KR20130007328U - 전력용 반도체 고정기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전력용 반도체 고정기구에 관한 것으로서, 본 고안의 일측면에 의하면, 인쇄회로기판에 고정되는 고정부; 전력용 반도체와 인쇄회로기판 사이에 배치되어, 상기 전력용 반도체를 인쇄회로기판으로부터 멀어지는 쪽으로 밀어내는 접촉부; 및 상기 고정부와 접촉부 사이에서 연장되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 고정기구가 제공된다.

Description

전력용 반도체 고정기구{DEVICE FOR FIXING POWER SEMICONDUCTOR}

본 고안은 전력용 반도체 고정기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전력용 반도체를 방열판에 밀착되도록 고정하기 위한 고정기구에 관한 것이다.

일반적으로 전력용 반도체는 인쇄회로기판에 실장되어 전류나 전압의 크기와 주파수 및 위상 등을 변환하여 전력의 흐름을 제어하는 것으로, 다양한 종류의 전기전자기기에 널리 사용되고 있다. 상기 전력용 반도체는 운용 중에 고온의 열이 자체적으로 발생되는데, 이러한 고온의 열을 충분히 외부로 발산하지 못하게 되면, 온도에 따른 작동 오차로 인해 그 작동을 제대로 할 수 없게 될 뿐만 아니라 그 사용수명도 단축되고, 전기기기장치의 고장원인을 제공하게 된다. 따라서 상기 고온의 열을 외부로 발산하는 방열판이 일면에 접하도록 방열판과 함께 인쇄회로기판에 실장된다.

이때, 상기 방열판과 전력용 반도체가 밀착되도록 하여야만 방열성능을 높일 수 있으므로, 종래부터 다양한 방법으로 상기 전력용 반도체와 방열판을 고정하여 왔다. 이러한 고정방법의 일 예로서, 대한민국 특허출원 제10-2006-0062501과 같이, 별도의 볼트를 이용하여 전력용 반도체가 방열판에 밀착되도록 하는 방법이 제시된 바 있다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1)에 설치되는 전력용 반도체(2)를 회로소자(4)가 설치되지 않은 상기 인쇄회로기판(1)의 후면에 설치하고, 상기 전력용 반도체(2)의 방열판(3)도 인쇄회로기판(1)의 후면에 설치한다. 아울러, 상기 인쇄회로기판(1)과 상기 방열판(3) 사이에 부싱(5)을 개재하고, 상기 부싱(5)의 내부에 고정볼트(6)를 체결하여 방열판(3)을 인쇄회로기판(1)에 대하여 고정한다.

그리고, 상기 전력용 반도체(2)는 상기 방열판(3)에 대해서 또 다른 고정볼트(8)를 체결하여 고정된다. 이를 위해서, 상기 전력용 반도체(2)의 일측면에는 고정볼트(8)가 삽입되기 위한 볼트 체결공(미도시)이 형성되어 있어야 하며, 상기 방열판(3)에도 상기 볼트 체결공과 정렬되는 위치에 체결공이 형성된다.

통상적으로, 상기 전력용 반도체가 인쇄회로기판에 먼저 실장된 후에 상기 방열판이 결합된다. 따라서, 상기 부싱(5) 및 상기 각각의 볼트 체결공의 위치가 부정확하면 결합이 이루어지지 않으므로 가공 공차를 엄격하게 관리하여야 하는 어려움이 있게 된다.

아울러, 상기 고정볼트(8)를 체결하기 위해서는 전력용 반도체의 위치를 인쇄회로기판의 외주부 근처로 배치하여 드라이버가 접근할 수 있도록 하거나, 상기 인쇄회로기판에 드라이버가 통과할 수 있도록 별도의 관통공을 형성하여야 한다. 이로 인해서 인쇄회로기판의 설계자유도가 낮아지는 문제가 있다.

또한, 방열판과 전력용 반도체의 접촉면에서의 열전도율을 높이기 위해서 써멀 그리스를 도포하거나 써멀 시트 등을 부착하게 되는데, 이로 인해서 상기 볼트 체결공을 가리게 되고, 볼트의 체결을 어렵게 한다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 용이하게 전력용 반도체와 방열판을 고정할 수 있는 전력용 반도체 고정기구를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일측면에 의하면, 인쇄회로기판에 고정되는 고정부; 전력용 반도체와 인쇄회로기판 사이에 배치되어, 상기 전력용 반도체를 인쇄회로기판으로부터 멀어지는 쪽으로 밀어내는 접촉부; 및 상기 고정부와 접촉부 사이에서 연장되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 고정기구가 제공된다.

