KR20020007258A - 정션박스 및 인쇄회로기판의 납땜방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차에 장착되는 정션박스에 관한 것으로서, 구조와 제조공정이 단순하면서도 전기적 접속이 확실하고 내구성이 뛰어난 단일 보드 타입의 정션박스를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 양상에 따른 단일 보드 타입의 정션박스는 탑 커버와 버텀 커버를 외부 케이스로 가지며, 인쇄회로기판의 양쪽 표면에 접속용 단자가 설치되는 단일 보드 타입의 정션박스에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 일측면이 수접속단자만으로 구성되고, 상기 인쇄회로기판의 패턴을 인쇄회로기판의 양면에 광폭으로 형성하고, 상기 패턴위에 대전류가 필요한 접속 라인에 보조 금속 패턴을 추가한 것을 특징으로 한다.

Description

정션박스 및 인쇄회로기판의 납땜방법{Junction box and method for soldering printed circuit board}

본 발명은 자동차의 전기회로에 관련되며, 좀더 상세하게는 자동차에 장착되는 정션박스에 관한 것이다.

자동차에는 대략 20∼30개의 휴즈와 10여개의 릴레이가 장착되어 있다. 이러한 휴즈 및 릴레이를 집적시켜 전원을 모드별로 분배하기 위하여 차 실내와 엔진룸에 각각 한개씩 장착되는 정션박스는 자동차의 배선을 보호하고 있다.

이러한 정션박스에 대하여 종래에는 복수의 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)을 상하로 평형하게 배치하고 상하 인쇄회로기판의 전기적 접속을 위하여 접속핀을 납땜공정이 가능한 인쇄회로기판의 가장자리에 삽입하여 상부 인쇄회로기판과 하부 인쇄회로기판을 모두 납땜하여 연결하였다.

그러나 이러한 종래의 정션박스는 복수의 인쇄회로기판을 사용하므로 정션박스의 부피가 커서 자동차에 장착하여 사용 시 공간의 제약을 받게되는 문제점이 있었다.

또한, 다수의 인쇄회로기판을 평행하게 적층한 제품의 경우 적층된 복수의 인쇄회로기판 간의 전기적 접속을 위해 적층된 인쇄회로기판 간의 접속핀을 삽입하여 연결하고 납땜으로 고정하므로 다수의 납땜공정으로 인해 생산시간 및 원가상승이 수반되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서 대한민국 등록실용신안공보 제 20-0211471 호의 "정션박스" 가 있다.

도 6은 상기 정션박의 분해도로서, 도시한 바와 같이 상기 단일 보드 타입의정션박스는 휴즈(111, 112)나 릴레이(113, 114) 등의 각종 디바이스들을 꽂을 수 있는 탑 커버(110)와 입출력 커넥터(121, 122)를 꽂을 수 있는 버텀커버(120)를 외부 케이스로 가지며 메탈버스 레이어(115)와 절연판(116)과 접속용 단자(117, 118)가 단일 인쇄회로기판(119)에 접속 가능하도록 하여 정션박스의 구조를 단순화하여 생산원가를 절감할 수 있도록 하였다.

또한, 상기 종래 단일 보드 타입의 정션박스는 상기 인쇄회로기판(119)의 양쪽 표면 중 일면에 수접속단자(118)를 납땜으로 설치하고, 타면에는 엠-에프 단자 (117)를 납땜이 아니라 기계적으로 삽입 설치하여 한번의 납땜만으로도 상기 인쇄회로기판(119)의 양쪽면에 접속용 단자가 설치 가능하도록 하였다.

