WO2018030633A1 - 다면 방열구조를 갖는 피씨비 모듈 및 이 모듈에 사용되는 다층 피씨비 어셈블리 - Google Patents

다면 방열구조를 갖는 피씨비 모듈 및 이 모듈에 사용되는 다층 피씨비 어셈블리 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a multilayer PCB module, and more particularly, a PCB module having a multi-directional heat-radiation structure capable of effectively dissipating heat generated from a PCB stacked in multiple layers to the outside.
  • the present invention is supported by the following national research and development projects.
  • IITP Information and Communication Technology Promotion Center
  • the structure of the multilayer PCB on which the power semiconductor module package is mounted is copper on both sides of the substrate 1a such as FR-4, CEM-1, CEM-3, Al METAL-PCB, as shown in FIG.
  • a plurality of printed circuit boards (PCBs) 1 on which the circuit patterns 1a and 1b of the material are printed are laminated in multiple layers. Between each PCB is configured to be electrically insulated by a pre-preg 2.
  • Electronic circuit devices such as IC chips, power semiconductor module packages, etc. are mounted on the circuit patterns of the outermost PCB, and additional heat dissipation structures are installed on the surface of the multilayer PCB structure to dissipate heat generated from these electronic circuit devices to the outside. .
  • a printed circuit board (PCB) module having a multi-sided heat dissipation structure, comprising: a multi-layer PCB assembly including a heat dissipation plate layer and an upper PCB and a lower PCB respectively attached to upper and lower surfaces of the heat dissipation plate layer; And an upper case and a lower case respectively covering upper and lower surfaces of the multilayer PCB assembly, wherein the heat dissipation plate layer includes a plurality of electrically insulating heat dissipation plates arranged on the same plane.
  • At least one heat dissipation plate of the one heat dissipation plate may include: a first heat pole in thermal contact with an electronic circuit element mounted on the upper PCB or the lower PCB; And a second heat pole thermally contacting an inner surface of at least one of the upper and lower cases.
  • a PCB module having a multi-sided heat dissipation structure is provided.
  • a printed circuit board (PCB) module having a multi-sided heat dissipation structure, comprising: a multi-layer PCB assembly including a heat dissipation plate layer and an upper PCB and a lower PCB respectively attached to upper and lower surfaces of the heat dissipation plate layer; And an upper case and a lower case respectively covering upper and lower surfaces of the multilayer PCB assembly, wherein the heat dissipation plate layer includes a plurality of electrically insulating heat dissipation plates arranged on the same plane.
  • At least one of the heat dissipation plates includes a first heat pole in thermal contact with an electronic circuit element mounted on the upper PCB or the lower PCB, and at least one of the upper and lower cases
  • a PCB module having a multi-sided heat dissipation structure, comprising a second heat pole in thermal contact with a heat dissipation plate.
  • a printed circuit board (PCB) module having a multi-sided heat dissipation structure, comprising: a multilayer PCB assembly having a laminated structure in which a plurality of electrically insulating heat dissipation plates and a plurality of PCBs are alternately stacked one by one; And an upper case and a lower case respectively covering upper and lower surfaces of the multilayer PCB assembly, wherein at least one of the uppermost layer and the lowermost layer of the multilayer PCB assembly is a PCB layer and at least one of the plurality of heat dissipation plates.
  • PCB printed circuit board
  • a PCB module having a multi-sided heat dissipation structure is provided.
  • a multilayer PCB assembly used in a printed circuit board (PCB) module having a multi-sided heat dissipation structure comprising: an upper PCB including a first circuit pattern of the multilayer PCB assembly; A lower PCB including a second circuit pattern of the multilayer PCB assembly; And a heat dissipation plate layer interposed between the upper PCB and the lower PCB and including a plurality of electrically insulating heat dissipation plates arranged on the same plane, wherein at least one heat dissipation plate of the plurality of heat dissipation plates includes: A first heat pole in thermal contact with an electronic circuit element mounted on the upper or lower PCB; And a second heat pole in thermal contact with the surface of the case covering the upper or lower PCB.
  • PCB printed circuit board
  • a multi-layer PCB assembly used in a printed circuit board (PCB) module having a multi-sided heat dissipation structure, wherein the multi-layer PCB assembly is a plurality of electrically insulating heat dissipation plates and a plurality of PCBs alternately one by one It has a stacked laminated structure, wherein at least one of the uppermost layer or the lowermost layer of the multilayer PCB assembly is a PCB layer, wherein at least one heat dissipation plate of the plurality of heat dissipation plates is mounted on the uppermost or lowermost PCB layer of the multilayer PCB assembly.
  • a first heat pole in thermal contact with the electronic circuit element; And a second heat pole thermally contacting an inner surface of at least one of the upper case and the lower case covering the upper and lower surfaces of the multilayer PCB assembly, respectively.
  • the present invention by interposing a heat dissipation plate between the upper and lower PCBs and configuring the heat dissipation plate to be in direct thermal contact with the case, it quickly dissipates heat generated from the PCB to the outside and makes the PCB module compact and slim. Has the advantage of realizing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a laminated structure of a conventional general multilayer PCB
  • FIG. 2 is a perspective view of a multilayer PCB module according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the multilayer PCB module according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of a PCB module according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a bottom perspective view of the upper case according to the first embodiment
  • FIG. 6 to 8 are views for explaining an exemplary cross-sectional structure of a PCB module according to a modification of the first embodiment
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of a multilayer PCB module according to a second embodiment
  • FIG. 10 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of a PCB module according to the second embodiment
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the multilayer PCB module according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of a PCB module according to the third embodiment.
  • the multilayer PCB module 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
  • FIG. 2 is a perspective view of a multilayer PCB module 100 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view.
  • 4 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of the multilayer PCB module 100 according to the first embodiment. 4 is a schematic representation of the components in order to easily explain the components of the PCB module 100, and it is noted that the components do not correspond to the structure of FIG.
  • the multilayer PCB module 100 may be packaged in a substantially hexahedral shape, and in one embodiment, the upper case 10 and the lower case 70 are coupled to each other.
  • the upper and lower cases 10 and 70 may be coupled by fastening means 15 and 16 such as bolts.
  • a plurality of pins may protrude to the outside of the multilayer PCB module 100, and may be electrically connected to an external electronic device through the pins 25.
  • the PCB module 100 may have a structure in which the upper case 10 and the lower case 70 are coupled with the multilayer PCB assembly 80 interposed therebetween.
  • the multilayer PCB assembly 80 includes a heat dissipation plate layer 40 and an upper printed circuit board (PCB) 20 and a lower printed circuit board (PCB) 60 respectively coupled to the top and bottom surfaces of the heat dissipation plate layer 40. It includes.
  • the upper PCB 20 includes a circuit pattern of at least one layer and is generally a substrate having a multilayer circuit pattern.
  • the upper PCB 20 may be made of a substrate such as FR-4, CEM-1, CEM-3, Al Metal-PCB, and the like, but the substrate type is not limited thereto.
  • the through part 21 is formed in the upper PCB 20 so that the heat poles 411 and 412 protruding from the heat dissipation plate layer 40 can pass therethrough.
  • the shape or position of the penetrating portion 21 may vary depending on the circuit design of the PCB 20 in the specific embodiment.
  • a plurality of electronic circuit devices 23 and 24 may be mounted on the upper surface of the substrate of the upper PCB 20, and one or more pins 25 may protrude vertically from the surface of the substrate to be electrically coupled with external electronic devices.
  • the "electronic circuit element” may mean, for example, one of various passive elements, active elements, and various kinds of IC chips in which they are integrated.
  • the lower PCB 60 has the same or similar structure as the upper PCB 20.
  • the lower PCB 60 has a circuit pattern of at least one layer and may generally have a multilayer circuit pattern.
  • the lower PCB 60 may be formed with a penetrating portion 61 to penetrate the heat poles 411 and 412 protruding from the heat dissipation plate layer 40, and the shape or position of the penetrating portion 61 may correspond to the PCB 60. This may vary depending on the circuit design.
  • a plurality of electronic circuit devices 23 and 64 may also be mounted on the substrate surface of the lower PCB 60.
  • the upper PCB 20 and the lower PCB 60 may be coupled to each other with the heat dissipation plate layer 40 therebetween, and may be configured as a single multilayer PCB assembly 80.
