 구성될 수 있다.
방열판(21)은 인쇄회로기판(10)에 실장되는 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들 중 그 높이가 가장 높은 부품보다 높게 배치될 수 있으며, 이를 통해, 방열판(21)과 인쇄회로기판(10)에 실장된 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들이 서로 접촉됨으로써 전기적 쇼트 등의 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
다만, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 방열판(21)이 전자부품(30)의 상부에 접하게 배치되고, 일부 소자(40)들의 높이가 전자부품(30)보다 높게 구성되는 경우, 방열판(21)은 방열판(21)의 하부에 배치된 소자(40)들과 접촉되거나 간섭될 수 있으며 쇼트 등이 발생하여 다수의 소자(40)들의 작동에 문제가 생길 수 있다.
따라서, 전자부품(30) 위에 배치되는 방열판(21)은 방열판(21)과 간섭될 수 있는 일부 소자(40)들의 배치와 대응하는 위치에 형성된 다수의 소자구멍(H)을 포함할 수 있다.
다수의 소자구멍(H)에는 예를 들어, 전자부품(30)보다 높이가 높은 소자(40)들이 배치될 수 있으며, 이를 통해, 방열판(21)이 다수의 소자(40)들과 간섭 없이 전자부품(30)과 접할 수 있다.
아울러, 다수의 소자구멍(H)과 대응되는 인쇄회로기판(10)의 위치상에는 열에 약한 소자들을 배치함으로써, 열에 약한 소자들의 상부에 방열판(21)이 배치되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해, 열에 약한 소자들이 방열판(21)으로 전달된 열에 의해 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 다수의 소자(40)들이 다수의 소자구멍(H)에 배치되는 것을 예로서 도시하였으나, 그 외에 다른 소자들 역시 다수의 소자구멍(H)에 배치되거나 방열판(21)의 하부에 배치될 수 있다.
방열판(21)을 지지하는 연결부는 다수의 연결부(221, 222, 223)를 포함할 수 있다. 연결부의 개수는 방열판(21)의 크기 또는 방열성능을 고려하여 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
아울러, 방열판(21)과 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어 방열판(21)에서 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)가 형성될 위치에 일부를 타발(blanking)한 후 다단 절곡하는 판금 작업을 통해 상기 연결부들을 형성할 수 있다.
제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)는 방열판(21)의 중심으로부터 벗어난 방열판(21)의 주변부에 배치되어 인쇄회로기판(10)상에서 방열판(21)을 지지할 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)는 도 3과 같이 방열판(21)을 지지하는 제1 내지 제3 지지부(2211, 2221, 2231) 및 제1 내지 제3 지지부(2211, 2221, 2231)로부터 각각 절곡된 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 지지부(2211, 2221, 2231) 및 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)는 전술한 다수의 소자구멍(H)이 형성된 위치에 배치될 수 있다.
이를 통해, 평판 형상의 방열판(21)에 소자구멍(H)을 타발하고, 소자구멍(H)의 경계를 구성하는 방열판(21)의 일부를 제1 내지 제3 지지부(2211, 2221, 2231) 및 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)로 절곡함으로써, 방열판(21) 및 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)가 일체로 형성된 방열부재(20)를 용이하게 제작할 수 있다.
제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)는 방열판(21)과 일체로 제작되지 않고 별도의 부재로 이루어지는 경우, 방열판(21)과 같이 열 전도율이 높은 금속으로 형성될 수 있다. 이 경우, 각 연결부는 소정의 결합부(예를 들면, 나사, 리벳 또는 용접 등)를 통해 방열판(21)에 결합될 수 있고, 이때 결합부 역시 방열판(21)과 같이 열 전도율이 높은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 방열부재(20)는 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)를 통해 인쇄회로기판(10) 상의 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)과 접촉 또는 결합할 수 있다.
제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)는 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)과의 접촉 면적을 최대화할 수 있도록 면적을 넓게 구성하는 것이 바람직하다.
아울러, 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232) 없이 제1 내지 제3 지지부(2211, 2221, 2231)가 직접 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)와 접하는 구성도 가능하다.
