KR101190016B1 - 탄성 전기 접촉단자 - Google Patents
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Abstract
단일 몸체로 이루어지는 탄성 전기 접촉단자가 개시된다. 상기 접촉단자는, 단일 몸체의 금속으로 이루어지며, 인쇄회로기판에 솔더링되는 고정부; 상기 고정부의 일단에서 제 1 회전 방향으로 벤딩되어 형성되는 제 1 텐션부; 상기 제 1 텐션부의 끝에서 수평으로 연장하는 연결부; 상기 연결부의 끝에서 상기 제 1 회전 방향과 반대의 제 2 회전 방향으로 벤딩되어 상방으로 연장 형성되는 제 2 텐션부; 상기 제 2 텐션부의 끝에서 상기 제 1 회전 방향으로 벤딩되어 형성되고 단부가 하방 내측으로 연장되는 접촉부; 상기 접촉부의 끝에서 상기 제 2 방향으로 벤딩되어 형성되는 제 3 텐션부; 및 상기 제 3 텐션부의 단부에서 상기 고정부와 평행하게 연장하며 상기 고정부의 표면에 접촉하는 지지부를 포함한다.
Description
본 발명은 탄성 전기 접촉단자에 관한 것으로, 특히 충전기의 전원 핀이나 안테나와 같이 전기적인 접촉이 필요한 부분에 장착하는 탄성 전기 접촉단자에 관련한다.
더욱 바람직하게, 본 발명은 표면실장장치(SMT)에 의해 리플로우 솔더링이 가능한 탄성 전기 접촉단자에 관한 것이다.
예를 들어, 휴대폰의 안테나를 인쇄회로기판의 회로패턴에 탄성을 갖고 전기적으로 연결하는데 탄성 전기 접촉단자가 사용된다.
종래기술에 따른 탄성 전기 접촉단자는 금속 스트립을 소정의 형상으로 프레스 하는데 지지부의 단부를 벤딩하여 텐션부를 형성하고, 적어도 하나의 접촉부를 형성하여 텐션부의 텐션에 의해 접촉부가 대상물을 탄성 지지하도록 하는 구조를 구비한다.
이와 같은 구성에 의하여, 대상물은 접촉부에 접촉하여 가압하기 때문에 접촉부는 하부로 이동하며, 이때 텐션부가 스프링 역할을 하여 접촉부에 탄성력을 부여하게 된다.
그러나, 종래기술에 따른 접촉단자는 다음과 같은 문제점이 내포되어 있다. 즉, 접촉부가 하방으로 이동되면 벤딩된 텐션부의 내측면에는 압축 응력이 발생되고, 중심선의 외측면에는 인장응력이 발생되고, 접촉부가 상부로 이동하게 되면 압축응력과 인장응력이 모두 해지된다. 이와 같이 반복되는 인장응력과 압축응력에 의하여 텐션부의 곡률을 어느 한계치 이하로 줄일 수 없게 된다.
따라서, 곡률의 한계성 때문에 접촉단자를 슬림화, 특히 높이를 낮추는데 한계가 있고, 그 결과 접촉단자를 구비한 전자기기, 가령 휴대폰의 본체를 슬림화하기 어렵다는 문제점이 있다.
반면, 텐션부의 곡률을 줄이게 되면 발생되는 인장응력과 압측응력이 증대되어 접촉단자를 많이 누르는 경우 접촉단자가 손상된다는 문제점이 있다.
또한, 접촉 단자를 많이 누르는 경우 탄성 복원력이 나쁘다는 단점이 있다.
