KR20070099132A - 지능형 전원 모듈의 방열 구조 및 이를 구비한 플라즈마디스플레이 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지능형 전원 모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있으며, 지능형 전원 모듈에 장착된 히트싱크에서 발생하는 진동 및 소음을 저감할 수 있는 지능형 전원 모듈의 방열 구조 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 모듈을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 회로기판과, 상기 회로기판에 배치되는 지능형 전원 모듈과, 상기 지능형 전원 모듈에 설치된 히트싱크를 포함하되, 상기 히트싱크는 적어도 2개의 방열핀들과 상기 방열핀들 사이에 배치되어 양단이 상기 방열핀들과 접촉하는 고정부재를 구비하는 지능형 전원 모듈의 방열 구조를 제공한다.

Description

지능형 전원 모듈의 방열 구조 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 모듈{Heat dissipating structure of intelligent power module and plasma display module comprising the same}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전원 모듈이 회로기판에 장착된 모습을 도시한 개략적인 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.

도 3은 상기 실시예에 따른 지능형 전원 모듈의 방열 구조를 포함하는 플라즈마 디스플레이 모듈의 일 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110, 220: 회로기판 111, 231: 보스

112, 232: 볼트 120, 270: 지능형 전원 모듈

121: 다리 122: 설치구멍

130, 271: 히트싱크 131, 271a: 방열핀

132, 271b: 고정부재 133: 암나사

140, 230: 섀시 150, 272: 방열시트

150a: 장착구멍 160: 장착볼트

200: 플라즈마 디스플레이 모듈 210: 플라즈마 디스플레이 패널

240: 신호전달수단 250: 양면접착수단

260: 패널방열시트

본 발명은 지능형 전원 모듈의 방열 구조 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 모듈에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 지능형 전원 모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있으며, 지능형 전원 모듈에 장착된 히트싱크에서 발생하는 진동 및 소음을 저감할 수 있는 지능형 전원 모듈의 방열 구조 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 모듈에 관한 것이다.

통상적으로 플라즈마 디스플레이 장치는 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서, 기존에 많이 사용되던 음극선관(cathode-ray tube : CRT)인 브라운관에 비하여, 평판화, 경량화 및 박형화 등이 가능하여 최근에 각광받고 있다.

통상적으로, 플라즈마 디스플레이 장치를 이루는 플라즈마 디스플레이 모듈은 플라즈마 디스플레이 패널, 섀시 및 구동장치를 포함하여 이루어진다.

상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 섀시에 부착되며, 상기 구동장치와 전기적으로 연결되어 화상을 구현한다.

상기 구동장치는 회로기판 및 여러 종류의 회로소자들로 이루어져 있으며, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 전압 등의 전기적 신호를 인가하여 상기 플라즈 마 디스플레이 패널을 구동하는 기능을 수행한다.

상기 회로기판에 배치된 회로소자로서 지능형 전원 모듈(intelligent power module: IPM)이 사용될 수 있는데, 지능형 전원 모듈은 최근 들어 그 응용이 확대되고 있는 회로소자이다.

종래의 지능형 전원 모듈은 작동 중에 스위칭 작용과 변압 등의 기능을 수시로 수행하기 때문에 많은 양의 열이 발생하므로, 그 상면에는 방열을 위한 히트싱크가 설치되어 왔다. 그러한 히트싱크는 복수개의 방열핀을 구비하고 있는데, 그 방열핀들의 형상은 표면이 매끄러운 얇은 판을 여러장 적층한 형상을 가지고 있었다.

그러나, 그와 같은 종래의 지능형 전원 모듈의 방열 구조에 장착되는 히트싱크는 종종 과도한 진동 및 소음을 발생시키는 경우가 있었다. 즉, 종래의 지능형 전원 모듈은 스위칭 작용을 수행하므로 진동을 다량으로 발생시키는데, 발생한 진동은 히트싱크의 방열핀으로 전달되어 증폭됨으로써, 진동 및 소음이 더욱 심하게 되는 경우가 있었다.