본 고안의 또 다른 측면에 의하면, 전력용 반도체와 인쇄회로기판 사이에 배치되어, 상기 전력용 반도체를 인쇄회로기판으로부터 멀어지는 쪽으로 밀어내는 접촉부; 상기 인쇄회로기판에 고정되는 복수 개의 고정부; 및 상기 각각의 고정부와 상기 접촉부 사이에서 연장되는 복수 개의 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 고정기구가 제공된다.

본 고안의 상기 측면들에서는 전력용 반도체와 인쇄회로기판 사이에 구비되어 전력용 반도체를 인쇄회로기판으로부터 멀어지는 쪽으로 힘을 가하도록 함으로써, 전력용 반도체를 방열판에 직접 고정하지 않더라도 전력용 반도체와 방열판이 밀착되도록 함으로써, 조립 과정을 용이하게 한 것이다.

여기서, 상기 접촉부는 상기 전력용 반도체의 저면과 접하는 접촉편; 및 상기 접촉편과 일체로 형성되며, 상기 전력용 반도체를 사이에 끼워 고정하는 고정편;을 포함하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 인쇄회로기판에 리벳을 이용하여 고정될 수 있다.

또한, 상기 연결부는 상기 고정부와 접촉부 사이에서 인쇄회로기판의 표면에 대하여 경사지게 연장될 수 있다.

또한, 상기 전력용 반도체 고정기구의 높이는 상기 전력용 반도체와 상기 인쇄회로기판 사이의 간격보다 크게 설정될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 측면들에 의하면, 전력용 반도체와 인쇄회로기판 사이에 구비되어 전력용 반도체를 인쇄회로기판으로부터 멀어지는 쪽으로 힘을 가하도록 함으로써, 전력용 반도체를 방열판에 직접 고정하지 않더라도 전력용 반도체와 방열판이 밀착되도록 함으로써, 조립 과정을 용이하게 한 것이다.

아울러, 전력용 반도체와 방열판 사이의 볼트 체결이 불필요해짐에 따라 인쇄회로기판의 설계 자유도를 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 일반적인 방열판 체결구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 고안에 따른 전력용 반도체 고정기구의 제1 실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 상기 제1 실시예를 다른 각도에서 도시한 사시도이다.
도 4는 상기 제1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5은 본 고안에 따른 전력용 반도체 고정기구의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 전력용 반도체 고정기구의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 고안에 따른 전력용 반도체 고정기구의 제1 실시예를 도시한 사시도이고, 도 3은 상기 제1 실시예를 다른 각도에서 도시한 사시도이며, 도 4는 상기 제1 실시예를 도시한 단면도이다. 아울러, 이하의 설명에서 상기 도 1에 도시된 것과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 참조번호를 부여하고 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 인쇄회로기판(1)과 상기 전력용 반도체(2)의 사이에 본 고안에 따른 전력용 반도체 고정기구의 제1 실시예(100)가 배치된다. 구체적으로 상기 제1 실시예(100)는 상기 인쇄회로기판(1)에 고정되기 위한 리벳(101)을 포함하고 있고, 상기 리벳(101)의 하부에서 상기 인쇄회로기판과 접하는 고정부(102)를 포함한다.

그리고, 상기 고정부(102)와 일체로 형성되되, 상기 인쇄회로기판(1)의 표면에 대하여 경사지게 연장되는 연결부(103)를 추가적으로 형성한다. 상기 연결부(103)는 상술한 바와 같이 인쇄회로기판(1)의 표면에 대하여 경사지게 연장되므로 단부에 외력이 가해지는 경우에 용이하게 탄성변형하게 된다.

상기 연결부(103)의 단부에 상기 전력용 반도체(2)의 표면과 접하는 접촉편(105)이 일체로 형성되고, 상기 접촉편(105)의 양단부에는 그 사이에 상기 전력용 반도체(2)가 끼워져서 고정되는 한 쌍의 고정편(104)이 역시 일체로 형성된다. 여기서, 상기 한 쌍의 고정편(104) 사이의 간격은 상기 전력용 반도체(2)의 폭 보다 약간 작게 형성하여, 상기 전력용 반도체(2)가 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.