이와 같이, 탄성 전기 접촉단자가 손상되거나 탄성 복원력이 나쁜 경우 대상물과 접촉 전기 저항이 커진다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 높이를 충분히 낮출 수 있는 탄성 전기 접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반복적인 사용에도 탄성 복원력이 좋은 탄성 전기 접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 높이에서도 탄성 복원력이 좋은 탄성 전기 접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 위치에서 대상물과 균일하게 접촉이 이루어질 수 있는 탄성 전기 접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표면실장장치에 의해 리플로우 솔더링이 가능하여 인쇄회로기판에 경제성 있게 장착할 수 있는 탄성 전기 접촉단자를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 단일 몸체의 금속으로 이루어지며, 인쇄회로기판에 솔더링되는 고정부; 상기 고정부의 일단에서 제 1 회전 방향으로 벤딩되어 형성되는 제 1 텐션부; 상기 제 1 텐션부의 끝에서 수평으로 연장하는 연결부; 상기 연결부의 끝에서 상기 제 1 회전 방향과 반대의 제 2 회전 방향으로 벤딩되어 상방으로 연장 형성되는 제 2 텐션부; 상기 제 2 텐션부의 끝에서 상기 제 1 회전 방향으로 벤딩되어 형성되고 단부가 하방 내측으로 연장되는 접촉부; 상기 접촉부의 끝에서 상기 제 2 방향으로 벤딩되어 형성되는 제 3 텐션부; 및 상기 제 3 텐션부의 단부에서 상기 고정부와 평행하게 연장하며 상기 고정부의 표면에 접촉하는 지지부를 포함하는 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 탄성 전기접촉단자가 대상물에 의해 최대로 눌린 경우, 상기 접촉부와 상기 제 1 텐션부가 상기 대상물과 접촉하여 상기 제 2 텐션부에 의해 완충 지지된다.
바람직하게, 상기 고정부의 이면에는, 전면으로 돌출하는 그루우브가 길이방향으로 연장 형성된다.
바람직하게, 상기 그루우브는 상기 제 1 텐션부까지 연장하여 형성된다.
바람직하게, 상기 접촉부의 표면에는 좁은 폭을 갖는 돌출부가 상기 벤딩 방향을 따라 형성되어 상기 대상물과의 접촉 면적을 줄인다.
바람직하게, 상기 고정부의 폭 방향의 양쪽 가장자리를 따라 벤딩에 의해 상기 몸체와 일체로 형성된 채널이 형성되어, 상기 접촉부의 눌림에 의해 상기 지지부가 이동할 때 상기 지지부의 양쪽 가장자리를 안내한다.
바람직하게, 상기 접촉부에서 상기 제 3 텐션부까지의 폭은 상기 채널 사이의 거리보다 작은 치수로 형성하여 상기 채널 사이에 쉽게 수용되도록 할 수 있다.
바람직하게, 상기 고정부의 단부에는 상기 지지부의 단부와 접촉하는 스토퍼가 돌출 형성된다.
바람직하게, 상기 제 1 텐션부는 직선에 가까운 완만한 곡선을 이루도록 벤딩되고, 상기 제 3 텐션부는 상기 대상물의 가압력에 의해 후방으로 밀려 상기 제 1 텐션부에 접촉한다.
바람직하게, 상기 탄성 전기접촉단자는 캐리어에 릴 테이핑되어 상기 연결부에서 진공 픽업되어 상기 고정부에서 인쇄회로기판 위의 솔더 크림과 리플로우 솔더링 된다.
상기의 구조에 의하면, 어느 특정 텐션부에만 전적으로 대상물의 가압력이 가해지지 않고 순차로 교대하여 탄성력이 가해지므로 반복적인 사용에도 텐션부가 파손되지 않고 탄성 복원력이 좋으며, 그 결과 탄성 전기 접촉단자의 높이를 충분히 낮출 수 있게 된다.
또한, 다양한 높이에서 탄성 복원력이 좋으며, 다수의 위치에서 대상물과 균일하게 접촉이 이루어질 수 있다.
또한, 진공픽업이 가능하여 표면실장장치에 의해 리플로우 솔더링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 전기 접촉단자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 탄성 전기 접촉단자의 작용을 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄성 전기 접촉단자를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 탄성 전기 접촉단자를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 탄성 전기 접촉단자의 작용을 설명한다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 탄성 전기 접촉단자의 작용을 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄성 전기 접촉단자를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 탄성 전기 접촉단자를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 탄성 전기 접촉단자의 작용을 설명한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 전기 접촉단자를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.
탄성 전기 접촉단자(100)는 단일 몸체의 금속으로 이루어지며, 금속 스트립(strip)을 프레스 하여 제작할 수 있다.
바람직하게, 탄성 전기 접촉단자(100)는 탄성이 좋은 금속 스트립으로 제조되며 솔더링이 가능하게 주석, 은 또는 금이 도금이 될 수 있다.
탄성 전기 접촉단자(100)는 일단에서 타단으로 순차로 연장하면서 고정부(110), 제 1 텐션부(120), 연결부(130), 제 2 텐션부(140), 접촉부(150), 제 3 텐션부(160), 및 지지부(170)로 이루어진다.
