KR102263049B1 - Pcb 검사장치 및 그 검사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자제어장치의 하우징 내부에 장착되는 PCB에 실장되는 유도전류발생장치; 및 상기 하우징 외측에서 상기 유도전류발생장치에 전류를 인가하여 상기 유도전류발생장치에 유도 전류가 형성되도록 하는 전류인가장치: 를 포함하는 PCB 검사장치를 제공한다.

Description

PCB 검사장치 및 그 검사방법{APPARATUS FOR TESTING OF PCB AND ITS INSPECTION METHOD}
본 발명은 차량 전자제어장치에 장착되는 PCB의 불량 조립 유무를 검사하는 PCB 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)가 장착된다. 전자제어장치는 차량의 각 부분에 설치된 구성들로부터 정보를 수집하고 수집한 정보에 따라 전자제어를 수행하는 기능을 한다.
전자제어장치는 상부의 커버와 하부의 베이스로 구성되는 하우징, 하우징의 내부에 수납되는 PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판), 외부의 소켓 연결을 위해 PCB의 전단에 조립되는 커넥터 등을 포함한다.
한편, 코킹 기술 및 알루미늄 패드가 적용되는 방수형 전자제어장치의 경우 하우징 내부에 조립되는 PCB의 휨 또는 하우징 히트싱크(Heatsink) 영역의 휨 발생에 의한 히트싱크와 PCB간 들뜸이 발생할 가능성이 있어 전자제어장치의 조립 후 전자제어장치를 절단하여 PCB의 조립 불량 여부를 검사하였다.
이와 같이 기존 전자제어장치의 PCB의 들뜸 여부 검사 방식은 전자제어장치를 절단하여 검사를 진행하는 파괴 검사 방식이기 때문에 전자제어장치의 절단 등 검사 과정이 번거로울 뿐만 아니라 전자제어장치에 손상이 발생하고 손상된 전자제어장치의 폐기처리에 따른 비용이 발생하였다.
이에 대하여, 본 발명은 차량 전자제어장치의 하우징에 결합되는 PCB의 휨에 의한 조립 불량 여부를 비파괴 방식으로 검사할 수 있는 메커니즘을 제시하고자 한다.
대한민국 일본 공개특허공보 제2005-83782호(2005.3.31. 공개)
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전기 유도가 가능한 장치를 PCB에 실장하고, 외부에서 인가된 전기장에 의해 유도 전류의 흐름 여부를 검출하여 PCB의 정상 장착여부를 검사할 수 있는 PCB 검사장치 및 그 검사방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, 전자제어장치의 하우징 내부에 장착되는 PCB에 실장되는 유도전류발생장치; 및 상기 하우징 외측에서 상기 유도전류발생장치에 전류를 인가하여 상기 유도전류발생장치에 유도 전류가 형성되도록 하는 전류인가장치; 를 포함하는 PCB 검사장치를 제공한다.
또한, 상기 유도전류발생장치는 코일일 수 있다.
또한, 상기 전류인가장치는 무선충전패드일 수 있다.
또한, 상기 PCB와 하우징의 히트싱크 사이를 솔더 페이스트로 연결하여 상기 유도전류발생장치, 솔더 페이스트 및 하우징으로 이어지는 폐루프를 구성할 수 있다.
또한, 상기 솔더 페이스트와 유도전류발생장치는 비아 또는 PCB의 도체패턴에 의해 연결될 수 있다.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, 전기 유도가 가능한 유도전류발생장치를 PCB에 실장하고, 외부에서 상기 유도전류발생장치에 인가된 전기장에 의해 유도 전류의 흐름 여부를 검출하여 PCB의 정상 장착여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 PCB 검사방법을 제공한다.
또한, 전자제어장치의 하우징 내부에 장착되는 PCB의 2지점에 솔더 페이스트를 도포한 다음 리플로우를 진행하는 단계; 상기 PCB와 하우징의 히트싱크 사이에 위치하는 패드의 솔더 페이스트 도포 위치에 구멍을 형성하여 상기 솔더 페이스트가 하우징의 히트싱크에 닿게 함으로써 PCB에 실장되는 유도전류발생장치와 하우징의 히트싱크가 전기적으로 연결되게 하는 단계; 및 상기 하우징 외부에서 유도전류발생장치에 전류를 인가하는 단계; 를 포함하는 PCB 검사방법을 제공한다.
