KR101276415B1 - 히트 싱크 홀더를 갖는 몰드 모터 - Google Patents

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KR101276415B1
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장정철
이경주
김병수
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뉴모텍(주)
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Abstract

본 발명에 따른 몰드 모터는 코일이 권선되어 있는 스테이터, 상기 스테이터의 일측에 설치되며 회전축과 함께 회전하는 로터, 상기 코일에 전기적으로 연결되어 있는 인쇄회로기판, 및 상기 스테이터, 로터 및 인쇄회로기판이 수지 몰딩에 의해 형성된 하우징에 의해 보호되는 몰드 모터에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 실장되어 있는 IC칩 몰드의 일측에 형성되어 있는 최소한 하나의 체결홀 상기 IC칩 몰드의 상부에 위치하는 히트 싱크, 및 상기 히트 싱크의 상부에 위치하며 상기 체결홀에 결합되는 최소한 하나 이상의 레그를 갖는 히트 싱크 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

히트 싱크 홀더를 갖는 몰드 모터{Mold Motor with Heat Sink Holder}
본 발명은 모터에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 모터 하우징을 수지 몰딩에 의하여 사출하는 모터에 있어서 IC칩에서 발생하는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있으면서도 제조 비용을 낮출 수 있는 모터에 관한 것이다.
최근 에어컨의 실외기에 사용되는 모터와 같이 외부 환경에 노출되어 사용되는 전기 제품의 경우 모터 내부에 빗물이나 습기가 침투하는 것을 방지하기 위하여 모터 하우징을 수지 몰딩, 특히 비엠씨(BMC: Bulk Molding Compound) 재질로 제조한 몰드 모터가 널리 사용되고 있다.
이러한 몰드 모터는 수지 몰딩으로 형성한 하우징 내부에 스테이터, 로터, 회전축을 포함하고 있으며, 모터를 구동하기 위한 회로가 실장되어 있는 인쇄회로기판을 포함한다. 이 인쇄회로기판에는 모터 구동용 IC칩이 실장되어 있는데, 이 IC칩은 에폭시 등의 IC칩 몰드에 의하여 내부 회로를 보호하고 있다. 모터의 구동시 이 IC칩에서는 상당한 열이 발생하기 때문에, IC칩 몰드를 통해 효과적으로 열이 배출될 수 있는 다양한 구조의 모터가 개발되어 왔다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0039785호는 IC칩 외부에 금속 재질의 방열 플레이트를 설치하고, 이 방열 플레이트로 전도되는 열을 효율적으로 소산(dissipation)시키기 위한 방열 패드를 적용한 모터를 개시하고 있다. 이러한 모터의 경우 열방출 효율은 높을지 모르나 방열 패드를 사용하기 때문에 모터 하우징의 사출이 어렵고, 제조 비용이 높아지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 도 1과 같이 보다 간단한 방열 구조를 갖는 모터가 사용되고 있다. 도 1을 참조하면, 인쇄회로기판(10)에는 IC칩이 실장되어 있는데, IC칩 몰드(11)에 열전도율이 높은 금속 재질의 히트 싱크(20)를 접촉시켜 놓고, 히트 싱크(20)에 형성되어 있는 복수 개의 나사홀(21)에 나사(22)를 결합시켜 히트 싱크(20)를 IC칩 몰드(11)에 결합시키고 있다.
그러나 이와 같은 구조는 히트 싱크(20)에 나사홀(21)을 형성해야 하는데 이는 열전도율이 높은 금속에 나사홀을 형성하는 공정이 더 필요하며, 나사홀 만큼의 손실이 발생한다. 더욱이, 나사(22)가 고정되기 위한 구멍(도시되지 않음)이 IC칩 몰드(11) 또는 인쇄회로기판(10)에 형성해야 하기 때문에 공정이 복잡하여 제조 비용이 상승하는 원인이 되고 있다.
이에 본 발명자들은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 히트 싱크를 간단하게 고정시킬 수 있어 제조 비용을 낮출 수 있으면서도 열방출 효율 면에서 성능 저하가 없는 새로운 구조의 몰드 모터를 제안하고자 한다.
본 발명의 목적은 히트 싱크를 IC칩 몰드에 간편하게 고정시킬 수 있는 몰드 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조 공정이 단순하고 원자재 비용을 낮춤으로써 제조 비용을 낮출 수 있는 몰드 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 다른 목적들은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
코일이 권선되어 있는 스테이터, 상기 스테이터의 일측에 설치되며 회전축과 함께 회전하는 로터, 상기 코일에 전기적으로 연결되어 있는 인쇄회로기판, 및 상기 스테이터, 로터 및 인쇄회로기판이 수지 몰딩에 의해 형성된 하우징에 의해 보호되는 몰드 모터에 있어서,
상기 인쇄회로기판에 실장되어 있는 IC칩 몰드의 일측에 형성되어 있는 최소한 하나의 체결홀;
상기 IC칩 몰드의 상부에 위치하는 히트 싱크; 및
상기 히트 싱크의 상부에 위치하며 상기 체결홀에 결합되는 최소한 하나 이상의 레그를 갖는 히트 싱크 홀더;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드 모터.
본 발명에서, 상기 레그의 말단에는 후크가 형성되어 있어도 좋다.
본 발명에서, 상기 히트 싱크 홀더의 상부에 개구부가 형성되어 있어도 좋다.
본 발명에서, 상기 히트 싱크 홀더의 내부 측면에 측면 접촉부와 공간부가 형성되어 있어도 좋다.
본 발명은 히트 싱크를 IC칩 몰드에 간편하게 고정시킬 수 있는 구조를 제안함으로써 제조 공정이 단순하고 원자재 비용을 낮춤으로써 제조 비용을 낮출 수 있는 몰드 모터를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 몰드 모터에 적용되는 인쇄회로기판의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 몰드 모터의 단면도를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 몰드 모터에 적용되는 인쇄회로기판의 평면도이다.
