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KR101750092B1 - 파워전환 장치 및 파워전환 조립체 - Google Patents

파워전환 장치 및 파워전환 조립체 Download PDF

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KR101750092B1
KR101750092B1 KR1020160125563A KR20160125563A KR101750092B1 KR 101750092 B1 KR101750092 B1 KR 101750092B1 KR 1020160125563 A KR1020160125563 A KR 1020160125563A KR 20160125563 A KR20160125563 A KR 20160125563A KR 101750092 B1 KR101750092 B1 KR 101750092B1
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델타 일렉트로닉스 (상하이) 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명에 따른 인쇄배선기판 조립체가 제공된다. 상기 인쇄배선기판 조립체는 인쇄회로기판, 다수의 제1 전자 부품, 다수의 제2 전자 부품, 접지 부재, 죔고정 부재, 다수의 절연 스트럿 및 제한 부재를 포함한다. 상기 제1 전자 부품 및 상기 제2 전자 부품은 상기 인쇄회로기판 상에 배치된다. 상기 접지 부재는 방열 부재를 포함한다. 상기 죔고정 부재는 상기 방열 부재에 고정된다. 상기 제2 전자 부품은 상기 방열 부재와 상기 죔고정 부재 사이에 죔고정되며, 상기 인쇄회로기판 상에 수직으로 배치된다. 상기 방열 부재는 다수의 고정 부분을 포함하며, 상기 절연 스트럿 중 일부가 상기 인쇄회로기판을 상기 고정부분에 고정한다. 상기 제한 부재가 본체와, 상기 본체에 배치된 개구를 갖는다. 상기 제1 전자 부품은 상기 개구에 배치된다.

Description

파워전환 장치 및 파워전환 조립체{POWER CONVERSION DEVICE AND POWER CONVERSION ASSEMBLY}
본 발명은 파워전환 장치 및 파워전환 조립체에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면 전기 차량에 있어서 충돌 또는 진동 등으로 인한 합선을 방지할 수 있고 소형화가 가능한 파워전환 장치 및 파워전환 조립체에 대한 것이다.
최근에 전기 차량은 핵심 기술에 있어 상당한 개선을 달성하였으며 실용화 및 소규모 산업화 단계에 점차 진입하고 있다.
온보드충전기모듈(on board charger module: OBCM)은 전기 차량의 주요 부품이며 배터리 팩(battery pack)을 충전하기 위해 전기 차량에 장착된 전자장치이다. OBCM은 AC 파워 그리드(power grid)로부터 교류전류를 수신하기 위하여 입력 와이어를 사용하며, 전기 차량에 장착된 고전압 배터리 팩을 충전하기 위하여 고 전압 직류전류를 출력한다. 또한 OBCM은 배터리 관리 시스템 (BMS)과 실시간 쌍방향 통신을 유지하기 위해 통신 포트를 이용한다.
소형 추세에서, 방열 베이스(heat-dissipating base)에서 인쇄배선기판 조립체(OBCM의 주요 부품)에 의해 점유되는 공간은 가능한 많이 줄이도록 의도되고 있다. 그 결과, 인쇄배선기판 조립체는 방열베이스의 어느 표면에 근접하게 되고, 현행 방열 베이스가 접지부재(ground member)로서 종종 설계되기 때문에 인쇄배선기판 조립체의 합선이 일어날 수 있다. 심각한 합선으로, 파워전환 조립체는 완전히 손상될 수 있어서, 업계의 비용 부담을 초래할 수 있다. OBCM는 차량에 탑재되고, 그래서 종종 고온, 다습, 강한 진동 및 주위 온도의 급격한 변화 등의 다양한 환경 도전에 직면하게 된다. 따라서, 차량에서의 충돌 또는 진동으로 인한 파워전환 조립체와 방열 베이스의 합선(short circuit)을 어떻게 방지하는가는 중요한 이슈가 되고 있다.
상기한 측면을 고려하여, 본 발명은 다양한 환경에의 노출과 전기 차량의 진동 및 충돌에도 불구하고 합선을 방지할 수 있는 파워전환 장치 및 파워전환 조립체를 제공하고자 의도된 것이다.
본 발명은 파워전환 장치(power conversion device) 및 인쇄배선기판 조립체를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 의하면 인쇄배선기판 조립체가 제공된다. 상기 인쇄배선기판 조립체는 인쇄회로기판, 다수의 제1 전자 부품, 다수의 제2 전자 부품, 접지 부재, 죔고정 부재, 다수의 절연 스트럿 및 제한 부재를 포함한다. 상기 제1 전자 부품 및 상기 제2 전자 부품은 상기 인쇄회로기판 상에 배치된다. 상기 접지 부재는 방열 부재를 포함한다. 상기 죔고정 부재는 상기 방열 부재에 고정된다. 상기 제2 전자 부품은 상기 방열 부재와 상기 죔고정 부재 사이에 죔고정되며, 상기 인쇄회로기판 상에 수직으로 배치된다. 상기 방열 부재는 다수의 고정 부분을 포함하며, 상기 절연 스트럿 중 일부가 상기 인쇄회로기판을 상기 고정부분에 고정한다. 상기 제한 부재는 본체와, 상기 본체에 배치된 개구를 구비한다. 상기 제1 전자 부품은 상기 개구에 배치된다.