이를 통해, 방열판(21)으로 전도된 열은 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)와 연결된 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)을 통해 인쇄회로기판(10)으로 이동할 수 있다.
따라서, 전자부품(30)으로부터 방열판(21)으로 전도된 열은 제1 내지 제3 지지부(2211, 2221, 2231)를 지나 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)를 통해 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로 이동할 수 있으며, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로 전달된 열은 인쇄회로기판(10)을 통해 확산될 수 있는바, 이를 통해 인쇄회로기판 조립체(1)의 방열성능이 향상될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)은 발열하는 전자부품(30)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있으며, 이와 대응하여 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223) 역시 전자부품(30)이 배치되는 방열판(21)의 중앙부를 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다.
이와 같은 연결부들의 방사형 배치에 의해 방열판(21)의 중심부로 전도된 열이 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로 전달된 열이 인쇄회로기판(10)의 전 영역으로 용이하게 확산될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)은 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)가 용이하게 결합될 수 있도록, 인쇄회로기판(10)에 실장된 다수의 소자(40)들의 배치를 고려하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)은 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들과 간섭됨이 없이 인쇄회로기판(10) 상에 배치되는 것이 바람직하며, 아울러, 배선패턴(11)과도 간섭이 없도록 배치되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)은 전자부품(30)을 중심으로 방사형으로 배치됨과 동시에, 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 길게 연장된 형상일 수 있다.
따라서, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)과 접하는 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232) 역시 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)의 형상과 대응하여 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 길게 연장 형성될 수 있다.
이를 통해, 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)로부터 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로의 열 전달이 용이하게 이루어질 수 있다.
아울러, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)은 전자부품(30)을 중심으로 방사형으로 배치되며, 배선패턴(11)과의 간섭없이 배치될 수 있는 다양한 형상으로 변형이 가능하다.
인쇄회로기판(10)의 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에는 인쇄회로기판(10)을 관통하는 다수의 비아홀(via hole; 1011, 1021, 1031)이 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)은 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 길게 연장된 형상이므로, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 배치된 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031) 또한 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 배치될 수 있다.
이를 통해, 방열판(21)의 열이 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)과 연결되는 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)로부터 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)로 전달될 수 있다.
또한, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)이 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 배치됨으로써, 방열판(21)의 열이 더욱 효율적으로 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)로 전달될 수 있다.
다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)을 통한 방열구조는 도 3을 통해 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)과 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232) 사이에는 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)이 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)은 전술한 방열부재(20)와 전자부품(30) 사이에 배치된 열전달물질과 동일 또는 유사한 구성일 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
열전도성이 높은 물질로 이루어지진 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)은 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)과 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232) 사이의 공극을 메울 수 있다.
따라서, 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)을 통해, 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)로부터 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로의 열 전달의 효과를 더욱 높일 수 있다.
도 2에 도시된 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)은 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103) 및 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)의 형상과 대응되는 형상의 패드 타입으로 도시하였으나, 그 외에도 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)은 그리스 타입 또는 접착제 타입으로서 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)과 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232) 사이에 도포되는 방식일 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 인쇄회로기판 조립체(1)의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 자른 단면을 개략적으로 나타난 단면도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 발열하는 전자부품(30), 전자부품(30)과 결합되는 방열부재(20) 및 방열부재(20)와 연결되는 인쇄회로기판(10)을 통한 방열구조를 좀 더 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 인쇄회로기판(10)은 제1층 내지 제4층(111, 112, 113, 114), 제1 및 제2 절연층(121, 122) 및 코어층(131)로 구성된 다층 인쇄회로기판인 것을 일 예로써 도시하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(10)은 전자부품(30) 및 소자(40)들이 실장되는 제1 층(111)과 제1 층(111)이 순차적으로 적층된 제2 내지 제4 층(112, 113, 114)을 포함할 수 있으며, 제1 층(111)과 제2 층(112) 사이에는 제1 절연층(121)이, 제2 층(112)과 제3 층(113) 사이에는 코어층(131)이, 제3 층(113)과 제4 층(114) 사이에는 제2 절연층(122)이 배치될 수 있다.
제1 내지 제4 층(111 내지 114)은 전도성의 동박(copper foil)으로 구성될 수 있으며, 이를 통해 회로층을 구성할 수 있다.
