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KR102391167B1 - 방열 어셈블리 - Google Patents

방열 어셈블리 Download PDF

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KR102391167B1
KR102391167B1 KR1020170071501A KR20170071501A KR102391167B1 KR 102391167 B1 KR102391167 B1 KR 102391167B1 KR 1020170071501 A KR1020170071501 A KR 1020170071501A KR 20170071501 A KR20170071501 A KR 20170071501A KR 102391167 B1 KR102391167 B1 KR 102391167B1
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Abstract

본 발명은 차량에 장착되는 방열 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판과 상기 인쇄 회로 기판 상에 설치되는 제1 발열 소자 및 제2 발열 소자를 가지는 발열 소자 부재와 상기 제2 발열 소자가 설치되는 방열판 및 상기 방열판의 외면 중 상기 제2 발열 소자가 설치되는 외면의 반대쪽 외면에 설치되어 상기 제2 발열 소자로부터 상기 방열판으로 전달되는 열을 전달 받아 외부로 배출하는 복수의 방열핀을 가지는 방열 부재와 그리고 상기 제1 발열 소자와 접촉하여 상기 제1 발열 소자에서 발생된 열을 외부로 배출하는 열전도 부재를 포함하는 방열 어셈블리를 포함한다.

Description

방열 어셈블리{Assembly having a heat radating}
본 발명은 차량에 장착될 수 있는 방열 어셈블리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 발열 소자들에서 발생된 열을 외부로 배출할 수 있는 구조를 가지는 방열 어셈블리에 관한 것이다.
차량에 장착되는 전력변환기인 인버터(Inverter)는 모터와 배터리 사이에 연결되어 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하거나, 또는 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 기능을 담당한다.
인버터에는 FET(Field Effect Transistor), IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor) 등의 스위칭(Switching) 소자, 커패시터(Capacitor) 등과 같은 다양한 전자 부품들이 내장된다.
그러나, 상기와 같은 인버터에 내장되는 각종 전자부품 중에서 특히, 스위칭 소자나 커패시터에서 방출되는 열이 매우 과다하다.
아울러, 인버터 내에는 스위칭 소자나 커패시터 등과 같이 열이 발생하는 각종 발열소자가 일정 부위에 집중적으로 모여 있기 때문에 열이 전체에 골고루 퍼지지 못하고 한 곳으로 누적되어 인버터 내부의 온도가 집중적으로 상승하게 되는 문제점이 있었다.
즉, 인터버 내부에는 각종 발열 소자가 위치하여, 발열 소자들에 의해 과도한 온도 상승이 있는 경우, 인버터의 정상 작동에 많은 문제가 생긴다. 또한, 인버터의 수명을 단축시키게 되는 문제가 있었다.
한편, 종래의 인버터는 발열 소자에 열을 배출하기 위해 발열 소자와 연결된 방열판에 방열핀을 연결하여 발열 소자에서 발생된 열을 외부로 배출하였다. 그러나, 이러한 경우에도 발열 소자와 연결된 인쇄 회로 기판(PCB)에 열이 집중되는 현상이 발생하여 과도한 온도 상승을 유발하는 문제가 있다.
