KR100344866B1 - 표면장착형전기커넥터 - Google Patents

표면장착형전기커넥터 Download PDF

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KR100344866B1
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더 휘태커 코포레이션
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Abstract

회로기판(70)의 장착표면(72)상에 근접한 간격으로 있는 하나 이상의 열을 가진 기판(70)과 함께 사용하기 위한 표면장착형 전기 커넥터(10)에서, 상기 커넥터(10)는 하나 이상의 열의 조밀한 간격의 전기 터미날부재(30, 46)를 가진 하우징(12)을 구비한다. 터미날 부재(30, 46)는 하우징(12)으로부터 그 자유단의 표면장착 콘택부(38, 54)로 뻗쳐지는 길다란 암부분(36, 52)을 포함하며, 바깥쪽 열의 회로기판 터미날(76)과 연관된 각각의 터미날은 장착표면(72)으로부터 급격하게 벌어져있는, 콘택부(38)안쪽으로 바로 인접한 부분을 포함하여 솔더가 근처의 안쪽 터미날과 위킹하는 것을 최소화한다. 몇 개의 터미날부재(46)는 기판(70)의 장착표면(72)으로부터 상방향으로 향하고 하우징(12)의 장착면(18)으로 연장하는 관련 리세스(20)에 수용되는 자유단 근처의 돌기부(56)를 포함하여, 장착시 길다란 암(52)의 표시상태 및 표면장착 콘택부(54)의 정확한 간격을 유지시킨다.

Description

표면장착형 전기 커넥터
본 발명은 표면장착형 전기 커넥터에 관한 것으로, 특히 고 집적도 커넥터에 관한 것이다.
오늘날 전자산업에서는 비교적 소형이면서 조밀하게 패키지되는 고속의 전자장치들을 필요로하고 있다. 통상적으로 전자장치는 하나이상의 마더보드와 도오터보드(daughter board) 어셈블리를 포함한다. 보드 공간을 줄이고 관통구멍을 없애기 위해, 회로기판의 표면상의 회로패드에 장착될 수 있는 전기 커넥터 및 디바이스를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 회로기판의 임피던스와 기본적으로 부합하는 제어된 임피던스를 가진 고속 카드엣지 커넥터를 제공하는 것이 바람직하다. 고속 카드엣지 커넥터는 빠른 상승시간 신호들을 그 상승시간동안 왜곡시키거나 질저하시키지 않고 통과시킬 수 있는 것이다. 그러므로, 디지탈 펄스를 전도시키는 통로에서의 임피던스의 변동에 의해 야기되는 신호 반사를 줄이기 위해 커넥터의 임피던스를 제어하는 것이 바람직하다. 임피던스 제어를 위해서는 상호접속부에서의 접지 및 신호트레이스의 간격이 근접하여야 한다. 하우징내의 접지 및 신호터미날부재들과 기판내의 도전성 트레이스의 간격을 근접하게 하는 한편, 인접한 상호접속부간의 혼선을 방지하는 것도 필요하다. 미합중국 특허 제 5,026,292 호 및 5,051,099 호에는 간격이 근접한 접지콘택부재와 신호콘택부재를 가진 고속 카드엣지 커넥터가 개시되어 있는데, 각 쌍의 신호콘택부재는 연관된 접지콘택부재를 갖고있다. 상기 특허의 콘택부재는 마더보드의 관통구멍에 맞물리는 납땜된 테일을갖는다. 신호 및 접지콘택부재를 위한 솔더 테일의 어레이를 조밀하게 하기위해, 솔더테일과 관통구멍은 엇갈린 어레이 형태로 배열된다. 도시된 실시예에서, 인접한 신호 및 접지 콘택부재의 솔더테일 부분은 네 가지 신호콘택부재와 두 가지 접지 콘택부재를 필요로 하는 상이한 구성을 갖는데, 이는 커넥터의 제조 비용을 매우 증가시키는 것이다.
