KR100216615B1 - 안티-위킹 특성을 구비한 직각 기판 대 기판 커넥터와 그 커넥터용 단자 - Google Patents

안티-위킹 특성을 구비한 직각 기판 대 기판 커넥터와 그 커넥터용 단자 Download PDF

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루이스 에이. 헥트
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Abstract

각진 표면 장착 접속용으로 특히 적합한 커넥터(2)가 커넥터 단자(1)의 접촉부(12)의 오염을 실질적으로 방지하는 개선된 안티-납땜 및/또는 용제 위킹 특성을 갖는다. 커넥터(2)용 단자(1)는 한 단부에서 하우징 맞물림부(6)를, 다른 단부에서는 분기부를 구비하여 제공된다. 분기 단부는 다양한 폭의 불규칙적인 개입 공간(10)에 의해 분리된 접촉부(7)와 납땜 미부(8)를 포함한다. 깊이 및 다양한 폭은 용융된 납땜 및/또는 용제의 단자 접촉면(12)에 대한 위킹을 방지하는 작용을 한다.

Description

안티-위킹 특성을 구비한 직각 기판 대 기판 커넥터와 그 커넥터용 단자
본 발명은 일반적으로 인쇄 회로 기판 상에 장착하는데 사용되는 표면 장착 커넥터에 관한 것으로서, 특히 커넥터를 회로 기판에 장착하는 공정 중에 납땜 및/또는 납땜 용제의 커넥터로의 위킹(wicking)을 방지하는 개선된 안티-위킹(anti-wicking) 특성을 갖는 개선된 기판 대 기판(board to board) 커넥터에 관한 것이다.
종래의 표면 장착 커넥터는 2개의 인쇄 회로 기판을 상호 접속시키는데 사용되고, 통상적으로 2개의 커넥터 부품들을 포함하고, 각각의 커넥터 부품은 절연성 하우징과 그 하우징 내에서 소정의 간격으로 배열된 복수의 전도성 단자를 구비한다. 각각의 커넥터 단자는 장착 표면 근방에서 하우징을 통해 연장된 기부를 구비하고, 또한 납땜 미부를 형성하기 위해 하우징으로부터 돌출되어 있다. 그러한 커넥터를 인쇄 회로 기판의 표면에 장착할 때, 각각의 납땜 미부는 회로 트레이스에 납땜됨으로써 회로 기판 상에 인쇄된 전도성 회로 트레이스 상에 고정된다. 이러한 납땜은 전형적으로 땜납 페이스트 및 용제의 혼합물이 침전되는 회로 기판 트레이스와 커넥터 납땜 미부를 정렬시킴으로써 수행되고, 그 다음에 땜납 및 용제를 용융시켜서 커넥터 납땜 미부와 회로 기판의 회로 사이에 접속을 형성하기 위해 정렬된 조립체를 적외선 오븐과 같은 적절한 가열 수단을 통해 통과시킨다.
이러한 종래의 커넥터들에서, 용융된 땜납 및/또는 땜납 용제는 단자의 납땜 미부를 따라 유동 또는 위크(wick)되는 경향이 있다. 이러한 위킹의 결과로서, 단자의 접촉부는 땜납 및/또는 용제에 의해 오염될 수도 있다. 이러한 오염은 커넥터의 성능을 감소시킨다.
일부 커넥터들에서, 일본 실용 신안 공고 제6-54273호에 개시된 바와 같이 단자의 접촉부 및 납땜 미부 사이에 공동 또는 개입 공간을 제공함으로써 바람직한 안티-위킹 특성을 갖는 것이 공지되어 있다. 이것은 2개의 커넥터 부품 사이에서 회로 기판을 가압되게 접촉시켜 수평면에서 회로 기판을 보유하면서 상호 직각으로 맞물리는 2개의 커넥터 부품을 갖는 커넥터 조립체를 기술하고 있다. 이러한 커넥터 조립체의 인쇄 회로 기판 장착 부품은 접촉 및 납땜 미부가 좁은 개입 공간에 의해 분리되는 분기된 단부를 갖는 커넥터 단자를 포함한다. 이러한 커넥터의 접촉 및 납땜 미부가 분리되었을 지라도, 그들은 대칭적으로 이격되고 그 종축 범위를 따라 고르게 분리되어 있다. 또한, 이러한 단자의 접촉면은 단자의 분기된 단부의 내부면 상에 위치되어 있다.