또한, 차량의 경우 인버터 이외에도 전장 시스템 또는 ECU(Electronic Control Unit)와 같은 전자적 부품에서 많은 열이 발생하는 부분이 있다. 이 경우도 발열 소자의 작동 시 열이 발생되며, 이로 인해 과열 될 수 있다. 발열이 과다하게 발생하는 경우, 부품의 동작이 제대로 되지 않으며, 열이 축적되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자, 차량의 전장 시스템, ECU 또는 인버터 등의 발열 소자에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있는 방열 구조를 구비하는 방열 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 차량에 장착되며 방열 구조를 가지는 방열 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 방열 어셈블리는 인쇄 회로 기판과 상기 인쇄 회로 기판 상에 설치되는 제1 발열 소자 및 제2 발열 소자를 가지는 발열 소자 부재와 상기 제2 발열 소자가 설치되는 방열판 및 상기 방열판의 외면 중 상기 제2 발열 소자가 설치되는 외면의 반대쪽 외면에 설치되어 상기 제2 발열 소자로부터 상기 방열판으로 전달되는 열을 전달 받아 외부로 배출하는 복수의 방열핀을 가지는 방열 부재와 그리고 상기 제1 발열 소자와 접촉하여 상기 제1 발열 소자에서 발생된 열을 외부로 배출하는 열전도 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방열 어셈블리는 상기 인쇄 회로 기판의 상면을 커버하는 금속 재질의 커버 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열전도 부재는 일면이 상기 제1 발열 소자와 접촉하고, 타면은 상기 커버 부재의 내면과 접촉하여, 상기 제1 발열 소자에서 발생된 열을 상기 열전도 부재에서 상기 커버 부재로 전달하여 외부로 방출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열전도 부재는 히트 파이프 또는 방열 패드로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방열 어셈블리는 상기 인쇄 회로 기판과 상기 방열판을 고정시키는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 방열 어셈블리는 인쇄 회로 기판과 상기 인쇄 회로 기판 상에 설치되는 제1 발열 소자 및 제2 발열 소자를 가지는 발열 소자 부재와 상기 제2 발열 소자가 설치되는 방열판과 상기 방열판의 외면 중 상기 제2 발열 소자가 설치되는 외면의 반대쪽 외면에 설치되어 상기 제2 발열 소자로부터 상기 방열판으로 전달되는 열을 전달받아 외부로 배출하는 복수의 방열핀 및 상기 제2 발열 소자와 접촉하며 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성된 핀홀을 관통하는 복수개의 열전도핀을 가지어 상기 제2 발열 소자에서 발생된 열을 외부로 배출하는 방열 부재와 그리고 상면은 상기 인쇄 회로 기판과 접촉하며, 하면은 상기 제2 발열 소자와 접촉하며, 상기 열전도핀이 관통하는 관통홀을 가지는 열 흐름 부재를 포함하되 상기 열흐름 부재는 상기 발열 소자에서 발생된 열을 외부 또는 상기 방열판을 통해서 상기 방열핀으로 전달하여 외부로 배출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열흐름 부재는 상기 제2 발열 소자의 상면 및 상기 인쇄 회로 기판의 하면 사이의 공간을 채우도록 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방열 어셈블리는 상기 인쇄 회로 기판과 상기 방열판을 고정시키는 고정 부재를 더 포함하되 상기 고정 부재는 상기 방열판에 위치하는 너트부와 상기 너트부에 고정 결합되며 상기 열 흐름 부재를 관통하는 볼트부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 고정 부재는 도전성 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 방열 어셈블리는 상기 제1 발열 소자와 접촉하여 상기 제1 발열 소자에서 발생된 열을 외부로 배출하는 열전도 부재 및 상기 인쇄 회로 기판의 상면을 커버하는 금속 재질의 커버 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열전도 부재는 일면이 상기 제1 발열 소자와 접촉하고, 타면은 상기 커버 부재의 내면과 접촉하여, 상기 제1 발열 소자에서 발생된 열을 상기 열전도 부재에서 상기 커버 부재로 전달하여 외부로 방출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열전도 부재는 히트 파이프 또는 방열 패드로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 방열 어셈블리에 열전도 부재 또는 열흐름 부재를 제공하여, 발열 소자들에서 발생된 열을 외부로 배출 할 수 있는 방열 구조를 제공하여, 내부의 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 방열 어셈블리 내부에 방열 구조를 제공하여, 인쇄 회로 기판의 온도 상승을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3는 도 1의 방열 어셈블리를 결합한 상태를 보여주는 결합 사시도이다.
도 4는 도 1의 발열 소자에서 발생되는 열의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 결합 사시도이다.
도 7은 도 5의 발열 소자에서 발생되는 열의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 결합 사시도이다.
