KR100768235B1 - 전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조 및이를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면 인쇄회로기판은 전력 소자가 접속되는 전면의 접속 패턴, 접속 패턴으로부터 인쇄회로기판을 관통하는 비아, 접속 패턴과 대향되며 비아에 의해 접속 패턴과 연결되는 후면의 방열 패턴을 포함한다. 방열 패턴이 형성된 인쇄회로기판의 후면에는 유전체막을 매개로 하여 열 싱크가 장착된다.

상기 방열 구조를 갖는 인쇄회로기판이 플라즈마 디스플레이 장치에 장착될 경우에는 열 싱크 없이 유전체막을 매개로 샤시 베이스에 직접 장착될 수 있다.

Description

전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치{Heat dissipation structure of printed circuit board having surface mounted power device and plasma display module including the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판이 플라즈마 디스플레이 장치에 장착된 경우의 분해 사시도이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

10 : 전력 소자 11,12 : 탭

20 : 인쇄회로기판 21,22 : 접속 패턴

23 : 비아 25 : 연결 구조

30 : 유전체판 40 : 열 싱크

50 : 모인쇄회로기판 60 : 샤시 베이스

본 발명은 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판 및 이를 구비한 플라즈마 디스 플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 장치는 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 평판 디스플레이 장치로서, 박형화가 가능하고 넓은 시야각을 갖는 고화질의 대화면을 구현할 수 있어서 평판 디스플레이 장치로서 최근 각광을 받고 있다.

플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 서로 마주보는 평판 패널 사이에 형성되어 형광체가 도포되고 방전가스가 봉입된 방전셀에 전압을 인가하여 방전으로부터 발생된 자외선에 의해 형광체를 여기시킴으로써 가시광을 발광시켜 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)에 화상을 구현한다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 구동 회로 칩이 표면 실장된 인쇄회로기판이 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하는 샤시 베이스에 탑재되어 있다. 회로 기판 상에서 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키는 구동회로 칩은 순간적인 시간동안 많은 양의 영상신호를 제어함으로 인하여 많은 부하가 발생하고 결과적으로 많은 열이 발생한다.

종래의 표면 실장형 칩들 중 전력이 많이 소비되는 칩들에 대하여 열 싱크(heat sink)를 사용하고, 칩이 실장되는 인쇄회로기판의 접속부분의 패턴을 크게 함으로써 전기전도성뿐 아니나 열전도성을 갖는 접속부분을 통하여 열을 발산시켜 칩의 온도가 한도 이상으로 증가하지 않도록 하는 방법을 사용하여 왔다.

그런데 반도체 칩 사이즈가 감소함에 따라 이러한 전력 소자들에 대하여 인쇄회로기판 상의 접속부분의 패턴을 크게 하는 것만으로는 열발생이 많은 해당 소 자의 정션의 온도를 일정한 범위로 유지하도록 하는 것이 어려워지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체는 하부면을 커버하는 탭을 포함하여 복수의 탭을 구비하는 전력 소자; 상기 전력 소자의 상기 탭이 접속되는 전면의 접속 패턴, 상기 접속 패턴과 상기 접속 패턴에 대향하는 후면을 전기적, 열적으로 연결하는 복수의 비아를 포함하는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상기 후면에 장착된 유전체판; 및 상기 유전체판을 매개로 하여 상기 인쇄회로기판의 후면에 장착된 열 싱크를 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치는 복수의 탭을 구비하는 전력 소자; 상기 전력 소자의 상기 탭이 접속되는 전면의 접속 패턴, 상기 접속 패턴과 상기 접속 패턴에 대향하는 후면을 전기적, 열적으로 연결하는 복수의 비아를 포함하는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상기 후면에 장착된 유전체판; 및 플라즈마 디스플레이 패널이 그 전면에 배치되고, 그 후면에는 상기 인쇄회로기판이 상기 유전체판을 매개로 하여 장착된 샤시 베이스를 포함한다.

본 발명에 따른 상기 전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치에서, 상기 접속 패턴에 대향하여 상기 인쇄회로기판의 후면에 방열 패턴을 더 포함하고, 상기 비아는 상기 접속 패턴으로부터 상기 방열 패턴에 연결될 수 있다.

여기서 상기 복수의 탭은 상기 전력 소자의 몸체의 하부면 전체를 덮으면서 상기 하부면에 부착된 제1 탭, 상기 전력 소자의 몸체의 측면에 부착된 제2, 3 탭을 포함할 수 있다.

한편, 상기 접속 패턴은 상기 전력 소자의 상기 탭의 면적보다 더 큰 면적을 가질 수 있으며, 상기 방열 패턴도 상기 전력 소자의 상기 탭의 면적보다 더 큰 면적을 가질 수 있다.

