KR100776894B1 - 간단한 구조를 가지며 안정된 접속이 가능한 전기접속 부재및 그것을 사용하는 커넥터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접속 대상물과의 전기접속을 위한 전기접속 부재에 관한 것으로서, 상기 전기접속 부재는 서로 대향하는 방향으로 돌출하는 한쌍의 돌출부를 갖는 탄성체를 포함한다. 돌출부를 덮도록 탄성체를 따라 절연막이 연장된다. 상기 막을 따라 도체부(conductor portion)가 형성되며 상기 돌출부에 대응되는 부분들 사이에 연장된다. 각 돌출부는 복수의 돌기를 가지며, 인접하는 돌기가 홈(groove)에 의해 서로로부터 분리되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 도체부는 돌기에 대응하여 형성되어 있다.

Description

간단한 구조를 가지며 안정된 접속이 가능한 전기접속 부재 및 그것을 사용하는 커넥터{ELECTRICAL CONNECTING MEMBER CAPABLE OF ACHIEVING STABLE CONNECTION WITH A SIMPLE STRUCTURE AND CONNECTOR USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전기접속 부재의 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 전기접속 부재의 분해 사시도;
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전기접속 부재의 사시도;
도 4는 도 3에 도시된 전기접속 부재의 일부의 확대 사시 단면도;
도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전기접속 부재의 사시도;
도 6은 도 5에 도시된 전기접속 부재의 일부의 확대 사시 단면도;
도 7은 도 5에 도시된 전기접속 부재를 사용하는 커넥터의 제1 실시예의 사시도;
도 8은 도 7에 도시된 커넥터에 사용된 절연체의 사시도;
도 9는 도 5에 도시된 전기접속 부재를 사용하는 커넥터의 제2 실시예의 사시도;
도 10은 도 9에 도시된 커넥터에 사용된 절연체의 사시도;
도 11은 도 5에 도시된 전기접속 부재를 사용하는 커넥터의 제3 실시예의 사시도;
도 12는 도 11에 도시된 커넥터에 사용된 절연체의 사시도;
도 13은 도 5에 도시된 전기접속 부재를 사용하는 커넥터의 제4 실시예의 사시도;
도 14는 도 13에 도시된 커넥터에 사용된 절연체의 사시도;
도 15는 도 5에 도시된 전기접속 부재를 사용하는 일례를 나타내는 사시도;
도 16은 도 11에 도시된 커넥터를 사용하는 일례를 나타내는 사시도이다.
이 출원은 여기에 참조로서 통합된 일본특허출원 제2005-132391호를 우선권 주장한다.
본 발명은 접속 대상물(object)과의 전기접속에 이용되는 전기접속 부재 및 그것을 사용하는 커넥터에 관한 것이다.
종래의 전자 장치는 기판을 포함하는 하우징, 상기 기판 상에 장착된 커넥터, 및 상기 커넥터에 접속되는 전자 부품을 구비한다. 최근, 전자 장치는 소형화되고 있으며, 따라서 전자 부품이 소형화될 것이 요구되고 있다. 한정된 공간 내에, 커넥터는 소형화되고 콘택트 수가 증가되고 그리고 피치가 좁아질 것이 요구되고 있다.
예컨대, 일본 특허공개공보(JP-A) H5(1993)-74512호에는 그 위에 도전성 박막이 형성된 복수의 볼(ball)이 수지막에 매립되어 있는 전기 커넥터가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 전기 커넥터는 양산성(量産性)이 우수하지 않고, 볼이 수지막에 하나씩 매립되기 때문에 콘택트의 수의 증가에 용이하게 적용할 수 없다.
일본 특허공개공보(JP-A) 제2002-56907호에는 접착제에 의해 코팅된 대향표면을 가지는 절연시트 및 상기 절연시트에 세트된 도전성 섬유(fiber)를 포함하는 전기접속 부재가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 전기접속 부재는, 도전성 섬유를 세트하는 단계에서의 에러 발생시에, 도전성 섬유뿐만 아니라 상기 도전성 섬유를 세트함으로써 그 내부에 구멍이 뚫린 절연시트도 폐기해야만 하기 때문에 재시행능력(retryability)이 부족하다.