본 발명의 또 다른 구현예에 의하면 파원전환 장치가 제공된다. 파워전환 장치는 인쇄회로기판, 다수의 제1 전자 부품, 제한부재, 방열 부재, 다수의 제2 전자 부품, 죔고정 부재 및 다수의 절연 스트럿을 포함한다. 상기 제1 전자 부품은 상기 개구에 배치된다. 상기 제한 부재는 본체와, 상기 본체에 배치된 개구를 구비한다. 상기 제1 전자 부품은 상기 개구에 배치된다. 상기 방열 부재는 상기 인쇄회로기판에 고정되고, 제한 부재로부터 전기적으로 절연된다. 상기 제2 전자 부품은 상기 인쇄회로기판 상에 배치된다. 상기 죔고정 부재는 상기 방열 부재에 고정된다. 상기 제2 전자 부품은 상기 방열 부재와 상기 죔고정 부재 사이에 죔고정되며, 상기 인쇄회로기판 상에 수직으로 배치된다. 상기 방열 부재는 다수의 고정 부분을 포함하며, 상기 절연 스트럿 중 일부가 상기 인쇄회로기판을 상기 고정부분에 고정한다.
인쇄배선기판 조립체와 방열 베이스를 고정시키기 위하여 절연 스트럿 또는 제한부재를 사용함으로써, 인쇄배선기판 조립체 및 방열 베이스의 전자 절연은 절연 스트럿, 또는 제한 부재, 절연 스트럿(또는 결합부분) 등의 협동에 의해 달성된다. 제1 연결부 및 제2 연결부는 플라스틱부(plastic part)에 의해 전기적으로 절연된다. 그러므로, 인쇄배선기판 조립체 상의 전자 부품이 우연히 나사들과 접촉할 때 조차도, 전자 부품은 플라스틱부의 절연으로 인하여 접지부재로서 방열 베이스로부터 전기적으로 절연되며, 전자 부품은 합선으로 인하여 손상되지 않을 수 있다.
또한, 제한부재의 보호 때문에, 인쇄배선기판 조립체에 연결된 전자 부품의 핀 피트(pin feet)는 파괴되지 않는다. 그러므로, 파워전환 장치의 신뢰성이 향상된다.
상기 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 실시예들에 의해, 그리고 청구된 발명의 추가 설명을 제공하기 위하여 의도된 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 파워전환 장치 및 파워전환 조립체에 의하면, 방열 베이스 또는 방열 부재와 같은 접지 부재 및 인쇄배선기판 조립체를 고정시키기 위하여 절연 스트럿 또는 제한 부재를 사용하여 인쇄배선기판 조립체 및 방열 베이스를 전기 절연시키고, 절연 스트럿의 제1 연결부 및 제2 연결부가 플라스틱부에 의하여 서로 전기적으로 절연되므로, 인쇄배선기판 조립체 상의 전자 부품이 나사에 전기적으로 연결될 지라도 전자 부품은 플라스틱부의 절연으로 인하여 접지 부재로서 방열 베이스로부터 전기적으로 절연되어 전자 부품은 합선으로 인하여 훼손되지 않게 되며, 그에 따라 소형화가 가능하고, 제한 부재 덕분에 인쇄배선기판 조립체에 연결된 전자 부품의 핀 피트가 잘 보호되어서 파워전환 장치의 신뢰성이 크게 향상될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 이루어진 구현예의 다음 상세한 설명에 의하여 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 구현예에 따른 파워전환 장치에 의해 사용된 절연 스트럿의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 구현예에 따른 파워전환 장치에 의해 사용된 절연 스트럿의 분해된 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 파워전환 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 파워전환 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따른 파워전환 장치의 분해도이다.
도 5는 도 4의 죔고정부재 및 전자 부품의 사시도이다.
도 6은 도 5의 개략적 분해 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 파워전환 장치의 인쇄배선기판 조립체의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 파워전환 장치의 인쇄배선기판 조립체의 분해도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 파워전환 장치의 인쇄배선기판 조립체의 분해도이다.
다음의 상세한 설명에서, 설명을 위해, 다수의 특정 세부 사항은 개시된 구현예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 기재된다. 그러나, 하나 이상의 구현예들이 이들 특정 세부 사항 없이도 실시될 수 있다는 것은 명백할 것이다. 다른 예에서, 공지된 구조 및 장치들은 도면을 단순화하기 위해 개략적으로 도시된다.