도 10은 도 8의 방열 어셈블리에서 발생되는 열의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되게 도시된 부분도 있다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 분해 사시도이고, 도 3는 도 1의 방열 어셈블리를 결합한 상태를 보여주는 결합 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 방열 어셈블리 (1)는 차량에 장착될 수 있다. 일 예로, 방열 어셈블리(1)는 차량의 전장 시스템 또는 ECU 등 발열 소자를 가지는 곳에 장착될 수 있다.
방열 어셈블리(1)는 방열 구조를 가질 수 있다. 방열 어셈블리(1)는 인쇄 회로 기판(10), 방열 부재(20), 발열 소자 부재(30), 열전도 부재(40), 커버 부재(50) 그리고 고정 부재(60)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(10)은 각종 전기 소자들이 설치될 수 있다. 일 예로 인쇄 회로 기판(10)에는 전기 소자 및 후술하는 제1 발열 소자(31)가 설치될 수 있다.
방열 부재(20)는 발열 소자 부재(30)에서 발생된 열을 외부로 배출 할 수 있다. 방열 부재(20)는 인쇄 회로 기판(10)의 하부에 배치될 수 있다.
방열 부재(20)는 방열판(21)과 방열핀(23)을 포함할 수 있다.
방열판(21)은 발열 소자 부재(30)에서 발생된 열을 전달받아, 방열핀(23)으로 전달하여 외부로 배출 할 수 있다. 방열판(21)은 열전도도가 좋은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 방열판(21)은 금속 재질로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 방열판(21)은 열전도도가 좋은 다른 재질로 제공될 수 있으며, 상술한 재질로 한정되지 않는다.
방열핀(23)은 방열판(21)과 결합될 수 있다. 방열핀(23)은 방열판(21)의 일면과 결합될 수 있다. 방열핀(23)이 설치되는 방열판(21)의 외면은 후술하는 제2 발열 소자(33)가 설치되는 방열판(21)의 외면의 반대쪽 외면일 수 있다. 방열핀(23)은 복수개가 제공될 수 있다. 복수개의 방열핀(23)은 방열판(21)의 일면에 일정거리 이격되어 위치할 수 있다. 방열핀(23)은 열 전도도가 좋은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 방열핀(23)은 금속 재질로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 방열핀(23)은 열전도도가 좋은 다른 재질로 제공될 수 있으며, 상술한 재질로 한정되지 않는다.
발열 소자 부재(30)는 방열 어셈블리(1) 내부에 설치되는 전기 소자들의 일종으로 열을 발생할 수 있다. 일 예로 발열 소자 부재(30)의 전기 소자는 커패시터, 스위칭 소자 일 수 있다. 이와는 달리, 방열 어셈블리(1)에 제공되며, 열을 발생시키는 전기적 소자일 수 있다.
발열 소자 부재(30)는 제1 발열 소자(31)와 제2 발열 소자(33)를 포함할 수 있다.
제1 발열 소자(31)는 인쇄 회로 기판(10)에 설치될 수 있다. 제1 발열 소자(31)는 복수개가 제공될 수 있다. 제1 발열 소자(31)는 인쇄 회로 기판(10)을 기준으로 방열판(21)의 반대쪽에 위치할 수 있다.
제2 발열 소자(33)는 방열판(21)에 설치될 수 있다. 제2 발열 소자(33)는 방열판(21)에 고정될 수 있다. 일 예로 제2 발열 소자(33)는 방열판(21)과 고정 시 사이에 써멀 구리스가 제공될 수 있다. 열전도도가 좋은 써멀 구리스가 제공되어, 제2 발열 소자(33)에서 발생된 열이 방열판(21)으로 효과적으로 전달 할 수 있다. 이를 통해서, 제2 발열 소자(33)의 열을 외부로 최대한 배출하여, 방열 효과를 극대화 할 수 있다.
