KR101891394B1 - 습한 환경에서 사용 가능한 웨이퍼, 이를 적용한 기판의 수밀 구조 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 습한 환경에서 사용 가능한 웨이퍼, 이를 적용한 기판의 수밀 구조 및 제조 방법에 관한 것으로, 커넥터가 매립되지 않으면서도 기판 및 이에 전기적으로 접속되는 구조가 습기 등으로부터 절연될 수 있는 실링 을 구현한 웨이퍼와 하우징 구조를 제공한다. 이는 하우징에 기판을 삽입한 상태에서 기판 상에 설치된 웨이퍼가 하우징의 외벽을 가로지르도록 끼워지되, 웨이퍼와 하우징의 외벽 사이로 몰딩이 새어 나오지 않도록 함으로써 구현될 수 있다.

Description

습한 환경에서 사용 가능한 웨이퍼, 이를 적용한 기판의 수밀 구조 및 제조 방법{A WAFER USABLE AT HUMID AIR, SEALING STRUCTURE AND SEALING METHOD FOR SUBSTRATE USING THE SAME}

본 발명은 기판과 전선 간의 전기적인 연결을 위한 웨이퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습기가 많은 환경에서 사용하기 위해 고안된 웨이퍼 구조, 기판에 전기적으로 연결되며 고정되어 있는 웨이퍼와 당해 기판을 습기가 많은 환경에서 사용할 수 있도록 전기적으로 절연 실링한 구조 및 그 수밀 방법에 관한 것이다.

자연 대류만으로는 냉기가 골고루 퍼질 수가 없을 정도의 규모를 가진 냉장고 내부에는 냉기를 순환시키기 위한 팬이 사용된다. 팬의 사용을 위해서는 전기에너지를 운동에너지로 바꾸는 모터가 필요하며, 장기간 사용하는 가전 제품인 냉장고의 경우, 그 수명을 확보하기 위해 BLDC모터(brushless DC motor)가 사용되고 있다.

모터에 전자기력을 발생시키기 위해서는 모터의 스테이터 코일에 전원을 공급할 필요가 있는데, 모터 내부에는 이러한 전원의 공급을 제어하는 회로가 설치된다. 통상 이러한 회로는 기판 상에 구현되는데, 모터에 공급되는 전원 역시 이러한 기판에 연결된다.

그런데 냉장고의 공기 순환 경로에 있어서 모터와 팬이 설치되는 경로의 공기는 이슬이 맺힐 정도로 습한 경우가 많다. 따라서 상기 기판의 전기 회로는 이러한 습기에 영향을 받지 않도록 전기적으로 절연되어야 하며, 통상 기판 전체를 우레탄 등으로 몰딩하여 수밀 실링하는 것이 일반적이다.

이러한 실링 구조로서 종래에는, 웨이퍼가 고정되며 전기적으로 연결된 기판을 모터 하우징 내부에 수용하되, 외부 전원선의 선단부에 마련된 커넥터를 상기 웨이퍼에 끼운 상태에서 기판, 웨이퍼, 커넥터 및 커넥터에 연결된 전선의 선단부 일부분이 매립되도록 우레탄 몰딩으로 실링하는 구조가 적용되어 왔다.

그리고 전원선의 일부가 우레탄 몰딩에 매립되기 때문에, 모터를 취급하면서 전원선이 당겨지는 등의 과정에서 전원선이 매립되어 있는 우레탄 몰딩 부분이 파손되지 않도록 하기 위해, 전원선에 외삽된 고무패킹을 모터 하우징의 외벽에 마련된 전원선의 인출구멍에 끼운 후 조립을 완료함으로써, 실수로 전원선이 당겨지더라도, 그 충격을 고무패킹 쪽에서 흡수하도록 한 것이 일반적이었다.

그러나 이러한 구조는 커넥터와 해당 커넥터에 연결된 전선의 일부가 모터 하우징 내에서 우레탄 몰딩에 매립되어 버리는 상태가 되므로, 몰딩 후에는 전선의 길이, 전선의 타측 단부에 설치된 외부전원 연결용 플러그의 종류를 변경하는 것이 불가능하다. 따라서 서로 다른 규격의 모터와 서로 다른 환경에 사용되는 커넥터-전선-외부전원 연결용 플러그의 종류 중 어느 하나라도 달라지면 그에 따라 모터의 규격이 별도로 정해져야 하는 문제가 있었다.

이는 제조 단계뿐만 아니라 유통과 서비스 과정에서도 물류와 부품의 가짓수와 종류를 증가시키는 만큼, 그 관리가 매우 복잡하다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기판 및 이에 전기적으로 연결 고정된 웨이퍼에 대해서만 수밀 실링을 하고, 전선이 연결되는 커넥터는 실링용 몰딩에 매립되지 않도록 하여, 서로 다른 규격의 전선과 외부전원 연결용 플러그를 가진 커넥터를 범용적으로 적용할 수 있는 모터 하우징 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 조립과 수밀 실링 작업이 매우 용이한 모터 하우징 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 수밀을 위한 밀봉이 되어 있는 상태에서도 커넥터와 착탈이 가능하도록 커넥터 삽입구가 하우징 외측으로 노출된 모터 하우징 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 하우징 외측으로 노출된 웨이퍼와 커넥터가 서로 원활하게 체결될 수 있는 구조를 가지는 모터 하우징을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 하우징 외부로 노출되어 수밀 처리가 되지 않은 웨이퍼 내부의 핀 부분이 습기와 수분의 영향을 받지 않도록 한 웨이퍼 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 웨이퍼의 커넥터 삽입구 부분이 하우징 외부로 노출될 수 있도록 기판 상에 설치되기에 적합한 웨이퍼 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 웨이퍼와 모터 하우징을 제조하기 위한 조립 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 커넥터가 매립되지 않으면서도 기판 및 이에 전기적으로 접속되는 구조가 습기 등으로부터 절연될 수 있는 실링 을 구현한 웨이퍼와 하우징 구조를 제공한다. 이는 하우징에 기판을 삽입한 상태에서 기판 상에 설치된 웨이퍼가 하우징의 외벽을 가로지르도록 끼워지되, 웨이퍼와 하우징의 외벽 사이로 몰딩이 새어 나오지 않도록 함으로써 구현될 수 있다. 또한 웨이퍼를 하우징 외벽에 간단하면서도 견고하게 고정할 수 있는 구조도 함께 제공한다.