상기 접속 패턴에서 상기 탭이 접속되지 않는 부분에도 상기 비아를 더 포함하여 방열 효율을 높일 수 있다.

이때, 상기 비아는 전기전도성 및 열전도성을 갖는 물질로 채워진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 소자가 표면 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조를 도시한 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 전력 소자(10)가 인쇄회로기판(20)에 접속되고, 전력 소자(10)가 접속된 인쇄회로기판(20)의 반대면에 유전체판(30)을 사이에 두고 열 싱크(40)가 부착된다. 인쇄회로기판(20), 유전체 판(30) 및 열 싱크(40)는 연결구조(25)에 의하여 서로 부착될 수 있다. 이렇게 유전체판(30) 및 열 싱크(40)가 부착되어 일체가 된 인쇄회로기판(20)은 모인쇄회로기판(50)에 장착될 수 있다.

전력 소자(10)에서 발생한 열은 인쇄회로기판(20)을 통하여 열 싱크(40)에 의해 외부로 방출되며, 유전체판(30)은 인쇄회로기판(20)과 열 싱크(40) 사이에서 절연 역할을 한다.

전력 소자(10)는 복수개의 탭을 통하여 인쇄회로기판(20)의 접속 패턴(21,22)에 접속된다. 파워 모스펫(power MOSFET)을 예로 들면, 드레인 탭, 소스 탭, 게이트 탭을 구비할 수 있으며, 이 중 드레인 탭이 가장 큰 면적을 차지하여 파워 모스펫 본체의 하부면에 상기 하부면의 면적보다 큰 면적을 갖도록 하부탭(11)으로 구비될 수 있다. 그리고 소스 탭, 게이트 탭은 파워 모스펫 본체의 측면탭(12)으로 구비될 수 있다.

인쇄회로기판(20)은 전력 소자(10)의 탭들(11,12)이 접속되는 전면의 복수개의 접속 패턴(21,22)과 접속 패턴(21,22)의 반대편의 방열 패턴(미도시)을 포함한다. 그리고 전력 소자(10)의 하부탭(11)이 접속되는 인쇄회로기판(20)의 접속 패턴(21)은 도 1에 보이는 바와 같이 복수개의 비아(23)를 포함한다. 상기 비아(23)는 인쇄회로기판(20)을 관통하여 접속 패턴(21)과 인쇄회로기판(20)의 뒷면의 방열 패턴(미도시)을 열적으로 연결하는 통로의 역할을 한다. 한편, 상기 비아(23)는 방열 패턴으로의 통로 역할뿐만 아니라 인쇄회로기판(20) 내에서의 회로의 일부를 구성하는 역할을 할 수도 있다.

소자 작동시 전력 소자(10) 내 정션으로부터 발생한 열은 탭(11,12)과 접속 패턴(21) 및 비아(23)를 통하여 방열 패턴(미도시)으로 전달되며, 이때 비아(23)는 상기 열전달 경로에서 열전도 효율을 높여서 열저항을 낮추는 역할을 한다. 비아(23) 하나하나가 열전달 통로가 되므로 전력 소자(10)의 발열 정도에 따라서 비아(23)의 개수를 조절하여 방열 효율을 효과적으로 조절할 수 있다. 또한, 면적이 작은 탭(12)이 접속되는 접속 패턴(22)에도 비아(23)와 이에 해당하는 방열 패턴(미도시)가 형성될 수 있다.

한편, 상기 접속 패턴(21)의 면적을 접속되는 탭(11)의 면적보다 더 크게 할 수 있으며, 접속 패턴(21)에서 탭(11)이 접속되는 부분을 벗어나는 영역에도 비아(23)를 형성할 수 있다. 접속 패턴(21)도 열전도 성질을 가지므로 전력 소자(10)에서 발생하여 탭(11)을 통하여 접속 패턴(21)에 전달된 열은 접속 패턴(21) 전체로 퍼져서 탭(11)이 접속되는 부분을 벗어난 부분에 형성된 비아(23)를 통하여도 열이 인쇄회로기판(20)의 뒷면의 방열 패턴(미도시)에 효과적으로 전달될 수 있다. 따라서 마찬가지로 인쇄회로기판(20)의 방열 패턴(미도시)을 크게 형성함으로서 전력 소자(10)의 방열 효율을 높일 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판이 플라즈마 디스플레이 장치에 장착된 경우의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 도 1에서 설명한 바와 같이 전력 소자(10)가 실장된 인쇄회로기판(20)이 플라즈마 디스플레이 장치의 샤시 베이스(60)에 유전체판(30)을 매개로 장착되어 있다. 소자 작동시 전력 소자(10)로부터 발생한 열은 탭(11)과 접속 패턴(21) 및 비아(23) 를 통하여 방열 패턴(미도시)으로 전달되며, 열은 다시 방열 패턴(미도시)으로부터 샤시 베이스(60)에 전달되어 샤시 베이스(60)에 의하여 방출된다. 여기서는 샤시 베이스(60)는 예를 들면, 알루미늄과 같은 전기전도성 뿐 아니라 열전도성을 갖는 물질로 되어있으며 샤시 베이스(60)의 전면은 플라즈마 디스플레이 패널을 지지하고 있으므로 면적이 매우 커서 인쇄회로기판(20)으로부터 유전체판(30)을 매개로하여 전달된 열을 방출하는데 효과적이다. 따라서 별도의 열 싱크 없이 전력 소자(10)의 열을 효과적으로 방출할 수 있다.