본 발명은 표면장착형 전기 커넥터에 관한 것으로써, 회로기판의 장착표면상에 근접한 간격으로 있는 바깥쪽 열의 트레이스 터미날과 안쪽 열의 트레이스 터미날을 갖는 타입의 회로기판에 조밀한 어레이 형태의 전기 터미날 부재를 상호접속하기 위한 수단을 제공한다. 설명상 본 발명은 고속 카드엣지 커넥터의 관점에서 기술될 것이다. 그러나 본 발명은 여기 설명된 커넥터에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 전기 커넥터는 장착면과 결합면을 가진 유전체 하우징과 이들 사이에서 연장하는 전기 터미날부재들의 하나 이상의 열을 포함한다. 터미날부재들은 조밀한 어레이 형태로 서로 인접하여 배치되며, 터미날부재는 하우징의 장착면으로부터 회로기판의 트레이스 터미날 중 하나와 연관된 자유단부에서 표면장착 콘택부로 뻗쳐지는 길다란 암부분을 포함한다. 바깥쪽 열의 터미날과 연관된 터미날부재 각각은 표면장착 콘택부와 바로 인접한 부분을 포함하는데, 이 부분은 바깥쪽 열 및 안쪽 열의 회로기판 터미날 사이의 간격 위로 적어도 선택된 거리만큼 회로기판의 장착 표면으로부터 급격하게 벌어져 있다. 이 간격은 터미날에서 솔더의 위킹(wicking)을 최소화함으로써, 길다란 암에서 안쪽 열의 터미날 중 근접한 하나로 솔더가 위킹하는 것을 방지한다.
도시된 실시예에서, 회로기판상의 안쪽 열의 터미날과 연관된 다른 터미날부재들은 길다란 암부분에 돌기부(registration section)를 포함하고 있다. 상기 돌기부는 외부측벽에 인접하고 터미날부재의 자유단 근처에 있는 장착면으로부터 하우징내로 뻗쳐지는 리세스내에 보유된다. 상기 돌기부는 회로기판에 커넥터를 장착시키는 동안 다른 터미날부재의 자유단을 표시된 간격으로 유지시켜 주어, 근접한 간격의 인접 터미날부재와 부주의하게 맞닿게 되는 것을 방지한다. 도시된 실시예에서, 회로기판상의 바깥쪽 열의 표면 터미날과 맞닿는 터미날부재는 신호선과 접속하며, 안쪽 열의 터미날과 맞닿는 터미날부재는 접지에 접속된다.
본 발명의 목적은 회로기판의 표면상의 근접한 터미날에 솔더가 위킹되는 위험을 최소화하도록 설계된 표면장착형 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 커넥터를 기판에 장착하는 동안 커넥터에서 터미날부재의 표시된 간격을 제어하기위한 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 터미날의 자유단에서의 콘택면과 회로기판상의 터미날 사이의 솔더링(납땜)된 접속이 필요한 경우 예컨대 납땜총 등을 사용한 접속선의 솔더링과 같은 재작업을 수행할 수 있는, 터미날부재들의 하나 이상의 열을 가진 표면장착형 커넥터를 제공하려는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 표면장착형의 일체형으로 접지된 고속 커넥터를 제공하려는 것이다.
본 발명의 목적 및 장점 중 몇 가지가 설명되었지만, 그 밖의 다른 장점들도 첨부된 도면을 참고로 한 하기의 설명을 보면 명확히 알 수 있을 것이다.
제 1 도에 도시된 전기 커넥터(10)는 회로기판(70)의 터미날(76, 84)에 각각 장착되는 표면장착 콘택부(38, 54)를 각각 가진 다수의 제 1 및 제 2 콘택부재(30, 46)를 갖고 있는 유전체 하우징(12)를 구비한다. 유전체 하우징(12)는 대향하는 측벽(14), 단부벽(16), 장착면(18), 결합면(24)을 갖는다. 본 발명의 설명 목적상, 도시된 커넥터는 신호 및 접지터미날부재가 교대로 있는 고속 카드엣지 커넥터로써 카드수용슬롯(26)을 포함하고 있는 것이다. 하우징(12)은 각각의 제 1 및 제 2 콘택부재(30, 46)를 각각 수용하기 위한 다수의 터미날수용 공동부(28)를 추가로 포함한다. 실시예에 도시된 바와같이, 상기 제 1 터미날부재(30)는 신호터미날부재이고 제 2 터미날부재(46)는 접지터미날부재이다. 하우징(12)은 제 2 터미날부재(46)가 장착되는 내부벽(22)을 더 포함한다.
회로기판(70)은 터미날(76)의 한 쌍의 바깥쪽 열(74)과, 터미날(84)의 한 쌍의 안쪽 열(82)과, 터미날(90)의 중앙 열(88)을 포함한다. 도시된 실시예에서 바깥쪽 열(74)의 터미날(76)은 신호터미날이고 안쪽 열(82)의 터미날(84)은 접지터미날이다. 양호한 실시예에서, 회로기판(70)은 접지터미날(90)의 중앙 열(88)을 더 포함한다. 회로기판(70)은 또한 커넥터(10)가 회로기판(70)에 장착될 때 보드 로크(66)와 정렬 포스트(비도시) 등을 고정시키기 위한 장착 개구(94)를 포함한다.
