KR101707143B1 - 가스켓이 구비된 기판조립체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스켓(50)이 구비된 기판조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 인쇄회로기판(10)과, 상기 인쇄회로기판(10)에 실장되어 전기적으로 연결되는 실장부품과, 상기 인쇄회로기판(10) 및 실장부품의 연결부위를 감싸도록 결합되는 절연체인 가스켓(50)과, 저압사출을 통해 상기 인쇄회로기판(10)을 감싸는 메인하우징을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에서는 기판조립체에 가스켓(50)이 구비되어 인쇄회로기판(10)과 실장부품의 결합부분을 감싸 보호하므로, 기판조립체가 저압사출되는 과정에서 부품 사이로 수지가 유입되는 것을 방지할 수 있어 불량율을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

가스켓이 구비된 기판조립체 및 그 제조방법{PCB assembly having gasket and manufacturing method thereof}

본 발명은 기판조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판 및 기판실장부품 사이에 가스켓이 구비된 상태로 저압사출을 통해 제조되는 기판조립체와 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

전기자동차에서 사용되는 배터리는 다수개의 배터리셀이 모여 배터리팩을 형성하게 된다. 충전시에는 이들 각각의 배터리셀에 충전이 이루어지게 된다. 따라서, 상기 각각의 배터리셀의 상태를 감지하여 필요한 정보를 얻고, 그 정보에 따라 필요한 조치를 취할 수 있도록 된다. 예를 들면, 각각의 배터리셀에 충전이 된 정도를 확인하거나, 과충전이 발생하는 것 등을 확인해서 필요한 조치를 취하는 것이다.

이와 같은 배터리셀에는 기판조립체가 포함되는데, 기판조립체는 인쇄회로기판과 이에 실장되는 커넥터를 포함한다. 상기 커넥터는 인쇄회로기판에 직접 실장된 후 솔더링되는데, 이러한 기판조립체는 저압사출을 통해 제조되기도 한다. 저압사출은 기판조립체 등을 금형의 내부에 위치시킨 상태에서 저압사출하여 하우징을 성형하는 것이다.

이러한 저압사출 과정에서 부품 내에 존재하는 틈, 예를 들어 제품의 언더컷이나 커넥터의 터미널 주변 틈 등으로 성형재료(수지)가 차오르는 현상이 발생하기 쉽다. 따라서 이를 방지하기 위하여 저압사출에 앞서 실링작업을 하는데, 정확한 실링작업을 위해서는 인쇄회로기판 및 커넥터의 사이와 기타 부품 내에 존재하는 틈을 일일이 실링하여야 하는 불편함이 있다. 물론 별도의 자동설비를 통해 실링작업을 할 수도 있으나, 이는 제조비용이 크게 상승하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0395392호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저압사출과정에서 부품 사이로 수지가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 기판조립체에 가스켓을 구비하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 저압사출과정에서 가스켓을 생산하여 다음 저압사출공정에서 이용하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판에 실장되어 전기적으로 연결되는 실장부품과, 상기 인쇄회로기판 및 실장부품의 연결부위를 감싸도록 결합되는 절연체인 가스켓과, 저압사출을 통해 상기 인쇄회로기판을 감싸는 메인하우징을 포함하여 구성되고, 상기 가스켓은 상기 실장부품이 통과하는 관통홀이 중심에 형성되는 가스켓몸체와, 상기 가스켓몸체의 일측에 요입되어 상기 실장부품의 터미널을 감싸는 터미널보호부를 포함하여 구성되고, 상기 가스켓은 상기 메인하우징을 저압사출 성형하는 사출재료와 동일한 재질로 메인하우징 제조과정에서 함께 만들어진다.

상기 가스켓몸체는 상기 인쇄회로기판 및 실장부품의 결합부위를 둘러 차폐하고, 상기 터미널보호부는 상기 가스켓몸체의 상부 및 하부에 각각 형성된다.