그러므로, 본 발명은 전술된 단점을 극복하고 개선된 안티-위킹 성능을 구비하며 전술된 일본 실용 신안 공고 및 다른 유사한 커넥터들에서 개시된 구조보다 더 개선된 구조를 나타내는 표면 장착 커넥터를 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 특히 한 회로 기판을 다른 회로 기판에 소정의 각도로 장착하는데 적합하게 구성되어 있다.
본 발명의 주요 일면으로서, 전기 커넥터에는 절연성 하우징이 제공된다. 하우징은 커넥터 부품-수용 슬롯의 반대 측면에서 하우징 내에 소정의 간격으로 배열된 2 세트의 전도성 단자를 포함한다. 2개의 단자 세트 중의 하나의 각각의 단자는 한 단부에서 분기된다. 즉, 각각의 단자는 납땜 미부 및 접촉부에서 분리 이격된다. 분기된 단부의 납땜 미부는 하우징을 통해 커넥터로부터 연장되고, 접촉부는 일반적으로 납땜 미부에서와 동일한 방향으로 하우징 내에서 연장된다. 이러한 단자의 분기부는 단자의 본체를 향해 연장된 개입 공간에 의해 분리된다. 분기 접촉부와 납땜 미부 사이의 폭이 개입 공간의 깊이를 따라 다양하게 변화됨으로써, 그 공간은 용융된 납땜 및/또는 납땜 용제가 납땜 미부를 따라 단자 접촉부로 유동되는 것을 방지하는 불규칙성을 갖게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 커넥터의 납땜 미부를 인쇄 회로 기판에 납땜할 때에 단자 납땜 미부로부터 단자 접촉부로 용융된 땜납 또는 땜납 용제의 위킹을 실질적으로 제거하는 표면 장착 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 원리에 따라 제조된 단자의 평면도.
도2는 도4의 커넥터 조립체에서 사용되고 도1에 도시된 유형의 단자를 사용하는 암형 커넥터 부품의 사시도.
도3은 도2의 선 3-3을 따라 취한 도2의 암형 커넥터 부품의 단면도.
도4는 도2의 암형 커넥터 부품을 사용하는 각진 표면 장착 커넥터의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 단자 2 : 커넥터 부품
3 : 커넥터 하우징 6 : 하우징 맞물림부
7 : 접촉부 8 : 납땜 미부
10 : 개입 공간 12 : 단자 접촉면
13 : 단자 본체부
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 더 명확하게 이해되어질 것이다.
다음의 상세한 설명 중에서, 동일한 참조 부호는 동일한 부품을 나타내는 도면이 참조될 것이다.
도4는 본 발명의 원리를 구체화하고 2개의 회로 기판(102, 104)을 상호 접속시키는데 사용되는 표면 장착 커넥터 조립체(100)를 도시한다. 도4에서 알 수 있는 바와 같이, 조립체(100)는 2개의 회로 기판(102, 104)이 2개의 커넥터 부품(2, 106)에 의해 서로에 대한 각도(직각 A로 도시됨)에서 보유된 각진(angled) 커넥터 조립체이다. 커넥터 부품(2, 106)은 양호하게는 암형 부품 또는 리셉터클과 수형 부품 또는 플러그 상호 맞물림 부품이며, 이는 암형 커넥터 부품(2)이 종방향 슬롯(108)을 포함하고 수형 커넥터 부품(106)이 중앙 플러그 또는 돌출부(110)를 포함하는 것을 의미하며, 중앙 플러그 또는 돌출부(110)는 그 기부로부터 연장되고 암형 커넥터 부품(2)의 맞물림 슬롯(108) 내에 수용된다.