현행 파워전환 장치에 있어서, 인쇄배선기판 조립체는 일반적으로 금속 스탠드오프(standoff)와 나사를 통해 방열 베이스에 고정된다. 방열 베이스는 큰 영역의 도전성 블록을 포함하므로 방열 베이스는 접지 효과가 있고 접지부재로서 보여질 수 있다. 그러나, 스탠드오프와 나사가 도전성이 있기 때문에, 인쇄배선기판 조립체 상의 전자 부품과 스탠드오프 및 나사 사이에는 일정한 거리가 유지되어야 한다. 따라서, 전자 부품과 방열 베이스 사이의 전자 접속이 회피되고 파워전환 장치의 신뢰성이 확보된다. 그러나, 기술된 적층 구조는 소형 접근에 어긋나기 때문에 인쇄배선기판 조립체 및 접지 부재를 고정시키기 위한 절연 장치가 제공된다. 즉, 방열 베이스 또는 방열부재와 같은 접지부재 및 인쇄배선기판 조립체를 고정하기 위한 절연 스트럿 또는 제한부재를 사용함으로써 인쇄배선기판 조립체 및 접지부재의 전자 절연은 절연 스트럿, 또는 절연 스트럿(또는 결합 부분), 제한부재 등의 협동에 의해 달성된다. 파워전환 장치는 전기 차량에 사용될 수 있거나 또는 안전성, 신뢰성 및 파워전환 장치의 소형화를 달성하기 위해 차량용 파워전환 장치 또는 온보드충전기 모듈(OBCM)로서 사용될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 구현예에 다른 파워전환 장치에 의해 사용된 절연 스트럿(100)의 사시도이다. 도 1b는 본 발명의 일 구현예에 따른 파워전환 장치에 의해 사용된 절연 스트럿(100)의 분해된 횡단면도이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 절연 스트럿(100)이 제공된다. 절연 스트럿(100)은 제1 연결부(110), 제2 연결부(120), 제1 연결부(110) 및 제2 연결부(120)를 부분적으로 덮어주는 플라스틱부(130)를 포함한다. 제1 연결부(110)는 인쇄배선기판 조립체에 연결될 수 있으며, 제2 연결부(120)는 접지부재에 연결될 수 있다. 그러므로, 인쇄배선기판 조립체는 절연스트럿(100)을 거쳐서 접지부재에 고정된다.
보다 상세하게 말해서, 제1 연결부(110)는 너트(nut)일 수 있고 제2 연결부(120)는 스터드(stud)일 수 있다. 제2 연결부(120)는 접지부재에 고정되고 인쇄배선기판 조립체는 나사에 의해 제1 연결부(110)에 고정된다. 제1 연결부(110)는 맹공(盲孔: blind-hole) 너트일 수 있다. 너트의 몸체는 실질적으로 플라스틱부(130)에 배치되며, 너트에 나사공(112)을 노출하도록 너트의 상부 표면만이 플라스틱부(130)의 외부에 배치된다. 제2 연결부(120)는 스터드이며, 스터드의 헤드는 플라스틱부(130)에 배치되고, 스터드의 나사부분(124)은 접지부재 상의 나사공에 고정되도록 플라스틱부(130)의 외부에 배치된다.
인쇄배선기판 조립체와 접지부재를 전기적으로 효과적으로 절연시키기 위하여 제1 연결부(110)와 제2 연결부(120)는 플라스틱부(130)에 의해 분리된다. 즉 제1 연결부(110)와 제2 연결부(120)의 재질이 둘 다 금속일지라도, 두 개는 절연물질인 플라스틱부(130)에 의해 분리된다. 그러므로, 제1 연결부(110)는 제2 연결부(120)와 바로 접촉하지 않고 적당한 안전 거리를 유지하게 된다.
파워전환 장치에서 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 절연 스트럿(100)을 사용함으로써, 인쇄배선기판 조립체는 접지부재에 고정되고 인쇄배선기판 조립체와 접지부재의 전기적 접속으로 인한 합선은 방지된다. 상세한 정보는 다음에 기술된 구현예에서 제공된다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 파워전환 장치(200)의 분해도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 파워전환 장치(200)가 제공된다. 파워전환 장치(200)는 방열 베이스(210)와 인쇄배선기판 조립체(220)를 포함한다. 인쇄배선기판 조립체(220)는 절연 스트럿(100)을 사용함으로써 방열 베이스(210)에 고정된다. 이 구현예에서 방열 베이스(210)는 접지부재로서 사용된다. 방열 베이스(210)는 액체-냉각된 방열 유닛일 수 있다. 방열 베이스(210)는 유체 통로(212)와 케이스(214)를 포함하며, 유체 통로(212)는 케이스(214)에 배치된다. 절연 스트럿(100)은 인쇄배선기판 조립체(220)를 케이스(214)에 고정시킨다.
