KR20030080726A - 집적 파워 모듈 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각성능 및 공정시간을 단축시킬 수 있도록 한 집적 파워 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 집적 파워 모듈은 회로소자들이 실장된 에폭시 수지판과, 에폭시 수지판의 배면에 직접 부착되는 냉각핀과, 에폭시 수지판의 사면을 감싸도록 사각틀 형태를 가지는 케이스를 구비한다.

Description

집적 파워 모듈 및 그의 제조방법{INTEGRATED POWER MODULE AND FABRICATING METHOD THEREOF}
본 발명은 집적 파워 모듈 및 그의 제조방법에 관한 것으로 특히, 냉각성능 및 공정시간을 단축시킬 수 있도록 한 집적 파워 모듈 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 진공 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표시장치이다. PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명 대형화면의 구현이 가능하다는 점등의 장점이 있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들로 구성되며, 하나의 방전셀은 화면의 한 화소를 이루게 된다.
도 1은 종래의 3 전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀 구조를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 3 전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(10) 상에 형성되어진 제 1전극(12Y) 및 제 2전극(12Z)과, 하부기판(18) 상에 형성되어진 어드레스 전극(20X)을 구비한다.
제 1전극(12Y)과 제 2전극(12Z)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체층(14)과 보호막(16)이 적층된다. 상부 유전체층(14)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(16)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(14)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(16)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
어드레스전극(20X)이 형성된 하부기판(18) 상에는 하부 유전체층(22), 격벽(24)이 형성되며, 하부 유전체층(22)과 격벽(24) 표면에는 형광체층(26)이 도포된다. 어드레스전극(20X)은 제 1전극(12Y) 및 제 2전극(12Z)과 교차되는 방향으로 형성된다.
격벽(24)은 어드레스전극(20X)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체층(26)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상부기판(10), 하부기판(18)과 격벽(24) 사이에 마련된 방전공간에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
도 2는 종래의 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이의 구동장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 3전극 교류 면방전형 PDP의 구동장치는 m×n 개의 방전셀들(1)이 제 1전극라인들(Y1내지Ym), 제 2전극라인들(Z1내지Zm) 및 어드레스전극라인들(X1내지Xn)과 접속되게끔 매트릭스 형태로 배치된 PDP(30)와, 제 1전극라인들(Y1내지Ym)을 구동하기 위한 제 1서스테인 구동부(32)와, 제 2전극라인들(Z1내지Zm)을 구동하기 위한 재 2서스테인 구동부(34)와, 기수 번째 어드레스전극라인들(X1,X3,…,Xn-3,Xn-1)과 우수 번째 어드레스전극라인들(X2,X4,… ,Xn-2,Xn)을 분할 구동하기 위한 제 1 및 제 2 어드레스 구동부(36A,36B)를 구비한다.
제 1 및 제 2 어드레스 구동부(36A,36B)는 스캔펄스에 동기되게끔 영상 데이터를 어드레스전극라인들(X1내지Xn)에 공급하게 된다. 제 1 어드레스 구동부(36A)는 기수 번째 어드레스전극라인들(X1,X3,…,Xn-3,Xn-1)에 영상데이터를 공급한다. 제 2 어드레스 구동부(36B)는 우수 번째 어드레스전극라인들(X2,X4,…,Xn-2,Xn)에 영상데이터를 공급한다.
제 1서스테인 구동부(32)는 제 1전극라인들(Y1내지Ym)에 스캔펄스를 순차적으로 공급한다. 또한, 제 1서스테인 구동부(32)는 제 1전극라인들(Y1내지Ym)에 공통적으로 서스테인펄스를 공급한다. 제 2서스테인 구동부(34)는 제2전극라인들(Z1내지Zm) 모두에 서스테인 펄스를 공급한다.
이와 같은 제 1 및 제 2서스테인 구동부(32,34)는 PDP(30)에서 서스테인방전이 일어날 수 있도록 수백 볼트 이상의 고압을 PDP(30)에 공급하고, 이에 따라 높은 구동전력이 필요하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제 1 및 제 2에너지 회수회로(38,40)가 이용된다.
제 1 및 제 2에너지 회수회로(38,40)는 제 1전극(12Y) 및 제 2전극(12Z) 사이의 전압을 회수하여 다음 방전시의 구동전압으로 회수된 전압을 이용한다. 이와 같이 제 1 및 제 2에너지 회수회로(38,40)는 PDP에 공급된 전압을 재이용함으로써 PDP에서 소모되는 전력을 양을 낮춰줄 수 있다.
이와 같은 제 1서스테인 구동부(32) 및 제 1에너지 회수회로(38)와 제 2서스테인 구동부(34) 및 제 2에너지 회수회로(40) 각각은 인쇄회로기판(PCB)에 집적 파워 모듈(Integrated Power Module : 이하 "IPS"라 함)로 부착된다.
