KR0183385B1 - 일체형 스프링 콘택트 비임을 가지는 주조형 전기 코넥터 - Google Patents

일체형 스프링 콘택트 비임을 가지는 주조형 전기 코넥터 Download PDF

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제이 엘. 사이칙
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Abstract

본 주조형 코넥터(10)는 절연하우징(12)과 제1 및 제2주조부(24,32)를 포함하는 것으로, 절연하우징(10)은 다수의 관통구멍(20)를 갖춘 횡벽(14)을 포함하며, 제1 및 제2주조부(24,32)는 각 구멍(20)의 양단부 주변으로부터 외방으로 연장되며, 서로 대응하는 제1 및 제2주조부(24,32)는 상호 결합된 상태로서 각 구멍(20)의 공동측벽(22)으로부터 연속적으로 뻗는 제1표면부(26,34)를 포함한다. 제1 및 제2주조부(24,32)는 하우징벽(14)과 일체적으로 성형된 내부 절연코어 및 제1표면부(26,34)상에 그리고 각 공동구멍 측벽을 따라 배치되어서 양사이에 연장되어 있는 연속적인 도전성표면(44)에 의해 접속된 제1 및 제2접촉부를 한정하는 한층 이상의 도금층(40)을 포함한다. 이 제1 및 제2주조부(24,32)는 각기 제1 및 제2접촉부(42,46)와 상호 접속하도록 되어 있다. 바람직한 구현예에 있어, 적어도 하나의 접촉부는 컴플라이언트 비임이고 그 표면상의 도금층은 비임에 대해 충분한 압축력을 부여하여 탄성중합체 지지물을 필요로 하지 않고 취합제품과 전기적인 접촉을 유지하도록 비임을 강화시킨다.

Description

일체형 스프링 콘텍트 비임을 가지는 주조형 전기코넥터
제5도는 도금의 추가적인 층을 보여주는, 제3도와 유사한 도면.
제6도는 본 발명에 따라 제작되어서 도금형 플라스틱비임의 하중특성을 결정하는데 사용된 샘플비임의 평면도.
제7도는 하중을 받고 있는 도금형 샘플비임의 횡단면도.
제8도는 하중 증가에 따른 제7도의 샘플비임의 변위 및 비임의 도금 여부에 따른 곡선비교를 보여주는 그래프.
제9도는 제7도의 비임의 스프링률에 대한 니켈-철 도금의 기계적층의 두께증가의 영향을 보여주는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전기 코넥터 12 : 절연 하우징
14 : 횡벽 16, 18 : 측부
20 : 구멍 22 : 측벽
24, 32 : 주조부 26, 34 : 표면부
4 : 도금층 42, 46 : 접촉부
44 : 도전성 표면
본 발명은 전기 코넥터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판의 표면상에 도선들을 상호접속시키기 위한 비임부재들을 가지는 주조형 코넥터에 관한 것이다.
전자장치의 복합성 및 소형화의 추세에 따라, 조밀한 영역에서 서로 근접이격되어 있는 중앙선에 다수의 전기 도전성 트레이스를 확실하게 접속시키는 능력을 갖춘 코넥터도 보다 소형의 치수, 보다 경량의 패키지 및 신뢰성이 요구되었다. 아울러, 이러한 것들로서는 액정 디스플레이 유닛을 이용하는 다수의 전자장치 및 개별적인 납땜접속부들에 의해 전기적으로 접속될 수 없는 유리패털등의 회로소자들이 있다.
산업적인 요구에 따라 탄성중합체 코넥터로 잘 알려진 코넥터류도 개발되었는 바, 이것은 예컨대 인쇄회로기판상의 회로소자와 유리 패널상의 회로소자사이에 배치되어 땜납의 사용없이 대응회로들을 상호접속시킨다. 탄성중합체부재는 회로들의 상호접속을 유지시키는 충분한 수직력을 제공함과 아울러 유리제 또는 기타의 패널을 손상시키지 않는 충분한 순응성을 갖는다.
