KR101929978B1 - 기판 간 접속구조 및 이를 포함하는 압력센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 인쇄회로기판, 제1 인쇄회로기판의 일측으로 이격되어 배치되는 제2 인쇄회로기판, 및 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판 간 전기적으로 연결되도록 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판의 사이에 개재되는 커넥터를 포함하며, 커넥터는 제1 인쇄회로기판의 제1 접속홀에 압입 결합되는 제1 도전부, 제2 인쇄회로기판의 제2 접속홀에 압입 결합되는 제2 도전부, 및 제1 도전부와 제2 도전부 사이에 형성되며 제1 도전부와 제2 도전부 간 전기적으로 연결되도록 하는 동시에 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판 간 이격 거리가 유지되도록 하는 이격부를 포함하는 기판 간 접속구조 및 이를 포함하는 압력센서에 관한 것이다.

Description

기판 간 접속구조 및 이를 포함하는 압력센서{BOARD INTERCONNECTION STRUCTURE AND A PRESSURE SENSOR COMPRISING THE SAME}
본 발명은 기판 간 접속구조 및 이를 포함하는 압력센서에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기판에 압입 결합되는 커넥터에 의해 기판 간 연결되는 구조 및 이를 포함하는 압력센서에 관한 것이다.
일반적으로 압력센서는 자동차, 환경설비, 의료기기 등에 광범위하게 이용되는 센서 부분의 제품으로 진동이 발생하거나, 급격한 압력변화가 있거나, 넓은 범위의 사용온도를 측정하거나, 고압 분위기 등의 조건에서 사용된다.
압력센서의 구체적인 사용례를 들자면, 우선 일반적으로 차량에는 감속 또는 제동을 위한 브레이크 시스템이 마련된다. 브레이크 시스템은 사용자의 조작력을 전달하는 페달과, 페달과 연결되어 제동유압을 형성하는 부스터 및 마스터 실린더와, 부스터 및 마스터 실린더로부터 입력된 제동유압에 따라 차량의 바퀴를 제동하는 휠브레이크를 포함한다.
이러한 브레이크 시스템은 운전자가 브레이크페달을 밟아 제동력이 발생할 경우, 제동압력이 노면상태보다 크거나, 제동압력으로 발생하는 휠브레이크에서의 마찰력이 타이어나 노면에서 발생하는 제동력보다 크면, 타이어가 노면에서 미끄러지는 슬립현상이 발생된다.
이와 같이 브레이크가 작동되는 상태에서는 조향장치가 잠기게 되어 원하는 방향으로 조향할 수 없다. 따라서, 종래에는 슬립현상의 발생시 조향이 가능하도록 하기 위해 전자적으로 브레이크의 답력을 제어하는 안티록 브레이크 시스템(ABS : Anti-lock Brake System)이 개발되었다.
안티록 브레이크 시스템은 휠브레이크 측으로 전달되는 제동유압을 조절하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브와 저압어큐뮬레이터 및 고압 어큐뮬레이터 등이 장착된 유압블록(Hydraulic Unit)과, 전기적으로 작동하는 구성요소를 제어하기 위한 전자제어장치(ECU)를 갖는다.
또한, 상기 유압블록에는 운전자의 브레이크페달의 답력에 비례하여 마스터실린더에서 발생된 브레이크 작동 압력을 감지하고, 이를 전자제어장치에 전기적 신호로 전달하는 압력센서가 설치된다. 전제제어장치는 압력센서로부터 전달되는 전기적 신호에 따라 브레이크의 작동을 제어한다.
상기한 일례의 기능을 수행하는 종래의 압력센서의 구체적인 구조의 일례에 관하여 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
종래의 압력센서는 도시된 바와 같이 금속다이아프램(10') 상부의 압력감지막(112') 상부에 제1 인쇄회로기판(20')이 배치된다.
여기에 초음파 본딩 및 솔더링 공정이 수행되어 리드 와이어(15')를 통해 제1 인쇄회로기판(20')과 압력감지막(112')이 연결된다. 압력감지막(112')의 저항은 제1 인쇄회로기판(20')에 전달된다.
제1 인쇄회로기판(20')의 하부에는 동 지지대(25')의 일단이 솔더링 접합된다. 그리고 동 지지대(25')의 타단은 금속다이아프램(10')에 용접 접합된다.