보다 구체적으로 본 발명은 외벽에 의해 구분되는 외부공간과 내부공간 사이에 전기적 연결이 필요하며, 내부공간에 수용되는 기판의 수밀(水密)이 필요한 하우징으로서, 상기 하우징 내부에 마련되는 수용공간; 상기 수용공간 내에 수용되는 기판; 상기 기판과 고정되며 전기적으로 연결되는 웨이퍼; 상기 웨이퍼의 커넥터 삽입구가 하우징의 외측을 향하는 방향으로 배향되며 관통하도록 상기 하우징의 외벽에 마련된 개구부; 및 상기 웨이퍼와 기판의 전기적 접속 부위를 포함하여 상기 기판을 감싸는 몰딩을 포함하는 하우징 구조를 제공하여, 기판과 이에 전기적으로 접속되는 구조를 수밀 몰딩하면서도 커넥터의 착탈이 가능하도록 하였다.

여기서 상기 개구부의 내측 둘레 및 상기 개구부와 형합되는 상기 웨이퍼의 외측 둘레 중 어느 한 쪽에는 끼움홈이 마련되고, 나머지 한 쪽에는 상기 끼움홈에 끼워 맞춰지는 끼움돌기가 마련되도록 함으로써, 하우징의 외벽과 웨이퍼 간에 견고한 체결력이 보장되고, 하우징 내부에 채워지는 몰딩이 새어 나오지 않도록 하였다.

여기서 상기 하우징은, 상기 수용공간, 기판, 웨이퍼, 개구부 및 몰딩을 포함하는 제1하우징과; 상기 제1하우징과 결합되는 제2하우징;을 포함하도록 하여서, 제1하우징에 기판과 웨이퍼를 설치하고 몰딩이 완료된 상태에서 제2하우징을 체결할 수 있도록 하여 조립의 편의성을 높혔다.

특히 상기 제2하우징이 상기 제1하우징의 개구부에서 상기 웨이퍼가 차지하는 부분 이외의 부분을 덮는 마감부를 포함하도록 함으로써, 웨이퍼를 하우징의 개구부에 끼울 때 웨이퍼의 밑면과 측면 부분이 모두 개구부의 내부 둘레에 의해 둘러싸이도록 하여 조립이 간편하고 몰딩이 새어 나오지 않도록 하는 구조를 더 확실히 하였으며, 그 이후 제2하우징을 제1하우징에 결합할 때 개구부의 나머지 부분이 모두 폐색되도록 하였다.

또한 상기 웨이퍼의 암형 벽의 둘레 중 상기 제2하우징과 마주하는 벽 부분에는 상기 끼움돌기 부분이 구비되지 않도록 함으로써 제2하우징과 제1하우징을 결합할 때 서로 끼워 맞춰야 하는 부분을 최소화하여 조립의 편의성을 한층 더 도모하였다.

여기서 상기 웨이퍼에 결합되는 커넥터의 제2체결부와 걸림 체결되는 제1체결부는 상기 외벽보다 외측에 배치되도록 하고, 상기 웨이퍼와 결합되는 커넥터의 방향성을 결정하는 제1방향결정부는 상기 외벽보다 외측에 배치되도록 하여 하우징 외부로 노출되는 웨이퍼 부분과 커넥터의 체결 구조를 구현하였다.

여기서 상기 커넥터 삽입구를 통해 하우징 외부공간으로 노출되는 복수 개의 핀들은 수분에 의해 누전이나 합선이 발생하지 않도록 인접하는 핀들 간에 소정의 이격 거리를 두었다.

여기서 상기 커넥터 삽입구를 통해 하우징 외부공간으로 노출되는 복수 개의 핀들에 있어서 인접하는 핀들 간의 이격 거리는 3mm 이상이 되도록 하여 습기에 의해 성능이 저하되는 현상을 방지하였다.

여기서 상기 외벽보다 내측에 배치되는 웨이퍼 부분의 단부에는 상기 기판과 접하는 연장부재가 돌출되어 있어서, 기판과 웨이퍼를 전기적으로 연결하며 고정하는 과정 중 뿐만 아니라 고정된 후에도 웨이퍼가 기판 상에서 정 위치를 잘 유지하도록 하였다.

또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 일측에 커넥터 삽입구가 마련되며 내부에 커넥터가 수용되는 암형 벽; 커넥터 삽입구에 대향하는 상기 암형 벽 단부에 마련되는 관통벽; 및 상기 관통벽에 매립되며 상기 관통벽을 관통하는 복수 개의 핀;을 구비하고, 상기 복수 개의 핀들 사이의 간격은 수분에 의해 누전이나 합선이 발생하지 않도록 인접하는 핀들 간에 소정의 이격 거리를 둔 웨이퍼를 제공한다.

여기서 상기 암형 벽의 외측 둘레에는 끼움돌기 또는 끼움홈이 마련되고, 상기 웨이퍼에 결합되는 커넥터의 제2체결부와 걸림 체결되는 제1체결부는 상기 끼움돌기 또는 끼움홈보다 커넥터 삽입구와 가깝게 배치되며, 상기 웨이퍼와 결합되는 커넥터의 방향성을 결정하는 제1방향결정부는 상기 끼움돌기 또는 끼움홈보다 커넥터 삽입구와 가깝게 배치된다.

여기서 상기 관통벽으로 관통되어 나오는 핀은 상기 커넥터의 삽입 방향에 대해 소정의 각도로 절곡된 형태이고, 상기 관통벽에서 상기 커넥터 삽입구와 대향하는 방향으로는 상기 웨이퍼가 전기적으로 연결되는 기판과 접하는 연장부재가 돌출된다.