  • an electrically insulating prepreg 30 may be interposed between the upper PCB 20 and the heat dissipation plate layer 40, and the electrically insulating prepreg 30 may also be interposed between the lower PCB 60 and the heat dissipation plate layer 40. 50) may be interposed and coupled.
  • the prepregs 30 and 50 may be made of a material having electrical insulation but no heat shielding or less heat, so that heat generated from the upper or lower PCBs 20 and 60 is well transmitted to the heat dissipation plate layer 40. desirable.
  • the heat dissipation plate layer 40 may be formed of a plurality of electrically insulating heat dissipation plates 41, 42, 43, and 44 arranged on the same plane.
  • the heat dissipation plate layer 40 is composed of four heat dissipation plates 41 to 44 each having a rectangular plate shape.
  • the number and shape of the heat dissipation plates constituting the heat dissipation plate layer 40 may vary.
  • each of the heat dissipation plates 41 to 44 is disposed between the upper PCB 20 and the lower PCB 60 to absorb heat generated from each of the PCBs 20 and 60 through various paths to the cases 10 and 70. Function to discharge.
  • each heat dissipation plate may be made of a material such as copper (Cu), aluminum (Al), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), and the like, which has excellent thermal conductivity.
  • an aluminum plate may be anodized to produce a heat dissipation plate having excellent electrical conductivity while having electrical insulation.
  • At least one of the plurality of heat dissipation plates 41 to 44 may include one or more heat poles 411 and 412 formed on upper and lower surfaces thereof.
  • the heat poles 411 and 412 are columnar protrusions having a circular or polygonal cross section protruding perpendicularly to the upper and lower surfaces of the heat dissipation plate.
  • the heat pole includes a first heat pole 411 and a second heat pole 412.
  • the first heat pole 411 is a protrusion having a predetermined first height protruding from the surface of the heat dissipation plate.
  • the first heat pole 411 has through-holes 21 and 61 of the PCBs 20 and 60 when the upper and lower PCBs 20 and 60 are coupled to the heat dissipation plate. Penetrates through) and protrudes to have the same height as the PCB surface. Accordingly, the first heat pole 411 may be in thermal contact with the electronic circuit device 23 mounted on the surface of the upper or lower PCBs 20 and 60.
  • the second heat pole 412 is a protrusion having a predetermined second height protruding from the surface of the heat dissipation plate, and may generally protrude higher than the first heat pole 411. As shown in FIG. 4, the second heat pole 412 has a through portion 21 of the PCBs 20 and 60 when the upper and lower PCBs 20 and 60 and the upper and lower cases 10 and 70 are coupled to each other. Penetrates 61 to a height capable of thermally contacting the inner surfaces of the cases 10 and 70.
  • first and second heat poles 411 and 412 heat generated in the electronic circuit device 23 is absorbed by the first heat pole 411 and transferred to the heat dissipation plates 41 to 44.
  • the second heat pole 412 may be transferred to the cases 10 and 70 and released to the outside.
  • Some of the heat dissipation plates may be configured to include only one of the first heat pole 411 or the second heat pole 412. Other portions of the plurality of heat dissipation plates may be configured to include both the first and second heat poles 411 and 412. The number and shape of the first heat poles 411 and / or the second heat poles 412 formed on each heat dissipation plate may be determined according to a specific circuit design.
  • At least one of the heat dissipation plates 43 and 44 may further include at least one through area 413 penetrating the upper and lower surfaces of the heat dissipation plate.
  • the through area 413 provides a contact point or contact area through which the electronic circuit elements mounted on the upper PCB 20 and the lower PCB 60 can be in physical or electrical contact with each other. It is for.
  • the electronic circuit device 24 mounted on the upper PCB 20 and the electronic circuit device 64 mounted on the lower PCB 60 are each a part of the coil, and the upper part thereof.
  • the two circuit elements 24 and 64 come into physical or electrical contact with each other through the through areas 413 of the heat dissipation plates 43 and 44 to function as coils. You can do it. That is, some of the electronic circuit elements mounted on the upper PCB 20 or the lower PCB 60 may have a specific function when the upper PCB 20 and the lower PCB 60 are combined and assembled into the multilayer PCB assembly 80. It can also be done.
  • FIG. 5 is a bottom perspective view of the upper case 10 according to an embodiment, and shows the upper case 10 of FIG. 3 viewed from below.
  • the upper and lower cases 10 and 70 are coupled while covering the surfaces of the upper PCB 20 and the lower PCB 60, respectively, and are transferred from the heat and heat dissipation plate layer 40 generated in each PCB 20 and 60. Absorbs heat and releases it to the outside.
  • the upper and lower cases 10 and 70 may themselves function as a heat sink and may be combined with other external heat sinks to transfer heat to this external heat sink.
  • the upper and lower cases 10 and 70 may be made of materials such as copper (Cu), aluminum (Al), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), and the like, which are excellent in thermal conductivity.
  • the aluminum case may be anodized to make the cases 10 and 70 having electrical insulation and excellent thermal conductivity.
  • the upper case 10 covers a portion of the upper and side surfaces of the multilayer PCB assembly 80
  • the lower case 70 covers a portion of the lower and side surfaces of the multilayer PCB assembly 80.
  • Each of the upper and lower cases 10 and 70 has a first contact in thermal contact with the electronic circuit elements 23, 24 and 64 mounted on the upper PCB 20 or the lower PCB 60 on the inner surface of the case. Regions 14, 16, 17, 74, and 76 may be included.
  • the first contact areas 14 and 16 are in contact with the electronic circuit elements 23 mounted on the upper PCB 20, for example, the contact areas 14 and 16 of FIG. 6.
  • protrusions protruding from the inner surface 13 of the case 10.
  • the protrusions 14 and 16 in the form of protrusions may be integrally extended from the inner surface 13 of the case 10 to protrude above the surface as shown in FIG. 4.
  • another contact region 17 of the first contact regions may be a recess having a height lower than that of the inner surface of the case 10, for example, a relatively bulky electronic circuit such as a coil. It may be in contact with the element 24.
  • a relatively bulky electronic circuit such as a coil. It may be in contact with the element 24.
  • specific specifications such as the shape, number, and position of the first contact region may be different according to specific embodiments. Of course this can vary.
  • the first contact areas 74 and 76 may be formed in the lower case 70 as well.
  • the contact area 74 is a protrusion shape and the contact area 76 is a recess shape. It can be seen that.
  • the contact area 74 having a protrusion shape may be formed by attaching a member of a material different from that of the lower case 70 to the surface 73 of the lower case 70. For example, it may be implemented as a thermally conductive member such as a thermal pad.
  • each of the upper and lower cases 10 and 70 has a second contact region 15 and 75 in thermal contact with the second heat pole 412 protruding from the heat dissipation plate. It further comprises an inner surface of the case.
  • the second contact regions 15 and 75 may protrude with steps on the inner surfaces 13 and 73 of the cases 10 and 70, depending on the height or shape of the second heat pole 412. 73 may have the same surface height, and it will be appreciated that the shape, number, and position of the second contact regions may vary according to specific embodiments.
  • the heat generated from the electronic circuit elements 23, 24, and 64 mounted on the upper PCB 20 and the lower PCB 60 is the first heat formed on the heat dissipation plates 41 to 44 of the heat dissipation plate layer 40. Passed to pole 411. Since the first heat pole 411 is in direct thermal contact with the electronic circuit devices 23, 24, and 64 through the PCB 20 and 60 substrates, the first heat pole 411 may absorb the heat of the electronic circuit devices much faster than before. have.
  • the heat absorbed by the heat dissipation plates 41 to 44 from the upper and lower PCBs 20 and 60 is transferred to the upper and lower cases 10 and 70 through the second heat poles 412 of the heat dissipation plate, thereby providing the PCB module. 100 may be released to the outside. Since the second heat pole 412 is also in direct thermal contact with the upper and lower casings 10 and 70 through the PCB 20 and 60 substrate, the heat of the heat dissipation plate is much faster than that of the conventional casing 10 and 70. Can be discharged.
  • the heat generated from the electronic circuit elements mounted on the upper PCB 20 and the lower PCB 60 is not only the first heat pole 411 but also the first contact region 14 of the upper and lower cases 10 and 70. It is also transmitted to the cases 10 and 70 through the 16, 17, 74, 76. As shown in FIG. 4, one side of the electronic circuit element is in contact with the first heat pole 411 to discharge heat to the first heat pole 411, and the opposite side is the first contact of the cases 10 and 70. In direct thermal contact with the regions 14, 17, 74, 76, heat can be dissipated through the first contact region. That is, since both surfaces of the electronic circuit elements mounted on the PCBs 20 and 60 are in contact with the heat transfer member, heat can be discharged much faster than in the related art.
