KR102431036B1 - 하우징과 커버 사이의 공간에 내장되는 pcb의 개량된 접지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징과 커버 사이의 공간에 내장되는 PCB의 접지연결 구조를 객량하여, 볼트 부품 삭제, 나사산 가공 삭제, 및 볼트 조립 공정 삭제를 하고자 제안된 것이다. 본 발명의 한 특징에 따르면, 하우징(100)에서 돌출된 적어도 하나의 하우징 보스(200); PCB(300)의, 상기 하우징 보스(200)에 대응하는 위치에 형성된 비아홀(via hole); 및 상기 비아홀의 내경에 형성되며 PCB(300)의 접지부와 연결되는 측벽 도금면(310)을 포함하여, 상기 하우징 보스(200)가 상기 PCB(300)의 비아홀에 삽입되어 상기 측벽 도금면(310)에 접촉되어 상기 PCB의 접지부가 상기 하우징에 전기적으로 연결되도록 하는 PCB 접지구조가 제공된다. 또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 커버(400)의 하부에 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 커버 보스(410); 및 상기 PCB(300)의, 상기 커버 보스(410)에 대응하는 위치에 형성된 접지패턴(320)을 포함하여, 상기 커버 보스(410)가 상기 PCB(300)의 접지패턴(320)에 접촉되어 상기 PCB의 접지부가 상기 커버에 전기적으로 연결되도록 하는 PCB 접지구조가 제공된다.

Description

하우징과 커버 사이의 공간에 내장되는 PCB의 개량된 접지구조 {Improved grounding structure for PCB installed in space between housing and cover}

본 발명은 PCB가 내장된 기기, 예를 들어, 스마트 타입 BLDC형 액추에이터 또는 모터에서의 PCB 접지구조에 관한 것이다.

브러시리스 DC(BLDC) 액추에이터 또는 모터(이하, 통칭하여 '액추에이터'라 함)를 위시한 각종 기기에는 PCB가 내장되어 있다. 도 1은 종래의 스마트타입 BLDC 액추에이터의 PCB와 그 인접 구성의 단면도이다. 하우징(10) 상부에 커넥터 하우징(20)이 위치하고 이 커넥터 하우징(20)에 PCB(30)가 올라간다. PCB(30)를 덮도록 하우징(10)에 커버(40)가 씌워진다. 커넥터 하우징(20)은 하우징(10)에 결합되어, 커버(40)와 하우징(10) 사이에서 PCB(30)를 지지하는 부품이다.

PCB(30)는 하우징(10)에 체결되는 볼트(50)에 의해 고정된다. 이때, PCB(30)는 금속제 볼트(50)에 의해 금속제 하우징(10) 몸체에 접지된다. 구체적으로, PCB(30)의 볼트 구멍(비아홀)에 패턴으로 형성된 랜드 또는 도전패드(도시하지 않음)에 볼트(50)의 머리부 저면이 접촉되고 볼트(50)의 몸통은 PCB(30)와 커넥터 하우징(20)을 관통하여 하우징(10)에 체결된다. 따라서 하우징(10)과 볼트(50)가 나사 결합에 의해 체결되고, 최종적으로 PCB(30)의 볼트 구멍 주위의 도전패드가 하우징(10)에 전기적으로 연결되어 접지된다.

그러나 이와 같은 종래의 액추에이터 접지 구조는 볼트(50)라는 부품이 추가되고 볼트(50)를 체결하기 위한 나사산을 하우징(10)에 가공해야 하며, 볼트(50)를 삽입하고 체결하기 위한 공정이 추가된다. 더욱이, 접촉점이 최소 2개소이므로(볼트(50) 머리와의 접촉부, 그리고 하우징(10)과의 체결부), 이들 접촉점에서의 접촉저항의 영향이 커서 전기적 측면에서 불리하다.

하우징과 커버 사이의 공간에 PCB가 내장되는 기기에서의 PCB의 접지연결 구조를 개선하여서, 볼트 부품 삭제, 나사산 가공 삭제, 및 볼트 조립 공정 삭제를 하고자 본 발명을 제안한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 한 특징에 따르면, 하우징(100), 커버(400), 및 하우징과 커버 사이의 공간에 내장되는 PCB(300)를 포함하는 기기에 있어서, 상기 하우징(100)에서 돌출된 적어도 하나의 하우징 보스(200); 상기 PCB(300)의, 상기 하우징 보스(200)에 대응하는 위치에 형성된 비아홀; 및 상기 비아홀의 내경에 형성되며 PCB(300)의 접지부와 연결되는 측벽 도금면(310)을 포함하여, 상기 하우징 보스(200)가 상기 PCB(300)의 비아홀에 삽입되어 상기 측벽 도금면(310)에 접촉되어 상기 PCB의 접지부가 상기 하우징에 전기적으로 연결되도록 하는 PCB 접지구조가 제공된다.