미국특허 제4,820,170호는 절연재료와 도전성 재료로 된 연속층이 서로 교대로 근접이격되어 있으면서 전기적으로 절연된 다수의 도전성 영역을 제공하도록 한 탄성중합체 코넥터를 시사하고 있다. 전형적으로, 이러한 탄성중합체 코넥터는 각층이 블록형의 모든 4측면상에 노출되어 있고, 이에 따라서 평행한 평면상에 있는 회로들간에 또는 직각으로 만나는 평면들상의 회로들간에 상호접속을 실행시키는 장방형 블록이다. 탄성중합체 코넥터가 압축성이면서도 압력을 받을때 외방으로 팽창되기 때문에, 팽창의 방향을 조절하면서 적절한 정렬상태로 블록을 유지시키기 위해 그리고 블록의 치수 안정성을 부여하기 위해서는 탄성중합체 블록을 지지하는 수단이 마련되어야만 한다. 따라서, 그와같은 탄성중합체 코넥터를 사용하는데 있어, 코넥터 하우징안에는 별개의 지지하우징이나 특별한 공동(空洞)이 요구된다. 상호접속을 제공하기 위한 이러한 부가적인 부품들은 주조 또는 그외의 방법으로 성형되는 일정수량의 단편(piece)들에 부가되어서 소정의 상호접속을 실행·유지시킨다.
회로기판과 같은 표면에 이러한 부품들을 장착시키기 위한 표면을 제공하기 위해 컴플라이언트 스프링 아암 접촉 부재들이 사용된다는 것은 잘 알려진 사실이다. 전형적으로, 이러한 컴플라이언트 스프링 아암 부재들은 소정의 형상으로 각인(刻印)·성형된 금속재로 만들어진다.
이러한 금속부재들은 코넥터의 응력이완을 최소로 하기 위해 코넥터의 제작 및 조립단계수를 선택할 수도 있으나 이 금속부재들은 앞서 설명한 주조형 조립체와 결합한 것들보다 크다.
적절한 스프링 및 기타 기계적인 특성을 얻기 위해, 금속부재들은 통상적으로 비교적 경질재료인 구리합금으로부터 각인된다. 이들 재료는 각인 공구들을 마모시키기 때문에 성형화의 어려움은 물론 각인과정 중 문제점을 야기시키기 때문에, 이러한 가공을 유지하는데 비용이 상승한다. 반면에, 연질구리는 갓인, 성형 및 평판화시키는데 비교적 용이하나 소정의 기계적 및 스프링 특성을 얻기 어렵다. 따라서, 소정의 기계적 특성과 전기적 능력을 가지면서 가공 및 유지비를 낮출 수 있는 스프링 콘택트아암을 만드는 수단을 갖출 필요가 있다.
따라서, 최소 수량의 부품을 갖는 코넥터 조립체의 제작수단을 제공할 것이 요구된다.
또한 그와 같은 조립체의 제조단계를 최소화할 것이 요구된다.
아울러, 비교적 경량·소형이면서도 복합적인 종래 장치의 소정의 전자적인 능력을 유지시키는 조립체를 가질 것이 요구된다.
또한, 탄성중합체 지지물의 필요성없이 전기 콘택트와 취합물의 도선들을 유지시키는데 충분한 압축력을 제공하는, 절연재료로 성형된 컴플라이언트 스프링 아암부분을 가질 것이 요구된다.
아울러, 스프링 콘택트의 특징을 유지하면서 금속부재에 요구되는 각인 및 성형단계를 배제하여 제조상 비용이 적게 드는 방법을 제공하는 것이 요구된다.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 단점 및 문제점을 개선한 코넥터에 관한 것이므로, 이러한 코넥터는 일체적으로 성형된 다수의 컴플라이언트 스프링 핑거들을 가지는 주조형 절연본체를 포함하며, 이 스프링 핑거는 취합품과 전기 결합을 위해 상부에 적어도 1층의 도금층을 갖는 접촉수단을 포함한다. 바람직한 구현예에 있어, 이 도금층은 스프링 핑거의 호형 볼록부에 기계적인 강도를 제공하여 취합접촉면에 수직 접촉력을 유지시킨다. 본 발명은 대표적으로 카드 에지 코넥터(card edge connector)를 보여준다.
바람직한 구현예의 코넥터는 횡벽이 다수의 관통공을 가지는 절연하우징 및 횡벽의 제1 및 제2측부로부터 뻗고 그리고 각 구멍의 양단주변으로부터 뻗는 제1 및 제2주조부로 이루어지고, 대응하는 제1 및 제2주조부는 서로 결합되어 있고 아울러 각 구멍의 공동측벽으로부터 연속적으로 뻗어 있다. 제1 및제2주조부는 하우징벽과 함께 일체적으로 성형된 절연코어 및 자체의 제1표면부에서 각 공동구멍측벽을 따라 배치된 적어도 하나의 도금층을 포함하여서 이들 사이에 뻗는 연속적인 도전성 표면에 의해 제1 및 제2접촉부를 이루게 된다. 제1 및 제2주조부는 각기 제1 및 제2접촉부와 결합하여 제1 및 제2접촉수단을 상호 접속하도록 되어 있다.
