KR100722630B1

KR100722630B1 - 인코더가 탑재된 스핀들 모터 조립체

Info

Publication number: KR100722630B1
Application number: KR1020050078678A
Authority: KR
Inventors: 김표; 유영선
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-05-28
Also published as: KR20070024102A

Abstract

본 발명은 스핀들 모터 조립체로서, 특히 인코더 홀더를 이용하여 인코더가 광디스크에 근접하도록 탑재하고 인코더와 인쇄회로기판을 플렉시블 기판을 이용하여 접속하며 또한 그에 따른 외부와의 접속 구조를 제공하는 인코더가 탑재된 스핀들 모터 조립체에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 광디스크를 구동하기 위한 스핀들 모터; 상기 스핀들 모터를 고정되게 실장하기 위한 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 실장되며 상기 스핀들 모터와 전기적으로 연결되어 외부전원 및/또는 외부 신호를 전달하기 위한 회로와 외부 접속용 패드가 형성되어 있는 인쇄회로기판; 상기 베이스 플레이트에 실장되며 인코더를 탑재하기 위한 인코더 홀더; 상기 인코더에 외부전원 및/또는 외부 신호를 전달하기 위한 회로와 외부 접속용 패드가 형성되어 있으며, 상기 인코더 홀더의 상기 광디스크에 접하는 면에 일부가 부착되어 있고 상기 외부 접속용 패드가 상기 인쇄회로기판 위에 부착되어 있는 인코더 탑재용 플렉시블 기판을 포함하여 이루어진 스핀들 모터 조립체가 제공된다.

스핀들 모터, 인코더, 인쇄회로기판, 플렉시블 기판, 3층 겹침 구조

Description

인코더가 탑재된 스핀들 모터 조립체{Spindle motor assembly mounted encoder}

도 1은 종래 기술에 따른 광디스크 플레이어에 채용되는 스핀들 모터 조립체를 도시한 단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 광디스크 플레이어에 채용되는 스핀들 모터 조립체를 도시한 조립도.

도 3은 종래 기술에 따른 광디스크 플레이어용 스핀들 모터 조립체를 분해한 분해도.

도 4a는 종래 기술에 따른 광디스크 플레이어에 채용되는 인코더를 베이스 플레이트에 직접 탑재한 스핀들 모터 조립체를 도시한 단면도이고, 도 4b는 인코더를 베이스 플레이트에 직접 탑재한 스핀들 모터 조립체의 사시도.

도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 인코더 홀더를 이용하여 인코더를 탑재한 스핀들 모터 조립체의 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 인코더 홀더를 이용하여 인코더를 탑재한 스핀들 모터 조립체의 사시도.

도 6a는 본 발명에 이용되는 인코더 홀더의 분해 사시도이고, 도 6b는 인코더 탑재용 플렉시블 기판과 인코더 홀더를 분해한 사시도이고, 도 6c는 인코더 탑 재용 플렉시블 기판과 인코더 홀더를 결합한 구조의 사시도이고, 도 6d는 외부 플렉시블 기판의 사시도이고, 도 6e는 인쇄회로기판의 사시도이고, 도 6f는 인쇄회로기판과 인코더 탑재용 플렉시블 기판의 결합 구조의 사시도이고, 도 6g는 인쇄회로기판과 인코더 탑재용 플렉시블 기판 그리고 외부 플렉시블 기판의 3층 겹침 결합 구조의 부분 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 인쇄회로기판과 인코더 탑재용 플렉시블 기판 그리고 외부 플렉시블 기판의 3층 겹침 결합 구조의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

510 : 인코더 홀더 512 : 단

514 : 나사홀 516, 516a, 516b : 기준홀

518 : 기준봉 519 : 패드

520 : 인코더 탑재용 플렉시블 기판 522 : 홈

524, 528 : 외부 접속용 패드 526a, 526b : 기준홀

540 : 외부 플렉시블 기판 542, 544 : 기판용 패드

일반적으로 LDP, CDP, CD-ROM, DVDP, DVD-ROM 등과 같은 광디스크 플레이어(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 로딩 메커니즘에 의해 디스크(Disk)(D)를 턴테이블(T)상에 로딩시키면서 디스크(D)의 정중앙에 관통형성된 착공을 클램핑 유닛인 척(110)으로서 클램핑하여 끼워 고정한다.

