KR20090040273A - 정류기의 출력부용 에프이티 소자의 방열고정구조. - Google Patents

Abstract

본 고안은 인쇄회로기판의 출력단자 양측에 일렬로 나란히 형성되는 D-PAK패케지(package)형태의 FET소자를 삽치하는 복수의 FET소자 안치공과; 안치공에 삽치되는 복수의 FET소자와; 복수의 FET소자의 방열플레임(frame) 드레인 단자 상부에 접합되는 탄성방열 갭패드와; 탄성방열 갭패드 상부에 재치되는 알루미늄 방열판과; 서로 대행하는 알루미늄 방열판을 인쇄회로기판의 출력단자에 고정시켜 주는 알루미늄 체결편으로 구성하여 전기화학적으로 동작되는 각종 전기도금설비, 정수/폐수처리설비 등의 전원회로 출력단을 구성하는 FET소자의 방열효율을 균일하게 증대시켜 고열발생에 의한 FET소자의 소손에 의한 장애나 고장을 방지함과 동시에 FET소자의 회로배치 및 구성작업을 능률적으로 수행하기 위한 전기도금설비, 정수/폐수처리설비등에 사용되는 대전류용량의 정류기회로의 출력단에 적용되는 D-PAK, TO-263패케지 형태의 FET소자 방열고정구조에 관한 것이다.

정류기, 전기도금설비,정수설비, 폐수처리설비,FET소자, D-PAK

Description

정류기의 출력부용 에프이티 소자의 방열고정구조. {A radiation device of heat for FET of rectifier output}

본 고안은 전기화학적인 방법을 이용한 전기도금설비, 정수설비(EWP:electrical water-purifier), 폐수처리설비등의 각종 정류기회로에 있어서 전류 용량을 키우고자 병열로 구성하는 D-PAK, TO-263패케지 형태의 FET소자의 방열효율을 균일하게 증대시켜 고열발생에 의한 FET소자의 소손에 의한 장애나 고장을 방지함과 동시에 FET소자의 회로배치 및 구성작업을 능률적으로 수행하기 위한 정류기 출력단에 취부된 FET소자의 방열구조에 관한 것이다.

일반적으로 전기화학적인 방법으로 처리되는 전기도금설비, cdi공법의 정수/폐수처리설비등에 사용되는 전원장치는 저전압 대전류형의 정류기로서 수100(A)이상의 전류용량을 가지며 정류기의 출력단에 대전류를 제어하는 방법에는 FET, IGBT등의 전력제어 소자를 여러개 병열로 취부하여 전류용량을 증대시켜 사용되고 있다.

본 고안은 전류용량을 증대시키는 방법 중의 하나로 전력제어 소자 중 D-PAK, TO-263패케지 형태의 FET소자를 복수개 병열로 접속하여 집단화하여 구성하고, 이렇게 집단화하여 구성한 FET소자를 복수의 출력단자에 접속연결 구성하여 대전류전원을 공급하는 형태로 회로를 구성하고 있으며, 이와 같은 복수개의 FET소자가 회로동작시 열이 많이 발생하여 이를 외부로 방열하는데 있어서 FET소자의 금속 프레임으로 형성된 드레인(D)측 표면에 알루미늄 블럭으로 되는 방열판을 부착하여 고온발열에 의하여 FET소자가 소손되거나 오동작하는 현상을 방지하게 하는 형태로 구성하고 있다.

이러한 인쇄회로기판에 D-PAK, TO-263패케지의 FET소자를 실장 배치하고 방열판을 설치함에 있어서는 종래에는 일일이 FET소자를 인쇄회로기판상에 동박으로 형성되는 페턴상에 FET소자의 각 단자(드레인,게이트,소스)를 일렬로 삽치하고 인쇄회로기판 표면에 FET소자를 밀착시키고 납땜할 수 있도록 배치한 다음, 일렬로 배치된 FET소자의 드레인 단자 측면에 방열판을 밀착시켜 인쇄회로기판상에 고정 취부하는 형태로 구성하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 방식에 있어서는 방열이 가장 잘 되어야 하는 FET소자의 드레인극의 플레임 표면이 인쇄회로 기판상과 밀착하게 되어 드레인극 플레임 표면에는 알미늄 방열판의 설치가 불가능하게 되어 알미늄 방열판을 붙인다 하더라도 드래인 단자 측면이나 FET소자의 상부 플라스틱 하우징의 표면에 붙일 수 밖에 없어서 방열 효과가 현저히 떨어질 뿐만 아니라 FET소자를 인쇄회로기판위의 평면에 일렬로 배치하여 실장시 FET소자의 안치상태가 고르지 못할 경우 배열된 각 각의 FET소자의 고저가 평탄하지 못하고 위치 편차가 발생하는 문제점이 있어 이러한 상태에서 집단화되어 일렬로 배치된 FET소자에 알루미늄 방열판을 접합시켜 설치할 때 FET소자와 알루미늄 방열판 사이의 밀착성이 조악하여 간극이 발생하고 이에 따라 FET소자의 발열이 알루미늄 방열판으로 효과적으로 전달되지 못하여 방열효과가 저하되어 FET소자가 소손되는 현상으로 인하여 고장이나 오동작의 현상이 발생 되는 문제점을 나타내고 있을 뿐만 아니라, 이로 인하여 각각의 FET소자에 개별적으로 알루미늄 방열판을 장착하는 현상이 나타나 수많은 FET소자의 배치작업에 상당한 시간과 노고가 소요되어 작업성이 불량하고 부품이 불필요하게 소요되는 등의 여러 가지 문제점을 야기하고 있었다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하여 일렬로 다수 배치된 FET소자의 방열효과를 증대시켜 고열 발열로 인한 FET소자의 소손 등의 현상을 방지하여 회로의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기도금설비,정수설비등의 구동전원부용 FET소자 방열고정구조를 제공함에 있는 것이다.

