KR100510383B1 - 제어기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 최소한 두 개의 케이스 부분 및 그 가장자리 부분 사이에 고정되고 하나 이상의 파워 소자와 하나의 열 전도층을 가진 인쇄 회로 기판을 포함한 제어기에 관한 것으로, 상기 열 전도층이 인쇄 회로 기판에 고정된 구리층이며, 구리층이 납땜 저지층으로 덮여 있고, 납땜 저지층에서 적어도 이 층과 마주 보고 있는 케이스 부분 위에 놓인 부분에, 서로 분리되어 격자형으로 배치된 여러 개의 열 전도성 접촉 부재가 형성되어 있다.

Description

제어기
본 발명은 두 개 이상의 케이스 부분 및 그 가장자리 부분 사이에 고정되고 하나 이상의 파워 소자와 하나의 열 전도층을 가진 인쇄 회로 기판을 포함한 제어기에 관한 것이다.
이와 같은 제어기는 예를 들어 DE 195 28 632 A1호에 공지되어 있다. 이 제어기에서는 열 전도층이 열 전도성이 뛰어난 충전재(filler)로서, 인쇄 회로 기판 및 인쇄 회로 기판이 가장자리 부분에 놓인 케이스 부분에 부착된다. 이 층은 대개 인쇄 회로 기판과 인쇄 회로 기판이 놓인 케이스 부분 사이를 연결하는 접착제의 역할을 한다. 이와 같은 제어기의 문제점은 접착층 때문에 추후 인쇄 회로 기판을 분해할 때 비용이 많이 소요되거나 심지어 분해가 불가능하며, 인쇄 회로 기판이 손상될 위험이 있다는 것이다.
따라서 본 발명의 과제는 상기 방식의 제어기를 발전시켜서 열 접촉 저항을 최소화함으로써 인쇄 회로 기판을 케이스에 간단하게 조립하고 더 나아가 다시 분해할 수 있도록 하는 것이다.
이 과제는 상기 방식의 제어기에서 본 발명에 따라 열 전도층이 인쇄 회로 기판에 고정된 구리층이며, 상기 구리층은 납땜 저지층(soldering stopping layer)으로 덮여 있고, 상기 납땜 저지층에서 적어도 이 층과 마주 보고 있는 케이스 부분에 놓인 부분에, 서로 분리되어 격자형으로 배치된 여러 개의 열 전도성 접촉 부재가 형성됨으로써 해결된다.
본 발명의 또 다른 특징과 장점이 다음 설명 부분 및 도면을 이용하는 몇 가지 실시예에 관한 설명에서 제시된다.
도 1에 도시된 제어기의 일 실시예는 참조부호 10으로 전체가 표시된 케이스를 포함하고, 케이스(10)에는 두 개의 케이스 부분(11, 12)이 있다. 케이스(10)에는 종래의 인쇄 회로 기판(20)이 고정되어 있고, 인쇄 회로 기판(20)의 윗면에 전자 회로가 설치되어 있다. 상기 전자 회로중 작동시 손실 열을 발산하는 소자(24)만 도시되어 있다. 소자(24)는 예를 들어 도 1에서 볼 수 있듯이 인쇄 회로 기판(20) 위에 표면 장착 부품(SMD; Surface Mounted Device)으로서 고정되어 있다. 인쇄 회로 기판(20)은 종래의 방법대로(도면에는 도시되지 않은) 커넥터와 연결되어 있다.
인쇄 회로 기판(20)의 윗면은 뚜껑 모양의 케이스 부분(11)으로 덮여 있다. 케이스 부분(11)의 가장자리 부분(13)에는 커넥터 부분까지 관통하는 칼라형 가장자리(15)를 가지며, 상기 가장자리(15)는 꺽인 모서리(17)를 포함한다. 이 모서리(17)는 인쇄 회로 기판(20) 위에 놓인 가장 아래 층의 아랫면과 일렬을 이루거나 도 1에서 볼 수 있는 것처럼 이 아랫면보다 튀어나온다.