제 1 도, 2 도, 3 도를 참조하면, 상기 신호터미날부재(30)는 제 1 콘택부(34)과 제 2 콘택부(42)를 가진 보디부(32)를 포함한다. 터미날보디부(32)는 하우징(12)에 상기 신호터미날부재(30)를 고정시키기 위한 수단(비도시)을 더 포함한다. 각 터미날부재(30)의 제 1 콘택부(34)는 하우징(12)의 장착면(18)으로부터바깥쪽으로 그 자유단의 표면장착 콘택부(38)로 뻗쳐지는 길다란 암부분(36)을 포함한다. 각각의 표면장착 콘택부(38)는 회로기판(70)의 바깥쪽 열(74)에 있는 신호 트레이스 터미날(76)중 각각의 하나와 연관되어 있다. 각각의 길다란 암부분(36)은 표면장착 콘택부(38)와 바로 인접해있는 부분(40)을 포함하는데, 이 부분은 제 2 도 및 3 도에 잘 도시된 바와같이 회로기판(70)의 장착표면(72)으로부터 급격히 벌어져있으므로 암(36)의 나머지 부분이 터미날(76, 84)의 안쪽 및 바깥쪽 열(74, 82) 사이의 간격(80)위로 적어도 선정된 거리만큼 융기되어 있다. 제 2 도는 각각의 터미날(76)에 솔더(78)에 의해 전기적으로 접속된 콘택부(38)를 도시한다. 명료하게 보이기 위해, 제 3 도에서는 솔더(78)가 생략되어 있다. 제 3 도에 도시된 바와같이, 터미날(76, 84)의 바깥쪽 열(74) 및 안쪽 열(82) 사이의 간격은 단락을 방지하기 위해 솔더가 없는 상태로 유지되어야 한다. 길다란 암(36)의 급격한 부분(40)은 암(36)을 안쪽 터미날 열(82) 위의 충분한 거리에 있게하여, 솔더가 터미날(84)의 근접한 안쪽 열(82)에 위킹(wicking)되는 것을 방지시킨다.
제 1 도, 4 도, 5 도를 참조하면, 고속 카드엣지 커넥터(10)의 제 2 터미날부재(46)는 미합중국 특허 제 5,026,292 호 및 제 5,051,099 호에 기술된 바와같이 하우징(12)내의 벽(22)에 고정된 보디(48)를 갖는 접지터미날부재이다. 터미날 보디(48)는 회로기판(70)에 맞닿는 제 1 콘택부(50)와 제 2 콘택부(60)를 포함한다. 상기 제 1 콘택부(50)는 그 자유단에 있는 표면장착 콘택부(54)와 회로기판(70)에서 반대쪽 방향으로 뻗쳐지는 돌기부(56)를 가진 길다란 암(52)을 포함한다. 상기 돌기부 또는 태브(56)는 하우징(12)의 보유슬롯(20)에 맞물린다. 양호한 실시예에서, 접지터미날부재(46)의 보디(48)는 자유단과 반대방향으로 뻗쳐지는 길다란 암(52)을 각각 갖는 한 쌍의 제 1 콘택부(50)를 포함하며, 각각의 암(52)은 안쪽 열(82)의 각각의 터미날(84)과 결합하는 표면장착 콘택부(54)를 가진다. 상기 돌기부(56)는 커넥터(10)를 기판(70)에 장착하는 동안에 길다란 암(52)의 자유단이 표시된 간격을 유지하게 하여, 근접한 신호콘택과 부주의하게 맞닿는 것을 방지한다. 양호한 실시예에서, 접지터미날부재(46)의 보디(48)는 회로기판(70)의 중앙 터미날 열(88)에서 표면장착 터미날(90)에 맞닿는 중간 콘택부 또는 푸트부(58)를 더 포함한다. 중간 콘택부 또는 푸트부(58)는 연속적으로 연장하는 길다란 암(52)을 위한 지지를 제공할 뿐만 아니라 접지터미날부재(46)를 위한 잠재적인 제 3 상호접속 위치를 제공한다. 제 4 도는 표면장착 콘택부(54)와 중간 콘택부(58)가 솔더(86, 92)에 의해 각각의 터미날(84, 90)에 전기적으로 접속되는 것를 도시한다. 명료하게 하기위해, 제 5 도에서 솔더(86)는 생략되어 있다.