따라서, 지능형 전원 모듈에서 발생하는 열을 효율적으로 방출시키는 동시에, 히트싱크로부터 발생하는 진동 및 소음을 줄일 수 있는 새로운 구조의 지능형 전원 모듈의 방열 구조를 개발할 필요가 대두된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 지능형 전원 모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 방 출할 수 있는 동시에, 지능형 전원 모듈에 장착된 히트싱크에서 발생하는 진동 및 소음을 저감할 수 있는 지능형 전원 모듈의 방열 구조 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명은, 회로기판과, 상기 회로기판에 배치되는 지능형 전원 모듈과, 상기 지능형 전원 모듈에 설치된 히트싱크를 포함하되, 상기 히트싱크는 적어도 2개의 방열핀들과 상기 방열핀들 사이에 배치되어 양단이 상기 방열핀들과 접촉하는 고정부재를 구비하는 지능형 전원 모듈의 방열 구조를 제공한다.

여기서, 상기 지능형 전원 모듈과 상기 히트싱크 사이에는 방열시트가 개재되어 설치될 수 있다.

여기서, 상기 지능형 전원 모듈과 상기 히트싱크 사이에는 써멀 그리스가 개재되어 설치될 수 있다.

여기서, 상기 고정부재는 상기 방열핀들의 단부 사이에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 고정부재는 복수개로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명은, 화상을 구현하는 플라즈마 디스플레이 패널과, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 회로기판과, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 및 상기 회로기판을 지지하는 섀시와, 상기 회로기판에 배치되는 지능형 전원 모듈과, 상기 지능형 전원 모듈에 설치된 히트싱크를 포함하되, 상기 히트싱크는 적어도 2개의 방열핀들과 상기 방열핀들 사이에 배치되어 양단이 상기 방열핀들과 접촉하는 고정부재를 구비하는 플라즈마 디스플레이 모듈을 제공한다.

여기서, 상기 지능형 전원 모듈과 상기 히트싱크 사이에는 방열시트가 개재되어 설치될 수 있다.

여기서, 상기 지능형 전원 모듈과 상기 히트싱크 사이에는 써멀 그리스가 개재되어 설치될 수 있다.

여기서, 상기 고정부재는 상기 방열핀들의 단부 사이에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 고정부재는 복수개로 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전원 모듈이 회로기판에 장착된 모습을 도시한 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전원 모듈의 방열 구조는 회로기판(110), 지능형 전원 모듈(120) 및 히트싱크(130)를 포함하여 구성된다.

회로기판(110)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board: PCB)으로서, 보스(111) 및 볼트(112)에 의해 섀시(140)와 소정의 거리를 두고 섀시(140)에 장착되어 있다.

지능형 전원 모듈(120)은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), FRD(Fast Recovery Diode) 등의 전력용 반도체 소자와 보호회로, 구동회로 및 제어회로 등을 하나의 패키지(package)로 구현한 것으로서, 금속의 인쇄회로기판에 상기 전력용 반도체 소자를 배치한 후, 에폭시 수 지 등으로 몰딩(molding)하여 구성한다.

지능형 전원 모듈(120)은 상기 회로기판(110)의 일면에 배치되는데, 데이터를 전달하는 복수개의 다리(121)로 회로기판(110)에 고정된다.

지능형 전원 모듈(120)의 상부에는 히트싱크(130)가 장착된다.

히트싱크(130)는 복수개의 방열핀(131)과, 방열핀(131) 사이에 배치되는 고정부재(132)를 구비한다.

방열핀(131)은 얇은 판의 형태로 되어 있으며, 그 하부는 서로 연결되어 있는데, 금속의 소재로 이루어지고, 주조, 다이캐스팅 등의 방법으로 형성된다.

본 실시예에 따른 방열핀(131)은 금속의 소재로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 방열핀의 소재는, 지능형 전원 모듈로부터 발생되는 열을 전달받아, 방열핀에 접촉하는 공기로 열을 잘 방출할 수 있는 소재이면 되고, 그 외에 소재 선정에 있어 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 본 발명에 따른 방열핀의 소재는 합성수지를 포함하여 이루어져도 되고, 그 경우, 방열핀은 사출 성형의 방법으로 형성될 수도 있다.

