KR100781585B1 - 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

인쇄회로기판이 개시된다. 일면에 모터가 실장되는 기판부 및 기판부의 타면에 면접(面接)하도록 결합되는 보강판을 포함하며, 보강판의 단부에는 절곡부가 형성되는 인쇄회로기판은, 기판부에 단부가 절곡된 형상의 보강판을 결합함으로써, 모터 단품의 강성이 증가되고, 동적 특성을 변화시켜 공진을 회피할 수 있어, 모터가 장착된 프린터 등의 설계 변경 없이도 향상된 안정성을 제공할 수 있다.

모터, 인쇄회로기판, 강성, 공진, 절곡, 요철

Description

인쇄회로기판{Printed Circuit Board}

도 1은 종래기술에 따른 모터가 실장된 인쇄회로기판을 나타내는 사진.

도 2는 인쇄회로기판의 기판부를 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 보강판을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구조를 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구조를 나타내는 단면도.

도 6는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구조를 나타내는 단면도.

도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구조를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판부 12: 모터

16: 절연층 18: 회로패턴

20: 보강판 22, 22', 22": 절곡부

24: 요철부

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것이다.

모터가 실장되는 인쇄회로기판에 있어서, 로터의 회전진동은 축계를 타고 인쇄회로기판으로 전달되고, 영구자석과 코어 스테이터(core stator)사이에 발생하는 전자기력에 의한 진동은 인쇄회로기판으로 전달된다. 회전 및 전자기력에 의해 발생하여 인쇄회로기판에 전달된 진동은 인쇄회로기판을 통해 세트에 전달되게 된다. 이때, 세트의 고유주파수와 모터의 가진진동수가 같게 되면 공진을 일으켜 소음과 진동이 크게 증가될 염려가 있다.

또한, 인쇄회로기판은 얇은 판상이기 때문에 인쇄회로기판에 모터를 실장하는 경우, 모터에 의해 전달되는 진동으로 인하여 인쇄회로기판에 휨이 발생할 수 있다.

이러한 휨을 원인으로 인쇄회로기판 위에 탑재되는 전자부품이 다른 부재와 접촉하고 파손되거나, 전자부품 단자의 접속불량이 발생할 염려가 있다. 또한, 인쇄회로기판 상에 형성된 회로패턴이 절단되거나, 인쇄회로기판 자체가 파손될 염려 도 있다.

이 때문에, 인쇄회로기판의 재질을 변경하거나, 인쇄회로기판의 두께를 증가시켜 인쇄회로기판의 강성을 증가시키는 방법이 시도되고 있다.

그러나, 이러한 방법은 인쇄회로기판의 대형화에 효과적으로 대응할 수 없고, 무게 및 비용의 문제 또한 여전히 존재한다.

본 발명은 기판부에 절곡이 있는 보강판을 결합함으로써 용이하게 강성을 증가시키고, 모터가 장착되는 본체와의 공진을 회피할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 모터가 실장되는 기판부 및 기판부의 타면에 결합되는 보강판을 포함하며, 보강판의 단부에는 절곡부가 형성되는 인쇄회로기판을 제시할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 일면에 모터가 실장되는 기판부 및 기판부의 타면에 결합되는 보강판을 포함하며, 보강판에는 요철부가 형성된 인쇄회로기판을 제시할 수 있다.

절곡부는 복수의 단위절곡으로 이루어지며, 복수의 단위절곡 가운데 일부는 보강판의 타면 방향으로 절곡되고, 나머지는 보강판의 일면 방향으로 절곡될 수 있 다.

절곡부는, 보강판으로부터 수직으로 연장되어 형성되는 것이 좋으며, 보강판은 금속재질로 이루어지는 것이 좋다.

요철부는 단면이 사다리꼴 또는 직사각형인 것이 좋다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위을 포함한 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 단부에 절곡부가 형성되는 보강판을 기판부에 결합하여 이루어짐으로써 향상된 안정성을 제공하는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 기판부의 보강판을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구조를 나타내는 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 기판부(10), 모터(12), 보강판(20, 20', 20"), 절곡부(22, 22', 22")가 도시되어 있다.