또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 외벽에 의해 구분되는 외부공간과 내부공간 사이에 전기적 연결이 필요하며, 내부공간에 수용되는 기판의 수밀(水密)이 필요한 하우징의 조립 방법으로서, 기판이 수용되는 수용공간이 마련되고, 웨이퍼가 관통할 개구부가 상기 외벽에 마련된 제1하우징을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 웨이퍼를 고정하며 전기적으로 연결하는 단계; 상기 웨이퍼가 고정된 기판을 상기 수용공간에 삽입하며 상기 웨이퍼를 상기 개구부에 내삽하는 단계; 상기 기판이 수용된 수용공간에 몰딩을 주입하여 몰딩 내부에 상기 기판, 및 상기 웨이퍼와 기판의 전기적 접속 부위가 매립되도록 하는 단계;를 포함하는 하우징 조립 방법을 제공함으로써, 기판과 웨이퍼의 설치 및 밀봉 공정을 포함한 하우징의 조립 과정을 매우 간단하게 할 수 있다.

여기서 상기 웨이퍼를 상기 개구부에 내삽하는 단계는, 상기 개구부의 내측 둘레 및 상기 개구부와 형합되는 상기 웨이퍼의 외측 둘레 중 어느 한 쪽에 마련된 끼움홈에, 나머지 한 쪽에 마련된 끼움돌기를 끼워 맞추는 공정을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 몰딩 공정 후 상기 제1하우징에 제2하우징을 체결하되, 상기 제1하우징의 개구부에서 상기 웨이퍼가 차지하는 부분 이외의 부분을 덮는 마감부를 상기 개구부에 삽입하도록 한다.

이러한 조립 과정은, 웨이퍼를 견고하게 고정함과 함께 웨이퍼와 하우징의 외벽 사이로 몰딩이 새는 것을 방지하여 몰딩 작업의 편의성도 향상시킨다.

본 발명에 의하면, 하우징 내부에 수용되는 기판과 여기에 연결되는 웨이퍼의 전기적인 접속 부위에 수분이 침투하지 않도록 밀봉한 상태에서도, 외부전원선이 연결된 커넥터의 착탈이 가능하도록 함으로써, 전원선의 길이와 전원선 단부에 마련된 외부전원 연결 플러그의 종류마다 규격을 달리 해야 하는 번거로움 없이 공용화가 가능하여, 제품의 설계, 제작, 유통, 유지 보수가 간편하다.

또한 본 발명에 의하면, 웨이퍼의 커넥터 삽입구가 하우징 외부로 노출되도록 웨이퍼를 하우징 외벽에 고정하는 작업과 실링을 위한 몰딩 작업을 위해 필요한 웨이퍼와 하우징 간의 형합 작업이 동시에 이루어지므로 조립 편의성이 더욱 높다.

또한 본 발명에 의하면, 2 이상으로 분할 제작된 하우징의 어느 하나에 기판과 웨이퍼의 설치, 실링 작업이 모두 이루어지도록 하고, 분할 제작된 하우징을 조립하는 과정에서 웨이퍼와의 간섭을 없애서 조립 편의성을 더욱 높였다.

또한 본 발명에 의하면, 외부로 노출되는 웨이퍼 부분에 커넥터와의 고정 구조와 방향 결정구조를 모두 구비시켜 커넥터의 착탈을 용이하게 하였다.

또한 본 발명에 의하면 하우징 외부 공간으로 노출되는 웨이퍼의 핀의 간격을 상당 수준 이격시켜 놓아, 수분이 모터의 성능에 영향을 주지 않도록 하였다.

또한 본 발명에 의하면, 웨이퍼와 기판의 조립이 간편하고 웨이퍼가 기판에 고정되는 과정 뿐만 아니라 그 후에도 기판에 대해 정위치를 견고하게 유지할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예로서 모터 하우징의 일부를 구성하는 제1하우징의 내측을 바라본 사시도,
도 2는 도 1의 A부분의 확대 사시도,
도 3은 도 1의 제1하우징과 함께 모터 하우징의 일부를 구성하는 제2하우징의 내측을 바라본 사시도,
도 4는 도 1의 제1하우징에 수용되는 기판에 고정되고 전기적으로 연결되는 웨이퍼의 사시도,
도 5는 도 4의 웨이퍼를 커넥터 삽입구 쪽에서 바라본 도면,
도 6은 도 4의 웨이퍼를 기판에 끼우는 과정을 나타낸 도면,
도 7은 기판의 핀 연결부에 끼워진 웨이퍼의 핀을 납땜하여 전기적으로 연결하고 고정한 상태를 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 기판과 웨이퍼를 제1하우징에 장착한 상태를 나타낸 도면,
도 9는 도 8의 제1하우징의 수용공간에 수용된 기판에 몰딩 처리한 상태를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명에 따른 웨이퍼에 끼워지는 커넥터의 일실시예를 나타낸 사시도,
도 11은 도 10의 커넥터에 전선과 외부전원 연결용 플러그가 연결되어 있는 상태를 나타낸 측면도, 그리고
도 12는 도 4의 웨이퍼에 도 10의 커넥터가 체결된 상태를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명은 습하거나 결로가 생기는 환경에서 사용되는 모터에 공급되는 전원의 누전이나 합선 없이 모터 하우징 외부로부터 모터 하우징 내부로 전원을 공급하기 위한 구조에 관한 것으로서, 모터 하우징 내에는 공급된 전원과 모터의 동작을 제어하는 PCB와 같은 기판이 내장되고, 모터 하우징의 외벽에는 상기 기판에 설치된 웨이퍼의 커넥터 삽입구가 노출되어 있으며, 상기 웨이퍼에 커넥터를 착탈 가능하게 끼울 수 있으면서도 수분이나 습기가 전원 계통에 악영향을 주어 모터의 성능을 저하시키는 일이 없는 모터의 기판 및 전원선 설치 구조를 제공한다. 본 발명에서는 상술한 모터로서 BLDC모터가 예시된다.