제 4 도에 잘 도시된 바와 같이, 하우징 리세스 또는 슬롯(20)에 수용되는 돌기부(56)는 연속적으로 연장하는 제 1 콘택부(50)를 하우징(12)의 장착면(18)을 따라 진정한 위치에 유지시켜주어, 그 자유단에서의 2개의 표면장착 콘택부(54) 및 1개의 중앙 콘택부(58)는 각각의 터미날(84, 90, 84)에 각각 맞닿는다. 고속 커넥터로서의 최적 실시를 위해, 양쪽의 표면장착 콘택부(54)는 기판(70)상의 각각의 터미날(84)에 납땜되는 것이 바람직하다. 그런데 2개의 표면장착 콘택부(54) 및 1개의 중앙 콘택부(58)중 적어도 하나는 실제로 회로기판내의 접지에 접속되어 접지될 필요가 있다. 중앙 콘택부(58)는 기판(70)상의 터미날(90)에 전기적으로 접속될필요는 없지만, 카드(비도시)가 커넥터(10)의 카드수용슬롯(26)에 삽입될 때 커넥터(10)의 표면장착 콘택부(54)에서 솔더필렛(86)에 스트레스가 인가되는 것을 방지하도록 터미날부재(46)의 중심에 지지부를 갖는 것이 바람직하다.
커넥터(10)를 기판(70)에 장착할 때, 각종의 터미날(76, 84, 90)에는 통상적으로 솔더 페이스트가 쳐진다. 터미날부재(30, 46)의 자유단은 커넥터(10)가 기판에 장착됨에 따라 각각의 터미날과 정렬되어 유지수단(66)이나 피론(pylon) (도시되지 않음)등과 같은 공지된 정렬수단을 사용하여 터미날에 고정된다. 장착후, 커넥터(10)와 기판(70)의 어셈블리는 예를들어 자외선 오븐 등에서 가열되어 솔더 필렛(78, 86, 92)을 리플로우시키고 제 2 도 및 4 도에 도시된 바와 같이 각각의 표면장착 콘택부(38, 54, 58)를 각각의 터미날(76, 84, 90)에 전기적으로 접속시키고 고정시킨다. 제 3 도 및 5 도에 도시된 바와같이, 상기 접지터미날부재(46)의 길다란 표면장착 콘택부(54)는 솔더 접속의 재작업이 필요한 경우 이를 가능하게 해준다.
본 발명에 따른 전기 커넥터(10)를 제조함에 있어, 하우징(12)은 여러 회사에서 손쉽게 구입할 수 있는 예컨대 액정 폴리머 또는 폴리페닐렌 설파이드와 같은 유전체 재질로 형성된다. 표면장착 기술과 관련된 솔더링 온도에 견딜 수 있는 공지된 다른 적절한 재질을 사용할 수도 있다. 커넥터(10)의 터미날부재(30, 46)는 도전성 접착제 또는 공지된 다른 재질을 사용하여 각각의 회로기판 터미날(76, 84)에 전기적으로 접속될 수 있다. 그러므로 하우징용으로 선택된 유전체 재질은 도체를 기판 터미날에 상호접속시키는데 사용된 방법이나 선택된 도전성재질과 조화될수 있는 것이여야 한다.
신호터미날부재(30)와 접지터미날부재(46)는 충분한 힘을 제공하는 원하는 스프링특성을 가진 인청동이나 다른 재질로 타출되어 형성된다.
전술한 바와같이, 상기 신호터미날부재의 길다란 암(36)에서 급격한 변화를 줌으로써, 밀접한 간격으로 있는 안쪽 및 바깥쪽 터미날의 어레이를 가진 기판에 밀접한 터미날부재의 어레이를 표면장착시키는 수단을 제공한다. 본 발명은 또한 연속적으로 연장하는 접지콘택이나 다른 터미날부재의 진정한 위치를 유지하기 위한 수단을 제공한다.
도시된 실시예에서, 본 발명은 단지 두 개의 상이한 신호터미날 부재(30), 즉 커넥터의 오른쪽 열을 위한 하나와 하우징의 왼쪽 열을 위한 하나를 가지며, 단지 하나의 접지터미날부재(46)를 갖는 장점을 제공한다. 선행특허의 커넥터에서 사용되는 것과 비교하여 상이한 터미날부재의 수를 줄이는 것은 고속 커넥터 제조의 비용면에서 효과적인 것이다. 본 발명에서는 밀접한 간격으로 있는 터비날부재의 어레이가 회로기판의 표면에 장착되게 함으로써 기판에 다수의 관통구멍을 제공해야 할 필요가 없게 하였다.
