KR101294505B1 - 방열회로기판 및 그를 포함하는 샤시 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛의 도광 통로를 제공하는 샤시에 장착되는 방열회로기판에 있어서, 발열 소자가 실장되는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역과 90도 미만의 각도로 절곡되어 있는 제2 영역을 포함하며, 상기 제2 영역의 하면이 상기 샤시와 접하는 방열회로기판을 제시한다. 따라서, 방열회로기판의 절곡 각도를 90도 이하로 형성함으로써 솔더 페이스트 도포 시의 마스크 형성이 용이하며, 방열회로기판의 길이를 연장할 수 있어 방열성이 향상된다.

Description

방열회로기판 및 그를 포함하는 샤시 구조물{The radiant heat circuit board and the chassis structure having the same}

본 발명은 방열회로기판 및 그를 포함하는 샤시 구조물에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 액정이 상하부의 전극이 이루는 전기장의 세기에 따라 기울어지며, 기울어진 정도에 따라 하부의 백라이트로부터 조사되는 빛을 선택적으로 투과함으로써 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.

이러한 액정표시장치는 동작전압이 낮아 소비전력이 작고, 휴대가 편리해 널리 사용되는 평판 디스플레이이다.

이러한 액정표시장치의 백라이트는 액정패널의 후면으로 빛을 조사하기 위한 광원으로서 광원의 구동을 위한 전원 회로 및 균일한 평면광을 이루도록 해주는 일체의 부속물을 이루는 복합체를 백라이트 유닛(Backlight Unit: BLU)이라고 한다. 백라이트 유닛에는 발광 다이오드(Light emitting diode: LED)와 같은 광원 소자가 인쇄회로기판 위에 탑재되어 있다. 이러한 인쇄회로기판은 광원소자가 발산하는 열을 견딜 수 있는 금속(Metal) 소재를 사용한다.

그러나 이러한 광원소자로부터 발생하는 열을 방출하지 못하면 광원소자가 파괴되거나 수명이 단축되는 문제가 발생한다.

도 1은 종래의 기술에 따라 제작된 방열회로기판(10)과 블랑켓(40)을 백라이트유닛의 도광 통로인 샤시(50)에 장착한 단면도를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 방열회로기판(10)과 이를 샤시(50)에 고정시키기 위한 블랑켓(40)은 별도로 제작되어 접착층(20)을 이용하여 접합시키고, 이를 도광 통로로 이용되는 샤시(40)에 접착층(30)을 이용하여 장착한다.

이때, 블랑켓(40)은 소정의 두께를 가지며, 상기 샤시(50)의 측벽으로부터 수평하게 뻗어 샤시(50)의 측벽와 소정 거리만큼 이격된 뒤 제1 각도(θ1)로 절곡되며, 상기 샤시(50)의 바닥면(110a)과 제2 각도(θ2)로 다시 절곡되어 있다. 상기 블랑켓(40)의 제1 각도(θ1)가 0 내지 90도인 경우, 방열회로기판(10)이 샤시(50)의 베젤(bezel)이 커지며, 제1 각도(θ1)가 90 내지 270도인 경우, 백라이트 유닛의 두께가 증가하고, 제1 각도(θ1)가 270 내지 360인 경우, 발광 다이오드의 광 경로를 방해하는 문제가 발생한다.

또한, 블랑켓(40)의 측면(110b)과 하면이 이루는 제2 각도(θ1)가 90 내지 270도인 경우, 백라이트 유닛의 두께가 증가하고, 제2 각도(θ1)가 270 내지 360도인 경우, 베젤 크기가 커지는 문제가 발생한다.

실시예는 새로운 구조를 가지는 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 그를 포함하는 샤시 구조물을 제공한다.

실시예는 제조 비용이 절감되는 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 그를 포함하는 샤시 구조물을 제공한다.

실시예는 백라이트 유닛의 도광 통로를 제공하는 샤시에 장착되는 방열회로기판에 있어서, 발열 소자가 실장되는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역과 90도 미만의 각도로 절곡되어 있는 제2 영역을 포함하며, 상기 제2 영역의 하면이 상기 샤시와 접하는 방열회로기판을 제시한다.

한편, 실시예는 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 절곡하는 측면을 포함하는 샤시, 그리고 발광 소자가 실장되는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역과 90도 미만의 각도로 절곡되어 있는 제2 영역을 포함하며, 상기 제2 영역의 하면이 상기 샤시의 측면 및 상기 바닥면과 각각 접하는 블랑켓 일체형 방열회로기판을 포함하는 샤시 구조물을 제시한다.