상기 모터의 하우징에는 로터를 회전시키기 위한 전자기력을 형성하는 스테이터 코일이 설치되고, 아울러 상기 스테이터 코일에 전원을 공급하고 제어하기 위한 기판이 설치된다. 기판 상에는 칩과 회로가 집적되어 있기 때문에 수분에 의해 쇼트가 발생할 가능성이 매우 높다. 따라서 이에 대한 실링 구조는 필수적이다.

[모터 하우징의 구조]

도 1은 본 발명에 따른 일실시예로서 모터 하우징의 일부를 구성하는 제1하우징의 내측을 바라본 사시도, 도 2는 도 1의 A부분의 확대 사시도, 도 3은 도 1의 제1하우징과 함께 모터 하우징의 일부를 구성하는 제2하우징의 내측을 바라본 사시도이다.

본 발명의 모터 하우징(1)은 제조와 조립의 편의성을 위해 2 이상의 부품으로 분리되어 제작될 수 있으며, 본 발명에서는 2개의 부품(11, 12)으로 분리되어 제작되는 것이 예시된다.

제1하우징(11)에는 PCB와 같은 기판이 수용되는 수용공간(112)이 마련된다. 수용공간(112)은 내벽면(113)과 외벽(114)에 의해 둘러싸인 공간으로서, 해당 공간 내에 후술할 기판(20)이 수용된다.

그리고 상기 수용공간(112)과 인접하는 제1하우징(11)의 외벽(114)에는 기판(20) 상에 전기적으로 연결되며 고정되는 웨이퍼(30)가 관통 설치되는 개구부(115)가 마련된다. 개구부(115)의 내측 둘레의 형상은 이를 관통하는 웨이퍼(30)의 외면의 단면 프로파일과 서로 일치한다. 따라서 웨이퍼(30)가 제1하우징(11)의 외벽(114)을 관통하도록 상기 개구부(115)에 웨이퍼(30)를 끼워 넣으면, 상기 수용공간(112)의 둘레는 상기 내벽면(113)과 외벽(114) 및 상기 외벽에 끼워진 웨이퍼(30)에 의해 둘러싸여진다.

외벽(114)의 개구부(115) 내주면에는 후술할 웨이퍼(30)의 암형 벽(31) 둘레로 돌출 형성되는 끼움돌기(311)와 끼워 맞춰져 그 형태가 합치되는 끼움홈(116)이 마련된다. 끼움홈(116)은 상기 외벽(114)과, 상기 외벽(114)보다 내측에서 상기 외벽과 나란하게 마련된 내측리브(117) 사이의 공간으로 정의될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 하우징의 개구부 내측 둘레에 홈(116) 형상이 마련되고, 상기 개구부에 끼워지는 웨이퍼(30)에 돌기(311) 형상이 마련된 것이 예시되어 있으나, 이와 반대로 하우징의 개구부 내측 둘레에 돌기 형상이 마련되고, 웨이퍼에는 이와 형합되는 홈 형상이 마련될 수도 있다.

또한 상기 개구부의 내측 둘레의 일부 구간에는 홈 형상이 다른 일부 구간에는 돌기 형상이 마련되고, 상기 웨이퍼에는 상기 구간에 상보적으로 돌기 형상과 홈 형상이 각각 마련되어 있는 형태일 수도 있다. 즉 외벽의 개구부 내주와 웨이퍼의 외주에 마련되어 상호 형합되는 상보적인 형상은, 웨이퍼가 외벽에 더 견고하게 고정되고, 상기 수용공간(112)에 채워질 실란트(sealant)가 웨이퍼와 외벽 사이에 있을 수도 있는 틈을 통해 새어나가지 않도록 하는 형상이면 족하다.

상기 제1하우징과 상호 결합되는 제2하우징(12)에는 상기 제1하우징(11)의 외벽(114)와 연결되는 형태의 외벽(124)이 마련된다. 즉 제1하우징과 제2하우징의 외벽(114, 124)이 상호 맞물려 하우징(1)의 외벽을 형성하게 된다.

이러한 제2하우징(12)의 외벽(124)에 있어서, 상기 제1하우징(11)의 개구부(115)의 위치와 대응하는 위치에는, 상기 개구부(115)의 일부를 덮는 형태의 마감부(125)가 돌출 형성된다. 마감부(125)는 상기 개구부(115)에 끼워진 웨이퍼(30)가 차지하는 단면 영역 외의 개구부 부분을 덮어 막게 된다. 즉 제1하우징(11)의 개구부(115)의 면적 부분은, 상기 개구부(115)에 끼워지는 웨이퍼(30)의 단면적 부분과, 상기 마감부(125)가 차지하는 면적 부분의 합으로 이루어질 수 있다.

이처럼 웨이퍼(30)가 개구부(115)에 파묻히는 형태(즉 개구부의 높이가 웨이퍼의 높이보다 더 높음)로 제1하우징(11)에 고정되면, 두 하우징(11, 12)을 상호 체결하기 전에도, 상기 제1하우징에 상기 와이퍼가 보다 안정적으로 고정될 수 있게 된다. 또한 이는, 후술하겠지만, 상기 수용공간에 채워질 액상의 밀봉부재를 웨이퍼(30)의 관통벽(32)을 관통하는 핀(35)을 매립할 수 있는 높이까지 채우기에 더욱 유리한 구조이다.

다만 이러한 형태 외에도, 제1하우징의 개구부(115)의 단면과 여기 끼워지는 웨이퍼(30)의 단면의 형상이 서로 일치하여, 제2하우징(12)의 외벽(124)에 마감부가 없는 형태가 적용될 수도 있고, 제2하우징(12)의 외벽(124)에도 상기 제1하우징의 개구부와 연결되는 형태의 개구부를 두고, 두 하우징(11, 12)을 체결하며 완성되는 전체 개구부의 단면 형상과 웨이퍼(30)의 단면 형상이 일치하게 할 수도 있음은 물론이다.

