KR20160040865A - 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바 - Google Patents

차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 인쇄회로기판과의 고착력을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바에 관한 것으로, 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바는 차량 내에 위치하는 금속 인쇄회로기판에 실장되는 버스 바에 있어서, 상기 금속 인쇄회로기판에 실장되는 요철 형태의 제 1 도전판; 및 상기 금속 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 도전체에 고정되는 제 2 도전판으로 이루어진다.

Description

차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바{Bus bar mounted on metal printed circuit board in vehicle}
본 발명은 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바에 관한 것으로, 상세하게는 금속 인쇄회로기판과의 고착력을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바에 관한 것이다.
친환경 자동차인 전기차, 하이브리드차는 동력원으로 전기를 사용하기 때문에 모터, 인버터, 컨버터, 배터리, OBC(On board charger, 차량 내 충전기) 등 다양한 전기전자 부품으로 구성된다.
이와 같이, 전기 자동차, 하이브리드 자동차에는 많은 전기전자 부품들이 실장되기 때문에 전기전자 부품들을 전기적으로 제어하기 위해서는 많은 수의 PCB(Printed Circuit Board)가 사용된다.
이들 부품은 대부분이 스위칭 소자로 전력을 소모하여 많은 열을 발생시키기 때문에 방열을 위하여 PCB 중에서 금속으로 되어 있는 Metal PCB를 사용한다.
Metal PCB는 도체인 금속으로 구성되어 있기 때문에 전기가 흐르지 않게 하기 위하여 절연층이 존재한다.
따라서, Metal PCB에 전자소자를 솔더링하는 경우, PCB에 Hole을 이용하여 솔더링을 하게 되면 절연층이 파괴될 수 있으므로 Dip Type의 소자를 이용할 수 없고, 표면을 솔더링 해야 하는 SMD Type의 소자들을 사용해야 한다. 따라서, PCB에 맞닿아 있는 소자의 면과 PCB의 면을 솔더링하는 방법을 이용하게 된다.
한편, 전기 자동차 혹은 하이브리드 자동차에는 전류를 기계적 힘으로 바꾸어 주거나 그 반대의 역할을 하는 릴레이가 많이 필요하게 되고, 이러한 릴레이의 일부에는 전류 전달을 위해 버스 바가 결합하게 된다.
버스 바는 낮은 임피던스와 높은 전류용량을 갖는 도체로, 2개 이상의 회로를 개별적으로 연결하거나 한 시스템 내의 여러 등량점(Like Point)을 연결할 수 있다. 버스 바는 일반적으로 여러 지점으로 전원을 분배하는 공통 도체로 많이 사용된다.
종래 기술에 따른 금속 인쇄회로기판에 버스 바가 실장된 구조가 도 1에 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1의 구조에 있어서 금속 인쇄회로기판과 버스 바의 솔더링 영역이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 구조는 하이브리드용 저전압 DC-DC 컨버터(LDC)를 구성하는 금속 인쇄회로기판인 다이오드 보드(1)에 버스 바(2, 3)가 실장된 형태로서, 다이오드 입력 버스바(2-1, 2-2) 및 다이오드 그라운드 버스바(3)가 다이오드 보드(1)에 실장되어 있다.
다이오드 입력 버스바(2-1, 2-2)는 LDC 내에 위치하는 변압기의 2차 측을 다이오드 보드(1)와 연결하기 위하여 구비되며, 다이오드 그라운드 버스 바(3)는 LDC의 하우징과 다이오드 보드(1)를 연결하기 위하여 구비된다.
이와 같이, 금속 인쇄회로기판인 다이오드 보드(1)에 버스 바(2, 3)가 실장되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 다이오드 보드(1)와 버스 바의 솔더링 영역은 A영역과 B영역에 국한된다.
즉, 종래 기술에 따라 금속 인쇄회로기판과 버스 바를 솔더링하는 경우, 금속 인쇄회로기판과 버스 바가 접촉하고 있는 면 전체가 솔더링되는 것이 아니라, 매우 작은 영역만이 솔더링되기 때문에, 금속 인쇄회로기판과 버스 바 사이의 고착력이 매우 낮게 된다. 이때 고착력이란 버스 바가 금속 인쇄회로기판에 굳게 붙어 있는 힘을 의미한다.
이와 같이 종래에는 버스 바가 솔더링으로 금속 인쇄회로기판에 실장되기 때문에 솔더링 면적이 작을 경우 고착력이 약해지고, 진동시나 볼트 조립 토크가 가해지는 경우 솔더링 부위에 크랙이 발생하거나 떨어질 경우가 발생하게 되어 신뢰성이 떨어진다.
버스 바를 통하여 전기적 연결이 이루어져야만 하는데 만약 솔더링 부위가 떨어질 경우 통전되지 못하여 자동차가 멈춰버리는 위험한 상황을 초래할 수도 있다.
특히, 자동차에 사용되는 제품들이기 때문에 가혹한 진동 및 환경 조건을 견뎌야 하므로, 고착략이 약하면 버스 바와 금속 인쇄회로기판의 결합을 보장할 수 없기 때문에 제품 신뢰성 및 안전성에 매우 취약하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 금속 인쇄회로기판과의 고착력을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바는 차량 내에 위치하는 금속 인쇄회로기판에 실장되는 버스 바에 있어서, 상기 금속 인쇄회로기판에 실장되는 요철 형태의 제 1 도전판; 및 상기 금속 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 도전체에 고정되는 제 2 도전판으로 이루어진다.
한편, 상기 금속 인쇄회로기판은 차량에 구비되는 저전압 DC-DC 컨버터 내의 다이오드 보드이고, 상기 버스 바는 상기 저전압 DC-DC 컨버터 내의 변압기의 2차 측과 상기 다이오드 보드를 연결하거나, 상기 다이오드 보드와 상기 저전압 DC-DC 컨버터의 하우징을 연결한다.
이때, 상기 제 1 도전판은 상기 다이오드 보드에 실장되고, 상기 제 2 도전판은 상기 변압기의 2차측 혹은 상기 하우징에 연결된다.
또한, 상기 제 1 도전판과 상기 제 2 도전판을 연결하는 절곡 형태의 제 3 도전판을 더 포함한다.
상기 제 2 도전판에 상기 도전체와의 나사 결합을 위한 결합 공이 형성된다.
상기 제 1 도전판은 상기 금속 인쇄회로기판에 솔더 크림을 이용하여 실장되고, 상기 요철 형태의 오목부에 상기 솔더 크림이 유입된다.
상기와 같은 구조를 갖는 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 차량 내의 금속 인쇄회로기판에 실장하는 경우, 금속 인쇄회로기판에 연결되는 버스 바의 도전체가 요철 형태를 가지므로, 요철 형태의 오목부에 솔더 크림이 유입되어, 버스 바와 솔더 크림의 접촉 면적이 넓어진다.
따라서, 버스 바와 솔더 크림의 접촉 면적이 넓기 때문에, 종래에 대비하여 금속 인쇄회로기판에 대한 버스 바의 고착력을 증대시킬 수 있으며, 버스 바가 견고하게 금속 인쇄회로기판에 실장될 수 있다.
또한, 버스 바와 금속 인쇄회로기판의 고착력을 증대시킬 수 있으므로, 버스 바의 크기를 줄일 수 있어 경량화 및 원가 절감을 도모할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 금속 인쇄회로기판에 버스 바가 실장되어 있는 구조도.
