KR102543495B1 - PCB module having multi-directional heat-radiation structure, and radiation plate, multi-layer PCB assembly, and module case used in the same PCB module - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈로서, 전기절연성의 방열 플레이트와 이 방열 플레이트의 상하면에 각각 부착된 상부 인쇄회로기판(PCB) 및 하부 인쇄회로기판(PCB)을 포함하는 다층 PCB 어셈블리; 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면을 커버하는 상부 케이스; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 하부면을 커버하는 하부 케이스;를 포함하고, 상기 방열 플레이트는, 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. According to one embodiment of the present invention, a PCB module having a multi-sided heat dissipation structure includes an electrically insulative heat dissipation plate and an upper printed circuit board (PCB) and a lower printed circuit board (PCB) attached to upper and lower surfaces of the heat dissipation plate, respectively. multi-layer PCB assembly; an upper case covering an upper surface of the multilayer PCB assembly; and a lower case covering a lower surface of the multilayer PCB assembly, wherein the heat dissipation plate includes: a first heat pole in thermal contact with an electronic circuit device 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.

Description

다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈, 및 이 모듈에 사용되는 방열 플레이트, 다층 PCB 어셈블리, 및 모듈 케이스 {PCB module having multi-directional heat-radiation structure, and radiation plate, multi-layer PCB assembly, and module case used in the same PCB module}PCB module having multi-directional heat-radiation structure, and radiation plate, multi-layer PCB assembly, and module case used in the same PCB module}

본 발명은 다층 PCB 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다층으로 적층된 PCB에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있는 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈, 및 이 모듈에 사용되는 방열 플레이트, 다층 PCB 어셈블리, 및 모듈 케이스에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-layer PCB module, and more particularly, to a PCB module having a multi-layered heat dissipation structure capable of effectively dissipating heat generated from a multi-layered PCB to the outside, and a heat dissipation plate used in the module, and a multi-layer It relates to PCB assemblies and module cases.

일반적으로 전력반도체 모듈 패키지가 실장되는 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 적층되되, 각 PCB 사이는 프리프레그(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. In general, the structure of a multi-layer PCB on which a power semiconductor module package is mounted is a circuit made of copper on both sides of a substrate 1a such as FR-4, CEM-1, CEM-3, or Al METAL-PCB, as shown in FIG. A plurality of printed circuit boards (PCBs) 1 on which patterns 1a and 1b are printed are stacked in multiple layers, and the PCBs are electrically insulated from each other by prepregs 2. Electronic circuit elements such as IC chips and power semiconductor module packages are mounted on circuit patterns of the outermost PCB, and a heat dissipation structure is additionally installed on the surface of the multi-layer PCB structure to dissipate heat generated from these electronic circuit elements to the outside. .

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.However, according to this general multi-layer PCB structure, as each PCB is sequentially multi-layered, the heat generated from the circuit pattern of the PCB located inside cannot be effectively discharged, and the structure of the PCB module is complicated due to the heat dissipation structure installed on the surface of the multi-layer PCB. There is a downside to being bulky.

대한민국 공개특허 10-2005-0080099호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2005-0080099 대한민국 공개특허 10-2015-0053874호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0053874