각각의 주조부는 일차적으로 무전해 구리로 된 박층, 그다음 소정의 금속으로 된 보다 얇은 층으로 감싸지고 최종적으로 이들 주조부는 금이나 철로 도금되기도 한다. 본 발명에 따라서, 주조부재를 위한 주도금층은 대략 0.01 내지 0.10mm의 두께, 바람직하게는 0.02 내지 0.05mm의 두께를 갖는 니켈-철 합금이다. 이 주도금층은 주조부에 기계적 강도를 제공한다. 이러한 적용의 취지를 위해, 주도금층을 용어 기계적 도금층으로 칭할 것이다. 이 합금위에 니켈박층이 도금되어 합금중 철의 산화를 최소화하도록 한다.
도시한 구현예에 있어, 제1접촉부는 컴플라이언트 비임이고 제2접촉부는 땜납포스트이다. 이 기계적 도금층은 컴플라이언트 비임에 충분한 강도를 제공하여 부가적인 탄성중합체부재를 필요로 하지 않고 수직접촉력을 유지시킨다. 제2접촉부가 납땜되어 있기 때문에, 주석층이 니켈층위에 도금되는 것이 바람직하다. 필요하다면, 제1접촉부의 접촉부위에 금이 선택적으로 도금될 수도 있다.
본 발명의 목적은 전형적으로 유사한 금속에 관련된 양호한 탄성성질, 고 스프링률 및 저 응력완화와 같은 특성의 컴플라이언트 비임을 가지는 주조형 코넥터를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 공구유지비를 감소시키는 컴플라이언트 비임 부분을 갖춘 코넥터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 최소량의 부품을 갖는 전기 코넥터와 조립체를 만들기 위한 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 그와 같은 코넥터와 조립체를 제조하는데 비용이 저렴한 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상승된 온도에서 전기적인 상호접속을 유지하는 주조형 코넥터 부재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 LCD등과 같은 것에 있는 회로소자에 전기 결합시키기 위한 일체형 컴플라이언트 부분을 가지는 코넥터를 제공하는데 있다.
본 발명자체, 본 발명의 그외의 목적 및 잇점은 첨부도면에 의한 다음의 상세한 설명으로부터 명료하게 이해될 것이다.
제1도 및 2도는 본 발명에 따라 제작된 대표적인 주조형 코넥터(10)를 예시한다. 이 주조형 코넥터(10)는 다수의 관통공(20)이 뻗어있는 횡벽(14)을 포함하는 절연하우징(12), 그리고 각 구멍(20)의 양 주변단부로부터 외방으로 뻗는 제1 및 제2접촉부(46,42)의 다수 결합군으로 이루어지며, 제1 및 제2접촉부는 제1 및 제2전기제품의 대응접촉수단과 전기적으로 결합되게끔 되어 있다. 예시목적상, 접촉부(46,42)는 각기 컴플라이언트 비임 접촉부와 핀 접촉부로 도시하였다. 제2접촉부(46)와 전기결합을 위해 상부에 도선(62)들을 가지는 단 하나의 전기제품인 회로기판(60)이 제1도 및 제2도에 도시되었다.
이들 도면에 도시한 바와같이, 횡벽(14)을 통해 구멍(20)들이 제1측부(16)로부터 제2측부(18)에 까지 뻗어 있다. 다수의 양 제1 및 제2주조부(32,24)는 상기 횡벽(14)의 양쪽 제1 및 제2측부(18,16)로부터 뻗는다. 다수의 제2주조부(24)는 벽(14)의 제2측부(16)로부터 외방으로 뻗는데, 이들 각 주조부(24)는 각각의 구멍(20)의 주변으로부터 뻗는다. 제2주조부(24)는 각기 제1 및 제2표면부(26,28)를 포함한다. 다수의 제1주조부(32)는 벽(14)의 제1측부(18)로부터 외방으로 뻗는데, 각각의 제1주조부(32)는 각각의 구멍(20)의 주변으로부터 뻗는다. 이들 제1주조부(32)는 각기 제1 및 제2표면부(34,36)를 포함하고, 또한 제1주조부재(32)의 제1표면부(34)를 따라 제1측방향으로 볼록한 호형 자유단을 포함한다. 서로 대응하는 제1 및 제2주조부(32,34)는 서로 결합되어 있으며 또한 그들 각각의 제1표면부(34,26)는 각 구멍(20)의 공동측벽(22)으로부터 연속하여 뻗는다. 바람직한 구현예에 있어, 제1 및 제2주조부(32,24)는 코넥터 하우징(12)의 벽(14)과 일체적으로 성형되어 후술하는 바와 같이 각각의 제1 및 제2접촉부(46,42)의 절연코어를 형성한다.
