KR101020363B1 - Pcb module and a fixing method of the pcb - Google Patents
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Abstract
본 발명의 기판 모듈은 전원 또는 신호 인가를 위한 터미널 핀이 연결되는 기판과, 상기 기판을 지지하는 케이스를 포함하며, 상기 터미널 핀의 일단부가 상기 기판에 형성된 기판 홀을 관통하며 상기 기판에 솔더링되고 상기 터미널 핀의 타단부가 상기 케이스에 형성된 케이스 홀에 고정됨으로써 상기 케이스에 상기 기판이 고정되는 것을 특징으로 한다. The substrate module of the present invention includes a substrate to which a terminal pin for power or signal application is connected, and a case for supporting the substrate, wherein one end of the terminal pin passes through a substrate hole formed in the substrate and is soldered to the substrate. The other end of the terminal pin is fixed to the case hole formed in the case, characterized in that the substrate is fixed to the case.
Description
본 발명은 터미널 핀에 의하여 위치 고정되는 기판 구조체 및 이러한 터미널 핀을 이용한 기판의 고정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate structure positioned by a terminal pin and a method of fixing a substrate using such a terminal pin.
전력용 반도체 모듈은 인버터, 컨버터, 무정전전원장치 등에 사용되고, 모터컨트롤용, 스위칭용, 파워 써플라이용 등으로 응용되는 전력용 모듈을 말한다. 모터나 펌프와 같이 고전류 장치에 전원을 공급 제어하는 전력용 PCB 모듈(Printed Circuit Board Module)은 일반적으로 MOS FET을 직렬 또는 병렬로 연결함으로써 구성된다. 대용량 트랜지스터나 IGBT와 같이 큰 소자를 적은 수로 사용할 경우에는 버스 바(BUS Bar)나 굵은 케이블을 바로 전력용 반도체 소자에 연결하여 사용하는 것이 가능하다. The power semiconductor module is used for an inverter, a converter, an uninterruptible power supply, and the like, and refers to a power module that is applied for motor control, switching, and power supply. A printed circuit board module for powering and controlling a high current device such as a motor or a pump is generally constructed by connecting MOS FETs in series or in parallel. When using a small number of large devices such as large-capacity transistors or IGBTs, it is possible to connect bus bars or thick cables directly to power semiconductor devices.
그러나 MOS FET와 같은 소용량의 전력용 소자를 수십 개 병렬 연결하여 사용하기 위해서는 버스 바(BUS Bar)나 굵은 케이블을 이용하여 연결하는 것은 효율적이지 못하므로, PCB(Printed Circuit Board) 등의 기판에 MOS FET을 납땜 고정시켜 사용하게 된다.However, in order to use dozens of small-capacity power devices such as MOS FETs in parallel, it is not efficient to connect them using a bus bar or a thick cable. FET is soldered and used.
이와 같이 MOS FET을 PCB 모듈에 수십 개 병렬 연결하게 되면 MOS FET 1개에 흐르는 전류는 수십 암페어(A)이지만 PCB 모듈 전체에 흐르는 전류의 량은 수백 암페어(A)에 달하게 된다. 이러한 PCB에 흐르는 전류를 외부(전원, 배터리)로부터 공급받고 또한 외부(부하, 모터)로 출력하기 위해서는 일반적으로 터미널 핀(Terminal Pin)을 PCB에 연결하여 끌어내는 방식을 사용하게 된다. When dozens of MOS FETs are connected in parallel to the PCB module, the current flowing through one MOS FET is tens of amps (A), but the amount of current flowing through the PCB module reaches several hundred amps (A). In order to receive the current flowing from the PCB from the outside (power source, battery) and output it to the outside (load, motor), a terminal pin is generally connected to the PCB and drawn out.
이때, 터미널 핀이 솔더링(soldering)되는 PCB 모듈의 위치 고정 구조 및 위치 고정 방식이 문제된다. 즉, 합성 수지 재질 또는 금속 재질로 된 케이스에 PCB 모듈을 위치 고정함에 있어서 별도의 고정 부재를 이용하는 것이 일반적인 방법이 되겠지만, 이 경우 케이스, PCB 모듈, 고정 부재의 조립 공차를 기준치 이내로 관리해야 함은 물론 조립 공수가 추가되므로 생산성을 개선하는데 한계가 있는 실정이다. At this time, the position fixing structure and the position fixing method of the PCB module in which the terminal pin is soldered (soldering) is a problem. In other words, it is common to use a separate fixing member to fix the position of the PCB module to the case made of synthetic resin or metal, but in this case, the assembly tolerance of the case, PCB module, and fixing member should be managed within the standard value. Of course, there is a limit in improving productivity since the assembly labor is added.