제1인쇄회로기판(20') 상부에는 제2 인쇄회로기판(40')이 배치된다. 제1 인쇄회로기판(20')과 제2 인쇄회로기판(40')의 간격 유지를 위해 플라스틱 사출로 제작된 서포터(30')가 구비된다.
제1, 제2 인쇄회로기판(20',40')의 전기적 연결을 위해 서포터(30')를 관통하며 고정되는 전도성 핀(31')이 구비되며, 핀(31')의 양단이 제1, 제2 인쇄회로기판(20',40') 상에 납땜 공정을 통해 접점을 형성함으로써, 제1, 제2 인쇄회로기판(20',40') 간 전기적 연결이 이루어진다.
서포터(30')의 하단에는 절곡돌출부(32')가 형성되어 동 지지대(25') 측면부에 형성된 고정요홈(251')에 조립 고정된다. 서포터(30')의 상단이 제2 인쇄회로기판(40') 상부에 형성되는 스프링전극 고정홀더(50')에 조립되어 제1, 제2 인쇄회로기판(20',40')의 중간에 배치되는 구조로 구성된다.
제2 인쇄회로기판(40')은 외부로 출력을 주기 위한 최종 기판으로 상부에 외부 출력과 입력전압을 넣기 위한 스프링전극(60')이 연결된다. 제2 인쇄회로기판(40')의 상부에는 스프링전극(60')을 고정하기 위한 스프링전극 고정홀더(50')가 형성되어 서포터(30')에 고정 연결된다.
제1, 제2 인쇄회로기판(20',40'), 서포터(30'), 스프링전극(60') 및 스프링전극 고정홀더(50')로 조립 형성된 내부구조를 보호하기 위해 금속으로 형성된 외부케이스(70')가 조립된다. 외부케이스(70')는 금속다이아프램(10')에 용접으로 고정된다.
종래의 압력센서는 전술한 바와 같이 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판 간 전기적 연결을 위해 납땜 공정이 수반된다. 이 때문에 압력센서의 제조 공정이 복잡해짐은 물론이고, 제조 설비 소요, 땜납 등의 사용으로 인한 제조 비용상승 등의 문제가 수반된다. 또한, 납땜 불량으로 인한 제품의 품질 저하, 불량 발생 등의 문제도 지니고 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판 간 전기적 연결 구조를 납땜 공정이 아닌 보다 개선된 구조로써 실현함으로써 제조공정이 단순화되고 제조 비용이 절감되며 제품의 신뢰성이 제고되는 기판 간 접속구조 및 이를 포함하는 압력센서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조는 제1 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판의 일측으로 이격되어 배치되는 제2 인쇄회로기판, 및 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판 간 전기적으로 연결되도록 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판의 사이에 개재되는 커넥터를 포함하며, 상기 커넥터는 상기 제1 인쇄회로기판의 제1 접속홀에 압입 결합되는 제1 도전부, 상기 제2 인쇄회로기판의 제2 접속홀에 압입 결합되는 제2 도전부, 및 상기 제1 도전부와 상기 제2 도전부 사이에 형성되며 상기 제1 도전부와 상기 제2 도전부 간 전기적으로 연결되도록 하는 동시에 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판 간 이격 거리가 유지되도록 하는 이격부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제1 도전부는 전체 길이 영역 중 적어도 일부 영역에서 볼록한 형상을 갖는 제1 압입부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제1 압입부는 상기 제1 도전부가 상기 제1 접속홀에 압입될 때 상기 제1 접속홀의 내측면에 지지되면서 폭이 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제2 도전부는 전체 길이 영역 중 적어도 일부 영역에서 볼록한 형상을 갖는 제2 압입부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제2 압입부는 상기 제2 도전부가 상기 제2 접속홀에 압입될 때 상기 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 폭이 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제1 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제1 접속홀에 압입될 때 중앙 부위의 폭이 상기 제1 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제2 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제2 접속홀에 압입될 때 중앙 부위의 폭이 상기 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제1, 제2 도전부가 상기 제1, 제2 접속홀에 압입될 때 각각의 중앙 부위의 폭이 상기 제1, 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 각각의 상기 중앙 부위 폭의 축소 방향이 서로 평행하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 각각의 상기 중앙 부위 폭의 축소 방향이 서로 어긋나도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 있어서, 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 이격되어 형성되는 