아울러, 제1 절연층(121), 제2 절연층(122) 및 코어층(131)은 절연성의 물질로 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 제1 층 내지 제4 층(111, 112, 113, 114)이 상호 절연될 수 있다.
인쇄회로기판(10)의 제1 층(111)은 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들이 실장될 수 있으며, 배선패턴(11)과 같은 전기적 신호선이 배치될 수 있다.
전자부품(30)은 전자부품 본체(31) 및 다수의 커넥터(31)를 포함할 수 있으며, 다수의 커넥터(31)를 통해 제1 층(111)에 실장될 수 있다.
아울러, 다수의 소자(40) 역시 소자 본체(41) 및 다수의 커넥터(41)를 포함할 수 있으며, 다수의 커넥터(41)를 통해 제1 층(111)에 실장될 수 있다.
전자부품(30) 및 소자(40)의 다수의 커넥터(32, 42)는 솔더 범프(solder bump) 또는 솔더 볼(solder ball)을 포함할 수 있다.
제2 층(112)은 인쇄회로기판(10)의 면적 전체를 커버하는 전도성 금속으로 이루어진 그라운드 층일 수 있다.
이를 통해, 제2 층(112)은 제1 층(111), 제3 층(113), 및 제4 층(114)에 인가되는 전기적 신호가 주변기기에 의해 영향을 받지 않도록 함으로써, 신호의 품질을 확보할 수 있다.
아울러, 제3 층(113)은 인쇄회로기판(10)으로 전원을 공급하는 전원배선을 포함하는 전원층 일 수 있으며, 제4 층(114)은 제1 층(111)과 유사한 구조로서 전기적 신호선이 배치될 수 있다.
또한, 제4 층(114)의 전기적 신호선에는 다수의 전자부품(미도시) 및 다수의 소자(미도시)들이 실장될 수 있으며, 방열부재(미도시)가 제4 층(114)에 추가로 배치됨으로써 제4 층(114)에 실장된 발열성의 전자부품으로부터 발생되는 열을 추가로 방열할 수 있다.
도 3에 도시된 제1 내지 제4 층(111, 112, 113, 114)의 다층으로 구성된 인쇄회로기판(10)의 구성은 예시적인 것으로서, 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
인쇄회로기판(10)의 제1 층(111)에는 방열부재(20)의 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)와 연결될 수 있는 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)이 방사형으로 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에는 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 배치된 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)이 배치될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 배치된 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031) 외에도 인쇄회로기판(10)에는 다수의 층 사이를 전기적으로 연결하는 다른 비아홀(V)을 더 포함할 수 있다.
도 3에서는 제1 접촉면(101)에 배치된 다수의 비아홀(1011)과 제2 접촉면(102)에 배치된 다수의 비아홀(1021) 만을 도시하였으며, 제3 접촉면(101)에 배치된 다수의 비아홀(도 2의 1031)의 구성은 제1 및 제2 접촉면(101, 102)에 배치된 다수의 비아홀(1011, 1021)과 동일하다.
전술한 바와 같이, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 배치된 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)은 전자부품(30)이 실장된 인쇄회로기판(10)의 중앙부로부터 멀어지는 방향으로 배치될 수 있다.
다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)은 인쇄회로기판(10)을 관통하는바, 제1 내지 제4 층(111, 112, 113, 114)을 관통할 수 있다.
다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)은 전도성 물질로 커버 또는 도금될 수 있다.
구체적으로, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)은 전도성 물질로 도금된 내주면(1012, 1022, 1032)을 포함할 수 있으며, 이를 통해, 제1 내지 제4 층(111, 112, 113, 114)이 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)의 내주면(1012, 1022, 1032)은 열 전도성이 높은 물질로 커버 또는 도금될 수 있다.
예를 들어, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)의 내주면(1012, 1022, 1032)은 알루미늄, 구리 등과 같은 금속으로 커버될 수 있으며, 방열부재(20)와 같은 재질로 이루어 질 수 있다.
이를 통해, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)로 전달된 열이 내주면(1012, 1022, 1032)을 따라 인쇄회로기판(10)의 내부로 확산될 수 있다.