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. According to one embodiment of the present invention, it is an object of the present invention to provide a multi-layer PCB module structure capable of rapidly dissipating heat generated in a multi-layer PCB to the outside through a case to improve cooling efficiency and to make the PCB module compact and slim. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈로서, 전기절연성의 방열 플레이트와 이 방열 플레이트의 상하면에 각각 부착된 상부 인쇄회로기판(PCB) 및 하부 인쇄회로기판(PCB)을 포함하는 다층 PCB 어셈블리; 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면을 커버하는 상부 케이스; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 하부면을 커버하는 하부 케이스;를 포함하고, 상기 방열 플레이트는, 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. According to one embodiment of the present invention, a PCB module having a multi-sided heat dissipation structure includes an electrically insulative heat dissipation plate and an upper printed circuit board (PCB) and a lower printed circuit board (PCB) attached to upper and lower surfaces of the heat dissipation plate, respectively. multi-layer PCB assembly; an upper case covering an upper surface of the multilayer PCB assembly; and a lower case covering a lower surface of the multilayer PCB assembly, wherein the heat dissipation plate includes: a first heat pole in thermal contact with an electronic circuit device 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.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 다층 PCB 어셈블리에 사용되는 전기절연성의 방열 플레이트로서, 상기 방열 플레이트의 상부 또는 하부 표면에서 돌출된 제1 높이의 제1 히트폴; 및 상기 방열 플레이트의 상부 또는 하부 표면에서 돌출된 제2 높이의 제2 히트폴;을 포함하고, 이 때 상기 방열 플레이트는, 다층 PCB 어셈블리의 제1층 회로패턴을 포함하는 상부 PCB와 제2층 회로패턴을 포함하는 하부 PCB 사이에 개재되도록 구성되고, 상기 제1 히트폴은 상기 상부 PCB 또는 하부 PCB에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하고, 상기 제2 히트폴은 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면 또는 하부면을 커버하는 케이스의 내부 표면과 열적으로 접촉하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 다층 PCB 어셈블리에 사용되는 방열 플레이트가 제공된다. According to one embodiment of the present invention, an electrically insulative heat dissipation plate used in a multilayer PCB assembly having a multi-faceted heat dissipation structure, comprising: a first heat pole having a first height protruding from an upper or lower surface of the heat dissipation plate; and a second heat pole having a second height protruding from an upper or lower surface of the heat dissipation plate, wherein the heat dissipation plate includes an upper PCB including a first layer circuit pattern of a multi-layer PCB assembly and a second heat pole. It is configured to be interposed between a lower PCB including a circuit pattern, the first heat pole is in thermal contact with an electronic circuit element mounted on the upper PCB or the lower PCB, and the second heat pole is an upper part of the multi-layer PCB assembly. A heat dissipation plate for use in multi-layer PCB assemblies is provided, characterized in that it is configured to thermally contact an inner surface of a case covering a face or bottom face.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈에 사용되는 다층 PCB 어셈블리로서, 상기 다층 PCB 어셈블리의 제1층 회로패턴을 포함하는 상부 PCB; 상기 다층 PCB 어셈블리의 제2층 회로패턴을 포함하는 하부 PCB; 및 상기 상부 PCB와 하부 PCB 사이에 개재된 전기절연성의 방열 플레이트;를 포함하고, 상기 방열 플레이트는, 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. According to one embodiment of the present invention, a multi-layer PCB assembly used in a PCB module having a multi-layer heat dissipation structure, comprising: an upper PCB including a first layer circuit pattern of the multi-layer PCB assembly; a lower PCB including a second layer circuit pattern of the multi-layer PCB assembly; and an electrically insulative heat dissipation plate interposed between the upper PCB and the lower PCB, wherein the heat dissipation plate 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 thermally contacting a surface of a case covering the upper or lower PCB.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 다층 PCB 어셈블리를 커버하는 전기절연성 및 열전도성 케이스로서, 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부 및 측면의 일부를 수용하는 상부 케이스; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 하부 및 측면의 일부를 수용하는 하부 케이스;를 포함하고, 상기 다층 PCB 어셈블리는, 전기절연성의 방열 플레이트와 이 방열 플레이트의 상하면에 각각 부착된 상부 PCB 및 하부 PCB로 구성되고, 상기 상부 및 하부 케이스의 각각은, 상기 상부 또는 하부 PCB에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 접촉 영역; 및 상기 방열 플레이트에서 돌출되는 히트폴과 열적으로 접촉하는 제2 접촉 영역;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 PCB 어셈블리 커버용 케이스가 제공된다. According to one embodiment of the present invention, an electrically insulating and thermally conductive case covering a multi-layer PCB assembly having a multi-layer heat dissipation structure, comprising: an upper case accommodating portions of upper and side surfaces of the multi-layer PCB assembly; and a lower case accommodating portions of a lower portion and a side surface of the multilayer PCB assembly, wherein the multilayer PCB assembly includes an electrically insulative heat dissipation plate and an upper PCB and a lower PCB attached to upper and lower surfaces of the heat dissipation plate, respectively. , Each of the upper and lower cases includes a first contact area that thermally contacts an electronic circuit device mounted on the upper or lower PCB; and a second contact area thermally contacting a heat pole protruding from the heat dissipation plate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈로서, 전기절연성의 방열 플레이트와 이 방열 플레이트의 상하면에 각각 부착된 상부 PCB 및 하부 PCB을 포함하는 다층 PCB 어셈블리; 상기 다층 PCB 어셈블리의 상부면을 커버하는 상부 케이스; 및 상기 다층 PCB 어셈블리의 하부면을 커버하는 하부 케이스;를 포함하고, 상기 방열 플레이트는, 상기 상부 PCB 또는 하부 PCB에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴을 포함하고, 상기 상부 및 하부 케이스 중 적어도 하나의 내부 표면에, 상기 방열 플레이트와 열적으로 접촉하는 제2 히트폴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a PCB module having a multi-faceted heat dissipation structure, comprising: a multilayer PCB assembly including an electrically insulative heat dissipation plate and an upper PCB and a lower PCB attached to upper and lower surfaces of the heat dissipation plate, respectively; an upper case covering an upper surface of the multilayer PCB assembly; and a lower case covering a lower surface of the multi-layer PCB assembly, wherein the heat dissipation plate includes a first heat pole in thermal contact with an electronic circuit device mounted on the upper PCB or the lower PCB, and a second heat pole thermally contacting the heat dissipation plate on an inner surface of at least one of the lower cases.

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. According to one embodiment of 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, heat generated in the PCB is quickly discharged to the outside and the PCB module is compact and slim. has the advantage of realizing

도1은 종래 일반적인 다층 PCB의 적층 구조의 단면도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 PCB 모듈의 사시도,
도3은 일 실시예에 따른 다층 PCB 모듈의 분해 사시도,
도4는 일 실시예에 따른 PCB 모듈의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면,
도5는 일 실시예에 따른 방열 플레이트의 저면 사시도,
도6은 일 실시예에 따른 상부 케이스의 저면 사시도,
도7은 다른 일 실시예에 따른 PCB 모듈의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면,
도8은 또 다른 일 실시예에 따른 PCB 모듈의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면,
도9는 또 다른 일 실시예에 따른 PCB 모듈의 예시적 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a cross-sectional view of a laminated structure of a conventional multilayer PCB;
2 is a perspective view of a multilayer PCB module according to an embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view of a multi-layer PCB module according to an embodiment;
4 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of a PCB module according to an embodiment;
5 is a bottom perspective view of a heat dissipation plate according to an embodiment;
Figure 6 is a bottom perspective view of the upper case according to one embodiment,
7 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of a PCB module according to another embodiment;
8 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of a PCB module according to another embodiment;
9 is a diagram for explaining an exemplary cross-sectional structure of a PCB module according to another embodiment.

