KR101064461B1 - 파워 모듈 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈은, 전자 부품이 장착되는 베이스 기판, 베이스 기판에 결합되어 전자 부품이 장착되는 베이스 기판의 상면을 덮고 베이스 기판에 접하는 측벽 및 측벽을 덮고 볼트가 결합될 수 있는 볼트 홀이 마련된 덮개부를 갖는 케이스 및 베이스 기판과 케이스 사이의 내부 공간을 밀폐시키기 위해 볼트 홀에 삽입되는 밀폐 캡을 포함한다. 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈은, 케이스의 볼트 홀에 밀폐 캡이 삽입됨으로써, 금속 물질 등 파워 모듈의 부품에 손상을 줄 수 있는 이물질이 파워 모듈의 내부 공간으로 유입되지 못한다.

Description

파워 모듈 및 그 조립방법{POWER MODULE AND METHOD FOR ASSEMBLING THE SAME}

본 발명은 파워 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파워 모듈의 내부로 금속 물질과 같은 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 파워 모듈 및 그 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로 파워 모듈은 베이스 기판 위에 탑재된 복수의 전자 부품을 포함한다. 이 전자 부품은 외부 충격 및 이물질 등으로부터 보호되어야 하므로, 베이스 기판에는 케이스가 결합된다.

도 1은 종래 파워 모듈을 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 종래 파워 모듈(10)은 각종 전자 부품(11)이 탑재되는 베이스 기판(12)과 전자 부품(11)이 탑재된 베이스 기판(12)의 상면을 덮는 케이스(13)를 포함한다.

케이스(13)에는 복수의 볼트 홀(14)이 마련되고, 복수의 볼트 홀(14) 주변에 는 터미널(15)이 배치된다. 터미널(15)은 케이스(13)의 내부 공간에서 케이스(13)의 상부 쪽으로 연장되고, 그 일부분이 케이스(13)를 관통하여 케이스(13)의 상면에 접하도록 밴딩된다.

볼트 홀(14)은 파워 모듈(10)의 조립 시 실리콘 겔(Silicon Gel)의 주입구로 이용되고, 부시 바(Bush Bar) 결합 시에는 볼트(16)가 체결된다. 볼트(16)의 체결 시 볼트 홀(14) 상부의 너트 홈(17)에 너트(18)를 삽입한 후, 이 너트(18)에 볼트(16)를 나사 결합하게 된다. 파워 모듈(10)과 부시 바의 체결 시, 파워 모듈(10)의 터미널(15) 상에 부시 바를 접촉시킨 후, 볼트(16)를 이용하여 파워 모듈(10)과 부시 바를 결합시킨다.

그런데 종래 파워 모듈은 케이스의 볼트 홀이 개방되어 있어서, 산업 현장 등에서 사용할 때 금속 물질이나 먼지와 같은 이물질이 볼트 홀을 통해 파워 모듈의 내부로 침투하기 쉽다. 이물질이 파워 모듈의 내부로 유입되면 절연 전압 파괴나, 파워 모듈 내부의 전자 부품 손상 등의 문제가 발생하여 제품의 안전성이 떨어질 수 있다.

또한, 종래 파워 모듈은 볼트 홀의 스펙에 맞지 않는 볼트를 사용할 경우, 볼트 체결 시 파워 모듈의 내부 부품이 볼트에 의해 파손되는 문제가 발생하여 제품의 신뢰성이 떨어질 수 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 케이스의 볼트 홀에 간단한 구조물을 결합하여 금속 물질과 같은 이물질의 유입을 방지하고, 볼트 홀의 스펙에 맞지 않는 볼트 사용 시 발생할 수 있는 제품의 손상을 방지할 수 있는 파워 모듈 및 그 조립방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈은, 전자 부품이 장착되는 베이스 기판, 상기 베이스 기판에 결합되어 상기 전자 부품이 장착되는 상기 베이스 기판의 상면을 덮고 상기 베이스 기판에 접하는 측벽 및 상기 측벽을 덮고 볼트가 결합될 수 있는 볼트 홀이 마련된 덮개부를 갖는 케이스 및 상기 베이스 기판과 상기 케이스 사이의 내부 공간을 밀폐시키기 위해 상기 볼트 홀에 삽입되는 밀폐 캡을 포함한다.