본 발명에 의하면, 인쇄회로기판이 전력 소자가 접속되는 접속 패턴, 상기 접속 패턴이 있는 면과 대향되는 반대면의 방열 패턴, 상기 접속 패턴과 상기 방열 패턴을 연결하는 비아를 포함함으로써 전력 소자에서 발생하는 열이 접속 패턴과 비아를 통하여 방열 패턴에 효과적으로 전달되며, 방열 패턴으로부터 열은 열 싱크나 샤시 베이스를 통하여 외부로 방출될 수 있다.

전력 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있으므로 열에 의하여 전력 소자가 열화되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 전력 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (14)

1. 하부면을 커버하는 탭을 포함하여 복수의 탭을 구비하는 전력 소자;

   상기 전력 소자의 상기 탭이 접속되는 전면의 접속 패턴, 상기 접속 패턴과 상기 접속 패턴에 대향하는 후면을 전기적, 열적으로 연결하는 복수의 비아(via)를 포함하는 인쇄회로기판;

   상기 인쇄회로기판의 상기 후면에 장착된 유전체판; 및

   상기 유전체판을 매개로 하여 상기 인쇄회로기판의 후면에 장착된 열 싱크를 포함하는 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 접속 패턴에 대향하여 상기 인쇄회로기판의 후면에 방열 패턴을 더 포함하고, 상기 비아는 상기 접속 패턴으로부터 상기 방열 패턴에 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 탭은 상기 전력 소자의 몸체의 하부면 전체를 덮으면서 상기 하부면에 부착된 제1 탭, 상기 전력 소자의 몸체의 측면에 부착된 제2, 3 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체.
4. 제 1항에 있어서, 상기 접속 패턴은 상기 전력 소자의 상기 탭의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체.
5. 제 4항에 있어서, 상기 접속 패턴에서 상기 탭이 접속되지 않는 부분에도 상기 비아를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체.
6. 제 2항에 있어서, 상기 방열 패턴은 상기 전력 소자의 상기 탭의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체.
7. 제 1항에 있어서, 상기 비아는 전기전도성 및 열전도성을 갖는 물질로 채워진 것을 특징으로 하는 전력 소자가 실장된 인쇄회로기판의 방열 구조체.
8. 복수의 탭을 구비하는 전력 소자;

   상기 전력 소자의 상기 탭이 접속되는 전면의 접속 패턴, 상기 접속 패턴과 상기 접속 패턴에 대향하는 후면을 전기적, 열적으로 연결하는 복수의 비아를 포함하는 인쇄회로기판;

   상기 인쇄회로기판의 상기 후면에 장착된 유전체판; 및

   플라즈마 디스플레이 패널이 그 전면에 배치되고, 그 후면에는 상기 인쇄회 로기판이 상기 유전체판을 매개로 하여 장착된 샤시 베이스를 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 접속 패턴에 대향하여 상기 인쇄회로기판의 후면에 방열 패턴을 더 포함하고, 상기 비아는 상기 접속 패턴으로부터 상기 방열 패턴에 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
10. 제 8항에 있어서, 상기 복수의 탭은 상기 전력 소자의 몸체의 하부면 전체를 덮으면서 상기 하부면에 부착된 제1 탭, 상기 전력 소자의 몸체의 측면에 부착된 제2, 3 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
11. 제 8항에 있어서, 상기 접속 패턴은 상기 전력 소자의 상기 탭의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
12. 제 8항에 있어서, 상기 접속 패턴에서 상기 탭이 접속되지 않는 부분에도 상기 비아를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
13. 제 9항에 있어서, 상기 방열 패턴은 상기 전력 소자의 상기 탭의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
14. 제 8항에 있어서, 상기 비아는 전기전도성 및 열전도성을 갖는 물질로 채워진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.

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