고정부(110)는 가령 인쇄회로기판의 회로 또는 접지패턴에 솔더링되어 고정됨으로써 제 1 내지 제 3 텐션부(120, 140, 160)가 흔들리지 않고 원활하게 완충 기능을 수행하도록 한다.
바람직하게, 고정부의 이면은 솔더링이 용이하게 대략 평면일 수 있다.
바람직하게, 솔더링은 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이다.
바람직하게, 고정부(110)의 이면에는 길이방향으로 연장하는 적어도 하나 이상의 그루우브(112)가 형성되어 전면으로 돌출된다. 이러한 구조에 의하면, 그루우브(112)가 이면으로부터 전면으로 돌출되도록 형성됨으로써, 고정부(110)의 지지 강도를 증가시키며, 고정부(110)가 인쇄회로기판에 솔더링에 의해 고정될 때 그루우브(112) 내부로 솔더가 유입되어 솔더링의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그루우브(112)는 가령 널링 등으로 형성할 수 있으며, 직경이나 깊이 또는 단면 형상에는 특별한 한정이 없다.
제 1 텐션부(120)는 고정부(110)의 일단에서 일정한 곡률반경으로, 가령 도 1과 같이 반시계방향으로 벤딩되어 형성된다.
바람직하게, 도시되지 않았지만 제 1 텐션부(120)에는 적어도 하나 이상의 그루우브가 형성될 수 있다.
제 1 텐션브(120)에 형성된 그루우브는 제 1텐션부(120)의 지지 강도를 증가 시키고 탄성 복원력을 좋게 한다.
바람직하게, 그루우브(112)는 제 1 텐션부(120)까지 연장하여 형성된다.
연결부(130)는 제 1 텐션부(120)의 끝에서 고정부(110)와 수평으로 연장한다. 고정부(110)가 수평으로 구성된 경우에는 고정부(110)에 평행하게 연장하면 된다.
제 2 텐션부(140)는 제 1 접촉부(130)의 끝에서 다른 곡률반경으로 벤딩되며, 가령 도 1과 같이, 제 1 텐션부(120)와 다른 방향인 시계방향으로 벤딩되어 상방으로 연장 형성된다.
바람직하게, 제 1 텐션부(120)의 곡률반경이 제 2 텐션부(140)의 곡률반경보다 작을 수 있다.
접촉부(150)는 대상물에 접촉하는 부분으로 제 2 텐션부(140)와 다른 방향, 즉 도 1에서처럼 반시계방향으로 벤딩되어 형성되며, 단부가 하방 내측으로 향하여 연장되며, 바람직하게 직선으로 연장된다.
바람직하게, 접촉부(150)의 표면에는 좁은 폭을 갖는 돌출부(152)가 벤딩방향을 따라 형성되어, 대상물과의 접촉 면적을 줄일 수 있다.
또한, 제 3 텐션부(160)는 접촉부(150)의 단부에서 접촉부(150)와 다른 방향, 즉 도 1에서처럼 시계방향으로 벤딩되어 형성된다.
지지부(170)는 제 3 텐션부(160)의 단부에서 고정부(110)와 평행하게 연장하며 고정부(110)의 표면에 접촉하거나, 그루우브(112)가 형성된 경우에는 그루우브(112)에 접촉한다. 지지부(170)는, 후술하는 것처럼, 대상물이 탄성 전기 접촉단자(100)를 가압할 때, 제 1 내지 제 3 텐션부(120, 140, 160)의 완충 작용에 의한 변형과 접촉부(150)의 변위를 지지하는 역할을 하며, 이를 위해 지지부(170) 자체가 고정부(110)에 대해 슬라이드 된다.
바람직하게, 탄성 전기접촉단자(100)는 캐리어에 릴 테이핑되어 연결부(130)에서 진공 픽업되어 고정부(110)에서 인쇄회로기판 위의 솔더 크림과 리플로우 솔더링 된다.
이하, 상기의 구조를 갖는 탄성 전기 접촉단자(100)의 작용에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 탄성 전기 접촉단자(100)의 작용을 설명한다.
고정부(110)가 가령 인쇄회로기판(10)에 솔더링된 상태에서 탄성 전기 접촉단자(100)의 상부에 위치한 대상물(20)이 하방으로 이동하는 경우 접촉부(150)와 접촉하면서 접촉부(150)를 가압한다.
이때, 대상물(20)이 접촉부(150)의 돌출부(152)와 접촉하는 경우, 접촉 면적이 줄어들면서 돌출부(152)에는 더 큰 압력이 가해지므로 탄성 전기 접촉단자(100)가 안정적으로 완충 동작을 수행할 수 있으며 전기 접촉저항이 작아진다.