그러나, 상기 단일 보드 타입의 정션박스는 메탈버스 레이어(115)와 상기 메탈버스 레이어(115)를 안착 고정하는 동시에 상기 메탈버스 레이어(115)의 하측에 적층될 인쇄회로기판(119)과의 전기적 격리를 위한 절연판(116)을 설치하므로 그 구조 및 조립공정이 복잡해지고 이로 인해 정션박스의 부피가 증가하고 절연한 및 메탈버스 레이어의 생산 및 조립을 위한 부가적인 비용이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 상기 단일 보드 타입의 정션박스는 상기 인쇄회로기판(19)의 양쪽 표면 중 일면에 엠- 에프 단자(117)를 기계적으로 삽입하여 설치하므로, 상기 암접속단자(117)에 릴레이(113, 114)나 휴즈(111,112) 등의 디바이스 등을 꽂거나 뽑을 때 또는 이 후에 자동차에 장착되어 사용되는 과정에서 외부의 충격이 가해질 때 고장이 일어나거나 전기적인 접속이 불안정해지는 문제점이 있다.

또한, 상기 단일 보드 타입의 정션박스는 한번의 납땜으로 상기 인쇄회로기판에 접속용 단자를 설치하기 위한 납땜과정에서 일반적인 납용액 용기의 솔더웨이브를 이용한 납땜공정을 사용할 수 없고, 보다 복잡한 납땜과정을 거쳐야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 메탈버스 레이어와 절연판이 필요없는 간단하고 컴팩트한 구조를 갖는 단일 보드 타입의 정션박스를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 한번의 납땜만으로 인쇄회로기판에 접속용 단자를 설치할 수 있는 단일 보드 타입의 정션박스를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 인쇄회로기판에 접속용 단자를 납땜 고정하는 공정이 단순하면서도 내구성과 내충격성이 강한 단일 보드 타입의 정션박스를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 인쇄회로기판의 양쪽면에 설치된 접속용 단자 간의 전기적 접속과 통전이 뛰어난 단일 보드 타입의 정션박스를 제공함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정션박스의 분해도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정션박스의 인쇄회로기판의 평면 사시도

도 3은 도 2에서 상기 인쇄회로기판에 접속되는 암접속단자의 확대도

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정션박스의 인쇄회로기판의 저면 사시도

도 5는 본 발명에 따른 정션박스의 인쇄회로기판의 납땜방법에 관한 흐름도

도 6은 종래 기술에 따른 정션박스 분해도

<도면부호의 간단한 설명>

20:인쇄회로기판 21:암접속단자 22, 23:수접속단자

24:패턴(동박판) 25:관통홀 26:보조관통홀

27:메탈버스 바 28:메탈 라인

상기 목적을 달성하기 위한 일 양상에 따른 정션박스는 탑 커버와 버텀 커버를 외부 케이스로 가지며 인쇄회로기판의 양쪽 표면에 접속용 단자가 설치되는 단일 보드 타입의 정션박스에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 일면이 수접속단자만으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 정션박스는 한번의 납땜만으로도 상기 인쇄회로기판의 양쪽 표면에 접속용 단자를 설치할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 양상에 따른 정션박스는 탑 커버와 버텀커버를 외부 케이스로 가지며, 인쇄회로기판의 양쪽 표면에 접속용 단자가 설치되는 단일 보드 타입의 정션박스에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 패턴을 인쇄회로기판의 양면에 광폭으로 형성하고, 대전류가 필요한 접속 라인에 보조 금속 패턴을 추가한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 정션박스는 상기 인쇄회로기판 표면에 설치된 접속단자 간에 흐르는 전류를 보강해 준다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 양상에 따른 정션박스의 인쇄회로기판의 납땜방법은 하나의 인쇄회로기판의 상, 하면에 접속 단자를 설치하는 제 1 단계와; 상기 인쇄회로기판의 일면을 납 용액 용기에 담구는 제 2 단계와; 상기 인쇄회로 기판을 히팅 룸(HEATING ROOM)에서 뒤집으면서 지연시키는 제 3 단계와; 상기 인쇄회로기판을 냉각시키는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 전술한 그리고 추가적인 제 양상을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정션박스의 분해도이다. 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 정션박스는 휴즈(11, 12)나 릴레이(13, 14) 등의 디바이스들을 장착 할 수 있는 장착공이 형성된 탑 커버(10)와 다수의 접속단자(21, 22, 23)가 접속된 하나의 인쇄회로기판(20)과 상기 인쇄회로기판(20)을 지지하고 입출력 커넥터(31, 32)가 설치된 버텀 커버(30)를 구비하고 있다.