그리고, 척(110)에 클램핑된 디스크(D)를 구동수단인 스핀들모터(120) 의 구동원에 의해서 일방향 회전시키면서 그 반경 방향으로 이동하는 광픽업 유닛(미도시)에 의해 디스크(D)에 기록된 정보를 재생하는 장치이다.

스핀들모터(120)는 코일이 권선되어 축홀더(121a)에 위치고정된 고정자(121)와, 고정자(121)와 대응하는 내측면에 구동마그네트(123)를 장착한 로터케이스(122) 및 로터케이스(122)에 상단이 끼워져 조립되고, 축홀더(121a)의 베어링부재(미도시)에 하단이 회전가능하게 조립된 회전축(124)으로 구성된다. 이에 따라, 고정자(121)와 구동마그네트(123)의 전기적인 작용에 의해 로터케이스(122)가 회전됨과 동시에 회전축(124)도 함께 회전되면서 디스크(D)를 회전구동시키는 것이다.

이러한 광디스크 플레이어(100)는 최근 들어 점차 CD-ROM/RW에서 DVD-ROM/RW 쪽으로 발전을 거듭하고 있음에 따라, 기록속도뿐만 아니라 디스크 1매당 기록용량도 CD-ROM/RW의 650MB에서 DVD-ROM/RW의 4.7GB로 크게 늘어나면서 디스크(D)를 회 전구동시키는 스핀들모터(120)는 높은 정밀도의 회전성능이 요구됨과 동시에 휴대형 노트북이나 CD플레이어의 장착시 최소공간을 점유하면서 장착되도록 모터조립구조도 점차 복합화, 박형화를 요구하고 있는 실정이다.

도 2는 일반적인 광디스크 플레이어에 채용되는 스핀들 모터 조립체를 도시한 조립도이고, 도 3은 일반적인 광디스크 플레이어에 채용되는 스핀들 모터조립체를 분해한 분해도로서, 도시한 바와 같이, 스핀들모터(120)가 올려지는 베이스플레이트(133)상에는 모터구동 IC의 다기능화, 복합화로 인하여 점차 복잡하고, 다양한 회로 및 칩부품을 좁은 공간에 탑재하고자 하는 필요성에 따라 반도체 IC, 칩 부품(134) 및 커넥터(135)들이 상부면에 표면 실장 된 다층 인쇄회로기판(이하, PCB이라함.)(131)을 양면접착테이프(미도시)를 이용하여 접착방식으로 조립하였다.

그리고 이러한 일반적인 광디스크 플레이어에 채용되는 스핀들 모터 조립체를 조립하는 과정은 아주 얇은 두께를 갖는 양면접착테이프(미도시)의 상부접착면을 PCB(131)의 하부면에 대응하여 부착한 다음, 보호지(미도시)를 분리시킨 하부접착면을 베이스플레이트(133)의 상부면에 대응하여 접착식으로 조립할 때, 작업자가 PCB(131)와 베이스플레이트(133)에 관통형성된 기준홀(136, 136b)과 모터장착공(137, 137b)에 맞추어 양면접착테이프(미도시)의 기준홀(136a)과 관통공(137a)을 대응시켜 정밀접착한다.