일본 특허공개공보(JP-A) 제2005-38700호에는 접착성에 의해 콘택트가 절연체에 부착되어 있는 커넥터가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 커넥터는 콘택트가 접속 대상물로서의 기판의 단자에 대한 추종(追從)성이 약하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 낮은 접속 압력, 납땜없는(solderless) 고정(fixation), 그리고 여러 번의 접속 및 비접속 동작의 재현을 허용하고 안정된 접속을 실현할 수 있는 커넥터 및 전기접속 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 한정된 공간내에서의 소형화, 콘택트수의 증가, 및 피치를 좁게 하는 것을 용이하게 실현할 수 있는 커넥터 및 전기접속 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 그외의 목적은 이하의 설명을 진행하면서 더욱 명백해질 것이다.
본 발명의 하나의 형태에 따르면, 접속 대상물과의 전기접속을 위한 전기접속 부재로서, 서로 대향하는 방향으로 돌출하는 한쌍의 돌출부를 갖는 탄성체, 상기 돌출부를 덮도록 상기 탄성체를 따라 연장되는 절연막, 및 상기 막을 따라 형성되며 상기 돌출부에 대응되는 부분 사이에 연장되는 도체부(conductor portion)를 포함하는 전기접속 부재를 제공한다.
본 발명의 하나의 형태에 따르면, 서로 대면하는 2개의 접속 대상물 사이에 배치되며 상기 접속 대상물을 서로 전기적으로 접속하는 기능을 하는 커넥터로서, 상기 커넥터는, 관통구멍으로서 유지홀(holding hole)을 가지는 절연체 및 상기 유지홀에 삽입되는 전기접속 부재를 포함하고, 상기 전기접속 부재는 상기 절연체로부터 2개의 접속 대상물을 향해 각각 돌출되는 한쌍의 돌출부를 가지는 탄성체, 상기 돌출부를 덮도록 탄성체를 따라 연장되는 절연막, 및 상기 막을 따라 형성되고 상기 돌출부에 대응되는 부분들 사이에서 연장되는 도체부를 포함하는 커넥터를 제공한다.
(실시형태)
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전기접속 부재에 대하여 설명할 것이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 전기접속 부재(10)는 탄성체(11), 상기 탄성체(11)에 의해 유지되는 절연막(21), 및 상기 막(21)상에 형성된 복수의 도체부(31)을 포함한다. 탄성체(11)는 일반적으로 직사각형 판 형상을 가지며, 상기 막(21)을 유지하는 유지면(13) 및 상기 유지면(13)에 대향되는 평평한 베이스면(14)을 가진다. 도체부(31)은 유지면(13)에 대향되는 측의 막(21)의 표면상에 배치된다.
탄성체(11)는 길이방향에 수직인 폭방향으로 양측으로부터 돌출되는 한쌍의 돌출부(15)를 각각 구비한다. 각 돌출부(15)는 베이스면(14)으로부터 연장되는 평평한 형상의 돌출된 베이스면(14a), 유지면(13)으로부터 돌출된 베이스면(14a)을 향해 돌출하는 일반적으로 원통형의 표면으로 형성된 굴곡면(15a), 및 상기 돌출된 베이스면(14a)에 수직이고 상기 굴곡면(15a) 및 돌출된 베이스면(14a)을 연결하는 측면(15b)을 가진다.
막(21)은 탄성체(11)의 유지면(13)을 전체적으로 덮도록 탄성체(11)상에 유지된다. 도체부(31)는 막(21)의 표면상에 막(21)의 길이방향으로 서로 간격을 두고 길이방향에 수직인 막(21)의 폭방향으로 연장되는 띠형상(strip-like) 패턴으로 배치된다. 그리하여, 각 도체부(31)는 돌출부(15) 및 상기 돌출부(15) 사이의 부분에 대응되는 배선패턴으로서 막(21)을 통해 유지면(13)상에 형성된다.
돌출부(15) 중 하나 위의 도체부(31)는 배선기판을 포함하는 접속 대상물(도시하지 않음)과 접촉된다. 다른 돌출부(15)상의 도체부(31)는 다른 배선기판을 포함하는 다른 접속 대상물(도시하지 않음)과 접촉된다. 따라서, 이들 접속 대상물은 도체부(31)를 통해 서로 접속된다.
탄성체(11)는 공지된 기술에 의해 형성될 수도 있다. 도체부(31)는 막(21)상에 금속 박막을 패터닝함으로써 얻어진다. 도금(plating), 스퍼터링 또는 에칭 등의 미세가공 기술을 사용하여, 금속 박막을 막(21)상에 대략 수 미크론(micron)단위로 증착할 수 있다. 또한, 도체부(31)는 좁은 피치 배열이 가능하도록 막(21)의 길이방향으로 0.5mm이하의 간격으로 배치될 수 있다. 막(21)으로서, FPC(Flexible Printed Circuit)를 사용할 수도 있다.