  • the PCB module 100 may have heat dissipation structure if the PCB module 100 can discharge heat through various paths by the configuration of the multilayer PCB assembly 80 and the cases 10 and 70 according to the present invention.
  • the internal space of the PCB module 100 can be significantly reduced, thereby having a technical effect of manufacturing a compact and slim PCB module.
  • the TO-220 chip is mounted as an electronic circuit element to be mounted on the PCBs 20 and 60
  • the TO-220 chip is mounted vertically on a multilayer PCB board, and the heat generated from the chip is It was delivered to the case through the (air filled) space inside the case and released outside the case.
  • the TO-220 chip is laid horizontally on the PCBs 20 and 60, but one side of the chip is in contact with the first heat pole 411, and the opposite side is the first contact area. It can be mounted in contact with (14,74).
  • the chip can be laid horizontally, the empty space inside the PCB module 100 can be greatly reduced, and the thickness of the module 100 can be made thin, and the heat generated from the chip is a heat-dissipating plate layer 40 on both sides of the chip. ) And the case (10,70) can be discharged faster.
  • the present invention when the present invention is applied to, for example, a large power device package, integration of the power device becomes possible.
  • the volume of the 13KW OBC device was 20 liters, but the configuration of the PCB module of the present invention When applied, the volume was greatly reduced to 6 liters and the heat dissipation effect was confirmed to increase by 30-40%.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing an exemplary cross-sectional structure of a PCB module 200 according to another modification.
  • the internal structure of the module 200 of FIG. 6 is almost the same as or similar to that of the module 100, and thus description thereof will be omitted.
  • the upper and lower cases 10 and 70 of the PCB module 200 do not cover the side of the multilayer PCB assembly 80 but cover the upper and lower surfaces of the multilayer PCB assembly 80. .
  • the side parts of the case 10 and 70 protrude to the side and the through holes 85 are formed in the protruding portions.
  • the through hole 85 is for connecting to another device, for example.
  • the through hole 85 may allow the multilayer PCB assembly 80 to be electrically or physically connected to other electronic devices outside the PCB module 200. have.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an exemplary cross-sectional structure of a PCB module 300 according to another modification.
  • the internal structure of the module 300 of FIG. 7 is almost the same as or similar to that of the module 100, and thus description thereof is omitted.
  • the first uneven shape 79 is formed on the outer surface of the lower case 70 of the PCB module 300, and the additional heat dissipation structure 90 is formed on the outer surface of the lower case 70. Is attached.
  • the surface of the heat dissipation structure 90 is formed with a second concave-convex shape 91 in engagement with and contacting the first concave-convex shape 79, and according to this configuration, heat of the lower case 70 may be discharged to the outside more quickly. Can be.
  • the heat dissipation structure 90 is attached to the lower case 70, for example, the heat dissipation structure 90 may also be attached to the upper case 10.
  • the concave-convex shapes 79 and 91 may be formed between the cases 10 and 70 and the heat dissipation structure 90, the concave-convex shape may be omitted.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing an exemplary cross-sectional structure of a PCB module 400 according to another modification.
  • the internal structure of the module 400 of FIG. 8 is almost the same or similar to that of the module 100.
  • a second heat pole in thermal contact with at least one heat dissipation plate of the heat dissipation plate layer 40 on the inner surface of at least one of the upper and lower cases 10 and 70 of the PCB module 400. 412 is formed. That is, in the PCB module 400 of FIG. 8, a second heat pole 412 connecting the heat dissipation plate layer 40 and the cases 10 and 70 is formed at the case 10 and 70 side.
  • the second heat pole 412 that thermally connects the heat dissipation plate layer 40 and the cases 10 and 70 may be formed on either the heat dissipation plate or the case.
  • both cross-sections may be manufactured to be coupled to the heat dissipation plate and the case, respectively. will be.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of the multilayer PCB module 500 according to the second embodiment
  • FIG. 10 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of the PCB module 500.
  • the PCB module 500 of the second embodiment may have a structure in which the upper case 10 and the lower case 70 are coupled with the multilayer PCB assembly 80 interposed therebetween.
  • the multilayer PCB assembly 80 includes a heat dissipation plate layer 40 and an upper printed circuit board (PCB) 20 and a lower printed circuit board (PCB) 60 respectively coupled to the top and bottom surfaces of the heat dissipation plate layer 40. It includes.
  • the configuration of the module 500 of the second embodiment and the configuration of the multilayer PCB assembly 80 are the same or similar to the module 100 of the first embodiment.
  • the detailed description of the multilayer PCB assembly 80, the upper case 10, and the lower case 70 will be omitted.
  • At least one heat dissipation plate layer 40 in the module 500 of the second embodiment is arranged on the same plane as the plurality of heat dissipation plates 41, 43, 44 and the plurality of heat dissipation plates.
  • a PCB 45 that is, compared to the first embodiment, it can be seen that some of the plurality of heat dissipation plates are replaced by the PCB 45.
  • the replaced PCB 45 may be a substrate having at least one layer of circuit patterns formed on and / or inside the substrate.
  • circuit patterns of the PCB 45 interposed between the upper PCB 20 and the lower PCB 60 may be connected to the upper and / or by connecting means such as through holes (not shown), for example. It may be electrically connected to some circuit patterns of the lower PCBs 20 and 60.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the multilayer PCB module 600 according to the third embodiment
  • FIG. 12 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of the PCB module 600.
  • the PCB module 600 of the third embodiment may have a structure in which the upper case 10 and the lower case 70 are coupled to each other with the multilayer PCB assembly 80 interposed therebetween. Since the case 10 and the lower case 70 are the same as or similar to the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
  • the multilayer PCB assembly 80 may have a structure in which several layers of PCBs and several layers of heat dissipation plates are stacked. That is, in the illustrated embodiment, the multilayer PCB assembly 80 has a laminated structure in which a plurality of electrically insulating heat dissipation plates 410 and 420 and a plurality of PCBs 210, 220 and 610 are alternately stacked one by one. In the stacked structure of the heat dissipation plate and the PCB, prepreg layers 310, 320, 330 and 340 may be interposed between the heat dissipation plates 410 and 420 and the PCBs 210, 220 and 610.
  • At least one of the top or bottom layers of the multilayer PCB assembly 80 may be a PCB layer.
  • the uppermost layer and the lowermost layer of the multilayer PCB assembly 80 are composed of PCBs 210 and 610, and at least one electronic circuit element 23, 24, 64 is formed on the surface of the uppermost and lowermost PCBs 210 and 610. Can be mounted.
  • the heat dissipation plate 410 disposed below the uppermost PCB 210 has a first heat pole 411 and an upper case in thermal contact with the electronic circuit elements 23 and 24 mounted on the uppermost PCB 210. And a second heat pole 412 in thermal contact with the inner surface of 10.
  • the heat dissipation plate 420 disposed on the lowermost PCB 610 may have a first heat pole 411 and a lower case 70 in thermal contact with the electronic circuit elements 23 and 64 mounted on the lowermost PCB 610.
  • a second heat pole 412 in thermal contact with the inner surface of the < RTI ID 0.0 >
  • At least one heat dissipation plate 410 of the heat dissipation plates may include at least one third thermally contacting the heat dissipation plate 420 adjacent to the PCB 220 interposed therebetween.
  • the heat pole 414 may further include. Although the third heat pole 414 is illustrated in the upper heat dissipation plate 410, the third heat pole 414 may alternatively be formed in the lower plate 420.
  • One or more through portions 21 and 61 are formed in the uppermost or lowermost PCB of the multilayer PCB assembly 80 so that the first heat pole 411 and / or the second heat pole 412 can be inserted therethrough.
  • the first heat pole 411 is formed to protrude to the same height as the surface of the PCB (210, 610) of the uppermost layer or the lowermost layer, and thus the electronic circuit by thermally contacting the electronic circuit element (23) mounted on the surface of the PCB (210,610) It can absorb the heat of the device.
  • the second heat pole 412 may protrude to a height in contact with the inner surface of the upper case 10 or the lower case 70, and thus the heat of the heat dissipation plates 410 and 420 may be formed in the upper and lower cases 10. 70).
