KR100288728B1 - 3차원 전기 상호 접속 시스템 - Google Patents

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Abstract

성형 전기 상호 접속 시스템(1)은 적어도 제1 개별 기판부(2a) 및 제2 개별 기판부(2b)를 포함하는 3차원 성형 유전체 기판(2)을 포함한다. 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로(10)는 성형 기판(2) 내에 매설되며, 기판으로부터 돌출된 접촉부(4, 6, 7)와 개별 기판부들 사이에서 연장되고 개별 기판부를 연결하는 회로부(3)를 포함한다. 회로부(3)는 회로부의 절곡에 대응하여 기판부(2a, 2b)들 사이의 적어도 상대 각이동을 허용하는 힌지로서 작용한다.

Description

3차원 전기 상호 접속 시스템
본 발명은 대체로 전기 커넥터 기술에 관한 것으로, 특히 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로를 갖는 성형 전기 상호 접속 시스템에 관한 것이다.
인쇄 회로 기판은 수 년동안 전기 산업에 사용되어 왔다. 통상의 인쇄 회로 기판은 회로 기판 상에 인쇄되거나 다른 방법에 의해 퇴적된 소정 패턴의 회로 트레이스(trace)를 갖는 편평한(3차원에 대해) 기판을 포함한다. 전자 구성 요소는 회로 트레이스의 접촉 패드에 대한 납땜 연결에 의해 편평한 기판의 한 쪽면 또는 양면 상의 회로 트레이스에 전기적으로 결합된다. 종종, 전기 구성 요소로부터의 납땜 미부는 편평한 기판 내의 구멍으로 삽입되며, 미부는 기판 상의 그리고/또는 구멍 내의 회로 트레이스에 납땜 연결된다. 이러한 납땜 연결은 고가이고 종종 귀찮은 공정을 필요로 한다. 납땜 연결이 손상을 입게 되면, 납땜 연결의 복구는 또한 고가이며 귀찮은 것이다.
자동차 산업과 같은 몇몇 전기 산업 분야에서, 복수개의 스탬핑 가공되어 형성된 전도체가 오버 몰딩(overmolding)에 의해 3차원 성형 유전체 기판 내에 매설된 3차원 회로 구조체가 개발되어 왔다. 통상적으로, 전도체는 기판으로부터 돌출된 접촉 탭 또는 블레이드를 갖는다. 몇몇 예에서, 접촉 탭 또는 블레이드는 기판 내의 리세스에 배치될 수 있다. 성형 기판은 릴레이, 스위치, 단자 블록, 단자 보드 등의 전기 장치 또는 부품의 기판 상에의 장착을 허용하여, 기판 내에 매설된 전도체를 통해 장치들 또는 부품들 사이에 요구되는 전기적 접속을 수행하도록 설계된다. 다양한 상호 접속 설계가 통상의 인쇄 회로 기판의 고가의 납땜 연결을 배제하기 위해 설계된다. 그러나, 이러한 3차원 회로 구조체는 회로 구조체의 강성 때문에 그 적용이 제한된다는 문제점을 가지며, 특히 공간이 크고 제한된 환경에서는 완전 평면 3차원 회로 구조체는 사용하기 곤란하다. 본 발명은 이전에 제공된 바 없는 독특한 가요성 3차원 회로 구조체를 제공함으로써 이러한 문제를 해결하도록 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 3차원 성형 상호 접속 시스템과 같은 신규하고 개량된 전기 상호 접속 시스템을 제공하는 것이다.
도1은 본 발명에 따른 3차원 성형 회로 구조체의 사시도.
도2는 회로 구조체의 평면도.
도3은 회로 구조체의 측면도.
도4는 회로 구조체의 단부 정면도.
도5는 접촉부를 형성하기 전의 스탬핑 가공 또는 블랭킹 가공 형태의 전기 회로의 평면도.
도6은 접촉부가 회로의 최종 형태로 형성된, 도5와 유사한 평면도.