방열핀(131)들 사이에는 복수개의 고정부재(132)가 배치되는데, 고정부재(132)의 양단은 방열핀(131)의 상단부의 면들과 접촉하고 있다.

고정부재(132)는 브레이징 용접, 납땜, 접착제 접착방법 등으로 방열핀(131) 사이에 끼워져 부착된다.

고정부재(132)는 방열핀(131)의 상호간을 고정시켜, 방열핀(131)의 흔들림을 방지하는 기능을 수행한다. 즉, 지능형 전원 모듈(120)로부터 전달되는 진동이 방 열핀(131)으로 전달되는 경우에, 고정부재(132)가 방열핀(131)의 운동을 방지하기 때문에, 방열핀(131)의 진동이 대폭적으로 저감되게 된다.

본 실시예에 따른 고정부재(132)는 방열핀(131)의 부분 중 단부 사이에 배치되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 고정부재는 방열핀의 중간부 사이에 배치될 수도 있다.

본 실시예에 따른 고정부재(132)는, 용접, 납땜 등의 접착수단에 의해 방열핀(131)에 장착되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 고정부재는 단순히 방열핀 사이에 끼워 배치함으로써, 방열핀의 탄성력만을 이용하여 장착할 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 고정부재(132)를 형성함에 있어서는, 고정부재(132)의 폭(B) 및 높이(H)를 너무 크게 형성하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 고정부재(132)의 폭(B) 및 높이(H)를 너무 두껍게 형성하면, 유동하는 공기의 흐름을 방해할 수 있으므로, 고정부재(132)의 폭(B) 및 높이(H)는 가급적 작게 형성하되, 방열핀(131)의 흔들림을 방지할 수 있을 정도의 폭(B) 및 높이(H)로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 히트싱크(130)는 방열핀(131)을 먼저 형성한 다음, 고정부재(132)를 방열핀(131)들 사이에 장착하나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 히트싱크는 방열핀을 형성할 때, 고정부재도 같이 일체로 형성할 수 있다.

한편, 지능형 전원 모듈(120)과 히트싱크(130) 사이에는 방열시트(150)가 위 치한다.

방열시트(150)는 열전도성이 우수한 합성수지로 형성되며, 지능형 전원 모듈(120)에서 발생되는 열을 히트싱크(130)로 전달하는 기능을 수행한다.

본 실시예에서는 방열시트(150)를 이용하여 지능형 전원 모듈(120)로부터 히트싱크(130)로 열을 전달하는 구성을 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 지능형 전원 모듈의 방열 구조는 방열시트를 구비하지 않고, 상기 지능형 전원 모듈과 히트싱크를 서로 밀착시켜 구성될 수 있다. 또한, 본 발명은 방열시트의 위치에 써멀 그리스(thermal grease)나, 열전도성이 뛰어난 용제증발형 접착제 등을 개재시켜 설치할 수도 있다.

장착볼트(160)는 지능형 전원 모듈(120)의 하부쪽에서 히트싱크(130)쪽으로 장착된다.

즉, 히트싱크(130)에는 장착볼트(160)에 대응되는 암나사(133)가 형성되고, 지능형 전원 모듈(120)에는 조립 시 장착볼트(160)가 관통되는 위치에 설치구멍(122)이 형성되고, 방열시트(150)에도 장착볼트(160)가 관통되는 위치에 장착구멍(150a)이 형성된다.

따라서, 장착볼트(160)에 의해 상기 지능형 전원 모듈(120), 히트싱크(130), 방열시트(150)가 일체로 고정된다.

