KR100730196B1 - 회로기판 강성 보강 구조 및 이를 구비한 평판 디스플레이모듈 - Google Patents

회로기판 강성 보강 구조 및 이를 구비한 평판 디스플레이모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 히트싱크들의 상면에 보강부재를 장착함으로써, 회로기판의 강성을 보강할 수 있는 회로기판 강성 보강 구조 및 이를 구비한 평판 디스플레이 모듈을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 회로기판과, 상기 회로기판에 배치되는 회로소자들과, 상기 회로소자들에 접촉되어 설치되며 복수의 방열핀을 구비한 히트싱크들과, 상기 히트싱크들 중 적어도 두 개의 히트싱크들의 상면에 공통으로 장착되는 보강부재를 포함하는 회로기판 강성 보강 구조 및 이를 구비한 평판 디스플레이 모듈을 제공한다.

Description

회로기판 강성 보강 구조 및 이를 구비한 평판 디스플레이 모듈{Structure for reinforcing rigidity of circuit board, and flat panel display module comprising the same}
도 1은 종래의 평판 디스플레이 장치 중 플라즈마 디스플레이 장치에 사용되는 회로기판 부분을 확대한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회로기판 강성 보강 구조가 구현된 모습을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회로기판 강성 보강 구조를 포함하는 플라즈마 디스플레이 모듈의 개략적인 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110, 220: 회로기판 120, 231: 보스
130, 232: 볼트 140, 230: 섀시
150, 240: 회로소자 160, 250: 히트싱크
170, 260: 보강부재 200: 플라즈마 디스플레이 모듈
210: 플라즈마 디스플레이 패널
본 발명은 회로기판 강성 보강 구조 및 이를 구비한 평판 디스플레이 모듈에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 회로기판에 배치된 히트싱크들의 상면에 보강부재를 장착함으로써, 회로기판의 강성을 보강할 수 있는 회로기판 강성 보강 구조 및 이를 구비한 평판 디스플레이 모듈에 관한 것이다.
최근 들어, 평판 디스플레이(flat panel display : FPD) 장치들이 활발하게 개발되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 장치에는 액정 표시 소자(liquid crystal display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel : PDP), 전계 방출 디스플레이 소자(field emission display : FED), 진공형광소자(VFD)등이 있다.
그러한 평판 디스플레이 장치들은 기존에 많이 사용되던 음극선관(cathode-ray tube : CRT)인 브라운관에 비하여, 평판화가 용이하며, 경량화, 고화질 등 여러 가지로 성능이 우수하여 최근에 각광받고 있다.
도 1은 종래의 평판 디스플레이 장치 중 플라즈마 디스플레이 장치에 사용되는 회로기판 부분을 확대한 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통상적으로 플라즈마 디스플레이 장치에 사용되는 회로기판은(10)은 보스(20) 및 볼트(30)에 의해 섀시(40)와 소정의 거리를 두고 섀시(40)에 장착되어 있으며, 회로소자(50)들을 구비한다.
회로소자(50)는 발열량이 큰 회로소자(51)와 발열량이 적은 회로소자(52)로 구성되는데, 통상적으로 발열량이 큰 회로소자(51)의 경우에는 방열핀이 형성된 히 트싱크(60)가 접촉되어 설치된다.
히트싱크(60)는 회로소자(51)의 일면에 접촉되어 설치되며, 그 하단은 회로기판(10)에 장착된다.
회로기판(10)은 지지점 사이의 폭(B)에 비해 두께(t)가 얇게 형성되는데, 그러한 구조적 특징은 회로기판(10)의 강성(rigidity)을 전체적으로 작게 함으로써, 회로기판(10)의 중앙부는 비교적 큰 정적 처짐량(δ)을 가지게 된다. 특히, 회로기판(10)에 배치된 회로소자(50) 및 히트싱크(60)의 무게가 증가하면 증가할수록 그 정적 처짐량(δ)은 더 커지게 되는데, 그와 같이 정적 처짐량(δ)이 커지게 되면, 회로소자(50)의 진동에 영향을 크게 받아 회로기판(10)의 수명이 줄어드는 등 여러 문제점을 발생시키게 된다.
즉, 회로기판(10)의 정적 처짐량(δ)이 커짐에 따라, 회로기판(10)의 진동은 회로소자(50)의 진동에 영향을 크게 받아, 더욱 심한 진동을 일으키게 되는데, 그렇게 되면, 회로기판(10)의 수명이 단축되고, 소음을 야기할 뿐만 아니라, 때때로 회로기판(10)의 공진현상을 일으켜 회로기판(10)이 파손되는 경우도 종종 발생하였다. 따라서, 회로기판(10)의 강성을 보강할 수 있는 구조를 개발할 필요성이 대두된다.