또한, 상기 유도전류발생장치에 전류 인가시 하우징에 전류 발생 여부를 확인하여 전류가 발생하면 PCB의 정상 장착으로 판단하여 합격 처리하고, 전류가 발생하지 않으면 PCB의 비정상 장착으로 판단하여 불합격 처리하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔더 페이스트와 유도전류발생장치는, 비아 또는 PCB의 도체패턴에 의해 연결될 수 있다.
또한, 상기 유도전류발생장치는 코일일 수 있다.
또한, 무선충전패드에 의해 상기 유도전류발생장치에 전류를 인가할 수 있다.
본 발명은 전기 유도가 가능한 장치를 PCB에 실장하고, 외부에서 인가된 전기장에 의해 유도 전류의 흐름 여부를 검출하여 PCB의 정상 장착여부를 검사할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존 파괴검사 방식에 비해 검사 방법이 간단하여 PCB의 휨 또는 히트싱크의 휨에 의한 PCB의 들뜸 정도를 신속하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존 파괴검사 방식과는 달리 비파괴 검사 방식으로 제품 손상이 전혀 없기 때문에 기존 파괴검사와 같이 손상된 제품의 폐기에 따른 비용 발생 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자제어장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자제어장치의 저면도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선 단면도이다.
도 4는 도 3의 B부분 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
기존 전자제어장치의 PCB의 들뜸 여부 검사 방식은 전자제어장치를 절단하여 검사를 진행하는 파괴 검사 방식이기 때문에 전자제어장치의 절단 등 검사 과정이 번거로울 뿐만 아니라 전자제어장치에 손상이 발생하고 손상된 전자제어장치의 폐기처리에 따른 비용이 발생하였다. 이에 대하여, 본 발명은 차량 전자제어장치의 하우징에 결합되는 PCB의 휨에 의한 조립 불량 여부를 비파괴 방식으로 검사할 수 있는 메커니즘을 제시하고자 한다.
본 발명에 따른 PCB 검사장치의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자제어장치의 사시도이고 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자제어장치의 저면도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선 단면도이고, 도 4는 도 3의 B부분 확대도이다.
도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 PCB 검사장치는 PCB(115)에 실장되는 유도전류발생장치(121) 및 유도전류발생장치(121)에 전류를 인가하는 전류인가장치(미도시)를 포함한다.
구체적으로 유도전류발생장치(121)는 전자제어장치(100)의 하우징(111) 내부에 장착되는 PCB(115)에 실장된다. 유도전류발생장치(121)의 구성에는 제한이 없다 PCB(115)에 실장 가능하고 전류 인가시 유도 전류의 발생이 가능한 장치이면 모두 가능하다. 일예로서 유도전류발생장치(121)는 코일 등일 수 있다.
전류인가장치(미도시)의 구성에는 제한이 없다. 전류인가장치는 하우징(111) 외측에서 유도전류발생장치(121)에 전류를 인가하여 유도전류발생장치(121)에 유도 전류(124)가 형성되게 하는 장치이면 모두 가능하다. 예컨대 전류인가장치는 전류인가장치는 무선충전패드일 수 있다.
휨이 취약한 PCB(115)의 2지점에 솔더 페이스트(122)를 도포한 다음 리플로우(Reflow)를 진행한다. 솔더 페이스트(Solder Paste)는 땜납분말에 플럭스를 혼합한 것으로서 납땜에 사용된다.
이때, PCB(115)와 하우징(111)의 히트싱크(112) 사이를 솔더 페이스트(122)로 연결하여 유도전류발생장치(121), 솔더 페이스트(122) 및 하우징(111)으로 이어지는 폐루프(closed loop)를 구성할 수 있다. 이로 인해 전류가 흐를 수 있다.
한편, 솔더 페이스트(122)와 유도전류발생장치(121)는 비아(Via) 또는 PCB(115)에 구비되는 구리(Copper)와 같은 도체패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. PCB는 페놀이나 에폭시 등의 절연판에 구리와 같은 도체를 입히고 전기적 신호를 전달할 수 있도록 기판 표면에 도체패턴을 형성시킨 기판이다.