또한, 본 고안은 일렬로 복수개 배치된 FET소자를 일시에 동일하고 안정된 상태로 방열할 수 있게 1조의 알루미늄 방열판을 취부하여 방열되게 함으로서 FET소자의 배치 및 알루미늄 방열판의 취부작업을 간편하고 능률적으로 수행하여 회로의 제작을 경제적으로 수행할 수 있는 정수설비의 구동 전원부용 FET소자 방열고정 구조를 제공함에 다른 목적이 있는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 인쇄회로기판의 출력단자 양측에 일렬로 나란히 형성되는 FET소자를 삽치하는 복수의 FET소자 안치공과; 안치공에 삽치되는 복수의 FET소자와; 복수의 FET소자의 방열 드레인 플레임 상부에 접합되는 탄성방열 갭패드와; 탄성방열 갭패드 상부에 재치되는 알루미늄 방열판과; 서로 대행하는 알루미늄 방열판을 인쇄회로기판의 출력단자에 고정시켜 주는 알루미늄 체결편으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 도면에서는 산업용 정수기에 사용하는 일례로서 수100(A)의 대전류 2개 출력을 정수와 퇴수의 필요에 따라 +, -극을 반전시켜주는 정류기 출력단의 구성도로서,

도 1은 본 고안의 실장상태를 보인 전체 회로 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 동 분해 사시도이며, 도 3 및 도 4는 본 고안에서 FET소자를 배열한 상태를 보인 인쇄회로기판의 일례도로서, 도 3은 FET소자를 배열시의 상태도이고, 도 4는 FET소자 배열완료시의 상태도이며, 도 5는 본 고안의 FET소자 설치상태의 단면도이다.

첨부한 도면은 인쇄회로기판(1)상에 FET소자(2)와 접속되는 출력단자(3)가 복수개 체결되어 고정 설치된 상태로 구성된 회로 구성을 일례로 예시한 것이다.

도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1)상에 체결된 출력단자(3)의 양측에 배치될 FET소자(2)의 수만큼 안치공(4,5)을 일렬로 천공하여 각각 형성시킨 다음, 안치공(4,5)내에 방열면을 갖는 드레인단자(D)가 상부로 노출되게 FET소자(2)를 드레인 극 플레임이 상부로 향하도록 삽입, 배치시켜 구성하고, 드레인단자(D) 및 소스단자(S), 게이트단자(G)를 연결코져하는 출력단자(3)에 각각 납땜(W)하여 접속 연결구성하고, 일렬로 배치된 FET소자(2)의 방열판을 갖는 드레인단자(D) 상면에 열전도가 양호한 탄성방열 갭패드(7,8)와 알루미늄 방열판(9,10)을 순차 재치하여 구성하고, 알루미늄 방열판(9,10) 상부에 알루미늄 체결판(11)을 재치하고, 알루미늄 체결판(11)과 출력단자(3)사이에 볼트(12)로 체결하여 탄성방열 갭패드(7,8)이 압착 체결되게 구성함을 특징으로 하는 것이다.

여기서 미설명 부호 3a와 9a는 볼트(12)가 나착되는 출력단자(3)와 알루미늄 체결판(10)의 나사공이고, 3b는 출력단자 납땜용접공, 13은 콘덴서, C는 프린트된 인쇄회로망이다.