도7은 도6의 후방을 향해 볼 때의 회로의 측면도.
도8은 도6의 우측 단부를 향해 볼 때의 회로의 단부 정면도.
도9는 보호편을 구비한 회로의 암접촉부들 중 하나를 통한 부분 단면도.
도10은 암접촉부에 대한 안내 채널을 갖는 보호편의 다른 실시예를 도시하는, 도9와 유사한 부분 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
2a, 2b : 개별 기판부
2c : 모서리
3 : 회로부
4 : 수접촉자
5 : 개방 소켓
6, 7 : 암접촉자
10 : 전기 회로
본 발명의 예시적인 실시예에서, 시스템은 적어도 제1 기판부 및 제2 기판부를 포함하는 3차원 성형 유전체 기판을 포함한다. 기판부들은 적어도 기판부들 사이의 상대 각이동을 제공하기 위해 힌지식으로 연결되어 있다. 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로는 성형 기판 내에 매설되며, 외부 전기 장치 또는 부품에 상호 접속하기 위해 기판으로부터 돌출된 접촉부를 포함한다. 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로의 회로부는 힌지 연결된 기판부들 사이에서 연장된다. 양호한 실시예에서, 이러한 회로부는 개별 기판부들을 연결하며, 개별 기판부들 사이의 상대 각이동을 허용하는 힌지 수단을 제공한다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 개별 기판부는 대체로 평면이다. 기판부들 중 적어도 하나는 회로의 접촉부들 중 하나를 구비한 적어도 하나가 배치된 개방 소켓을 포함한다. 양호한 실시예에서, 개방 소켓 내의 접촉부는 회로의 암접촉자를 형성한다.
2개의 별개 또는 개별 기판부를 제공함으로써, 한 기판부는 일종의 플러그부로서 효과적으로 작용할 수 있으며 다른 기판부는 일종의 콘센트부로서 작용할 수 있다. 즉, 제1 기판부로부터 돌출된 회로의 접촉부는 실질적으로 수접촉자로 구성되며, 제2 기판부로부터 돌출된 회로의 접촉부는 실질적으로 암접촉자로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 기술된 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
신규한 본 발명의 특징은 특히 첨부된 특허청구범위에서 설명된다. 본 발명의 목적 및 이점과 함께 본 발명은 동일한 도면 부호가 도면의 동일한 요소를 나타내는 첨부된 도면과 관련하여 기술된 다음의 설명을 참조하여 잘 이해될 수 있다.
먼저 도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 사상은 대체로 도면 부호 1로 나타낸 3차원 성형 전기 상호 접속 시스템 또는 회로 구조체로서 실시되어 있다. 상호 접속 시스템은 적어도 제1 개별 기판부(2a) 및 제2 개별 기판부(2b)를 포함하는 3차원 성형 유전체 기판(2)을 포함한다. 물론, 2개 이상의 개별 기판부가 본 발명에 의해 고려된다는 것을 알아야 한다. 개별 기판부는 기판부들 사이에서 간극(2d)을 한정하도록 대체로 평행한 모서리(2c)를 따라 서로로부터 분리된다. 2개의 기판부는 이후에 기술되는 바와 같이 적어도 기판부들 사이의 상대 각이동을 허용하기 위해 힌지식으로 상호 연결된다.
기판부(2a, 2b)를 포함하는 3차원 성형 유전체 기판(2)은 성형 기판 내에 매설된, 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로 둘레에서 오버몰딩(overmolded)된다. 회로는 일체형 수접촉자 또는 블레이드(4) 및 일체형 암접촉자(6, 7)를 구비한 회로부 또는 전도체(3)를 포함한다. 제2 기판부(2b)는 암접촉자(6)를 수용하기 위한 일체형 리세스(5)를 갖는다. 또한, 제2 기판부(2b)는 예컨대 개별 기판부에 단자 블록을 장착하기 위한 4개의 수직 안내 지주(post, 8) 및 한 쌍의 래치(9)를 구비한다. 단자 블록은 전부 수접촉자를 가질 것이다. 한편, 제1 개별 기판부(2a) 상의 모든 접촉자는 수접촉자이거나 블레이드인 것을 알 수 있다. 이러한 수접촉자는 전부 암접촉자를 갖는 전자 구성 요소를 제1 개별 기판부(2a)에 상호 연결하기 위해 사용될 수 있다.