제2 발열 소자(33)는 방열판(21)을 기준으로 방열핀(23)의 반대쪽에 위치할 수 있다. 제2 발열 소자(33)는 방열판(21)에 복수개 제공될 수 있다.
열전도 부재(40)는 제1 발열 소자(31)에서 발생된 열을 외부로 배출할 수 있다. 열전도 부재(40)는 제1 발열 소자(31)와 접촉할 수 있다. 열전도 부재(40)는 열전도가 좋은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 열전도 부재(40)는 히트 파이프 또는 방열 패드로 제공될 수 있다.
열전도 부재(40)는 제1 발열 소자(31)의 상면과 접촉하여 결합될 수 있다. 열전도 부재(40)는 일면은 제1 발열 소자(31)와 접촉하고, 타면은 후술하는 커버 부재(50)의 내면과 접촉 할 수 있다. 열전도 부재(40)는 제1 발열 소자(31)에서 발생된 열을 전달 받아 커버 부재(50)로 전달하여 열을 외부로 배출 할 수 있다. 이를 통해서 제1 발열 소자(31)에서 발생된 열로 인하여 방열 어셈블리(1) 내부의 온도 상승이 되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 예와는 달리, 열전도 부재(40)는 일측은 제1 발열 소자(31)의 상면과 접촉하며, 타측은 후술하는 커버 부재(50)와 접촉하며, 커버 부재(50)를 관통하여 상부로 노출되어 형성될 수 있다. 이 경우, 열전도 부재(40)는 커버 부재(50) 또는 직접 외부로 열을 배출 할 수 있다.
커버 부재(50)는 인쇄 회로 기판(10)의 상부 공간을 커버 할 수 있다. 커버 부재(50)는 인쇄 회로 기판(10)을 덮도록 제공될 수 있다. 커버 부재(50)는 내부에 빈 공간을 가질 수 있다. 커버 부재(50)는 열전도도가 좋은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 커버 부재(50)는 금속 재질로 제공 될 수 있다. 일 예로, 철 또는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 열전도도가 좋은 다른 금속 재질 또는 다른 재질로 제공될 수 있다.
커버 부재(50)는 내면은 열전도 부재(40)와 접촉할 수 있다. 커버 부재(50)는 열전도 부재(40)에서 전달된 열을 외부로 방출 할 수 있다.
상술한 예에서는 커버 부재(50)가 제공되는 것을 예로 들었으나, 이와는 달리 방열 어셈블리(1)는 커버 부재(50)가 제공되지 않을 수 있다. 이 경우, 열전도 부재(40)는 제1 발열 소자(31)에서 전달받은 열을 외부로 직접 배출 할 수 있다.
고정 부재(60)는 인쇄 회로 기판(10)과 방열판(21)을 고정 시킬 수 있다. 일 예로 고정 부재(60)는 너트/볼트를 이용하여 인쇄 회로 기판(10)과 방열판(21)을 고정 시킬 수 있다. 고정 부재(60)는 방열판(21)의 일면에서 상부 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 일 예로 고정 부재(60)는 기둥 형상으로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 고정 부재(60)는 인쇄 회로 기판(10)과 방열판(21)을 고정 시킬 수 있는 공지의 기계 부품을 제공될 수 있다.
고정 부재(60)는 열전도가 좋은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 고정 부재(60)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 고정 부재(60)는 제1 발열 소자(31)에서 발생된 열을 전달 받아, 이를 방열판(21)으로 전달 할 수 있다. 방열판(21)으로 전달된 열은 방열핀(23)으로 통해서 외부로 배출 될 수 있다.
도 4는 도 1의 발열 소자 부재에서 발생되는 열의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4에서 화살표는 열의 흐름을 보여준다. 이하, 도 4를 참조하면 도 4의 방열 어셈블리(1) 내부에 제1 발열 소자(31) 또는 제2 발열 소자(33)의 열은 외부로 배출된다.