기판부(10)에는 일면 또는 양면에 회로패턴(미도시)이 형성되고, 모터(12)가 실장된다. 이를 통하여, 설계자의 의도에 따라 전기적 신호를 발생 또는 전달하는 것과 같은 의도된 기능을 수행할 수 있게 된다.

모터(12)가 작동하면 진동이 발생하게 된다. 모터(12)에 의해 발생된 진동은 회전축을 통해 기판부(10)에 전달되며, 이때 기판의 강도가 약하면 진동 및 정밀도 등에 나쁜 영향을 끼치게 되므로 강성을 보강하기 위해, 기판부(10)에 보강판(20, 20', 20")이 결합된다.

보강판(20, 20', 20")은 기판부(10)에 물리적 또는 화학적으로 결합된다. 로터의 회전에 의한 가진과 함께 자석과 코아 사이의 전자기력 가진을 본체에 전달하는 매개인 기판재는 충분한 강성으로 모터를 지지 해야 한다. 보강판 자체도 높은 강도 및 강성을 가질 수 있도록, 보강판은 금속재질로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들면, 철판으로 이루어질 수 있다.

보강판(20, 20', 20")은 기판부(10)에 결합되어 강성을 보강해주는 수단이므로, 기판부에 상응하는 형상 및 크기로 형성되는 것이 좋다. 예를 들면, 기판부가 사각형 형상이면, 보강판 역시 사각형 형상으로 형성되는 것이 좋다.

보강판을 통해 효율적으로 강성을 보강하기 위하여, 보강판의 단부에는 절곡부(22, 22', 22")가 형성되는 것이 좋다. 단부에 절곡부를 형성하면, 보강판의 면적 관성 모멘트가 증가하게 되고, 이는 보다 높은 강성을 나타내는 원인이 된다. 즉, 같은 크기의 보강판을 사용하여, 강성을 극대화시키기 위해 절곡부를 형성하는 것이다.

같은 이유로, 절곡부는 보강판으로부터 수직으로 연장되어 형성되는 것이 좋 다.

절곡부는(22', 22"), 도 3을 기준으로 설명하면, 도 3의 (a)에 도시된 것과 같은 12각형 형상의 보강판(20)을 제작한 다음, 각 단부를 보강판의 중심방향으로 절곡하여 형성할 수 있다. 절곡부는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 모두 같은 방향으로 절곡될 수도 있고, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 선택적으로 절곡될 수도 있다. 이는 레이저프린터 등과 같이, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판이 적용되는 제품에서, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판이 개재되는 위치에 따라, 인접하는 다른 부품들의 형상 등을 고려하여 다양하게 변경할 수 있다.

이렇게 형성되는 보강판(20', 20")에 기판부(10)를 결합함으로써, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판을 구성한다. 절곡부가 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 모두 같은 방향으로 절곡된 경우, 기판부는 보강판의 일면 또는 타면 어느 곳에 결합되어도 무방하다. 이 역시, 인접하는 다른 부품들의 형상 등을 고려하여 다양하게 변경할 수 있다.

결합을 위하여, 기판부(10)에는 제1 결합홀(16)이, 보강판(20)에는 기판부의제1 결합홀(16)에 대응하는 제2 결합홀(26)이 형성될 수 있다.

본 실시예를 통해 설명한 바와 같이, 단부에 절곡부가 형성되는 보강판을 기판부에 결합하면, 강성의 향상뿐만 아니라, 인쇄회로기판이 개재된 제품(예를 들면, 레이저프린터)과의 공진을 회피할 수 있는 효과도 나타낼 수 있게 된다.

레이저 프린터의 고유진동수와 인쇄회로기판의 가진진동수가 일치하는 것을 방지함으로써 공진을 회피할 수 있게 되는 것이다. 이때, 인쇄회로기판의 고유진동 수를 낮추어 공진을 회피할 수도 있으나, 이것은 기동/정지 시 고유주파수 대역을 지나게 되므로, 순간적으로 진동과 소음을 일으킬 염려가 여전히 존재한다. 따라서 인쇄회로기판의 고유진동수를 증가시켜 공진을 회피하는 것이 좋다.