도1 내지 도3은 스탬핑 가공되고 형성되어 매설된 전기 회로의 회로부 또는 전도체(3)가 2개의 기판부를 힌지식으로 연결하기 위한 힌지 수단을 형성하게 하는 본 발명의 독특한 특징을 도시한다. 즉, 전도체(3)는 (이후에 알 수 있는 바와 같이) 수접촉자(4)를 암접촉자(6, 7)와 상호 연결시킬 뿐만 아니라, 전도체는 개별 기판부(2a, 2b)들을 결합하며 전도체가 절곡됨에 따라 기판부들 사이에서 적어도 상대 각이동을 적어도 허용하고 활동 힌지 수단으로서 작용한다.
도5 내지 도8은 전술된 바와 같이 기판부(2a, 2b) 내에 매설된 전기 회로(10)를 도시한다. 도5는 회로부 또는 전도체(3) 및 수접촉자(4)가 금속 등의 전도성 재료 시트로부터 스탬핑 가공된 예비 형태 또는 블랭크 형태의 회로를 도시한다. 접촉 아암(11, 12)은 또한 금속 재료 시트로부터 스탬핑 가공되어, 결국 아암(11)은 암접촉자(6)가 되고, 아암(12)은 암접촉자(7)가 된다. 전도체가 개별 기판부들 사이의 힌지 수단으로서 작용할 때 용이하게 절곡되도록, 도면 부호 3a에서처럼 개별 기판부들 사이에서 연장되는 전도체(3)에 경미하게 흠집을 낸다. 이러한 흠집은 기판부의 이격된 모서리(2c)들 사이에서 정확히 등거리에 있는 전도체 내에서 절곡이 발생하는 것을 보장한다.
도6 내지 도8은 최종 수직 상태로 절곡되거나 형성된 수접촉자(4)와, 암접촉자(6, 7)를 형성하기 위해 수직 위치로 절곡되거나 형성된 아암(11, 12)을 도시한다. 이것은 도1 내지 도4에서 기판 내에 매설된 것으로 여겨지는, 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로(10)의 구성이다.
3차원 성형 회로 구조체(1)의 특별한 사용례는 단자 블록이 안내 지주(8)를 사용함으로써 제2 기판부(2b) 상에 장착될 수 있다는 것이다. 단자 블록의 수단자는 제2 기판부의 리세스(5) 내에서 암접촉자(6)와 결합된다. 암접촉자(7) 쌍은 암접촉자(7) 내로 스냅 결합된 원통형 퓨즈의 대향 단부와 상호 접속하기 위해 사용될 수 있다. 수접촉자(4)는 도6의 회로 패턴에 의해 나타난 바와 같이 다른 수접촉자 또는 암접촉자(6, 7)에 접속될 수 있다. 수접촉자는 다른 외부 전기 구성 요소 또는 부품에 전기 접속될 수 있다. 따라서, 제2 기판부(2b)를 제1 기판부(2a)에 힌지식으로 연결함으로써, 제1 기판부(2a)가 내부적으로 배선된 전자 구성 요소에 상호 접속하기 위해 내부 또는 은폐된 격실 내에 존재하는 반면에, 제2 기판부는 (차량의 승객 탑승 공간으로 노출되는 것처럼) 상이한 방향을 향할 수 있다.