따라서, 별도의 고정 부재를 이용하지 않고 터미널 핀 그 자체의 구조를 이용하여 PCB 모듈의 위치를 고정함으로써 작업성 향상 및 터미널 핀의 정확한 조립 성능을 확보하는 것이 본 발명의 목적이다. Therefore, it is an object of the present invention to secure the workability and to ensure accurate assembly performance of the terminal pin by fixing the position of the PCB module using the structure of the terminal pin itself, without using a separate fixing member.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.
본 발명의 기판 모듈은 전원 또는 신호 인가를 위한 터미널 핀이 연결되는 기판과, 상기 기판을 지지하는 케이스를 포함하며, 상기 터미널 핀의 일단부가 상기 기판에 형성된 기판 홀을 관통하며 상기 기판에 솔더링되고 상기 터미널 핀의 타단부가 상기 케이스에 형성된 케이스 홀에 고정됨으로써 상기 케이스에 상기 기판이 고정되는 것을 특징으로 한다. The substrate module of the present invention includes a substrate to which a terminal pin for power or signal application is connected, and a case for supporting the substrate, wherein one end of the terminal pin passes through a substrate hole formed in the substrate and is soldered to the substrate. The other end of the terminal pin is fixed to the case hole formed in the case, characterized in that the substrate is fixed to the case.
일 실시예로서, 상기 터미널 핀은 상기 케이스 홀부터 연장되는 봉 형상이며, 상기 터미널 핀의 일단부에는 상기 기판 홀을 걸어서 상기 기판의 위치를 고정하는 걸림턱이 마련된다.In one embodiment, the terminal pin is a rod-shaped extending from the case hole, the end of the terminal pin is provided with a locking step for fixing the position of the substrate by walking the substrate hole.
일 실시예로서, 상기 걸림턱은 상기 기판 홀을 탄성 가압하도록 만곡된 지지부 및 상기 기판 홀을 상기 지지부로 안내하는 유도부로 이루어진다.In one embodiment, the latching jaw includes a support portion curved to elastically press the substrate hole, and an induction portion for guiding the substrate hole to the support portion.
일 실시예로서, 상기 기판의 흔들림을 제한하도록, 상기 케이스에 돌출된 가이드가 상기 기판에 형성된 가이드 홀에 삽입된다. In one embodiment, the guide projecting in the case is inserted into the guide hole formed in the substrate to limit the shaking of the substrate.
한편, 본 발명에 따른 기판의 위치 고정 방법은, 케이스에 기판이 고정되는 기판 모듈의 제조시 상기 케이스에 대한 상기 기판의 위치를 고정하는 방법에 있어서, 전원 또는 신호 인가를 위한 터미널 핀의 일단부를 상기 기판에 형성된 기판 홀을 관통하여 상기 기판에 솔더링하고 상기 터미널 핀의 타단부를 상기 케이스에 형성된 케이스 홀에 고정하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the position fixing method of the substrate according to the present invention, in the method of fixing the position of the substrate relative to the case in the manufacturing of the substrate module is fixed to the case, one end of the terminal pin for power or signal application It is characterized in that it penetrates through the substrate hole formed in the substrate and soldered to the substrate, and the other end of the terminal pin is fixed to the case hole formed in the case.
일 실시예로서, 상기 케이스 홀부터 연장되는 봉 형상인 상기 터미널 핀의 일단부에 걸림턱을 마련하고, 상기 걸림턱은 상기 기판 홀을 탄성 가압하도록 만곡된 지지부 및 상기 기판 홀을 상기 지지부로 안내하는 유도부를 구비함으로써 상기 걸림턱 및 상기 기판 홀의 탄성 체결에 의하여 상기 기판의 위치를 고정한다.In one embodiment, a locking jaw is provided at one end of the terminal pin having a rod shape extending from the case hole, and the locking jaw guides the curved support part and the substrate hole to the support part to elastically press the substrate hole. By providing an induction part to fix the position of the substrate by elastic fastening of the locking step and the substrate hole.
일 실시예로서, 상기 케이스에 돌출된 가이드가 상기 기판에 형성된 가이드 홀에 삽입됨으로써 상기 기판의 흔들림이 제한된다.In one embodiment, the guide protrusion protruding from the case is inserted into the guide hole formed in the substrate to limit the shaking of the substrate.