즉, 작업자는 지능형 전원 모듈(120), 히트싱크(130) 및 방열시트(150)를 도 1 및 도 2와 같이 배치하고, 장착볼트(160)를 설치구멍(122), 장착구멍(150a)에 순서대로 관통시켜 암나사(133)에 고정한 후, 지능형 전원 모듈(120)의 다리(121)를 회로기판(110)에 장착함으로써, 상기 본 실시예에 따른 지능형 전원 모듈의 방열구조를 설치할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는 장착볼트(160)를 이용한 나사결합을 사용하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 지능형 전원 모듈(120)과 방열시트(150) 사이나, 방열시트(150)와 히트싱크(130) 사이에는 열전도성이 강한 용제증발형 접착제나 양면 테이프가 사용되어 구성될 수도 있다.

이하, 본 실시예의 지능형 전원 모듈(120)에서 발생되는 열 및 진동의 주된 전달경로를 살펴본다.

지능형 전원 모듈(120)에서 발생한 열은 지능형 전원 모듈(120)의 상면으로 전달되게 된다. 지능형 전원 모듈(120)의 상면으로 전달된 열은 방열시트(150)를 경유하여 히트싱크(130)로 이동한다. 방열시트(150)를 경유하여 히트싱크(130)로 이동한 열은 대류 열전달 작용에 의해 방열핀(131)에 접촉하는 공기로 방출된다.

한편, 지능형 전원 모듈(120)에서 발생한 진동은 방열시트(150)를 경유하여, 히트싱크(130)의 하부로 전달되게 된다. 히트싱크(130)로 전달된 진동은 방열핀(131)으로 전달되게 되는데, 고정부재(132)가 방열핀(131)을 고정시키고 있기 때문에, 진동은 증폭되지 않고, 진동 및 소음이 점차 감쇠되게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 전원 모듈의 방열 구조에 의하면, 지능형 전원 모듈(120)의 상부에 설치되는 히트싱크(130)의 방열핀(131) 사이에 고정부재(132)를 형성함으로써, 지능형 전원 모듈(120)로부터 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 동시에, 히트싱크(130)로부터 발생하는 소음 및 진동도 저감할 수 있게 된다.

도 3은 상기 실시예에 따른 지능형 전원 모듈의 방열 구조를 포함하는 플라즈마 디스플레이 모듈의 일 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.

도 3에 따른 플라즈마 디스플레이 모듈(200)은 플라즈마 디스플레이 패널(210)과, 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 회로들이 배치된 복수의 회로기판(220)과, 플라즈마 디스플레이 패널(210) 및 회로기판(220)을 지지하는 섀시(230)를 포함하여 구성된다.

화상이 구현되는 기능을 하는 플라즈마 디스플레이 패널(210)은 제1기판(211)과 제2기판(212)이 접합되어 만들어지고, 회로기판(220)과 신호전달수단(240)에 의해 전기적으로 연결되어 있다.

신호전달수단(240)으로는 플렉시블 프린티드 케이블(Flexible Printed Cable : FPC), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 등이 사용된다.

섀시(230)는 알루미늄과 같은 금속으로 제작되며, 필요에 따라서 주조 또는 프레스가공 등에 의하여 제작된다.

섀시(230)는 그 전방에 플라즈마 디스플레이 패널(210)이 고정되어 지지되고, 그 후방에는 회로기판(220)이 장착된다.

플라즈마 디스플레이 패널(210)과 섀시(230)의 결합은 플라즈마 디스플레이 패널(210)의 후면에 부착되는 양면접착수단(250)을 매개로 하여 이루어지는데, 양면접착수단(250)으로서는 양면테이프가 사용된다.

한편, 플라즈마 디스플레이 패널(210)과 섀시(230)의 사이에는 열전도성이 뛰어난 패널방열시트(260)가 개재되어 설치되어, 플라즈마 디스플레이 패널(210)의 작동 중에 발생되는 열을 섀시(230)로 방출될 수 있도록 되어 있다.

회로기판(220)은 플라즈마 디스플레이 패널(210)을 구동하는 기능을 하며, 보스(231)와 볼트(232)에 의해서 섀시(230)에 장착된다.

회로기판(220)에는 회로소자들이 배치되는데, 그 중에는 지능형 전원 모듈(270)도 배치된다.