커넥터 부품(2, 106)은 회로 기판 상의 회로 트레이스에 납땜됨으로써, 도시된 방향으로 인쇄 회로 기판(102, 104)에 고정된다. 이러한 상세한 설명은 주로 도시된 각진 표면 장착 커넥터 조립체(100)의 암형 커넥터 부품(2)에 관해 설명되어진다. 다음의 상세한 설명은 단순히 예시적인 것이고, 도면이 본질적으로 제한되지 않으며, 본 발명이 다른 유형의 커넥터로 사용되기 위해 적절히 수정될 수도 있음이 이해되어질 것이다.
도3은 커넥터 조립체(100)의 암형 커넥터 부품(2)을 보다 상세하게 도시한다. 커넥터 부품(2)은 내부 수형 커넥터 부품 수용 맞물림 슬롯을 내부에서 협동적으로 한정하는 2개의 단부 벽(122, 123)과 2개의 대향 측벽(120, 121)을 구비한 전기 절연성 하우징(3)을 포함함을 알 수 있다. 측벽(120, 121)은 도4에 도시된 각진 관계로 수형 커넥터 부품(106) 및 관련된 제2 회로 기판(104)을 수용하기 위해 커넥터 하우징(3)의 서로 반대에 위치한 상부 및 하부 벽으로 도시되었다.
도3을 다시 참조하면, 커넥터 맞물림 슬롯(108)이 슬롯(108)의 중심선(C)의 대향 측벽[슬롯(108)의 상부 및 하부 내부면으로 도시됨] 상에 배치된 2 세트(125, 127)의 단자를 포함함을 알 수 있다. 상기 세트(126, 127)의 단자는 커넥터(2)에서 측벽(120, 121)을 따라 종방향으로 연장되고, 도3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 단자들은 측벽(120, 121) 내에 형성된 각각의 만입부(128, 4) 내에 수용된다.
커넥터 맞물림 슬롯(108)의 상부 내부면 상에 도시된 한 세트(127)의 단자는 슬롯(108)과 만입부(128) 내에서 측방향으로 연장된 신장 접촉부(130)를 구비한 복수의 단자(15)를 포함한다. 단자(15)는 또한 도4에서 수직으로 도시되고 단자로부터 수직으로 연장된 납땜 미부(131)를 포함한다. 접촉 및 납땜 미부(130, 131)는 상대적으로 넓은 단자 본체부(132)에 접합되며, 상기 단자 본체부(132)는 하우징 맞물림 헤드(133)를 포함하며, 양호하게는 상부에 복수의 돌출부 또는 바브(barb, 134)를 구비하며, 상기 복수의 돌출부 또는 바브(134)는 단자(127)를 내부에서 적소에 보유하기 위해 커넥터 하우징(3)의 중심 포스트 또는 리브와 상충되게 접촉한다. 이러한 커넥터 중심 포스트(136)는 수형 커넥터 부품의 플러그부(110)가 연장되는 커넥터 맞물림 슬롯(108)의 깊이 또는 면을 한정하는 것으로 고려될 수 있다.
제2 세트(126)의 단자(1)가 일련의 이격된 만입부(4) 내에서 커넥터 하우징(3)의 대향 하부 측벽(121)을 따라 배치된다. 도1에 도시된 바와 같이, 각각의 단자(1)는 상대적으로 넓은 단자 본체부(13)를 포함하고, 커넥터(2) 내에서 단자(1)를 적소에 보유하기 위해 측면 대향 제1 단자 본체(132) 상에서 전술된 방식으로 커넥터 슬롯 중심 포스트(136)와 상충되게 맞물리는 직립 돌출부 또는 바브(5)를 갖는 커넥터 하우징 맞물림 헤드(6)를 구비한다. 분기부가 단자(1)의 나머지 다른 단부에서 위치되고, 별개의 접촉부(7) 및 납땜 미부(8)를 한정한다. 접촉 및 납땜 미부(7, 8)는 바이트부(20)에서 단자 본체부(13)에 접합되고, 하우징 맞물림 헤드(6)를 향해 단자 본체부(13)로 상대적으로 깊게 연장된 개입 공간(10)에 의해 분리된다.