[웨이퍼의 구조]

도 4는 도 1의 제1하우징에 수용되는 기판에 고정되고 전기적으로 연결되는 웨이퍼의 사시도이고, 도 5는 도 4의 웨이퍼를 커넥터 삽입구 쪽에서 바라본 도면이다.

본 발명에 따른 실시예의 웨이퍼(30)는 실질적으로 직육면체 형태로서, 상술한 하우징 외벽의 개구부(115)에 끼워 맞춰지는 면인 암형 벽(31; female shaped wall)과, 상기 하우징에 의해 구분되는 하우징의 내부 공간에 배치되는 관통벽(32)을 포함한다.

4개의 암형 벽 면 중 양측면과 밑면은 하우징의 개구부(115)와 끼워 맞춰지며, 윗면은 앞서 설명한 제2하우징(12)의 마감부(125)와 서로 맞닿거나 맞물리게 된다. 이들 4개의 암형 벽 면 중 양측면과 밑면에는 상기 개구부(115)에 마련되는 끼움홈(116)에 끼워져 형합되는 끼움돌기(311)가 마련된다. 반면 윗면 부분에는 끼움돌기(311)가 마련되어 있지 않고 평면 형태로 이루어져 있는데, 암형 벽의 윗면 부분은 개구부의 내측 둘레와 마주하지 않아 하우징(1)의 수용공간에 채워질 실링(s) 액이 누출되지 않도록 하는데 기여하지 아니하므로 끼움돌기 형상을 삭제해도 무방하다. 오히려 끼움돌기 형상을 삭제함으로 인해 제2하우징(12)의 마감부(125)의 선단부와 상호 간섭될 가능성을 줄임으로써 조립의 편의성을 더 도모할 수 있다.

관통벽(32) 부분은, 하우징의 외벽에 의해 구분되는 하우징의 외부 공간과 하우징의 내부 공간 중 하우징의 내부 공간 쪽에 배치되는 벽 부분으로서, 웨이퍼(30)에 매립되는 복수 개의 핀은 상기 관통벽(32)을 관통하며 매립된다. 관통벽(32)에 매립되는 핀은 인서트 사출에 의해 관통벽 면에 대해 밀봉이 이루어지며 매립될 수 있으며, 매립 후 90도로 절곡되거나 90도로 절곡된 상태에서 인서트 사출에 의해 매립될 수 있다.

웨이퍼(30)에 있어서 하우징의 외부 공간 쪽으로 배치되는 면은, 개방된 형태의 커넥터 삽입구(340)가 마련된다. 커넥터 삽입구(340)의 단면 형태는 웨이퍼에 끼워질 후술할 커넥터(40)의 수형 벽(41; male shaped wall) 형상과 대응한다.

상기 핀(35)은 상기 관통벽(32)으로부터 상기 커넥터 삽입구(340)를 향해 연장된다. 그리고 상기 핀(35)은 상기 관통벽(32)을 통해 외부로 관통된 상태에서 90도로 하향 절곡되어 있다. 90도로 하향 절곡된 핀(35)의 단부는 후술할 기판(20)에 전기적으로 연결되며, 솔더링 등에 의해 고정된다. 핀(35)을 기판에 고정하는 과정에서 기판에 대한 웨이퍼(30)의 위치는 상기 관통벽(32)에서 더 전방으로 연장된 형태의 연장부재(33)가 관여함으로써 규제된다.

핀 사이의 간격은 습기와 수분이 많은 환경 내에서도 습기와 수분이 전기적인 성능에 영향을 미치지 않을 정도로 상호 이격되어 있는 것이 바람직하다. 즉 본 발명에서는 웨이퍼의 커넥터 삽입구가 모터 하우징의 외부로 노출된 상태에서 커넥터의 착탈이 가능하도록 하였는데, 이 때 웨이퍼의 내부 공간에 마련된 핀(35)들은 커넥터 삽입구를 통해서 하우징의 외부 공기에 노출된다. 따라서 이들 핀들 사이의 거리는 습기와 수분이 많은 환경 내에서도 성능 저하에 영향을 미치지 않을 정도로 서로 떨어져 있어야 한다. 반면 이들 사이의 거리가 지나치게 멀면 웨이퍼와 커넥터의 크기만 커지는 결과가 되어 바람직하지 않다. 본 발명에서는 성능 저하를 방지하기 위해 최소 3mm 이상의 간격(g)을 마련할 것을 제안하고 있으며, 바람직하게는 5mm 이상, 더 바람직하게는 6 ~ 8 mm 정도의 간격이 유지되는 것이 좋다.

가령 약 12V의 직류 전압이 공급되고 최대 전류가 약 500mA 정도까지 흐르게 되는 BLDC모터의 경우, 핀 사이의 거리가 5mm 인 경우 습한 환경에서 충분히 성능을 보장받을 수 있을 것이다.

연장부재(33)는 관통벽(32)의 하부에서 전방을 향해 가늘고 길게 돌출된 형태로, 관통벽의 양단에 각각 마련된다. 연장부재(33)의 하면은 상기 암형 벽(31)의 하면이 이어지는 형태로 연장된 형상이 되어 상기 암형 벽(31)의 하면과 함께 기판의 표면과 접하며 기판에 대한 웨이퍼의 위치를 규제하게 된다.