제2도에서 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 제1 및 제2주조부(32,24)는 그의 제1표면부(34,26)상부 및 각 구멍(20)의 공등측벽(22)을 따라 배치된 적어도 한층의 도금층을 포함하고, 제1 및 제2접촉부(46,42)는 그의 양 접촉부사이에 뻗어 있는 연속적인 도전성표면(44)에 의해 접속되어 이루어진다. 상기 연속적인 도전성 표면은 제2주조부(32)의 호형자유단의 볼록면을 포함한다. 그에 의해 제1 및 제2주조부(32,24)는 각기 상기 제1 및 제2접촉부(46,42)와 결합상태로 제1 및 제2접촉수단에 상호 접속되도록 한다. 바람직한 구현예에 있어, 외방으로 뻗어 있는 제1 및 제2주조부(32,24)의 모든 표면들은 도금재료로 피복된다.
예시를 위해, 제2도는 연속적인 단일 도금층을 보여준다. 이러한 구현예에 있어서의 후속적인 도금층의 상세한 사항은 제3도 내지 제5도에 예시되어 있다. 도금실시를 위한 공지의 도금절차에 따라서, 도금층은 적어도 2층, 즉, 후속도금층의 접착을 촉진시키기 위해 소정표면상에 배치된 대략 1㎛ 두께의 무전해구리로 된 1차 박층(38) 및 이 구리층(38)상에 적층되는 주요한 기계적 도금재료로 된 후층(40)을 갖는다. 이 후층은 플라스틱 부재에 대해 기계적 성질을 제공한다. 바람직한 구현예에 있어 후층(40)을 위한 도금재료는 니켈-철 합금으로서, 이 재료는 대략 0.01 내지 0.10mm, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.05mm의 두께를 가지는 층으로 침적된다. 철의 산화작용을 최소로 하기 위해, 대략 0.001 내지 0.002mm의 두께를 가지는 니켈박층(50)이 합금상부에 침적될 수도 있다. 적어도 제1 및 제2주조부(32,24)의 제1표면부(26,34)와 이 표면부사이에 뻗어 있는 구멍측벽(22)상부에는 3층(38,40 및 50)이 도금처리되는 것이 바람직하다. 또한 이 3층은 제1 및 제2주조부의 잔여표면을 따라 똑같이 배치되어 뻗는다.
이들 층에 더하여, 제1 및 제2접촉부(46,42)는 코넥터(10)의 설계 및 단부용도에 따라 또하나의 도금층이 처리될 수도 있다. 예컨대, 접촉부가 납땜되도록 되어 있다면, 통상적으로, 주석층 또는 주석-납층이 니켈에 도금되어 주석-납의 납땜을 위한 납땜면을 제공하도록 한다. 제2도에 도시한 구현예에 있어, 제1접촉부(46)는 자체의 자유단에 볼록 접촉역(48)을 가져서 회로기판(60)상의 도선(62)과 전기적으로 결합하도록 하는 컴플라이언트 비임이다. 바람직한 구현예에 있어, 제1접촉부(46)의 접촉역(48)은 선택적으로 금으로 도금시켜, 제품의 전체수명에 걸쳐 안정된 접촉저항을 유지하도록 한다.
제1도에 도시한 코넥터의 형상구조는 단지 예시적인 것으로서 다양한 변형예가 본 발명의 기본정신을 벗어나지 않고서도 가능하리라는 것을 이해해야 한다.
바람직한 구현예에 있어, 하우징부재(12) 및 일체적으로 성형된 제1 및 제2주조부(32,24)는 예컨대 Borg-Warnet Chemicals, Inc.에서 상표명 CYCOLAC으로 판매되는 아크릴로니트릴-부타딘-스티렌 혼성중합체, Phillips 66 Company에서 상표명 RYTONR-4로서 판매되는 폴리페볼렌 황화물 또는 Celanese Specialty Resins, Inc.에서 상표명 VECTRAA130으로 판매되는 액정중합체와 같은 적당한 절연재료로서 만들어진다. 이러한 절연재료는 주로 도금층을 수취하기위한 소정의 형상 만드는 수단으로 사용되기 때문에, 적절한 주형재를 선택하는데 고려할 주요사항으로는 재료의 도금성 및 코넥터가 받는 작동온도를 포함한다. 또한 절연접촉비임의 형상 및 두께도 주조과정의 요구에 따라 영향받을 것이다. 본 발명에 따라 만들어진 접촉부의 기계적 특성은 주로 사용된 도금재료에 따라 좌우된다. 기계적 도금층을 위해 선택적 재료는 플라스틱재료에 대해 양호하게 부착되어야하며, 또한 고강도특성, 양호한 전기적성질 및 외력을 받는 상태에서 최소한 이완되는 성질을 가질 필요가 있다. 아울러, 이 재료는 제어가능한 도금과정중에 쉽게 도금되어져야만 한다. 본 발명에 따라서, 내부 절연코어의 두께는 약 0.65mm이고 그 상, 하로 0.05mm의 기계적 도금층이 결합되어 대략 0.75mm의 보강비임이 된다. 이 최종상태의 비임의 두께는 물론 코어 및 도금층의 두께를 조정함으로써 변경될수도 있다.
