KR101093177B1 - 백라이트 유닛용 브라켓 일체형 방열 인쇄회로기판과 이를 구비한 샤시구조물 - Google Patents

백라이트 유닛용 브라켓 일체형 방열 인쇄회로기판과 이를 구비한 샤시구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛(Backlight Unit : BLU)용 브라켓 일체형 방열 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)과 이를 구비한 샤시(Chassis)구조물에 관한 것으로, 구체적으로는 백라이트 유닛의 도광통로를 제공하는 샤시구조물의 내부에 장착하는 방열 PCB에 있어서, 금속기판상에 절연층 및 금속층을 순차적으로 적층하여 회로패턴을 형성하고, 상기 회로패턴이 형성된 영역에 솔더 레지스트를 도포한 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB; 및 접착물질을 이용하여 상기 방열 PCB를 샤시에 부착하는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물과 브라켓 일체형 방열 PCB에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 방열 PCB와 이를 고정시키기 위한 브라켓(Bracket)을 일체화함으로써 열전달물질(Thermal Interface Material : TIM)사용에 의한 열전달율 저하를 방지하여 방열 PCB의 방열 특성을 극대화하고, 방열 PCB와 브라켓과의 밀착력 문제에 따른 품질불량이 발생하는 것을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, BLU내부에 두꺼운 금속기판을 포함한 방열 PCB를 설치하여 내구성을 증가시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.
방열 PCB, 브라켓, 솔더 레시스트, TIM

Description

백라이트 유닛용 브라켓 일체형 방열 인쇄회로기판과 이를 구비한 샤시구조물{HEAT RADIATING PRINTED CIRCUIT BOARD UNIFIED BRACKET FOR BACKLIGHT UNIT AND CHASSIS STRUCTURE HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛용 방열 PCB와 이를 구비한 샤시구조물에 관한 것이다.
전자기기 산업이 발전함에 따라 각종 표시장치들이 개발되고 있으며 이를 이용한 영상기기, 컴퓨터, 이동통신 단말기 등이 개발되고 있는 추세이다. 이러한 추세를 반영하여 등장한 액정표시장치(LCD)는 현재 모니터와 이동통신 단말기 등의 표시장치로서 각광받고 있다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는 액정의 전기·광학적 성질을 표시장치에 응용한 것으로 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전기소자이다. 동작전압이 낮아서 소비전력이 적고 휴대용으로 편리해 널리 사용하는 평판 디스플레이이다.
LCD는 스스로 빛을 내는 자기발광성이 없어 항상 모든 LCD에는 백라이 트(Backlight)가 필요하다. 백라이트는 LCD의 광원역할을 하는데 액정모듈의 후면에서 빛을 조사시키기 위하여 광원자체를 포함하여 광원의 구동을 위한 전원 회로 및 균일한 평면광을 이루도록 해주는 일체의 부속물을 이루는 복합체를 백라이트 유닛 (Backlight Unit : BLU)이라고 한다. 상기 LCD를 조명하기 위한 광원으로 근래에는 발광다이오드(LED)를 이용한 백라이트 유닛이 제안되었다. LED는 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상을 이용하여 빛을 발생시키는 발광소자이다. 상기와 같은 LED는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명이 길며, 전기 에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 에너지 효율이 높음과 동시에 낮은 동작전압을 갖는다는 장점이 있다. 이러한 백라이트 유닛은 PCB상에 LED와 같은 복수개의 광원소자가 탑재되어 사용되는데 PCB는 광원소자가 발산하는 열에 견뎌야 하기 때문에 주로 금속(Metal)소재를 사용하게 된다. 하지만 이러한 광원소자로 부터 발생하는 열을 제대로 방출하지 못하면 광원소자가 파괴되거나 수명이 단축되는 문제를 일으키게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따라 제작된 방열 PCB(10)와 브라켓(40)을 백라이트유닛의 도광통로인 샤시(Chassis)(50)에 장착한 샤시구조물의 단면도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 방열 PCB(10)와 이를 샤시(50)에 고정시키기 위한 브라켓(40)은 별도로 제작되어 TIM(20)을 이용하여 접합시키고, 이를 도광통로로 이용되는 샤시(50)에 TIM(30)을 이용하여 장착한다.