상기 탑 커버(10)와 버텀 커버(30)는 통상의 정션박스에 구비되는 것으로서상세한 설명은 생략한다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 정션박스는 메탈버스 레이어(115)와 절연판(116)이 필요없는 간단한 구조를 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 정션박스의 접속단자(21, 22, 23)와 상기 접속단자 (21, 22, 23)가 접속되는 인쇄회로기판(20)에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 평면 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 정션박스의 인쇄회로기판(20)은 표면에 패턴(24)과 암접속단자(21)와 수접속단자(22, 23)를 삽입하기 위한 관통홀(25)이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 정션박스는 상기 인쇄회로기판에 피막되는 패턴(24)을 광폭으로, 다시 말해서 인쇄회로기판에서 절연과 기계적인 고정을 위한 최소한의 갭을 제외한 전체 면에 걸쳐 형성하므로써 상기 인쇄회기판에 접속되는 접속단자와의 전류흐름을 원활히 해 준다.

상기 관통홀(25)은 상기 인쇄회로기판에 기계적으로 삽입되는 접속단자 (21,22,23)가 상기 관통홀(25)을 관통하여 인쇄회로기판(20) 표면으로 약간 돌출하도록 형성되어 있다. 또한, 상기 관통홀(25)은 상기 접속단자들을 납땜처리할 때 용융된 납용액이 관통홀(25)을 통해 흘러 접속단자의 돌출부까지 납땜할수 있도록 형성되어 있다.

한편, 도시한 바와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판은 접속단자가 삽입되는 관통홀의 근접위치에 보조 관통홀(26, 26´)을 형성할 수 있다.

상기 보조관통홀(26, 26´)은 상기 암접속단자(21)와 수접속단자(22)가 상기 인쇄회로기판(20)에 고정, 납땜되는 과정에서의 접지불량으로 인한 통전에러를 줄일 수 있도록 하였다.

또한, 상기 보조관통홀(26, 26´)은 상기 정션박스가 자동차에 장착되어 사용되는 과정에서 외부의 충격으로 발생할 수 있는 접속단자(21, 22)의 접지불량 등의 통전에러를 줄일 수 있도록 하였다.

또한, 상기 보조 관통홀(26, 26´)은 상기 암접속단자(21)에 휴즈나 릴레이 등의 각종 디바이스들을 착탈할 때, 암접속단자(21)와 인쇄회로기판(20)과의 기계적 접속이 불안전해지더라도 확실한 전기적 접속을 유지할 수 있도록 해준다.

도 2와 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암접속단자(21)와 수접속단자(22)는 보조단자(21´, 22´)를 형성한다.

상기 보조단자(21´, 22´)는 보조 관통홀(26, 26´)에 삽입되어 상기 암접속단자(21)와 수접속단자(22)가 상기 인쇄회로기판(20)에 기계적으로 지지되는 강도를 높여줄 뿐만 아니라 상기 인쇄회로기판(20)상에 접점을 증가시켜 통전을 원활히 해준다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판의 저면 사시도이다.

도시한 바와 같이, 수접속단자(22, 23)만 접속된 인쇄회로기판(20) 하면에는 광폭의 패턴(24)이외에도 상기 인쇄회로기판의 일측 끝단에 메탈버스 바(27)와 일부 접점간에 메탈 라인(28)과 같은 보조 금속 패턴이 납땜으로 처리되어 있다.

상기 메탈버스 바(27)와 메탈 라인(28)은 상기 인쇄회로기판(20)상에 광폭으로 피막된 패턴(24)위에 설치된 보조 금속 패턴으로서 대전류가 필요한 접속단자에 전류가 원활히 흐르도록 해 준다. 따라서 본 발명에 따른 정션박스는 종래 정션박스에 설치되었던 메탈버스 레이어가 없이도 회로를 구성할 수 있는 간단한 구조를 가지게 되는 것이다.