코넥터본체를 일체적인 접촉부와 성형한후에, 초기의 1㎛의 구리층이 전체의 코넥터 하우징(12)의 표면상에 무전해적으로 침적되는데, 그 이유는 전기도전성표면이 후속적인 전자도금단계를 위해 필요하기 때문이다. 혼동을 피하기 위해, 제3도 내지 제5도에서는 구리로 된 층(38)만이 도시되어 있으며 이 표면상에 추가적인 도금이 이루어진다. 구리층은 후속적인 도금층의 접착을 촉진시키는데 사용된다. 다수의 무전해 도금시스템이 상업적으로 이용가능하다. 그와 같은 시스템이 Enthone, Inc., Westsaven, CT사의 제품으로부터 이용가능하다. 그의 절차는 다음과 같이 요약할 수 있다. 우선적으로 도금된 제품의 처리면에 있는 어떠한 기름을 제거하기 위해 알칼리세척용액으로 세척시킨다. 적당한 세척용액으로는 ENPLATE Z-72이 있다. 코넥터는 흐르는 물로 씻고서 크롬-황산욕조에서 에칭시킨다. 다음 이를 20% 염산용액에 침적시켜 어떠한 잔여 에칭용액을 제거한다. 그다음 팔라듐 촉매용액에 침지시킨다. 사용된 용액은 주석 및 팔라듐화물을 포함하는 염산용액으로서 이것은 플라스틱상에 백금원소의 콜로이드질 석출을 허용하는 한편 제1주석이온으로부터 제2주석이온으로 주석을 변화시킨다. 제품은 포름산용액으로 세척처리되어서 전해질 구리용액의 분해를 야기시키는 팔라듐이온의 어떤 잔여 트레이스를 배제시키도록 한다. 다시 제품을 세척시킨 후에, 제품은 구리로된 대략 1㎛의 박층이 침적될때까지 무전해 구리용액에 넣어둔다. 전형적인 무전해 구리도금용액은 다음의 조성을 갖는다.
이 욕조에 대한 상세한 내용은 미국 특허 제3,475,186호에 기재되어 있다.
도금된 제품이 세척된 다음, 가급적이면 대략 1시간동안 110℃의 가마에서 건조시키고 그리고 다른 도금전에 약 24시간동안 실내온도에서 건조시킨다.
초기 도금이 완료된 다음, 더이상의 도금을 받아들이지 않는 코넥터 하우징의 구리피복면은 통상적인 방법에 의해 절연도료로 피복된다. 접촉부들은 형성하는 잔여 노출면과 이들사이의 조정구멍면은 상업적으로 이용가능한 도금화학제를 이용해서 기계적인 강도 및 소정의 마무리층을 제공하기 위해 소정의 금속으로 전해에 의하여 도금된다. 바람직한 구현예에 있어, 기계적 도금층은 니켈-철 합금이다. 절연도금은 솔벤트와 같은 것으로 제거되어서 비도금 구리층이 노출된다. 노출된 구리층은 공지의 기술인 에칭처리에 의해 코넥터의 표면으로부터 제거된다. 베이킹(baking) 또는 기타 포스트큐어링 복원절차 및 세척절차가 선택적으로 이용될 수도 있다. 성형하우징의 소정부위에 도전성재료를 침적시키기 위해 기타 공지의 방법도 역시 이용될 수 있다.
비임 부재에 소정의 기계적 성질을 부여하기 위해 제공된 각종 도금재료를 비교시험하기 위해 다음의 절차가 행해진다. 제6도에 도시한 형상을 갖는 테이퍼형 비임샘플(70)은 Borg-Warner사에서 상표명 CYCOLAC T4500으로 판매되는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지로 성형된 두께 1.59mm, 폭 12.7mm으로 만들어진다. 이 비임샘플(70)은 약 65mm의 길이로 절단되고 삼각형 형상이 표면에 표시된다. 제6도에서의 파선은 비임의 삼각형 형태를 보여주는 것으로 그의 정점은 72로 표기하였다. 비임을 형성화 하는데 있어, 정점(72)에서 하중(L)을 적용하는데 충분한 표면을 제공하기 위해 정점에서 연장부가 절단된다. 이 삼각형의 길이(B)는 대략 32mm이고 기초부의 폭(A)은 12.7mm이다.