전자부품(30)으로부터 발생되는 열이 방열부재(20)를 통해 확산되는 구체적인 과정은 다음과 같다.
전자부품(30)을 통해 발생되는 열은 전자부품(30)과 결합된 방열판(21)으로 전도되고, 방열판(21)으로 전도된 열은 방열판(21)의 중앙부로부터 외측으로 확산될 수 있다.
방열판(21)의 내부를 통해 확산된 열은 방열판(21)의 상부로 대류됨으로써 외부로 배출될 수 있다.
아울러, 방열판(21)은 외측으로 돌출된 다수의 방열핀(미도시)을 포함할 수 있으며, 다수의 방열핀을 통해 외부와의 열 교환 면적을 증대시킴으로써, 외부로의 열 전달의 효과를 더욱 높일 수 있다.
아울러, 방열판(21)으로 전도된 열의 일부는 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)로 이동할 수 있다.
제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)로 이동한 열은 제1 내지 제3 지지부(2211, 2221, 2231)를 통해 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)로 이동할 수 있다.
이후, 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)로부터 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로 열이 전달될 수 있으며, 이를 통해 방열부재(20)의 열이 인쇄회로기판(10)으로 전달될 수 있다.
일반적으로, 전자부품(30)으로부터 방열부재(20)로 전달된 열의 대부분은 외부와의 열 교환이 용이하도록 평판형상으로 이루어진 방열판(21)을 통해 방출될 수 있다.
다만, 전자부품(30)으로부터 열이 지속적으로 발생함으로써 방열부재(20) 내의 열이 포화되는 경우, 방열부재(20)를 통한 방열성능이 저하될 수 있다.
이러한 경우, 방열부재(20)의 포화된 열을 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)와 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)을 통해 인쇄회로기판(10)으로 확산시킴으로써, 인쇄회로기판 조립체(1) 전체의 방열성능을 확보할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 내지 제3 접촉부(2212, 2222, 2232)로부터 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로의 열 전달은 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)을 통해 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.
제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로 전달된 열은 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 배치된 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)을 통해 인쇄회로기판(10)의 전 영역으로 확산될 수 있다.
구체적으로, 제1 층(111)의 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로 전달된 열은 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)의 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)을 통해 인쇄회로기판(10)의 내부로 확산될 수 있다.
제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 전달된 열은 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)의 내주면(1012, 1022, 1032)을 통해 제1 층(111)으로부터 제2 절연층(121), 제2 층(112), 코어층(131), 제3 층(113), 제2 절연층(122) 및 제4 층(114)으로 순차적으로 전도될 수 있다.
아울러, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 전달된 열의 일부는 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 배치된 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)의 내부 공간을 통해 대류하여 인쇄회로기판(10)의 내부로 확산될 수 있다.
전술한 바와 같이, 인쇄회로기판(10)의 전 영역을 커버할 수 있는 그라운드 층으로 구성된 제2 층(112)은 열 전도성이 높은 알루미늄 또는 구리와 같은 금속으로 이루어질 수 있다.
따라서, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)을 통해 제2 층(112)으로 전달된 열은 열 전도성이 높은 제2 층(112)을 통해 더욱 효율적으로 인쇄회로기판(10)의 전 영역으로 확산될 수 있으며, 이를 통해 인쇄회로기판 조립체(1)의 방열성능이 향상될 수 있다.
아울러, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)의 내주면(1012, 1022, 1032)과 제2 층(112) 사이에 열전달물질(미도시)을 추가로 배치함으로써, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)로부터 제2 층(112)으로의 열 전도율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 인쇄회로기판(10)의 전 영역을 커버하는 제2 층(112)에는 다수의 소자(40)들 역시 연결될 수 있는바, 제2 층(112)을 통해 확산되는 열은 제2 층(112)과 연결된 다수의 소자(40)들에도 전달될 수 있다.
따라서, 다수의 소자(40)들에 전달된 열이 인쇄회로기판(10)의 표면상에 실장된 다수의 소자(40)들을 통해서도 외부로 방출될 수 있다.