도 4는 도 3의 B-B'를 절단하여 바라본 단면 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 몰드 모터의 단면도를 나타내고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 몰드 모터는 스테이터(100), 로터(200), 회전축(300) 및 하우징(400)으로 이루어지며, 회전축(300)의 일측 말단 쪽에는 인쇄회로기판(10)이 설치되어 있다.
스테이터(100)는 코어에 코일이 감겨져 있는 고정자이며, 로터(200)는 스테이터의 코일에 전류가 공급되면 변하는 자속에 의하여 회전을 하는 회전자이다. 이 로터(200)의 구동을 위한 소자들은 인쇄회로기판(10)에 실장되어 있으며, 외부 전원은 인쇄회로기판(10)의 커넥터를 통해 공급된다. 하우징(400)은 수지 몰딩에 의하여 제조되며, 바람직하게는 스테이터(100)를 인서트 사출 금형에 위치시킨 상태에서 BMC 수지 몰딩으로 형성한다.
인쇄회로기판(10)에 실장된 소자 중에는 구동 IC칩이 포함되어 있는데, IC칩 내부의 구동회로는 IC칩 몰드(11)에 의하여 보호되고 있다. 즉, IC칩의 패키징 공정에서 에폭시 수지 등의 재질로 봉지(encapsulation)되어 있는 부분이 IC칩 몰드(11)이다. 인쇄회로기판(10)에 전원이 인가되어 모터가 작동하면, IC칩에 열이 발생하는데, 이 열을 효과적으로 소산시키기 위하여 IC칩 몰드(11)에 열전도율이 높은 금속 재질의 히트 싱크(20)을 접촉시킨 상태로 고정시킨다. 종래의 히트 싱크(20)는 도 1에서와 같이 나사 등에 의한 고정 방법이 널리 사용되고 있다.
본 발명에서는 IC칩 몰드(11)에 보다 간편한 방법에 의해 히트 싱크(20)를 결합시키기 위하여 히트 싱크 홀더(30)를 사용한다. 히트 싱크 홀더(30)에는 레그(31)가 형성되어 있으며, 이 레그(31)가 인쇄회로기판(10)에 형성되어 있는 구멍에 삽입됨으로써 간편하게 히트 싱크(20)를 IC칩 몰드(11)에 접촉하여 고정시킬 수 있다. 자세한 사항은 다음 도면들을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 몰드 모터에 적용되는 인쇄회로기판(10)의 평면도이며, 도 4는 도 3의 B-B'를 절단하여 바라본 단면 사시도로써, 히트 싱크(20)와 히트 싱크 홀더(30)가 결합된 상태를 보여주고 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 반 발명에 사용되는 히트 싱크 홀더(30)는 IC칩 몰드(11)의 상부에 위치하는 히트 싱크(20)를 고정하는 역할을 하는 동시에 히트 싱크(20)에서 발열되는 열을 보다 용이하게 소산시킬 수 있도록 하는 구조를 갖는다.
구체적으로, 히트 싱크 홀더(30)는 하부 일측에 최소한 하나 이상의 레그(31)를 가지며, 이 레그(31)의 길이는 히트 싱크(20), IC칩 몰드(11) 및 인쇄회로기판(10)의 두께를 합친 것보다 길어야 한다. 레그(31)의 말단에는 후크(32)가 형성되어 있는데, 이 후크(32)는 인쇄회로기판(10)에 형성되어 있는 체결홀(12)에 삽입되어 걸리게 되므로, 히트 싱크 홀더(30)가 인쇄회로기판(10)에 단단히 고정되도록 한다. 레그(31)는 도 4에서 2개가 형성되어 있는데, 반드시 2개에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 하나 이상을 적용하여 구현하여도 좋다.
체결홀(12)은 히트 싱크 홀더(30)의 레그(31) 말단이 삽입되는 부분이며, 인쇄회로기판(10) 상의 IC칩 몰드(11)의 일측에 형성되어 있다. 레그(31) 및 체결홀(12)은 서로 결합되어야 하기 때문에 인쇄회로기판(10) 상의 대응하는 위치에 형성된다. 체결홀(12)은 인쇄회로기판(10) 상에, 그리고 IC칩 몰드(11)의 일측에 최소한 하나 이상 레그(31)의 개수에 대응하는 개수 만큼 형성된다.
히트 싱크 홀더(30)의 상부에는 히트 싱크(20)의 상부면을 외부로 개방시키기 위한 개구부(33)가 형성되어 있다. 이 개구부(33)의 크기는 히트 싱크(20)의 상부면의 크기보다 약간 작게 하여, 히트 싱크(20)의 상부면이 최대한 넓게 노출되도록 하는 것이 바람직하다.
히트 싱크 홀더(30)의 내측 벽면, 즉 히트 싱크(20)의 측면이 닿는 부분에는 공간부(34)와 측면 접촉부(35)가 형성되어 있다. 또한, 히트 싱크 홀더(30)의 상부 내측면에 히트 싱크(20)의 상부면과 만나는 부분은 상부 접촉부(36)가 된다. 즉, 히트 싱크 홀더(30)가 인쇄회로기판(10)에 고정될 때 상부 접촉부(36)와 측면 접촉부(35)는 히트 싱크(20)의 상부면이 맞닿아 있게 된다. 이 때, 히트 싱크(20)의 일측면과 히트 싱크 홀더(30)의 내측면 사이에 일정한 공간이 형성되도록 하기 위해, 히트 싱크 홀더(30) 내측에 공간부(34)를 형성한다. 이 공간부(34)에 의하여 히트 싱크(20)로 전달된 열이 용이하게 외부로 방출될 수 있도록 한다.
히트 싱크(20)의 열이 보다 용이하게 방출되도록 하기 위하여, 공간부(34)를 형성하는 것에 나아가, 측면 접촉부(35) 또는 상면 접촉부(36) 중의 한 부분 또는 모두에 유로홈(도시되지 않음)을 더 형성하여도 좋다. 이 유로홈은 가로 또는 세로 방향으로 촘촘하게 형성하여도 좋고, 공간부(34)의 형상을 따라 방사상으로 형성하여도 좋다.
이상에서 설명한 본 발명은 구체적인 실시예에 불과할 뿐 본 발명의 범위를 정하는 것이 아님을 명심하여야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 기재에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 인쇄회로기판 11: IC칩 몰드
12: 체결홀 20: 히트 싱크
30: 히트 싱크 홀더 31: 레그
32: 후크 33: 개구부
34: 공간부 35: 측면 접촉부
36: 상면 접촉부 100: 스테이터
200: 로터 300: 회전축
400: 하우징