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.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be directly formed on the other element or a third element may be interposed therebetween.

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.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. The terms 'comprises' and/or 'comprising' used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

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.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details have been prepared to more specifically describe the invention and aid understanding. However, readers who have knowledge in this field to the extent that they can understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not greatly related to the invention are not described in order to prevent confusion in describing the present invention.

우선 도2 내지 도4를 참조하여 일 실시예에 따른 다층 PCB 모듈(100)을 설명하기로 한다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 PCB 모듈(100)의 사시도이고 도3은 분해 사시도이다. 그리고 도4는 일 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. First, the multilayer PCB module 100 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4 . Figure 2 is a perspective view of the multi-layer PCB module 100 according to an embodiment of the present invention and Figure 3 is an exploded perspective view. And Figure 4 is a view for explaining an exemplary cross-sectional structure of the multi-layer PCB module 100 according to an embodiment. However, Figure 4 is a schematic representation of the components to easily explain the components of the PCB module 100, it is revealed in advance that it does not match the structure of Figure 3.

우선 도2를 참조하면, 일 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. First, referring to FIG. 2 , the multi-layer PCB module 100 according to one embodiment may be packaged in a substantially hexahedral shape, and in one embodiment, the upper case 10 and the lower case 70 are combined to manufacture. The upper and lower cases 10 and 70 may be coupled with fastening means 15 and 16 such as bolts. Although not shown in FIG. 2, a plurality of pins (25 in FIG. 3) 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.

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 전기절연성의 방열 플레이트(40)와 이 방열 플레이트의 상면과 하면에 각각 결합되는 상부 인쇄회로기판(PCB)(20) 및 하부 인쇄회로기판(PCB)(60)을 포함한다. Referring to FIGS. 3 and 4 , the PCB module 100 may have a structure in which an upper case 10 and a lower case 70 are coupled with a multilayer PCB assembly 80 interposed therebetween. The multilayer PCB assembly 80 includes an electrically insulative heat dissipation plate 40 and an upper printed circuit board (PCB) 20 and a lower printed circuit board (PCB) 60 coupled to upper and lower surfaces of the heat dissipation plate, respectively. do.

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. The upper PCB 20 includes at least one layer of circuit patterns, and is generally a substrate having multi-layer circuit patterns. In one embodiment, the upper PCB 20 may be made of a substrate such as FR-4, CEM-1, CEM-3, or Al Metal-PCB, and the type of substrate is not limited thereto.

상부 PCB(20)에는 방열 플레이트(40)의 히트폴(42,43)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. A through portion 21 is formed in the upper PCB 20 so that the heat poles 42 and 43 of the heat dissipation plate 40 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 elements 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 an external electronic device. there is. Here, "electronic circuit element" may mean, for example, one of various passive elements or active elements, and various types of IC chips in which they are integrated.

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 플레이트(40)의 히트폴(42,43)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(64)가 실장될 수 있다. The lower PCB 60 has the same or similar structure as the upper PCB 20 . The lower PCB 60 has at least one layer of circuit patterns, and may generally have multi-layer circuit patterns. A penetrating portion 61 may be formed in the lower PCB 60 so that the heat poles 42 and 43 of the heat dissipation plate 40 pass therethrough. It may vary depending on the circuit design. A plurality of electronic circuit elements 64 may also be mounted on the substrate surface of the lower PCB 60 .

상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)는 방열 플레이트(40)를 사이에 두고 결합되어 한 단위의 다층 PCB 어셈블리(80)로 구성될 수 있다. 이 때 상부 PCB(20)와 방열 플레이트(40) 사이에 전기절연성의 프리프레그(30)가 개재될 수 있고, 하부 PCB(60)와 방열 플레이트(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 플레이트(40)로 잘 전달되는 것이 바람직하다. The upper PCB 20 and the lower PCB 60 may be combined with the heat dissipation plate 40 interposed therebetween to form a multi-layer PCB assembly 80 as a unit. At this time, an electrically insulating prepreg 30 may be interposed between the upper PCB 20 and the heat dissipating plate 40, and an electrically insulating prepreg 50 may also be placed between the lower PCB 60 and the heat dissipating plate 40. may be interposed and coupled. The prepregs 30 and 50 may be made of a material having electrical insulation but little or no heat insulation, and therefore, it is preferable that heat generated from the upper or lower PCBs 20 and 60 is well transferred to the heat dissipation plate 40. do.

이제 도3 내지 도5를 참조하여 방열 플레이트(40)에 대해 상술하기로 한다. Now, the heat dissipation plate 40 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5 .

도5는 일 실시예에 따른 방열 플레이트의 저면 사시도로서, 도3의 방열 플레이트(40)를 아래쪽에서 위로 바라본 모습을 나타낸다. 5 is a bottom perspective view of a heat dissipation plate according to an embodiment, showing a view of the heat dissipation plate 40 of FIG. 3 from bottom to top.

방열 플레이트(40)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 방열 플레이트(40)는 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 플레이트(40)를 제조할 수 있다. The heat dissipation plate 40 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 and discharge them to the cases 10 and 70. carry out To this end, the heat dissipation plate 40 may be made of a material such as copper (Cu), aluminum (Al), silicon carbide (SiC), or aluminum nitride (AlN) having excellent thermal conductivity. In one embodiment, the heat dissipation plate 40 having electrical insulation and excellent thermal conductivity may be manufactured by performing an anodizing process on a plate made of aluminum.