다수로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서는, 상부에 압력감지부가 형성된 금속다이아프램, 상기 금속다이아프램에 결합되는 제1 지지체, 상기 제1 지지체에 지지된 채 상기 압력감지부의 상측에 배치되며 상기 압력감지부와 전기적으로 연결되는 제1 인쇄회로기판, 상기 금속다이아프램 또는 상기 제1 지지체에 결합되는 제2 지지체, 상기 제2 지지체에 지지된 채 상기 제1 인쇄회로기판의 상측에 이격 배치되는 제2 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판 간 전기적으로 연결되도록 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판의 사이에 개재되는 커넥터, 상기 제2 지지체의 상단에 지지된 채 상기 제2 인쇄회로기판의 상측에 배치되는 제3 지지체, 및 상기 제3 지지체에 관통 결합된 채 상단이 상기 제3 지지체의 상측으로 돌출되고 하단이 상기 제2 인쇄회로기판과 연결되는 스프링전극을 포함하며, 상기 커넥터는 상기 제1 인쇄회로기판의 제1 접속홀에 압입 결합되는 제1 도전부, 상기 제2 인쇄회로기판의 제2 접속홀에 압입 결합되는 제2 도전부, 및 상기 제1 도전부와 상기 제2 도전부 사이에 형성되어 상기 제1 도전부와 상기 제2 도전부 간 전기적으로 연결되도록 하는 동시에 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판 간 이격 거리가 유지되도록 하는 이격부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제1 도전부는 전체 길이 영역 중 적어도 일부 영역에서 볼록한 형상을 갖는 제1 압입부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제1 압입부는 상기 제1 도전부가 상기 제1 접속홀에 압입될 때 상기 제1 접속홀의 내측면에 지지되면서 폭이 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제2 도전부는 전체 길이 영역 중 적어도 일부 영역에서 볼록한 형상을 갖는 제2 압입부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제2 압입부는 상기 제2 도전부가 상기 제2 접속홀에 압입될 때 상기 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 폭이 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제1 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제1 접속홀에 압입될 때 중앙 부위의 폭이 상기 제1 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제2 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제2 접속홀에 압입될 때 중앙 부위의 폭이 상기 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제1, 제2 도전부가 상기 제1, 제2 접속홀에 압입될 때 각각의 중앙 부위 폭이 상기 제1, 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 각각의 상기 중앙 부위 폭의 축소 방향이 서로 평행하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 각각의 상기 중앙 부위 폭의 축소 방향이 서로 어긋나도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압력센서에 있어서, 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 이격되어 형성되는 다수로 이루어질 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판 간 압입 결합 구조를 이루는 커넥터에 의해 연결되도록 함으로써, 종래에 수행되었던 납땜 공정을 생략할 수 있다. 이로써 공정의 단순화를 실현할 수 있다.
또한, 커넥터에 형성된 제1 도전부 및 제2 도전부는 구조적인 특징에 기인하여 제1 접속홀과 제2 접속홀에 넓은 접촉 면적을 가지면서 접속되므로 종래의 납땜 구조와 비교하여 접속 신뢰성 및 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 압입 결합 구조의 커넥터를 채용함으로써 기판 간 조립 편의성이 크게 향상되는 이점을 얻을 수 있다.
더불어, 제2 지지체 등에서 기판 회동을 방지하기 위한 별도의 구조가 마련될 필요가 없으므로, 제2 지지체의 구조를 단순화하거나 생략할 수도 있게 되어 제조 편의성이 크게 향상될 수 있다.
도 1은 종래의 압력센서를 도시한 단면도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 포함되는 커넥터의 예를 도시한 정면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조를 알 수 있는 요부 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압력센서의 정면도.
도 9는 도 8에 도시된 금속다이아프램의 사시도.
도 10은 도 8에 도시된 제1 지지체, 제1 인쇄회로기판, 및 커넥터의 조립체를 나타낸 사시도.
도 11은 도 9에 도시된 금속다이아프램 및 도 10에 도시된 조립체 간 조립된 상태를 나타낸 사시도.
도 12는 도 8에 도시된 제2 지지체를 나타낸 사시도.
도 13은 도 11에 도시된 조립체에 제2 지지체 및 제2 인쇄회로기판이 조립된 상태를 나타낸 사시도.