그리고, 실시예는 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 절곡하는 측면을 포함하는 샤시, 발광 소자가 실장되는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역과 90도 미만의 각도로 절곡되어 있는 제2 영역을 포함하며, 상기 제2 영역의 하면이 상기 샤시의 측면 및 상기 바닥면과 각각 접하는 방열회로기판을 포함하는 광원, 그리고 상기 바텀 샤시의 바닥면에 배치되며, 상기 광원으로부터 측면으로 빛을 조사받아 상면으로 방출하는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.

본 발명에 따르면, 발열 소자가 부착되는 방열회로기판을 절곡형으로 형성하고, 상기 방열회로기판을 샤시의 측면과 직접접합함으로써 샤시와 방열회로기판이 공간 없이 결합된다. 또한 방열회로기판의 열을 샤시에 직접 전달함으로써 방열성이 향상되며, 베젤이 줄어들어 도광판이 형성되는 공간이 확장될 수 있다.

또한 방열회로기판의 절곡 각도를 90도 이하로 형성함으로써 솔더 페이스트 도포 시의 마스크 형성이 용이하며, 방열회로기판의 길이를 연장할 수 있어 방열성이 향상된다.

도 1은 종래의 방열회로기판 및 샤시 구조물의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 샤시 구조물의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시되어 있는 블랑켓 일체형 방열회로기판의 상면도이다.
도 4는 도 3의 방열회로기판의 솔더 페이스트 도포 공정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 샤시 구조물의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 샤시 구조물의 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 발명은 블랑켓 일체형 방열회로기판으로서, 샤시와 직접 접하도록 구성되어 있는 방열회로기판을 제공한다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로 기판을 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 샤시 구조물의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시되어 있는 블랑켓 일체형 방열회로기판의 상면도이며, 도 4는 도 3의 방열회로기판의 솔더 페이스트 도포 공정을 나타내는 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 샤시 구조물(100)은 블랑켓 일체형 방열회로기판, 접착층(120), 샤시(110)를 포함한다.

샤시(110)는 액정표시장치 등의 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치의 바텀 샤시일 수 있으며, 내부에 도광판 및 표시 패널 등을 수용할 수 있도록 바닥면(110a)을 포함한다.

또한, 상기 샤시(110)는 가장자리 영역에 발광 모듈을 수용하기 위한 단차부가 형성될 수 있으며, 가운데 영역에 상기 발광 소자(170)와 측면이 정렬하는 도광판(180)이 배치될 수 있다.

상기 단차부의 길이는 상기 방열회로기판의 높이(h1)와 동일하거나 체결 공차를 위하여 더 클 수 있다.

상기 샤시(110)는 열전도율이 높은 금속으로 형성될 수 있으며, 구리 또는 알루미늄 등을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

상기 블랑켓 일체형 방열회로기판은 열전도율이 높아 방열성이 뛰어난 구리, 알루미늄 또는 니켈 등을 포함하는 합금의 지지 기판(130)을 포함한다.

상기 지지 기판(130) 위에 에폭시계 수지 또는 폴리 이미드계 수지를 포함하는 절연층(140)이 형성되어 있으며, 상기 절연층(140) 위에 동박층을 패터닝하여 형성되어 있는 패턴(150), 구체적으로 패드(150a, 150b) 또는 회로 패턴(150c)가 형성되어 있다.

이때, 상기 패드(150a, 150b)는 상부에 실장되는 발광 소자(170)의 전극 패드(150a) 및 복수의 전극 패드(150a)와 회로 패턴(150b)를 통해 전기적으로 연결되어 외부 전원을 전달하는 커넥터 패드(150c)일 수 있으며, 상기 패드(150a, 150b)는 솔더 레지스트(160)에 의해 노출되어 있을 수 있다.

한편, 도 3과 같이, 방열회로기판은 두 개의 절곡 영역(130a, 130b)으로 구성되어 있는데, 한 절곡 영역(130a)는 제1 폭(X)을 가지고, 다른 절곡 영역(130b)는 제2 폭(XY)을 가진다.

제1 폭(X) 및 제2 폭(Y)은 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 한 절곡 영역(130a)은 다른 절곡 영역과 90도 미만의 각도로 절곡되어 있다.

즉, 상기 한 절곡 영역(130a)의 길이는 방열회로기판의 높이(h1)와 다음과 같은 관계식을 갖는다.

[관계식]

h1=X·sinθ

따라서, 상기 방열회로기판은 샤시(110)에서 할당되는 접착 면적에 대하여 더 긴 길이를 갖도록 형성될 수 있어 방열성이 향상된다.