  • the configuration in which the heat dissipation plate layer 40 is arranged on the same plane may be applied to the third embodiment.
  • at least one PCB layer among the PCBs 210, 220, and 610 of FIG. 11 or 12 may be configured of a plurality of heat dissipation plates.
  • FIG. 12 an additional heat dissipation structure is attached to an outer surface of at least one of the upper and lower cases 10 and 70, and an uneven shape may be formed between the at least one case and the heat dissipation structure.

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Abstract

본 발명은 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈에 관한 발명으로, 일 실시예에 따르면, 방열 플레이트층 및 이 방열 플레이트층의 상하면에 각각 부착된 상부 PCB와 하부 PCB를 포함하는 다층 PCB 어셈블리; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스 및 하부 케이스;를 포함하고, 상기 방열 플레이트층은, 동일 평면상에 배열된 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트를 포함하고, 상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가, 상기 상부 PCB 또는 하부 PCB에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및 상기 상부 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈이 제공된다.

Description

다면 방열구조를 갖는 피씨비 모듈 및 이 모듈에 사용되는 다층 피씨비 어셈블리
본 발명은 다층 PCB 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다층으로 적층된 PCB에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는 다면 방열구조(multi-directional heat-radiation structure)를 갖는 PCB 모듈 및 이 모듈에 사용되는 다층 PCB 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명은 아래의 국가연구개발사업에 의해 지원받은 것이다.
{이 발명을 지원한 국가연구개발사업}
[과제고유번호] B0132-15-1006
[부처명] 미래창조과학부
[연구관리전문기관] 정보통신기술진흥센터(IITP)
[연구사업명] 한국전자통신연구원 연구개발지원사업
[연구과제명] 고효율 GaN 기반 기지국/단말기용 핵심부품 및 모듈 개발
[기여율] 1/1
[주관기관] 한국전자통신연구원(ETRI)
[연구기간] 2015년 3월 1일 ~ 2018년 2월 28일
일반적으로 전력반도체 모듈 패키지가 실장(mount)되는 다층 PCB의 구조는 도1에 도시된 바와 같이 FR-4, CEM-1, CEM-3, Al METAL-PCB와 같은 기판(1a)의 양면에 구리 재질의 회로패턴(1a,1b)이 인쇄된 다수개의 인쇄회로기판(PCB)(1)이 다층으로 적층된다. 각 PCB 사이는 프리프레그(pre-preg)(2)에 의해 전기적으로 절연되도록 구성된다. IC 칩, 전력반도체 모듈 패키지 등과 같은 전자회로소자는 최외곽 PCB의 회로패턴 상에 실장되고, 이러한 전자회로소자에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위해 다층 PCB 구조물 표면에 방열 구조물이 추가로 설치된다.
그런데 이러한 일반적인 다층 PCB 구조에 따르면 각 PCB가 순차적으로 다층 적층됨에 따라 내측에 위치한 PCB의 회로패턴으로부터 발생되는 열이 효과적으로 배출되지 못하고, 다층 PCB 표면에 설치된 방열 구조물로 인하여 PCB 모듈의 구조가 복잡해지고 부피가 커진다는 단점이 존재한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다층 PCB에서 발생하는 열을 케이스를 통해 외부로 신속하게 방출하여 냉각효율을 향상시키고 PCB 모듈을 컴팩트 및 슬림화할 수 있는 다층 PCB 모듈 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈로서, 방열 플레이트층 및 이 방열 플레이트층의 상하면에 각각 부착된 상부 PCB와 하부 PCB를 포함하는 다층 PCB 어셈블리; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스 및 하부 케이스;를 포함하고, 상기 방열 플레이트층은, 동일 평면상에 배열된 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트를 포함하고, 상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가, 상기 상부 PCB 또는 하부 PCB에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및 상기 상부 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈로서, 방열 플레이트층 및 이 방열 플레이트층의 상하면에 각각 부착된 상부 PCB와 하부 PCB를 포함하는 다층 PCB 어셈블리; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스 및 하부 케이스;를 포함하고, 상기 방열 플레이트층은, 동일 평면상에 배열된 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트를 포함하고, 상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가, 상기 상부 PCB 또는 하부 PCB에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴을 포함하고, 상기 상부 및 하부 케이스 중 적어도 하나가, 상기 적어도 하나의 방열 플레이트와 열적으로 접촉하는 제2 히트폴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈로서, 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트와 복수개의 PCB가 한층씩 교대로 적층된 적층구조를 갖는 다층 PCB 어셈블리; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스 및 하부 케이스;를 포함하고, 상기 다층 PCB 어셈블리의 최상층 또는 최하층 중 적어도 하나는 PCB 층이고, 상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가, 상기 다층 PCB 어셈블리의 최상층 또는 최하층의 PCB층에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및 상기 상부 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈에 사용되는 다층 PCB 어셈블리로서, 상기 다층 PCB 어셈블리의 제1 회로패턴을 포함하는 상부 PCB; 상기 다층 PCB 어셈블리의 제2 회로패턴을 포함하는 하부 PCB; 및 상기 상부 PCB와 하부 PCB 사이에 개재되고, 동일 평면상에 배열된 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트를 포함하는 방열 플레이트층;을 포함하고, 상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가, 상기 상부 또는 하부 PCB에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및 상기 상부 또는 하부 PCB를 커버하는 케이스의 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈에 사용되는 다층 PCB 어셈블리로서, 상기 다층 PCB 어셈블리는 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트와 복수개의 PCB가 한층씩 교대로 적층된 적층구조를 가지며, 상기 다층 PCB 어셈블리의 최상층 또는 최하층 중 적어도 하나는 PCB 층이고, 상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가, 상기 다층 PCB 어셈블리의 최상층 또는 최하층의 PCB층에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 케이스의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 및 하부 PCB 사이에 방열 플레이트를 개재시키고 방열 플레이트를 케이스와 직접 열적으로 접촉하도록 구성함으로써 PCB에서 발생하는 열을 외부로 신속하게 배출하고 PCB 모듈의 컴팩트 및 슬림화를 실현할 수 있는 장점을 가진다.
도1은 종래 일반적인 다층 PCB의 적층 구조의 단면도,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 PCB 모듈의 사시도,
도3은 제1 실시예에 따른 다층 PCB 모듈의 분해 사시도,
도4는 제1 실시예에 따른 PCB 모듈의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면,
도5는 제1 실시예에 따른 상부 케이스의 저면 사시도,
도6 내지 도8의 각각은 제1 실시예의 변형례에 따른 PCB 모듈의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면,
도9는 제2 실시예에 따른 다층 PCB 모듈의 분해 사시도,
도10은 제2 실시예에 따른 PCB 모듈의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면,
도11은 제3 실시예에 따른 다층 PCB 모듈의 분해 사시도,
도12는 제3 실시예에 따른 PCB 모듈의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 게재될 수도 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
우선 도2 내지 도5를 참조하여 제1 실시예에 따른 다층 PCB 모듈(100)을 설명하기로 한다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 PCB 모듈(100)의 사시도이고 도3은 분해 사시도이다. 그리고 도4는 제1 실시예에 따른 다층 PCB 모듈(100)의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다. 다만 도4는 PCB 모듈(100)의 구성요소를 쉽게 설명하기 위해 구성요소들을 도식적으로 표현한 것으로, 도3의 구조와 일치하지 않음을 미리 밝혀둔다.
우선 도2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 다층 PCB 모듈(100)은 대략 육면체 형상으로 패키징될 수 있으며, 일 실시예에서 상부 케이스(10)와 하부 케이스(70)가 결합되어 제작된다. 상부 및 하부 케이스(10,70)는 볼트 등의 체결수단(15,16)으로 결합될 수 있다. 도2에 도시하지 않았지만 다층 PCB 모듈(100)의 외부로 복수개의 핀(도3의 25)이 돌출될 수 있고, 이 핀(25)을 통해 외부 전자장치와 전기적으로 연결될 수 있다.
도3 및 도4를 참조하면, PCB 모듈(100)은 다층 PCB 어셈블리(80)를 사이에 두고 상부 케이스(10)와 하부 케이스(70)가 결합된 구조를 가질 수 있다. 다층 PCB 어셈블리(80)는 방열 플레이트층(40)과 이 방열 플레이트층(40)의 상면과 하면에 각각 결합되는 상부 인쇄회로기판(PCB)(20) 및 하부 인쇄회로기판(PCB)(60)을 포함한다.