상기 커넥터 삽입구(34)과 가까운 암형 벽(31)의 상부면에는 삽입구(34)에 끼워지는 커넥터(40)가 체결된 상태를 유지하도록 하는 고정후크 형태의 제1체결부(312)가 마련되고, 또한 커넥터(40)의 삽입 방향을 규제하는 슬릿 형태의 제1방향결정부(313)가 마련되어 있다. 상기 고정후크(312)는 웨이퍼(30)에 끼워지는 커넥터(40)의 상부에 마련된 후술할 릴리즈 후크(412)와 서로 걸어 맞춰지며, 상기 슬릿(313)에는 상기 웨이퍼(30)에 끼워지는 커넥터(40)의 상부면에 삽입방향으로 길게 마련된 후술할 끼움돌기(413)가 삽입된다. 특히 슬릿(313)과 끼움돌기(413)는 웨이퍼(30)와 커넥터(40)의 상면 부분에만 마련되어 있어서, 커넥터의 끼움 방향을 의도한 방향으로 정렬해야만 커넥터가 웨이퍼에 끼워질 수 있다. 이와 같은 제1체결부(313)와 제2체결부(413)는 상면 부분에 마련되는 대신, 일측면 부분이나 하면 부분에만 마련되도록 하는 등, 그 설치 위치와 형상에 다양한 변형이 가능하다.

상기 제1체결부와 상기 제1방향결정부는 끼움돌기(311)를 기준으로 상기 삽입구(34) 쪽에 구비되며, 이는 웨이퍼가 하우징의 외벽에 끼워져 고정된 상태에서 외벽의 바깥쪽 부분에 해당한다. 즉 상기 삽입구(34), 상기 제1체결부(312)와 상기 제1방향결정부(313)는 상기 하우징의 외부로 노출되어 있으므로, 하우징의 조립이 모두 완료된 후에도 커넥터를 웨이퍼(30)에 착탈하는 것이 가능하다.

[기판과 웨이퍼와 하우징의 조립 방법 및 밀봉 구조]

도 6은 도 4의 웨이퍼를 기판에 끼우는 과정을 나타낸 도면, 도 7은 기판의 핀 연결부에 끼워진 웨이퍼의 핀을 납땜하여 전기적으로 연결하고 고정한 상태를 나타낸 도면, 도 8은 도 7의 기판과 웨이퍼를 제1하우징에 장착한 상태를 나타낸 도면, 도 9는 도 8의 제1하우징의 수용공간에 수용된 기판에 몰딩 처리한 상태를 나타낸 도면이다.

먼저 도 6에 도시된 바와 같이 기판(20)의 단부에 마련된 핀 연결부(21)에 웨이퍼의 핀(35)이 삽입될 수 있도록 웨이퍼(30)를 기판(20) 상에 올린다. 이때 웨이퍼(30)의 끼움돌기(311)와 커넥터 삽입구는 기판의 상부에서 벗어난 영역에 위치하게 된다(물론 웨이퍼의 하면에는 끼움돌기가 돌출된 형태이기 때문에 웨이퍼의 끼움돌기와 커넥터 삽입구가 기판의 상부에 위치하도록 정렬된 상태에서는 기판과 끼움돌기가 서로 간섭하게 되므로, 기판 상에 웨이퍼가 잘못된 방향으로 끼워졌음을 확인할 수 있다).

기판(20) 상에 웨이퍼(30)를 올릴 때에는 하향 절곡된 핀(35)을 기준으로 서로 대향하는 암형 벽(31)의 하면과 연장부재(33)의 하면이 기판(20) 상에 접촉하도록 하고, 이와 같은 상태에서 핀(35)을 기판(20)에 납땜하여 웨이퍼(30)의 핀이 기판(20)에 마련된 회로에 전기적으로 연결되면서 웨이퍼(30)가 기판(20) 상에 고정되도록 한다.

이와 같이 기판 상에 웨이퍼를 고정한 후에는 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼(30)의 삽입구(34)가 하우징(1)의 외부를 향하도록 배향한 상태에서 기판(20)을 수용공간(112)에 넣으며 상기 웨이퍼(30)의 끼움돌기(311)를 상기 하우징의 외벽(114)의 개구부(115)에 마련된 끼움홈(116)에 끼워 넣어 고정한다.

앞서 설명한 바와 같이 개구부가 차지하는 면적은 웨이퍼가 차지하는 면적보다 더 넓다. 따라서 웨이퍼의 밑면과 옆면은 상기 개구부의 내측 둘레와 서로 접하게 되고, 이 상태에서는 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼의 윗면보다는 개구부의 높이가 더 높게 되어 웨이퍼가 막지 못하는 개구부의 잔여 부분(h)이 존재하게 된다.

다음으로 도 9에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼(30)와 외벽(114) 및 내벽면(113)에 의해 규정되는 공간 내에 액상의 우레탄을 부어 넣어 굳힘으로써 몰딩한다. 개구부의 내측 둘레면과 웨이퍼의 암형 벽의 외측 둘레면은 서로 밀착될 뿐더러, 개구부의 끼움홈(116)에 웨이퍼의 끼움돌기(311)가 끼워져 있기 때문에, 점성이 그리 높지 않은 우레탄 수지를 몰딩하더라도 수지가 새어 버리는 일은 없다.

이러한 실링(s)의 높이는 웨이퍼(30)의 관통벽(32)을 통해 외부로 노출되는 핀 부분이 모두 매립될 수 있을 정도의 높이로 되어, 모터 하우징 내에서 기판, 핀, 및 기판과 핀의 연결부위가 모두 수밀하게 실링된다.

이와 같은 상태에서 제2하우징(12)의 마감부(125)가 상기 개구부의 잔여 부분(h)에 끼워지도록 하며 제1하우징(11)과 결합하면 개구부(115)가 완전히 폐색되며 하우징 내부 공간과 외부 공간이 분리된다. 특히 웨이퍼(30) 암형 벽(31)의 상부면에는 끼움돌기가 생략되어 있기 때문에, 제2하우징의 마감부(125)가 개구부(115)에 맞춰지며 개구부의 단부가 웨이퍼의 상부면에 접하게 되는 조립 과정이 단순해진다.

