KR101895305B1 - 센서 패키지 조립체 및 이의 조립 방법 - Google Patents

센서 패키지 조립체 및 이의 조립 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 센서 패키지 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 압력센서에 적용되는 패키지 조립체 및 이의 조립 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 센서 패키지 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 압력센서에 적용되는 패키지 조립체 및 이의 조립 방법에 대한 것이다.

Description

센서 패키지 조립체 및 이의 조립 방법{Sensor package assembly and Method for assembling the same}
본 발명은 센서 패키지 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 압력센서에 적용되는 패키지 조립체 및 이의 조립 방법에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 센서 패키지 사이즈가 제한된 구조에서 센서 내부의 압력감지 신호 처리 모듈과 외부 시스템을 연결하기 위해 개발된 패키지 조립체 및 이의조립 방법에 대한 것이다.
일반적으로, 압력 센서는 자동차, 환경설비, 의료기기 등에 광범위하게 이용되는 센서 부분의 기술분야로 진동이 많이 발생되거나, 급격한 압력변화가 있거나, 넓은 범위의 사용온도를 측정하거나, 고압의 조건에서 사용된다.
이러한 압력 센서 어셈블리는 외부 단자와 신호 처리모듈(통상, PCB(Printed Circuit Board))을 포함한다. 이때, 외부 단자와 이 신호 처리모듈을 전기적으로 이어주는 조립 공정은 납땜 조립 방식(즉 수납 솔더링)이나 과하중 조립 방식(이하, 프레스 핏(PRESS FIT)를 적용한다.
이를 보여주는 도면이 도 1에 도시된다. 도 1을 참조하면, 신호 처리 모듈(140)과 외부 시스템 연결용 커넥터(110)는 와이어(101)로 연결하고, 이 와이어(101)의 양단 또는 일단을 수납 솔더링으로 고정하는 구조이다.
이와 달리, 프레스 핏은 특수형 커넥터를 사용함으로써 외부 신호를 연결한다.
이러한 납땜 조립 방식의 경우, 납땜을 해야 하므로 공수 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 품질 문제점이 발생하기 쉽다는 단점이 있다.
또한, 프레스 핏의 경우, 특수형 커넥터를 사용하게 되므로 비용이 증가한다는 문제점이 있다.
1.한국공개특허번호 제10-2012-0000305호(발명의 명칭: 자동차용 압력센서 구조체 및 그 압력센서의 패키징 방법)
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 공수 시간 및 직접 솔더링에 따른 품질 문제점을 개선하는 센서 패키지 조립체 및 이의 조립 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 프레스 핏에 따른 비용 증가를 해소할 수 있는 센서 패키지 조립체 및 이의 조립 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 공수 시간 및 직접 솔더링에 따른 품질 문제점을 개선하는 센서 패키지 조립체를 제공할 수 있다.
상기 센서 패키지 조립체(200)는,
센서 신호 처리 모듈(250);
상기 센서 신호 처리 모듈(250)의 상단면에 삽입 체결되는 내부 커넥터(230);
상기 내부 커넥터(230)에 삽입 체결되는 외부 시스템 연결용 커넥터(220); 및
상기 센서 신호 처리 모듈(250), 내부 커넥터(230) 및 외부 시스템 연결용 커넥터(220)의 외면을 패키징하는 하우징(210);을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 내부 커넥터(230)는, 다수의 터미널 핀(310); 및 상기 다수의 터미널 핀(310)이 고정되는 핀 헤더(260);를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)는 인서트 사출에 의해 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)는 서로 별개로 사출 성형된 후 상기 다수의 터미널 핀(310)이 상기 핀 헤더(260)에 삽입 체결되어 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 핀 헤더(260)의 일측면에는 체결 하중에 따른 상기 다수의 터미널 핀(310)의 변형을 방지하기 위한 변형 방지 리브(261)가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수의 터미널 핀(310)은 상기 외부 시스템 연결용 커넥터(220)에 체결되는 상단 말단(411) 및 상기 신호 처리 모듈(240)에 체결되는 하단 말단(421)이 서로 다른 방향으로 향하도록 다수의 만곡부(410,420)를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상단 말단(411)은 상기 하단 말단(421) 보다 큰 길이를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상단 말단(411) 및 상기 하단 말단(421)은 삽입이 용이하도록 끝부분의 둘레가 경사진 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리 모듈(240)은 압력 센서 신호 처리 모듈인 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 센서 신호 처리 모듈(250)을 준비하는 단계; 상기 센서 신호 처리 모듈(250)의 상단면에 내부 커넥터(230)를 삽입 체결하는 단계; 상기 내부 커넥터(230)에 외부 시스템 연결용 커넥터(220)를 삽입 체결하는 단계; 및 상기 센서 신호 처리 모듈(250), 내부 커넥터(230) 및 외부 시스템 연결용 커넥터(220)의 외면을 하우징(210)으로 패키징하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체의 조립 방법을 제공할 수 있다..