제1 발열 소자(31)에서 발생된 열의 일부는 상부의 열전도 부재(40)를 통해서 외부로 배출 될 수 있다. 제1 발열 소자(31)에서 발생된 열 중 인쇄 회로 기판(10)에 전달된 열은 고정 부재(60)를 통해서 방열판(21)으로 전달되어, 방열핀(23)을 통해서 외부로 배출 할 수 있다.
제2 발열 소자(33)에서 발생된 열은 상부 공간을 통해서 외부로 배출 되거나, 하부에 방열판(21)으로 전달되어, 방열핀(23)으로 통해서 외부로 배출 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 발열 소자(31) 또는 제 2 발열 소자에서 발생된 열을 외부로 배출 할 수 있어, 온도 상승을 억제할 수 있다. 특히, 제1 발열 소자(31)에서 발생된 열을 열전도 부재(40)를 통해서 상부로 배출하여, 인쇄 회로 기판(10)의 온도 상승을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 방열 어셈블리(1)는 발열 소자 부재(30)에서 발생된 열을 열전도 부재(40), 방열 부재(20) 또는 인쇄 회로 기판(10)에서 방열 부재(20) 또는 인쇄 회로 기판(10)에서 고정 부재(60)로 또는 인쇄 회로 기판(10), 고정 부재(60), 방열 부재(20) 순으로 전달되는 등 다양한 루트로 열을 외부로 배출 할 수 있어, 내부 온도 상승 억제 및 인쇄 회로 기판(10)의 열 축적을 최소화 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 결합 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 방열 어셈블리(1a)는 인쇄 회로 기판(10a), 방열 부재(20a), 발열 소자 부재(30a), 고정 부재(60a) 그리고 열흐름 부재(70a)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(10a)은 각종 전기 소자들이 설치될 수 있다. 일 예로 인쇄 회로 기판(10a)에는 전기 소자 및 후술하는 제1 발열 소자(31a)가 설치될 수 있다.
방열 부재(20a)는 발열 소자 부재(30a)에서 발생된 열을 외부로 배출 할 수 있다. 방열 부재(20a)는 인쇄 회로 기판(10a)의 하부에 배치될 수 있다.
방열 부재(20a)는 방열판(21a), 방열핀(23a) 그리고 열전도핀(25a)을 포함할 수 있다.
방열판(21a)은 발열 소자 부재(30a)에서 발생된 열을 전달받아, 방열핀(23a)으로 전달하여 외부로 배출 할 수 있다. 방열판(21a)은 열전도도가 좋은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 방열판(21a)은 금속 재질로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 방열판(21a)은 열전도도가 좋은 다른 재질로 제공될 수 있으며, 상술한 재질로 한정되지 않는다.
방열핀(23a)은 방열판(21a)과 결합될 수 있다. 방열핀(23a)은 방열판(21a)의 일면과 결합될 수 있다. 방열핀(23a)이 설치되는 방열판(21a)의 외면은 후술하는 제2 발열 소자(33a)가 설치되는 방열판(21a)의 외면의 반대쪽 외면일 수 있다. 방열핀(23a)은 복수개가 제공될 수 있다. 복수개의 방열핀(23a)은 방열판(21a)의 일면에 일정거리 이격되어 위치할 수 있다.
방열핀(23a)은 열 전도도가 좋은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 방열핀(23a)은 금속 재질로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 방열핀(23a)은 열전도도가 좋은 다른 재질로 제공될 수 있으며, 상술한 재질로 한정되지 않는다.
열전도핀(25a)은 제2 발열 소자(33a)의 신호 핀으로서 기능할 수 있다. 일 예로, 열전도핀(25a)은 시그날 핀(signal pin)으로 기능할 수 있다. 열전도핀(25a)은 발열 소자에서의 신호를 인쇄 회로 기판(10a)으로 전달할 수 있다. 또는 열전도핀(25a)은 인쇄 회로 기판(10a)에서 전달된 신호를 발열 소자로 전달 할 수 있다.
