KR102178418B1

KR102178418B1 - 마이크로웨이브 가열 장치의 pcb 방열 구조

Info

Publication number: KR102178418B1
Application number: KR1020190059566A
Authority: KR
Inventors: 홍승일
Original assignee: 주식회사 이엠텍
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2039-05-21

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 발생시키는 RF PCB 보드의 열을 원활히 방출할 수 있는 마이크로웨이브 가열장치의 PCB 방열 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 RF 출력파워 송출기; RF 출력파워 송출기와 연결되며 마이크로웨이브 발생하는 마이크로웨이브 발생기; 마이크로웨이브 발생기로부터 전달되는 마이크로웨이브를 방사하고 열에너지를 발생하는 안테나 코일; 및 안테나 코일로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되며, 에어로졸 형성기재가 삽입되는 개구를 구비하는 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box);를 포함하며, RF PCB 보드는 캐비티 쉴딩 박스의 외면에 설치되어, 캐비티 쉴딩 박스를 히트 싱크로 활용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열장치의 PCB 방열 구조를 제공한다.

Description

마이크로웨이브 가열 장치의 PCB 방열 구조{HEAT DISSIPATION STRUCTURE OF MICROWAVE HEATING DEVICE}

본 발명은 마이크로웨이브 가열 장치의 PCB 방열 구조에 관한 것이다.

에어로졸은 대기 중에 부유상태로 존재하는 액체 또는 고체의 작은 입자로 보통 0.001 ~ 1.0 ㎛의 크기를 갖는다. 특히 여러 종류의 액상으로부터 유래하는 에어로졸을 다양한 목적으로 사람이 흡입하는 경우가 있는데, 예를 들어 질병 치료용으로는 네블라이져가 알려져 있다.

도 1은 종래 기술의 일실시예를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면,

에어로졸-발생 장치(10)는 히팅 요소(90)가 에어로졸-형성 기질(30) 안으로 삽입되어 가열하는 구조를 포함하며, 이러한 종래 기술에서 히팅 요소(90)는 배선에 의해 연결되어 유선으로 전력을 공급하는 구조인데, 히팅 요소(90)와 메인 보드(Main Board)사이의 접촉불량이나 단선 등 배선에 이상이 발생한 경우에 히팅 요소(90)가 원활하게 동작하지 못하고, 고장의 원인이 될 수 있는 문제점이 있으며, 히팅 요소(90)의 온도제어가 쉽지 않아 예열 시간이 길어질 수 있으며 가열 효율이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1824765

본 발명은 마이크로웨이브를 발생시키는 RF PCB 보드의 열을 원활히 방출할 수 있는 마이크로웨이브 가열장치의 PCB 방열 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 RF 출력파워 송출기; RF 출력파워 송출기와 연결되며 마이크로웨이브 발생하는 마이크로웨이브 발생기; 마이크로웨이브 발생기로부터 전달되는 마이크로웨이브를 방사하고 열에너지를 발생하는 안테나 코일; 및 안테나 코일로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되며, 에어로졸 형성기재가 삽입되는 개구를 구비하는 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box);를 포함하며, RF 출력파워 송출기와 마이크로웨이브 발생기는 PCB 보드 상에 회로로 구성되며, 캐비티 쉴딩 박스의 외면에 설치되어, 캐비티 쉴딩 박스를 히트 싱크로 활용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열장치의 PCB 방열 구조를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 마이크로웨이브 발생기가 발생시키는 마이크로웨이브의 주파수는 2GHz~30GHz 대역이며, 출력 파워는 1W~40W인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열장치의 PCB 방열 구조를 제공한다.

본 발명은, 많은 열이 발생하는 RF PCB 보드를 금속으로 제조되는 캐비티의 쉴딩 박스 표면에 설치함으로써, RF PCB 보드의 설치 공간을 용이하게 확보함과 동시에 RF PCB 보드를 효과적으로 방열할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술의 일실시예를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 가열장치를 설명하기 위한 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 가열장치의 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 가열장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 가열장치(1000)는 마이크로 웨이브 발생기(200)와 RF 출력파워 송출기(300)로 구성되며, 마이크로 웨이브 발생기(200)와 RF 출력파워 송출기(300)는 RF PCB 보드 상에 구현된다. RF 출력파워 송출기(300)로부터 전달되는 마이크로웨이브를 방사하고 열에너지를 발생하는 안테나 코일(400)을 구비하되 안테나 코일(400)로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되는 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600)와 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600) 내부에 형성한 캐비티 쉴드 파티션(Cavity Shield Partition)(610)과 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600)와 캐비티 쉴드 파티션(Cavity Shield Partition)(610)에 형성되어 에어로졸 형성기재(100)가 삽입되는 개구(650, 660) 및 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600) 내에서 안테나 코일(400)과 접촉되게 설치되고 에어로졸 형성기재(100)의 일부분이 삽입되도록 형성한 서스 파이프(SUS PIPE)(500)를 포함한다.

RF 출력파워 송출기(300)에서는 마이크로웨이브 발생기(200)에서 발생한 저출력 파워를 더 높은 출력으로 안테나 코일(400)로 송출을 하게 된다. 마이크로웨이브 발생기(200)는 마이크로웨이브 주파수 대역으로 2GHz~30GHz 대역을 사용하고 무선 RF 출력파워 송출기(300)의 RF 출력파워는 1W~40W 범위이다. 마이크로웨이브 발생기(200)에서 발생시킨 마이크로웨이브는 RF 출력파워 송출기(300)를 안테나 코일(400)에 전달되어 안테나 코일(400)에서 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600)의 내부로 방사되는 한편 안테나 코일(400)에서는 열에너지를 발생시켜 안테나 코일(400)과 접촉하고 있는 서스 파이프(500)에 열에너지를 전달한다.