이 테이퍼형 비임샘플은 모두 접착의 촉진을 위한 처리를 하고 아울러 공지의 도금기술에 따라서 무전해 구리로된 두께 1㎛의 층으로 도금된다. 이 비임샘플을 위해 이용한 도금시스템은 Enthon, Inc.으로부터 이용가능한 EMPLATE 시스템이다. ENPLATE는 Enthone Inc.의 등록상표이다. 무전해적으로 침적된 구리를 갖는 코넥터표면을 처리 도금하는데 다음의 단계로 행한다.
(a) 성형된 비임 샘플들을 65℃의 EMPLATE Z-72 알칼린 비누세척기에서 5분동안 세척하고 물로 씻어낸다.
(b) 비임 샘플들을 420g/ℓ의 크롬산, 20체적%의 황산 및 1체적%의 ENPLATE Q519을 가지는 수용액, 그리고 젖음을 촉진시키기 위한 첨가제로 구성된 크롬-황산욕조에서 65℃에서 8분동안 에칭한다.
(c) 에칭한 샘플들은 20%의 염산용액에서 1분동안 담근다.
(d) 비임샘플들을 ENPLATE 444의 1단계 팔라듐 촉매용액으로 실온에서 4분동안 촉매반응시키고 물로 씻어낸다.
(e) 비임샘플들을 포름산용액을 포함하는 ENPLATE 492의 가속장치에서 4분동안 침지시키고 물로 씻어낸다.
(f) 비임샘플을 Enthone사의 무전해 구리욕조 872를 이용하여 41~43℃에서 약 20분동안 침지시킨다. 이시간동안 대략 1㎛두께의 구리층이 표면상에 침적된다.
(g) 도금된 비임샘플들을 물로 씻어낸후 110℃의 가마에서 1시간동안 건조시킨다.
(h) 표준절차에 따라서, 도금된 비임샘플들을 후속도금을 행하기전에 최소한 24시간 레스트(rest)시킨다. 구리피복된 비임샘플들은 다음에 후술하는 바와 같은 후속도금처리가 행해진다.
본 발명은 다음의 실시예에 따라 상세하게 설명된다. 이들 실시예는 단지 예시적인 것으로서 본 발명은 제한하고자 하는 것이 아니다.
[실시예 1]
얼마의 비임샘플들을 Enthone, Inc.로부터 이용가능한 표준형구리도금욕조 ENPLATE HT를 이용하여 각종두께의 구리층으로서 전착시킨다. 샘플들을 12.18㎛의 침적을 위해 약 21분동안 24.87㎛의 침적을 위해 약 42분동안 그리고 31.98㎛의 침적을 위해 약 55분동안 21-27℃, 2.5A/dm2(ASD)에서 침지시킨다. 이들 샘플 각각의 하중/처짐 시험결과는 표1과 같다.
[실시예 2]
다른 비임샘플들을 Enthone Inc.로부터 이용가능한 표준형 무전해 니켈도금욕조 ENPLATE N1-433을 이용하여 각종 두께로 도금시킨다. 이 욕조에 침지시키기 앞서, 샘플들을 ENPLATE 440를 이용하여 실온에서 20초동안 예비처리하고 씻어낸다. 다음 샘플들을 79℃의 욕조에서 12.44㎛두께의 침적을 위해 약 60분동안 그리고 25.4㎛의 침적을 위해 120분동안 침지시킨다. 이들 샘플 각각의 하중/처짐 시험결과는 표1과 같다.
[실시예 3]
몇몇 비임샘플들을 총 84g/ℓ의 니켈을 가지는 표준형 황산니켈 도금욕조를 이용하여 각종 두께의 니켈로서 전착시킨다. 이 욕조는 450g/ℓ의 황산니켈, 및 37.5g/ℓ의 붕산으로 구성된다. 샘플들을 60℃의 욕조에서 3A/dm2로 약 20분동안 침지시켜 10.91㎛의 침적두께 및 약 40분동안 침지시켜 23.35㎛의 침적두께를 얻는다. 이들 샘플 각각의 하중/처짐 시험결과는 표1과 같다.