방열 플레이트(40)는 상부 및 하부 표면에 형성되는 하나 이상의 히트폴(heat pole)(42,43)을 포함할 수 있다. 히트폴(42,43)은 방열 플레이트(40)의 상하 표면에 수직으로 돌출 형성되는 원형 또는 다각형상의 단면을 갖는 기둥 모양의 돌기부이다. The heat dissipation plate 40 may include one or more heat poles 42 and 43 formed on upper and lower surfaces. The heat poles 42 and 43 are columnar protrusions having circular or polygonal cross sections that protrude vertically from the upper and lower surfaces of the heat dissipation plate 40 .

도시한 일 실시예에서 히트폴은 제1 히트폴(42)과 제2 히트폴(43)을 포함한다. 제1 히트폴(42)은 방열 플레이트(40)의 표면에서 돌출된 소정의 제1 높이를 갖는 돌기부이다. 도4에 도시한 바와 같이 일 실시예에서 제1 히트폴(42)은 상부 및 하부 PCB(20,60)가 방열 플레이트(40)에 결합되었을 때의 PCB(20,60)의 관통부(21,61)를 관통하여 PCB 표면과 동일한 높이를 갖도록 돌출 형성되고, 이에 따라 상부 또는 하부 PCB(20,60)의 표면에 실장되는 전자회로소자(23)와 열적으로 접촉할 수 있다. In the illustrated embodiment, the heat pole includes a first heat pole 42 and a second heat pole 43 . The first heat pole 42 is a protrusion having a predetermined first height protruding from the surface of the heat dissipation plate 40 . As shown in FIG. 4, in one embodiment, the first heat pole 42 is a through portion 21 of the PCBs 20 and 60 when the upper and lower PCBs 20 and 60 are coupled to the heat dissipation plate 40. , 61) to protrude to have the same height as the surface of the PCB, and thus can thermally contact the electronic circuit elements 23 mounted on the surfaces of the upper or lower PCBs 20 and 60.

제2 히트폴(43)은 방열 플레이트(40)의 표면에서 돌출된 소정의 제2 높이를 갖는 돌기부이며, 일반적으로 제1 히트폴(42) 보다 더 높게 돌출된다. 도4에 도시한 바와 같이 제2 히트폴(43)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. The second heat pole 43 is a protrusion having a predetermined second height protruding from the surface of the heat dissipation plate 40 , and generally protrudes higher than the first heat pole 42 . As shown in FIG. 4, the second heat pole 43 has a through portion 21 of the PCB 20 and 60 when the upper and lower PCBs 20 and 60 and the upper and lower cases 10 and 70 are coupled. 61) to protrude to a height capable of thermally contacting the inner surfaces of the cases 10 and 70.

이러한 제1 및 제2 히트폴(42,43)의 구성에 따라, 전자회로소자(23)에서 생성되는 열이 제1 히트폴(42)로 흡수되어 방열 플레이트(40)로 전달되고 이 열은 제2 히트폴(43)을 통해 케이스(10,70)로 전달되어 외부로 방출될 수 있다. According to the configuration of the first and second heat poles 42 and 43, heat generated in the electronic circuit element 23 is absorbed by the first heat pole 42 and transferred to the heat dissipation plate 40, and the heat is It may be transferred to the case 10 or 70 through the second heat pole 43 and discharged to the outside.

도시한 실시예에서 방열 플레이트(40)는 방열 플레이트(40)의 상하면을 관통하는 하나 이상의 관통영역(44)을 더 포함할 수 있다. 이 관통영역(44)은 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)에 실장되는 전자회로소자가 서로 물리적으로 또는 전기적으로 접촉할 수 있는 접촉점 또는 접촉영역을 제공하기 위해 마련될 수 있다. In the illustrated embodiment, the heat dissipation plate 40 may further include one or more penetration areas 44 penetrating the upper and lower surfaces of the heat dissipation plate 40 . The penetration area 44 may be provided to provide a contact point or contact area through which electronic circuit elements mounted on the upper PCB 20 and the lower PCB 60 can physically or electrically contact each other.

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, 방열 플레이트(40)를 사이에 두고 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)가 결합되었을 때 두 회로소자(24,64)가 방열 플레이트(40)의 관통영역(44)을 통해 물리적으로 또는 전기적으로 접촉하게 되어 코일로서 기능할 수 있게 된다. For example, referring to FIGS. 3 and 4, the electronic circuit element 24 mounted on the upper PCB 20 and the electronic circuit element 64 mounted on the lower PCB 60 are part of a coil, respectively, and dissipate heat. When the upper PCB 20 and the lower PCB 60 are coupled with the plate 40 therebetween, the two circuit elements 24 and 64 physically or electrically through the penetration area 44 of the heat dissipation plate 40. It comes into contact so that it can function as a coil.