그러나, 방열 PCB(10)와 브라켓(40)을 분리·제작하고 TIM(20)을 이용하여 접합하는 경우, TIM(20)에 의해 열 전달율이 저하되어 방열 효과가 저하되고 방열 PCB와 브라켓의 밀착력에 따른 디라미네이션(De-lamination)이 발생하여 품질불량이 생기는 문제점이 있다.
또한, 브라켓에 부착되는 방열 PCB의 두께가 얇아 BLU의 내구성이 약한 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 방열 PCB와 브라켓을 일체화하여 방열 특성을 극대화하고, 브라켓을 별도로 제작하지 않음에 따른 공정ㆍ구조의 단순화, 재료비 절감을 제공할 수 있는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물과 상기 방열 PCB를 제공하는데 있다.
또한, 방열 PCB와 브라켓의 밀착력에 따른 디라미네이션의 발생을 줄여 품질불량이 발생하는 것을 감소시킬 뿐만 아니라 백라이트 유닛의 내부에 두꺼운 브라켓 일체형 방열 PCB를 설치함으로써 내구성을 증가시키는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물을 제공하는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 구성으로서, 백라이트 유닛의 도광통로를 제공하는 샤시구조물의 내부에 장착하는 방열 PCB에 있어서, 금속기판상에 절연층 및 금속층을 순차적으로 적층하여 회로패턴을 형성하고, 상기 회로패턴이 형성된 영역에 솔더 레지스트를 도포한 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB; 및 접착물질을 이용하여 상기 방열 PCB를 샤시에 부착하는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물을 제공함으로써 방열특성을 극대화하고, 공정의 단순화와 구조의 단순화를 꾀할 수 있으며, 동시에 별도의 브라켓을 사용하지 않아 재료비 측면에서도 절감할 수 있도록 한다.
특히, 상기 방열 PCB의 두께는 0.5 ~ 15mm인 것을 특징으로 하는 브라켓 일 체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물을 제공하여 BLU 내부에 두꺼운 브라켓 일체형 방열 PCB를 설치함으로써 내구성을 증가시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 방열 PCB는 상기 방열 PCB의 측면부와 샤시측면부 사이에 이격되는 공간부를 두고 상기 샤시에 부착되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 방열 PCB는 상기 방열 PCB의 측면부와 샤시측면부가 밀착되어 상기 샤시에 부착되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 이 경우 상기 샤시구조물은 상기 방열 PCB의 하단부 또는 상기 방열 PCB의 측면부에 접착물질을 이용하여 상기 샤시에 상기 방열 PCB를 부착하는 것을 특징으로 하여 상기 접착물질이 상기 방열 PCB 하단부와 샤시하단부 또는 방열 PCB 측면부와 샤시측면부에 형성될 수 있다.
특히, 상기 샤시구조물은 상기 방열 PCB의 두께가 1~5mm인 경우, 상기 방열 PCB의 하단부에만 접착물질을 이용하여 상기 샤시에 상기 방열 PCB를 부착하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속기판은 Al인것을 특징으로 하며, 상기 접착물질은 TIM인 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물을 제공하여 방열특성을 극대화하고 내구성을 증가시킬 수 있도록 한다.
아울러, 본 발명은 백라이트 유닛의 도광통로를 제공하는 샤시구조물의 내부에 장착하는 방열 PCB에 있어서, 금속기판상에 절연층 및 금속층을 순차적으로 적층하여 회로패턴을 형성하고, 상기 회로패턴이 형성된 영역에 솔더 레지스트를 도포하되, 상기 금속기판의 두께는 0.5 mm ~ 15 mm 인 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 제공하며, 상기 금속기판은 Al인 것을 특징으로 하여 방열 특성을 극대화하고 백라이트 유닛의 내구성을 증가시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 의하면, 방열 PCB와 이를 고정시키기 위한 브라켓을 일체화함으로써, TIM사용에 의한 열전달율 저하를 방지하고 인터페이스(Interface)발생을 줄일 수 있어 공기층으로 인한 열전도 저하 현상을 방지하여 방열 PCB의 방열특성을 극대화 할 수 있고, 방열 PCB 제작시 브라켓을 일체화 시켜 제작함으로써, 별도의 브라켓 제조 공정을 거칠 필요가 없어 공정 및 구조의 단순화가 가능해진다.
또한, 방열 PCB와 브라켓 사이에 TIM을 사용할 필요가 없어 TIM사용량이 줄고, 브라켓을 사용하지 않아 재료비 측면에서도 절감할 수 있는 효과를 가지게 되며, 방열 PCB와 브라켓과의 밀착력 문제에 따른 디라미네이션(De-lamination)의 발생을 없앨 수 있는 효과를 가지게 된다.