지능형 전원 모듈(270)에는 히트싱크(271)와 방열시트(272)가 장착되는데, 히트싱크(271)는 방열핀(271a) 및 고정부재(271b)를 구비함으로써, 지능형 전원 모듈(270)의 작동 시 발생하는 열을 효율적으로 방출하는 동시에, 진동 및 소음을 저감할 수 있는 구조를 가진다. 이와 같이, 지능형 전원 모듈(270)이 장착되는 구성은 앞서 살펴본 실시예의 지능형 전원 모듈의 방열 구조를 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 실시예에 따른 지능형 전원 모듈의 방열 구조를 포함하는 플라즈마 디스플레이 모듈(200)은, 발열량이 많은 지능형 전원 모듈(270)에, 방열핀(271a) 및 고정부재(271b)를 구비하는 히트싱크(271)를 설치함으로써, 지능형 전원 모듈(270)로부터 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있으며, 히트싱크(271)로부터 발생하는 진동 및 소음도 효과적으로 저감시킬 수 있다. 그렇게 되면, 지능형 전원 모듈(270) 및 플라즈마 디스플레이 모듈(200)의 성능, 수명 및 품질을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고정부재를 구비한 히트싱크를 지능형 전원 모듈에 설치함으로써, 지능형 전원 모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 동시에, 히트싱크에서 발생하는 진동 및 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 지능형 전원 모듈의 과열을 방지함으로써, 그 성능이 보전되고, 수명이 증대되는 효과가 있으며, 지능형 전원 모듈의 방열 구조의 소음 및 진동을 전체적으로 저감함으로써, 제품의 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 많은 수의 지능형 전원 모듈 및 회로기판이 존재하는 플라즈마 디스플레이 모듈의 경우에 적용한다면, 그 효과가 더욱 크다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

1. 회로기판;

   상기 회로기판에 배치되는 지능형 전원 모듈; 및

   상기 지능형 전원 모듈에 설치된 히트싱크를 포함하되,

   상기 히트싱크는 적어도 2개의 방열핀들과, 상기 방열핀들 사이에 배치되어 양단이 상기 방열핀들과 접촉하는 고정부재를 구비하는 지능형 전원 모듈의 방열 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지능형 전원 모듈과 상기 히트싱크 사이에는 방열시트가 개재되어 설치된 지능형 전원 모듈의 방열 구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 지능형 전원 모듈과 상기 히트싱크 사이에는 써멀 그리스가 개재되어 설치된 지능형 전원 모듈의 방열 구조.
4. 제1항에 있어서,

   상기 고정부재는 상기 방열핀들의 단부 사이에 배치되는 지능형 전원 모듈의 방열 구조.
5. 제1항에 있어서,

   상기 고정부재는 복수개로 형성되는 지능형 전원 모듈의 방열 구조.
6. 화상을 구현하는 플라즈마 디스플레이 패널;

   상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 회로기판;

   상기 플라즈마 디스플레이 패널 및 상기 회로기판을 지지하는 섀시;

   상기 회로기판에 배치되는 지능형 전원 모듈; 및

   상기 지능형 전원 모듈에 설치된 히트싱크를 포함하되,

   상기 히트싱크는 적어도 2개의 방열핀들과, 상기 방열핀들 사이에 배치되어 양단이 상기 방열핀들과 접촉하는 고정부재를 구비하는 플라즈마 디스플레이 모듈.
7. 제6항에 있어서,

   상기 지능형 전원 모듈과 상기 히트싱크 사이에는 방열시트가 개재되어 설치된 플라즈마 디스플레이 모듈.
8. 제6항에 있어서,

   상기 지능형 전원 모듈과 상기 히트싱크 사이에는 써멀 그리스가 개재되어 설치된 플라즈마 디스플레이 모듈.
9. 제6항에 있어서,

   상기 고정부재는 상기 방열핀들의 단부 사이에 배치되는 플라즈마 디스플레이 모듈.
10. 제6항에 있어서,

    상기 고정부재는 복수개로 형성되는 플라즈마 디스플레이 모듈.

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