열전도핀(25a)은 후술하는 제2 발열 소자(33a)에서 발생된 열을 외부로 배출 할 수 있다. 열전도핀(25a)은 제2 발열 소자(33a)와 결합될 수 있다. 열전도핀(25a)은 제2 발열 소자(33a)와 접촉할 수 있다. 열전도핀(25a)은 복수개가 제공될 수 있다. 복수개의 열전도핀(25a)은 각각 제2 발열 소자(33a)와 접촉하며, 인쇄 회로 기판(10a)에 형성된 핀홀(15a)을 관통하여 제공될 수 있다. 열전도핀(25a)은 후술하는 열흐름 부재(70a)의 형성된 관통홀(75a)을 관통할 수 있다. 열전도핀(25a) 일단은 제2 발열 소자(33a)와 접촉하며, 타단은 인쇄 회로 기판(10a)의 외부로 위치하여, 열을 외부로 배출 할 수 있다.
발열 소자 부재(30a)는 방열 어셈블리(1a) 내부에 설치되는 전기 소자들의 일종으로 열을 발생할 수 있다. 일 예로 발열 소자 부재(30a)의 전기 소자는 커패시터, 스위칭 소자 일 수 있다. 이와는 달리, 방열 어셈블리(1a)에 제공되며, 열을 발생시키는 전기적 소자일 수 있다.
발열 소자 부재(30a)는 제1 발열 소자(31a)와 제2 발열 소자(33a)를 포함할 수 있다.
제1 발열 소자(31a)는 인쇄 회로 기판(10a)에 설치될 수 있다. 제1 발열 소자(31a)는 복수개가 제공될 수 있다. 제1 발열 소자(31a)는 인쇄 회로 기판(10a)을 기준으로 방열판(21a)의 반대쪽에 위치할 수 있다.
제2 발열 소자(33a)는 방열판(21a)에 설치될 수 있다. 제2 발열 소자(33a)는 방열판(21a)에 고정될 수 있다. 일 예로 제2 발열 소자(33a)는 방열판(21a)과 고정 시 사이에 써멀 구리스가 제공될 수 있다. 열전도도가 좋은 써멀 구리스가 제공되어, 제2 발열 소자(33a)에서 발생된 열이 방열판(21a)으로 효과적으로 전달 할 수 있다. 이를 통해서, 제2 발열 소자(33a)의 열을 외부로 최대한 배출하여, 방열 효과를 극대화 할 수 있다.
제2 발열 소자(33a)는 방열판(21a)을 기준으로 방열핀(23a)의 반대쪽에 위치할 수 있다. 제2 발열 소자(33a)는 방열판(21a)에 복수개 제공될 수 있다. 제2 발열 소자(33a)의 상면 중 일부에는 열전도핀(25a)이 접촉하며, 나머지 부분은 후술하는 열흐름 부재(70a)와 접촉 할 수 있다.
고정 부재(60a)는 인쇄 회로 기판(10a)과 방열판(21a)을 고정 시킬 수 있다. 고정 부재(60a)는 너트부(61a)와 볼트부(63a)를 포함할 수 있다. 너트부(61a)는 방열판(21a)에 고정되어 제공될 수 있다. 볼트부(63a)는 후술하는 열흐름 부재(70a)를 관통하여 너트부(61a)와 고정결합 될 수 있다. 볼트부(63a)는 인쇄 회로 기판(10a)을 관통하여 너트부(61a)에 고정 결합되어, 인쇄 회로 기판(10a), 열흐름 부재(70a) 그리고 방열판(21a)을 고정할 수 있다. 이와는 달리, 고정 부재(60a)는 인쇄 회로 기판(10a)과 방열판(21a)을 고정 시킬 수 있는 공지의 기계 부품을 제공될 수 있다.
상술한 예와는 달리, 고정 부재(60a)는 방열판(21a)의 일면에서 상부 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 일 예로 고정 부재(60a)는 기둥 형상으로 제공될 수 있다.