나아가, 백라이트 유닛 내부에 Al과 같은 두꺼운 금속기판을 포함하는 방열 PCB를 설치함으로써 백라이트 유닛의 내구성을 증가시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요 소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.
본 발명은 백라이트 유닛의 도광통로를 제공하는 샤시구조물의 내부에 장착하는 방열 PCB에 있어서, 금속기판상에 절연층 및 금속층을 순차적으로 적층하여 회로패턴을 형성하고, 상기 회로패턴이 형성된 영역에 솔더 레지스트를 도포한 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB; 및 접착물질을 이용하여 상기 방열 PCB를 샤시에 부착하는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물을 요지로 하는 것으로, 브라켓 일체형 방열 PCB를 통해 방열 특성을 극대화하고 공정과 구조의 단순화를 구현하며, 두꺼운 방열 PCB를 백라이트 유닛의 내부에 설치함으로써 백라이트 유닛의 내구성을 증가시키는 것을 그 핵심으로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 단면도를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명은 브라켓 일체형 방열 PCB(110), 접착물질(160), 샤시(170)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 방열 PCB(110)는 금속기판(120)상에 절연층(130), 금속층이 순차적으로 적층되어 회로패턴(140)이 형성되고, 솔더링시 회로와 회로사이에 납걸침(Solder Bridge)현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 솔더 레지스트(Solder Resist)(150)를 도포할 수 있다.
이 경우, 상기 방열 PCB(110)는 상기 방열 PCB(110)의 측면부와 상기 샤 시(170)의 측면부 사이에 이격되는 공간부(P)를 두고 접착물질(160)을 사용하여 상기 샤시(170)에 부착함으로써 별도의 브라켓을 사용하지 않고 방열 PCB와 브라켓을 일체화시켜 방열 효과를 극대화할 수 있다.
특히, 상기 금속기판(120)의 두께(X)가 0.5mm 미만인 경우, 상기 방열 PCB(110)와 샤시(170)의 탈착이 발생하는 문제점이 있고, 상기 금속기판(120)의 두께(X)가 15mm 초과인 경우, 백라이트 유닛의 비발광영역이 늘어나 제품의 효용성이 없게 되는 문제점이 있어 상기 금속기판(120)의 두께(X)는 0.5 mm ~ 15 mm 인 것이 바람직하다. 이렇게 백라이트 유닛의 내부에 두꺼운 방열 PCB(110)를 설치함으로써 백라이트 유닛의 내구성을 증가시킬 수 있게 된다.
상기 방열 PCB(110)의 회로패턴부(140)에 구비된 칩소장부에는 발광소자가 장착되어 백라이트 유닛의 광원이 되는데, LED등과 같은 발광소자가 탑재되는 경우, 발광소자로부터 발생하는 열에 견뎌야하기 때문에 주로 금속기판(120)이 사용되게 되는데, 금속기판(120)의 재질로는 Al인 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라 Ti등도 사용될 수 있다.
또한, 상기 방열 PCB(110)를 샤시(170)에 부착하는데 사용되는 접착물질(160)은 TIM인 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예의 단면도를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 도 2와 마찬가지로, 본 발명은 브라켓 일체형 방열 PCB(110), 접착물질(160), 샤시(170)를 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 방열 PCB(110)는 금속기판(120)상에 절연층(130), 금속층이 순차적으로 적층되어 회로패턴(140)이 형성되고, 솔더링시 회로와 회로사이에 납걸침(Solder Bridge)현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 솔더 레지스트(150)를 도포할 수 있다.
다만, 도 2와는 달리, 상기 방열 PCB(110)는 그 측면부와 샤시(170)측면부가 밀착되어 접착물질(160)을 이용하여 상기 샤시(170)에 부착될 수 있다.