단자(127)의 상부 세트와는 달리, 단자(1)의 하부 세트(126)의 접촉 및 납땜 미부(7, 8)는 본체부(13)(도3 및 도4의 좌측에 도시됨)로부터 동일한 방향으로 연장되고 상호 평행하게 연장된다. 납땜 미부(8)는 2개의 대향된 모서리, 즉 회로 기판(102)의 회로 트레이스(112)에 놓인 외부 접촉 모서리(8b) 및 내부 모서리(8a)를 구비한다. 접촉부(7)는 또한 2개의 대향된 모서리, 즉 납땜 미부(8)의 내부 모서리(8a)에 대면하는 내부 모서리(7a)와, 수형 커넥터 부품(106)의 단자의 대향 접촉면과 맞물리기 위해 단자(1)용 접촉면을 한정하는 외부 접촉 모서리(12)를 구비한다.
본 발명의 중요한 일면에서, 일본 실용 신안 공보 제6-54273호에 개시된 분기된 단자와는 달리, 접촉면(12) 및 납땜 꼬리 납땜면(8b)은, 개입 공간의 내부 모서리 상에 배치된 접촉면을 갖는 분기된 단자와 달리, 단자 분기부의 외부 대향 모서리 상에 배치된다.
본 발명의 또 다른 중요한 일면에서, 전술된 실시예에서 예시된 바와 같이, 개입 공간(10)은 전술한 바와 같이 납땜 미부(8)가 단자 본체부(13)로부터 계단식(stepped) 또는 오프셋되기 때문에 불규칙적이며, 오프셋은 수직 성분 V와 수평 성분 H를 포함하며, 그 성분들의 합력은 단자(1)의 상호 접속된 램프형(ramped) 또는 경사형부(140)의 내부 모서리(10a)의 경사 또는 각을 한정한다. 단자(1)의 접촉부(7)는 또한 납땜 미부(8)의 램프형부(140)와 대체로 대면하는 내부 모서리(7a)를 따라 배치된 램프형부(142)를 포함한다. 이러한 램프형부는 대칭 선형 개입 공간을 이용하는 분기된 단부의 내부 모서리와 비교할 때에 바이트(20)로부터 외부 단부로 비선형으로 만들어짐으로써 접촉 및 납땜 미부(7, 8)의 내부 모서리(7a, 8a)의 표면 범위를 증가시킨다.
접촉 및 납땜 미부(7, 8)를 분리하는 개입 공간(10)은 전술된 종래 기술의 커넥터에서 개시된 바와 같이 전체 깊이(D)를 따라 대칭적이지도 않고 좁지도 않으며, 오히려 개입 공간(10)의 깊이(D)를 따라 다양하게 변하는 폭을 구비하고 기본적으로 불규칙적이다. 그러한 변화 중 하나가 2개의 폭 표시(W1, W2)의 상이한 길이에 의해 도1에서 예시된다.
커넥터 부품(2)의 단자(1)는 전도성 금속 시트로부터 스탬핑 또는 블랭킹되고 그 이후에 스탬프된 단자를 금 또는 유사한 전도성 함양 금속으로 도금하는 것과 같은 적절한 공정에 의해 형성된다. 즉, 단자의 폭은 단자가 스탬프되는 재료의 두께에 의해 한정된다. 단자(1)를 스탬핑하고 도금한 후에, 하우징 맞물림 헤드(6)가 커넥터 슬롯 중심 포스트(136)와 견고하게 맞물릴 때까지 단자는 커넥터 하우징으로 프레스 끼워맞춤된다.