상기 가스켓이 인쇄회로기판 및 실장부품과 접하는 부분은 저압사출과정에서 가열되어 용융된 일부가 인접한 상기 인쇄회로기판 및 실장부품과의 결합부분에 형성된 틈을 메운다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 인쇄회로기판에 실장부품이 실장되는 부품실장단계와, 상기 인쇄회로기판 및 실장부품의 연결부위에 가스켓이 결합되는 가스켓가조립단계와, 상기 인쇄회로기판 및 실장부품 조립체가 금형 내부에 안착되는 기판안착단계와, 상기 인쇄회로기판, 실장부품 및 가스켓 조립체가 사출재료와 함께 저압사출되는 저압사출단계를 포함하여 구성되고, 상기 저압사출단계에서 발생되는 런너에는 가스켓이 함께 성형되는 가스켓제조단계가 더 포함되고, 상기 가스켓은 런너로부터 분리되어 다음 공정에 사용된다.

상기 가스켓은 상기 실장부품이 통과하는 관통홀이 중심에 형성되는 가스켓몸체와, 상기 가스켓몸체의 일측에 요입되어 상기 실장부품의 터미널을 감싸는 터미널보호부를 포함하여 구성되고, 상기 가스켓은 저압사출과정에서 함께 가열되어 용융된 일부가 인접한 상기 인쇄회로기판 및 실장부품과의 결합부분을 메운다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 가스켓이 구비된 기판조립체 및 그 제조방법에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에서는 기판조립체에 가스켓이 구비되어 인쇄회로기판과 실장부품의 결합부분을 감싸 보호하므로, 기판조립체가 저압사출되는 과정에서 부품 사이로 수지가 유입되는 것을 방지할 수 있어 불량율을 낮출 수 있는 효과가 있다.

특히, 저압사출과정에서 가스켓이 함께 가열되어 용융된 그 일부가 인접한 인쇄회로기판 및 실장부품과의 결합부위에 형성된 틈을 메우게 되므로, 별도의 실링공정 없이도 제품의 실링이 자연스럽게 이루어질 수 있어 제품의 완성도 및 내구도가 더욱 향상될 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 저압사출과정에서 발생하는 런너에 가스켓이 함께 성형되므로 가스켓을 제조하기 위한 별도의 제조공정이 생략될 수 있고, 또한 가스켓이 저압사출에 사용되는 재료와 동일한 재질로 만들어지므로 저압사출과정에서 이질감 없이 함께 용융되어 정확한 실링이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 가스켓이 구비된 기판조립체의 일실시례에서 가스켓이 분리된 모습을 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시례를 구성하는 가스켓이 기판조립체에 결합된 모습을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시례를 구성하는 가스켓의 구성을 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 가스켓이 구비된 기판조립체 제조과정에서 발생하는 런너와 가스켓의 모습을 보인 평면도.
도 5는 본 발명에 의한 가스켓이 구비된 기판조립체 제조방법의 일실시례의 구성을 순차적으로 보인 순서도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1에는 본 발명에 의한 가스켓이 구비된 기판조립체의 일실시례가 분해사시도로 도시되어 있다. 이에 보듯이, 기판조립체는 인쇄회로기판(10)과 이에 실장되는 실장부품을 포함한다. 여기서 실장부품은 인쇄회로기판(10)과 결합되어 전기적으로 연결되는 것으로, 다양한 전장부품일 수 있다. 본 실시례에서 상기 실장부품은 커넥터(30)로 구성된다.

상기 인쇄회로기판(10)과 커넥터(30)로 구성되는 기판조립체의 외부는 메인하우징(미도시)에 의해 감싸질 수 있다. 상기 메인하우징은 일종의 전장박스 또는 전장블록을 형성할 수 있으며, 기판조립체가 적용되는 환경에 따라 다양한 변형이 가능하다. 본 실시례에서 상기 메인하우징은 전기자동차용 배터리팩의 외관 및 골격을 형성하는 것을 예로 들기로 한다.