다음 표는 종래기술에 따른 인쇄회로기판의 기판부와 본 실시예에 따른 인쇄회로기판의 기판부의 고유진동수에 대한 IDEAS 해석 결과를 나타내는 표이다.

두께 1mm인 50*100 크기의 철판(탄성계수 200GPa, 프아송비 0.29)을 대상으로 해석하였으며, 절곡부의 길이는 5mm로 설정하였다.

참고로, 모델 1은 도 4의 (a)에 나타난 인쇄회로기판과 같은 형상이며, 모델 2는 도 4의 (b)에 나타난 인쇄회로기판과 같은 형상이다.

위 표를 통하여, 고유진동수가 약 2배 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통하여, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 고유진동수 증가를 통해 공진을 회피할 수 있음을, 즉 소음과 진동을 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구조를 나타 내는 단면도이다 도 5를 참조하면, 모터(12), 절연층(16), 회로패턴(18), 보강판(20"), 절곡부(22")가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 보강판(20")에 절연층(16)을 적층하고, 그 위에 회로패턴(18)을 직접 형성한 점에서, 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판과 차이가 있다.

기판부와 보강판이 별도로 제조된 다음, 이들을 결합함으로써 인쇄회로기판을 완성할 수도 있으나, 본 실시예에서와 같이, 보강판에 절연층을 적층하고, 그 위에 회로패턴을 형성함으로써, 기판부와 보강판이 일체로 이루어지는 구조를 이룰 수도 있는 것이다.

다음으로, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대해서 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.

본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 요철부(24)가 형성되는 보강판(20a)을 기판부(10)에 결합하여 이루어짐으로써 향상된 안정성을 제공하는 것을 특징으로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 기판부(10), 모터(12), 보강판(20a), 요철부(24)가 도시되어 있다.

기판부(10)에는 일면 또는 양면에 회로패턴(미도시)이 형성되고, 모터(12)가 실장된다. 이를 통하여, 설계자의 의도에 따라 전기적 신호를 발생 또는 전달하는 것과 같은 의도된 기능을 수행할 수 있게 된다.

모터(12)가 작동하면 진동이 발생하게 된다. 모터에 의해 발생된 진동은 기판부(10)에 전달되며, 전달된 진동은 기판부를 매개로 본체에 전달되므로, 기판부의 강성을 보강하기 위해 보강판이 결합된다. 부연 설명하면, 보강판의 목적은 본체에 장착된 모터를 충분한 강성으로 견고히 지지하는 것이다. 만일 보강판의 강성이 충분치 않으면 광학Jitter, 진동 등의 불량을 야기한다. 따라서 같은 두께의 판재를 절곡시켜 보다 강한 강성의 모터 단품을 용이하게 제작할 수 있고 또한 절곡부의 양을 조절함으로써 있을 수 있는 본체와의 공진도 용이하게 피할 수 있다.

보강판(20a)은 기판부에 결합되어 진동으로부터 기판부를 보호할 수 있도록 강성을 보강해주는 역할을 수행한다. 보강판 자체도 높은 강도 및 강성을 가질 수 있도록, 보강판은 금속재질로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들면, 철판으로 이루어질 수 있다.

보강판(20a)은 기판부에 결합되어 강성을 보강해주는 수단이므로, 기판부에 상응하는 형상 및 크기로 형성되는 것이 좋다. 예를 들면, 기판부가 사각형 형상이면, 보강판 역시 사각형 형상으로 형성되는 것이 좋다.

보강판(20a)을 통해 효율적으로 강성을 보강하기 위하여, 보강판에는 요철부(24)가 형성된다. 보강판에 요철부를 형성하면, 보강판의 단면 2차 모멘트는 증가하게 되고, 이는 보다 높은 강성을 나타내는 원인이 된다. 즉, 같은 크기의 보강판을 사용하여, 강성을 극대화시키기 위해 요철부를 형성하는 것이다.

요철부는 도 6에 도시된 바와 같이, 단면이 직사각형(24)인 것이 좋다. 요철 부와 기판부 사이의 접촉 면적이 좁으면, 하중이 집중되어 파괴의 염려가 발생할 수 있기 때문이다. 다만, 가공상의 오차를 고려하여, 사다리꼴 형상으로 형성할 수도 있다.