한편, 최근에 광디스크에 라벨인쇄(Label Printing)기술이 적용되면서, 핵심부품인 인코더(encoder)를 베이스 플레이트에 탑재해야 할 필요성이 대두되었다. 이때, 인코더는 광디스크에 가까이 접근되어야 원하는 사양의 정확도를 만족시킬 수 있는데, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 이를 베이스 플레이트에 직접 탑재하게 되면 광디스크(D)와 인코더(138)의 거리(L)가 너무 멀어지게 되어 이러한 필요를 만족시킬 수 없다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 필요를 만족시키기 위하여 안출된 것으로, 인코더를 베이스 플레이트에 원하는 높이로 탑재할 수 있는 인코더 홀더 구조물과, 그에 따른 인쇄회로기판과의 연결구조 그리고 외부의 플렉시블 기판과 연결을 위한 커넥터 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광디스크를 구동하기 위한 스핀들 모터; 상기 스핀들 모터를 고정되게 실장하기 위한 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 실장되며 상기 스핀들 모터와 전기적으로 연결되어 외부전원 및/또는 외부 신호를 전달하기 위한 회로와 외부 접속용 패드가 형성되어 있는 인쇄회로기판; 상기 베이스 플레이트에 실장되며 인코더를 탑재하기 위한 인코더 홀더; 상기 인코더에 외부전원 및/또는 외부 신호를 전달하기 위한 회로와 외부 접속용 패드가 형성되어 있으며, 상기 인코더 홀더의 상기 광디스크에 접하는 면에 일부가 부착되어 있고 상기 외부 접속용 패드가 상기 인쇄회로기판 위에 부착되어 있는 인코더 탑재용 플렉시블 기판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이제, 도 5a이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크 플레이어에 채용된 인코더가 탑재된 스핀들 모터 조립체를 도시한 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크 플레이어에 채용된 인코더가 탑재된 스핀들 모터 조립체를 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크 플레이어에 채용된 인코더가 탑재된 스핀들 모터 조립체는 광디스크(D)와 인코더(138)를 원하는 거리로 근접시키기 위해서 인코더 홀더(510)를 구비하고 있다.

이러한 인코더 홀더(510)는 도 6a의 분해 사시도에 도시된 것처럼 기둥 형태의 지지물로서 광디스크 플레이어로부터 외측은 각이 지도록 형성되어 있어 광디스크 플레이어에 스핀들 모터 조립체가 탑재될 때 최소한의 부피를 차지하도록 하고 있다.

그리고 인코더 홀더(510)의 광디스크(D)와 접하는 면은 평평하게 형성되어 있어 인코더(138)가 탑재될 수 있다. 여기에서 인코더 홀더(510)의 평평한 면의 면적은 탑재되는 인코더(138)가 차지하는 면적에 따라 결정되며 또한 인코더(138)에 신호나 전력 등을 공급하기 위한 부속 부품의 면적에 따라 결정된다.

한편, 광디스크 플레이어의 안측을 향하는 인코더 홀더(510)의 안측면은 경사지게 형성되어 있다. 이처럼 광디스크 플레이어의 안측을 향하는 인코더 홀더(510)의 안측면이 경사지게 형성되어 있는 이유는 인코더(138)와 인쇄회로기판 (131)이 전기적 접속을 유지하도록 하기 위해 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)을 사용하는데 측면이 각지게 형성된다면 플렉시블 기판(520)을 인코더 홀더(510)에 밀착시키기가 어렵기 때문이다.

따라서, 인코더 홀더(510)에 부착되는 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)은 인코더 홀더(510)의 평평한 면에서 경사진면을 타고 흘러내리면서 인코더 홀더(510)의 안측면에 밀착 부착된다.

그리고 이때 인코더 홀더(510)의 안측면의 경사진 정도는 광디스크 플레이어에 스핀들 모터 조립체가 실장되는데 허용되는 공간에 따라 결정되며 허용되는 공간이 넓을수록 경사도는 더 완만하도록 설계할 수 있다.

여기에서, 인코더 홀더(510)의 평평한 면에서 경사진 면으로 변화되는 구간에는 단(512)이 형성되어 있으며, 이러한 단(512)은 인코더 홀더(510)의 분해 사시도인 도 6a에 잘 도시되어 있다.

이러한 단(512)는 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)의 하부에 부착되어 있는 보강판(530)의 일측이 걸리도록 하여 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)이 인코더 홀더(510)에 단단하게 고정되도록 한다.