인쇄배선기판 조립체(220)는 인쇄회로기판(222)과, 인쇄회로기판(222) 상에 배치된 다수의 전자부품(224)을 포함한다. 인쇄배선기판 조립체(220) 상에 배치된 전자 부품(224)은 열을 교환하기 위하여 방열 베이스(210)와 열적으로 접촉할 수 있으며, 냉각 액체는 방열 베이스(210)에서 열을 교환하기 위하여 유체 통로(212)를 통과한다. 그러므로, 인쇄배선기판 조립체(220)는 냉각된다. 파워전환 장치(200)는 방열 효율을 증진시키기 위하여 냉각 팬을 더 구비할 수 있다.
방열 베이스(210)의 케이스(214)의 물질은, 일반적으로 보다 높은 방열 효율을 갖는 금속이다. 그러므로, 케이스(214)는 파워전환 장치(200)의 접지부재로서도 사용될 수 있다.
도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같이, 절연 스트럿(100)의 제1 연결부(110)는 너트일 수 있으며 제2 연결부(120)는 스터드일 수 있다. 방열 베이스(210)의 케이스(214)는 다수의 위치결정 나사공(positioning threaded hole: 216)을 구비하며 인쇄회로기판(222)은 절연 스트럿(100)에 대응하는 다수의 관통공(223)을 갖추고 있다. 절연 스트럿(100)의 제2 연결부(120)는 플라스틱부(130)의 외부에 배치된 나사부분(124)을 구비한다. 나사 부분(124)은 절연 스트럿(100)을 고정시키기 위하여 위치 결정 나사공(216)에 고정된다.
파워전환 장치(200)는 다수의 나사(240)를 더 포함한다. 절연 스트럿(100)의 제1 연결부(110)는 플라스틱부(130)의 외부에 배치된 나사공(112)을 갖추고 있다. 인쇄회로기판(222)의 관통공(223)을 통과한 후 나사(240)들은 절연 스트럿(100)의 나사공(112)에 고정된다. 그러므로, 인쇄배선기판 조립체(220)는 방열 베이스(210)에 고정된다.
절연 스트럿(100)은 인쇄배선기판 조립체(220)와 방열 베이스(210)를 고정하고 인쇄회로기판(222)과 방열 베이스(210)사이의 절연을 유지하는데 사용된다. 절연 스트럿(100)에서 제1 연결부(110) 및 제2 연결부(120)는 서로 물리적으로 접촉되지 않으며 플라스틱부(130)에 의해 전기적으로 절연된다. 그러므로, 인쇄배선기판 조립체(220)의 전자 부품(224)이 제1 연결부(110)에 연결된 나사(240)에 전기적으로 접속될 때 조차도 전자 부품(224)은 접지부재로서의 방열 베이스(210)에 전기적으로 접속되지 않는다. 그 결과 합선이 방지된다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 파워전환 장치(200)의 분해도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 파워전환 장치(200)는 방열 베이스(210'), 인쇄배선기판 조립체(220)와, 방열 베이스(210'), 및 인쇄배선기판 조립체(220)를 고정하고 전기적으로 절연시키기 위한 절연 스트럿(100)을 포함한다. 이 구현예와 앞서 기술한 구현예와의 차이점은 이 구현예에서의 방열 베이스(210')가 공기-냉각된 방열 유닛이고, 외부 공기로 열을 방열하기 위해 케이스(214)에 배치된 핀 셋트(fin set: 218)와 위치결정 나사공(216)을 구비한 케이스(214)를 포함한다. 전자 부품(224)에 의해 발생된 열은 방열 베이스(210')로 이동된 후에 그 열은 핀 세트(218)에 의해 방열된다. 파워전환 장치(200)는 냉각 팬을 더 포함할 수 있다. 냉각 팬은 핀 세트(218)에서 열을 가져가도록 핀 세트(218)를 통과하는 기류를 발생한다.
도 1b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 절연 스트럿(100)의 제2 연결부(120)는 케이스(214)에서 위치결정 나사공(216)에 고정되고, 나사(240)는 인쇄회로기판(222)의 관통공(223)을 통과하여 제1 연결부(110)에 고정된다. 그러므로, 인쇄배선기판 조립체(220)는 방열 베이스(210')에 고정되고 방열 베이스(210')로부터 전기적으로 절연되며 두 개 사이의 간격은 유지된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 파워전환 장치(300)의 분해도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 파워전환 장치(300)에서 공간을 더 줄이기 위하여, 파워장치와 같은 인쇄배선기판 조립체(320)의 일부 전자 부품(324)들은 인쇄회로기판(322) 상에 수직으로 배치되며, 파워전환 장치(300)는 수직으로 전자부품(324)을 고정하도록 클램핑 부재 즉 죔고정 부재(champing member: 330)를 더 포함한다. 수직의 전자 부품(324)은 예컨대 파워장치일 수 있다.