본 발명의 기판 모듈 및 그 고정 방법에 따르면, 별도의 고정 부재를 필요로 하지 않고 고전류를 인가할 수 있는 터미널 핀 자체의 구조를 이용하여 PCB 모듈을 정확한 위치에 고정할 수 있으며, 이로 인하여 기판 모듈의 조립 공차를 일정하게 유지할 수 있고, 결과적으로 생산성 향상 및 잠재적 불량 요인을 미연에 차단할 수 있다. According to the substrate module and the fixing method of the present invention, it is possible to fix the PCB module in the correct position by using the structure of the terminal pin itself that can apply a high current without the need for a separate fixing member, thereby Assembly tolerances can be kept constant, resulting in improved productivity and potential failures.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
도 1은 본 발명의 기판 모듈을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 터미널 핀을 도시한 측면도이다. 도 3은 본 발명의 기판 모듈의 조립 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 함께 참조하며, 본 발명의 기판 모듈 및 그 고정 방법을 상세히 설명한다.1 is a perspective view showing a substrate module of the present invention. Figure 2 is a side view of the terminal pin of the present invention. 3 is an assembled perspective view of the substrate module of the present invention. Referring to Figures 1 to 3 together, the substrate module and the fixing method of the present invention will be described in detail.
본 발명의 기판 모듈은 기판(200) 및 이를 지지하는 케이스(100)를 포함하며, 케이스(100)에 대한 기판(200)의 위치 고정 수단으로서 전원 또는 신호를 기 판(200)에 입출력하는 터미널 핀(300) 자체의 형상을 이용하는 것이 특징이다.The substrate module of the present invention includes a
만약, 위치 고정 수단을 별개의 부품으로 마련하고 이를 이용하여 케이스(100)에 기판(200)을 고정한다면, 위치 고정 수단의 부품 공차는 물론 이에 의한 케이스(100) 및 기판(200)의 조립 공차를 아울러 관리해야 하므로, 생산성이 저하될 수 있고 정확한 위치 관리가 곤란하게 된다. 이에 비하여 본 발명과 같이 터미널 핀(300) 자체의 형상을 이용하여 탄성 가압 구조에 의하여 기판(200)을 케이스(100)에 고정하면 터미널 핀(300)을 조립하는 단일 작업에 의하여 기판(200)의 위치를 정확하게 고정할 수 있는 이점이 있다. If the position fixing means is provided as a separate component and the
전원 또는 신호의 인가를 위한 터미널 핀(300)으로서 황동봉을 사용할 수 있다. 이에 한정되지 않고 고전류의 입출력에 불구하고 장시간 사용 가능한 재질 및 걸림턱을 마련할 수 있는 형상이면 터미널 핀(300)으로서 어떠한 실시예도 가능하다.Brass rods may be used as the
도 1 및 도 2를 참조하면, 터미널 핀(300)은 원통 형상의 황동봉이며, 터미널 핀(300)의 일단부는 기판(200)에 형성된 기판 홀(230)을 관통하며 기판(200)에 솔더링되고, 터미널 핀(300)의 타단부는 케이스(100)에 형성된 케이스 홀(130)에 고정된다. 터미널 핀(300)의 타단부는 케이스 홀(130)에 압입되거나, 용접되거나, 본딩(bonding)되거나, 볼트(bolt), 리벳, 나사 등의 체결 부재에 의하여 고정될 수 있다. 즉, 터미널 핀(300)의 일단부 및 기판(200)의 결합과 터미널 핀(300)의 타단부 및 케이스(100)의 결합에 의하여, 케이스(100)에 대한 기판(200)의 위치 고정이 이루어진다.1 and 2, the
이러한 터미널 핀(300)의 고정력에 더하여, 터미널 핀(300)에 걸림턱(310)을 형성함으로써 터미널 핀(300) 및 기판(200)의 결합력 및 위치 정밀도를 증대시킬 수 있다. 즉, 터미널 핀(300)의 일단부에 걸림턱(310)을 마련하고, 걸림턱(310)은 기판 홀(230)을 걸어서 고정함으로써 기판(200)이 x축, y축, z축 방향으로 이탈되지 않도록 한다. In addition to the fixing force of the
