KR20050087549A - Ｐｄｐ용 집적 파워 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PDP용 집적 파워 모듈(IPM; Integrated Power Module)에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 PDP용 집적 파워 모듈은 콘트롤 IC 등이 실장되는 제어 회로부와; 상기 제어 회로부와 전기적으로 연결되고, 열적으로 분리된 금속 PCB 상에 형성되는 파워 소자부와; 상기 제어 회로부 및 파워 소자부를 동일 공간 내에 분할 지지시키도록 한 지지 프레임과; 상기 지지 프레임 저면에 부착되어 파워 소자부로부터의 열을 전달받아 방열시키는 방열판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제어 회로부와 파워 소자부가 열적으로 분리됨에 따라, 비교적 열에 취약한 회로소자들로 이루어진 제어 회로부를 보호하고, 고가의 알루미늄재질 PCB를 파워 소자부에만 적용함에 따라, 재료비 절감의 효과가 있고, 콤팩트한 사이즈의 제품 설계가 가능하며, 전기적 특성이 우수하고, 유지 보수가 간편해지고, 이로 인해 비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

ＰＤＰ용 집적 파워 모듈{Integrated Power Module of PDP}

본 발명은 PDP용 집적 파워 모듈(IPM; Integrated Power Module)에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 'PDP'라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 진공 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표시장치이다.

PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명 대형화면의 구현이 가능하다는 점등의 장점이 있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전 셀들로 구성되며, 하나의 방전 셀은 화면의 한 화소를 이루게 된다.

상기와 같은 PDP는 서스테인 방전을 일으키기 위해 수백볼트 이상의 구동전력을 필요로 하게 되는데, 이때, 에너지 회수회로를 이용하여 회수된 전압을 다음 방전시의 구동전압으로 재이용함으로써, PDP에서 소모되는 전력량을 최소화할 수 있다.

이와 같은 서스테인 구동부 및 에너지 회수회로는 인쇄회로기판(PCB)에 집적 파워 모듈(Integrated Power Module : 이하 'IPS'라 함)로 부착된다.

도 1은 종래의 집적 파워 모듈을 나타내는 분해 사시도 이고, 도 2는 종래의 집적 파워 모듈에 방열판이 결합된 상태를 나타내는 결합 사시도 이다.

동 도면에서 보여지는 바와 같이, 종래의 PDP용 집적 파워 모듈(50)은 제어 회로부 및 파워 소자부가 일체로 형성된 금속 PCB(54)와, 상기 금속 PCB(54)를 지지시키기 위한 지지프레임(55)과, 상기 지지 프레임(55) 저면에 부착되어 금속 PCB(54)로부터의 열을 전달받아 방열시키는 역할을 하는 방열판(60)으로 구성된다.

상기 금속 PCB(54)는 열전도율을 향상시키기 위한 알루미늄재질이 사용되고 있다. 그리고, 상기 지지 프레임(55)은 바닥면이 관통되고, 그 내측벽에 금속 PCB(54)가 접합물질을 이용하여 접합되도록 하는데, 접합물질로는 실리콘 루버가 사용된다.

또한, 상기 지지 프레임(55)의 좌우 측벽에는 각각 외부신호를 입력받기 위한 입력핀(55a) 및 구동신호를 외부로 출력시키기 위한 출력핀(55b)이 다수 형성된다.

상기 입력핀(55a) 및 출력핀(155d)은 각각 회로소자들과 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결된다.

그리고, 상기 방열판(60)은 지지 프레임(55) 저면에 부착되어 금속 PCB(54)로부터의 열을 전달받아 방열시키는 역할을 하는데, 열전도율을 높이기 위해 알루미늄재질을 사용하여 제작하고, 다수의 알루미늄 판이 적정간격으로 배열되어 방열면적을 최대화시키는 구조로 제작된다.

그리고, 상기 금속 PCB(54) 저면과 방열판(60) 상면이 면 접촉을 통해 열교환이 이루어지도록 하는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 집적 파워 모듈(50)은 특히 파워 소자부를 형성하는 회로소자들로부터 고열이 발생된다.

그러나, 종래 기술은 제어 회로부와 파워 소자부가 일체형으로 형성되어 있고, 더군다나 열전도율을 높이기 위해 금속 PCB(54)를 사용하고 있어 파워 소자부에서 발생된 열이 제어 회로부측으로 그대로 전도되고 있는 실정이다.

이 경우 제어 회로부를 형성하고 있는 회로소자들은 콘트롤 IC등과 같이 열에 취약한 회로소자들로 이루어져 있어, 열에 의한 회로소자의 불량이 발생되는 문제가 있다.

특히, 콘트롤 IC는 과도한 열이 전달됨에 따라 누설전류를 발생시키게 되는 등 신뢰성에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

또한, 금속 PCB(54) 전체를 고가의 알루미늄재질을 사용함에 따라, 재료비가 증가되는 문제가 있다.