도 3은 종래의 집적 파워 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래의 IPS(42)는 각종 회로소자들(52)이 실장되는 메탈 피씨비(이하 "메탈 PCB"라 함 : 46)와, 메탈 피씨비(46)를 지지하기 위한 케이스(44)를 구비한다.
메탈 PCB(46)는 PCB(Printed Circuit Board)의 일종으로, 회로소자(52)들이 에스엠디(SMD : Surface Mounted Device) 형태로 결합되어 있는 에폭시 수지판(50)과, 상기 회로소자(52)에서 발생되는 열을 흡수하여 도시되지 않은 냉각핀으로 방열시키는 금속판(48)을 구비한다. 금속판(48)은 열을 충분히 흡수할 수 있도록 열효율이 높은 알루미늄(Al)이 이용된다.
케이스(44)는 메탈 PCB(46)를 보호하기 위하여 설치된다. 이와 같은 케이스(44)는 합성수지로 된 사출물로써 사각틀 형상을 가지며, 그 내부에 메탈 PCB(46)가 십입된다. 아울러 케이스(44)에는 다수의 핀(54)들이 설치되고, 이 핀(54)들은 외부로부터의 신호를 각 회로소자(52)들로 공급함과 아울러 회로소자(52)들로부터의 구동신호를 외부로 공급한다. 또한, 케이스(44)의 양측단에는 홀(56)들이 형성되고, 이 홀(56)들 통하여 냉각핀과 결합된다.
도 4a 및 도 4b는 집적 파워 모듈과 냉각핀의 결합모습을 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 냉각핀(60)은 베이스 플레이트 상에 다수의 핀들이 신장되는 형태로 구성된다. 이와 같은 냉각핀(60)은 금속판(48)으로부터의 열을 효율적으로 방열시키기 위하여 열 효율이 높은 알루미늄이 이용된다. 냉각핀(60)과 금속판(48) 사이에는 열전도 매체(58)가 설치된다. 열전도 매체(58)로는 실리콘 수지가 주로 이용된다.
이와 같은 냉각핀(60)과 IPS(42)는 케이스(44)에 형성된 홀(56)에 의해 결합된다. 다시 말하여, 홀(56)을 관통하도록 스크류(62)가 설치되어 냉각핀(60)과 IPS(42)를 결합하게 된다.
하지만, 이와 같은 종래의 IPS(42)는 냉각핀(60)과 IPS(42) 사이에 추가로 열전도 매체(58)가 설치되기 때문에 냉각성능이 저하되게 된다. 다시 말하여, 열전도 매체(58)의 열저항에 의하여 열전달 효율이 저하되고, 이에 따라 냉각성능이저하되는 단점이 있다.
아울러, 2개의 알루미늄 판(즉, 금속판(48), 냉각핀(60))이 사용되기 때문에 제조비용이 높아지는 단점이 있다. 또한, 2개의 알루미늄 판이 사용되기 때문에 많은 제조공정 시간이 소모되고, 2개의 알루미늄 판을 결합하기 위하여 스크류(62)들이 추가로 이용되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 냉각성능 및 공정시간을 단축시킬 수 있도록 한 집적 파워 모듈 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 사시도.
도 2는 종래의 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이의 구동장치를 나타내는 도면.
도 3은 종래의 집적 파워 모듈을 나타내는 사시도.
도 4a는 종래의 집적 파워 모듈에 냉각핀이 부착된 모습을 나타내는 사시도.
도 4b는 종래의 집적 파워 모듈에 냉각핀이 부착된 모습을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 집적 파워 모듈을 나타내는 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 집적 파워 모듈을 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 집적 파워 모듈을 나타내는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 상부기판12Y : 제 1전극
12Z : 제 2전극14,22 : 유전체층
16 : 보호막18 : 하부기판
20X : 어드레스전극24 : 격벽
26 : 형광체층30 : PDP
32,34 : 서스테인 구동부36A,36B : 어드레스 구동부
38,40 : 에너지 회수회로42,70 : IPM
44,80 : 케이스46 : 메탈 피씨비
48 : 금속판50,76 : 에폭시 수지판
52,78 : 회로소자54,82 : 핀
56 : 홀58 : 열전도 매체
60,74 : 냉각핀62 : 스크류
72 : 냉각/PCB
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 집적 파워 모듈은 회로소자들이 실장된 에폭시 수지판과, 에폭시 수지판의 배면에 직접 부착되는 냉각핀과, 에폭시 수지판의 사면을 감싸도록 사각틀 형태를 가지는 케이스를 구비한다.
