본 연구는 초소형 송신기의 소형화 및 고성능화 요구에 따라, 구조적 및 공간적 제약을 고려한 냉각 설계를 수행하였다. 소형화와 고성능화로 인해 고밀도 발열 소자의 사용 증가와 집적도 ...
본 연구는 초소형 송신기의 소형화 및 고성능화 요구에 따라, 구조적 및 공간적 제약을 고려한 냉각 설계를 수행하였다. 소형화와 고성능화로 인해 고밀도 발열 소자의 사용 증가와 집적도 증가가 예상되므로, 초소형 송신기의 방열 특성 개선을 통해 온도 마진을 확보하기 위해 Graphite 및 Copper 소재의 Sheet를 초소형 송신기의 장착 환경에 맞추어 적용하였다. 기본 모델과 각 Sheet가 적용된 모델로 구분하여, 운용 환경 요구에 따른 열적 신뢰성을 확보하기 위해 열전달 해석 및 실제 측정을 통해 검증하였다.
초소형 송신기는 강제 대류가 없는 밀폐된 공간과 내부 구조체에 장착되어 운용되는 경계 조건을 고려하여 상온 및 고온 열전달 해석을 수행한 결과, 주요 발열 소자가 동작 허용 온도 기준 내에서 작동함을 확인할 수 있었다. 소자의 추가적인 온도 마진 확보를 위해 Copper Sheet를 적용한 결과, 기본 모델 대비 6% 이상의 온도 마진을 확보하였다. 또한, 해석 및 실험 결과에 대한 상관관계를 분석한 결과, 1%의 오차율을 보여 해석 결과가 신뢰할 수 있음을 입증하였다.
Copper Sheet과 초소형 송신기 하우징 바닥면 사이의 공기층(Air Gap)을 최소화하기 위해 써멀구리스 또는 이중금속 계면 접합(브레이징) 방식을 적용하면 높은 열전도 효율을 달성하여 추가적인 온도 마진을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
주요어 : 송신기, 열전달해석, 열계면물질, 그라파이트, 구리, 대류열전달계수