고정 부재(60a)는 열전도가 좋은 재질로 제공될 수 있다. 일 예로 고정 부재(60a)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 고정 부재(60a)는 제1 발열 소자(31a)에서 발생된 열을 전달 받아, 이를 방열판(21a)으로 전달 할 수 있다. 방열판(21a)으로 전달된 열은 방열핀(23a)으로 통해서 외부로 배출 될 수 있다.
열흐름 부재(70a)는 제2 발열 소자(33a)에서 발생된 열을 외부 또는 방열판(21a)으로 전달하여 방열핀(23a)을 통해서 외부로 배출 할 수 있다. 열흐름 부재(70a)는 인쇄 회로 기판(10a)과 방열판(21a) 사이에 위치할 수 있다. 열흐름 부재(70a)는 상면은 인쇄 회로 기판(10a)과 접촉하며, 하면은 제2 발열 소자(33a)와 접촉 할 수 있다. 열흐름 부재(70a)는 제1 발열 소자(31a)의 상면 및 인쇄 회로 기판(10a)의 하면 사이의 공간을 채우도록 제공될 수 있다.
열흐름 부재(70a)는 제2 발열 소자(33a)에서 발생된 열을 직접 외부로 배출하거나, 방열판(21a)으로 전달할 수 있다. 이를 통해서, 제2 발열 소자(33a)에서 발생된 열로 인하여 온도가 상승되는 것을 최소화 할 수 있다.
또한, 열흐름 부재(70a)는 인쇄 회로 기판(10a)과 접촉하여, 인쇄 회로 기판(10a)에서 전달된 열을 직접 외부로 배출하거나, 방열판(21a)으로 전달 할 수 잇다. 이를 통해서, 제2 발열 소자(33a)에서 발생된 열로 인하여 인쇄 회로 기판(10a)의 온도가 상승되는 것을 최소화 할 수 있다.
열흐름 부재(70a)에는 관통홀(75a)이 형성될 수 있다. 관통홀(75a)은 열전도핀(25a)이 통과할 수 있다. 열전도핀(25a)은 관통홀(75a)과 끼움 결합으로 결합될 수 있다. 열전도핀(25a)이 관통홀(75a)과 끼움 결합되어, 열전도핀(25a)을 안정적으로 지지할 수 있다. 관통홀(75a)은 열전도핀(25a)과 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 복수개의 관통홀(75a)은 각각 일정 거리 이격되어 위치할 할 수 있다.
도 7은 도 5의 발열 소자에서 발생되는 열의 흐름을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7을 참고하면, 제2 발열 소자(33a)에서 발생된 열은 상부의 열전도핀(25a)을 통해서 외부로 배출되거나, 방열판(21a) 및 방열핀(23a)을 통해서 외부로 배출 될 수 있다. 또한, 열흐름 부재(70a)는 제2 발열 소자(33a) 또는 인쇄 회로 기판(10a)에서 발생된 열을 전달 받아 직접 외부로 전달하거나, 방열판(21a)으로 전달하여 외부로 배출 할 수 있다.
이를 통해서, 발열 소자 부재(30a)들에서 발생된 열로 인하여 온도가 상승되는 것을 최소화 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방열 어셈블리를 보여주는 결합 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 도 8의 방열 어셈블리(1b)는 도 5의 방열 어셈블리(1a)와 대체로 동일하게 제공된다. 도 8의 방열 어셈블리(1b)는 인쇄 회로 기판(10b), 방열 부재(20b), 발열 소자 부재(30b), 열전도 부재(40b), 커버 부재(50b), 고정 부재(60b), 그리고 열흐름 부재(70b)를 포함한다.
도 8의 인쇄 회로 기판(10b), 방열 부재(20b), 발열 소자 부재(30b), 고정 부재(60b)는 도 5의 인쇄 회로 기판(10a), 방열 부재(20a), 발열 소자 부재(30a), 그리고 고정 부재(60a)와 대체로 동일하게 제공된다.