상부 PCB(20)는 적어도 1층의 회로패턴을 포함하며, 일반적으로 다층 회로패턴을 갖는 기판이다. 일 실시예에서 상부 PCB(20)는 FR-4, CEM-1, CEM-3, Al Metal-PCB 등과 같은 기판으로 제작될 수 있으며 기판 종류는 이에 한정되지 않는다.
상부 PCB(20)에는 방열 플레이트층(40)에서 돌출된 히트폴(411,412)이 관통할 수 있도록 관통부(21)가 형성되어 있다. 관통부(21)의 형상이나 위치는 구체적 실시 형태에서의 PCB(20)의 회로설계에 따라 달라질 수 있다. 상부 PCB(20)의 기판 상부면에는 복수개의 전자회로소자(23,24)가 실장될 수 있고, 기판의 표면에서 하나 이상의 핀(25)이 수직으로 돌출하여 외부 전자장치와 전기적으로 결합될 수 있다. 여기서 “전자회로소자”는 예컨대 각종 수동소자나 능동소자, 및 이들이 집적된 다양한 종류의 IC 칩 중 하나를 의미할 수 있다.
하부 PCB(60)는 상부 PCB(20)와 동일 또는 유사한 구조를 가진다. 하부 PCB(60)는 적어도 1층의 회로패턴을 가지며, 일반적으로 다층 회로패턴을 가질 수 있다. 하부 PCB(60)에는 방열 플레이트층(40)에서 돌출된 히트폴(411,412)이 관통할 수 있도록 관통부(61)가 형성될 수 있고, 관통부(61)의 형상이나 위치는 PCB(60)의 회로설계에 따라 달라질 수 있다. 하부 PCB(60)의 기판 표면에도 복수개의 전자회로소자(23,64)가 실장될 수 있다.
상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)는 방열 플레이트층(40)을 사이에 두고 결합되어 한 단위의 다층 PCB 어셈블리(80)로 구성될 수 있다. 이 때 상부 PCB(20)와 방열 플레이트층(40) 사이에 전기절연성의 프리프레그(30)가 개재될 수 있고, 하부 PCB(60)와 방열 플레이트층(40) 사이에도 전기절연성의 프리프레그(50)가 개재되어 결합될 수 있다. 프리프레그(30,50)는 전기 절연성을 갖되 열차단성이 없거나 적은 재질로 구성될 수 있고, 따라서 상부 또는 하부 PCB(20,60)로부터 발생되는 열이 방열 플레이트층(40)으로 잘 전달되는 것이 바람직하다.
방열 플레이트층(40)은 동일 평면상에 배열된 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트(41,42,43,44)로 이루어질 수 있다. 예를 들어 도3에서 방열 플레이트층(40)은 대략 각각이 사각형 판재 형상인 4개의 방열 플레이트(41~44)로 이루어진다. 구체적 실시형태에 따라 방열 플레이트층(40)을 이루는 방열 플레이트의 개수와 형상이 달라질 수 있다.
각각의 방열 플레이트(41~44)는 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60) 사이에 배치되어 각 PCB(20,60)에서 발생되는 열을 다양한 경로를 통해 흡수하여 케이스(10,70)로 배출하는 기능을 수행한다. 이를 위해 각 방열 플레이트는 예컨대 열전도성이 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄화규소(SiC), 질화알루미늄(AlN) 등의 재질로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 알루미늄 재질의 플레이트에 애노다이징(anodizing) 처리를 하여 전기 절연성을 가지면서도 열전도성이 우수한 방열 플레이트를 제조할 수 있다.
복수개의 방열 플레이트(41~44) 중 적어도 하나의 방열 플레이트는 상부 및 하부 표면에 형성되는 하나 이상의 히트폴(heat pole)(411,412)을 포함할 수 있다. 히트폴(411,412)은 방열 플레이트의 상하 표면에 수직으로 돌출 형성되는 원형 또는 다각형상의 단면을 갖는 기둥 모양의 돌기부이다.
도시한 일 실시예에서 히트폴은 제1 히트폴(411)과 제2 히트폴(412)을 포함한다. 제1 히트폴(411)은 방열 플레이트의 표면에서 돌출된 소정의 제1 높이를 갖는 돌기부이다. 도4에 도시한 바와 같이 일 실시예에서 제1 히트폴(411)은, 상부 및 하부 PCB(20,60)가 방열 플레이트에 결합되었을 때의 PCB(20,60)의 관통부(21,61)를 관통하여 PCB 표면과 동일한 높이를 갖도록 돌출 형성된다. 따라서 제1 히트폴(411)은 상부 또는 하부 PCB(20,60)의 표면에 실장되는 전자회로소자(23)와 열적으로 접촉할 수 있다.
제2 히트폴(412)은 방열 플레이트의 표면에서 돌출된 소정의 제2 높이를 갖는 돌기부이며, 일반적으로 제1 히트폴(411) 보다 더 높게 돌출될 수 있다. 도4에 도시한 바와 같이 제2 히트폴(412)은, 상부 및 하부 PCB(20,60)와 상부 및 하부 케이스(10,70)가 결합되었을 때 PCB(20,60)의 관통부(21,61)를 관통하여 케이스(10,70)의 내부 표면과 열적으로 접촉할 수 있는 높이로 돌출 형성된다.
이러한 제1 및 제2 히트폴(411,412)의 구성에 따라, 전자회로소자(23)에서 생성되는 열이 제1 히트폴(411)로 흡수되어 방열 플레이트(41~44)로 전달되고 이 열은 제2 히트폴(412)을 통해 케이스(10,70)로 전달되어 외부로 방출될 수 있다.
복수개의 방열 플레이트 중 일부는 제1 히트폴(411) 또는 제2 히트폴(412) 중 하나만 포함하도록 구성될 수 있다. 복수개의 방열 플레이트 중 다른 일부는 제1 및 제2 히트폴(411,412)을 모두 포함하도록 구성될 수 있다. 각각의 방열 플레이트에 형성되는 제1 히트폴(411) 및/또는 제2 히트폴(412)의 개수 및 형상은 구체적인 회로 설계에 따라 결정될 수 있다.
도시한 실시예에서 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트(43,44)는 방열 플레이트의 상하면을 관통하는 하나 이상의 관통영역(413)을 더 포함할 수 있다. 이 관통영역(413)은 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)에 실장되는 전자회로소자가 서로 물리적으로 또는 전기적으로 접촉할 수 있는 접촉점(contact point) 또는 접촉영역(contact area)을 제공하기 위한 것이다.
예를 들어 도3과 도4를 참조할 때, 상부 PCB(20)에 실장된 전자회로소자(24)와 하부 PCB(60)에 실장된 전자회로소자(64)는 각각 코일의 일부분이며, 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)가 결합되었을 때 두 회로소자(24,64)가 방열 플레이트(43,44)의 관통영역(413)을 통해 물리적으로 또는 전기적으로 접촉하게 되어 코일로서 온전히 기능할 수 있게 된다. 즉 상부 PCB(20)나 하부 PCB(60)에 실장되는 전자회로소자 중 일부는, 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)가 결합되어 다층 PCB 어셈블리(80)로 조립되었을 때 비로소 특정 기능을 수행할 수도 있다.
이제 도3 내지 도5를 참조하여 상부 및 하부 케이스(10,70)에 대해 상술하기로 한다. 도5는 일 실시예에 따른 상부 케이스(10)의 저면 사시도로서, 도3의 상부 케이스(10)를 아래쪽에서 위로 바라본 모습을 나타낸다.
상부 및 하부 케이스(10,70)는 각각 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)의 표면을 커버하면서 결합되어 각 PCB(20,60)에서 발생되는 열 및 방열 플레이트층(40)에서 전달되는 열을 흡수하여 외부로 배출한다. 상부 및 하부 케이스(10,70)는 그 자체로 히트 싱크의 기능을 수행할 수 있고 다른 외부의 히트 싱크와 결합하여 이 외부 히트 싱크로 열을 전달할 수도 있다.
이를 위해 상부 및 하부 케이스(10,70)는 예컨대 열전도성이 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄화규소(SiC), 질화알루미늄(AlN) 등의 재질로 제조될 수 있다. 일 실시예에서 알루미늄 재질의 케이스를 애노다이징(anodizing) 처리하여 전기 절연성을 가지면서 열전도성이 우수한 케이스(10,70)를 만들 수 있다.