본 발명의 주된 목적은, 회로기판에 배치된 히트싱크들의 상면에 보강부재를 장착함으로써, 회로기판의 강성을 보강할 수 있는 회로기판 강성 보강 구조 및 이를 구비한 평판 디스플레이 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명은, 회로기판과, 상기 회로기판에 배치되는 회로소자들과, 상기 회로소자들에 접촉되어 설치되며 복수의 방열핀을 구비한 히트싱크들과, 상기 히트싱크들 중 적어도 두 개의 히트싱크들의 상면에 공통으로 장착되는 보강부재를 포함하는 회로기판 강성 보강 구조를 제공한다.
여기서, 상기 회로소자는 스위칭소자일 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 소자는 전계 효과 트랜지스터일 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 소자는 지능형 전원 모듈(IPM)일 수 있다.
여기서, 상기 회로 소자는 다이오드일 수 있다.
여기서, 상기 보강부재는 상기 회로기판 당 복수개가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 보강부재는 적어도 하나의 절곡부를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 보강부재는 상기 히트싱크에 나사 결합으로 장착될 수 있다.
여기서, 상기 보강부재는 알루미늄을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은, 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널을 구동하는 회로기판과, 상기 디스플레이 패널 및 상기 회로기판을 지지하는 섀시와, 상기 회로기판에 배치되는 회로소자들과, 상기 회로소자들에 접촉되어 설치되며 복수의 방열핀을 구비한 히트싱크들과, 상기 히트싱크들 중 적어도 두 개의 히트싱크들의 상면에 공통으로 장착되는 보강부재를 포함하는 평판 디스플레이 모듈을 제공한다.
여기서, 상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널일 수 있다.
여기서, 상기 회로소자는 스위칭소자일 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 소자는 전계 효과 트랜지스터일 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 소자는 지능형 전원 모듈(IPM)일 수 있다.
여기서, 상기 회로 소자는 다이오드일 수 있다.
여기서, 상기 보강부재는 상기 회로기판 당 복수개가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 보강부재는 적어도 하나의 절곡부를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 보강부재는 상기 히트싱크에 나사 결합으로 장착될 수 있다.
여기서, 상기 보강부재는 알루미늄을 포함하여 이루어질 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회로기판 강성 보강 구조가 구현된 모습을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 회로기판 강성 보강 구조의 회로기판(110)은 보스(120) 및 볼트(130)에 의해 섀시(140)와 소정의 거리를 두고 섀시(140)에 장착되어 있으며, 회로소자(150)들을 구비하고 있다.
회로소자(150)는 발열량이 큰 회로소자(151)와 발열량이 적은 회로소자(152)로 구성된다.
회로기판(110)에 장착되는 발열량이 큰 회로소자(151)는 스위칭 소자일 수 있으며, 특히 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor: FET)나, 스위칭 소자, 소자 구동회로 등의 기능을 가지는 IPM(Intelligent Power Module)일 수 있으며, 발열량이 많은 다이오드(Diode)일 수 있다.
발열량이 큰 회로소자(151)의 일면에는 방열을 위해 복수의 방열핀을 구비한 히트싱크(160)가 접촉하여 설치된다.
히트싱크(160)의 일면은 회로소자(151)에 접촉하여 설치되며, 그 하단은 회로기판(110)에 장착된다.
보강부재(170)는 알루미늄(Al)으로 이루어져 히트싱크(160)의 상면에 장착되는데, 보강부재(170)의 길이(d)는 회로기판(110)의 강성(rigidity)을 충분히 보강할 수 있을 정도의 길이로 형성한다. 즉, 만약 보강부재의 길이가 너무 짧게 되면, 그 보강부재의 직하방에 위치한 회로기판 부분의 강성만이 보강되므로, 회로기판의 전체적인 휨 등을 방지하기가 어렵게 되는 문제점이 있다.
보강부재(170)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기저부(171)와 절곡부(172)로 이루어져 있다.
절곡부(172)는 기저부(171)에서 연장되어 형성되는데, 보강부재(170)의 단면의 면적 관성 모멘트를 증가시켜 처짐 및 비틀림 변형이 적게 일어나도록 한다.
본 실시예의 보강부재(170)는 기저부(171)와 절곡부(172)로 이루어진 구조를 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 보강부재는 회로기판의 강성을 보강할 수 있으면, 그 구조에는 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 본 발명의 보강부재는 중공형의 사각봉의 형상으로도 구성될 수 있으며, 특히, 그 재질이 강성이 큰 재질로 이루어진다면, 평판의 형상으로 이루어져도 된다.