그러므로 이러한 점에서 볼 때 상부 PCB(20)나 하부 PCB(60)에 실장되는 전자회로소자의 적어도 일부는 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)가 결합되어 다층 PCB 어셈블리(80)로 조립되었을 때 비로소 특정 기능을 수행할 수 있다. 즉 기존의 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)는 서로 결합된 다층 PCB 상태에서 온전한 회로기능을 수행하였는데, 본 발명에서는 이 다층 PCB 구조의 중간을 분리하여 상부 PCB와 하부 PCB로 나누고 이 분리된 PCB 사이에 방열 플레이트(40)를 개재하고 상부와 하부 PCB를 다시 결합함으로써 본 발명에서와 같이 방열구조를 내부에 갖는 다층 PCB 어셈블리(80)를 구현한 것이다. Therefore, from this point of view, at least some of the electronic circuit elements mounted on the upper PCB 20 or the lower PCB 60 are assembled into a multilayer PCB assembly 80 by combining the upper PCB 20 and the lower PCB 60. Only then can it perform certain functions. That is, the existing upper PCB 20 and the lower PCB 60 performed a complete circuit function in the state of a multi-layer PCB coupled to each other. In the present invention, the middle of the multi-layer PCB structure is separated and divided into an upper PCB and a lower PCB, and the separation By interposing the heat dissipation plate 40 between the PCBs and combining the upper and lower PCBs again, the multi-layer PCB assembly 80 having the heat dissipation structure inside is implemented as in the present invention.

이제 도3, 도4, 및 도6을 참조하여 상부 및 하부 케이스(10,70)에 대해 상술하기로 한다. 도6은 일 실시예에 따른 상부 케이스(10)의 저면 사시도로서, 도3의 상부 케이스(10)를 아래쪽에서 위로 바라본 모습을 나타낸다. Now, with reference to FIGS. 3, 4, and 6, the upper and lower cases 10 and 70 will be described in detail. Figure 6 is a bottom perspective view of the upper case 10 according to an embodiment, showing the upper case 10 of Figure 3 viewed from the bottom to the top.

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 플레이트(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. 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, so that heat generated from each PCB 20 and 60 and heat transferred from the heat dissipation plate 40 is absorbed and released to the outside. The upper and lower cases 10 and 70 may perform a function of a heat sink by themselves and may transfer heat to the external heat sink in combination with another external heat sink.

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. To this end, the upper and lower cases 10 and 70 may be made of materials such as copper (Cu), aluminum (Al), silicon carbide (SiC), and aluminum nitride (AlN) having excellent thermal conductivity. In one embodiment, it is possible to make the cases 10 and 70 having excellent thermal conductivity while having electrical insulation by anodizing the case made of aluminum.

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. The upper case 10 covers the top and part of the side of the multi-layer PCB assembly 80 and the lower case 70 covers the bottom and part of the side of the multi-layer PCB assembly 80 .

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. Each of the upper and lower cases 10 and 70 has a first contact that thermally contacts 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.

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)과 일체로 연장되어 표면 위로 돌출된 형상일 수 있다. In the upper case 10, these first contact areas 14 and 16 are areas in contact with the electronic circuit element 23 mounted on the upper PCB 20, for example, the contact areas 14 and 16 of FIG. ) is a protrusion protruding from the inner surface 13 of the case 10. As shown in FIG. 4 , the protrusion-shaped contact areas 14 and 16 may extend integrally with the inner surface 13 of the case 10 and protrude above the surface.

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 요홈부인지는 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. As another example, as shown in FIG. 4, another contact area 17 among the first contact areas may be a concave portion having a height lower than the inner surface of the case 10, and a relatively bulky electronic circuit such as a coil, for example. element 24 can be contacted. In this way, whether the first contact area is a protrusion or a groove is related to the volume (or height) of the electronic circuit element in contact with the contact area, so specific specifications such as the shape, number, and location of the first contact area may vary depending on the specific embodiment. Of course it can change.

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. Referring to FIG. 3 , first contact areas 74 and 76 may be formed in the lower case 70 as well. In the illustrated embodiment, the contact area 74 is in the shape of a protrusion and the contact area 76 is in the shape of a concave portion. It can be seen that In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, the protrusion-shaped contact area 74 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 can be implemented with a thermally conductive member such as a thermal pad.

또한 도3과 도6에 도시한 바와 같이 상부 및 하부 케이스(10,70)의 각각은 방열 플레이트(40)에서 돌출된 제2 히트폴(43)과 열적으로 접촉하는 제2 접촉영역(15,75)을 케이스의 내측 표면에 더 포함한다. 제2 접촉영역(15,75)은 제2 히트폴(43)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. In addition, as shown in FIGS. 3 and 6, each of the upper and lower cases 10 and 70 has a second contact area 15 that thermally contacts the second heat pole 43 protruding from the heat dissipation plate 40. 75) on the inner surface of the case. The second contact areas 15 and 75 may protrude with a step from the inner surfaces 13 and 73 of the cases 10 and 70 depending on the height or shape of the second heat pole 43, or may protrude from the inner surfaces 13 and 73 of the second heat pole 43. 73) and may have the same surface height, and it will also be understood that the shape, number, or position of the second contact area may vary depending on specific embodiments.

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. According to the configuration of the multi-layer PCB assembly 80 and the cases 10 and 70 surrounding it as described above, heat generated in the PCB can be discharged to the outside of the PCB module 100 through various paths as follows.

첫째, 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)에 실장된 전자회로소자(23,24,64)에서 발생하는 열은 방열 플레이트(40)의 제1 히트폴(42)로 전달된다. 제1 히트폴(42)은 PCB(20,60) 기판을 관통하여 전자회로소자(23,24,64)와 열적으로 직접 접촉하고 있으므로 전자회로소자의 열을 종래에 비해 훨씬 신속하게 흡수할 수 있다. First, heat generated from the electronic circuit elements 23 , 24 , and 64 mounted on the upper PCB 20 and the lower PCB 60 is transferred to the first heat pole 42 of the heat dissipation plate 40 . Since the first heat pole 42 is in direct thermal contact with the electronic circuit elements 23, 24, and 64 by penetrating the PCBs 20 and 60, the heat of the electronic circuit elements can be absorbed much faster than before. there is.