상기 두 개의 절곡 영역(130a, 130b) 중 한 절곡 영역(130b)에 발광 소자(170)가 실장되도록 패드(150a, 150b) 및 회로 패턴(150c)이 형성되어 있다.

즉, 한 절곡 영역(130b)에 패드(150a, 150b) 및 회로 패턴(150c)이 형성되어 있으며, 패드(150a, 150b) 및 회로 패턴(150c)이 형성되어 있는 절곡 영역(150b)에는 금속의 지지 기판(130) 위에 절연층(140)이 형성된다.

이때, 상기 한 절곡 영역(130b)의 전극 패드(150a) 위에는 복수의 발광 소자(170), 예를 들어 발광 다이오드가 장착되는 소자 영역(A)이 정의되어 있다.

도 3과 같이, 두 절곡 영역(130a, 130b) 중 한 절곡 영역(130b)에만 절연층(140) 및 패턴(150)이 모두 형성되고, 다른 절곡 영역(130a)은 더미 영역으로 형성할 수 있으나, 이와 달리 두 절곡 영역(130a, 130b)에 모두 절연층(140)이 형성되고, 한 절곡 영역(130b)에는 발광 소자(170)의 전극 패드(150a)가 형성되며, 다른 절곡 영역(130a)에는 각각의 발광 소자(170)에 신호를 전달하기 위한 회로 패턴(150c)이 형성될 수도 있다.

이때, 도 4와 같이 상기 금속의 지지 기판(130)을 형성하고, 발광 소자(170)를 실장하기 전에 노출되어 있는 전극 패드(150a) 위에 솔더 페이스트(220)를 도포한다.

도 4와 같이 지그(200) 위에 복수개의 절곡되어 있는 방열회로기판을 배치하고, 상기 전극 패드(150a) 위를 노출하는 마스크 패턴(210)을 형성한다.

상기 마스크 패턴(210) 위로 노출되는 패드(150a) 위에 스퀴지(230)를 이용하여 솔더 페이스트(220)를 도포한다.

도 4와 같이 상기 금속의 지지 기판(130)의 다른 절곡 영역(130a)이 수직면에 대하여 소정 각도(θ)로 기울어져 있음으로 상기 마스크 패턴(210)의 높이가 낮아져 비용이 절감된다.

한편, 상기 절곡 영역(130a, 130b)은 발광 소자(170)를 실장하지 않는 절곡 영역(130a)이 샤시(110) 바닥면의 단차부에 접하며, 발광 소자(170)를 실장하기 위한 소자 영역(A)이 정의되어 있는 절곡 영역(130b)이 상기 샤시(110)의 바닥면으로부터 수직으로 배치된다.

이때, 상기 절곡 영역(130b)의 제2폭(Y)은 상기 샤시(110)가 측면을 가지는경우 상기 측면과 동일한 높이를 가질 수 있으나, 샤시(110)의 측면보다 낮을 수도 있다.

상기 샤시(110)와 방열회로기판의 고정은 상기 샤시(110)의 바닥면과 상기 방열회로기판 사이에 접착층(120)을 도포함으로써 형성할 수 있다.

상기 접착층(120)은 열전도성이 높고 접착성이 뛰어난 써멀그리스(thermal grease), 써멀 테이프(thermal tape) 또는 써멀 컴파운드(thermal compound) 등의 열전달물질(Thermal interface material:TIM)을 사용한다.

상기 접착층(120)은 상기 샤시(110)의 바닥면과 방열회로기판 사이의 경사를 따라 형성되어 일단에서 타단을 따라 얇아지도록 형성된다.

이와 같이, 별도의 블랑켓 없이 절곡형의 방열회로기판을 형성하면서, 상기 방열회로기판의 절곡 각도를 90도 미만으로 구성하여, 샤시(110)의 측면과 밀착되도록 부착하면서, 샤시(110)의 바닥면에 배치되는 회로기판의 길이를 길게 가져감으로써 방열성이 향상되며, 제조 비용이 절감된다.

또한, 샤시(110)와 방열기판 사이에 방열 접착층(120)을 형성하여 공간 없이 부착하여 방열성이 확보된다.

또한, 블랑켓이 차지하는 면적이 제거되어 백라이트 유닛의 면광원으로 동작하는 면적이 넓어진다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 샤시 구조물의 단면도이다.

도 5에 도시되어 있는 제2 실시예에 따른 샤시 구조물(200)은 도 2와 같은 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 샤시(110)를 포함한다.