다음은 본 발명에 따른 PCB 검사방법에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 PCB 검사방법은, 전기 유도가 가능한 유도전류발생장치를 PCB에 실장하고, 외부에서 상기 유도전류발생장치에 인가된 전기장에 의해 유도 전류의 흐름 여부를 검출하여 PCB의 정상 장착여부를 검사한다.
도 4를 참조하면 본 발명에 따른 PCB 검사방법은, PCB(115)에 솔더 페이스트(122)를 도포하는 단계, 솔더 페이스트(122)가 하우징(111)의 히트싱크(112)에 닿게 하는 단계 및 유도전류발생장치(121)에 전류를 인가하는 단계를 포함한다. 하우징(111)의 전류 발생 여부를 통해 PCB(115)의 정상 장착 또는 PCB(115)의 비정상 장착을 판단하는 단계를 더 포함한다.
구체적으로 전자제어장치(100)의 하우징(111) 내부에 장착되는 PCB(115)의 저면 2지점에 솔더 페이스트(122)를 도포한 다음 리플로우를 진행한다. 이때 PCB(115)의 2지점은 PCB(115)의 휨이 잦은 휨 취약 부위를 선택하여 솔더 페이스트(122)를 도포한다.
PCB(115)의 저면에 솔더 페이스트(122)를 도포하여 리플로우를 진행할 경우 솔더 페이스트(122)가 PCB(115)의 표면에 돌출 형태로 굳기 때문에 PCB(115)와 히트싱크(112) 사이에 위치하는 알루미늄 패드(113)에 솔더 페이스트(122)가 수용될 수 있는 구멍(113a)을 형성한다.
PCB(115)와 알루미늄 패드(113) 사이에 접착테이프(114)가 구비된다. 접착테이프(114)의 접착력에 의해 알루미늄 패드(113)를 PCB(115)에 접착 결합할 수 있다.
PCB(115) 저면의 솔더 페이스트(122)가 PCB(115) 아래에 위치하는 하우징(111)의 히트싱크(112)에 닿도록 구성 한다.
솔더 페이스트(122)는 비아(123) 또는 PCB(115)의 도체패턴(미도시)에 의해 유도전류발생장치(121)와 전기적으로 연결될 수 있다. 유도전류발생장치(121)는 코일(Coil)일 수 있다.
비아(Via)는 솔더 페이스트(122)와 유도전류발생장치(121)를 전기적으로 연결하는 통로 역할을 한다. 비아(123)는 PCB(115)에 미세한 구멍을 뚫고 구리 등과 같은 금속물질을 채우는 방식으로 만들어질 수 있다.
PCB(115)는 페놀이나 에폭시 등의 절연판에 카퍼(Copper) 등과 같은 도체를 입히고, 전기적 신호를 전달할 수 있도록 표면에 도체패턴을 형성한다.
내부에 PCB(115)가 장착되어 있는 하우징(111)의 외부에서 유도전류발생장치(121)에 전류가 흐르도록 한다. 일예로서 무선충전패드(미도시) 등과 같은 장치를통해 유도전류발생장치(121)에 전류가 흐르게 할 수 있다.
유도전류발생장치(121)에 전류를 인가함에 따라 도 4의 화살표와 같이 유도전류발생장치(121)에 유도 전류(124)가 형성된다.
하우징(111) 내부에 장착되어 있는 PCB(115)의 휨이 전혀 없거나 또는 휨이 적을 경우 PCB(115)의 솔더 페이스트(122)가 히트싱크(112)에 닿아 하우징(111) 내부의 유도전류발생장치(121), 솔더 페이스트(122) 및 하우징(111)에 폐루프(closed loop)가 형성되어 전류가 흐른다. 히트싱크(112)는 PCB(115) 아래에 위치하는 하우징(111) 영역일 수 있다.
하우징(111)에 전류 발생 여부를 통해 PCB(115)의 조립상태의 합격 또는 불합격 여부를 판단한다.
예컨대, 유도전류발생장치(121)에 전류 인가시 하우징(111)에 전류 발생 여부를 확인하여 전류가 발생하면 PCB(115)의 정상 장착으로 판단하여 합격 처리를 한다.