둘째, 방열 플레이트(40)가 상부 및 하부 PCB(20,40)로부터 흡수하는 열은 방열 플레이트(40)의 제2 히트폴(43)을 통해 상부 및 하부 케이스(10,70)로 전달되어 PCB 모듈(100) 외부로 방출될 수 있다. 제2 히트폴(43)도 PCB(20,60) 기판을 관통하여 상부 및 하부 케이스(10,70)와 열적으로 직접 접촉하고 있으므로 방열 플레이트(40)의 열을 종래에 비해 훨씬 신속하게 케이스(10,70)로 배출할 수 있다. Second, the heat absorbed by the heat dissipation plate 40 from the upper and lower PCBs 20 and 40 is transferred to the upper and lower cases 10 and 70 through the second heat poles 43 of the heat dissipation plate 40 to the PCB. It may be emitted to the outside of the module 100. Since the second heat pole 43 also penetrates the substrates of the PCBs 20 and 60 and is in direct thermal contact with the upper and lower cases 10 and 70, the heat of the heat dissipation plate 40 is much more quickly than in the prior art. 10,70).

세째, 상부 PCB(20)와 하부 PCB(60)에 실장된 전자회로소자에서 발생하는 열은 제1 히트폴(42) 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(42)에 접촉되어 있어 제1 히트폴(42)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. Third, heat generated from the electronic circuit elements mounted on the upper PCB 20 and the lower PCB 60 is generated from the first heat pole 42 as well as the first contact areas 14 of the upper and lower cases 10 and 70, 16, 17, 74, and 76 are also transferred to cases 10 and 70. As shown in FIG. 4, one side of the electronic circuit element is in contact with the first heat pole 42 to discharge heat to the first heat pole 42, and the opposite side is in contact with the first contact of the cases 10 and 70. It is in direct thermal contact with the regions 14, 17, 74 and 76, so that heat can be dissipated through the first contact region. That is, since both sides 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 before.

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. As described above, the multilayer PCB assembly 80 and the cases 10 and 70 according to the present invention allow the PCB module 100 to have a multi-faceted heat dissipation structure capable of dissipating heat through various paths. In addition, as an additional effect according to this configuration, the internal space of the PCB module 100 can be significantly reduced, so that a compact and slim PCB module can be manufactured.

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. For example, assuming a case of mounting a TO-220 chip as an electronic circuit element to be mounted on a PCB (20, 60), conventionally, the TO-220 chip was vertically mounted on a multi-layer PCB board, and the heat generated from the chip It passed into the case through the (air-filled) space inside the case and was released out of the case.

그러나 상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면 TO-220 칩을 가로로 눕혀서 PCB(20,60)에 실장하되 칩의 한쪽 면을 제1 히트폴(42)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 플레이트(40)와 케이스(10,70)를 통해 더 빠르게 배출할 수 있다. However, according to one embodiment of the present invention described above, the TO-220 chip is laid horizontally and mounted on the PCBs 20 and 60, but one side of the chip is in contact with the first heat pole 42, and the other side is in contact with the first contact area It can be mounted by contacting (14, 74). Therefore, since the chip can be laid horizontally, the empty space inside the PCB module 100 can be significantly reduced, the thickness of the module 100 can be made thin, and the heat generated from the chip can be transferred to the heat dissipation plate 40 on both sides of the chip And it can be discharged more quickly through the case (10, 70).

그러므로 본 발명을 예컨대 대전력 전력소자 패키지에 적용하면 전력소자의 집적화가 가능해진다. 예를 들어 본 발명자가 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. Therefore, if the present invention is applied to, for example, a high-power power device package, power device integration becomes possible. For example, as a result of the experiment by applying the configuration of the PCB module 100 of the present invention described above to an automobile OBC (On Board Charger) by the present inventors, when the existing multi-layer PCB structure was used, the volume of the 13KW OBC device was 20 liters, but this When the PCB module configuration of the invention was applied, it was confirmed that the volume was significantly reduced to 6 liters and the heat dissipation effect increased by 30 to 40% compared to the prior art.

이제 도7 내지 도9를 참조하여 본 발명의 PCB 모듈(100)의 대안적 실시예를 간단히 설명하기로 한다. Referring now to Figures 7-9, an alternative embodiment of the PCB module 100 of the present invention will be briefly described.

도7은 다른 일 실시예에 따른 PCB 모듈(200)의 예시적 단면 구조를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도4의 PCB 모듈(100)과 비교할 때 도7의 모듈(200)의 내부 구조는 모듈(100)과 거의 동일 또는 유사하므로 설명을 생략한다. 다만 도7의 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. 7 is a diagram schematically illustrating an exemplary cross-sectional structure of a PCB module 200 according to another embodiment. Compared to the PCB module 100 of FIG. 4, the internal structure of the module 200 of FIG. 7 is almost the same as or similar to that of the module 100, and thus a description thereof is omitted. However, in the embodiment of FIG. 7, the upper and lower cases 10 and 70 of the PCB module 200 cover the upper and lower surfaces of the multi-layer PCB assembly 80 without covering the side of the multi-layer PCB assembly 80. .