마지막으로, 도9는 선적 또는 취급하는 동안 변형에 대해 암접촉자(6)를 보호하기 위해 리세스(5)들 중 하나로 삽입될 수 있는 보호편(13)을 도시한다. 도10은 수단자를 암단자(6) 내로 안내하기 위한 안내 통로(14a)를 포함하고 리세스(5)에 배치되는 보호편(14)의 다른 실시예를 도시한다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 주요 특징으로부터 벗어나지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 알아야 한다. 따라서, 본 예 및 실시예는 모든 면에 있어서 예시적인 것으로 고려되어야 하며 제한적인 것으로 고려되어서는 안되고, 본 발명은 본 명세서에 나타난 상세 사항으로 제한되어져서는 안된다.
인쇄 회로 기판의 고가의 납땝 연결을 배제하기 위한 종래의 3차원 회로 구조체는 회로 구조체의 강성 때문에 그 적용이 제한되며, 특히 완전 평면 3차원 회로 구조체는 공간이 제한된 환경 하에서는 사용하기가 곤란하다. 본 발명은 독특하고 신규한 가요성 3차원 회로 구조체를 제공함으로써 이러한 문제를 해결한다.

Claims (16)

  1. 성형 전기 상호 접속 시스템에 있어서,
    적어도 제1 개별 기판부 및 제2 개별 기판부를 포함하는 3차원 성형 유전체 기판과,
    기판으로부터 돌출된 접촉부와, 상기 기판부들 사이에서 연장되고 기판부들을 연결하는 회로부를 구비하며, 성형 기판 내에 매설되는 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로
    를 포함하며,
    상기 회로부는 상기 회로부의 절곡에 대응하여 기판부들 사이에 적어도 상대 각이동을 허용하는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 개별 기판부 및 상기 제2 개별 기판부는 대체로 평면인 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판부들 중 적어도 하나는 회로의 상기 접촉부들 중 하나가 내부에 배치된 적어도 하나의 개방 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개방 소켓 내의 상기 접촉부는 회로의 형성된 암접촉자로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판부로부터 돌출된 회로의 접촉부는 수접촉자로 구성되며, 상기 제2 기판부로부터 돌출된 회로의 접촉부는 암접촉자로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판부들은 기판부의 대체로 평행한 모서리를 따라 연결되는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  7. 성형 전기 상호 접속 시스템에 있어서,
    기판부들 사이에 적어도 상대 각이동을 허용하도록 힌지식으로 연결된 적어도 제1 기판부 및 제2 기판부를 포함하는 3차원 성형 유전체 기판과,
    기판으로부터 돌출된 접촉부 및 상기 제1 기판부와 제2 기판부 사이에서 연장되는 회로부를 구비하고 성형 기판 내에 매설되는 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 기판부 및 상기 제2 기판부는 대체로 평면인 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기판부들 중 적어도 하나는 회로의 상기 접촉부들 중 하나가 내부에 배치된 적어도 하나의 개방 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 개방 소켓 내의 상기 접촉부는 회로의 형성된 암접촉자로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 기판부로부터 돌출된 회로의 접촉부는 수접촉자로 구성되며, 상기 제2 기판부로부터 돌출된 회로의 접촉부는 암접촉자로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  12. 제7항에 있어서, 상기 기판부들은 기판부의 대체로 평행한 모서리를 따라 힌지식으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  13. 성형 전기 상호 접속 시스템에 있어서,
    기판부들 사이에 상대 각이동을 허용하도록 힌지식으로 연결된 적어도 제1 기판부 및 제2 기판부를 포함하는 3차원 성형 유전체 기판과,
    기판부로부터 연장되는 회로부와, 거의 전적으로 기판부들 중 하나 상에 있는 수접촉부와, 거의 전적으로 제2 기판부 상에 있는 암접촉부를 구비하고 성형 기판 내에 매설되는 스탬핑 가공되어 형성된 전기 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 기판부 및 제2 기판부는 대체로 평면인 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 기판부들은 기판부의 대체로 평행한 모서리를 따라 힌지식으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제2 기판부는 암접촉부의 적어도 일부가 내부에 배치된 일체 성형 소켓을 일체로 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 전기 상호 접속 시스템.
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