이와 같이 구성되는 본 고안은 인쇄회로기판(1)에 FET소자(2)를 실장할 때 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1)에 납땜용접되어 고정되는 출력단자(3) 양측에 일렬로 천공된 안치공(5,6)에 각각 방열판 기능의 드레인단자(D)가 상부로 누출되는 상태로 FET소자(2)를 삽치하고 해당되는 출력단자(3)와 입력단자(4)에 해당 드레인단자(D),소스단자(S) 및 게이트단자(G)를 납땜하여 준 다음, 출력단자(3) 양측의 안치공(5,6)의 상부로 노출된 일렬 배열의 FET소자(2)의 방열 판 기능의 드레인단자(D)상에 탄성발열 갭패드(7,8)와 알루미늄 방열판(9,10)을 순차 재치하고 서로 대향하는 알루미늄 방열판(9,10)상부에 알루미늄 체결판(11)를 재치한 다음, 볼트(12)로 인쇄회로기판(1)에 고정되게 장착된 출력단자(3)에 체결시켜 고정하게되는데, 이때 안치공(5,6)에 일렬로 배열된 양측의 FET소자(2) 표면의 드레인단자(D)의 위치가 수평상태를 유지하는 상태로 존재하고, 알루미늄 방열판(9,10)과 FET소자(2)의 드레인단자(D) 사이에는 탄성과 전열이 우수한 탄성방열 갭패드(7,8)가 각각 개입되어 있음으로서 알루미늄 방열판(9,10)이 알루미늄 체결판(11)과 출력단자(3)사에에서 볼트(12)로 압착되면서 고정되더라도 드레인단자(D)의 손상없이 FET소자(2)의 드레인단자(D)와 알루미늄 방열판(9,10)의 밀착상태가 간극이 없이 균일하고 안정되게 견고히 밀착되므로서 회로 동작시 FET소자(2)에서 발생하는 열을 효과적으로 알루미늄 방열판(9,10)으로 절달하여 방열작동을 원활하게 하여 결국 FET소자(2)의 발열에 의한 소자의 소손이나 오동작을 방지하게 되는 것이다.

이와 같은 본 고안은 전기화학적인 방법을 이용한 전기도금장치, 산업용 정수장치, 폐수 처리장치등의 정류기회로를 구성하는 대전류의 FET소자의 방열효율을 균일하게 증대시켜 고열발생에 의한 FET소자의 소손에 의한 장애나 고장을 방지함과 동시에 FET소자의 회로배치 및 구성작업을 능률적으로 수행하여 회로의 제작을 간편하고 경제적으로 수행할 수 있으며, 일렬로 다수 배치된 FET소자의 방열효과를 증대시켜 고열 발열로 인한 FET소자의 소손 등의 현상을 방지하여 회로의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있게 하여 각종 정수설비나 기타 설비의 구동전원부용 FET소자 방열고정구조를 제공할 수 있며, 일렬로 복수개 배치된 FET소자를 일시에 동일하고 안정된 상태로 방열할 수 있게 1조의 알루미늄 방열판을 취부하여 방열되게 함으로서 FET소자의 배치 및 알루미늄 방열판의 취부작업을 간편하고 능률적으로 수행하여 회로의 제작을 경제적으로 수행할 수 있는 등의 여러 가지 효과를 지닌 것이다.

도 1은 본 고안의 실장상태를 보인 전체 회로 구성을 보인 사시도이고,

도 2는 동 분해 사시도이며,

도 3 및 도 4는 본 고안에서 FET소자를 배열한 상태를 보인 인쇄회로기판의 일례도로서,

도 3은 FET소자를 배열시의 상태도이고,

도 4는 FET소자 배열완료시의 상태도이며,

도 5는 본 고안의 FET소자 설치상태의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:인쇄회로기판

2:FET소자 D:드레인 단자 S:소스단자 G:게이트단자

3:출력단자 4:접지단자

5,6:안치공

7,8:탄성 방열 갭 패드

9,10:알루미늄 방열판

11:알루미늄 체결판

12:볼트 W:납땜

Claims (2)

1. 인쇄회로기판(1)상에 FET소자(2)를 일렬로 복수개 배치하여 구성되는 회로 구성에 있어서,

   인쇄회로기판(1)의 출력단자(3) 양측에 일렬로 나란히 배치되는 FET소자(3)를 삽치하는 복수의 FET소자 안치공(5,6)과;

   안치공(5,6)에 삽치되는 복수의 FET소자(2)와;

   복수의 FET소자(2)의 방열 드레인 플레임 단자(D) 상부에 접합되는 탄성방열 갭패드(5,6)와;

   탄성방열 갭패드(7,8) 상부에 재치되는 알루미늄 방열판(9,10)과;

   서로 대행하는 알루미늄 방열판(9,10)을 인쇄회로기판(1)의 출력단자(3)에 볼트로 압착고정시켜 주는 알루미늄 체결판(11)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수설비의 구동전원부용 FET소자 방열고정구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 방열고정구조가 적어도 1조이상 복수조 구비한 것을 더 포함하는 전기도금설비, 정수 및 폐수처리설비의 구동전원부용 FET소자 방열고정구조

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