도 5의 샤시 구조물(300)은 상기 방열회로기판의 발광 영역(A)이 정의되어 있는 절곡 영역(130b)과 상기 샤시(110)의 측면(110b) 사이에 접착층(153b)이 형성되어 있으며, 발광 영역(A)이 정의되어 있지 않은 절곡 영역(130a)과 상기 샤시(110)의 바닥면(110a) 사이에도 접착층(153a)이 형성됨으로써 측면(110b) 뿐만 아니라 바닥면(110a)에서도 접착이 이루어지도록 형성된다.

따라서, 방열회로기판의 전면에서 부착이 이루어짐으로써 샤시(110)와 방열회로기판의 지지 기판(130)의 접착이 견고하게 이루어질 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 블랑켓 일체형 방열회로기판 및 이를 포함하는 샤시 구조물의 단면도이다.

도 6의 샤시 구조물(400)은 상기 방열회로기판의 발광 영역(A)이 정의되어 있지 않은 절곡 영역(130a)과 상기 샤시(110)의 바닥면(110a) 사이에 접착층(120)이 형성되어 있다.

또한, 상기 방열회로기판의 발광 영역(A)이 정의되어 있는 절곡 영역(130b)의 지지 기판(130) 하부에는 복수의 돌기(131)가 형성되어 있다.

한편, 상기 방열회로기판의 돌기(131)에 대응하여 상기 샤시(110)의 측면(110b)에는 복수의 홈(111)이 형성되어 있으며, 상기 방열회로기판의 돌기(131)와 상기 샤시(110) 측면(110b)의 홈(111)이 서로 끼움결함함으로써 측면(110b)에서 별도의 접착층 없이 결합이 가능하다.

또한, 샤시(110)와 상기 방열회로기판의 접착면에 돌기(131)를 형성함으로써 접촉 면적이 확장되어 방열성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 다양한 실시예에 의하여 블랑켓 없이 상기 방열회로기판을 상기 샤시에 직접 접착함으로써 방열성을 확보하면서도 발광 면적을 차지하지 않는 샤시 구조물이 가능하다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

샤시 구조물 100, 300, 400
지지 기판 130
샤시 110
발열 소자 170

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 절곡하는 측면을 포함하는 샤시,
   발광 소자가 실장되는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역과 90도 미만의 각도로 절곡되어 있는 제2 영역을 포함하며, 상기 제2 영역의 하면이 상기 샤시의 측면 및 상기 바닥면과 각각 접하는 방열회로기판, 그리고
   상기 샤시와 상기 방열회로기판을 부착하며, 상기 샤시와 상기 방열회로기판 사이의 공간을 채우며 일단에서 타단을 따라 두께가 얇아지는 접착층
   을 포함하는 샤시 구조물.
8. 제7항에 있어서,
   상기 방열회로기판은
   서로 절곡되어 있는 상기 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 지지 기판,
   상기 지지 기판 위에 형성되어 있는 절연층,
   상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴 또는 패드, 그리고
   상기 패드를 노출하는 솔더 레지스트를 포함하는 샤시 구조물.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제8항에 있어서,
    상기 방열회로기판은 상기 지지 기판의 하면에 복수의 결합 돌기를 포함하고,
    상기 샤시의 측면에 복수의 결합홈을 포함하며,
    상기 결합 돌기와 상기 복수의 결합홈이 끼움결합하는 샤시 구조물.
12. 제7항에 있어서,
    상기 샤시 구조물은 상기 방열회로기판의 상기 제1 영역이 상기 샤시의 측면과 접하는 샤시 구조물.
13. 제8항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 지지 기판의 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 적어도 한 영역의 하부에 형성되는 샤시 구조물.
14. 제8항에 있어서,
    상기 샤시는 가장자리 영역에 상기 방열회로기판이 배치되는 단차부를 가지는 샤시 구조물.
15. 제14항에 있어서,
    상기 샤시의 단차부의 길이는 상기 방열회로기판의 제2 영역의 높이보다 긴 샤시 구조물.
16. 바닥면 및 상기 바닥면으로부터 절곡하는 측면을 포함하는 샤시,
    발광 소자가 실장되는 제1 영역, 그리고 상기 제1 영역과 90도 미만의 각도로 절곡되어 있는 제2 영역을 포함하며, 상기 제2 영역의 하면이 상기 샤시의 측면 및 상기 바닥면과 각각 접하는 방열회로기판,그리고 상기 샤시와 상기 방열회로기판을 부착하며, 상기 샤시와 상기 방열회로기판 사이의 공간을 채우며 일단에서 타단을 따라 두께가 얇아지는 접착층을 포함하는 광원, 그리고
    상기 샤시의 바닥면에 배치되며, 상기 광원으로부터 측면으로 빛을 조사받아 상면으로 방출하는 도광판
    을 포함하는 백라이트 유닛.
    

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