인쇄 회로 기판(20)의 아랫면은 대야 모양의 케이스 바닥으로서 제작된 케이스 부분(12)에 의해 덮이는데, 케이스 부분(12)의 측벽(14)은 마찬가지로 칼라형 가장자리(16)를 가지며, 이 가장자리의 일부가 인쇄 회로 기판의 아랫면 위에, 그리고 가장자리 전체가 인쇄 회로 기판 상에 배열된 층 위에 놓인다. 인쇄 회로 기판(20)의 윗면과 아랫면에는 적어도 파워 소자(24) 부분과 인쇄 회로 기판이 윗쪽의 케이스 부분(11)과 아랫쪽의 케이스 부분(12)에 접한 부분에 구리층(23)이 제공된다. 인쇄 회로 기판(20)에는 도금된 스루홀(feed through)(22)이 설치되어 구리층(23)들을 서로 열접속시킨다. 일부에 제공된 구리층(23) 아래의 인쇄 회로 기판(20)의 아랫면에는 종래의 프리프레그 층(prepreg layer)(31)을 통해 구리층(30)이 고정되어 있고, 구리층(30)은 케이스 부분(11) 쪽을 향한 면이 납땜 저지층(32)으로 덮여 있다.
납땜 저지층(32)에는 서로 분리되어 격자형으로 배치된 여러 개의 열 전도성 접촉 부재(34, 35)가 있다. 이 접촉 부재(34, 35)는 도 2에서 볼 수 있듯이 원형의 기본면을 갖거나 도 3에서 볼 수 있듯이 마름모꼴의 기본면을 갖는다.
접촉 부재(34, 35)는, 납땜 저지층(32)을 마스크를 통해 예를 들어 스크린 인쇄 과정에 의해 구리층(30) 위에 제공함으로써 간단하게 제작된다. 구리층(30)에는 납땜 저지층의 납땜 저지 래커가 침투하지 못하는 부분들이 있다. 이 부분들은 각각 접촉 부재(34, 35)의 기본면과 같은 형태를 가지며, 납땜 저지층(32)이 구리층(30) 위에 도포되는 것을 막는다. 이렇게 해서 납땜 저지층(32)에 남겨둔, 구리층(30)의 면이 이후 HAL과 웨이브 납땜시 납땜주석으로 덮이고, 그 결과 납땜 저지층 안에 있는 구멍들이 주석으로 채워지게 된다.
접촉 부재(34, 35)로 간단하게 구리층(30)과 케이스 부분(11) 사이에 열 전도성 접촉 부분이 형성될 수 있고, 따라서 납땜 저지층(32)의 비교적 높은 열 접촉 저항이 감소되고, 그 결과 전체 제어 회로의 열적 특성이 개선된다.
프리프레그 층(31)과 구리층(30)을 두지 않을 수도 있다. 이 경우 접촉 부재(34, 35)가 직접 아래쪽 구리층(23)의 납땜 저지층(32)에 놓이게 된다.
인쇄 회로 기판(20)의 모든 층(23, 31, 30, 32)은 케이스 부분(12)과 케이스 부분(11) 사이의 클램핑 고정에 의해 케이스(10)에 고정되어 있다(도 1). 이 클램프 고정에 의해 앞서 언급한 것처럼 파워 소자(24)에 의해 발생된 손실 열의 매우 양호한 발산이 지원되는데, 그 이유는 그로 인해 접촉 부재(34, 35)와, 접촉 부재(34, 35)가 놓인 케이스 부분(12) 간의 매우 양호한 접촉이 이루어지고, 그 결과 손실 열이 케이스로 잘 발산되기 때문이다.