막(21)을 탄성체(11)의 유지면(13)에 부착하고 고정하여 추종(compliant)시킨다. 바람직하게는, 탄성체(11)는 실리콘계 고무 재료 등의 내열성을 가진 고무재료로 이루어진다. 탄성체(11)는 젤(gel) 재료로 이루어질 수도 있다.
탄성체(11)와 막(21)은 상기 탄성체(11) 및 막(21) 중 적어도 하나에 접착제 또는 커플링제(coupling agent)를 도포하여 서로 부착할 수도 있다. 또한, 탄성체(11) 및 막(21)은 열 용착(thermal welding)에 의해 부착될 수도 있다. 막(21)은 폴리이미드(polyimide) 수지 또는 아라미드(aramid) 수지 등의 한 종류의 수지를 사용하여 형성될 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전기접속 부재에 대하여 설명할 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 전기접속 부재(10)의 부품과 유사한 부품에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 그 설명을 생략할 것이다.
도 3 및 도 4의 전기접속 부재(20)에 있어서, 탄성체(11)는 돌출부(15)상에 형성된 복수의 홈(17)을 가진다. 따라서, 각 돌출부(15)는 홈(17)에 의해 서로 분리된 복수의 돌기(16)로 나눠진다. 즉, 각 홈(17)은 인접하는 돌기(16)들 사이에 위치한다. 각 돌기(16)는 홈(17), 굴곡면(15a), 측면(15b), 및 돌출된 베이스면(14a)에 의해 규정된다.
탄성체(11)에 형성된 홈(17)은 탄성체(11)가 폭방향으로 가압되어 변형될 때 탄성체(11)에 대한 릴리프 공간(relief space)으로서 기능한다. 따라서, 주어진 하중하에서 전기접속 부재의 변형능력(deformability)의 개선이 기대된다. 홈(17)의 형상을 바꿈으로써, 전기접속 부재의 변형능력을 용이하게 변화시킬 수 있다.
막(21)이 탄성체(11)에 의해 유지될 때, 돌기(16)에 대응되는 부분에 도체부(31)가 배치된다. 즉, 도체부(31)들 중 인접하는 것들 사이 마다의 공간에 대응되는 부분에 홈(17)이 형성된다. 막(21)은 홈(17)을 덮도록 연장된다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전기접속 부재에 대하여 설명할 것이다. 도 3 및 도 4에 도시된 전기접속 부재(20)의 부품과 유사한 부품에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 그 설명을 생략할 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 전기접속 부재(30)에 있어서, 막(21)은 탄성체(11)의 홈(17)에 대면하는 부분을 절단하여 형성된 복수의 절단부(23; cutout portion)를 가진다. 막(21)에 절단부(23)를 형성함으로써, 인접하는 도체부(31) 사이의 탄성체(11)의 각 부분은 독립적으로 변형될 수 있다. 따라서, 도체부(31)의 높이에 있어서의 약간의 차이뿐만 아니라 접속 대상물의 변형(distortion) 또는 휨(warping)에 대하여, 도체부(31)의 레벨에서 안정된 접속을 달성할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 도 5에 도시된 전기접속 부재(30)를 사용하는 커넥터의 제1 실시예에 대하여 설명할 것이다.
도 7에 도시된 커넥터(50)는 프레임으로서의 절연체(51)를 포함한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 절연체(51)는 기다란 막대형상이며, 길이방향으로 연장되는 기다란 관통구멍인 2개의 유지홀(52)을 구비하며, 상기 유지홀은 길이방향으로 서로 인접하게 연속하여 배치되어 있다. 전기접속 부재(30)가 각 유지홀(52)에 삽입되어 절연체(51)에 고정된다. 이 상태에서, 절연체(51)로부터 외측을 향해 돌기(16)가 돌출된다. 그리하여, 각 도체부(31)의 대향단부도 노출된다.
커넥터(50)에서, 유지홀(52)은 접속 대상물의 접촉부의 배열에 맞추어 절연체(51) 내에 형성된다. 접속 대상물의 접촉부의 수 및 위치에 적합시킨 전기접속 부재(30)가 각 유지홀(52)에 삽입되어 유지된다. 상술한 커넥터(50)는 구조가 단순하고, 따라서 제조가 용이하며, 융통성이 높고, 양산성이 우수하다.
도 9 및 도 10을 참조하여, 도 5에 도시된 전기접속 부재(30)를 사용하는 커넥터의 제2 실시예에 대하여 설명할 것이다.