아울러, 제2 층(112)에는 열에 대한 내구성이 강한 소자들을 연결하고, 열에 약한 소자들은 제3 층(113) 또는 제4 층(114)으로 분리하여 연결함으로써, 제2 층(112)에 연결된 열에 강한 소자들을 통한 추가적인 방열성능을 확보할 수 있다.
또한, 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)과 연결되는 제3 층(113), 제4 층(114), 제1 절연층(121), 제2 절연층(122) 및 코어층(131)을 통해서도 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)으로 전달된 열이 확산될 수 있는바, 이를 통해 인쇄회로기판 조립체(1)의 방열성능이 향상될 수 있다.
아울러, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 배치되는 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)은 인쇄회로기판(10) 전체를 관통하는 것이 아닌 인쇄회로기판(10)의 일부 층만을 관통하도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)의 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)로부터 열이 전달되지 않는 별도의 층을 구성함으로써 인쇄회로기판(10)을 구성하는 다수의 층을 필요에 따라 열적으로 분리할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 배치되는 다수의 비아홀(1011, 1021, 1031)을 제1 층(111)으로부터 제2 층(112)까지만 연결되도록 형성함으로써, 제2 층(112)을 통해 방열부재(20)의 열을 추가로 확산시킬 수 있으며, 제3 층(113) 및 제4 층(114)에는 방열부재(20)로부터 열이 전달되지 않게 구성할 수 있다.
이를 통해, 제3 층(113) 및 제4 층(114)에는 열에 약한 구성요소들을 중심으로 연결함으로써, 열에 약한 구성요소들이 제2 층(112)을 통한 방열로 인해 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(2)의 단면을 개략적으로 나타난 단면도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(2)는 인쇄회로기판(10), 방열부재(60), 작동과정에서 많은 양의 열을 발생시키는 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들을 포함할 수 있다.
다만, 인쇄회로기판(10), 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들은 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(1)의 구성과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 방열부재(60)는 방열판(61)과 방열판(61)에 결합되어 방열판(61)을 지지하는 적어도 하나의 연결부를 포함할 수 있다.
방열판(61)을 지지하는 연결부는 다수의 연결부(621, 622, 623)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 제1 내지 제3 연결부(621, 622, 623)를 포함할 수 있다.
도 4에서는 제3 연결부(623)가 직접적으로 도시되지 않았으나, 제3 연결부(623)의 구성은 제1 및 제2 연결부(621, 622)와 동일하다.
제1 내지 제3 연결부(621, 622, 623)는 방열판(61)의 일측에 배치되어 인쇄회로기판(10)상에서 방열판(61)을 지지할 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 연결부(621, 622, 623)는 방열판(61)을 지지하는 제1 내지 제3 지지부(6211, 6221, 6231) 및 제1 내지 제3 지지부(6211, 6221, 6231)로부터 절곡된 제1 내지 제3 접촉부(6212, 6222, 6232)를 포함할 수 있다.
아울러, 제1 내지 제3 연결부(621, 622, 623)는 제1 내지 제3 접촉부(6212, 6222, 6232)에 결합된 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)을 포함할 수 있다.
다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)은 제1 내지 제3 접촉부(6212, 6222, 6232)로부터 돌출된 구조로서, 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)의 길이는 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)의 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)의 길이와 대응되도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)은 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 배치된 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)에 삽입될 수 있다.
다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)은 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)의 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)과 동일한 수로 구성될 수 있으며, 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)의 배치와 대응하여 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)의 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)에 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)이 삽입됨으로써, 방열부재(20)가 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)에 더욱 견고하게 결합될 수 있다.
아울러, 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)은 열 전도성이 높은 알루미늄, 구리 또는 은과 같은 금속으로 이루어질 수 있다.
따라서, 제1 내지 제3 접촉부(6212, 6222, 6232)로부터 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)으로 열이 용이하게 전도될 수 있다.
또한, 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)은 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)의 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)에 삽입됨으로써, 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)에 열을 더욱 효과적으로 전달할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)은 연성재질로 이루어질 수 있으며, 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)이 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)을 관통할 수 있다.