또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 하우징(100), 커버(400), 및 하우징과 커버 사이의 공간에 내장되는 PCB(300)를 포함하는 기기에 있어서, 상기 커버(400)의 하부에 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 커버 보스(410); 및 상기 PCB(300)의, 상기 커버 보스(410)에 대응하는 위치에 형성된 접지패턴(320)을 포함하여, 상기 커버 보스(410)가 상기 PCB(300)의 접지패턴(320)에 접촉되어 상기 PCB의 접지부가 상기 커버에 전기적으로 연결되도록 하는 PCB 접지구조가 제공된다.

본 발명의 개념은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

기기 내의 PCB의 접지 구조를 단순화함으로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

- 부품 수 감소: 기존 볼트의 기능을 하우징의 보스부가 대신하며, 하우징 다이캐스팅 시 동시에 형상을 동시에 구현할 수 있어. 추가 부품이 필요없다.

- 공정 간소화(작업공수 감소): 기존에 볼트를 하우징에 체결하기 위해 하우징에 나사산을 가공하는 것이 필요했다. 하지만 본 발명에 의하면 나사산을 가공하는 것은 불필요하다. 이에 따라 볼트를 체결하는 공정도 삭제할 수 있다.

도 1은 종래의 스마트타입 BLDC 액추에이터의 PCB와 그 인접 구성의 단면도
도 2는 본 발명의 사상을 설명하기 위한 개념적 기기 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트타입 BLDC 액추에이터의 PCB 접지 구조도
도 4는 도 2 및 도 3의 하우징 보스의 다른 형태 예시도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트타입 BLDC 액추에이터의 PCB 접지 구조도
도 6은 도 2 및 도 5의 커버 보스의 개량 형태 예시도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 이하 첨부된 도면과 함께 상세하게 기술된 바람직한 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에 기술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다. 실시예는 단지 본 발명을 완전하게 개시하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 청구항의 기재 내용에 의해 정의되는 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한 명세서에 사용된 '포함한다(comprise, comprising 등)'라는 용어는 언급된 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용된 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 실시예의 설명에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 사상을 설명하기 위한 개념적 도면으로, 내부 공간을 갖도록 결합되는 하우징(100)과 커버(400) 사이에 PCB(300)가 설치되는 기기(예를 들어, 모터, 액추에이터, 각종 전기, 전자, 통신 기기 등)의 단면을 나타낸다. 금속제, 또는 표면에 금속이 코팅된 하우징(100)과 커버(400)를 통해 PCB(300)를 접지시키는 발명 사상을 설명하고자 한다.

먼저, 하우징(100)에 의한 접지 구조에 관해 설명한다.

하우징(100)에 수직으로 하우징 보스(200)가 형성되어 있다. 이 하우징 보스(200)는 필요에 따라 여러 개로 형성될 수 있다. 하우징 보스(200)의 선단부의 외경은 위로 갈수록 좁아져 경사외면을 형성하고 있다.

그리고 PCB(300)에는, 상기 하우징 보스(200)에 대응하는 위치에 비아홀(via hole)이 형성되어 있다. 이 비아홀의 내경은 상기 하우징 보스(200)의 선단부가 일부분 삽입될 수 있는 크기로 형성된다. 그리고 비아홀의 내경에는 측벽 도금면(310)이 형성되어 있다. 이 측벽 도금면(310)은 PCB(300)의 접지부 패턴(도시하지 않음)과 연결되어 있다.

이와 같이 형성된 PCB(300)의 비아홀에 하우징 보스(200)가 삽입되도록 PCB(300)를 위치시키면, 경사외면을 갖는 하우징 보스(200)의 선단부가 PCB(300)의 비아홀에 압입되면서 비아홀 내경의 측벽 도금면(310)에 강하게 접촉된다. 이로써 PCB(300)가 하우징(100)에 지지됨과 함께 PCB(300)의 접지부는 하우징(100)에 연결된다. 이 상태에서 최상부의 커버(400)를 씌우면 PCB(300)가 더 눌려지면서 하우징 보스(200)와 PCB(300) 비아홀 측벽 도금면(310)의 접촉이 더욱 확실해진다.

이러한 구조에 의해서, 기존 대비 접촉점(하우징 보스(200)와 측벽 도금면(310))의 수가 한 개로 줄어들어, 전기적 측면에서 접촉저항이 줄어드는 개선효과를 얻을 수 있다.

한편 도 2에서 하우징 보스(200)는 하우징에 연결된 기저부의 1차 직경부(220)와 선단부의 2차 직경부(210)로 구성되어 있어서, PCB(300)의 비아홀에 계속해서 깊게 들어가는 것을 방지하여 PCB(300)의 비아홀 및 측벽 도금면(310)의 파손을 방지하기 위한 구조로 가공할 수 있다.