도 2는 도 1의 구조에 있어서 금속 인쇄회로기판과 버스 바의 솔더링 영역을 표시한 상태도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 도시한 상부 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 도시한 하부 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바가 금속 인쇄회로기판에 실장된 상태를 도시한 상태도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 도시한 상부 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 도시한 하부 사시도이다.
도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)는 제 1 도전체(미도시)와 제 2 도전체(미도시) 사이에 위치하여 제 1 도전체와 제 2 도전체 사이의 전류 경로를 형성하기 위하여 구비된다.
이때, 상기 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)는 제 1 도전체와 접속되는 제 1 도전판(31), 제2 도전체와 접속되는 제 2 도전판(33) 및 상기 제 1 도전판(31)과 상기 제 2 도전판(33)을 연결하는 절곡 형태의 제 3 도전판(35, 이하 ‘절곡 도전판’이라 한다)으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제 1 도전판(31) 혹은 제 2 도전판(33) 중 하나는 금속 인쇄회로기판에 실장되고, 다른 하나는 금속 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 도전체에 접속된다.
이하에서는 상기 제 1 도전판(31)이 금속 인쇄회로기판에 실장되고, 상기 제 2 도전판(33)이 도전체에 접속되는 것으로 가정하여 설명한다.
상기 제 1 도전판(31)은 금속 인쇄회로기판에 솔더링에 의해 실장되고, 상기 제 2 도전판(33)은 도전체에 나사 체결 방식과 같은 솔더링 방법이 아닌 다른 방법에 의해 도전체와 접속한다.
따라서, 상기 제 1 도전판(31)은 금속 인쇄회로기판으로부터 탈착되지 않도록 견고하게 실장될 것이 요구된다.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)의 제 1 도전판(31)은 요철 형태로 이루어진다. 따라서, 요철 형태의 제 1 도전판(31)에는 오목부(31a)와 볼록부(31b)가 형성되며, 오목부(31a)의 내측에 공간이 존재한다.
이때, 제 1 도전판(31)의 오목부(31a)는 버스 바의 설치 목적 및 환경에 따라 다양한 높이(H)와 폭(W)을 가질 수 있으며, 그 개수 또한 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다. 따라서, 제 1 도전판(31)의 요철 형태에 따라 솔더링 면적을 조절할 수 있다.
이와 같은 형태를 갖는 제 1 도전판(31)을 솔더 크림을 이용하여 금속 인쇄회로기판에 실장하는 경우, 제 1 도전판(31)의 오목부(31a)에 솔더 크림이 유입된다.
도 6에 솔더 크림이 접촉되는 제 1 도전판(31)의 영역(A)이 도시되어 있으며, 제 1 도전판(31)의 오목부(31a)에 솔더 크림이 유입되기 때문에, 솔더 크림과 제 1 도전판(31)의 접촉 면적은 넓어지고, 이에 따라, 제 1 도전판(31)과 금속 인쇄회로기판 사이의 고착력은 증대된다. 한편 도 5에는 영역 A만을 참조부호로 기재하였으나, 영역 A 옆 부분의 오목부 역시 동일하게 도 6에서와 같이 솔더 크림이 유입된다.
한편, 상기 제 2 도전판(33)은 도전체에 솔더링 방법이 아닌 다른 방법에 의해 도전체와 접속할 수 있으며, 평판 형태일 수 있다.
일례로, 상기 제 2 도전판(33)은 나사 체결 방식에 의해 도전체에 체결될 수 있으며, 이에 상기 제 2 도전판(33)에는 나사가 결합하는 결합 공(33a)이 형성되어 있을 수 있다.
상기 제 3 도전판(35)은 제 1 및 제 2 도전판(31, 33)을 연결하면서, 진동을 흡수하는 기능을 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바가 금속 인쇄회로기판에 실장된 상태를 도시한 상태도이다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)가 저전압 DC-DC 컨버터(이하 ‘LDC’라고 함) 내에 구비되어 금속 인쇄회로기판인 다이오드 보드를 변압기의 2차 측 혹은 하우징과 연결하도록 구성되는 것을 예로 들어 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)는 다이오드 보드(40)에 솔더 크림(50)을 이용하여 실장될 수 있다.
이때, 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)는 다이오드 보드(40)와 변압기(미도시)의 2차 측을 연결하기 위한 다이오드 입력 버스 바이거나 다이오드 보드(40)와 LDC의 하우징(미도시)을 연결하기 위한 다이오드 그라운드 버스 바일 수 있다.
이와 같이 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)가 다이오드 보드(40)에 실장되는 경우, 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)의 제 1 도전판(31)은 다이오드 보드(40)에 솔더 크림(50)에 의해 고정되고, 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)의 제 2 도전판(33)은 변압기의 2차 측 혹은 LDC의 하우징에 나사 결합에 의해 고정된다.
이때, 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)의 제 1 도전판(31)은 도 5의 A 영역에 표시된 부위를 통해 솔더 크림(50)과 접촉하게 된다. 따라서, 종래와 대비하여 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)의 제 1 도전판(31)은 넓은 면적에서 솔더 크림(50)과 접촉하게 되고, 이에 따라 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바(30)는 종래에 대비하여 높은 고착력으로 다이오드 보드(40)에 고정된다.
상기와 같은 구조를 갖는 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 차량 내의 금속 인쇄회로기판에 실장하는 경우, 금속 인쇄회로기판에 연결되는 버스 바의 도전체가 요철 형태를 가지므로, 요철 형태의 오목부에 솔더 크림이 유입되어, 버스 바와 솔더 크림의 접촉 면적이 넓어진다.
따라서, 버스 바와 솔더 크림의 접촉 면적이 넓기 때문에, 종래에 대비하여 금속 인쇄회로기판에 대한 버스 바의 고착력을 증대시킬 수 있으며, 버스 바가 견고하게 금속 인쇄회로기판에 실장될 수 있다.
또한, 버스 바와 금속 인쇄회로기판의 고착력을 증대시킬 수 있으므로, 버스 바의 크기를 줄일 수 있어 경량화 및 원가 절감을 도모할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바를 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
30 : 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바
31 : 제 1 도전판
31a : 오목부
31b : 볼록부
32 : 제 2 도전판
33 : 제 3 도전판
33a : 결합 공
40 : 금속 인쇄회로기판(다이오드 보드)
50 : 솔더 크림