도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 메탈버스 바(27)는 세로로 세워 납땜 고정하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 메탈버스 바(27)를 세로로 세워서 납땜함으로써, 상기 인쇄회로기판(20)에 더 많은 접속단자를 설치할 수 있다.

도 4에서 상기 메탈 라인(28)은 상기 인쇄회로기판(20)의 패턴의 일부분을 따라 부가된 패턴에 납땜처리를 한 것이다.

한편, 본 발명에 따른 정션박스는 상기 인쇄회로기판(20)의 하면에 수접속단자(22,23)만을 설치하므로서, 납땜 시 용융된 납용액이 수접속단자를 따라 흘러서 관통홀에 스며들어 한번의 납땜처리로 상기 인쇄회로기판의 양쪽 면에 접속단자를 설치할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 정션박스의 인쇄회로기판의 납땜방법을 자세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 정션박스의 인쇄회로기판의 납땜방법에 관한 흐름도이다.

먼저 준비된 하나의 인쇄회로기판의 양쪽 표면에 접속단자를 설치한다(s1). 이 때, 상기 접속단자는 인쇄회로기판 상의 관통홀에 기계적으로 삽입되어 설치된다.

그 후 상기 인쇄회로기판를 납땜 처리시 인쇄회로기판을 보호하고 원활한 납땜를 위해 상기 인쇄회로기판를 가열하여 예열시킨다(s2).

그 후 예열된 상기 인쇄회로기판의 양쪽면 중 수접속단자만 접속된 인쇄회로기판의 하면을 납용액 용기에 담그는 과정을 수행한다(s3). 이 과정을 통해 관통홀을 통해 인쇄회로기판의 하면으로 관통되어 돌출된 암접속단자의 돌출부와 수접속단자에 용융된 납용액이 묻는다. 이 때, 종래에는 인쇄회로기판이 납용액 용기로 하강하였으나, 본 발명에서는 납용액 용기가 상승하여 상기 인쇄회로기판의 하면에 납땜처리를 한 후 다시 하강하는 방식으로 이루어진다. 상기와 같은 과정을 통해 본 발명에서는 납땜처리 이후 수행되는 인쇄회로기판을 뒤집는 과정을 원활히 수행할 수 있다.

이 후에 상기 납땜 처리된 인쇄회로기판을 히팅 룸에서 뒤집는 과정을 수행한다(s4). 이 과정을 통해 수접속단자들에 묻은 용융된 납용액이 상기 수접속단자를 따라 흘러 관통홀을 관통하여 상기 인쇄회로기판의 상면에 돌출된 부분까지 납땜이 되게 된다. 또한, 상기 인쇄회로기판의 온도가 급격히 하강하는 것을 방지하여 상기 인쇄회로기판에 묻은 납용액이 수접속단자에 뭉치는 것을 막을 수 있다. 또한, 상기와 같은 처리를 통해 본 발명에 따른 정션박스는 한번의 납땜만으로도 상기 인쇄회로기판에 기계적으로 설치된 접속단자를 더 확실하게 고정시킬 수 있다. 이후에 상기 가열된 인쇄회로기판을 냉각시킨 후 검사를 거쳐 제조과정을 종료한다(s5).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 정션박스는 메탈버스 레이어와 절연판 대신에 인쇄회로기판 상에 메탈버스 바와 메탈라인을 설치하므로써, 정션박스 구조를 단순화할 수 있고, 구성 부품수를 줄임으로써 생산원가를 절감할 수 있는 유용한 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 정션박스는 상기 인쇄회로기판의 일면에 수접속단자만을 설치하여 한번의 납땜으로 상기 인쇄회로기판의 양쪽면에 접속단자를 설치함으로써, 제조원가 및 생산시간을 절감할 수 있는 유용한 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 정션박스는 상기 인쇄회로기판이 관통홀 근접 위치에 보조 관통홀을 형성하므로써, 전류의 용이한 통전을 확보할 수 있는 유용한 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (18)