[실시예 4]
또 다른 비임샘플들을 MT Chemicals, Inc.로부터 이용가능한 표준형 니켈-철 도금욕조 MT Nickel-iron Ⅲ을 이용하여 각종 두께의 니켈-철 합금으로 전착시킨다. 샘플들을 54℃ 및 3A/dm2(ASD)로 가열한 욕조에 약 20분동안 침지시켜 11.93㎛두께의 침적을 얻고 또한 약 40분동안 침지시켜 21.32㎛두께의 침적을 얻는다. 이들 샘플 각각의 하중/처짐시험결과는 표1.과 같다. 이들 샘플각각의 부하/처짐 곡선은 제8도의 그래프로 나타난다. 제9도의 그래프는 니켈-철 비임샘플의 스프링률에 대한 도금두께를 나타낸다.
시험절차
각군의 샘플비임을 소정의 도금을 시킨후에, 비임을 Instron Testing Machine에서 테스트하여 상이한 도금 및 상이한 도금두께에 대한 스프링률을 비교한다. 사용된 방법은 ASTM Method D747-83, 캔틸레버형 비임수단에 의한 플라스틱의 강성에서의 방법과 유사한 것으로서, 증대된 하중을 자유단부근의 캔틸레버형비임에 놓이도록하고 그에 대한 처짐을 측정한다. 그러므로써 각종재료의 상대적인 강성을 비교할 수 있다.
이들 샘플을 시험하는데 있어, 비임의 광폭단을 바이스(74)에 삽입 고정시켜서, 제7도에 도시한 바와 같이, 테이퍼부분이 캔틸레버형비임이 되도록 한다. 상기한 샘플의 시험에 있어, 하중을 제6도에 도시한 삼각형의 정점(72)에 가한다. 하중은 비임이 6.09mm만큼 처질때까지 점차적으로 증가시켜서 그의 결과치를 Instron Series IX 데이타 취득시스템에 기록시킨다. 이러한 시험은 각 샘플마다 3회 반복시킨다. 이러한 시험의 일람적인 결과치를 하기 표1에 기재하였다. 스프링률은 하중/처짐 트레이스의 초기 직선부의 기울기이다. 이 비례한도는 처짐 트레이스가 직선상태를 그치는 점으로서 이곳이 비임의 최대하중점이다. 이 선분의 만곡은 도금층이 항복되기 시작하여 소성적으로 변형되는 것을 나타낸다. 시험중 비례한도를 지난 샘플들은 하중이 제거된후에도 자신의 최초 수평위치에 복귀되지 않고, 약간 구부러진 상태로 남게된다. 하중이 제거된후 샘플이 수평상태로 되돌아오고 하중/처짐 곡선이 직선상태로 남는다면 샘플은 탄성상태인 것으로 간주된다. 비도금형 비임샘플도 역시 도금된 비임샘플과 같은 방법으로 시험한다. 그 결과도 표1.에 포함되어 있다.
표시는 시험된 모든 샘플의 도금중에 균열이 나타난 것을 표시한 것이다.
제8도는 상기 샘플의 4샘플에 대한 초기하중의 하중/처짐곡선을 보여주는 그래프이다. 선(80)은 비도금형플라스틱 비임, 즉 샘플번호 1의 결과치를 나타내고, 선(82)은 구리도금형 비임, 즉 샘플번호.3의 곡선을 나타내고, 선(84,86)은 니켈-철 도금형 비임, 즉 샘플번호 9 및 10의 결과치를 나타낸 것이다. 선(80)은 직선으로서, 비도금형 플라스틱 샘플의 탄성을 나타낸다. 반면에, 선(82)는 단지 짧은 길이만 직선이고 점(83)에서 비례한도에 달하고 구리도금형 샘플이 영구변형되는 것을 나타내는 곡선으로 된다.
니켈-철의 선(84 및 86)도 역시 이들샘플의 탄성을 나타내는 직선이다. 직선의 예리한 분기점(85,87)은 하중이 증가함에 따라 압축면상의 도금의 뒤틀림을 나타낸다. 제9도의 그래프는 서로 상이한 도금두께층을 가지는 니켈-철 샘플의 스프링률을 비교한 것으로 도금두께층이 증가함에 따라 스프링률이 증가하는 것을 보여준다.
상기 표 및 제8도의 그래프로부터 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 자신의 표면상에 금속도금층을 가지는 플라스틱 비임의 하중·처짐거동은 금속의 추가에 따라 개선되고 이 도금형 비임은 비도금형 비임보다 훨씬 큰 하중을 지지할 수 있다. 제8도의 그래프와 표1.에 주어진 결과치는 니켈-철합금의 도금층이 구리, 무전해니켈, 및 황산니켈과 같은 재료보다 성능이 우수하다는 것을 보여준다.