아울러, 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)이 삽입된 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)에는 열전달물질(미도시)을 추가로 채워줌으로써, 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)으로부터 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)으로의 열 전도율을 더욱 높일 수 있다.
이처럼, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열부재(60)의 다수의 연결핀(6213, 6223, 6233)은 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)의 다수의 비아홀(1011, 1012, 1013)에 직접 삽입됨으로써 방열부재(60)의 열이 인쇄회로기판(10)의 내부로 더욱 효과적으로 확산될 수 있으며, 이를 통해 인쇄회로기판 조립체(2)의 방열성능이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(3)의 단면을 개략적으로 나타난 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(3)는 방열부재(70), 인쇄회로기판(80), 작동과정에서 발열하는 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들을 포함할 수 있다.
다만, 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들은 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(1)의 구성과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
방열부재(70)는 방열판(71)과 방열판(71)에 결합되어 방열판(71)을 지지하는 적어도 하나의 연결부를 포함할 수 있다,
방열판(71)을 지지하는 연결부는 다수의 연결부(721, 722, 723)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 제1 내지 제3 연결부(721, 722, 723)를 포함할 수 있다.
도 5에서는 제3 연결부(723)가 직접적으로 도시되지 않았으나, 제3 연결부(723)의 구성은 제1 및 제2 연결부(721, 722)와 동일하다.
제1 내지 제3 연결부(721, 722, 723)는 방열판(71)의 일측에 배치되어 인쇄회로기판(80)상에서 방열판(71)을 지지할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(80)은 전자부품(30) 및 소자(40)들이 실장되는 제1 층(811)과 제1 층(811)이 순차적으로 적층된 제2 내지 제4 층(812, 813, 814)을 포함할 수 있으며, 제1 층(811)과 제2 층(812) 사이에는 제1 절연층(821)이, 제2 층(812)과 제3 층(813) 사이에는 코어층(831)이, 제3 층(813)과 제4 층(814) 사이에는 제2 절연층(822)이 배치될 수 있다.
제1 내지 제4 층(811, 812, 813, 814)은 전도성의 동박(copper foil)으로 구성될 수 있으며, 이를 통해 회로층을 구성할 수 있다.
아울러, 제1 절연층(821), 제2 절연층(822) 및 코어층(831)은 절연성의 물질로 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 제1 층 내지 제4 층(811, 812, 813, 814)이 상호 절연될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판(80)은 도 3 및 도 4에 도시된 인쇄회로기판(10)의 구성과 유사한 다층 인쇄회로기판으로서, 제1 층(811)에는 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들이 실장될 수 있으며, 배선패턴(11)과 같은 전기적 신호선이 배치될 수 있다.
또한, 제2 층(812)은 인쇄회로기판(80)의 전 영역을 커버하는 전도성 금속으로 이루어진 그라운드 층일 수 있으며, 제3 층(813)은 인쇄회로기판(80)으로 전원을 공급하는 전원배선을 포함하는 전원층일 수 있고, 제4 층(814)은 제1 층(811)과 유사한 구조로서 전기적 신호선이 배치될 수 있다.
아울러, 인쇄회로기판(80)은 제1 층(811)으로부터 제2 층(812)을 향해 함몰될 단차부를 포함할 수 있다.
단차부는 방열부재(70)의 제1 내지 제3 연결부(721, 722, 723)의 배치와 대응하는 위치상에 배치되는 제1 내지 제3 단차부(S1, S2, S3)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 단차부(S1, S2, S3)는 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 내지 제3 접촉면(101, 102, 103)과 유사하게, 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 전자부품(30)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 단차부(S1, S2, S3)를 통해 제2 층(812)의 일부가 직접적으로 인쇄회로기판(80)의 외부로 노출될 수 있다.
아울러, 방열부재(70)의 제1 내지 제3 연결부(721, 722, 723)는 제1 내지 제3 단차부(S1, S2, S3)를 통해 제2 층(812)의 일부와 직접적으로 접촉할 수 있다.