도 14는 도 8에 도시된 제3 지지체를 도시한 사시도.
도 15는 도 8에 도시된 스프링전극을 도시한 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 간 접속구조 및 이를 포함하는 압력센서에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 관하여 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 간 접속구조에 포함되는 커넥터의 다양한 예를 도시한 정면도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 간 접속구조를 알 수 있는 요부 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 간 접속구조(100)는, 제1 인쇄회로기판(110), 제2 인쇄회로기판(120), 및 커넥터(130)를 포함한다.
여기서 커넥터(130)는 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)이 서로 전기적으로 연결되도록 하는 기능을 수행하는 것으로, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 제1 도전부(131), 제2 도전부(132), 및 이격부(133)를 포함할 수 있다.
먼저, 도 2에 도시된 커넥터(130)의 일례를 구체적으로 설명하면, 제1 도전부(131)는 상하방향의 전체 길이 영역 중에서 적어도 일부 영역, 예컨대 중앙 부위 영역에서 횡 방향으로 볼록하게 형성되는 제1 압입부(131a)가 형성될 수 있다.
제1 압입부(131a)가 형성된 제1 도전부(131)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 인쇄회로기판(110)에 형성된 제1 접속홀(111)에 결합될 때 제1 압입부(131a)의 볼록한 외측면이 제1 접속홀(111)의 내측면에 끼이면서 압입 결합될 수 있다.
이때, 제1 도전부(131)는 탄력적인 소재로 이루어지거나 또는 형상적으로 탄력적 변형이 허용됨으로써 제1 접속홀(111)에 탄력적으로 결합될 수도 있다. 제1 도전부(131)는 소재의 특성 또는 구조적인 특성에 기인하여 제1 접속홀(111)에 압입 결합되는 과정에서 제1 압입부(131a)의 횡 방향 폭이 탄력적으로 축소될 수 있다.
구체적인 일례로서, 제1 도전부(131)는 도전성을 갖는 소재로 이루어지되 도시된 바와 같이 볼록한 형상을 갖는 제1 압입부(131a)가 포함되도록 타원 형태의 링 형상으로 이루어질 수 있다.
제1 도전부(131)가 이처럼 링 형상으로 이루어짐으로써, 링 형상의 내측에 공간이 마련된다. 그리고 링의 두께가 얇게 형성됨으로써 제1 압입부(131a)의 폭은 링 형상 내측의 공간 쪽 방향, 즉 횡 방향으로 어느 정도 축소 변형될 수 있다.
제2 도전부(132)는 제1 도전부(131)와 마찬가지로 제2 압입부(132a)가 형성될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 인쇄회로기판(120)에 형성된 제2 접속홀(121)에 압입 결합될 수 있다. 제2 도전부(132)는 제1 도전부(131)와 마찬가지의 소재나 형상을 가질 수 있으므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
이격부(133)는 제1 도전부(131)와 제2 도전부(132) 사이에 형성되는 것으로, 제1 도전부(131)와 제2 도전부(132)가 서로 전기적으로 연결되도록 하는 동시에 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120) 간 이격 거리가 유지되도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
이격부(133)는 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120) 간 이격되어 있도록 도 6에 도시된 바와 같이 제1 접속홀(111) 및 제2 접속홀(121)에 삽입되지 않는 부피를 지니는 것이 바람직하다.
그리고, 이격부(133)는 예컨대 육면체 형상을 가질 수 있으며, 이때 형상의 외측부는 절연성 소재로써 형성되고, 형상의 내부에서는 제1 도전부(131)의 상단과 제2 도전부(132)의 하단이 상호 전기적으로 연결되어 있게 할 수도 있다.
도 6은 전술한 커넥터(130)에 의해 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120) 간 상호 전기적으로 연결된 상태를 나타내고 있다.
도시된 바에서 알 수 있듯이, 제1 도전부(131)와 제2 도전부(132)는 제1 접속홀(111) 내측면, 그리고 제2 접속홀(121) 내측면에 대하여 제1 압입부(131a)의 외측면, 그리고 제2 압입부(132a)의 외측면 부위를 통해 넓은 면 접촉이 이루어짐을 알 수 있다. 이로써 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120) 간 전기적 접속의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 커넥터(130)의 다른 예를 도시한 것이다.