1. 탑 커버와 버텀 커버를 외부 케이스로 가지며, 인쇄회로기판의 양쪽 표면에 접속용 단자가 설치되는 단일 보드 타입의 정션박스에 있어서,

   상기 인쇄회로기판(20)의 일면이 수접속단자(22, 23)만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정션박스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인쇄회로기판의 적어도 일부분의 접속단자에 대해 접속단자가 삽입되는 관통홀 근접위치에 보조 관통홀을 형성한 것을 특징으로 하는 정션박스.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 인쇄회로기판의 적어도 일부분의 접속단자에 대해 접속단자 당 보조 관통홀을 포함하여 적어도 2 개의 관통홀이 할당되는 것을 특징으로 하는 정션박스.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   적어도 접속단자의 일부가 보조 관통홀에 삽입되는 보조단자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정션박스.
5. 탑 커버와 버텀 커버를 외부 케이스로 가지며, 인쇄회로기판의 양쪽 표면에접속용 단자가 설치되는 단일 보드 타입의 정션박스에 있어서,

   상기 인쇄회로기판의 패턴을 인쇄회로기판의 양면에 광폭으로 형성하고, 대전류가 필요한 접속 라인에 보조 금속 패턴을 추가한 것을 특징으로 하는 정션박스.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 보조 금속 패턴이 인쇄회로기판에 납땜으로 고정되는 메탈 버스 바인 것을 특징으로 하는 정션박스.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 보조 금속 패턴이 인쇄회로기판의 기존 패턴의 적어도 일부분을 따라 부가된 강화된 금속 패턴인 것을 특징으로 하는 정션박스.
8. 제 5, 6, 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴이 인쇄회로기판에서 절연과 기계적인 고정을 위한 최소한의 갭을 제외한 전체 면에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 정션박스.
9. 탑 커버와 버텀 커버를 외부 케이스로 가지며, 인쇄회로기판의 양쪽 표면에 접속용 단자가 설치되는 단일 보드 타입의 정션박스에 있어서,

   상기 인쇄회로기판의 일측면이 수접속단자만으로 구성되고,

   상기 인쇄회로기판의 인쇄 패턴을 인쇄회로기판의 양면에 광폭으로 형성하고, 대전류가 필요한 접속 라인에 보조 금속 패턴을 추가한 것을 특징으로 하는 정션박스.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 인쇄회로기판의 적어도 일부분의 접속단자에 대해 접속단자가 삽입되는 관통홀 근접위치에 보조 관통홀을 형성한 것을 특징으로 하는 정션박스.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 인쇄회로기판의 적어도 일부분의 접속단자에 대해 접속단자 당 보조 관통홀을 포함하여 적어도 2 개의 관통홀이 할당되는 것을 특징으로 하는 정션박스.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    적어도 접속단자의 일부가 보조 관통홀에 삽입되는 보조단자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정션박스.
13. 제 9, 10, 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 금속 패턴이 인쇄회로기판에 납땜으로 고정되는 메탈 버스 바인 것을 특징으로 하는 정션박스.
14. 제 9, 10, 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 금속 패턴이 인쇄회로기판의 기존 패턴의 적어도 일부분을 따라 부가된 강화된 금속 패턴인 것을 특징으로 하는 정션박스.
15. 제 9, 10, 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 인쇄 패턴이 인쇄회로 기판에서 절연과 기계적인 고정을 위한 최소한의 갭을 제외한 전체 면에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 정션박스.
16. 하나의 인쇄회로기판의 상, 하면에 접속 단자를 설치하는 제 1 단계와;

    상기 인쇄회로기판의 일면을 납 용액 용기에 담구는 제 2 단계와;

    상기 인쇄회로 기판을 히팅 룸(HEATING ROOM)에서 뒤집으면서 지연시키는 제 3 단계와;

    상기 인쇄회로기판을 냉각시키는 제 4 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정션박스의 인쇄회로기판의 납땜 방법.
17. 제 16항에 있어서, 상기 제 2 단계는 납용액 용기가 상승하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정션 박스의 인쇄회로기판의 납땜 방법.
18. 제 16, 17항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 단계 이전에 인쇄회로기판을 예열하는 단계를 더 포함하는 특징으로 하는 정션 박스의 인쇄회로기판의 납땜 방법.