이를 위하여 걸림턱(310)은 기판 홀(230)을 탄성 가압하도록 만곡된 지지부(312) 및 기판 홀(230)을 지지부(312)로 안내하는 유도부(311)를 구비한다. 이때 지지부(312)의 곡률 반경은 유도부(311)의 곡률 반경보다 작으며, 휘어진 정도에 있어서 지지부(312)가 유도부(311)보다 더 많은 것이 기판(200)의 고정력을 증가시킬 수 있다. 또한, 도 1을 참조하면, 4 개의 터미널 핀(300)에만 걸림턱(310)이 형성되어 있지만, 도시된 바에 한정되지 않고 모든 터미널 핀(300)에 걸림턱(310)이 형성될 수 있다.To this end, the
한편, 터미널 핀(300) 및 기판(200)의 탄성 결합으로 기판(200)의 이탈은 확실히 방지되지만, 터미널 핀(300)의 탄성을 고려하면 기판(200)의 좌우 흔들림(xy 평면상의 흔들림 유격)이 발생할 수 있기 때문에 이를 억제하는 수단이 필요하다. 따라서, 케이스(100)에 가이드(150)를 돌출 형성하고, 기판(200)에 가이드 홀(250)을 형성하며, 가이드 홀(250)에 가이드(150)를 삽입함으로써, 기판(200)의 좌우 흔들림을 제한하는 것이 바람직하다. On the other hand, the separation of the
즉, 도 1을 참조하면, 가이드(150)는 y축 음의 방향 및 양의 방향에 관하여 가이드 홀(250)의 길이 방향 일측 및 타측에 완전히 밀착되며, x축 양의 방향에 관 하여 가이드 홀(250)의 폭 방향 일측에 밀착된다. 도시된 실시예에 의하면 x축 음의 방향에 있어서 조립 편의를 위하여 가이드(150)가 가이드 홀(250)의 폭 방향 타측과 소정 거리 이격되지만, 이에 한정되지 않고 가이드(150)가 x축 음의 방향 및 양의 방향에 관하여 가이드 홀(250)의 폭 방향 일측 및 타측에 완전히 밀착되는 실시예도 가능하다.That is, referring to FIG. 1, the
한편, 도 3을 참조하면 가이드(150)에 대한 기판(200)의 z축 방향 지지 높이를 제한하기 위하여, 가이드(150)에 스토퍼(152)가 마련될 수 있다. 가이드(150)에 형성된 스토퍼(152)는 터미널 핀(300)의 걸림턱(310)과 함께 기판(200)의 z축 방향 흔들림 또는 유동을 억제한다. Meanwhile, referring to FIG. 3, a
이하에서는 기판 모듈의 제조시 케이스(100)에 기판(200)을 위치 고정하는 위치 고정 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 케이스(100)를 준비한다. 전기적 절연성을 확보하기 위한 경우, 케이스(100)는 합성 수지 재질인 것이 바람직하며, 사출 성형 등의 방법으로 케이스(100)를 성형한다. 케이스(100)에는 기판(200)의 좌우 흔들림을 제한하는 가이드(150)와, 터미널 핀(300)이 고정되는 케이스 홀(130)이 형성되는 것이 바람직하다. Hereinafter, a position fixing method of fixing the
그리고, 케이스 홀(130)에 터미널 핀(300)을 고정한다. 터미널 핀(300)은 봉 형상인 것이 바람직하며, 케이스 홀(130)에 압입되거나, 본딩되거나, 금속 재질의 케이스(100)인 경우 용접 또는 솔더링되거나, 기타 체결 부재에 의하여 고정된다. 터미널 핀(300)의 일단부에는 걸림턱(310)이 마련되어 있다.The
이어서, 기판(200)에 형성된 기판 홀(230)을 터미널 핀(300)의 걸림턱(310) 에 탄성 체결하여 기판(200)의 결합력을 증대시키며, 기판(200)에 형성된 가이드 홀(250)에 케이스(100)의 가이드(150)를 끼움으로써 기판(200)의 흔들림을 제한한다.Subsequently, the
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the following claims.
도 1은 본 발명의 기판 모듈을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a substrate module of the present invention.
도 2는 본 발명의 터미널 핀을 도시한 측면도이다.Figure 2 is a side view of the terminal pin of the present invention.
도 3은 본 발명의 기판 모듈의 조립 사시도이다.3 is an assembled perspective view of the substrate module of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100...케이스(case) 130...케이스 홀(case hole)100 ...
150...가이드(guide) 200...기판150 ... guide 200 ... substrate
230...기판 홀 250...가이드 홀(guide hole)230 ...
300...터미널 핀(terminal pin) 310...걸림턱300 ...
311...유도부 312...지지부311 ...
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