도 9에 도시된 커넥터(60)는 프레임으로서의 절연체(61)를 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 절연체(61)는 직사각형의 평평한 판형상이며, 길이방향으로 연장하는 그 에지부를 따라 형성된 2개의 유지홀(62)을 구비하며, 상기 유지홀은 서로 나란히 배열되어 있다. 각 유지홀(62)은 두께방향으로 절연체(61)를 관통하는 기다란 관통구멍이다. 전기접속 부재(30)가 각 유지홀(62)에 삽입되어 절연체(61)에 고정된다. 이 상태에서, 절연체(61)로부터 외측을 향해 돌기(16)가 돌출된다. 그리하여, 각 도체부(31)의 대향단부가 또한 노출된다.
커넥터(60)에서, 유지홀(62)은 접속 대상물의 접촉부의 배열에 맞추어 절연체(61) 내에 형성된다. 접속 대상물의 접촉부의 수 및 위치에 적합시킨 전기접속 부재(30)가 각 유지홀(62)에 삽입되어 그 안에서 유지된다. 상술한 커넥터(60)는 구조가 단순하므로, 제조가 용이하며, 융통성이 높고, 양산성이 우수하다.
도 11 및 도 12를 참조하여, 도 5에 도시된 전기접속 부재(30)를 사용하는 커넥터의 제3 실시예에 대하여 설명할 것이다.
도 11에 도시된 커넥터(70)는 프레임으로서의 절연체(71)를 포함한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 절연체(71)는 정사각형 형상에 근접하는 직사각형의 평평한 판형상을 가지며, 그 에지부를 따라 4개의 유지홀(72)이 각각 형성되어 있다. 각 유지홀(72)은 두께방향으로 절연체(71)를 관통하는 기다란 관통구멍이다. 전기접속 부재(30)가 각 유지홀(72)에 삽입되어 절연체(71)에 고정된다. 이 상태에서, 절연체(71)로부터 외측을 향해 돌기(16)가 돌출된다. 그리하여, 각 도체부(31)의 대향단부가 또한 노출된다.
커넥터(70)에 있어서, 4개의 유지홀(72)이 접속 대상물의 접촉부의 배열에 맞추어 절연체(71) 내에 형성된다. 접속 대상물의 접촉부의 수 및 위치에 적합시킨 전기접속 부재(30)가 각 유지홀(72)에 삽입되어 그 안에서 유지된다. 상술한 커넥터(70)는 구조가 단순하므로, 제조가 용이하며, 융통성이 높고, 양산성이 우수하다.
도 13 및 도 14를 참조하여, 도 5에 도시된 전기접속 부재(30)를 사용하는 커넥터의 제4 실시예에 대하여 설명할 것이다.
도 13에 도시된 커넥터(80)는 프레임으로서의 절연체(81)를 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 절연체(81)는 정사각형 형상에 근접하는 직사각형의 평평한 판형상을 가지며, 절연체(81)의 전체 영역에 걸쳐서 형성된 다수의 유지홀(82)을 가진다. 각 유지홀(82)은 두께방향으로 절연체(81)를 관통하는 기다란 관통구멍이 다. 전기접속 부재(30)가 각 유지홀(82)에 삽입되어 절연체(81)에 고정된다. 이 상태에서, 절연체(81)로부터 외측을 향해 돌기(16)가 돌출된다. 그리하여, 도 5에 도시된 각 도체부(31)의 대향단부가 또한 노출된다.
커넥터(80)에 있어서, 유지홀(82)이 접속 대상물의 접촉부의 배열에 맞추어 절연체(81)에 형성된다. 접속 대상물의 접촉부의 수 및 위치에 적합시킨 전기접속 부재(30)가 각 유지홀(82)에 삽입되어 그 안에서 유지된다. 상술한 커넥터(80)는 구조가 단순하므로, 제조가 용이하며, 융통성이 높고, 양산성이 우수하다.
전기접속 부재(30)가 도 13에 도시된 유지홀(82) 중 일부에 유지되어 있지만, 전기접속 부재(30)가 모든 유지홀(82)에 유지될 수도 있다. 접속 대상물이 20×4 배열의 접촉부를 가질 경우, 100개의 콘택트를 가지는 전기접속 부재가 5개의 부분으로 나눠져서 절연체(81)에 삽입된다.
도 15를 참조하여, 도 5에 도시된 전기접속 부재(30)를 사용하는 일례에 대하여 설명할 것이다.