구체적으로, 제1 내지 제3 연결부(721, 722, 723)는 방열판(71)을 지지하는 제1 내지 제3 지지부(7211, 7221, 7231) 및 제1 내지 제3 지지부(7211, 7221, 7231)로부터 절곡된 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 지지부(7211, 7221, 7231)는 전자부품(30)과 접하는 방열판(71)과 제2 층(812)과 접하는 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232) 사이를 연결하여, 제2 층(812)으로부터 방열판(71)을 지지할 수 있다.
제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)는 제1 내지 제3 단차부(S1, S2, S3)의 형상과 대응할 수 있다.
따라서, 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)는 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 전자부품(30)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다.
아울러, 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)와 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)가 접하는 제2 층(812) 사이에는 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)이 배치될 수 있다.
이를 통해, 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)로부터 제2 층(812)으로의 열 전달이 더욱 용이하게 이루어질 수 있다.
따라서, 전자부품(30)으로부터 발생되는 열은 방열판(71)으로 전도되어, 방열판(71)의 내부를 통해 확산될 수 있다.
아울러, 방열판(71)으로 전도된 열의 일부는 제1 내지 제3 연결부(721, 722, 723)로 이동할 수 있으며, 제1 내지 제3 연결부(721, 722, 723)와 결합된 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)로 이동할 수 있다.
제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)는 제1 내지 제3 단차부(S1, S2, S3)를 통해 제2 층(812)과 직접적으로 연결될 수 있으므로, 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)의 열이 제2 층(812)으로 직접 전도될 수 있다.
아울러, 제1 내지 제3 열전달물질(51, 52, 53)을 통해 제1 내지 제3 접촉부(7212, 7222, 7232)와 제2 층(812) 사이의 공극을 메워줌으로써 방열부재(70)의 열이 제2 층(812)으로 더욱 효율적으로 전달될 수 있다.
또한, 제2 층(812)으로 전달된 열은 다수의 비아홀(미도시)을 통해 코어층(831), 제3 층(813), 제2 절연층(822) 및 제4 층(814)으로도 전달될 수 있으며, 이를 통해 인쇄회로기판 조립체(3)의 전체적인 방열성능이 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(4)의 단면을 개략적으로 나타난 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(4)는 인쇄회로기판(10'), 방열부재(20), 작동과정에서 열을 발생시키는 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들을 포함할 수 있다.
다만, 방열부재(20), 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들은 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판 조립체(1)의 구성과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시된 인쇄회로기판(10')은 전자부품(30) 및 다수의 소자(40)들이 실장되며 배선패턴(11)과 같은 전기적 신호선이 배치될 수 있는 제1 층(111')과 전원층 및 그라운드 층을 포함할 수 있는 제2 층(112')을 포함할 수 있다.
아울러, 인쇄회로기판(10')은 제1 층(111')과 제2 층(112') 사이에 배치되어 제1 층(111')과 제2 층(112')을 상호 절연시키는 절연층(121')을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(10')의 제1 층(111')에는 방열부재(20)의 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)와 연결될 수 있는 제1 내지 제3 접촉면(101', 102', 103')이 방사형으로 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 접촉면(101', 102', 103')에는 전자부품(30)으로부터 멀어지는 방향으로 배치된 다수의 비아홀(1011', 1021', 1031')이 배치될 수 있으며, 다수의 비아홀(1011', 1021', 1031')은 열 전도율이 높은 물질로 커버된 내주면(1012', 1022', 1032')을 포함할 수 있다.
이를 통해, 방열부재(20)로부터 제1 내지 제3 접촉면(101', 102', 103')으로전달된 열이 다수의 비아홀(1011', 1021', 1031')을 통해 제2 층(112')으로 전달될 수 있으며, 제2 층(112')으로 전달된 열이 외부로 방출될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(10')의 전자부품(30)이 실장된 일측에는 방열부재(20)의 방열판(21)을 통해 인쇄회로기판(10')의 상측으로 열을 대류시킬 수 있다.
아울러, 제1 내지 제3 연결부(221, 222, 223)로부터 제1 내지 제3 접촉면(101', 102', 103')으로 열이 전달되고, 제1 내지 제3 접촉면(101', 102', 103')으로 전달된 열이 다수의 비아홀(1011', 1021', 1031')을 통해 제1 층(111')과 반대되는 제2 층(112')에 전달됨으로써, 인쇄회로기판(10')의 하측으로 열을 방출시킬 수 있다.