우선 도 2에 도시된 예는 제1 도전부(131) 및 제2 도전부(132)가, 제1 압입부(131a) 및 제2 압입부(132a)의 폭이 축소되는 방향에 있어서 서로 평행한 방향을 갖도록 형성된 예를 도시하고 있다.
제1 도전부(131) 및 제2 도전부(132)는 모두, 링 형상 내측의 공간이 전후 방향으로 개방되도록 형성된다. 따라서 제1 압입부(131a)와 제2 압입부(132a)의 폭의 축소방향은 모두 횡 방향으로 서로 평행한 방향을 갖는다.
다만, 이러한 일례로 한정되는 것은 아니다. 도 3에 도시된 커넥터(130)의 다른 일례와 같이, 제1 도전부(131)를 이루는 링 형상의 내측 공간은 전후 방향으로 개방되고, 제2 도전부(132)를 이루는 링 형상의 내측 공간은 좌우 방향으로 개방되어, 제2 압입부(132a)의 폭의 축소 방향과 제1 압입부(131a)의 폭의 축소 방향은 서로 어긋난 방향을 가질 수도 있다.
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 이격부(133)의 다른 예가 적용된 커넥터(130)를 도시하고 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 커넥터(130)의 예는 도 2 및 도 3에 도시된 예와 비교하여 이격부(133)의 내부에 공간(133a)이 형성되어 있는 점에서 차이가 있다.
도시된 예와 관련된 구체적인 설명에 앞서, 우선 본 실시예에 따른 기판 간 접속구조(100)가 포함된 제품은 사용에 따라 기판에 진동이 발생하거나 외력이 가해질 수 있다.
이때, 커넥터(130)의 길이가 가변되지 않는다면 기판 간 이격 거리가 가변되지 못하며, 진동이나 외력이 온전히 기판으로 전달됨으로써 기판에 손상이 발생할 수도 있다. 따라서, 이러한 진동이나 외력에 순응하도록 기판 간 이격 거리가 탄력적으로 가변되는 것이 바람직하다.
이격부(133)의 내부에 전술한 바와 같이 공간(133a)이 형성됨으로써 이러한 가변이 허용될 수 있다. 이격부(133) 내에 형성된 공간(133a)으로 인해 이격부(133)는 상하 방향 폭이 탄력적으로 축소될 수 있다.
따라서, 제1 인쇄회로기판(110) 또는 제2 인쇄회로기판(120)에 상하 방향의 진동이나 외력이 발생되는 경우에 그 진동이나 외력에 순응하여 이격부(133)의 상하 방향 폭이 탄력적으로 축소될 수 있으며, 이로써 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120) 간 이격 거리가 탄력적으로 가변될 수 있다.
제1 인쇄회로기판(110) 또는 제2 인쇄회로기판(120)에 전해지는 외력은 이격부(133)의 폭 축소로써 흡수되므로 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)에 발생할 수 있는 손상이 방지될 수 있다.
한편, 도 7은 도 6에 도시된 커넥터(130)의 다른 예를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 예는 도 6에 도시된 커넥터(130)와 비교하여 제1 도전부(131) 및 제2 도전부(132)가 다수로 이루어지는 점에서 차이가 있다.
도시된 예에서는 이격부(133)의 상, 하측에서 3개씩의 제2 도전부(132)와 제1 도전부(131)가 형성된 예를 도시하고 있다. 그리고, 다수의 제1 도전부(131) 및 제2 도전부(132)는 상호 이격되어 배치된다.
이러한 커넥터(130)의 예는 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120) 간 전기적 접속부위가 다수로 형성되는 경우에 적용될 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 15을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서에 관하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압력센서의 정면도, 도 9는 도 8에 도시된 금속다이아프램의 사시도, 도 10은 도 8에 도시된 제1 지지체, 제1 인쇄회로기판, 및 커넥터의 조립체를 나타낸 사시도, 도 11은 도 9에 도시된 금속다이아프램 및 도 10에 도시된 조립체 간 조립된 상태를 나타낸 사시도, 도 12는 도 8에 도시된 제2 지지체를 나타낸 사시도, 도 13은 도 11에 도시된 조립체에 제2 지지체 및 제2 인쇄회로기판이 조립된 상태를 나타낸 사시도, 도 14는 도 8에 도시된 제3 지지체를 도시한 사시도, 도 15는 도 8에 도시된 스프링전극을 도시한 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서(1)는 금속다이아프램(10), 제1 지지체(20), 제1 인쇄회로기판(110), 제2 지지체(30), 제2 인쇄회로기판(120), 커넥터(130), 제3 지지체(40), 및 스프링전극(50)을 포함한다.