상부 케이스(10)는 다층 PCB 어셈블리(80)의 상부 및 측면의 일부를 커버하고 하부 케이스(70)는 다층 PCB 어셈블리(80)의 하부 및 측면의 일부를 커버한다.
상부 및 하부 케이스(10,70)의 각각은, 케이스의 내측 표면에 상부 PCB(20) 또는 하부 PCB(60)에 실장된 전자회로소자(23,24,64)와 열적으로 접촉하는 제1 접촉영역(14,16,17,74,76)을 포함할 수 있다.
상부 케이스(10)에서 이러한 제1 접촉영역(14,16)은 예컨대 상부 PCB(20)에 실장된 전자회로소자(23)와 접촉하는 영역으로서, 예를 들어 도6의 접촉영역(14,16)은 케이스(10)의 내부 표면(13)에서 돌출한 돌출부이다. 이러한 돌출부 형태의 접촉영역(14,16)은 도4에 도시한 것처럼 케이스(10)의 내부 표면(13)에서 일체로 연장되어 표면 위로 돌출된 형상일 수 있다.
다른 예로서 도4에 도시한 것처럼 제1 접촉영역들 중 또 다른 접촉영역(17)은 케이스(10)의 내부 표면보다 높이가 낮은 요홈부일 수 있고, 예컨대 코일과 같이 상대적으로 부피가 큰 전자회로소자(24)와 접촉할 수 있다. 이와 같이 제1 접촉영역이 돌출부인지 요홈부 인지는 이 접촉영역과 접촉하는 전자회로소자의 부피(또는 높이)와 관계가 있으므로 구체적 실시 형태에 따라 제1 접촉영역의 형상이나 개수, 위치 등 구체적 사양이 달라질 수 있음은 물론이다.
도3을 참조하면 하부 케이스(70)에도 마찬가지로 제1 접촉영역(74,76)이 형성될 수 있고, 도시한 실시예에서 접촉영역(74)은 돌출부 형상이고 접촉영역(76)은 요홈부 형상임을 알 수 있다. 또한 도3과 도4에 도시한 바와 같이 돌출부 형상의 접촉영역(74)은 하부 케이스(70)와는 다른 재질의 부재를 하부 케이스(70)의 표면(73)에 부착하여 형성될 수 있으며, 예를 들어 써멀 패드(thermal pad)와 같은 열전도성 부재로 구현할 수 있다.
또한 도3과 도5에 도시한 바와 같이 상부 및 하부 케이스(10,70)의 각각은 방열 플레이트에서 돌출된 제2 히트폴(412)과 열적으로 접촉하는 제2 접촉영역(15,75)을 케이스의 내측 표면에 더 포함한다. 제2 접촉영역(15,75)은 제2 히트폴(412)의 높이나 형상에 따라 케이스(10,70)의 내측 표면(13,73)에서 단차를 갖고 돌출되어 있을 수도 있고 내측 표면(13,73)과 동일한 표면 높이를 가질 수도 있으며, 구체적 실시 형태에 따라 제2 접촉영역의 형상이나 개수, 위치가 달라질 수 있음도 이해할 것이다.
이상과 같은 다층 PCB 어셈블리(80) 및 이를 둘러싸는 케이스(10,70)의 구성에 따르면 PCB에서 발생하는 열이 다음과 같은 여러 경로로 PCB 모듈(100) 외부로 배출될 수 있다.
첫째, 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)에 실장된 전자회로소자(23,24,64)에서 발생하는 열은 방열 플레이트층(40)의 방열 플레이트(41~44)에 형성된 제1 히트폴(411)로 전달된다. 제1 히트폴(411)은 PCB(20,60) 기판을 관통하여 전자회로소자(23,24,64)와 열적으로 직접 접촉하고 있으므로 전자회로소자의 열을 종래에 비해 훨씬 신속하게 흡수할 수 있다.
둘째, 방열 플레이트(41~44)가 상부 및 하부 PCB(20,60)로부터 흡수한 열은 방열 플레이트의 제2 히트폴(412)을 통해 상부 및 하부 케이스(10,70)로 전달되어 PCB 모듈(100) 외부로 방출될 수 있다. 제2 히트폴(412)도 PCB(20,60) 기판을 관통하여 상부 및 하부 케이스(10,70)와 열적으로 직접 접촉하고 있으므로 방열 플레이트의 열을 종래에 비해 훨씬 신속하게 케이스(10,70)로 배출할 수 있다.
세째, 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)에 실장된 전자회로소자에서 발생하는 열은 제1 히트폴(411) 뿐만 아니라 상부 및 하부 케이스(10,70)의 제1 접촉영역(14,16,17,74,76)을 통해서도 케이스(10,70)로 전달된다. 도4에 도시한 것처럼 전자회로소자의 한쪽면은 제1 히트폴(411)에 접촉되어 있어 제1 히트폴(411)로 열을 배출하고, 반대쪽 면은 케이스(10,70)의 제1 접촉영역(14,17,74,76)과 열적으로 직접 접촉하고 있어 제1 접촉영역을 통해 열을 배출할 수 있다. 즉 PCB(20,60)에 실장된 전자회로소자의 양면이 모두 열전달 부재와 접촉하고 있으므로 종래에 비해 훨씬 신속하게 열을 배출할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 다층 PCB 어셈블리(80)와 케이스(10,70)의 구성에 의해 PCB 모듈(100)이 여러 경로로 열을 배출할 수 있는 다면 방열구조를 가지게 된다. 또한 이러한 구성에 따른 추가 효과로서, PCB 모듈(100)의 내부 공간을 대폭 줄일 수 있어 컴팩트하고 슬림한 PCB 모듈을 제작할 수 있는 기술적 효과를 가진다.
예를 들어 PCB(20,60)에 실장될 전자회로소자로서 TO-220 칩을 장착하는 경우를 가정하면, 종래에는 TO-220 칩을 다층 PCB 기판에 세로로 세워서 실장하였고 칩에서 발생하는 열은 케이스 내부의 (공기로 채워진) 공간을 통해 케이스로 전달되어 케이스 외부로 방출되었다. 그러나 상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면 TO-220 칩을 가로로 눕혀서 PCB(20,60)에 실장하되 칩의 한쪽면을 제1 히트폴(411)과 접촉시키고 반대쪽 면을 제1 접촉영역(14,74)에 접촉시켜 실장할 수 있다. 따라서 칩을 가로로 눕혀서 배치할 수 있으므로 PCB 모듈(100) 내부의 빈 공간을 대폭 줄일 수 있고 모듈(100)의 두께를 얇게 구현할 수 있고, 칩에서 발생하는 열을 칩 양면의 방열 플레이트층(40)과 케이스(10,70)를 통해 더 빠르게 배출할 수 있다.
그러므로 본 발명을 예컨대 대전력 전력소자 패키지에 적용하면 전력소자의 집적화가 가능해진다. 상술한 본 발명의 PCB 모듈(100) 구성을 자동차용 OBC(On Board Charger)에 적용하여 실험한 결과, 기존 다층 PCB 구조를 사용한 경우 13KW OBC 장치의 부피가 20리터였으나 본 발명의 PCB 모듈 구성을 적용하면 부피가 6리터로 대폭 감소하였고 방열 효과도 종래대비 30~40% 상승하였음을 확인하였다.
이제 도6 내지 도8을 참조하여 본 발명의 PCB 모듈(100)의 여러 변형례를 간단히 설명하기로 한다.
도6은 다른 일 변형례에 따른 PCB 모듈(200)의 예시적 단면 구조를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도4의 PCB 모듈(100)과 비교할 때 도6의 모듈(200)의 내부 구조는 모듈(100)과 거의 동일 또는 유사하므로 설명을 생략한다. 다만 도6의 실시예에서 PCB 모듈(200)의 상부 및 하부 케이스(10,70)는 다층 PCB 어셈블리(80)의 측면까지 커버하지 않고 다층 PCB 어셈블리(80)의 상부면과 하부면을 커버한다.