도 15를 참조하면, 커넥터가 LGA(Land Grid Array) 또는 BGA(Ball Grid Array) 칩을 사용하고 있다. 커넥터는 도 5에 도시된 전기접속 부재(30)가 장착된 커넥터 엘리먼트(40)가 그 하부에 배치되어 있다. 커넥터 엘리먼트(40)는 접속 대상물로서의 기판(312)상에 장착된다. 커넥터 엘리먼트(40)상에, 상대측 접속 대상물(322)이 놓여있다. 커넥터 엘리먼트(40)는 스프링(323)에 의해 가압된다.
도 16을 참조하여, 도 11에 도시된 커넥터(70)를 사용하는 일례에 대하여 설명할 것이다.
도 16에 있어서, 커넥터(70)의 절연체(71)의 중앙 공간에 접착제(411)가 도포된다. 접착제(411)는 도 15에 도시된 상대측 접속 대상물(322)이 커넥터(70)에 접속하도록 유지한다. 접착제(411) 대신에, 양면 접착 테이프를 부착할 수도 있다.
도 15 및 도 16과 관련하여 설명한 예에서, 접속 대상물과의 접속을 위해 납땜을 이용하지 않는다. 따라서, 배열 오류 등의 발생시에 접속 및 분리 동작의 재생이 여러번 가능하다. 그리하여, 상술한 커넥터는 IC 칩, 플렉시블 프린트 배선기판 등의 배선기판, 서브캐리어(subcarrier) 등의 접속에 적합하다.
이상, 본 발명을 그 바람직한 몇몇 실시형태과 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 덧붙여진 청구범위내에서 당업자에 의해 변형될 수 있다.
본 발명에 따르면, 낮은 접속 압력, 납땜하지 않는 고정(fixation), 그리고 여러번의 접속 및 비접속 동작의 재현을 허용하고 안정된 접속을 실현할 수 있는 커넥터 및 전기접속 부재를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 한정된 공간내에서의 소형화, 콘택트수의 증가, 및 피치를 좁게 하는 것을 용이하게 실현할 수 있는 커넥터 및 전기접속 부재를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 접속 대상물(connection object)과의 전기접속을 위한 전기접속 부재로서,
    서로 대향하는 방향으로 돌출하는 한쌍의 돌출부를 갖는 탄성체;
    상기 돌출부를 덮도록 상기 탄성체를 따라 연장되는 절연막; 및
    상기 절연막의 표면상에 상기 막의 길이 방향을 따라 서로 간격을 두고 형성되며 길이 방향에 수직인 상기 막의 폭 방향으로 상기 돌출부에 대응하는 부분들 사이에 연장되는 도체부(conductor portion)를 포함하는 전기접속 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 돌출부는 복수의 돌기를 가지며, 상기 돌기들 중 인접하는 돌기들은 홈(groove)에 의해 서로로부터 분리되어 있고, 상기 도체부는 상기 돌기에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기접속 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 막은 상기 홈을 덮도록 연장되는 것을 특징으로 하는 전기접속 부재.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 막은 상기 홈에 대응하여 형성된 절단부(cutout portion)를 가지는 것을 특징으로 하는 전기접속 부재.
  5. 서로 대면하는 2개의 접속 대상물 사이에 배치되며 상기 접속 대상물을 서로 전기적으로 접속시키는 커넥터로서,
    관통구멍으로서의 유지홀(holding hole)을 가지는 절연체; 및
    상기 유지홀에 삽입되는 전기접속 부재를 포함하고,
    상기 전기접속 부재는,
    상기 절연체로부터 2개의 접속 대상물을 향해 각각 돌출되는 한쌍의 돌출부를 가지는 탄성체,
    상기 돌출부를 덮도록 상기 탄성체를 따라 연장되는 절연막, 및
    상기 절연막의 표면상에서 상기 막의 길이 방향을 따라 서로 간격을 두고 형성되며 길이 방향에 수직인 상기 막의 폭 방향으로 상기 돌출부에 대응하는 부분들 사이에서 연장되는 도체부를 포함하는 커넥터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각 돌출부는 복수의 돌기를 가지며, 상기 돌기들 중 인접하는 돌기들은 홈에 의해 서로로부터 분리되어 있고, 상기 도체부는 상기 돌기에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 막은 상기 홈을 덮도록 연장되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 막은 상기 홈에 대응하여 형성된 절단부를 가지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연체는 로드(rode-like) 형상을 가지며, 상기 유지홀은 상기 절연체의 길이방향으로 연장되는 기다란 구멍인 것을 특징으로 하는 커넥터.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연체는 다각형의 판형상을 가지며, 상기 유지홀은 상기 절연체의 에지(edge)와 평행하게 연장되고 두께방향으로 절연체를 관통하는 기다란 구멍인 것을 특징으로 하는 커넥터.
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