금속다이아프램(10)은 사용 환경 및 압력 사양에 따라 SUS304, SUS316, SUS630 또는 인코넬과 같은 합금으로 제조될 수 있다. 금속다이아프램(10)은 도 9에 도시된 바와 같이 상부에 압력감지부(11)가 형성된다. 압력감지부(11)는 압축응력, 인장응력 등의 변화를 감지할 수 있다.
압력감지부(11)는 도시되어 있지는 않지만 상면에 회로패턴이 형성될 수 있으며, 회로패턴은 후술할 제1 인쇄회로기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 지지체(20)는 원통 형태를 가질 수 있다. 제1 지지체(20)의 하단부는 금속다이아프램(10)의 외주면에 용접 접합 등의 다양한 방식에 의해 고정될 수 있다.
제1 지지체(20)의 상단부에는 제1 인쇄회로기판(110)의 하면이 솔더링 접합되는 등의 방식으로 고정될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(110)은 압력감지부(11)와 리드 와이어(미도시) 등의 다양한 수단에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 압력감지부(11)에서 감지된 저항의 변화는 제1 인쇄회로기판(110)으로 전달된다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제2 지지체(30)는 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 제1 지지체(20)에는 제2 지지체(30)가 결합된다.
제1 지지체(20)는 도 10에 도시된 바와 같이 하단부에 플랜지부(21)가 형성될 수 있으며, 이 플랜지부(21)의 일측에 결합홈(22)이 형성될 수 있다. 그리고 제2 지지체(30)의 하단부에는 하방으로 돌출되는 결합돌기(31)가 형성될 수 있다.
제2 지지체(30)는 제1 지지체(20)를 감싸는 형태로 제1 지지체(20)에 결합되며 결합돌기(31)가 결합홈(22)에 결합됨으로써 제1 지지체(20)와의 관계에서 상대적인 유동이 방지된 채 제1 지지체(20)에 결합될 수 있다.
한편, 제2 지지체(30)가 제1 지지체(20)에 결합될 때 가이드되면서 결합될 수 있도록 제1 지지체(20)의 외주면에는 상하방향으로 가이드홈(23, 도 10 참조)이 형성될 수 있다. 그리고 제2 지지체(30)의 내주면에는 상하방향으로 형성되는 가이드돌기(32)가 형성될 수 있다. 제2 지지체(30)는 가이드돌기(32)가 가이드홈(23)에 삽입된 상태로 가이드홈(23)의 길이방향을 따라 가이드되면서 제1 지지체(20)에 결합될 수 있다.
다만, 제2 지지체(30)는 전술한 바와 달리, 즉 제1 지지체(20)에 결합되는 것이 아니라 금속다이아프램(10)의 외주면에 직접 결합될 수도 있다.
제2 지지체(30)의 상부 내측에는 제2 인쇄회로기판(120)의 제2 접속홀(121)이 형성된 영역을 제외한 가장자리 일부를 상향으로 지지하는 안착면(33)이 형성될 수 있다. 제2 인쇄회로기판(120)은 안착면(33)에 안착된 상태로 제2 지지체(30)에 의해 지지될 수 있다.
제2 인쇄회로기판(120)은 이와 같이 제2 지지체(30)에 지지된 채로 제1 인쇄회로기판(110)의 상측으로 이격되어 배치된다.
제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)은 커넥터(130)에 의해 상호 전기적으로 접속된다. 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120) 간 커넥터(130)에 의한 구체적인 접속구조는 앞서 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 간 접속구조(100)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
커넥터(130)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 다수의 제1 도전부(131) 및 제2 도전부(132)를 포함할 수 있다. 또한 다수의 커넥터(130)에 의해 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)이 상호 접속될 수 있다.
도시된 예에서는 제1 인쇄회로기판(110) 및 제2 인쇄회로기판(120)의 가장자리에서 서로 마주하도록 배치된 한 쌍의 커넥터(130)에 의해 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)이 상호 접속구조를 이루는 예를 도시하고 있다.