케이스(10,70)에 의해 커버되지 않는 다층 PCB 어셈블리(80)의 영역에는 도시한 것처럼 케이스(10,70)의 옆으로 돌출되어 있고 이 돌출되어 나온 부분에 예컨대 관통홀(85)이 형성될 수 있다. 관통홀(85)은 예를 들어 다른 장치와의 연결을 위한 것으로, 관통홀(85)을 통해 다층 PCB 어셈블리(80)가 PCB 모듈(200) 외부의 다른 전자장치와 전기적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
도7은 또 다른 변형례에 따른 PCB 모듈(300)의 예시적 단면 구조를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도4의 PCB 모듈(100)과 비교할 때 도7의 모듈(300)의 내부 구조는 모듈(100)과 거의 동일 또는 유사하므로 설명을 생략한다. 다만 도7의 실시예에서 PCB 모듈(300)의 하부 케이스(70)의 외측 표면에 제1 요철 형상(79)이 형성되어 있고, 하부 케이스(70)의 외측 표면에 추가의 방열 구조물(90)이 부착되어 있다. 방열 구조물(90)의 표면에는 제1 요철 형상(79)과 맞물리며 접촉하는 제2 요철 형상(91)이 형성되어 있고, 이러한 구성에 따르면 하부 케이스(70)의 열이 외부로 더 신속하게 배출될 수 있다.
도7에서는 하부 케이스(70)에 방열 구조물(90)이 부착된 것으로 예시하였지만, 예컨대 상부 케이스(10)에도 방열 구조물(90)이 부착될 수도 있다. 또한 케이스(10,70)와 방열 구조물(90) 사이에 요철 형상(79,91)이 형성되어도 되지만 이러한 요철 형상이 없어도 무방할 것이다.
도8은 또 다른 변형례에 따른 PCB 모듈(400)의 예시적 단면 구조를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도4의 PCB 모듈(100)과 비교할 때 도8의 모듈(400)의 내부 구조는 모듈(100)과 거의 동일 또는 유사하다. 다만 도8의 실시예에서 PCB 모듈(400)의 상부 및 하부 케이스(10,70) 중 적어도 하나의 내부 표면에 방열 플레이트층(40)의 적어도 하나의 방열 플레이트와 열적으로 접촉하는 제2 히트폴(412)이 형성되어 있다. 즉 도8의 PCB 모듈(400)에서는 방열 플레이트층(40)과 케이스(10,70)를 연결하는 제2 히트폴(412)이 케이스(10,70)측에 형성되어 있다.
그러므로 방열 플레이트층(40)과 케이스(10,70)를 열적으로 연결하는 제2 히트폴(412)이 방열 플레이트나 케이스 어느 쪽에 형성되어도 무방함을 알 수 있을 것이다. 대안적 실시예로서, 제2 히트폴(412)이 방열 플레이트나 케이스(10,70)와 별개의 독립된 부재로 형성된 후 양 단면이 각각 방열 플레이트와 케이스에 결합되어 제작될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.
도9는 제2 실시예에 따른 다층 PCB 모듈(500)의 분해 사시도이고, 도10은 PCB 모듈(500)의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도9와 도10을 참조하면, 제2 실시예의 PCB 모듈(500)은 다층 PCB 어셈블리(80)를 사이에 두고 상부 케이스(10)와 하부 케이스(70)가 결합된 구조를 가질 수 있다. 다층 PCB 어셈블리(80)는 방열 플레이트층(40)과 이 방열 플레이트층(40)의 상면과 하면에 각각 결합되는 상부 인쇄회로기판(PCB)(20) 및 하부 인쇄회로기판(PCB)(60)을 포함한다.
도3과 도4의 제1 실시예의 모듈(100)과 비교할 때, 제2 실시예의 모듈(500)의 구성 및 다층 PCB 어셈블리(80)의 구성은 제1 실시예의 모듈(100)과 동일 또는 유사하며, 다층 PCB 어셈블리(80), 상부 케이스(10), 및 하부 케이스(70)에 대한 구체적 설명은 생략한다.
다만 도9에 도시하는 바와 같이 제2 실시예의 모듈(500)에서 방열 플레이트층(40)은 복수개의 방열 플레이트(41,43,44) 및 이 복수개의 방열 플레이트와 동일한 평면상에 배열되는 적어도 하나의 PCB(45)를 포함한다. 즉 제1 실시예와 비교할 때 복수개의 방열 플레이트 중 일부가 PCB(45)로 대체되었다고 볼 수 있다. 이 대체된 PCB(45)는 기판의 표면 및/또는 내부에 적어도 한 층 이상의 회로패턴이 형성된 기판일 수 있다.
도면에 도시하지 않았지만, 이와 같이 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)의 중간에 개재된 PCB(45)의 일부 회로패턴은 예컨대 스루홀(도시 생략)과 같은 연결수단에 의해 상부 및/또는 하부 PCB(20,60)의 일부 회로패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
도11은 제3 실시예에 따른 다층 PCB 모듈(600)의 분해 사시도이고, 도12는 PCB 모듈(600)의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도11과 도12를 참조하면, 제3 실시예의 PCB 모듈(600)은 다층 PCB 어셈블리(80)를 사이에 두고 상부 케이스(10)와 하부 케이스(70)가 결합된 구조를 가질 수 있으며, 상부 케이스(10)와 하부 케이스(70)는 제1 실시예와 동일 또는 유사하므로 구체적 설명은 생략한다.
다만 도11과 도12에 도시하는 바와 같이 제3 실시예의 모듈(600)에서 다층 PCB 어셈블리(80)는 여러 층의 PCB와 여러 층의 방열 플레이트가 적층된 구조를 가질 수 있다. 즉 도시한 실시예에서 다층 PCB 어셈블리(80)는 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트(410,420)와 복수개의 PCB(210,220,610)가 한층씩 교대로 적층된 적층구조를 갖는다. 그리고 이러한 방열 플레이트와 PCB의 적층구조에서, 방열 플레이트(410,420)와 PCB(210,220,610) 사이마다 프리프레그층(310,320,330,340)이 개재되어 배치될 수 있다.
일 실시예에서 다층 PCB 어셈블리(80)의 최상층 또는 최하층 중 적어도 하나가 PCB 층일 수 있다. 예컨대 도시한 실시예에서 다층 PCB 어셈블리(80)의 최상층과 최하층이 PCB(210,610)로 구성되고, 이 최상층과 최하층의 PCB(210,610)의 표면에 하나 이상의 전자회로소자(23,24,64)가 실장될 수 있다.
이 때 최상층의 PCB(210)의 아래에 배치된 방열 플레이트(410)는 최상층 PCB(210)에 실장된 전자회로소자(23,24)와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴(411) 및 상부 케이스(10)의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴(412)을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 최하층 PCB(610)의 위에 배치된 방열 플레이트(420)는 최하층 PCB(610)에 실장된 전자회로소자(23,64)와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴(411) 및 하부 케이스(70)의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴(412)을 포함할 수 있다.
또한 도시한 실시예에서 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트(410)는, 중간에 개재된 PCB(220)를 사이에 두고 인접해 있는 방열 플레이트(420)와 열적으로 접촉할 수 있는 하나 이상의 제3 히트폴(414)을 더 포함할 수 있다. 도면에서는 위쪽의 방열 플레이트(410)에 제3 히트폴(414)이 형성된 것으로 도시하였지만, 대안적으로 아래쪽 플레이트(420)에 제3 히트폴(414)이 형성되어도 무방할 것이다. 다층 PCB 어셈블리(80)의 최상층 또는 최하층의 PCB에는 제1 히트폴(411) 및/또는 제2 히트폴(412)이 관통 삽입될 수 있도록 하나 이상의 관통부(21,61)가 형성된다. 제1 히트폴(411)은 최상층 또는 최하층의 PCB(210,610)의 표면과 동일한 높이로 돌출 형성되고, 이에 따라 PCB(210,610)의 표면에 실장된 전자회로소자(23)와 열적으로 접촉함으로써 전자회로소자의 열을 흡수할 수 있다.
또한 제2 히트폴(412)은 상부 케이스(10) 또는 하부 케이스(70)의 내부 표면과 접촉하는 높이로 돌출 형성될 수 있고, 이에 따라 방열 플레이트(410,420)의 열을 상부 및 하부 케이스(10,70)로 방출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 상술한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 예를 들어 도3 내지 도10의 제1 및 제2 실시예와 같이 방열 플레이트층(40)이 동일한 평면상에 배치되는 복수개의 방열 플레이트로 이루어지는 구성을 제3 실시예에 적용할 수 있다. 이 경우 도11 또는 도12의 각 PCB(210,220,610) 중 적어도 하나의 PCB층이 복수개의 방열 플레이트로 구성될 수 있다.