상기 커넥터(30)는 하우징의 내부에 다수개의 터미널(35)이 구비된다. 상기 터미널(35)은 하우징 외측으로 돌출된 일단이 인쇄회로기판(10)에 솔더링되어 결합되고 전기적으로 연결된다. 물론 솔더링을 통해 커넥터(30)가 인쇄회로기판(10)에 고정되어 분리되는 것이 방지될 수 있다.

상기 커넥터(30)가 인쇄회로기판(10) 상에 결합되면 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10) 사이에는 미세한 틈이 존재하는 상태이고, 특히 커넥터(30) 등 실장부품에 언더컷이 많이 형성되어 있는 경우에는 실장부품과 인쇄회로기판(10) 사이의 틈도 함께 커지게 된다. 따라서 이러한 틈을 차폐해야 하는데, 만약 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10) 사이의 틈이 차폐되지 않는다면, 후술할 저압사출시 사출재료인 수지가 그 틈으로 유입되어 차오르는 문제가 발생할 수 있다.

이를 위해 상기 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10)의 결합부위에는 가스켓(50)이 결합된다. 상기 가스켓(50)은 상기 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10)의 결합부위를 차폐하여, 그 사이로 사출재료가 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 가스켓(50)은 커넥터(30)의 터미널(35) 또는 인쇄회로기판(10)과 전기적으로 연결되면 안되므로, 합성수지와 같은 절연체로 구성된다. 도 2에는 가스켓(50)이 상기 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10)의 결합부위에 결합된 모습이 도시되어 있다.

상기 가스켓(50)은 도 3에서 보듯이 상기 커넥터(30)가 통과하는 관통홀(51')이 중심에 형성되는 가스켓몸체(51)가 그 외관 및 골격을 형성한다. 본 실시례에서 상기 가스켓몸체(51)는 대략 사각틀 형상으로 형성되고, 상기 관통홀(51')은 상기 가스켓(50)이 커넥터(30)와 결합되는 과정에서 커넥터(30)의 하우징이 통과하는 부분이다. 물론 상기 가스켓(50)이 상기 커넥터(30)의 하부로 이동하여 안착되면 상기 가스켓(50)은 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10)의 결합부위를 감싸 차폐하게 된다.

상기 가스켓몸체(51)에는 터미널보호부(52)가 형성된다. 상기 터미널보호부(52)는 상기 가스켓(50)이 상기 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10)의 결합부위를 감싸면 커넥터(30)의 터미널(35)이 위치하는 부분으로, 터미널(35)과의 간섭을 방지하기 위하여 가스켓몸체(51) 내측으로 요입된 형상을 갖는다.

본 실시례에서 상기 터미널보호부(52)는 상기 가스켓몸체(51)의 상부 및 하부에 각각 형성되어 결과적으로 가스켓(50)은 그 상부 및 하부의 형상이 동일하다. 이에 따라 가스켓(50)은 방향성이 없이 상기 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10)의 결합부위에 결합될 수 있다.

상기 가스켓(50)에는 가이드홈(53)이 형성된다. 상기 가이드홈(53)은 상기 커넥터(30)의 외면에 구비된 가이드리브(도면부호 미부여)에 대응되는 것으로, 상기 가스켓(50)이 커넥터(30)에 결합되는 과정에서 가이드홈(53)이 가이드리브에 안내될 수 있다.

본 발명에서 상기 가스켓(50)은 상기 커넥터(30) 및 인쇄회로기판(10)을 감싸는 메인하우징과 동일한 재질로 만들어진다. 즉, 상기 가스켓(50)은 상기 메인하우징을 저압사출 성형하는 사출재료와 동일한 재질로 만들어지는 것인데, 이는 아래에서 보듯이 저압사출과정에서 가스켓(50)이 런너(R) 일측에 함께 제조되기 때문이다.