상기 덮개부에는 상기 볼트 홀과 연결되는 캡 홀이 마련되고, 상기 밀폐 캡은 상기 캡 홀에 압입될 수 있다.

상기 밀폐 캡은 상기 캡 홀에 압입되는 몸통부 및 상기 캡 홀을 덮을 수 있도록 상기 몸통부의 폭 보다 큰 폭을 갖는 머리부를 포함할 수 있다.

상기 머리부는 그 중앙부가 둘레부보다 돌출될 수 있다.

상기 머리부는 탄성 변형이 가능하도록 탄성 재질로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈의 조립방법은, (a) 전자 부품이 장착된 베이스 기판에 터미널 및 볼트 홀이 마련된 덮개부를 갖는 케이스를 결합하는 단계, (b) 상기 베이스 기판과 상기 케이스 사이의 내부 공간을 밀폐시키기 위해 상기 볼트 홀에 밀폐 캡을 삽입하는 단계, (c) 상기 터미널을 상기 볼트 홀 쪽으로 밴딩하는 단계 및 (d) 볼트를 상기 터미널을 관통하여 상기 볼트 홀에 체결하는 단계를 포함한다.

상기 덮개부에는 상기 볼트 홀과 연결되는 캡 홀이 마련되고, 상기 밀폐 캡은 몸통부 및 몸통부 보다 폭이 큰 머리부를 구비하며, 상기 (b) 단계는 상기 몸통 부를 상기 캡 홀에 압입하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 덮개부에는 상기 볼트 홀과 연결되는 너트 홈이 마련되고, 상기 (b) 단계 이후 상기 (c) 단계 전에 상기 너트 홈에 너트를 삽입하고, 상기 (d) 단계는 상기 볼트를 상기 너트에 나사 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈은, 케이스의 볼트 홀에 밀폐 캡이 삽입됨으로써, 금속 물질 등 파워 모듈의 부품에 손상을 줄 수 있는 이물질이 파워 모듈의 내부 공간으로 유입되지 못한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈은, 볼트가 볼트 홀의 끝으로 진입할 때 밀폐 캡이 볼트의 끝단에 접하여 탄성 변형되면서 볼트의 진입을 제한한다. 따라서, 볼트 홀의 스펙에 맞지 않는 볼트를 사용할 경우 파워 모듈 내부의 부품이 볼트에 의해 파손되는 문제를 방지할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈 및 그 조립방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈(100)은 각종 전자 부품(110)이 장착되는 베이스 기판(120)과, 베이스 기판(120)의 상면을 덮는 케이스(130)와, 케이스(130)에 형성된 볼트 홀(134)에 삽입되는 밀폐 캡(140)을 포함한다.

케이스(130)는 베이스 기판(120)의 상면에 대략 수직으로 결합되는 복수의 측벽(131)과 복수의 측벽(131)에 의해 둘러싸이는 공간을 덮는 덮개부(132)로 구성된다. 덮개부(132)에는 복수의 너트 홈(133), 각 너트 홈(133)과 연결되는 복수의 볼트 홀(134) 및 각 볼트 홀(134)과 연결되는 복수의 캡 홀(135)이 마련된다.

여기에서, 볼트 홀(134)의 폭은 너트 홈(133)의 폭 보다 작고, 캡 홀(135)의 폭은 볼트 홀(134)의 폭 보다 작다. 또한, 덮개부(132)에는 터미널(150)이 결합된다. 터미널(150)은 베이스 기판(120)과 케이스(130) 사이의 공간에서 덮개부(132) 쪽으로 연장되며, 그 상부 일부분이 덮개부(132)를 관통하여 밴딩됨으로써 덮개부(132)의 상면에 밀착된다. 터미널(150)에는 볼트(160)가 삽입될 수 있는 삽입 홀(151)이 마련된다. 삽입 홀(151)의 폭은 너트 홈(133)의 폭 보다 작다.

너트 홈(133)에는 너트(170)가 결합되고, 볼트 홀(134)에는 너트(170)에 나사 결합된 볼트(160)의 하부 일부분이 삽입된다. 캡 홀(135)에는 밀폐 캡(140)이 삽입된다. 밀폐 캡(140)은 캡 홀(135)에 압입되는 몸통부(141;도 5참조)와 몸통부(141)의 상단에 결합된 머리부(142;도 5참조)로 구성된다. 몸통부(141)는 캡 홀(135)애 압입될 수 있는 크기이지만, 머리부(142)는 캡 홀(135)을 완전히 덮을 수 있는 크기로 이루어져서 캡 홀(135)은 밀폐 캡(140)에 의해 완전히 밀폐된다.