반대로, 유도전류발생장치(121)에 전류 인가시 하우징(111)에 전류 발생 여부를 확인하여 전류가 발생하지 않으면 PCB(115)의 비정상 장착으로 판단하여 불합격 처리한다.
살펴본 바와 같이 본 발명은 전기 유도가 가능한 장치를 PCB에 실장하고, 외부에서 인가된 전기장에 의해 유도 전류의 흐름 여부를 검출하여 PCB의 정상 장착여부를 검사할 수 있다. 또한, 본 발명은 기존 파괴검사 방식에 비해 검사 방법이 간단하여 PCB의 휨 또는 히트싱크의 휨에 의한 PCB의 들뜸 정도를 신속하게 확인할 수 있다. 또한, 본 발명은 기존 파괴검사 방식과는 달리 비파괴 검사 방식으로 제품 손상이 전혀 없기 때문에 기존 파괴검사와 같이 손상된 제품의 폐기에 따른 비용 발생 문제를 해결할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 전자제어장치
111 : 하우징
112 : 히트싱크
113 : 패드
113a : 구멍
114 : 접착테이프
115 : PCB
121 : 유도전류발생장치
122 : 솔더 페이스트
123 : 비아
124 : 유도 전류

Claims (11)

  1. 전자제어장치의 하우징 내부에 장착되는 PCB의 일면에 실장되는 유도전류발생장치; 및
    상기 하우징 외측에서 상기 유도전류발생장치에 전류를 인가하여 상기 유도전류발생장치에 유도 전류가 형성되도록 하는 전류인가장치;
    상기 유도전류발생장치와 연결되도록 상기 PCB의 타면에 구비되는 솔더 페이스트; 및
    상기 PCB의 타면과 하우징의 히트싱크 사이에 위치하는 것으로서, 상기 솔더 페이스트 도포 위치에 솔더 페이스트가 수용되는 구멍이 구비되는 패드;
    를 포함하는 PCB 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도전류발생장치는,
    코일인 것을 특징으로 하는 PCB 검사장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류인가장치는,
    무선충전패드인 것을 특징으로 하는 PCB 검사장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB와 하우징의 히트싱크 사이를 솔더 페이스트로 연결하여 상기 유도전류발생장치, 솔더 페이스트 및 하우징으로 이어지는 폐루프를 구성하는 것을 특징으로 하는 PCB 검사장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 솔더 페이스트와 유도전류발생장치는,
    비아 또는 PCB의 도체패턴에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 PCB 검사장치.
  6. 전기 유도가 가능한 유도전류발생장치를 PCB에 실장하고, 외부에서 상기 유도전류발생장치에 인가된 전기장에 의해 유도 전류의 흐름 여부를 검출하여 PCB의 정상 장착여부를 검사하는 것으로서,
    전자제어장치의 하우징 내부에 장착되는 PCB의 2지점에 솔더 페이스트를 도포한 다음 리플로우를 진행하는 단계;
    상기 PCB와 하우징의 히트싱크 사이에 위치하는 패드의 솔더 페이스트 도포 위치에 상기 솔더 페이스트가 수용되는 구멍을 형성하여 상기 솔더 페이스트가 하우징의 히트싱크에 닿게 함으로써 PCB에 실장되는 유도전류발생장치와 하우징의 히트싱크가 전기적으로 연결되게 하는 단계; 및
    상기 하우징 외부에서 유도전류발생장치에 전류를 인가하는 단계;
    를 포함하는 PCB 검사방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징 외부에서 유도전류발생장치에 전류를 인가하는 단계 이후에,
    상기 유도전류발생장치에 전류 인가시 하우징에 전류 발생 여부를 확인하여 전류가 발생하면 PCB의 정상 장착으로 판단하여 합격 처리하고, 전류가 발생하지 않으면 PCB의 비정상 장착으로 판단하여 불합격 처리하는 단계;
    를 추가로 포함하는 PCB 검사방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 솔더 페이스트와 유도전류발생장치는,
    비아 또는 PCB의 도체패턴에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 PCB 검사방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 유도전류발생장치는 코일인 것을 특징으로 하는 PCB 검사방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    무선충전패드에 의해 상기 유도전류발생장치에 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 PCB 검사방법.
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