이처럼, 본원발명에서 단(512)을 사용하여 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)을 인코더 홀더(510)에 부착하게 되면 인코더 탑재용 플렉시블 기판이 인코더 홀더(510)에 단단하게 고정되어 흔들림이 없으며 그에 따라 탑재되는 인코더(138)의 부서짐이 많이 줄어들게 된다. 또한, 이처럼 인코더 홀더(510)에 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)이 단단하게 고정되면 그에 따라 인코더(138)가 원하는 위치와 광디스크로부터의 거리에 정확하게 고정되어 수율 면에서도 향상을 꾀할 수 있다.

다음으로, 인코더 홀더(510)는 베이스 플레이트(133)에 양면접착테이프(132)를 사용하여 부착될 수 있으며, 더 단단한 고정을 위하여 도 6a에 도시된 바와 같이 나사홀(514)을 구비하여 나사를 사용하여 베이스 플레이트(133)에 단단하게 고정할 수 있다.

또한, 인코더 홀더(510)에는 복수의 기준홀(516a)이 구비되어 있으며 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)을 인코더 홀더(510)에 부착할 때 기준홀(516a)에 도 6b에 도시된 바와 같이 기준봉(518)을 삽입하여 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)에 형성되어 있는 홀더용 기준홀(516b)과 정렬하여 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)을 인코더 홀더(510)에 부착한다.

이처럼, 기준봉(518)을 사용하여 인코더 홀더(510)에 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)이 고정된 예가 도 6c에 도시되어 있다.

여기에서, 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)은 도 6b에 인코더 홀더(510)와 분리되어 도시되어 있는 바와 같이 인코더(138)가 탑재가능한 플렉시블 기판으로 내부와 표면에 인코더(138)에 신호나 전원을 공급할 수 있는 회로가 형성되어 있다.

또한, 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)에는 인코더(138) 등이 부착될 수 있는 복수의 패드(519)가 형성되어 있으며, 납땜 등을 이용하여 인코더(138) 등을 패드(519)에 부착할 수 있다.

그리고 위에서 설명한 바와 같이 인코더 홀더(510)에 형성되어 있는 기준홀 (516a)에 대응되는 위치에 홀더용 기준홀(516b)이 형성되어 있다.

물론, 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)의 형상은 인코더 홀더(510)의 광디스크에 접하는 면과 유사하게 형성되어 있다.

또한, 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)의 인코더(138)가 탑재되는 부위의 반대편에는 도 6d에 도시된 바와 같은 외부 플렉시블 기판(540)의 플렉시블 기판용 패드(542)가 부착되어 고정될 수 있는 외부 접속용 패드(524)가 복수개 형성되어 있다.

그리고 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)의 인코더(138)가 탑재되는 부위의 반대편에는 홈(522)이 형성되어 외부 플렉시블 기판(540)의 리지드 기판용 패드(544)가 인쇄회로기판(131)에 형성된 외부 접속용 패드(528)에 부착되어 고정될 수 있도록 한다.

이때, 외부 플렉시블 기판(540)의 플렉시블 기판용 패드(542)와 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)의 외부 접속용 패드(524)의 접속 그리고 외부 플렉시블 기판(540)의 리지드 기판용 패드(544)와 인쇄회로기판(131)의 외부 접속용 패드(528)의 접속은 동시에 수행될 수 있다. 이 경우에 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)과 인쇄회로기판(131)의 정렬을 위하여 기판 정렬용 기준홀(526a)이 홈(522)의 양측에 형성되어 있으며, 또한 인쇄회로기판(131)에도 기판 정렬용 기준홀(526a)에 대응되는 기준홀(526b)이 형성되어 있다.