한편 구리도금형 샘플(2,3 및 4)과 황산니켈욕조로 도금된 샘플(7 및 8)은 니켈-철도금형 샘플(9 및 10)보다 더 높은 초기 스프링률을 갖는 것을 나타내며,. 이들 샘플(2,3,4,7, 및 8)의 항복강도는 이들 샘플이 미소한 처짐상태에서 영구적으로 변형된다는 것을 나타낸다. 구리도금형 비임의 샘플번호 3의 비례한도는 83으로 나타냈다. 반면에, 니켈-철 비임은 제8도의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 비도금형 비임의 것보다 100배의 스프링 특성을 갖는다.
본 발명은 최소 수량의 부품을 가지는 콤팩트한 구조의 전기코넥터를 제공하며 또한 이 코넥터는 제조비가 싸다.
이 코넥터는 위에 도금층을 침적시켜 제1 및 제2접촉부 그리고 이들 접촉부의 결합 부분과 전기접속시키기 위한 수단을 형성하는 일체형 제1 및 제2절연부재로 된 부재로서, 별개의 금속도선이 필요없게 된다. 도금은 플라스틱부재에 대해 강도를 부여하고 탄성중합체 지지부재의 필요성을 배제시킨다. 행해진 시험으로부터, 0.75mm의 결합두께(0.65mm 두께층의 절연비임은 그의 양 주면에 0.05mm의 니켈-철 도금층을 갖는다)를 가지는 보강도금형 비임은 0.70mm의 두께를 가지는 인청동 금속비임의 것과 본질적으로 같은 스프링특성 및 기타 기계적 특성을 갖는다는 것을 알 수 있다. 절연재료로 성형된 최종 합성 스프링 아암부는 충분한 압축력을 부여하여 탄성중합체 지지물을 필요로 하지 않고 취합제품의 도선과 전기적인 접촉을 유지시킨다.
따라서, 당업자로서는 본 발명에서 개선한 전자적인 조립체가 소형화되고 제조비도 저렴하게 된다는 것을 잘 알 수 있는 것이다.
본 발명의 전자적인 조립체 및 다수의 잇점은 앞서의 설명으로부터 충분히 이해될 것이라 본다.
또한, 본 발명의 범위를 벅어나지 않고 그리고 재료의 잇점을 희생시키지 않고서도 각 부품의 구성 및 배열에 있어서 다양한 변경이 가능하리라 본다.

Claims (5)

  1. 적어도 하나의 구멍이 제1측부로부터 제2측부에 까지 관통된 횡벽을 포함하는 절연하우징, 이 횡벽의 제1측부의 각 구멍주변부로부터 외방으로 뻗는 적어도 하나의 제1주조부 및 횡벽의 제2측부의 각 구멍의 주변부로부터 외방으로 뻗는 적어도 하나의 제2주조부로 구성되고, 이들 각각의 제1 및 제2주조부는 서로 결합된 상태로서 각 구멍의 공동측벽으로부터 연속적으로 뻗어있는 제1표면부를 포함하며, 또한 이들 각각의 제1 및 제2주조부는 하우징의 횡벽과 일체적으로 성형된 내부 절연코어 및 코어의 제1표면부상에 그리고 공동측벽을 따라 배치되어서 양사이에 뻗어있는 연속적인 도전성표면에 의해 접속된 제1 및 제2접촉부를 한정하는 적어도 1층의 도금층을 포함하며, 그에 의해 제1 및 제2주조부가 각기 제1 및 제2접촉부와 맞닿은 상태로 제1 및 제2접촉수단이 상호접속되도록 한 것을 특징으로 하는 주조형 전기 코넥터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 횡벽이 다수의 관통구멍을 포함하고 서로 결합된 제1 및 제2주조부가 각 구멍의 주변부로부터 양 방향으로 외향하여 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 주조형 전기 코넥터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1주조부가 제1표면부를 따라서 제1측면방향으로 볼록한 호형 자유단을 포함하는 것을 특징으로 하는 주조형 전기 코넥터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연속적인 도전성표면이 주조부의 호형 자유단의 도금형 볼록면을 포함하며, 제1주조부는 취합하는 전기제품의 대응 접촉수단에 휘어져서 결합할 때 제1방향과 정반대방향인 제2방향으로 호형 자유단에서 휘어지는 스프링아암으로 규정되며, 적어도 한층의 도금층이 스프링 비임의 호형단에 대해 적어도 기계적 강도를 부여해서 스프링 비임의 응력이완을 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 주조형 전기 코넥터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 한층의 도금층이 니켈-철 합금으로 된 것을 특징으로 하는 주조형 전기 코넥터.
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