도 8의 열전도 부재(40b) 및 커버 부재(50b)는 도 1의 열전도 부재(40) 및 커버 부재(50)와 대체로 동일하게 제공된다.
도 10과 같이 도 8의 방열 어셈블리(1b)는 열흐름 부재(70b)와 열전도 부재(40b)를 통해서 제1 발열 소자(31b) 및 제2 발열 소자(33b)에서 발생된 열을 외부로 배출 할 수 있어, 인쇄 회로 기판(10b)의 온도 상승을 최소화 하고, 내부의 온도 상승을 억제하여, 방열 어셈블리(1b)의 내구성을 높이고, 인버터(1b)의 동작을 정상적으로 할 수 있게 한다.
상술한 예의 방열 어셈블리는 차량에 장착되는 전장 시스템, ECU 등에 적용할 수 있다. 또한, 상술한 예는 차량의 장착되는 부품 중 발열 소자를 구비하여 발열이 발생할 수 있는 장치 및 시스템에 제한없이 적용 가능하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 방열 어셈블리 10: 인쇄 회로 기판
20: 방열 부재 21: 방열판
23: 방열핀 30: 발열 소자 부재
31: 제1 발열 소자 33: 제2 발열 소자
40: 열전도 부재 50: 커버 부재
60: 고정 부재 70a: 열흐름 부재

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 차량에 장착되며 방열 구조를 가지는 방열 어셈블리에 있어서,
    인쇄 회로 기판과;
    상기 인쇄 회로 기판 상에 설치되는 제1 발열 소자 및 제2 발열 소자를 가지는 발열 소자 부재와;
    상기 제2 발열 소자가 설치되는 방열판과 상기 방열판의 외면 중 상기 제2 발열 소자가 설치되는 외면의 반대쪽 외면에 설치되어 상기 제2 발열 소자로부터 상기 방열판으로 전달되는 열을 전달받아 외부로 배출하는 복수의 방열핀 및 상기 제2 발열 소자와 접촉하며 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성된 핀홀을 관통하는 복수개의 열전도핀을 가지어 상기 제2 발열 소자에서 발생된 열을 외부로 배출하는 방열 부재와; 그리고
    상면은 상기 인쇄 회로 기판과 접촉하며, 하면은 상기 제2 발열 소자와 접촉하며, 상기 열전도핀이 관통하는 관통홀을 가지는 열 흐름 부재를 포함하되,
    상기 열흐름 부재는 상기 발열 소자에서 발생된 열을 외부 또는 상기 방열판을 통해서 상기 방열핀으로 전달하여 외부로 배출하는 방열 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열흐름 부재는 상기 제2 발열 소자의 상면 및 상기 인쇄 회로 기판의 하면 사이의 공간을 채우도록 제공되는 방열 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 방열 어셈블리는 상기 인쇄 회로 기판과 상기 방열판을 고정시키는 고정 부재를 더 포함하되,
    상기 고정 부재는,
    상기 방열판에 위치하는 너트부와;
    상기 너트부에 고정 결합되며 상기 열 흐름 부재를 관통하는 볼트부를 포함하는 방열 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정 부재는 도전성 재질로 제공되는 방열 어셈블리.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 어셈블리는 상기 제1 발열 소자와 접촉하여 상기 제1 발열 소자에서 발생된 열을 외부로 배출하는 열전도 부재 및 상기 인쇄 회로 기판의 상면을 커버하는 금속 재질의 커버 부재를 더 포함하는 방열 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열전도 부재는 일면이 상기 제1 발열 소자와 접촉하고, 타면은 상기 커버 부재의 내면과 접촉하여, 상기 제1 발열 소자에서 발생된 열을 상기 열전도 부재에서 상기 커버 부재로 전달하여 외부로 방출하는 방열 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열전도 부재는 히트 파이프 또는 방열 패드로 제공되는 방열 어셈블리.
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