또한, 상기 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)는, 서로 별개로 사출 성형하는 단계; 및 상기 다수의 터미널 핀(310)을 상기 핀 헤더(260)에 삽입 체결하여 고정하는 단계;에 의해 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 납땜 조립 방식과 대비하여, 내부 커넥터를 적용하여 외부 시스템용 커넥터와 신호 처리 모듈을 패키징하므로 공수를 절감할 수 있으며 품질 문제를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 프레스 핏(PRESS FIT)과 대비하여 특수형 커넥터를 사용하지 않게 되므로 비용을 절감할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적인 직접 솔더링 방식을 이용하여 외부 커넥터와 내부 커넥터를 연결하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 커넥터를 적용하여 외부 시스템 연결용 커넥터와 신호 처리 모듈을 연결하는 센서 패키지 조립체(200)의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 내부 커넥터의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 터미널 핀(310)의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지 조립체의 조립 공정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지 조립체 및 이의 조립 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 커넥터를 적용하여 외부 시스템 연결용 커넥터와 신호 처리 모듈을 연결하는 센서 패키지 조립체(200)의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 상기 센서 패키지 조립체(200)는, 센서 신호 처리 모듈(250), 외부 시스템 연결용 커넥터(220), 센서 신호 처리 모듈(250) 및 외부 시스템 연결용 커넥터(220)를 연결하는 내부 커넥터(230), 이들을 패키징하는 하우징(210) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
센서 신호 처리 모듈(250)은 센싱 신호를 처리하는 기능을 수행하며, 통상, PCB(Printed Circuit Board) 형태가 된다. 물론, 이러한 PCB상에 센서, 구동회로 등이 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에는 센서 신호 처리 모듈(250)이 압력 센서 신호 처리 모듈이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 온도 센서 신호 처리 모듈, 모션 센서 신호 처리 모듈 등이 될 수 있다.
센서 신호 처리 모듈(250)의 상단면에 내부 커넥터(230)가 삽입 체결된다. 물론, 내부 커넥터(230)가 센서 신호 처리 모듈(250)의 상단면에 체결되는 방식은 다양할 수 있다. 예를 들면, 내부 커넥터(230)를 센서 신호 처리 모듈(250)의 상단면에 탑재한 후 솔더링을 할 수 있다. 또는 접착제, 이면 접착 테이프를 이용하여 고정하는 것도 가능하다.
부연하면, 내부 커넥터(230)는 핀 헤더(260) 및 이 핀 헤더(260)에 고정되는 다수의 터미널 핀으로 구성된다. 이러한 내부 커넥터(230)의 상세한 구조를 보여주는 도면이 도 3에 도시된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.
계속 도 2를 참조하면, 핀 헤더(260)의 일측면에는 내부 커넥터(230)의 형상 및/또는 체결하중에 따른 터미널 핀의 변형을 방지하기 위해 변형 방지 리브(261)가 형성될 수 있다.
외부 시스템 연결용 커넥터(220)가 내부 커넥터(230)에 삽입 체결될 수 있다. 외부 시스템 연결용 커넥터(220)는 센서 신호 처리 모듈(250)에 의해 처리된 정보를 외부 시스템(미도시)에 전송하기 위해 센서 패키지 조립체(200)와 외부 시스템을 연결하는 기능을 수행한다.
한편, 상기 센서 신호 처리 모듈(250), 내부 커넥터(230) 및 외부 시스템 연결용 커넥터(220)의 외면을 패키징하는 하우징(210)이 구성될 수 있다. 하우징(210)의 재질로는 전기 절연 등을 수행하기 위해, 폴리 우레탄, PVC(polyvinyl chloride) 등이 사용될 수 있다. 물론, 하우징(210)은 미리 사출 성형 기술등에 의해 형성될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 내부 커넥터의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 내부 커넥터(230)는 다수의 터미널 핀(310), 다수의 터미널 핀(310)이 고정되는 핀 헤더(260) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 핀 헤더(260)의 상단 일측면에는 체결 하중에 따른 다수의 터미널 핀(310)의 변형을 방지하기 위한 변형 방지 리브(261)가 형성될 수 있다. 이 변형 방지 리브(261)는 핀 헤더(260)의 몸체와 단차를 두고 돌출되게 형성되어 다수의 터미널 핀(310)을 지지한다. 물론, 이런 변형 방지 리브(261)는 각각의 터미널 핀(310)을 별개로 지지할 수 있고, 변형 방지 리브(261) 하나로 전체 터미널 핀(310)을 지지할 수 있다.
한편, 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)는 인서트 사출에 의해 생성될 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 달리, 또한, 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)가 서로 별개로 사출 성형된 후 상기 다수의 터미널 핀(310)이 상기 핀 헤더(260)에 삽입 체결되어 고정될 수도 있다.
도 4는 도 3에 도시된 터미널 핀(310)의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 또한, 터미널 핀(310)은 상기 외부 시스템 연결용 커넥터(220)에 체결되는 상단 말단(411) 및 상기 신호 처리 모듈(240)에 체결되는 하단 말단(421)으로 형성된다. 이때, 상단 말단(411) 및 하단 말단(421)은 서로 다른 방향으로 향하도록 제 1 및 제 2 만곡부(410,420)가 형성된다. 즉, 상단 말단(411)측에 위쪽으로 향하게 제 1 만곡부(410)가 형성되고, 하단 말단(421)측에 아래쪽으로 향하게 제 2 만곡부(420)가 형성된다.
이때, 상기 상단 말단(411)은 상기 하단 말단(421) 보다 큰 길이를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 상단 말단(411) 및/또는 상기 하단 말단(421)은 삽입이 용이하도록 끝부분의 둘레가 경사진 형상인 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 원뿔 형상이 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 센서 패키지 조립체의 조립 공정을 보여주는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 센서 신호 처리 모듈(250)을 준비한다(단계 S510).
이후, 상기 센서 신호 처리 모듈(250)의 상단면에 내부 커넥터(230)를 삽입 체결한다(단계 S520). 즉, 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)로 구성되는 내부 커넥터(230)를 센서 신호 처리 모듈(250)의 기판상에 탑재하고 솔더링 등으로 고정한다.
이후, 상기 내부 커넥터(230)에 외부 시스템 연결용 커넥터(220)를 삽입 체결한다(단계 S540).
최종적으로, 상기 센서 신호 처리 모듈(250), 내부 커넥터(230) 및 외부 시스템 연결용 커넥터(220)의 외면을 하우징(210)으로 패키징한다(단계 S550).
200: 센서 패키지 조립체
210: 하우징 220: 외부 시스템 연결용 커넥터
230: 내부 커넥터 250: 센서 신호 처리 모듈
260: 핀 헤더 261: 변형 방지 리브
310: 터미널 핀