파워전환 장치(300)는 방열 부재(350)를 더 포함한다. 방열 부재(350)는 인쇄회로기판(322)에 고정되고 방열베이스(310)와 접촉한다. 죔고정 부재(330)는 방열 부재(350)에 고정될 수 있으며, 죔고정 부재(330)도 방열 베이스(310)와 접촉한다. 전자 부품(324)은 방열 부재(350)와 죔고정 부재(330)사이에 죔고정되며 방열 부재(350) 및 죔고정 부재(330)를 열적으로 접촉한다. 그러므로, 전자 부품(324)에 의해 발생되는 열은 방열 부재(350)에 의해 방열 베이스(310), 그리고 전자 부품(324)에 의해 접촉된 죔고정 부재(330)로 방열될 수 있다. 죔고정 부재(330)와 방열 부재(350)의 재질은 금속 또는 고분자 화합물과 같은 높은 열전도성을 가진 재료일 수 있다. 방열 베이스(310)는 공기 냉각 또는 액체 냉각될 수 있다. 방열 부재(350)는 전도성일 수 있으며, 방열 부재(350)와 방열 베이스(310)가 같은 전위를 가지며, 모두가 접지 기능을 갖도록 방열 베이스(310)에 연결된다.
도 5는 도 4의 전자 부품(324)과 죔고정 부재(330)의 사시도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전자 부품(324)의 핀 피트(325)는 납땜과 같은 방식에 의해 인쇄회로기판(322)의 관통공(327)에 고정될 수 있다. 이 구현예에서 전자 부품은 캡(cap: 326) 내부에 배치된다. 캡(326)은 죔고정 부재(330)와 방열 부재(350)사이에 죕고정되며, 캡(326) 내부의 전자 부품들에 의해 발생된 열은 방열 부재(350)와 죔고정 부재(330)에 의해 방열 베이스(310)로 방열될 수 있다. 일 구현예에서 캡(326)은 절연 기능을 확보하기 위한 일종의 절연체(insulator)이며, 양호한 전도를 위한 일종의 열 전도성 계면 물질이다.
인쇄배선기판 조립체(320)는 절연 스트럿(100)에 의해 방열 부재(350) 및 방열 베이스(310)에 고정될 수 있다.
도 6은 도 5의 개략적 분해 횡단면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 방열 부재(350)는 고정부분(352)을 갖추고 있다. 제2 연결부(120)는 방열 부재(350)의 고정 부분(352)에 고정되어, 나사(340)는 절연 스트럿(100)의 제1 연결부(110)에 고정되도록 인쇄회로기판(322) 상의 관통공(323)을 통과한다. 절연 스트럿(100)은 인쇄회로기판(322)에 물리적으로 연결되며, 절연 스트럿(100)의 플라스틱부(130)는 인쇄회로기판(322)과 접지 부재로서 방열 부재(350)를 전기적으로 절연시킨다.
상기 구현예의 절연 스트럿(100)에서 제1 연결부(110)가 너트이고 제2 연결부(120)가 스터드일지라도, 당업계의 통상의 기술을 가진 자(당업자)는 그들의 실제 적용에 따라 제1 연결부(110) 및 제2 연결부(120)에 대해 적당한 변형을 가할 수 있다. 예컨대, 제1 연결부(110)는 스터드일 수 있고, 제2 연결부(120)는 너트일 수 있다. 또는 대안적으로, 제1 연결부(110) 및 제2 연결 부(120)는 모두 스터드 또는 너트 일 수 있다. 제1 연결부(110)와 제2 연결부(120)가 인서트 성형(insert molding)에 의해 플라스틱부(130)와 일체적으로 형성될 수 있다. 플라스틱부(130)의 재료는 사출 성형에 사용된 모든 절연성 고분자 화합물일 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 파워전환 장치의 인쇄배선기판 조립체(400)의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 파워전환 장치의 인쇄배선기판 조립체(400)의 분해도이다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 인쇄배선기판 조립체(400)는 도 2에 도시된 액체-냉각된 방열 베이스(210) 또는 도 3에 도시된 공기-냉각된 방열 베이스(210')와 조립될 수 있다. 도 7 및 도 8의 인쇄배선기판 조립체(400)의 사시도는 도 2 및 도 3의 것과 다르다.