이처럼, 전자부품(30)으로부터 발생되는 열이 인쇄회로기판(10')의 양면을 통해 외부로 방출될 수 있는바, 인쇄회로기판 조립체(4)의 방열성능이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판(10')은 도 3에 도시된 다층 구조의 인쇄회로기판(10)과 달리 단층으로 이루어짐으로써, 그 두께가 더 얇아질 수 있으며 인쇄회로기판(10')의 구조 역시 단순화될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시 예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시 예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시 예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시 예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.
1; 인쇄회로기판 조립체
10; 인쇄회로기판
20; 방열부재
30; 전자부품
40; 소자
51, 52, 53; 제1 내지 제3 열전달물질
101, 103, 103; 제1 내지 제3 접촉면
1011, 1021, 1031; 비아홀
111, 112, 113, 114; 제1 층 내지 제4 층
221, 222, 223; 제1 내지 제3 연결부

Claims (20)

  1. 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판에 실장되는 전자부품과 접촉되고, 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 상기 인쇄회로기판으로 전도하도록 상기 인쇄회로기판과 연결되는 적어도 하나의 연결부를 포함하는 방열부재;를 포함하는 인쇄회로기판 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 전자부품이 장착된 제1 층, 상기 제1 층이 적층된 절연층 및 상기 절연층이 적층된 제2 층을 포함하고,
    상기 연결부는 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 상기 제2 층에 전달하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 층은 상기 연결부가 결합하는 적어도 하나의 접촉면을 포함하고,
    상기 인쇄회로기판은 상기 접촉면에 배치되어 상기 인쇄회로기판을 관통하는 다수의 비아홀(via hole)을 더 포함하며,
    상기 연결부는 상기 다수의 비아홀을 통해 상기 제2 층과 연결되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 비아홀은 열 전도성 물질로 도금되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 다수의 비아홀에 각각 삽입되는 다수의 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 접촉면 사이에 배치되는 열전달물질(TIM; Thermal Interface Material)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열전달물질은 상기 연결부와 상기 접촉면 사이의 공극을 메우도록 연성재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 제1 층으로부터 상기 제2 층을 향해 함몰되어 상기 제2 층의 일부가 노출된 단차부를 포함하고,
    상기 연결부는 상기 단차부에 배치되어 상기 제2 층의 일부와 접하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 제2 층 사이에 배치되는 열전달물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 전자부품과 접하는 방열판을 더 포함하고,
    상기 연결부는 상기 방열판을 지지하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 전자부품으로부터 멀어지는 방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 비아홀은 상기 전자부품으로부터 멀어지는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 방열판을 지지하는 지지부; 및
    상기 지지부로부터 절곡되어 상기 접촉면과 접하는 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 방열판과 상기 연결부는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 제2 층은 상기 인쇄회로기판의 전 영역을 커버하는 그라운드 층인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  16. 제3항에 있어서,
    상기 제2 층과 연결되어 상기 제2 층으로부터 전도된 열을 외부로 방출하는 다수의 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  17. 그라운드 층을 포함하는 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판의 일측에 장착되는 전자부품과 연결되어 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 방열하는 방열부재;를 포함하고,
    상기 방열부재는 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 상기 그라운드 층으로 전도하도록 상기 그라운드 층과 연결되는 적어도 하나의 연결부를 포함하는 인쇄회로기판 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 인쇄회로기판을 관통하는 다수의 비아홀을 포함하고,
    상기 연결부는 상기 다수의 비아홀 중 적어도 하나의 비아홀과 접함으로써 상기 그라운드 층과 연결되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 전자부품으로부터 멀어지는 방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
  20. 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판의 배선패턴에 실장되는 전자부품과 접촉되는 방열부재;를 포함하고,
    상기 방열부재는 상기 전자부품으로부터 전도된 열을 상기 인쇄회로기판으로 전도하도록 상기 인쇄회로기판과 연결되는 다수의 연결부를 포함하며,
    상기 다수의 연결부는 상기 배선패턴과의 간섭 없이 상기 전자부품을 중심으로 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 조립체.
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