케이스(10,70)에 의해 커버되지 않는 다층 PCB 어셈블리(80)의 영역에는 도시한 것처럼 예컨대 관통홀(85)이 형성될 수 있고, 이 관통홀(85)을 통해 다층 PCB 어셈블리(80)가 PCB 모듈(200) 외부의 다른 전자장치와 전기적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다. For example, a through hole 85 may be formed in an area of the multilayer PCB assembly 80 not covered by the cases 10 and 70 as shown, and the multilayer PCB assembly 80 may be formed through the through hole 85. It may be electrically or physically connected to other electronic devices outside the PCB module 200 .

도8은 또 다른 일 실시예에 따른 PCB 모듈(300)의 예시적 단면 구조를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도4의 PCB 모듈(100)과 비교할 때 도8의 모듈(300)의 내부 구조는 모듈(100)과 거의 동일 또는 유사하므로 설명을 생략한다. 다만 도8의 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. Fig. 8 is a diagram schematically showing an exemplary cross-sectional structure of a PCB module 300 according to another embodiment. Compared to the PCB module 100 of FIG. 4, the internal structure of the module 300 of FIG. 8 is almost the same as or similar to that of the module 100, and thus a description thereof is omitted. However, in the embodiment of FIG. 8, a first concave-convex shape 79 is formed on the outer surface of the lower case 70 of the PCB module 300, and an additional heat dissipation structure 90 is formed on the outer surface of the lower case 70 this is attached A second concave-convex shape 91 that engages and contacts the first concave-convex shape 79 is formed on the surface of the heat dissipation structure 90, and according to this configuration, the heat of the lower case 70 is more quickly discharged to the outside. can

도8에서는 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. Although the heat dissipation structure 90 is illustrated as being attached to the lower case 70 in FIG. 8 , the heat dissipation structure 90 may also be attached to the upper case 10 , for example. In addition, although concavo-convex shapes 79 and 91 may be formed between the cases 10 and 70 and the heat dissipation structure 90, it may be possible without such concavo-convex shapes.

도9는 또 다른 일 실시예에 따른 PCB 모듈(400)의 예시적 단면 구조를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도4의 PCB 모듈(100)과 비교할 때 도9의 모듈(400)의 내부 구조는 모듈(100)과 거의 동일 또는 유사하다. 다만 도9의 실시예에서 PCB 모듈(400)의 상부 및 하부 케이스(10,70) 중 적어도 하나의 내부 표면에 방열 플레이트(40)와 열적으로 접촉하는 히트폴(43)이 형성되어 있다. 즉 도9의 PCB 모듈(400)에서는 방열 플레이트(40)와 케이스(10,70)를 연결하는 히트폴(43)이 케이스(10,70)측에 형성되어 있다. Fig. 9 is a diagram schematically showing an exemplary cross-sectional structure of a PCB module 400 according to another embodiment. Compared with the PCB module 100 of FIG. 4 , the internal structure of the module 400 of FIG. 9 is almost the same as or similar to the module 100 . However, in the embodiment of FIG. 9 , a heat pole 43 in thermal contact with the heat dissipation plate 40 is formed on the inner surface of at least one of the upper and lower cases 10 and 70 of the PCB module 400 . That is, in the PCB module 400 of FIG. 9 , heat poles 43 connecting the heat dissipation plate 40 and the cases 10 and 70 are formed on the side of the cases 10 and 70 .

그러므로 방열 플레이트(40)와 케이스(10,70)를 열적으로 연결하는 히트폴(43)이 방열 플레이트나 케이스 어느 쪽에 형성되어도 무방하며, 대안적 실시예로서, 히트폴(43)이 방열 플레이트(40)나 케이스(10,70)와 별개의 독립된 부재로 형성된 후 양 단면이 각각 방열 플레이트와 케이스에 결합되어 제작될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다. Therefore, the heat pole 43 that thermally connects the heat radiation plate 40 and the cases 10 and 70 may be formed on either the heat radiation plate or the case, and as an alternative embodiment, the heat pole 43 is the heat radiation plate ( 40) or cases 10 and 70 and then formed as a separate and independent member, it will be understood by those skilled in the art that both end surfaces may be manufactured by being coupled to the heat dissipation plate and the case, respectively.

이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 상술한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications and variations are possible from the description of the above specification. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, but should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.

100, 200, 300, 400: 다층 PCB 모듈
10, 70: 케이스
20, 40: PCB
30, 50: 프리프레그
40: 방열 플레이트
80: 다층 PCB 어셈블리
90: 방열 구조물 100, 200, 300, 400: multilayer PCB module
10, 70: case
20, 40: PCB
30, 50: prepreg
40: heat dissipation plate
80: multi-layer PCB assembly
90: heat dissipation structure

Claims (25)