[커넥터의 구조 및 탈착]

도 10은 본 발명에 따른 웨이퍼에 끼워지는 커넥터의 일실시예를 나타낸 사시도, 도 11은 도 10의 커넥터에 전선과 외부전원 연결용 플러그가 연결되어 있는 상태를 나타낸 측면도, 그리고 도 12는 도 4의 웨이퍼에 도 10의 커넥터가 체결된 상태를 나타낸 사시도이다.

커넥터(40)는 도 10에 도시된 바와 같이 수형 벽(41) 부분과, 수형 벽(41)의 전방 면을 이루는 삽입벽(42)을 포함한다. 삽입벽(42)은 웨이퍼(30)의 삽입구(34)를 정면으로 바라보며 삽입구 내부로 끼워지는 부분으로서, 삽입벽(42)에는 웨이퍼 내부에 배치된 핀이 통과할 수 있도록 핀 통과공(421)이 마련되어 있다. 핀 통과공(421)이 마련되는 위치는 핀의 위치와 대응한다.

핀 통과공(421)의 위치와 대응하는 커넥터(40)의 내부에는 핀 접속부(45)가 내장된다. 핀 접속부(45)는 핀과 접촉하여 전기적으로 연결되며, 핀 접속부(45)의 단부에는 전선(47)이 연결되어 있어 핀이 전선까지 전기적으로 연결되도록 하여 준다. 전선(47)의 타단부에는 외부의 전원을 연결하기 위한 외부전원 연결용 플러그(48)가 마련된다.

본 발명에 의하면 하우징 외부로 노출된 웨이퍼 부분에 대해 커넥터(40)가 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 따라서 서로 다른 구조를 가지는 냉장고 등에 모터가 사용되더라도 모터의 규격을 달리 할 필요 없이 하나의 규격의 모터를 사용할 수 있다. 예를 들면, 모터의 설치 위치와 외부전원의 연결 위치가 서로 달라 외부전원을 모터에 연결하는 전선(47)의 길이가 달라야 하는 두 냉장고가 있다 하더라도, 두 냉장고에 설치되는 모터는 모두 본 발명의 모터하우징이 적용된 한 규격의 모터를 설치할 수 있으며, 두 냉장고에는 단지 전선(47)의 길이가 서로 다른 커넥터(40)를 사용하기만 하면 된다.

한편, 커넥터의 수형 벽(41) 상부에는, 앞서 설명한 웨이퍼의 암형 벽 상부에 마련된 고정후크(312) 및 슬릿(313)에 대응하는 릴리즈후크(412)와 끼움돌기(413)이 마련된다. 릴리즈후크(412)는 후크 형상부의 반대편을 누르면 후크가 들어올려져 웨이퍼의 고정후크(312)와의 걸림이 해제될 수 있으며, 커넥터를 웨이퍼에 끼울 때에는 끼움돌기(413)가 슬릿(313)에 끼워 맞춰지는 방향으로만 끼울 수 있게 되어 웨이퍼에 대한 커넥터의 연결 방향을 정확히 규제할 수 있게 된다.

상술한 모터하우징 구조에 의하면, 모터하우징 내부에 설치된 기판과 웨이퍼의 핀 부분은 밀봉부재에 의해 실링되되 조립과 실링 작업이 매우 용이하고, 하우징 외부로 웨이퍼의 커넥터 삽입구, 제1체결부, 및 제1방향결정부가 노출된 상태가 되므로 서로 다른 규격의 전선을 가지는 커넥터를 착탈 가능하게 연결할 수 있어 규격을 단순화하는 것이 가능하다. 특히 외부로 노출되는 웨이퍼의 핀들 사이의 거리는 6~8mm 정도로 이격되어 있어, 수분에 의해 모터의 전기적인 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 핀들 사이에 위와 같은 거리를 확보하면, 수분이 많은 환경임에도 불구하고 하우징 외부로 노출된 웨이퍼와 커넥터의 결합 부위를 별도로 밀봉할 필요가 없다.

다만, 필요에 따라서는 하우징 외부로 노출된 웨이퍼와 커넥터를 밀봉하는 작업을 더 추가할 수도 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: (모터) 하우징
11: 제1하우징
112: (기판) 수용공간
113: 내벽면
114: 외벽
115: 개구부
116: 끼움홈
117: 내측리브
12: 제2하우징
124: 외벽
125: 마감부
20: 기판
21: 핀 연결부
22: 납땜
30: 웨이퍼
31: 암형 벽
311: 끼움돌기
312: 제1체결부(고정후크)
313: 제1방향결정부(슬릿)
32: (핀) 관통벽
33: 연장부재
34: (커넥터) 삽입구
35: 핀
40: 커넥터
41: 수형 벽
412: 제2체결부(릴리즈후크)
413: 제2방향결정부(끼움돌기)
42: (핀) 삽입벽
421: 핀 통과공
44: 전선 인출벽
45: 핀 접속부
47: 전선
48: 외부전원 연결용 플러그
g: 이격거리
h: 잔여 개구 부분
s: 실링

Claims (17)

1. 외벽에 의해 구분되는 외부공간과 내부공간 사이에 전기적 연결이 필요하며, 내부공간에 수용되는 기판의 수밀(水密)이 필요한 하우징으로서,
   상기 하우징 내부에 마련되는 수용공간;
   상기 수용공간 내에 수용되는 기판;
   상기 기판과 고정되며 전기적으로 연결되는 웨이퍼;
   상기 웨이퍼의 커넥터 삽입구가 하우징의 외측을 향하는 방향으로 배향되며 관통하도록 상기 하우징의 외벽에 마련된 개구부; 및
   상기 웨이퍼와 기판의 전기적 접속 부위를 포함하여 상기 기판을 매립하는 몰딩을 포함하고,
   상기 하우징은,
   상기 수용공간, 기판, 웨이퍼, 개구부 및 몰딩을 포함하는 제1하우징과;
   상기 제1하우징과 결합되는 제2하우징;을 포함하며,
   상기 제2하우징은 상기 제1하우징의 개구부에서 상기 웨이퍼가 차지하는 부분 이외의 부분을 덮는 마감부를 포함하는 하우징.
   