상기 가스켓(50)은 저압사출과정에서 함께 가열되어 외측 일부가 용융되는데, 용융된 부분은 인접한 상기 인쇄회로기판(10) 및 실장부품과의 결합부분을 메우게 된다. 즉, 가스켓(50)의 용융된 일부가 가스켓(50)과 인쇄회로기판(10) 및 실장부품의 조립틈을 메움으로써, 사출재료가 커넥터(30) 등 실장부품의 언더컷 및 터미널(35)의 주변부로 유입되어 차오르는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 가스켓(50)은 그 일부가 용융됨으로써 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30)와 더욱 견고하게 결합될 수 있다. 도 2의 A부분은 가스켓(50)의 일부가 용융되어 인쇄회로기판(10)과 가스켓(50) 사이가 실링된 부분을 나타낸다.

이하에서는 본 발명에 의한 가스켓이 구비된 기판조립체를 제조하는 과정을 설명하기로 한다.

먼저 커넥터(30)가 인쇄회로기판(10)에 실장되는 부품실장단계가 선행된다. 상기 커넥터(30)가 인쇄회로기판(10) 상에 안착된 상태에서 상기 커넥터(30)의 터미널(35)들이 인쇄회로기판(10)에 솔더링되면 커넥터(30)와 인쇄회로기판(10) 사이가 전기적으로 연결되고, 커넥터(30)가 인쇄회로기판(10)에 고정된 상태가 된다.

이 상태에서, 상기 커넥터(30)의 상부로부터 가스켓(50)이 결합되는 가스켓조립단계가 이어진다. 상기 가스켓(50)은 상기 커넥터(30)의 상부로부터 결합되어 상기 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30)의 연결부위에 안착되어 가조립된다. 상기 가스켓(50)과 커넥터(30)의 외면 사이 간격이 작아 가스켓(50)은 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30)의 연결부위에 안착된 상태로 유지될 수 있다.

이어서, 상기 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30) 조립체가 금형 내부에 안착되는 기판안착단계가 이루어진다. 여기서, 상기 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30) 조립체의 외부를 감싸는 메인하우징을 성형하기 위해 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30) 조립체가 사출금형의 내부에 안착되는 것이다. 물론 앞서 가조립된 가스켓(50) 역시 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30) 조립체와 함께 금형 내에 위치하게 된다.

이 상태에서 저압사출단계가 이어진다. 보다 정확하게는 상기 인쇄회로기판(10), 커넥터(30) 및 가스켓(50)으로 이루어진 조립체가 사출재료와 함께 저압사출되는 것이다. 이를 통해 기판조립체가 금형의 내부에 위치된 상태에서 메인하우징이 저압사출을 통해 만들어지는 것이다. 즉, 기판조립체를 둘러싸도록 하여 인쇄회로기판(10)이 외부로 노출되지 않게 하는 것이고, 이에 따라 상기 인쇄회로기판(10)의 유지보수는 불가능하다. 하지만, 인쇄회로기판(10)이 외부환경의 영향을 받는 것을 방지할 수 있다.

한편, 앞선 저압사출단계에서 상기 가스켓(50)은 함께 가열되어 용융된 그 일부가 인접한 상기 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30)와의 결합부분을 메우게 된다. 즉, 상기 가스켓(50) 역시 저압사출재료와 동일한 재질로 만들어지므로 저압사출과정에서 자연스럽게 외면 일부가 녹을 수 있고, 녹은 부분은 가스켓(50)과 인쇄회로기판(10), 가스켓(50)과 커넥터(30) 사이를 메워 자연스럽게 실링이 이루어지도록 하는 것이다.

물론 이러한 가스켓(50)의 용융을 통해 가스켓(50)과 인쇄회로기판(10) 및 커넥터(30) 사이가 완전결합될 수 있다. 즉, 별도의 실링공정 없이도 가스켓(50)이 저압사출을 거치면서 제품의 실링을 자연스럽게 수행하므로 제품의 완성도 및 내구도가 향상될 수 있다. 또한 가스켓이 저압사출에 사용되는 재료와 동일한 재질로 만들어지므로 저압사출과정에서 이질감 없이 함께 용융되어 정확한 실링이 이루어질 수 있다.