그러한 커넥터를 회로 기판 상에 장착할 때, 땜납 페이스트(paste) 및 용제가 먼저 회로 기판(102) 상에서 회로 패드(112)에 도포된다. 그 다음에, 커넥터 부품(2)은 정렬 커넥터와 기판을 적외선 오븐을 통해 통과시키는 것과 같이 커넥터 부품(2)의 납땜 미부(8, 131)가 회로 기판(102)의 회로 트레이스(112)와 정렬되고 납땜되도록 회로 기판(102) 상에 장착된다. 커넥터 부품의 응용 분야에 따라서는, 측면 보유 부재 또는 피팅 못(11)이 커넥터 부품(2)과 회로 기판(102) 사이의 접속 강도를 증가시키기 위해 회로 기판(102)에 납땜될 수도 있다.
커넥터 부품(2)을 회로 기판(102)에 납땜할 때, 용융된 땜납 및/또는 땜납 용제는 하부 스텝, 즉 내부 및 외부 모서리(8a, 8b) 사이의 납땜 미부의 영역을 둘러싸고, 내부 모서리(8a)를 따라 램프부(10a)로 이어진다. 그러나, 램프부(10a)의 오프셋과, 단자의 개입 공간(10)의 증가된 폭과 개입 공간(10)의 깊이(D)로 인하여, 램프부(10a)와 납땜 꼬리 내부 모서리(8a)는 접촉부(7)의 대면된 내부 모서리(7a)로부터 충분히 이격된다.
이러한 불규칙적이고 증가된 공간은 땜납 및/또는 땜납 용제를 납땜 미부 둘레에 보유하여 실질적으로 용융된 땜납 및/또는 땜납 용제가 개입 공간(10)을 가로질러 연결되는 것을 방지하기 위해 납땜 미부(8)의 용량을 증가시킨다. 또한, 단자의 형상은 납땜 및/또는 용제가 접촉면에 도달하기 전에 이동되어지는 거리를 최대화한다. 따라서, 커넥터 부품(2)의 단자(1)의 접촉부(7)의 오염이 효과적으로 방지될 수 있고, 커넥터 단자 내부 접촉 모서리(12)가 표면 오염이 없고 깨끗하게 유지된다.
다수의 수정들이 본 발명의 범주 및 진정한 정신으로부터 벗어남이 없이도 본 기술 분야에 숙련된 사람에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 단자(1)의 분기부(7, 8)의 개입 공간(10)의 불규칙성이 수정될 수 있다. 어느 경우에도, 유사한 또는 동등한 오염 방지 결과가 개입 공간(10)의 깊이 및 폭이 충분히 크게 되어 있는 한 기대될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전기 커넥터에 있어서,
    커넥터의 길이를 따라 소정의 피치로 배열된 복수의 단자들로 구성되고,
    상기 단자들은 커넥터의 절연성 하우징 내에서 2개의 대향 세트로 장착되고,
    상기 커넥터 하우징은 내부에 배치된 신장된 커넥터 부품 수용 슬롯을 구비하며,
    단자들의 상기 한 세트의 각각의 단자는 블랭크되고, 본체부와, 결합 단자와 접촉하기 위해 상기 슬롯을 따라 연장된 접촉부와, 다른 회로 부재와의 상호 접속을 위해 상기 커넥터 하우징의 외측으로 연장된 납땜 미부를 구비하고,
    상기 접촉부 및 납땜 미부는 본체부에 상호 접속되고,
    단자들의 상기 한 세트의 상기 각각의 단자는 한 단부에 대체로 인접하여 배치된 커넥터 하우징 맞물림부와, 커넥터 하우징 맞물림부의 반대의 다른 단부에 배치된 분기부를 구비하며,
    상기 분기 단부는 개입 공동에 의해 분리된 별개의 접촉부와 별개의 납땜 미부를 포함하고,
    상기 공동은 상기 한 단부를 향해 상기 커넥터의 전방 결합면으로부터 연장되고, 상기 접촉 및 납땜 미부의 각각의 대향된 내부면에 의해 적어도 부분적으로 한정되며,
    상기 접촉 및 납땜 미부는 상기 접촉 및 납땜 미부 내부면의 반대의 외부면 상에 배치된 각각의 접촉면과 납땜면을 구비하여, 용융된 땜납 또는 땜납 용제가 상기 납땜면과 상기 접촉면 사이를 이동하여야 하는 거리를 증가시키고,