2. 외벽에 의해 구분되는 외부공간과 내부공간 사이에 전기적 연결이 필요하며, 내부공간에 수용되는 기판의 수밀(水密)이 필요한 하우징으로서,
   상기 하우징 내부에 마련되는 수용공간;
   상기 수용공간 내에 수용되는 기판;
   상기 기판과 고정되며 전기적으로 연결되는 웨이퍼;
   상기 웨이퍼의 커넥터 삽입구가 하우징의 외측을 향하는 방향으로 배향되며 관통하도록 상기 하우징의 외벽에 마련된 개구부; 및
   상기 웨이퍼와 기판의 전기적 접속 부위를 포함하여 상기 기판을 매립하는 몰딩을 포함하고,
   상기 하우징은,
   상기 수용공간, 기판, 웨이퍼, 개구부 및 몰딩을 포함하는 제1하우징과;
   상기 제1하우징과 결합되는 제2하우징;을 포함하며,
   상기 개구부의 내측 둘레 및 상기 개구부와 형합되는 상기 웨이퍼의 외측 둘레 중 어느 한 쪽에는 끼움홈이 마련되고, 나머지 한 쪽에는 상기 끼움홈에 끼워 맞춰지는 끼움돌기가 마련되고,
   상기 웨이퍼의 암형 벽의 둘레 중 상기 제2하우징과 마주하는 벽 부분에는 상기 끼움돌기 부분이 제거된 형태인 하우징.
   
3. 외벽에 의해 구분되는 외부공간과 내부공간 사이에 전기적 연결이 필요하며, 내부공간에 수용되는 기판의 수밀(水密)이 필요한 하우징으로서,
   상기 하우징 내부에 마련되는 수용공간;
   상기 수용공간 내에 수용되는 기판;
   상기 기판과 고정되며 전기적으로 연결되는 웨이퍼;
   상기 웨이퍼의 커넥터 삽입구가 하우징의 외측을 향하는 방향으로 배향되며 관통하도록 상기 하우징의 외벽에 마련된 개구부; 및
   상기 웨이퍼와 기판의 전기적 접속 부위를 포함하여 상기 기판을 매립하는 몰딩을 포함하고,
   상기 웨이퍼는,
   상기 개구부에 끼워 맞춰지는 면인 암형 벽과;
   상기 하우징의 내부 공간에 배치되는 관통 벽과;
   상기 기판에 전기적으로 연결되고, 상기 관통 벽을 관통하여 커넥터 삽입구를 통해 하우징 외부공간으로 노출되는 복수 개의 핀;을 포함하고,
   상기 수용공간의 둘레는 적어도 상기 외벽과, 상기 외벽에 끼워진 웨이퍼에 의해 둘러싸여지며,
   상기 몰딩이 상기 수용공간에 채워짐으로써, 상기 웨이퍼의 관통벽을 통해 상기 기판과 전기적으로 연결되는 핀 부분과 상기 기판이 상기 몰딩에 매립된 하우징.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 수용공간, 기판, 웨이퍼, 개구부 및 몰딩을 포함하는 제1하우징과;
   상기 제1하우징과 결합되는 제2하우징;을 포함하는 하우징.
   
5. 청구항 1, 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 개구부의 내측 둘레 및 상기 개구부와 형합되는 상기 웨이퍼의 외측 둘레 중 어느 한 쪽에는 끼움홈이 마련되고, 나머지 한 쪽에는 상기 끼움홈에 끼워 맞춰지는 끼움돌기가 마련된 하우징.
   
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 웨이퍼에 결합되는 커넥터의 제2체결부와 걸림 체결되는 제1체결부는 상기 외벽보다 외측에서 상기 웨이퍼에 배치된 하우징.
   
7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 웨이퍼와 결합되는 커넥터의 방향성을 결정하는 제1방향결정부는 상기 외벽보다 외측에서 상기 웨이퍼에 배치된 하우징.
   
8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 커넥터 삽입구를 통해 하우징 외부공간으로 노출되는 복수 개의 핀들은 수분에 의해 누전이나 합선이 발생하지 않도록 인접하는 핀들 간에 소정의 이격 거리를 둔 하우징.
   
9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 커넥터 삽입구를 통해 하우징 외부공간으로 노출되는 복수 개의 핀들에 있어서 인접하는 핀들 간의 이격 거리는 3mm 이상인 하우징.
   
10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외벽보다 내측에 배치되는 웨이퍼 부분의 단부에는 상기 기판과 접하는 연장부재가 돌출된 하우징.
    
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 4의 하우징 조립 방법으로서,
    기판이 수용되는 수용공간이 마련되고, 웨이퍼가 관통할 개구부가 상기 외벽에 마련된 제1하우징을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 웨이퍼를 고정하며 전기적으로 연결하는 단계;
    상기 웨이퍼가 고정된 기판을 상기 수용공간에 삽입하며 상기 웨이퍼를 상기 개구부에 내삽하는 단계;
    상기 기판이 수용된 수용공간에 몰딩을 주입하여 몰딩 내부에 상기 기판, 및 상기 웨이퍼와 기판의 전기적 접속 부위가 매립되도록 하는 단계;를 포함하는 하우징 조립 방법.
    
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 웨이퍼를 상기 개구부에 내삽하는 단계는,
    상기 개구부의 내측 둘레 및 상기 개구부와 형합되는 상기 웨이퍼의 외측 둘레 중 어느 한 쪽에 마련된 끼움홈에, 나머지 한 쪽에 마련된 끼움돌기를 끼워 맞추는 공정을 더 포함하는 하우징 조립 방법.
    
17. 청구항 15에 있어서,
    상기 몰딩 공정 후 상기 제1하우징에 제2하우징을 체결하되, 상기 제1하우징의 개구부에서 상기 웨이퍼가 차지하는 부분 이외의 부분을 덮는 상기 제2하우징의 마감부를 상기 개구부에 삽입하는 하우징 조립 방법.

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