이때, 상기 저압사출단계에서 가스켓제조단계가 동시에 이루어진다. 보다 정확하게는, 도 4에서 보듯이, 저압사출단계에서 사출재료의 주입부분에 발생되는 런너(R)에 가스켓(50)이 함께 성형되는 것이다. 따라서 가스켓(50)은 별도의 제조공정을 요하지 않으며, 자연스럽게 사출재료와 동일한 재질로 만들어질 수 있다. 물론 상기 런너(R)의 연결부(R')로부터 가스켓(50)이 분리되는 공정을 거쳐야 한다.

본 실시례에서는 한 번의 저압사출과정에서 두 개의 가스켓(50)이 제조되는데, 하나의 가스켓(50) 또는 세 개 이상의 가스켓(50)이 한 번의 저압사출과정에서 제조될 수도 있다. 상기 저압사출금형에는 상기 가스켓(50) 제조를 위해서 런너(R)의 주입부 근처에 가스켓(50) 형상의 금형이 함께 설치될 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 인쇄회로기판 30: 커넥터
35: 터미널 50: 가스켓
R: 런너

Claims (7)

1. 인쇄회로기판과,
   상기 인쇄회로기판에 실장되어 전기적으로 연결되는 실장부품과,
   상기 인쇄회로기판 및 실장부품의 연결부위를 감싸도록 결합되는 절연체인 가스켓과,
   저압사출을 통해 제조되어 상기 인쇄회로기판을 감싸는 메인하우징을 포함하여 구성되고,
   상기 가스켓은 상기 실장부품이 통과하는 관통홀이 중심에 형성되는 가스켓몸체와, 상기 가스켓몸체의 일측에 요입되어 상기 실장부품의 터미널을 감싸는 터미널보호부를 포함하여 구성되고, 상기 가스켓은 상기 메인하우징을 저압사출 성형하는 사출재료와 동일한 재질로 메인하우징 제조과정에서 함께 만들어지는 가스켓이 구비된 기판조립체.
   
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가스켓몸체는 상기 인쇄회로기판 및 실장부품의 결합부위를 둘러 차폐하고, 상기 터미널보호부는 상기 가스켓몸체의 상부 및 하부에 각각 형성되는 가스켓이 구비된 기판조립체.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 가스켓이 인쇄회로기판 및 실장부품과 접하는 부분은 저압사출과정에서 가열되어 용융된 일부가 인접한 상기 인쇄회로기판 및 실장부품과의 결합부분에 형성된 틈을 메우는 가스켓이 구비된 기판조립체.
   
5. 인쇄회로기판에 실장부품이 실장되는 부품실장단계와,
   상기 인쇄회로기판 및 실장부품의 연결부위에 가스켓이 결합되는 가스켓가조립단계와,
   상기 인쇄회로기판 및 실장부품 조립체가 금형 내부에 안착되는 기판안착단계와,
   상기 인쇄회로기판, 실장부품 및 가스켓 조립체가 사출재료와 함께 저압사출되어 메인하우징이 성형되는 저압사출단계를 포함하여 구성되고,
   상기 저압사출단계에서 발생되는 런너에는 가스켓이 함께 성형되는 가스켓제조단계가 더 포함되고, 상기 가스켓은 런너로부터 분리되어 다음 공정에 사용되는 가스켓이 구비된 기판조립체의 제조방법.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 가스켓은
   상기 실장부품이 통과하는 관통홀이 중심에 형성되는 가스켓몸체와,
   상기 가스켓몸체의 일측에 요입되어 상기 실장부품의 터미널을 감싸는 터미널보호부를 포함하여 구성되고,
   상기 가스켓은 저압사출과정에서 함께 가열되어 용융된 일부가 인접한 상기 인쇄회로기판 및 실장부품과의 결합부분을 메우는 가스켓이 구비된 기판조립체의 제조방법.
   
7. 삭제

Images