본 발명의 전기 커넥터 및 이에 따른 장점 등은 전술한 설명으로부터 이해되었을 것으로 생각된다. 본 발명의 정신이나 범주에서 벗어나지 않고, 모든 재질상의 장점을 희생시키지 않고도, 본 발명의 형태, 구성, 부품의 배치 등에 있어 여러가지 변경이 가능하다는 것은 자명한 일이다.
제 1 도는 회로기판으로부터 분리된 본 발명 커넥터의 분해 사시도.
제 2 도는 회로기판의 바깥쪽 터미날에 솔더링(납땜)된 터미날 부재의 어레이를 도시하고 있는, 회로기판에 장착된 제 1 도 커넥터의 횡단면도.
제 3 도는 바깥쪽 터미날에 대한 터미날부재의 위치를 보여주는 제 2 도 부분의 확대부분도.
제 4 도는 회로기판의 안쪽 열의 터미날에 접속된 터미날부재를 보여주는, 회로기판에 장착된 제 1 도 커넥터의 횡단면도.
제 5 도는 안쪽 열의 터미날에 대한 터미날부재의 위치를 보여주는 제 4 도의 확대부분도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전기 커넥터
12 : 하우징
30, 46 : 콘택부재 또는 터미날부재
38, 54 : 표면장착 콘택부
70 : 회로기판

Claims (4)

  1. 회로기판의 장착표면(72)상에 근접한 간격으로 있는 안쪽 열의 트레이스 터미날과 바깥쪽 열의 트레이스 터미날을 가진 회로기판과 함께 사용하기 위한 표면장착형 전기커넥터에 있어서,
    상기 커넥터는 결합면(24), 상기 회로기판의 장착표면(72)에 장착하는 장착면(18)과, 상기 열에 조밀한 배열형태로 상기 결합면과 상기 장착면 사이에 위치된 전기터미날부재(30,46)들의 하나 이상의 열을 가지는 유전체 하우징(12)을 구비하며, 상기 열의 터미날부재들은 상기 하우징(12)의 상기 장착면(18)에 평행하게 연장하면서 상호 나란히 배열되고 그 자유단부에 표면 장착 콘택부(38,54)들을 가지는 암부분(36,52)을 포함하고, 상기 열의 터미날부재 중 제 1 터미날부재(30)들은 상기 하우징으로부터 외부로 연장하는 암부분(36)을 가지고 있어서 그 콘택부(38)는 상기 회로기판상의 바깥 열(74)의 트레이스 터미날에 접속되고, 상기 열의 터미날부재 중 제 2 터미날부재(46)들은 상기 암부분(52)을 가지고 있어서 그 콘택부(54)는 안쪽 열(82)의 트레이스 터미날에 접속되며, 상기 제 1 및 제 2 터미날부재(30,46)들은 상호 번갈아 위치되고, 상기 제 1 터미날부재의 각각은 그 콘택부(38)에 근접한 부분(40)을 가지며, 그 부분(40)은 상기 회로기판의 장착표면(72)으로부터 상기 하우징(12)의 결합면(24)을 향하여 급격하게 벌어지고 상기 암부분(36)의 나머지 부분을 상기 하우징(12)의 장착면(18) 위로 위치시키도록 구성되며, 이로 인해 상기 암부분(36)의 나머지 부분이 상기 안쪽과 바깥쪽 트레이스터미날의 열 사이의 간격(80) 위로 선택된 거리만큼 융기되고 결국 솔더가 인접한 상기 안쪽 트레이스 터미날의 열에 위킹하는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 표면장착형 전기 커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 터미날부재(46)의 각 암부분(52)은 그 자유단에 인접하고 상기 장착면(18)에서 하우징(12)내로 연장하는 리세스(20)에 수용된 돌기부(56)를 가지며, 이로 인해 상기 커넥터를 회로기판(70)에 장착하는 동안에 상기 암부분(52)의 고정과 상기 표면장착 콘택부(54)의 정확한 간격을 유지하여 밀접하게 이격된 콘택부 사이의 잘못된 결합과 대응하는 트레이스 터미날(84)과의 오정렬을 방지하는 표면장착형 전기 커넥터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 터미날부재(46)는 상기 하우징(12)의 대향 방향으로 연장하며 각각 돌기부(54)를 가지는 2개의 암부분(52)을 포함하는 접지터미날부재인 표면장착형 전기 커넥터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 각각의 접지터미날부재는 상기 2개의 길다란 암부분 사이에 있는 기판지지부를 포함하는 전기 커넥터.
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