밀폐 캡(140)은 탄성 변형이 가능한 재질로 이루어진다. 밀폐 캡(140)의 머리부(142)는 그 중앙부가 둘레부 보다 돌출된 볼록한 형상으로 되어 있다. 따라서, 볼트(160)의 끝단에 의해 가압될 때 머리부(142)는 탄성 변형될 수 있다.

이와 같이, 밀폐 캡(140)이 볼트 홀(134)과 연결된 캡 홀(135)을 밀폐하므로, 파워 모듈(100)의 부품에 손상을 줄 수 있는 이물질이 파워 모듈(100)의 내부 공간으로는 유입될 수 없다. 또한, 볼트(160) 체결 시 볼트(160)의 끝단이 캡 홀(135) 쪽으로 과도하게 진입하더라도 밀폐 캡(140)의 머리부(142)가 볼트(160)의 끝단에 접하여 탄성 변형됨으로써, 볼트(160)의 끝단이 다른 부품에 접촉할 수 없다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 파워모듈의 조립방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 것과 같이, 베이스 기판(120) 위에 케이스(130)가 결합된다. 케이스(130)는 이에 구비된 터미널(150)의 상부 일부분이 밴딩되지 않은 상태로 베이스 기판(120)에 결합된다. 도시되지는 않았으나, 케이스(130)와 베이스 기판(120)의 결합된 시, 케이스(130)에 형성된 볼트 홀(134) 및 캡 홀(135)을 통해 실리콘 겔이 주입될 수 있다.

볼트 홀(134) 및 캡 홀(135)을 통해 실리콘 겔이 주입된 후, 도 4에 도시된 것과 같이, 밀폐 캡(140)이 볼트 홀(134)에 삽입된다. 이때, 밀폐 캡(140)의 몸통부(141)가 캡 홀(135)의 내부로 압입되며 밀폐 캡(140)의 머리부(142)가 캡 홀(135)을 완전히 덮는다. 이렇게 밀폐 캡(140)이 볼트 홀(134)에 결합됨으로써, 파워 모듈(100)의 내부 공간은 볼트 홀(134)을 통해 이물질이 유입될 수 없도록 완전히 밀폐된다.

밀폐 캡(140)이 결합된 후, 너트 홈(133)에 너트(170)가 삽입된다. 너트(170)가 결합되면 덮개부(132)의 상부로 노출된 터미널(150)의 상부 일부분은 그 삽입 홀(151)이 볼트 홀(134)과 동일 선 상에 위치하도록 대략 수직으로 밴딩된다. 이후, 삽입 홀(151)을 통해 볼트(160)가 너트(170)에 나사 결합된다.

도 2에 도시된 것과 같이, 볼트(160)가 너트(170)에 나사 결합되어 그 끝단이 볼트 홀(134)의 끝으로 진입하면, 볼트(160)의 끝단은 밀폐 캡(140)의 머리부(142)에 접한다. 볼트(160)의 끝단이 볼트 홀(134)의 끝으로 더욱 진입하면, 밀폐 캡(140)의 머리부(142)가 탄성 변형되면서 볼트(160)의 진입을 제한한다. 따라서, 볼트(160)는 파워 모듈(100)의 내부 공간으로 더욱 진입하지 못하고, 파워 모듈(100)의 내부 공간에 설치된 다른 부품에 손상을 주지 못한다.

한편, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈(100)의 볼트(160), 너트(170), 터미널(150) 및 밀폐 캡(140)의 위치 관계를 나타낸 분해 사시도이다. 이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈(100)은 볼트(160)의 하부에 탄성 재질의 밀폐 캡(140)이 배치됨으로써, 볼트 홀(134)의 스펙에 맞지 않는 볼트(160) 를 사용할 경우 파워 모듈(100) 내부의 부품이 볼트(160)에 의해 파손되는 문제를 방지할 수 있다.

도 6은 밀폐 캡(140)의 다양한 실시예를 나타낸 것이다.