본 실시예의 보강부재(170)는 알루미늄(Al)의 재질로 이루어지지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 보강부재의 재질에는 특별한 제한은 없다. 즉, 본 발명의 보강부재는 회로기판의 강성을 보강할 수 있으면 되므로, 철, 플라스틱, 나무 등으로도 이루어질 수 있다.
보강부재(170)는 히트싱크(160)에 나사 결합으로 장착되는데, 이를 위해 보강부재(170)에 장착구멍(170a)을 형성하고, 히트싱크(160)에 암나사가 형성된 결합구멍(160a)을 형성한 후, 장착구멍(170a)에 장착볼트(180)를 통과시켜 결합구멍(160a)의 암나사에 고정함으로써, 보강부재(170)를 히트싱크(160)에 장착한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 1개의 보강부재(170)가 3개의 히트싱크(160)의 상면에 공통으로 장착되었지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 보강부재 1개는 적어도 2개의 히트싱크의 상면에 공통으로 장착되기만 하면 되므로, 보강부재 1개가 장착되는 히트싱크의 수는 2개, 4개, 5개, 6개 등으로 되어도 된다. 여기서, 본 발명의 보강부재 1개가 적어도 2개의 히트싱크에 공통으로 장착되어야 하는 이유는 보강부재에 굽힘 하중이나 비틀림 등이 작용하도록 하기 위함이다. 즉, 만약, 보강부재 1개가 히트싱크 1개에만 장착된다면, 보강부재에는 회로기판의 처짐에 따른 굽힘 하중이나 비틀림 등이 작용하지 않게 되고, 그렇게 되면, 보강부재는 회로기판의 처짐 등을 방지하는 강성 보강의 기능을 거의 수행하지 못하기 때문이다.
본 실시예의 보강부재(170)가 히트싱크(160)에 장착되는 수단은 나사 결합을 이용하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 보강부재가 히트싱크에 장착되는 수단은 나사 결합에 한정하지 않는다. 예를 들면, 보강부재와 히트싱크는 접착제 결합, 후크 결합 등으로 고정시킬 수 있고, 용접이나 납땜 등으로도 고정시킬 수 있다.
본 실시예의 보강부재(170)는 도 2에 도시된 바와 같이, 회로기판 1개 당, 1개의 보강부재(170)가 배치되었지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 보강부재는 필요에 따라 회로기판 1개 당, 복수개의 보강부재를 배치시킬 수 있고, 그 경우 보강부재들의 설치 방향도 제 각각 상이하게 설치할 수 있다. 그러나, 강성 보강을 위해서는 가급적 회로기판의 처짐이 가장 심하게 일어나는 방향에 교차하게끔 보강부재를 배치하는 것이 바람직하므로, 이를 감안하여 보강부재를 배치하는 것이 좋다.
또한, 본 실시예의 보강부재(170)가 장착되는 히트싱크(160)들의 상면의 높이는 모두 동일하도록 설계되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 보강부재가 장착되는 히트싱크들의 각각의 높이가 상이하도록 설계되었다고 하더라도, 길이가 긴 장착볼트를 사용하거나, 히트싱크의 상면과 보강부재 사이의 공간을 채울 수 있는 보조부재를 설치함으로써, 히트싱크에 보강부재를 용이하게 설치할 수 있다.
이상과 같이 살펴본, 본 발명의 실시예의 회로기판 강성 보강 구조는 보강부재(170)를 3개의 히트싱크(160) 상면에 장착됨으로써, 회로기판(110)의 강성을 보강할 수 있어, 회로기판(110)의 진동 및 소음을 방지하고, 회로기판(110)의 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 4는 상기 실시예에 따른 회로기판 강성 보강 구조를 포함하는 플라즈마 디스플레이 모듈의 실시예의 개략사시도이다.
도 4에 따른 플라즈마 디스플레이 모듈(200)은 플라즈마 디스플레이 패널 (210)과, 회로소자(240) 및 히트싱크(250)들이 배치되는 복수의 회로기판(220)과, 플라즈마 디스플레이 패널(210) 및 회로기판(220)을 지지하는 섀시(230)와, 보강부재(260)를 포함한다.
회로기판(220)은 플라즈마 디스플레이 패널(210)을 구동하는 기능을 하며, 보스(231)와 볼트(232)에 의해서 섀시(230)에 장착된다.