인쇄배선기판 조립체(400)는 인쇄회로기판(410), 다수의 제1 전자 부품(420) 및 제한 부재(440)를 포함한다. 제1 전자 부품(420)은 인쇄회로기판(410) 상에 배치된다. 제한 부재(440)는 제1 전자 부품(420)을 고정한다. 인쇄배선기판 조립체(400)가 차량의 파워전환 장치에 적용되기 때문에, 인쇄배선기판 조립체(400)는 종종 큰 충격이나 진동을 받는다. 그 결과, 제1 전자 부품(420)의 핀 피트는 외부 힘에 의해 쉽게 파열된다. 그러므로, 제한 부재(440)는 인쇄회로기판(410)과 제1 전자 부품(420)사이의 연결을 강화하도록 요구된다.
예를 들면, 제1 전자 부품(420)은 커패시터(capacitor)일 수 있으며, 4개 한 그룹의 제1 전자 부품(420)은 제한 부재(440)에 고정된다. 제한 부재(440)는 본체(442)와 본체(442)에 배치된 개구(444)를 갖는다. 개구(444)의 형상은, 4개 한 그룹의 제1 전자 부품(420)에 대응하는 꽃잎 형상과 같이 고정된 제1 전자 부품(420)에 대응한다. 제1 전자 부품(420)은 개구(444)에 배치되며 제1 전자 부품(420)은 본체(442)와 접촉을 유지할 수 있다.
제한 부재(440)는 다수의 배플(baffle: 446)을 더 포함한다. 배플(446)은 본체(442)와 개구(444)의 외부 단부에 수직으로 배치된다. 배플(446)은 본체(442)와 일체적으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제한 부재(440)의 재질은 금속일 수 있으며 개구(444)와 배플(446)을 구비한 제한 부재(440)는 금속 시이트(metal sheet)를 스탬핑(stamping)함으로써 형성될 수 있다. 또는 대안적으로 제한 부재(440)의 재질은 플라스틱일 수 있으며, 개구(440) 및 배플(446)과 함께 제한 부재(440)는 인서트 성형에 의해 얻어질 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 배플(446)중 각각의 두 개는 서로 마주하여 개구(444)의 단부 상에 배치되고 쌍으로 된 배플(446)사이에 형성된 각도는 180도일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 제1 전자 부품(420)은 한 쌍의 배플(446) 사이에 고정될 수 있다. 한 쌍의 배플(446) 사이에 형성된 각도가 180도이므로 한 쌍의 배플(446)에 대응하는 커패시터는 균일한 힘을 받는다. 그러므로, 커패시터(제1 전자 부품: 420)는 함께 압착되지 않고 커패시터의 핀 피트는 손상되지 않는다. 또한, 본체(442)로부터 거리를 둔 배플(446)의 선단들은 개구(444)의 중심을 향하여 기울어져서 보다 큰 개구 선단이 배플(446)의 하부에 형성되며, 보다 작은 개구 선단이 배플(446)의 상부에 형성된다. 제1 전자 부품(420)이 조립될 때, 제1 전자 부품(420)은 인쇄회로기판(410)에 먼저 용접되고, 그 다음 제한 부재(440)의 개구(444)가 제1 전자 부품(420)의 상부로부터 배치된다. 그러므로, 제1 전자 부품(420)은 보다 큰 개구 측으로부터 보다 작은 개구 측으로 진입하며, 배플(446)은 제1 전자 부품(420)에 의해 변형되며 제1 전자 부품(420)을 죔고정하기 위해 탄성력을 제공한다. 배플(420)의 수 및 배치 구조는 상기한 설명에 한정되지 않는다. 본 기술분야에 숙지된 당업자의 경우 그들의 실제 적용에 따라 적절하게 변형을 가할 수 있다.
제한 부재(440)는, 제 1 전자 부품(420)이 보호되도록 제1 전자 부품(420) 상에 직접 가해지는 외력을 방지하고, 외부의 힘을 분산시키기 위하여 그룹으로 제1 전자 부품(420)을 고정할 수 있다. 또한, 제한 부재(420)는 배플(446)을 구비하고 있으며, 배플(446)은 제1 전자 부품(420)을 고정할 수 있고, 제1 전자 부품(420)이 외력을 받을 때 더 확고한 지지를 제공하므로 제1 전자 부품(420)의 굴곡단면탄성계수(bending section modulus)를 강화하게 된다. 그러므로, 여기서는 제1 전자 부품(420)의 핀 피트에서 파괴는 일어나지 않는다.
인쇄배선기판 조립체(400)는 다수의 제2 전자 부품(430), 방열 부재(480) 및 제2 전자 부품(430)을 고정하는 죔고정 부재(450)를 더 포함한다. 방열 부재(480)의 재질은 금속이고 방열 부재(480)는, 접지 부재로서 방열 베이스와 접촉할 수 있다. 방열 부재(480)도 또한 접지 부재가 된다. 죔고정 부재(450)는 잔물결모양의 탄성편(elastic piece)이며 죔고정 부재(450)는 나사(464)에 의해 방열 부재(480)에 고정될 수 있다. 제2 전자 부품(430)은 죔고정 부재(450)와 방열 부재(480) 사이에 죔고정된다.