이러한 기준홀(526a, 526b)을 사용하여 도 6f에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(131)의 외부 접속용 패드(528)과 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)의 외부 접속용 패드(524)를 정렬한 후에 외부 플렉시블 기판(540)의 패드(542, 544)를 정렬된 외부 접속용 패드(524, 528)에 접속시킨다. 이처럼 기준홀(526a, 526b)를 사용하여 인쇄회로기판(131)과 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520)의 정렬이 가능하기 때문에 도 6g 및 도 7에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(131)에 인코더 탑재용 플렉시블 기판(520) 그리고 그 위에 외부 플렉시블 기판(540)의 3층 구조의 결합이 가능하게 된다. 이처럼 3층 겹침 결합 구조가 가능하게 되어 스핀들 모터 조립체가 차지하는 공간을 최소화 할 수 있다. 또한, 이러한 3층 겹침 구조가 가능하게 됨에 따라 가격이 저렴한 인쇄회로기판을 더 넓은 면적에 걸쳐 사용가능하도록 하여 비용 면에서 경쟁력을 가질 수 있도록 한다.

여기에서, 인쇄회로기판(131)은 모터의 구동칩(134)에 제어신호 또는 전원 등을 공급하는 기능을 수행하는 것으로 내부와 표면에 회로가 형성되어 있다.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 인쇄회로기판과 인코더의 높이 차를 극복하기 위해 유동성 있는 플렉시블 기판을 사용하였으며 특히 가격에서 유리한 인쇄회로기판의 면적을 최대로 하고 플렉시블 기판의 면적을 최소로 하여 재료비를 절감 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 인쇄회로기판과 인코더 탑재용 플렉시블 기판과 외부 플렉시블 기판의 3층 겹침 구조로 하여 공간을 최소화 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 인쇄회로기판과 인코더 탑재용 플렉시블 기판과 외부 플렉시블 기판의 접속시에 기준홀을 사용하여 정확한 위치 결정을 하도록 하여 수율이 향상될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

광디스크를 구동하기 위한 스핀들 모터;

상기 스핀들 모터를 고정되게 실장하기 위한 베이스 플레이트;

상기 베이스 플레이트에 실장되며 상기 스핀들 모터와 전기적으로 연결되어 외부전원 및/또는 외부 신호를 전달하기 위한 회로와 외부 접속용 패드가 형성되어 있는 인쇄회로기판;

상기 베이스 플레이트에 실장되며 인코더를 탑재하기 위한 인코더 홀더;

상기 인코더에 외부전원 및/또는 외부 신호를 전달하기 위한 회로와 외부 접속용 패드가 형성되어 있으며, 상기 인코더 홀더의 상기 광디스크에 접하는 면에 일부가 부착되어 있고 상기 외부 접속용 패드가 상기 인쇄회로기판 위에 부착되어 있는 인코더 탑재용 플렉시블 기판을 포함하여 이루어진 스핀들 모터 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 인코더 탑재용 플렉시블 기판에 일부 패드가 접속되어 있고 나머지 패드가 상기 인쇄회로기판의 패드에 부착되어 있으며 외부 전원 및/외부 신호를 상기 인쇄회로기판과 인코더 탑재용 플렉시블 기판에 전달하기 위한 외부 플렉시블 기판을 더 포함하여 이루어진 스핀들 모터 조립체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 인쇄회로기판은 복수의 정렬용 기준홀이 구비하고 있고, 상기 인코더 탑재용 플렉시블 기판은 상기 인쇄회로기판의 기준홀에 대응되는 위치에 복수의 정렬용 기준홀을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터 조립체.
제 2 항에 있어서,

상기 인쇄회로기판과 상기 인코더 탑재용 플렉시블 기판의 패드와 상기 외부 플렉시블 기판은 3중 겹침 구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터 조립체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 인코더 홀더의 광디스크에 접하는 면에 단이 형성되어 있으며,

상기 인코더 탑재용 플렉시블 기판에 상기 인코더 홀더에 접하는 면에 부착되어 있고 상기 인코더 홀더의 단에 일측이 고정되어 있는 보강판을 더 포함하여 이루어진 스핀들 모터 조립체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 인코더 탑재용 플렉시블 기판에 상기 광디스크를 향하도록 탑재되어 인코더를 더 포함하여 이루어진 스핀들 모터 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 인코더 홀더와 상기 인코더 탑재용 플렉시블 기판에는 정렬용 기준홀이 복수개 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터 조립체.