도 6의 (a)에 나타낸 밀폐 캡(140)은 머리부(143)가 반원통형으로 이루어진 것이고, (b)에 나타낸 밀폐 캡(140)은 머리부(144)가 피라미드형으로 이루어진 것이며, (c)에 나타낸 밀폐 캡(140)은 머리부(145)가 다각형으로 이루어진 것이다. 이러한 실시예들 이외에 밀폐 캡(140)은 캡 홀(135)에 압입되는 몸통부(141) 및 캡 홀(135)을 덮을 수 있도록 그 폭이 캡 홀(135)의 폭 보다 큰 머리부를 갖는 다양한 구조로 만들어질 수 있다. 여기에서, 머리부는 볼트 홀(134)의 하부 끝으로부터 돌출되어 볼트(160)의 끝단에 밀려 탄성 변형될 수 있어야 한다.

또한, 밀폐 캡(140)은 몸통부(141)와 머리부(142)가 같은 재질로 일체로 만들어질 수 있으나. 몸통부(141)와 머리부(142)가 다른 재질로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 머리부(142)는 탄성 변형이 가능하도록 탄성을 갖는 재질로 이루어져야 한다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 종래 파워 모듈을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈을 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈의 조립과정 중 베이스 기판과 케이스를 결합한 상태를 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈의 조립과정 중 케이스의 볼트 홀에 밀폐 캡을 삽입한 상태를 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 파워 모듈의 주요 부분을 나타낸 분해 사시도이다.

도 6는 밀폐 캡의 다양한 실시예를 나타낸 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 파워 모듈 120 : 베이스 기판

130 : 케이스 131 : 측벽

132 : 덮개부 133 : 너트 홈

134 : 볼트 홀 135 : 캡 홀

140 : 밀폐 캡 141 : 몸통부

142, 143, 144, 145 : 머리부 150 : 터미널

151 : 삽입 홀 160 : 볼트

170 : 너트

Claims (8)

1. 전자 부품이 장착되는 베이스 기판;

   상기 베이스 기판에 결합되어 상기 전자 부품이 장착되는 상기 베이스 기판의 상면을 덮고, 상기 베이스 기판에 접하는 측벽 및 상기 측벽을 덮고 볼트가 결합될 수 있는 볼트 홀이 마련된 덮개부를 갖는 케이스; 및

   상기 베이스 기판과 상기 케이스 사이의 내부 공간을 밀폐시키기 위해 상기 볼트 홀에 삽입되는 밀폐 캡;을 포함하며,

   상기 덮개부에는 상기 볼트 홀과 연결되는 캡 홀이 마련되고,

   상기 밀폐 캡은 상기 캡 홀에 압입되는 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 밀폐 캡은 상기 캡 홀에 압입되는 몸통부 및 상기 캡 홀을 덮을 수 있도록 상기 몸통부의 폭 보다 큰 폭을 갖는 머리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 머리부는 그 중앙부가 둘레부보다 돌출된 것을 특징으로 하는 파워 모 듈.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 머리부는 탄성 변형이 가능하도록 탄성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
6. (a) 전자 부품이 장착된 베이스 기판에 터미널 및 볼트 홀이 마련된 덮개부를 갖는 케이스를 결합하는 단계;

   (b) 상기 베이스 기판과 상기 케이스 사이의 내부 공간을 밀폐시키기 위해 상기 볼트 홀에 밀폐 캡을 삽입하는 단계;

   (c) 상기 터미널을 상기 볼트 홀 쪽으로 밴딩하는 단계; 및

   (d) 볼트를 상기 터미널을 관통하여 상기 볼트 홀에 체결하는 단계;를 포함하는 파워 모듈의 조립방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 덮개부에는 상기 볼트 홀과 연결되는 캡 홀이 마련되고,

   상기 밀폐 캡은 몸통부 및 몸통부 보다 폭이 큰 머리부를 구비하며,

   상기 (b) 단계는 상기 몸통부를 상기 캡 홀에 압입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 모듈의 조립방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 덮개부에는 상기 볼트 홀과 연결되는 너트 홈이 마련되고,

   상기 (b) 단계 이후 상기 (c) 단계 전에 상기 너트 홈에 너트를 삽입하는 단계를 포함하고,

   상기 (d) 단계는 상기 볼트를 상기 너트에 나사 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 모듈의 조립방법.

Images