제1 전자 부품(420)과 방열 부재(480)가 확실히 서로 전기적으로 절연되도록 하기 위하여 제한 부재(440) 및 방열 부재(480)는, 특히 제한 부재(440)의 재질이 금속일 경우에 서로로부터 전기적으로 절연될 수 있다.
이 구현예에서, 제한 부재(440)는 절연 스트럿(470)에 의해 방열 부재(480)에 고정된다. 절연 스트럿(470)은 제1 연결부(472), 제2 연결부(474), 제1 연결부(472) 및 제2 연결부(474)를 부분적으로 덮는 플라스틱부(476)를 포함한다. 절연 스트럿(470)은 제한 부재(440)와 방열 부재(480)를 물리적으로 연결하며 서로로부터 이들 부재들을 전기적으로 절연시킨다.
제1 연결부(472)는 너트일 수 있으며 제2 연결부(474)는 스터드일 수 있다. 절연 스트럿(470)의 제2 연결부(474)는 방열 부재(480)의 고정 부분(482)에 고정된다. 이어서 나사(462)가 제한 부재(440)를 통과하고 절연 스트럿(470)에 고정되어서 제한 부재(440)를 절연 스트럿(470)에 고정하게 된다. 구현예에서 절연 스트럿(470)이 제한 부재(440)와 방열 부재(480)를 연결하고 전기적으로 절연시킬지라도, 제한 부재(440)와 방열 부재(480)는 플라스틱 나사 또는 발포 접착제에 의한 고정과 같은 다른 방법에 의해 고정될 수 있고 서로로부터 전기적으로 절연될 수 있다.
방열 부재(480)는 또한 절연 스트럿(490)에 의해 인쇄회로기판(410)에 고정될 수 있다. 절연 스트럿(490)의 제2 연결부(492)는 방열 부재(480)의 고정 부분에 고정되고(도 5 참조), 그 다음 나사(496)는 인쇄회로기판(410)의 관통공(412)을 통과하고 절연 스트럿(490)의 제1 연결부(494)에 고정된다. 따라서, 방열 부재(480)는 인쇄회로기판(410)에 고정된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 파워전환 장치의 인쇄배선기판 조립체(500)의 분해도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 인쇄배선기판 조립체(500)는 인쇄회로기판(510), 인쇄회로기판(510)에 배치된 제1 전자 부품(520), 제2 전자 부품(530), 제1 전자 부품(520)을 고정하는 제한 부재(540), 방열 부재(580) 및 죔고정 부재(550)를 포함한다.
제한 부재(540)는 본체(542), 본체(542)에 배치된 개구(544) 및 배플(546)을 포함한다. 죔고정 부재(550)는 나사(562)에 의해 방열 부재(580)에 고정될 수 있다. 절연 스트럿(590)의 제1 연결부(592)는 방열 부재(580)에 고정된다. 나사(596)는 인쇄회로기판(510) 상의 관통공(512)을 통과하고 절연 스트럿(590)의 제2 연결부(594)에 고정되어서 방열 부재(580)를 인쇄회로기판(510)에 고정하게 된다.
제한 부재(540)의 재질은 플라스틱일 수 있으며 제한 부재(540)는 어떠한 방법에 의해서든지 방열 부재(580)에 고정될 수 있다. 예컨대 제한 부재(540)는 본체(542) 상에 수직으로 배치된 다수의 결합부분(548)을 구비할 수 있으며, 방열 부재(580)는 결합부분(548)에 대응하는 다수의 결합공(582)를 구비할 수 있고 결합부분(548)은 결합공(582)에 연결되어 제한 부재(540)와 방열 부재(580)를 고정하게 된다.
요약하면, 방열 베이스 또는 방열 부재와 같은 접지 부재 및 인쇄배선기판 조립체를 고정시키기 위하여 절연 스트럿 또는 제한 부재를 사용함으로써, 인쇄배선기판 조립체 및 방열 베이스의 전자 절연은 절연 스트럿, 또는 제한 부재, 절연 스트럿(또는 결합 부분) 등의 협동에 의하여 달성된다. 제1 연결부 및 제2 연결부는 플라스틱부에 의하여 상호로부터 전기적으로 절연된다. 그러므로, 인쇄배선기판 조립체상의 전자 부품이 나사에 전기적으로 연결될 지라도, 전자 부품은 플라스틱부의 절연으로 인하여 접지 부재로서의 방열 베이스로부터 전기적으로 절연되며, 전자 부품은 합선으로 인하여 훼손되지 않을 수 있다. 그 결과, 소형화 접근이 달성될 수 있다. 또한 제한 부재의 보호 때문에 인쇄배선기판 조립체에 연결된 전자 부품의 핀 피트는 잘 보호된다. 따라서 파워전환 장치의 신뢰성이 향상된다.