다음에, 또다른 접지 구조로서, 커버(400)에 구현된 접지구조에 관해 설명한다.

PCB(300)의 일부분(외곽 등) 상면에 PSR(포토리지스트)을 도포하지 않은 접지패턴(320)을 형성하고, 이 접지패턴(320)에 접촉하도록 커버(400)의 하부에 커버 보스(410)를 형성하여, 커버 보스(410)가 위에서 아래로 접지패턴(320)을 눌러 접촉시킨다. 이로써, PCB(300)의 접지패턴(320)은 커버 보스(410)를 통해 커버(400)에 전기적으로 연결된다. 즉, PCB(300) 위에 커버(400)를 덮고 조립하면 PCB(300)에 압력이 가해지면서 접지패턴(320)에 커버 보스(410)가 접촉되어 접지가 이루어지고, 아울러, 커버(400)가 PCB(300)를 위에서 아래로 눌러 PCB(300)를 하우징(100)에 안착시킨다.

커버 보스(410)의 말단부 단면 형상은 접지패턴(320)과 동일한 형상일 수 있지만, 접지를 실현하는 기능을 충실히 수행하는 한 반드시 그러하지는 않아도 된다. 또한, 커버 보스(410)는 필요에 따라 여러 곳에 다수로 형성할 수 있다.

한편 도 2에는, 커버 보스(410)의 말단면에 돌기(420)를 형성한 것이 표현되어 있다. 이 돌기(420)는 PCB(30)의 접지패턴(32)과의 접촉성을 향상시키기 위한 것으로, 자세한 설명은 도 6을 통해 후술한다.

이상에서 설명한 하우징(100)에 구현된 접지구조와 커버(400)에 구현된 접지구조는 하나의 기기에 모두 적용할 수도 있지만, 각각 별도로 적용할 수도 있다.

이하, 도 2를 통해 설명한 본 발명의 사상을 스마트타입 BLDC 액추에이터에 실제로 구현한 PCB 접지 구조의 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트타입 BLDC 액추에이터의 PCB 접지 구조를 나타낸다.

배경기술 항목에서 설명한 도 1의 구성처럼, 하우징(10), 커넥터 하우징(20), PCB(30), 커버(40)가 포함되어 있지만, 도 1의 PCB 고정 볼트(50)가 없다.

세부적으로, 하우징(10) 상부에 위쪽으로 돌출된 하우징 보스(11)가 일체로 형성되어 있다. 이 하우징 상부에 돌출된 보스(11)는 필요에 따라 여러 개로 형성될 수 있다. 하우징 보스(11)는 하우징(10)에 붙은 아래 부분(기저부)보다 위(선단부)로 갈수록 직경이 좁아지도록 경사 외면을 갖는다.

그리고 커넥터 하우징(20) 위에 있는 PCB(30)에는, 상기 하우징 보스(11)에 대응하는 위치에 비아홀(via hole)이 형성되어 있다. 이 비아홀의 내경은 상기 하우징 보스(11)의 선단부가 일부분 삽입될 수 있는 크기로 형성된다. 그리고 비아홀의 내경에는 측벽 도금면(31)이 형성되어 있다. 이 측벽 도금면(31)은 PCB(30)의 접지부 패턴과 연결되어 있다.

이와 같이 형성된 PCB(30)의 비아홀에 하우징 보스(11)가 삽입되도록 PCB(30)를 커넥터 하우징(20)에 위치시키면, 경사 외면을 갖는 하우징 보스(11)의 선단부가 PCB(30)의 비아홀에 1차 삽입된 후 점차 비아홀의 내경보다 넓어지는 하우징 보스(11)의 외면에 의해 비아홀에 압입되면서 비아홀 내경의 측벽 도금면(31)에 강하게 접촉된다. 이로써 PCB(30)가 하우징(10)에 지지됨과 함께 PCB(30)의 접지부는 하우징(10)에 연결된다.

이 상태에서 최상부의 커버(40)를 씌우면 PCB(30)가 더 눌려지면서 하우징 보스(11)와 PCB(30) 비아홀의 접촉이 더욱 공고해진다.

이러한 구조에 의해서, 기존 대비 접촉점(하우징 보스(11)와 측벽 도금면(31))의 수가 한 개로 줄어들어, 전기적 측면에서 접촉저항이 줄어드는 개선효과를 얻을 수 있다.

도 4는 상기 하우징 보스(11)의 다른 형태를 예시한다.

이 실시형태의 경우는, 하우징 보스(11)가, 하우징에 연결된 기저부의 1차 직경부(12)와 선단부의 2차 직경부(13)로 구성되어 있어서, PCB(30)의 비아홀에 계속해서 깊게 들어가는 것을 방지하여 PCB(30)의 비아홀 및 측벽 도금면(31)의 파손을 방지하기 위한 구조이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트타입 BLDC 액추에이터의 PCB 접지 구조를 나타낸다.