또한, 제어 회로부와 파워 소자부 중 어느 일측의 회로소자에서만 불량이 발생되더라도 금속 PCB(54) 전체를 교체해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 제어 회로부와 파워 소자부가 열적으로 분리될 수 있도록 하는 집적 파워 모듈의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째, 비교적 열에 취약한 회로소자들로 이루어진 제어 회로부를 보호하고 기기성능을 향상시키며 그 수명을 연장시키는 PDP용 집적 파워모듈을 제공하는 것이다.

둘째 목적은, PDP용 집적 파워모듈의 재료비를 절감하는데 목적이 있다.

셋째 목적은, PDP용 집적 파워모듈의 콤팩트한 사이즈의 제품 설계가 가능하고 이로 인한 비용절감이 이루어지도록 하는데 목적이 있다.

넷째 목적은, PDP용 집적 파워모듈의 스위칭 노이즈 등의 전기적 특성이 우수해지도록 하는데 목적이 있다.

다섯째 목적은, PDP용 집적 파워모듈의 유지 보수가 간편해지도록 하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PDP용 집적 파워 모듈은 콘트롤 IC 등이 실장되는 제어 회로부와; 상기 제어 회로부와 전기적으로 연결되고, 열적으로 분리된 금속 PCB(154) 상에 형성되는 파워 소자부와; 상기 제어 회로부 및 파워 소자부를 동일 공간 내에 분할 지지시키도록 한 지지 프레임과; 상기 지지 프레임 저면에 부착되어 파워 소자부로부터의 열을 전달받아 방열시키는 방열판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 집적 파워 모듈을 나타내는 분해 사시도 이고, 도 4는 본 발명에 따른 집적 파워 모듈에 방열판이 결합된 상태를 나타내는 결합 사시도 이다.

동 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP용 집적 파워 모듈(150)은 제어 회로부(151), 파워 소자부(153), 지지프레임(155), 방열판(160)으로 구성된다.

상기 제어 회로부(151)는 에폭시 수지물로 이루어진 수지기판(152) 상에 콘트롤 IC(151a) 등이 실장되어 형성된다.

이때, 상기 제어 회로부(151) 일측에는 외부신호를 입력받기 위한 다수의 입력핀(151b)이 고정 결합되고, 상기 입력핀(151b)과 제어 회로부(151)의 각 회로소자가 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결되도록 한다.

그리고, 상기 파워 소자부(153)는 제어 회로부(151)와 전기적으로 연결되고, 열적으로 분리된 금속 PCB(154) 상에 형성되는데, 상기 금속 PCB(154)는 열전도율을 향상시키기 위한 알루미늄재질을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 파워 소자부(153)의 회로소자(153a)와 제어 회로부(151)의 회로소자(151a)들은 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 지지프레임(155)은 제어 회로부(151) 및 파워 소자부(153)를 동일 공간 내에 분할 지지시키도록 되는데, 이를 위해 제어 회로부(151)를 지지하기 위한 제1지지부(155a)와 파워 소자부(153)를 지지하기 위한 제2지지부(155b)를 내부 분할벽(155c)에 의해 나누도록 한다.

여기서, 상기 분할벽(155c)은 제어 회로부(151) 및 파워 소자부(153)의 패턴 설계 및 부품 배치에 따라 다양하게 실시 할 수 있다.

이때, 상기 제1지지부(155a)는 바닥면을 형성하고, 그 상부에 제어 회로부(151)가 접합물질을 이용하여 접합되도록 하는데, 접합물질로는 실리콘 루버를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2지지부(155b)는 바닥면이 관통되고, 그 내측벽에 파워 소자부(153)가 접합물질을 이용하여 접합되도록 하는데, 마찬가지로 접합물질로는 실리콘 루버를 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2지지부(155b)의 일측 외벽에 파워 소자부(153)의 구동신호를 외부로 출력시키기 위한 다수의 출력핀(155d)이 형성되고, 상기 출력핀(155d)과 파워 소자부(153)의 각 회로소자가 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결되도록 한다.

그리고, 상기 방열판(160)은 지지 프레임(155) 저면에 부착되어 파워 소자부(153)로부터의 열을 전달받아 방열시키는 역할을 하는데, 열전도율을 높이기 위해 알루미늄재질을 사용하여 제작하고, 다수의 알루미늄 판이 적정간격으로 배열되어 방열면적을 최대화시키는 구조로 제작된다.

그리고, 상기 파워 소자부(153)가 형성되는 금속 PCB(154) 저면과 방열판(160) 상면이 면 접촉을 통해 열교환이 이루어지도록 하는데, 이때 상기 금속 PCB(154)와 방열판(160)의 접촉면 사이에 열전달 물질(161)을 도포 시킴으로써 열전달 효율을 높일 수 있게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 조립과정 및 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 지지 프레임(155)에 제어 회로부(151)와 파워 소자부(153)를 실리콘 루버를 이용하여 각각 접합시키도록 한다.

이때, 상기 제어 회로부(151)는 제1지지부(155a) 바닥면 위에 실리콘 루버를 도포시킨 다음 접합시키면 되지만, 파워 소자부(153)는 제2지지부(155b)의 바닥면이 관통되어 있어 제2지지부(155b)의 내측벽 또는 파워 소자부(153)의 외곽 테두리에 실리콘 루버를 도포시킨 후 접합하기 때문에 주의가 요구된다.