또한 도6 내지 도8의 변형례의 구성이 제3 실시예 적용될 수도 있다. 예를 들어 도12에서 상부 및 하부 케이스(10,70) 중 적어도 하나의 케이스의 외측 표면에 추가의 방열 구조물이 부착되며, 이 적어도 하나의 케이스와 방열 구조물 사이에 요철 형상이 형성될 수 있다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (27)

  1. 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈로서,
    방열 플레이트층(40) 및 이 방열 플레이트층의 상하면에 각각 부착된 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)를 포함하는 다층 PCB 어셈블리(80); 및
    상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스(10) 및 하부 케이스(70);를 포함하고,
    상기 방열 플레이트층(40)은, 동일 평면상에 배열된 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트(41,42,43,44)를 포함하고,
    상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가,
    상기 상부 PCB(20) 또는 하부 PCB(60)에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및
    상기 상부 및 하부 케이스(10,70) 중 적어도 하나의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 케이스 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 내부 표면에, 상기 상부 PCB 또는 하부 PCB에 실장된 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 접촉영역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접촉영역이 써멀 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방열 플레이트에 상하면을 관통하는 하나 이상의 관통영역이 형성되고,
    상기 다층 PCB 어셈블리(80)가, 상기 적어도 하나의 방열 플레이트의 관통영역을 통해 상기 상부 PCB와 하부 PCB 사이의 물리적 또는 전기적 접촉을 이루는 하나 이상의 접촉점 또는 접촉 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트층(40)과 상기 상부 PCB(20) 사이에 개재되는 전기절연성의 상부 프리프레그(30); 및
    상기 방열 플레이트층(40)과 상기 하부 PCB(60) 사이에 개재되는 전기절연성의 하부 프리프레그(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 케이스의 외측 표면이 제1 요철 형상으로 형성되고,
    상기 적어도 하나의 케이스의 외측 표면에 부착되며 상기 제1 요철 형상에 맞물려서 접촉하는 제2 요철 형상을 갖는 방열 구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트층(40)이, 상기 복수개의 방열 플레이트와 동일한 평면상에 배열된 적어도 하나의 PCB(45)를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 PCB에는 적어도 한 층의 회로패턴이 형성된 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  8. 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈로서,
    방열 플레이트층(40) 및 이 방열 플레이트층의 상하면에 각각 부착된 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)를 포함하는 다층 PCB 어셈블리(80); 및
    상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스(10) 및 하부 케이스(70);를 포함하고,
    상기 방열 플레이트층(40)은, 동일 평면상에 배열된 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트(41,42,43,44)를 포함하고,
    상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가, 상기 상부 PCB(20) 또는 하부 PCB(60)에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴을 포함하고,
    상기 상부 및 하부 케이스(10,70) 중 적어도 하나가, 상기 적어도 하나의 방열 플레이트와 열적으로 접촉하는 제2 히트폴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상부 케이스 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 내부 표면에, 상기 상부 PCB 또는 하부 PCB에 실장된 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 접촉영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 상부 PCB 및 하부 PCB 중 적어도 하나에, 상기 제1 히트폴 또는 제2 히트폴이 관통 삽입되는 하나 이상의 관통부가 형성된 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트층(40)과 상기 상부 PCB(20) 사이에 개재되는 전기절연성의 상부 프리프레그(30); 및
    상기 방열 플레이트층(40)과 상기 하부 PCB(60) 사이에 개재되는 전기절연성의 하부 프리프레그(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트층(40)이, 상기 복수개의 방열 플레이트와 동일한 평면상에 배열된 적어도 하나의 PCB(45)를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 PCB에는 적어도 한 층의 회로패턴이 형성된 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  13. 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈로서,
    복수개의 전기절연성의 방열 플레이트와 복수개의 PCB가 한층씩 교대로 적층된 적층구조를 갖는 다층 PCB 어셈블리(80); 및
    상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스(10) 및 하부 케이스(70);를 포함하고,
    상기 다층 PCB 어셈블리(80)의 최상층 또는 최하층 중 적어도 하나는 PCB 층이고,
    상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가,
    상기 다층 PCB 어셈블리의 최상층 또는 최하층의 PCB층에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및
    상기 상부 및 하부 케이스(10,70) 중 적어도 하나의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상부 케이스 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 내부 표면에, 상기 최상층 또는 최하층의 PCB층에 실장된 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 접촉영역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 최상층 또는 최하층의 PCB층에, 상기 제1 히트폴 또는 제2 히트폴이 관통 삽입되는 하나 이상의 관통부가 형성되고,
    상기 제1 히트폴은 상기 최상층 또는 최하층의 PCB층의 표면과 동일한 높이로 돌출 형성되고, 상기 제2 히트폴은 상기 상부 케이스 또는 하부 케이스의 내부 표면과 접촉하는 높이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트와 PCB의 적층구조에서, 상기 방열 플레이트와 상기 PCB 사이마다 프리프레그층이 개재된 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 케이스의 외측 표면이 제1 요철 형상으로 형성되고,
    상기 적어도 하나의 케이스의 외측 표면에 부착되며 상기 제1 요철 형상에 맞물려서 접촉하는 제2 요철 형상을 갖는 방열 구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.
  18. 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈에 사용되는 다층 PCB 어셈블리로서,
    상기 다층 PCB 어셈블리의 제1 회로패턴을 포함하는 상부 PCB(20);
    상기 다층 PCB 어셈블리의 제2 회로패턴을 포함하는 하부 PCB(60); 및
    상기 상부 PCB와 하부 PCB 사이에 개재되고, 동일 평면상에 배열된 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트(41,42,43,44)를 포함하는 방열 플레이트층(40);을 포함하고,
    상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가,
    상기 상부 PCB 또는 하부 PCB에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및
    상기 상부 PCB 또는 하부 PCB를 커버하는 케이스의 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 상부 또는 하부 PCB에, 상기 제1 히트폴 또는 제2 히트폴이 관통 삽입되는 하나 이상의 관통부가 형성되고,
    상기 제1 히트폴은 상기 상부 또는 하부 PCB의 표면과 동일한 높이로 돌출 형성되고, 상기 제2 히트폴은 상기 케이스의 내부 표면과 접촉하는 높이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 히트폴은 상기 상부 또는 하부 PCB에 실장된 전자회로소자로부터 발생되는 열을 흡수하고, 상기 제2 히트폴은 방열 플레이트의 열을 상기 케이스로 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트층과 상기 상부 PCB 사이에 개재되는 전기절연성의 상부 프리프레그(30); 및
    상기 방열 플레이트층과 상기 하부 PCB 사이에 개재되는 전기절연성의 하부 프리프레그(50);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트층(40)이, 상기 복수개의 방열 플레이트와 동일한 평면상에 배열된 적어도 하나의 PCB(45)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  23. 다면 방열구조를 갖는 인쇄회로기판(PCB) 모듈에 사용되는 다층 PCB 어셈블리로서,
    상기 다층 PCB 어셈블리는 복수개의 전기절연성의 방열 플레이트와 복수개의 PCB가 한층씩 교대로 적층된 적층구조를 가지며,
    상기 다층 PCB 어셈블리의 최상층 또는 최하층 중 적어도 하나는 PCB 층이고,
    상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가,
    상기 다층 PCB 어셈블리의 최상층 또는 최하층의 PCB층에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴; 및
    상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면과 하부면을 각각 커버하는 상부 케이스 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 케이스의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 최상층 또는 최하층의 PCB층에, 상기 제1 히트폴 또는 제2 히트폴이 관통 삽입되는 하나 이상의 관통부가 형성되고,
    상기 제1 히트폴은 상기 최상층 또는 최하층의 PCB층의 표면과 동일한 높이로 돌출 형성되고, 상기 제2 히트폴은 상기 적어도 하나의 케이스의 내부 표면과 접촉하는 높이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제1 히트폴은 상기 상부 또는 하부 PCB에 실장된 전자회로소자로부터 발생되는 열을 흡수하고, 상기 제2 히트폴은 방열 플레이트의 열을 상기 케이스로 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 복수개의 방열 플레이트 중 적어도 하나의 방열 플레이트가, 한 층의 PCB를 사이에 두고 인접한 방열 플레이트와 열적으로 접촉하는 제3 히트폴;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 방열 플레이트와 PCB의 적층구조에서, 상기 방열 플레이트와 상기 PCB 사이마다 프리프레그층이 개재된 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리.
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