    상기 공동은 적어도 상기 납땜 미부의 상기 납땜면의 후방 단부로 연장된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 개입 공동은 그 폭을 따라 비대칭 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 접촉부 및 상기 납땜 미부 사이의 상기 개입 공동의 폭은 상기 공동의 깊이를 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 납땜 미부는 상기 단자 본체부로부터 수직 및 수평으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 납땜 미부는 상기 단자 본체부 및 상기 납땜 미부 표면 사이에 개재한 램프부를 포함하고, 램프부는 상기 납땜 미부 표면으로부터의 각도로 연장된 경사면을 구비하고, 각도는 상기 수직 및 수평 오프셋의 합력에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접촉면 및 상기 납땜면은 일반적으로 평행한 것을 특징으로 하는 커넥터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단자의 상기 접촉부 및 납땜 미부는 대체로 상기 본체부로부터 동일한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 접촉부 및 납땜 미부는 대체로 상호 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 커넥터의 상기 전방 결합면은 상기 납땜 미부가 상호 접속되는 상기 회로 부재에 대한 각도로 위치되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  10. 전기 커넥터 부품에서 사용하기 위한 안티-위킹 단자에 있어서,
    단자는 본체부와, 커넥터 하우징 내에서 상기 단자를 고정하기 위한 하우징 맞물림부와, 분기 단부로 구성되고,
    상기 분기 단부는 본체부로부터 연장되고 개입 갭에 의해 상호 분리된 별개의 접촉부와 납땜 미부를 포함하고,
    상기 개입 갭은 상기 접촉 및 납땜 미부의 내부 모서리를 대향되게 함으로써 부분적으로 한정되고,
    상기 접촉 및 납땜 미부는 각각의 내부 모서리로부터 분리 이격된 외부 모서리를 더 구비하고,
    상기 접촉부의 상기 외부 모서리의 일부분은 상보 결합 커넥터 부품의 단자와 맞물리기 위한 상기 단자의 접촉면을 한정하고, 상기 납땜 미부의 상기 외부 모서리의 일부분은 회로 부재에 납땜하기 위해 상기 단자의 납땜면을 한정하며,
    상기 접촉 및 납땜면은 상기 분기 단부의 대향 측면들 상에 배치됨으로써, 상기 커넥터 부품의 납땜 중에 용융된 땜납 및/또는 용제가 상기 납땜면으로부터 상기 단자의 상기 접촉면으로 이동되어지는 거리를 증가시키며,
    상기 갭은 적어도 상기 납땜면의 후방 단부로 연장되는 것을 특징으로 하는 단자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 개입 갭은 상기 본체부와 상기 각각의 접촉부 및 납땜 미부의 외부 단부 사이에 연장된 깊이를 갖고, 상기 접촉부 및 납땜 미부 내부 모서리는 상기 깊이를 따라 비선형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단자.
  12. 제10항에 있어서, 상기 개입 갭은 배열면에서 불규칙적인 것을 특징으로 하는 단자.
  13. 제10항에 있어서, 상기 개입 갭은 비대칭형인 것을 특징으로 하는 단자.
  14. 제10항에 있어서, 상기 납땜면은 상기 단자 본체부로부터 수직 및 수평으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 단자.
  15. 제10항에 있어서, 상기 단자는 시트 금속 재료로부터 블랭크되는 것을 특징으로 하는 단자.
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