상기 케이스에는 다수의 핀들이 형성되고, 핀들은 외부로부터의 제 1구동신호를 회로소자들로 공급함과 아울러 회로소자들로부터 발생되는 제 2구동신호를 외부로 전달한다.
상기 냉각핀은 알루미늄으로 형성된다.
본 발명의 집적 파워 모듈의 제조방법은 배선들이 인쇄된 에폭시 수지판을 준비하는 단계와, 에폭시 수지판을 냉각핀에 접착시키는 단계와, 에폭시 수지판에회로소자들을 실장시키는 단계와, 에폭시 수지판의 사면을 감싸도록 사각틀 형태를 가지는 케이스를 에폭시 수지판에 부착시키는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 집적 파워 모듈을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 IPS(70)는 각종 회로소자들(78)이 실장됨과 아울러 회로소자들(78)로부터 발생되는 열을 방열시키기 위한 냉각/PCB(72)와, 냉각/PCB(72)를 지지하기 위한 케이스(80)를 구비한다.
냉각/PCB(72)는 에폭시 수지판(76)과 냉각핀(74)을 구비한다. 에폭시 수지판(76)에는 회로소자들(78)이 에스엠디(SMD) 형태로 결합되어 있다. 냉각핀(74)은 베이스 플레이트 상에 다수의 핀들이 신장되는 형태로 구성된다. 이와 같은 냉각핀(74)은 에폭시 수지판(76), 즉 회로소자들(78)로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열시키기 위하여 열 효율이 높은 알루미늄이 이용된다.
이를 종래의 IPS와 비교해보면, 본 발명에서는 냉각핀(74)에 직접 에폭시 수지판(76)이 접착되게 된다. 이와 같이 에폭시 수지판(76)이 냉각핀(74)에 직접 접착되게 되면 열전달 효율이 향상되고, 이에 따라 냉각성능을 높일 수 있다. 다시 말하여, 종래에는 에폭시 수지판(76)에서 발생된 열이 금속판(48) 및 열전도매체(58)를 경유하여 냉각핀(74)에 전달되기 때문에 냉각성능이 저하된다. 이에 비하여, 본원 발명에서는 에폭시 수지판(76)에 냉각핀(74)에 직접 접착되기 때문에 높은 냉각성능을 유지할 수 있다.
케이스(80)는 냉각/PCB(72)를 보호하기 위하여 설치된다. 이와 같은 케이스(80)는 합성수지로 된 사출물로써 사각틀 형상을 가지며, 그 내부에 냉각/PCB(72)가 삽입된다. 아울러, 케이스(80)에는 다수의 핀(82)들이 설치되고, 이 핀(82)들은 외부로부터의 신호를 각 회로소자(78)들로 공급함과 아울러 회로소자(78)들로부터의 구동신호를 외부로 공급한다.
이와 같은 케이스(80)에는 냉각핀(74)이 추가로 접착되지 않기 때문에 스크류등이 사용되지 않는다. 다시 말하여, 냉각핀(74)에 에폭시 수지판(76)이 접착된 상태에서 케이스(80)가 에폭시 수지판(76)을 감싸도록 형성되기 때문에 케이스(80)와 냉각핀(74)의 접착하기 위하여 별도의 공정이 추가되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 집적 파워 모듈 및 그의 제조방법에 의하면 에폭시 수지판을 냉각핀에 직접 부착시키기 때문에 열 냉각효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 에폭시 수지판 및 냉각핀 사이에 추가적인 금속판 및 열전도 매체가 설치되지 않기 때문에 제조비용을 저감할 수 있다. 아울러, 에폭시 수지판을 보호하기 위하여 설치되는 케이스와 냉각핀간의 추가적인 합착공정이 생략되기 때문에 공정시간이 단축되게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 회로소자들이 실장된 에폭시 수지판과,
    상기 에폭시 수지판의 배면에 직접 부착되는 냉각핀과,
    상기 에폭시 수지판의 사면을 감싸도록 사각틀 형태를 가지는 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 집적 파워 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스에는 다수의 핀들이 형성되고, 상기 핀들은 외부로부터의 제 1구동신호를 상기 회로소자들로 공급함과 아울러 상기 회로소자들로부터 발생되는 제 2구동신호를 외부로 전달하는 것을 특징으로 하는 집적 파워 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각핀은 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 집적 파워 모듈.
  4. 배선들이 인쇄된 에폭시 수지판을 준비하는 단계와,
    상기 에폭시 수지판을 냉각핀에 접착시키는 단계와,
    상기 에폭시 수지판에 회로소자들을 실장시키는 단계와,
    상기 에폭시 수지판의 사면을 감싸도록 사각틀 형태를 가지는 케이스를 상기 에폭시 수지판에 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 파워 모듈의 제조방법
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