실시예에 따라 안테나 코일(400)은 헤리컬 타입 안테나 코일(Herical Type Antenna Coil)을 적용할 수 있으며 헤리컬 타입 안테나 코일이 서스 파이프(500)를 감싸도록 설치하여 헤리컬 타입 안테나 코일에서 발생한 열에너지가 더욱 효과적으로 서스 파이프(500)로 전달될 수 있도록 할 수 있다. 서스 파이프(500)는 에어로졸 형성기재(100)의 일부분이 삽입될 수 있는 공간을 구비한다.

캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600)는 내부에서 안테나 코일(400)로부터 방사된 마이크로웨이브가 반사되도록 공간을 형성하고 있으며, 마이크로웨이브가 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600) 외부로 누설되지 않도록 내부에 캐비티 쉴드 파티션(Cavity Shield Partition)(610)이 형성되어 있다. 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600)와 캐비티 쉴드 파티션(Cavity Shield Partition)(610)에는 에어로졸 형성기재(100)가 삽입될 수 있는 개구(650, 660)이 형성되어 있다. 결과적으로 에어로졸 형성기재(100)는 개구(650, 660)를 통해 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600)에 삽입된 상태에서 RF PCB 보드(300)에서 발생시켜 안테나 코일(50)를 통해 방사되어 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)(600)에서 방사 및 반사된 마이크로웨이브 및 안테나 코일(400)에서 서스 파이프(500)로 전달된 열에너지에 의해 에어로졸 형성기재(100)가 가열되어 흡입물질을 기화시켜 에어로졸이 발생되게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브 가열장치의 사시도이다.

마이크로웨이브 가열 장치의 RF 출력파워 송출기(200)와 마이크로웨이브 발생기(300)는 RF PCB 보드(200, 300) 상에서 구현된다. 이때, RF 출력파워 송출기(200)와 마이크로웨이브 발생기(300)는 별도로 구별된 RF PCB 보드 상에 구현되는 것이 아니라, 하나의 RF PCB 보드 상에 RF 출력파워 송출기(200)와 마이크로웨이브 발생기(300)가 함께 형성될 수 있다. 이때, RF PCB 보드(200, 300)에 구현되는 RF 출력파워 송출기(300)와 마이크로웨이브 발생기(200)에서는 마이크로웨이브를 발생시킬 때 많은 에너지가 발생하여 열로 방출된다. 마이크로웨이브 가열 장치를 개인 휴대용으로 사용하기 위해서는, RF PCB 보드(200, 300)에서 발생하는 열의 방출이 효율적으로 이루어져야 한다. 이를 위해, 본 발명에는 캐비티 쉴드 박스(600)의 외면에 RF 출력파워 송출기(300)와 마이크로웨이브 발생기(200)를 부착한다. 마이크로웨이브를 차폐하기 위한 캐비티 쉴드 박스(600)는 금속으로 제작되기 때문에, 히트 싱크의 역할을 겸할 수 있다. 캐비티 쉴드 박스(600)의 표면에 RF PCB 보드(200, 300)가 부착됨으로써, 마이크로웨이브 동작 시에 RF 출력파워 송출기(300)와 마이크로웨이브 발생기(200)에서 발생하는 열을 캐비티 쉴드 박스(600)을 통해 외부로 원활히 방출할 수 있다. 한편, 캐비티 쉴드 박스(600)의 한 면의 면적이 제한적이기 때문에, RF PCB 보드(200, 300)를 복수 개로 분할하여, 캐비티 쉴드 박스(600)의 여러 면에 나누어 부착하고, 분할된 RF PCB 보드(200, 300) 사이를 FPCB(350)로 연결할 수 있다.

10 : 에어로졸-발생 장치 30: 에어로졸-형성 기질
90 : 히팅 요소 1000 : 마이크로웨이브 가열장치
100 : 에어로졸 형성기재 200 : 마이크로웨이브 발생기
300 :RF 출력파워 송출기 350 : FPCB
400 : 안테나 코일 500 : 서스 파이프(SUS PIPE)
600 : 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box)
610, 620, 630, 640 : 캐비티 쉴드 파티션(Cavity Shield Partition)
650, 660, 670, 680 : 개구 690 : 쉴드(Shield) 링

Claims

마이크로웨이브 발생하는 마이크로웨이브 발생기;
마이크로웨이브 발생기에서 발생한 마이크로웨이브를 송출하는 RF 출력파워 송출기;
마이크로웨이브 발생기로부터 전달되는 마이크로웨이브를 방사하고 열에너지를 발생하는 안테나 코일;
안테나 코일로부터 방사된 마이크로웨이브가 내부에서 방사 및 반사되며, 에어로졸 형성기재가 삽입되는 개구를 구비하는 캐비티 쉴딩 박스(Cavity Shielding Box);를 포함하며,
RF 출력파워 송출기와 마이크로웨이브 발생기는 PCB 보드 상에 회로로 구성되며, 캐비티 쉴딩 박스의 외면에 설치되어, 캐비티 쉴딩 박스를 히트 싱크로 활용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열장치의 PCB 방열 구조.
제1항에 있어서,
마이크로웨이브 발생기가 발생시키는 마이크로웨이브의 주파수는 2GHz~30GHz 대역이며, 출력 파워는 1W~40W인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 가열장치의 PCB 방열 구조.