이렇게 형성되는 보강판(20a)에 기판부(10)를 결합함으로써, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판을 구성한다. 결합을 위하여, 기판부(10)에는 제1 결합홀(16)이, 보강판(20a)에는 제1 결합홀(16)에 대응하는 제2 결합홀(26)이 형성될 수 있다.

다음 표는 종래기술에 따른 인쇄회로기판의 기판부와 본 실시예에 따른 인쇄회로기판의 기판부의 고유진동수에 대한 IDEAS 해석 결과를 나타내는 표이다.

두께 1mm인 50*100 크기의 철판(탄성계수 200GPa, 프아송비 0.29)을 대상으로 해석하였으며, 절곡부의 길이는 5mm로 설정하였다.

참고로, 모델 3은 도 6에 나타난 인쇄회로기판과 같은 형상이다.

위 표를 통하여, 고유진동수가 약 3배 이상 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통하여, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 고유진동수 증가를 통해 공진을 회피할 수 있음을, 즉 소음과 진동을 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대해, 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.

본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 요철부가 형성되고, 그 단부에는 절곡부가 형성되는 보강판을 기판부에 결합하여 이루어짐으로써, 향상된 안정성을 제공하는 것을 특징으로 한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 모터가 실장되는 인쇄회로기판의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 기판부(10), 모터(12), 제1 결합홀(16), 보강판(20b), 절곡부(22'), 요철부(24), 제2 결합홀(26)이 도시되어 있다.

앞서 설명한 제1 실시예 및 제2 실시예의 구성요소와 동일 또는 유사한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

보강판(20b)은 기판부에 결합되어 진동으로부터 기판부를 보호할 수 있도록 강성을 보강해주는 역할을 수행한다.

보강판(20b)을 통해 효율적으로 강성을 보강하기 위하여, 보강판(20b)에는 요철부(24)가, 보강판의 단부에는 절곡부(22')가 형성된다. 보강판에 요철부 및 절곡부를 형성하면, 보강판의 면적관성모멘트는 증가하게 되고, 이는 보다 높은 강성을 나타내는 원인이 된다. 즉, 같은 크기의 보강판을 사용하여, 강성을 극대화시키기 위해 요철부(24) 및 절곡부(22')를 형성하는 것이다.

한편, 절곡부의 절곡방향 및 요철부의 형상을 앞서 설명한 제1 실시예와 제2 실시예에서와 같이 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.

이렇게 형성되는 보강판(20b)에 기판부(10)를 결합함으로써, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판을 구성한다. 결합을 위하여, 기판부(10)에는 제1 결합홀(16)이, 보강판(20b)에는 제1 결합홀(16)에 대응하는 제2 결합홀(26)이 형성될 수 있다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 청구범위 내에 존재한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판은 기판부에 단부가 절곡된 형상의 보강판을 결합함으로써, 모터 단품의 강성이 증가되고, 동적 특성을 변화시켜 공진을 회피할 수 있어, 모터가 장착된 프린터 등의 설계 변경 없이도 향상된 안정성을 제공할 수 있다.

또한, 기판부에 요철부가 형성되는 보강판을 결합함으로써, 강성을 더욱 더 증가시킬 수 있고, 본체와의 공진도 용이하게 회피할 수 있어, 향상된 안정성을 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 일면에 모터가 실장되는 기판부; 및

   상기 기판부의 타면에 면접(面接)하도록 결합되는 보강판을 포함하며,

   상기 보강판의 단부에는 절곡부가 형성되는 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보강판은 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절곡부는 복수의 단위절곡으로 이루어지며,

   상기 복수의 단위절곡 가운데 일부는 상기 보강판의 일면 방향으로 절곡되고,

   나머지는 상기 보강판의 타면 방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
4. 제1항에 있어서,

   상기 절곡부는,

   상기 보강판으로부터 수직으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
5. 일면에 모터가 실장되는 기판부; 및

   상기 기판부의 타면에 결합되는 보강판을 포함하며,

   상기 보강판에는 요철부가 형성되는 인쇄회로기판.
6. 제5항에 있어서,

   상기 요철부는 단면이 사다리꼴 또는 직사각형인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
7. 제1항에 있어서,

   상기 보강판에는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.

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