다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈로서,
전기절연성의 방열 플레이트(40)와 이 방열 플레이트의 상하면에 각각 부착된 상부 인쇄회로기판(PCB)(20) 및 하부 인쇄회로기판(PCB)(60)을 포함하는 다층 PCB 어셈블리(80);
상기 다층 PCB 어셈블리(80)의 상부면을 커버하는 상부 케이스(10); 및
상기 다층 PCB 어셈블리(80)의 하부면을 커버하는 하부 케이스(70);를 포함하고,
상기 방열 플레이트(40)는,
알루미늄 재질의 플레이트에 애노다이징(anodizing) 처리를 하여 사용하며,
상기 상부 PCB(20) 또는 하부 PCB(60)에 실장되는 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 제1 히트폴(42); 및
상기 상부 및 하부 케이스(10, 70) 중 적어도 하나의 내부 표면에 열적으로 접촉하는 제2 히트폴(43);을 포함하며,
상기 상부 PCB(20) 및 하부 PCB(60)에는 각각 상기 제1 히트폴(42) 및 제2 히트폴(43)이 관통 삽입되는 하나 이상의 관통부(21, 61)가 형성되고,
상기 제1 히트폴(42)은 상기 상부 PCB(20) 또는 하부 PCB(60)의 표면과 동일한 높이로 돌출 형성되고, 상기 제2 히트폴(43)은 상기 상부 케이스(10) 또는 하부 케이스(70)의 내부 표면과 접촉하는 높이로 돌출 형성되며,
상기 방열 플레이트(40)와 상기 상부 PCB(20) 사이에 개재되는 전기절연성의 상부 프리프레그(30); 및
상기 방열 플레이트(40)와 상기 하부 PCB(60) 사이에 개재되는 전기절연성의 하부 프리프레그(50);를 포함하고,
상기 상부 및 하부 프리프레그(30, 50)는 전기 절연성을 가지되, 열차단성이 적은 재질로 형성되고,
상기 상부 케이스(10) 및 하부 케이스(20) 중 적어도 하나의 케이스의 외측 표면이 제1 요철 형상(79)으로 형성되고,
상기 적어도 하나의 케이스의 외측 표면에 부착되며 상기 제1 요철 형상에 맞물려서 접촉하는 제2 요철 형상(91)을 갖는 방열 구조물을 더 포함하며,
상기 상부 케이스(10) 및 하부 케이스(20) 중 적어도 하나의 내부 표면에, 상기 상부 PCB(20) 또는 하부 PCB(60)에 실장된 전자회로소자와 열적으로 접촉하는 접촉영역을 포함하고,
상기 상부 케이스(10)의 제1 접촉영역(14, 16)은 상기 상부 케이스(10)의 내부 표면(13)에서 돌출한 돌출부이며, 상기 상부 케이스(10)의 내부 표면(13)과 일체로 연장되어 표면 위로 돌출된 형상이며,
상기 제1 접촉영역(14, 16)과 다른 접촉영역(17)은 케이스(10)의 내부 표면보다 높이가 낮은 요홈부인 것을 특징으로 하는 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈.As a PCB module having a multi-sided heat dissipation structure,
A multilayer PCB assembly 80 including an electrically insulative heat dissipation plate 40 and an upper printed circuit board (PCB) 20 and a lower printed circuit board (PCB) 60 attached to upper and lower surfaces of the heat dissipation plate, respectively;
an upper case 10 covering an upper surface of the multilayer PCB assembly 80; and
A lower case 70 covering the lower surface of the multi-layer PCB assembly 80; includes,
The heat dissipation plate 40,
It is used by anodizing the aluminum plate,
a first heat pole 42 thermally contacting an electronic circuit element mounted on the upper PCB 20 or the lower PCB 60; and
A second heat pole 43 thermally contacting the inner surface of at least one of the upper and lower cases 10 and 70;
One or more penetrating portions 21 and 61 through which the first heat pole 42 and the second heat pole 43 are inserted are formed in the upper PCB 20 and the lower PCB 60, respectively.
The first heat pole 42 protrudes at the same height as the surface of the upper PCB 20 or the lower PCB 60, and the second heat pole 43 extends to the upper case 10 or the lower case ( 70) protruding at a height in contact with the inner surface,
an electrically insulative upper prepreg 30 interposed between the heat dissipation plate 40 and the upper PCB 20; and
Including; an electrically insulating lower prepreg 50 interposed between the heat dissipation plate 40 and the lower PCB 60,
The upper and lower prepregs 30 and 50 have electrical insulation and are formed of a material with low heat insulation,
The outer surface of at least one of the upper case 10 and the lower case 20 is formed in a first concave-convex shape 79,
It is attached to the outer surface of the at least one case and further includes a heat dissipation structure having a second concave-convex shape 91 engaging and contacting the first concave-convex shape,
A contact area that thermally contacts an electronic circuit element mounted on the upper PCB 20 or the lower PCB 60 on an inner surface of at least one of the upper case 10 and the lower case 20,
The first contact areas 14 and 16 of the upper case 10 are protrusions protruding from the inner surface 13 of the upper case 10, and integrally with the inner surface 13 of the upper case 10. It is a shape that is extended and protrudes above the surface,
The PCB module having a multi-sided heat dissipation structure, characterized in that the first contact area (14, 16) and the other contact area (17) is a concave portion having a height lower than the inner surface of the case (10). 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 접촉영역이 써멀 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면 방열구조를 갖는 PCB 모듈. According to claim 1,
The PCB module having a multi-sided heat dissipation structure, characterized in that the contact area includes a thermal pad. 제 1 항에 있어서,
상기 방열 플레이트에 상하면을 관통하는 하나 이상의 관통영역이 형성되고,
상기 다층 PCB 어셈블리(80)가, 상기 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. According to claim 1,
One or more through regions penetrating upper and lower surfaces of the heat dissipation plate are formed;
The multi-layer PCB assembly (80) has a multi-sided heat dissipation structure, characterized in that it includes one or more contact points or contact areas making physical or electrical contact between the upper PCB and the lower PCB through the penetration area of the heat dissipation plate. PCB module. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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