상기 결합상태는 제어 회로부(151)와 파워 소자부(153)가 전기적 또는 열적으로 분리된 상태로서, 외부 신호를 입력받기 위한 입력핀(151b)과 제어 회로부(151), 상기 제어 회로부(151)와 파워 소자부(153), 상기 파워 소자부(153)의 구동신호를 외부로 출력하기 위한 출력핀(155d) 상호간을 각각 와이어 본딩시켜 전기적으로 연결이 이루어지도록 한다.

이처럼, 제어 회로부(151)와 파워 소자부(153)가 열적으로 분리됨에 따라, 비교적 열에 취약한 회로소자들로 이루어진 제어 회로부(151)를 보호할 수 있게 된다.

이후, 지지 프레임(155)을 방열판(160) 상면에 고정 결합시키도록 하는데, 결합을 위해 별도의 나사부재를 이용할 수 있다.

또한, 파워 소자부(153)가 접촉되는 방열판(160) 상면에 열전달 물질을 도포시키게 되면, 파워 소자부(153)와 방열판(160) 간의 열전달 효율을 높일 수 있게 된다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은 제어 회로부와 파워 소자부가 열적으로 분리됨에 따라, 비교적 열에 취약한 회로소자들로 이루어진 제어 회로부를 보호하고 기기성능을 향상시키며 그 수명을 연장시키는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 고가의 알루미늄재질로 이루어진 금속 PCB를 파워 소자부에만 적용하고, 제어 회로부에는 저가의 에폭시 수지물로 이루어진 인쇄회로기판을 적용함에 따라, 재료비 절감의 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 부품 배치 및 패턴 설계가 자유롭기 때문에 콤팩트한 사이즈의 제품 설계가 가능하고 이로 인한 비용절감 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 방열판 상면에 접촉되는 파워 소자부의 면적을 획기적으로 줄이게 됨에 따라 상대적으로 그라운드 면적이 넓어지게 되어 스위칭 노이즈가 감소 하는 등의 전기적 특성이 우수해지는 효과가 있다.

다섯째, 본 발명은 제어 회로부와 파워 소자부 중 어느 일측의 회로소자에 불량이 발생될 경우, 그 부분만을 개별적으로 수리 및 부품 교체할 수 있게 됨에 따라, 유지 보수가 간편해지고, 이로 인해 비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 집적 파워 모듈을 나타내는 분해 사시도.

도 2는 종래의 집적 파워 모듈에 방열판이 결합된 상태를 나타내는 결합 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 집적 파워 모듈을 나타내는 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 집적 파워 모듈에 방열판이 결합된 상태를 나타내는 결합 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

150: 집적 파워모듈 151: 제어 회로부

151a: 콘트롤 IC 151b: 입력핀

152: 수지기판 153: 파워 소자부

154: 금속 PCB 155: 지지프레임

155a: 제1지지부 155b: 제2지지부

155c: 분할벽 155d: 출력핀

160: 방열판 161: 열전달 물질

Claims (16)

1. 콘트롤 IC가 실장되는 제어 회로부와;

   상기 제어 회로부와 전기적으로 연결되고, 열적으로 분리된 금속 PCB 상에 형성되는 파워 소자부와;

   상기 제어 회로부 및 파워 소자부를 동일 공간 내에 분할 지지시키도록 한 지지 프레임과;

   상기 지지 프레임 저면에 부착되어 파워 소자부로부터의 열을 전달받아 방열시키는 방열판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어 회로부는 에폭시 수지물로 이루어진 인쇄회로기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어 회로부 일측에 외부신호를 입력받기 위한 입력핀이 고정되는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 파워소자부가 형성되는 금속 PCB는 열전도율을 향상시키기 위한 알루미늄재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 지지 프레임은 제어 회로부를 지지하기 위한 제1지지부와 파워 소자부를 지지하기 위한 제2지지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 제1지지부 및 제2지지부는 내부 분할벽에 의해 나누어지는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 제1지지부는 바닥면을 형성하고 그 상부에 제어 회로부가 접합물질을 이용하여 접합되는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 접합물질은 실리콘 루버를 사용하는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
9. 제 5항에 있어서,

   상기 제2지지부는 바닥면이 관통되고, 그 내측벽에 파워 소자부가 접합물질을 이용하여 접합되는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 접합물질은 실리콘 루버를 사용하는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
11. 제 5항에 있어서,

    상기 제2지지부의 일측 외벽에 파워 소자부의 구동신호를 출력하기 위한 출력핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 출력핀과 파워 소자부의 각 회로소자가 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
13. 제 3항에 있어서,

    상기 입력핀과 제어 회로부의 각 회로소자가 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
14. 제 5항에 있어서,

    상기 제어 회로부와 파워 소자부가 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
15. 제 1항에 있어서,

    상기 파워 소자부가 형성되는 금속 PCB 저면과 방열판 상면이 면접촉을 통해 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 금속 PCB와 방열판의 접촉면 사이에 열전달 물질을 도포시켜 열전달 효율을 높이도록 한 것을 특징으로 하는 PDP용 집적 파워 모듈.