Claims (13)

  1. 센서 신호 처리 모듈(250);
    상기 센서 신호 처리 모듈(250)의 상단면에 삽입 체결되는 내부 커넥터(230);
    상기 내부 커넥터(230)에 삽입 체결되는 외부 시스템 연결용 커넥터(220); 및
    상기 센서 신호 처리 모듈(250), 내부 커넥터(230) 및 외부 시스템 연결용 커넥터(220)의 외면을 패키징하는 하우징(210);을 포함하며,
    상기 내부 커넥터(230)는,
    다수의 터미널 핀(310); 및
    상기 다수의 터미널 핀(310)이 고정되는 핀 헤더(260);를 포함하며,
    상기 핀 헤더(260)의 일측면에는 체결 하중에 따른 상기 다수의 터미널 핀(310)의 변형을 방지하기 위한 변형 방지 리브(261)가 형성되며,
    상기 변형 방지 리브(261)는 상기 핀 헤더(260)의 몸체와 단차를 두고 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)는 인서트 사출에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)는 서로 별개로 사출 성형된 후 상기 다수의 터미널 핀(310)이 상기 핀 헤더(260)에 삽입 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터미널 핀(310)은 상기 외부 시스템 연결용 커넥터(220)에 체결되는 상단 말단(411) 및 상기 신호 처리 모듈(240)에 체결되는 하단 말단(421)이 서로 다른 방향으로 향하도록 다수의 만곡부(410,420)를 갖는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상단 말단(411)은 상기 하단 말단(421) 보다 큰 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 상단 말단(411) 및 상기 하단 말단(421)은 삽입이 용이하도록 끝부분의 둘레가 경사진 형상인 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 처리 모듈(240)은 압력 센서 신호 처리 모듈인 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체.
  10. 센서 신호 처리 모듈(250)을 준비하는 단계;
    상기 센서 신호 처리 모듈(250)의 상단면에 내부 커넥터(230)를 삽입 체결하는 단계;
    상기 내부 커넥터(230)에 외부 시스템 연결용 커넥터(220)를 삽입 체결하는 단계; 및
    상기 센서 신호 처리 모듈(250), 내부 커넥터(230) 및 외부 시스템 연결용 커넥터(220)의 외면을 하우징(210)으로 패키징하는 단계;를 포함하며,
    상기 내부 커넥터(230)는,
    다수의 터미널 핀(310); 및
    상기 다수의 터미널 핀(310)이 고정되는 핀 헤더(260);를 포함하며, 상기 핀 헤더(260)의 일측면에는 체결 하중에 따른 상기 다수의 터미널 핀(310)의 변형을 방지하기 위한 변형 방지 리브(261)가 형성되며,
    상기 변형 방지 리브(261)는 상기 핀 헤더(260)의 몸체와 단차를 두고 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체의 조립 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)는 인서트 사출에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체의 조립 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 터미널 핀(310)과 핀 헤더(260)는,
    서로 별개로 사출 성형하는 단계; 및
    상기 다수의 터미널 핀(310)을 상기 핀 헤더(260)에 삽입 체결하여 고정하는 단계;에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 센서 패키지 조립체의 조립 방법.
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