여기서, 회로기판(220)은 상, 하부에 각각 배치된 두 개의 어드레스전극 구동회로기판(221)(222), 양측에 각각 배치된 X전극 구동회로기판(223) 및 Y전극 구동회로기판(224), 중앙의 전원공급기판(225), 논리제어기판(226)을 포함하여 구성된다.
여기서, 어드레스전극 구동회로기판(221)(222)은 어드레스전극에 전압을 인가하는 기능을 하고, X전극 구동회로기판(223) 및 Y전극 구동회로기판(224)은 각각 X전극과 Y전극에 전압을 인가하는 기능을 한다.
전원공급기판(225)은 소형화 및 고효율화에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply, SMPS)가 주로 채용되는데, 회로기판 중 가장 크고, 설치되는 회로소자(240)가 가장 무거운 동시에 진동을 많이 발생하므로, 상기 실시예에 따른 회로기판 강성 보강 구조를 포함하여 구성한다. 즉, 본 실시예의 플라즈마 디스플레이 모듈(200)의 보강부재(260)는 전원공급기판(225)에 배치된 3개의 히트싱크(250)의 상면에 나사 결합으로 장착된다.
여기서, 본 실시예의 플라즈마 디스플레이 모듈(200)의 보강부재(260)는 전원공급기판(225)에만 한정하여 적용되었으나, 전술한 바와 같이, 본 발명의 보강부 재는 강성 보강이 필요한 회로기판(220)이라면 어떤 것이든 가리지 않고 적용이 가능하다. 즉, 본 발명의 보강부재는 어드레스전극 구동회로기판(221)(222), X전극 구동회로기판(223), Y전극 구동회로기판(224), 논리제어기판(226) 등에도 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 회로기판 강성 보강 구조를 포함한 플라즈마 디스플레이 모듈(200)은, 보강부재(260)를 전원공급기판(225)에 배치된 3개의 히트싱크(250) 상면에 장착함으로써, 전원공급기판(225)의 강성을 보강할 수 있게 된다. 그렇게 되면, 전원공급기판(225)의 진동 및 소음을 방지하고, 전원공급기판(225)의 내구성을 향상시킬 수 있으므로, 플라즈마 디스플레이 모듈(200)의 수명 및 성능이 향상되는 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회로기판에 배치된 히트싱크들의 상면에 보강부재를 장착함으로써, 회로기판의 강성을 보강할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 보강부재를 이용하여 회로기판의 강성을 보강함으로써, 회로기판의 소음 및 진동이 방지되고, 내구성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 많은 수의 회로기판 및 회로소자가 존재하는 평판 디스플레이 모듈의 경우에 적용한다면, 그 효과가 더욱 크다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 회로기판;
    상기 회로기판에 배치되는 회로소자들;
    상기 회로소자들에 접촉되어 설치되며, 복수의 방열핀을 구비한 히트싱크들; 및
    상기 히트싱크들 중 적어도 두 개의 히트싱크들의 상면에 공통으로 장착되는 보강부재를 포함하는 회로기판 강성 보강 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로소자는 스위칭소자인 회로기판 강성 보강 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 전계 효과 트랜지스터인 회로기판 강성 보강 구조.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 지능형 전원 모듈(IPM)인 회로기판 강성 보강 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회로 소자는 다이오드인 회로기판 강성 보강 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 회로기판 당 복수개가 배치된 회로기판 강성 보강 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는 적어도 하나의 절곡부를 구비한 회로기판 강성 보강 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 히트싱크에 나사 결합으로 장착되는 회로기판 강성 보강 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는 알루미늄을 포함하여 이루어지는 회로기판 강성 보강 구조.
  10. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 회로기판;
    상기 디스플레이 패널 및 상기 회로기판을 지지하는 섀시;
    상기 회로기판에 배치되는 회로소자들;
    상기 회로소자들에 접촉되어 설치되며, 복수의 방열핀을 구비한 히트싱크들; 및
    상기 히트싱크들 중 적어도 두 개의 히트싱크들의 상면에 공통으로 장착되는 보강부재를 포함하는 평판 디스플레이 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 회로소자는 스위칭소자인 평판 디스플레이 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 전계 효과 트랜지스터인 평판 디스플레이 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 지능형 전원 모듈(IPM)인 평판 디스플레이 모듈.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 회로 소자는 다이오드인 평판 디스플레이 모듈.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 회로기판 당 복수개가 배치된 평판 디스플레이 모듈.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 보강부재는 적어도 하나의 절곡부를 구비한 평판 디스플레이 모듈.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 히트싱크에 나사 결합으로 장착되는 평판 디스플레이 모듈.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 보강부재는 알루미늄을 포함하여 이루어지는 평판 디스플레이 모듈.
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