아울러, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 한 쌍의 고정편(104)을 제외한 나머지 부분의 체결 전의 높이를 hc, 상기 전력용 반도체의 높이를 hs 그리고 상기 인쇄회로기판(1)과 상기 방열판(3) 사이의 간격을 hd라 할 때, 다음과 같은 관계가 성립되도록 설정된다.

hc > hd - hs

즉, 상기 hc가 상기 전력용 반도체와 인쇄회로기판 사이의 간격보다 크게 형성되어 있으므로, 도 4에 도시된 바와 같이 체결된 상태에서는 상기 전력용 반도체에 의해서 상기 제1 실시예에 압력이 가해지게 된다. 이로 인해서, 상기 연결부(102)가 변형되게 되고, 그 반발력으로 인해서 상기 전력용 반도체는 상기 인쇄회로기판의 표면으로부터 멀어지는 쪽으로 힘을 받게 된다.

따라서, 상기 전력용 반도체를 상기 방열판에 직접 고정하지 않더라도 전력용 반도체가 방열판에 밀착되게 된다.

그리고, 상기 제1 실시예(100)는 상기 전력용 반도체를 실장하기 전에 미리 상기 인쇄회로기판상에 고정된다. 그 후, 인쇄회로기판에 각종 회로소자들을 실장한 후, 상기 부싱(5)에 고정 볼트를 체결하면, 상기 한 쌍의 고정편(104) 사이에 상기 전력용 반도체(2)가 삽입되면서, 전력용 반도체가 상기 방열판에 밀착된다.

이러한 과정에서 상기 고정편의 위치나 형상에 약간의 편차가 발생하더라도 상기 고정편이나 연결부 등이 탄성적으로 변형되면서 이러한 편차를 흡수하므로 제작 시에 정밀도를 엄격하게 관리하지 않아도 되는 장점이 있다.

한편, 본 고안은 반드시 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 변형할 수 있다.

예를 들어, 상기 고정부는 반드시 리벳에 의해 고정될 필요는 없고, 볼트 또는 클립과 같은 임의의 고정수단을 이용하거나, 납땜 등의 방법을 활용하여 상기 인쇄회로기판에 고정될 수 있다. 즉, 상기 실시예는 인쇄회로기판에 회로소자들이 실장되기 이전에 결합되므로 다양한 형태의 고정수단을 자유롭게 활용할 수 있게 된다.

또한, 상기 전력용 반도체를 보다 안정적으로 지지하기 위해서 복수 개의 고정부 및 연결부를 두는 예도 고려할 수 있다.

도 5는 한 쌍의 고정부 및 연결부를 포함하는 본 고안에 따른 제2 실시예(200)를 도시한 것으로서, 상기 제2 실시예(200)에서는 한 쌍의 연결부(103, 103')가 상기 접촉편(105)의 양단으로부터 경사지게 연장되도록 형성되어 있고, 각각의 연결부(103, 103') 마다 고정부(102, 102')가 형성되어 있다.

아울러, 상기 각각의 고정부(102, 102')들은 리벳(101, 101')에 의해 상기 인쇄회로기판상에 고정된다. 상기와 같은 구성을 통해서 상기 전력용 반도체를 보다 안정적으로 지지할 수 있게 되며, 경우에 따라서는 3개 이상의 연결부, 고정부 및 리벳을 포함하는 예도 고려할 수 있다.

Claims (5)

1. 인쇄회로기판에 고정되는 고정부;
   전력용 반도체와 인쇄회로기판 사이에 배치되어, 상기 전력용 반도체를 인쇄회로기판으로부터 멀어지는 쪽으로 밀어내는 접촉부; 및
   상기 고정부와 접촉부 사이에서 연장되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 고정기구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접촉부는,
   상기 전력용 반도체의 저면과 접하는 접촉편; 및
   상기 접촉편과 일체로 형성되며, 상기 전력용 반도체를 사이에 끼워 고정하는 고정편;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 고정기구.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 인쇄회로기판에 리벳을 이용하여 고정되는 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 고정기구.
4. 제1항에 있어서,
   상기 연결부는 상기 고정부와 접촉부 사이에서 인쇄회로기판의 표면에 대하여 경사지게 연장되는 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 고정기구.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전력용 반도체 고정기구의 높이는 상기 전력용 반도체와 상기 인쇄회로기판 사이의 간격보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 전력용 반도체 고정기구.

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