제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)은 커넥터(130)가 압입 결합되면서 상호 전기적으로 접속된다. 여기서 조립과정은 제1 인쇄회로기판(110)에 이미 압입 결합된 커넥터(130)에 제2 인쇄회로기판(120)을 압입 결합하는 과정으로 진행될 수 있다.
커넥터(130)가 압입 결합된 제2 인쇄회로기판(120)은 제1 인쇄회로기판(110)이 회동하지 않는 한 커넥터(130)에 의해 지지되면서 자신도 회동하지 않을 수 있다.
따라서, 제2 지지체(30)는 제2 인쇄회로기판(120)의 상하 방향 또는 횡 방향 이동이 방지되도록 지지하면 족하며, 제2 인쇄회로기판(120)의 회동이 방지되도록 하는 별도의 지지 구조를 갖출 필요는 없다.
종래의 압력센서의 경우에는 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)이 납땜 공정으로 상호 접속되기 때문에 납땜 공정을 고려하여, 그리고 납땜 이후의 배치 상태 유지를 고려하여, 제2 인쇄회로기판(120)이 회동하지 않도록 하는 별도의 구조, 예컨대 제2 지지체(30)의 내주면에 별도의 돌기가 돌출되고, 제2 인쇄회로기판(120)의 외주면에 돌기에 대응하는 별도의 돌기홈이 형성되는 등의 구조가 마련되어야 했다.
하지만, 본 실시예에 따른 압력센서(1)는 제2 인쇄회로기판(120)이 커넥터(130)에 압입 결합되는 구조로써 제2 인쇄회로기판(120)의 회동이 방지될 수 있기 때문에 제2 지지체(30)에 제2 인쇄회로기판(120)의 회동 방지를 위한 별도의 구조가 마련될 필요가 없다.
제2 인쇄회로기판(120)은 외부와의 전기적인 연결을 위하여, 도 15에 도시된 바와 같은 스프링전극(50)이 연결된다. 스프링전극(50)은 제2 인쇄회로기판(120)의 상면에 연결되는데, 제2 인쇄회로기판(120)의 상부에는 스프링전극(50)을 지지하기 위하여 도 14에 도시된 바와 같은 제3 지지체(40)가 배치될 수 있다.
제3 지지체(40)는 도 8에 도시된 바와 같이 제2 지지체(30)의 상단에 결합되어 지지될 수 있으며, 이와 같이 지지된 채로 제2 인쇄회로기판(120)의 상측에 배치된다.
제3 지지체(40)는 상하 방향으로 관통되는 지지홀(41)이 형성될 수 있으며, 전술한 스프링전극(50)은 지지홀(41)에 관통 결합될 수 있다. 스프링전극(50)의 하단은 제2 인쇄회로기판(120)에 연결되며 상단은 제3 지지체(40)의 상측으로 돌출될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 압력센서(1)는 압력센서에 포함되는 전술한 구성들을 외부환경으로부터 보호하기 위한 케이스(미도시)가 더 포함될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 압력센서 10: 금속다이아프램
11: 압력감지부 20: 제1 지지체
21: 플랜지부 22: 결합홈
23: 가이드홈 30: 제2 지지체
31: 결합돌기 32: 가이드돌기
33: 안착면 40: 제3 지지체
41: 지지홀 50: 스프링전극
100: 기판 간 접속구조 110: 제1 인쇄회로기판
111: 제1 접속홀 120: 제2 인쇄회로기판
121: 제2 접속홀 130: 커넥터
131: 제1 도전부 131a: 제1 압입부
132: 제2 도전부 132a: 제2 압입부
133: 이격부

Claims (22)

  1. 제1 인쇄회로기판;
    상기 제1 인쇄회로기판의 일측으로 이격되어 배치되는 제2 인쇄회로기판; 및
    상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판 간 전기적으로 연결되도록 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판의 사이에 개재되는 커넥터를 포함하며,
    상기 커넥터는 상기 제1 인쇄회로기판의 제1 접속홀에 압입 결합되는 제1 도전부, 상기 제2 인쇄회로기판의 제2 접속홀에 압입 결합되는 제2 도전부, 및 상기 제1 도전부와 상기 제2 도전부 사이에 형성되며 상기 제1 도전부와 상기 제2 도전부 간 전기적으로 연결되도록 하는 동시에 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판 간 이격 거리가 유지되도록 하는 이격부를 포함하고,
    상기 이격부는 외력이 가해지면 상하 방향 폭이 탄력적으로 축소되도록 하는 내부 공간이 형성된 기판 간 접속구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전부는 전체 길이 영역 중 적어도 일부 영역에서 볼록한 형상을 갖는 제1 압입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 압입부는 상기 제1 도전부가 상기 제1 접속홀에 압입될 때 상기 제1 접속홀의 내측면에 지지되면서 폭이 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 도전부는 전체 길이 영역 중 적어도 일부 영역에서 볼록한 형상을 갖는 제2 압입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 압입부는 상기 제2 도전부가 상기 제2 접속홀에 압입될 때 상기 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 폭이 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제1 접속홀에 압입될 때 중앙 부위의 폭이 상기 제1 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제2 접속홀에 압입될 때 중앙 부위의 폭이 상기 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며,
    상기 제1, 제2 도전부가 상기 제1, 제2 접속홀에 압입될 때 각각의 중앙 부위의 폭이 상기 제1, 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 각각의 상기 중앙 부위 폭의 축소 방향이 서로 평행하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 각각의 상기 중앙 부위 폭의 축소 방향이 서로 어긋나도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 이격되어 형성되는 다수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 간 접속구조.