열 전도층을 구리층으로 형성함으로써 구리의 높은 열 전도성 때문에 인쇄 회로 기판과 케이스 사이에 열 접촉 저항이 적게 발생한다는 장점이 있다. 열 접촉 저항이 상승하는 것은 오로지 납땜, 특히 웨이브 납땜(wave soldering)을 할 때 구리층이 의도와 다르게(undefined) 납으로 덮이지 않도록 하는 납땜 저지층 때문이다.
서로 분리되어 격자형으로 배치된 여러 개의 열 전도성 접촉 부재를 설치하면 인쇄 회로 기판을 케이스에 조립할 때 이 접촉 부재에 의해 구리층과 이 구리층과 마주 보고 있는 케이스 부분 간의 직접적인 열 접촉, 즉, 납땜 저지층의 교락(橋絡; bridging)이 가능해지는 장점이 있다. 이로써 주로 납땜 저지층에 의해 결정되는 열 저항이 대폭 감소되고, 동시에 납땜 주석의 의도치 않은 도포가 방지된다.
납땜 저지층에 열 전도성 접촉 부재를 설치하는 것과 관련해서 다양한 실시예가 가능하다.
특히 유리한 일 실시예에서는 납땜 저지층에 파넣은, 주석으로 채워진 구멍이 접촉 부재를 형성한다. 이와 같은 접촉 부재를 설치하면 납땜 저지층을 인쇄할 때서로 분리되어 격자형으로 배치된 구멍을 가진 적합한 마스크를 사용하게 됨으로써 제조과정이 특히 간단하고 저렴해진다. 구멍은 인쇄 회로 기판의 납땜 이음의 제작과 함께 이후 HAL(HAL; Hot Air Leveling)과 웨이브 납땜에 의해 주석으로 채워진다. 접촉 부재의 제작과 관련해서 다양한 실시예가 가능하다. 유리한 일 실시예에서는 접촉 부재들이 각각 원형의 기본면을 가진다.
또 다른 유리한 실시예에서는 접촉 부재들이 각각 다각형의 기본면을 가진다.
접촉 부재들이 가령 마름모꼴의 기본면을 가질 수도 있다.
상기 접촉 부재를 납땜 저지층에서 주석으로 채워지는 구멍의 형태로 제작하면, 상기 모든 기본면은 납땜 주석으로 매우 양호하게 습윤될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제어기의 구조를 도시한 단면도.
도 2는 도 1에서 볼 수 있는 본 발명에 따른 제어기에 사용된 접촉 부재의 제 1 실시예의 구조를 도시한 도면.
도 3은 도 1에서 볼 수 있는 본 발명에 따른 제어기에 사용된 접촉 부재의 제 2 실시예의 구조를 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 케이스 20 : 회로 기판
24 : 파워 소자 30 : 구리층
32 : 납땜 저지층 34, 35 : 접촉 부재

Claims (5)

  1. 두 개 이상의 케이스 부분(11, 12) 및 그 가장자리 부분(14, 15) 사이에 고정되고 하나 이상의 파워 소자(24)와 하나의 열 전도층을 가진 인쇄 회로 기판(20)를 포함하는 제어기에 있어서,
    열 전도층이 인쇄 회로 기판에 고정된 구리층(23', 30)이며, 구리층(23', 30)이 납땜 저지층(32)으로 덮여 있고, 납땜 저지층(32)에서 적어도 이 층과 마주보고 있는 케이스 부분(12) 위에 놓인 부분에, 서로 분리되어 격자형으로 배치된 여러 개의 열 전도성 접촉 부재(34, 35)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 부재가 납땜 저지층(32)에 파넣은 주석으로 채워진 구멍들인 것을 특징으로 하는 제어기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 부재(34)가 각각 원형의 기본면을 갖는 것을 특징으로 하는 제어기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 부재가 각각 다각형의 기본면을 갖는 것을 특징으로 하는 제어기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 접촉 부재가 각각 마름모꼴의 기본면을 갖는 것을 특징으로 하는 제어기.
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