Claims (7)

  1. 차량 내에 위치하는 금속 인쇄회로기판에 실장되는 버스 바에 있어서,
    상기 금속 인쇄회로기판에 실장되는 요철 형태의 제 1 도전판; 및
    상기 금속 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 도전체에 고정되는 제 2 도전판;
    을 포함하는 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 인쇄회로기판은 차량에 구비되는 저전압 DC-DC 컨버터 내의 다이오드 보드인 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스 바는 상기 저전압 DC-DC 컨버터 내의 변압기의 2차 측과 상기 다이오드 보드를 연결하거나, 상기 다이오드 보드와 상기 저전압 DC-DC 컨버터의 하우징을 연결하는 것인 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전판은 상기 다이오드 보드에 실장되고,
    상기 제 2 도전판은 상기 변압기의 2차측 혹은 상기 하우징에 연결되는 것인 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전판과 상기 제 2 도전판을 연결하는 절곡 형태의 제 3 도전판을 더 포함하는 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도전판에 상기 도전체와의 나사 결합을 위한 결합 공이 형성되는 것인 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전판은 상기 금속 인쇄회로기판에 솔더 크림을 이용하여 실장되고, 상기 요철 형태의 오목부에 상기 솔더 크림이 유입되는 것인 차량 내의 금속 인쇄회로기판 실장용 버스 바.
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CN114175388A (zh) * 2019-07-09 2022-03-11 韩国端子工业株式会社 电池模块用电连接装置

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