이 경우, 상기 접착물질(160)은 상기 방열 PCB(110)의 하단부와 상기 샤시(170)하단부 사이에 사용되며, 도 3과 마찬가지로 상기 접착물질(160)은 TIM인 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 도 3과 마찬가지로, 브라켓 일체형 방열 PCB(110)의 측면부는 샤시(170)측면부와 밀착되어 부착되어 있지만, 도 3과는 달리, 상기 방열 PCB(110)의 하단부와 샤시(170)하단부 사이에 접착물질을 이용하여 부착하는 것이 아니라, 상기 방열 PCB(110)의 측면부와 상기 샤시(170)측면부 사이에 접착물질(161)을 사용하여 상기 방열 PCB(110)를 샤시(170)에 부착할 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 3, 4와 마찬가지로, 브라켓 일체형 방열 PCB(110)의 측면부는 샤시(170)측면부와 밀착되어 부착될 수 있다. 하지만, 도 3, 4와는 달리, 상기 방열 PCB(110)의 하단부와 샤시(170)하단부 사이 또는 상기 방열 PCB(110)의 측면부와 샤시(170)측면부 사이 중 어느 하나의 사이에만 접착물질(161)을 사용하여 상기 방열 PCB(110)를 샤시(170)에 부착하는 것이 아니라, 상기 하단부와 측면 부 모두에 접착물질(160, 161)을 사용하여 상기 방열 PCB(110)를 샤시(170)에 부착할 수 있다.
도 2 내지 도 5의 도면에서 살펴보았듯이, 브라켓 일체형 방열 PCB(110)는 샤시(170)의 측면과 밀착되어 구현될 수도 있고, 샤시(170)의 측면과 이격되는 공간부(P)를 두어 구현할 수도 있으며, 상기 금속기판(120)은 Al, 상기 접착물질(160, 161)은 TIM인 것이 바람직 하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 3 내지 도 5의 도면에서 살펴보았듯이, 접착물질(160, 161)은 상기 방열 PCB(110)의 하단부와 샤시(170)하단부 또는 상기 방열 PCB(110)의 측면부와 샤시(170)측면부 사이에 형성될 수 있으며, 상기 금속기판(120)의 두께(X)는 0.5 mm ~ 15 mm인 것이 바람직하다.
다만, 상기 금속기판(120)의 두께(X)가 1 mm ~ 5 mm 인 경우에는, 접착물질(160)을 상기 방열 PCB(110)의 하단부와 샤시(170) 하단부 사이에만 사용하여 상기 방열 PCB(110)를 샤시(170)에 부착하더라도 상기 방열 PCB(110)가 안전하게 부착될 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 방열 PCB, 브라켓과 이를 내부에 장착한 샤시구조물을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물을 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 브라켓 일체형 방열 PCB 120: 금속기판
130: 절연층 140: 회로패턴
150: 솔더 레지스트 160, 161: 접착물질
170: 샤시 X: 금속기판의 두께
P: 방열 PCB의 측면부와 샤시측면부 사이에 이격되는 공간부

Claims (10)

  1. 백라이트 유닛의 도광통로를 제공하는 샤시구조물의 내부에 장착하는 방열 PCB에 있어서,
    금속기판상에 절연층 및 금속층을 순차적으로 적층하여 회로패턴을 형성하고,
    상기 회로패턴이 형성된 영역에 솔더 레지스트를 도포한 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB; 및
    접착물질을 이용하여 상기 방열 PCB를 샤시에 부착하는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방열 PCB의 두께는,
    0.5 ~ 15mm인 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 방열 PCB는,
    상기 방열 PCB의 측면부와 샤시측면부 사이에 이격되는 공간부를 두고 상기 샤시에 부착되는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 방열 PCB는,
    상기 방열 PCB의 측면부와 샤시측면부가 밀착되어 상기 샤시에 부착되는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 샤시구조물은,
    상기 방열 PCB의 하단부 또는 상기 방열 PCB의 측면부에 접착물질을 이용하여 상기 샤시에 상기 방열 PCB를 부착하는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 샤시구조물은,
    상기 방열 PCB의 두께가 1~5mm인 경우 상기 방열 PCB의 하단부에만 접착물질을 이용하여 상기 샤시에 상기 방열 PCB를 부착하는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 금속기판은 Al인것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 접착물질은 TIM인 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB를 구비한 샤시구조물.
  9. 백라이트 유닛의 도광통로를 제공하는 샤시구조물의 내부에 장착하는 방열 PCB에 있어서,
    금속기판상에 적층된 절연층;
    상기 절연층상에 금속층을 적층하여 형성된 회로패턴;
    상기 회로패턴이 형성된 영역에 도포된 솔더 레지스트; 를 포함하되,
    상기 금속기판의 두께는 0.5 mm ~ 15 mm 인 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 금속기판은 Al인 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 방열 PCB.
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