명세서(수반하는 모든 특허 청구 범위, 초록 및 도면 포함)에 개시된 모든 특징들은 별도로 명시적으로 언급하지 않는 한, 동일 내지는 동등하거나, 또는 유사한 목적을 제공하는 다른 특징들로 대체될 수 있다. 따라서, 달리 명기되지 않는 한, 개시된 각 특징은 동일 또는 유사한 특징들의 일반적인 시리즈의 한 예일 뿐이다.
100, 470, 490, 590 : 절연 스트럿(insulating strut)
110, 472, 494, 592 : 제1 연결부
120, 474, 492, 594 : 제2 연결부
124 : 나사부
130, 476 : 플라스틱부
200, 300 : 파워전환 장치
210, 210', 310 : 방열 베이스(heat-dissipating base)
214 : 케이스
216 : 나사공
218, 325 : 핀 피트(fin feet)
220, 320, 400, 500 : 인쇄배선기판 조립체
222, 322, 410, 510 ; 인쇄회로기판
223, 323, 327, 412, 512 : 관통공(through hole)
224, 324 : 전자 부품
330, 450, 550 : 죔고정 부재
350, 480 , 580 : 방열 부재
420, 520 : 제1 전자 부품
430, 530 : 제2 전자 부품
440, 540 : 제한부재(restricting member)
442, 542 : 본체(body)
444, 544 : 개구(opening)
446, 546 : 배플(baffle)
548 : 결합부분(coupling portion)

Claims (10)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치된 다수의 제1 전자 부품;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치된 다수의 제2 전자 부품;
    방열 부재를 포함하는 접지 부재;
    상기 방열 부재에 고정된 죔고정 부재;
    다수의 절연 스트럿; 및
    본체와, 상기 본체에 배치된 개구 및 상기 개구의 단부 상에 배치되는 다수의 배플을 구비한 제한부재;를 포함하고,
    상기 제2 전자 부품은 상기 방열 부재와 상기 죔고정 부재 사이에 죔고정되며, 상기 인쇄회로기판 상에 수직으로 배치되고,
    상기 방열 부재는 다수의 고정 부분을 포함하며, 상기 절연 스트럿 중 일부가 상기 인쇄회로기판을 상기 고정부분에 고정하고,
    상기 제1 전자 부품은 상기 개구에 배치되고, 상기 배플 중의 각각의 두 개는 서로 마주하고, 상기 본체로부터 거리를 둔 상기 배플의 선단들은 상기 개구의 중심을 향하여 기울어지는 것인 인쇄배선기판 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자 부품이 커패시터인 것을 특징으로 하는 인쇄배선기판 조립체.
  3. 삭제
  4. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치된 다수의 제1 전자 부품;
    본체와, 상기 본체에 배치된 개구 및 상기 개구의 단부 상에 배치되는 다수의 배플을 구비한 제한 부재;
    상기 인쇄회로기판에 고정되며 상기 제한 부재로부터 전기적으로 절연된 방열 부재;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치된 다수의 제2 전자 부품;
    상기 방열 부재에 고정된 죔고정 부재; 및
    다수의 절연 스트럿;을 포함하고,
    상기 제1 전자 부품은 상기 개구에 배치되고, 상기 배플 중의 각각의 두 개는 서로 마주하고, 상기 본체로부터 거리를 둔 상기 배플의 선단들은 상기 개구의 중심을 향하여 기울어지고,
    상기 제2 전자 부품은 상기 방열 부재와 상기 죔고정 부재 사이에 죔고정되며, 상기 인쇄회로기판 상에 수직으로 배치되고,
    상기 방열 부재는 다수의 고정 부분을 포함하며, 상기 절연 스트럿 중 일부가 상기 인쇄회로기판을 상기 고정부분에 고정하는 것인 파워전환 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전자 부품이 커패시터이고, 상기 제2 전자 부품이 파워장치인 것을 특징으로 하는 파워전환 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 절연 스트럿 중 일부가 상기 제한 부재와 상기 방열 부재를 물리적으로 연결하고 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 파워전환 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    방열 베이스를 추가로 포함하며,
    상기 방열 부재가 상기 방열 베이스와 접촉하고,
    상기 절연 스트럿 중 일부가 상기 인쇄회로기판과 상기 방열 베이스를 물리적으로 연결하며 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 파워전환 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    각각의 상기 절연 스트럿은 제1 연결부, 제2 연결부, 및 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 부분적으로 덮는 플라스틱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워전환 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제한 부재가 상기 본체 상에 수직으로 배치된 다수의 결합부분을 추가로 포함하며, 상기 방열 부재가 상기 결합부분에 대응하는 다수의 결합공을 포함하고, 상기 결합부분이 상기 결합공에 결합되는 것을 특징으로 하는 파워전환 장치.
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