반도체 - 메모리 - 히트 패스 블록(HPB, Hit Path Block)

(개념) 고성능 모바일 디바이스에서 발생하는 발열 문제를 제어하기 위해 사용되는 열 제어 구조 설계(thermal path design) 기술

- 특정 부품으로의 열 전달을 차단하거나 우회시키고, 열 분산을 최적화하기 위한 목적의 구조물 혹은 소재 배치 전략

- 특히 시스템 온 칩(SoC), 5G 모뎀, 배터리, 디스플레이 IC 등 고발열 부품이 밀집된 스마트폰 내부에서 발열 제어를 통해 성능을 유지하고 사용자 경험을 개선하는 데 필수적

 

 

기술적 구성 요소

1. 열 경로 설계 (Heat Path Engineering)

• 고발열 부품(AP, GPU, 모뎀 등)으로부터 발생하는 열이 스마트폰의 민감 부품(배터리, 디스플레이, 카메라) 및 외부 표면(프레임, 후면 커버)으로 직접 전달되지 않도록 열 흐름 경로를 구조적으로 설계한다.
• 열이 인체에 직접 노출되는 부위로 이동하지 않도록 경로를 차단하거나 우회시키는 구조를 적용한다.

2. 차폐 및 흡수 구조 (Thermal Block and Shield Layer)

• 열이 전달되지 않기를 원하는 부품 주위에 세라믹, 절연 폴리머, 금속 실드 등 열 차폐 구조체를 배치하여 열 전달을 물리적으로 차단한다.
• 특정 구간에는 열 흡수 및 저장 특성을 가진 소재를 활용하여 급격한 온도 상승을 방지한다.

3. 열 확산 및 방열 소재

• 그래파이트 시트(Graphite Sheet): 고방열 특성을 가지며 열을 수평 방향으로 분산시켜 특정 지점의 온도 집중을 완화한다.
• 베이퍼 챔버(Vapor Chamber): 증발-응축 메커니즘을 통해 열을 빠르게 넓은 면적으로 분산시키는 열 확산 장치로, SoC 또는 GPU 상단에 적용된다.
• 열전도성 접착제(TIM, Thermal Interface Material): 부품 간 열 접촉면에서의 열 저항을 최소화하여 효과적인 열 전달을 가능하게 한다.

 

적용 사례

삼성전자의 플래그십 스마트폰 모델(S 갤럭시 시리즈, 폴더블 시리즈 등)에 적용되며, 다음과 같은 부품 또는 구간에 구조적으로 통합되어 있다.

• AP 및 5G 모뎀 주변: 고발열 구간에 열 차폐 블록을 구성하거나 열 확산 경로를 설정하여 열 축적을 방지
• 카메라 및 이미지센서 영역: 센서 성능 저하를 방지하기 위해 열 차폐 층 구성
• 배터리 상단 또는 측면: 장시간 사용 시의 온도 상승으로 인한 팽창 위험을 방지

 

기술적 필요성 및 효과

항목	[설명]
성능 유지	발열로 인한 CPU 및 GPU 쓰로틀링(thermal throttling) 방지
사용자 안전성	스마트폰 표면 온도 상승으로 인한 불쾌감 또는 화상의 위험 방지
부품 보호	고온 환경에서 배터리, 디스플레이, 카메라 등 주요 부품의 성능 저하 및 수명 단축 방지
구조 설계 최적화	열경로 제어를 통한 내부 부품의 배치 및 설계 자유도 확보

 

기존 방열 기술과의 차이점

 

기존 방열 기술(예: 단순 히트파이프, 고방열 시트)은 열의 전달 및 확산에 초점을 두었으나, 히트패스블록 기술은 **"열의 전달을 제어하고 특정 경로로 제한하거나 차단하는 것"**을 주요 목표로 한다. 따라서 열의 방향성 제어, 열 분포의 공간적 설계, 위험 구역 차폐라는 추가 기능이 포함된 고도화된 열 관리 기술이다.

 

 

https://droidsans.com/samsung-exynos-2600-heat-path-block/

https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.136545

https://zdnet.co.kr/view/?no=20250729093700