Claims (4)

  1. 코일이 권선되어 있는 스테이터, 상기 스테이터의 일측에 설치되며 회전축과 함께 회전하는 로터, 상기 코일에 전기적으로 연결되어 있는 인쇄회로기판, 및 상기 스테이터, 로터 및 인쇄회로기판이 수지 몰딩에 의해 형성된 하우징에 의해 보호되는 몰드 모터에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에 실장되어 있는 IC칩 몰드의 일측에 형성되어 있는 최소한 하나의 체결홀;
    상기 IC칩 몰드의 상부에 위치하는 히트 싱크; 및
    상기 히트 싱크의 상부에 위치하고 상기 체결홀에 결합되며 상기 체결홀의 수와 같은 개수의 레그를 갖는 히트 싱크 홀더;
    를 포함하고, 상기 레그의 말단에는 후크가 형성되어 있어 상기 레그가 상기 체결홀에 결합될 때 상기 후크가 상게 체결홀에 고정됨으로써 상기 히트 싱크 홀더가 고정되며,
    상기 히트 싱크 홀더의 내부의 일부 측면이 상기 IC칩 몰드의 측면의 일부에 접촉하는 측면 접촉부와, 상기 히트 싱크 홀더의 내부 다른 일부 측면과 상기 히트 싱크의 일부 측면 사이에 형성되는 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 몰드 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 히트 싱크 홀더의 상부에 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 몰드 모터.
  4. 삭제
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