[7일 라이브!] 고 전력밀도 시스템을 위한 PCB 방열 설계 방법론 웨비나 안내
[7일 라이브!] 고 전력밀도 시스템을 위한 PCB 방열 설계 방법론 웨비나 안내
  • 한주엽 기자
  • 승인 2020.07.06 12:00
  • 댓글 0
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전자기기 설계는 방열(放熱)과의 싸움

전자기기 설계는 방열(放熱)과의 싸움입니다. 전력 밀도를 높이면서도 열을 효과적으로 배출할 수 있어야 합니다. 전문 전자 엔지니어들은 이를 간과했을 때 시스템 성능 전반이 크게 저하된다는 사실을 경험적으로 알고 있습니다.

열이 전달되는 경로는 크게 두 가지로 나뉩니다. 첫 번째는 공기 순환으로 열이 전달되는 대류(Convection), 두 번째는 직접 접촉을 통한 전도(Conduction)가 있습니다. 주변에서 흔하게 볼 수 있는 컴퓨터를 분해했다고 가정해봅시다. 메인보드라 불리는 인쇄회로기판(PCB)과 중앙처리장치(CPU), 그리고 CPU 위로 올라가 있는 방열판을 볼 수 있습니다. 전원을 넣고 작동중인 상태라면 CPU에서 발생한 열은 상단 방열판으로, 하단 PCB로 전도돼 대류에 의해 대기 중으로 분산됩니다.

열 전달 능력을 확대해 방열 성능을 높이려면 어떻게 해야 할까요. 간단하게는 방열 표면적을 넓히는 방법이 있을 것입니다. CPU와 맞닿아 있는 방열판을 넓게 만들면 그 만큼 열이 더 효과적으로 전도돼 대류 상태에서 결국 분산될 것입니다. 더 넓은 방열판을 적용할수록 해당 부위 써멀 임피던스(Thermal Impedance) 값은 낮아지게 됩니다. 써멀 임피던스는 쉽게 말해 ‘열 이동을 방해한다’는 의미로 해석할 수 있을 것입니다. 이 값이 낮은 곳은 상대적으로 열이 잘 전달됩니다. 

방열 대책을 세울 때는 열이 잘 전달되는 부위를 공략하는 것이 정공법입니다. 특정 전자기기에 사용할 PCB를 설계할 때, 탑재될 부품류의 써멀 임피던스 값을 사전에 확인해야 하는 이유는 바로 여기 있습니다. PCB 기판의 일반적 재료로 사용되는 FR4(Flame Retardant 4)는 유리섬유와 레진(resin)으로 구성됩니다. 열에 강하면서도 저렴한 소재이긴 하지만, 열을 효과적으로 분산하지 못하는 특징도 갖고 있습니다. 이 때문에 써멀 임피던스 값이 낮은 부위가 될 곳에 구리(Copper)를 바르거나, 열이 많이 나는 곳 부위에 구멍을 뚫어 대기와의 표면적을 넓히고 방열이 쉽게 이뤄질 수 있게 합니다.

구멍을 뚫는 방법도 여러 가지가 있습니다. 일반적으로는 위 아래 전체를 구멍으로 뚫어버리는 방식(Through-hole Via)이 있습니다. 다층 PCB일 경우 외층에서 내층까지(Blind Via), 내층에서 내층(Buried Via)까지 등 다양한 방식으로 구멍을 뚫어 열이 수직과 수평으로 이동하게 만들 수 있습니다. 외층에서 내층, 내층에서 내층으로 구멍을 뚫는 방식은 상당히 높은 밀도의 전력 시스템을 구성할 수 있습니다. 다만 비용이 높아지고 설계 복잡성이 늘어나 완성 제품으로 나오기까지 많은 시간이 소요되는 단점도 있습니다.

디일렉은 오는 7월 7일 오후 2시 ‘고 전력밀도 시스템을 위한 PCB 방열 설계 방법론’이라는 주제로 웨비나를 실시합니다. 세계적인 전력 모듈 기술을 보유한 바이코(Vicor)의 전문 엔지니어가 강의합니다. 앞서 언급한 내용은 한 시간여 강의에서 일부에 해당하는 것입니다. 웨비나에선 PCB 방열 설계시 시뮬레이션 방법론, 컴퓨팅 시스템에서 전력을 운송하는 경로, 즉 파워 딜리버리 네트워크(PDN)을 구성할 때의 예제 등 주변에서 쉽게 접하기 힘든 심도 깊은 내용을 다룰 예정입니다.

사전 등록 페이지 바로가기

- 웨비나 개요 -

웨비나명 : 고 전력밀도 시스템을 위한 PCB 방열 설계 방법론
일시 : 7월 7일 오후 2시
장소 : 디일렉 웨비나 사이트(webinar.thelec.kr)
등록 비용 : 무료

- 프로그램 - 

시간

발표주제

연사 

14:00

우수한 전력밀도 시스템 구축을 위한 PCB Lay-out과 방열 설계

최회광 바이코코리아 FAE(Field Application Engineer)

- 연사 소개 -

최회광 바이코코리아 FAE(Field Application Engineer)


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