  12. 상부에 압력감지부가 형성된 금속다이아프램;
    상기 금속다이아프램에 결합되는 제1 지지체;
    상기 제1 지지체에 지지된 채 상기 압력감지부의 상측에 배치되며, 상기 압력감지부와 전기적으로 연결되는 제1 인쇄회로기판;
    상기 금속다이아프램 또는 상기 제1 지지체에 결합되는 제2 지지체;
    상기 제2 지지체에 지지된 채 상기 제1 인쇄회로기판의 상측에 이격 배치되는 제2 인쇄회로기판;
    상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판 간 전기적으로 연결되도록 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판의 사이에 개재되는 커넥터;
    상기 제2 지지체의 상단에 지지된 채 상기 제2 인쇄회로기판의 상측에 배치되는 제3 지지체; 및
    상기 제3 지지체에 관통 결합된 채 상단이 상기 제3 지지체의 상측으로 돌출되고 하단이 상기 제2 인쇄회로기판과 연결되는 스프링전극을 포함하며,
    상기 커넥터는 상기 제1 인쇄회로기판의 제1 접속홀에 압입 결합되는 제1 도전부, 상기 제2 인쇄회로기판의 제2 접속홀에 압입 결합되는 제2 도전부, 및 상기 제1 도전부와 상기 제2 도전부 사이에 형성되어 상기 제1 도전부와 상기 제2 도전부 간 전기적으로 연결되도록 하는 동시에 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판 간 이격 거리가 유지되도록 하는 이격부를 포함하고,
    상기 이격부는 외력이 가해지면 상하 방향 폭이 탄력적으로 축소되도록 하는 내부 공간이 형성된 압력센서.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 도전부는 전체 길이 영역 중 적어도 일부 영역에서 볼록한 형상을 갖는 제1 압입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 압입부는 상기 제1 도전부가 상기 제1 접속홀에 압입될 때 상기 제1 접속홀의 내측면에 지지되면서 폭이 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 도전부는 전체 길이 영역 중 적어도 일부 영역에서 볼록한 형상을 갖는 제2 압입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2 압입부는 상기 제2 도전부가 상기 제2 접속홀에 압입될 때 상기 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 폭이 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제1 접속홀에 압입될 때 중앙 부위의 폭이 상기 제1 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며, 상기 제2 접속홀에 압입될 때 중앙 부위의 폭이 상기 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 타원 형태를 갖는 링 형상으로 이루어지며,
    상기 제1, 제2 도전부가 상기 제1, 제2 접속홀에 압입될 때 각각의 중앙 부위의 폭이 상기 제1, 제2 접속홀의 내측면에 지지되면서 탄력적으로 축소되는 것을 특징으로 하는 압력센서.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 각각의 상기 중앙 부위 폭의 축소 방향이 서로 평행하도록 형성된 것을 특징으로 하는 압력센서.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 각각의 상기 중앙 부위 폭의 축소 방향이 서로 어긋나도록 형성된 것을 특징으로 하는 압력센서.
  22. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부는 이격되어 형성되는 다수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력센서.
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