도 5는 도 3의 실시예와 달리, 커버(40)에 접지 수단이 구현되어 있다. 구체적으로 설명하면, PCB(30)의 일부분(외곽 등) 상면에 PSR(포토리지스트)을 도포하지 않은 접지패턴(32)을 형성하고, 이 접지패턴(32)에 접촉하도록 커버(40)의 하부에 커버 보스(41)를 형성하여, 커버 보스(41)가 위에서 아래로 접지패턴(32)을 눌러 접촉시킨다.

이로써, PCB(30)의 접지패턴(32)은 커버 보스(41)를 통해 커버(40)에 전기적으로 연결된다. 즉, PCB(30) 위에 커버(40)를 덮고 조립하면 PCB(30)에 압력이 가해지면서 접지패턴(32)에 커버 보스(41)가 접촉되어 접지가 이루어지고, 아울러, 커버(40)가 PCB(30)를 위에서 아래로 눌러 지지한다.

커버 보스(41)의 말단부 단면 형상은 접지패턴(32)과 동일한 형상일 수 있지만, 접지를 실현하는 기능을 충실히 수행하는 한 반드시 그러하지는 않아도 된다. 또한, 커버 보스(41)는 필요에 따라 여러 곳에 다수로 형성할 수 있다.

도 6은 상기 커버 보스(41)의 개량 형태를 예시한다.

커버 보스(41)의 말단면에 랜덤하게 하나 이상의 돌기(42)를 형성하여서, 커버 보스(41)의 말단면 또는 PCB(30)의 접지패턴(32)이 평탄하지 않을 경우, 또는 중간에 낀 이물질 등에 의해 접촉 면적이 부족해지는 것을 방지하기 위한 구조이다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 또한 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

1. 도전성 하우징, 도전성 커버, 및 상기 하우징과 커버 사이의 공간에 내장되는 PCB를 포함하는 기기에 있어서,
   상기 하우징은 상기 PCB를 향해 돌출된 적어도 하나의 도전성 하우징 보스를 포함하고;
   상기 PCB는 접지패턴과, 상기 하우징 보스에 대응하는 위치에 형성된 비아홀과, 이 비아홀의 내경에 형성되며 상기 접지패턴과 연결되는 도전성 측벽 도금면을 포함하여,
   상기 하우징 보스가 상기 PCB의 비아홀에 삽입되어 상기 측벽 도금면에 접촉되어 상기 PCB의 접지패턴이 상기 하우징에 전기적으로 연결되도록 하는 PCB 접지구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징 보스는 하우징에 연결된 기저부보다 선단부로 갈수록 직경이 좁아지도록 경사 외면을 갖는 PCB 접지구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 하우징 보스는
   하우징에 연결된 기저부에 가깝게 형성된 1차 직경과, 선단부에 가깝게 형성된 2차 직경을 갖는 PCB 접지구조.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 도전성 하우징, 도전성 커버, 및 상기 하우징과 커버 사이의 공간에 내장되는 PCB를 포함하는 기기에 있어서,
   상기 하우징은 상기 PCB를 향해 돌출된 적어도 하나의 도전성 하우징 보스를 포함하고;
   상기 커버는 상기 PCB를 향해 돌출되도록 형성된 적어도 하나의 도전성 커버 보스를 포함하고;
   상기 PCB는 접지패턴과, 상기 하우징 보스에 대응하는 위치에 형성된 비아홀과, 이 비아홀의 내경에 형성되며 상기 PCB의 접지패턴과 연결되는 도전성 측벽 도금면을 포함하여,
   상기 하우징 보스가 상기 PCB의 비아홀에 삽입되어 상기 측벽 도금면에 접촉되어 상기 PCB의 접지패턴이 상기 하우징에 전기적으로 연결되고, 상기 커버 보스가 상기 PCB의 접지패턴에 접촉되어 상기 PCB의 접지패턴이 상기 커버에 전기적으로 연결되는 PCB 접지구조.
8. 제7항에 있어서, 상기 하우징 보스는 하우징에 연결된 기저부보다 선단부로 갈수록 직경이 좁아지도록 경사 외면을 갖는 PCB 접지구조.
9. 제7항에 있어서, 상기 하우징 보스는
   하우징에 연결된 기저부에 가깝게 형성된 1차 직경과, 선단부에 가깝게 형성된 2차 직경을 갖는 PCB 접지구조.
10. 제7항에 있어서, 상기 커버 보스의 말단부 단면 형상은 상기 접지패턴의 형성과 동일한 PCB 접지구조.
11. 제7항에 있어서, 상기 커버 보스의 말단면에 형성된 적어도 하나 이상의 돌기를 추가로 포함하는 PCB 접지구조.

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