대상물(20)이 하방으로 계속 이동하면, 도 3에 나타낸 것처럼, 대상물(20)의 가압력에 의해 접촉부(150)가 반시계방향으로 회전하면서 제 3 텐션부(160)에 가압력이 전달되고, 그 결과 제 3 텐션부(160)는 가압력을 완충 지지하면서 내측으로 밀리고, 지지부(170)는 제 3 텐션부(160)가 안정적으로 밀리도록 고정부(110)의 표면 위에 슬라이드 된다.
이와 동시에, 대상물(20)의 가압력은 제 2 텐션부(140)와 연결부(130)를 통하여 제 1 텐션부(120)에 전달되어 제 1 텐션부(120)가 이를 탄성 지지한다.
이 상태는, 접촉부(150)가 고정부(110)의 표면에 닿을 때까지 지속되며, 접촉부(150)가 고정부(110)의 표면에 접촉하는 순간, 대상물(20)은 제 1 텐션부(120)에도 접촉함으로써 대상물(20)의 가압력은 균등하게 2등분 되고, 제 2 텐션부(140)는 대상물(20)을 완충 지지한다.
이러한 구조에 의하면, 어느 특정 텐션부에만 전적으로 대상물의 가압력이 가해지지 않고 순차로 교대하여 탄성력이 가해지므로 반복적인 사용에도 각 텐션부가 파손되지 않고 탄성 복원력이 좋고, 그 결과 탄성 전기 접촉단자의 높이를 충분히 낮출 수 있게 된다.
또한, 다양한 높이에서 탄성 복원력이 좋다.
결과적으로, 대상물(20)의 가압력은 제 1 텐션부(120)와 접촉부(150)에 의해 지지됨과 동시에 제 2 텐션부(140)에 의해 부가적으로 지지되어 가압력이 균일하게 분산되므로 탄성 전기 접촉단자의 전체적인 높이를 낮게 하더라도 각 텐션부의 파손을 방지할 수 있고 탄성 복원력이 좋다.
이와 달리, 대상물(20)에 접촉부(150)만이 접촉하는 경우도 있을 수 있지만, 이 경우에도 대상물(20)이 제 1 텐션부(120)와의 접촉으로 지지되는 것을 제외하고는 상기한 것과 동일한 작용이 일어난다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄성 전기 접촉단자(200)를 나타내는 사시도이다.
이 실시 예에 의하면, 고정부(110)의 폭 방향의 양쪽 가장자리를 따라, 가령 멘딩에 의해 일체로 채널(114)이 형성된다.
바람직하게, 고정부(110)의 단부에는 스토퍼(116)가 돌출 형성되나 이에 한정하지는 않는다.
이 실시 예에서 채널(114)의 단면 형상은 'ㄱ'자 형상이지만, 이에 한정되지 않고 단순히 'I'자 형상일 수도 있다. 특히, 단면 형상이 'ㄱ'자 형상인 경우, 접촉부(150)에서 제 3 텐션부(160)까지의 폭은 채널(114) 사이의 거리보다 작은 치수로 형성하여 채널(114) 사이에 쉽게 수용되도록 할 수 있다.
채널(114)은 지지부(170)의 양쪽 가장자리를 지지하여 폭 방향으로 유동되는 것을 방지하여 완충 작용이 안정적으로 일어나도록 하는 역할을 하며, 솔더링시 고정부(110)의 양쪽 가장자리를 따라 발생하는 납 오름에 의해 지지부(170)가 고정부(110)에 고착되는 것을 방지한다.
또한, 스토퍼(116)은 지지부(170)의 길이방향 단부를 지지하여 길이방향으로 유동되는 것을 방지한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 탄성 전기 접촉단자(300)를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5의 탄성 전기 접촉단자의 작용을 설명한다.
이 실시 예에 의하면, 탄성 전기 접촉단자(300)의 전체적인 높이를 증가시킨 형상을 나타내고 있다.
이를 위해, 제 1 텐션부(120)의 곡률 반경을 크게 하여 직선에 가까운 완만한 곡선을 이루도록 하였고, 제 2 텐션부(140)의 높이를 증가시켰다. 또한, 연결부(130)의 연장 길이를 짧게 하여 전체적으로 길이와 높이의 비가 대략 1:1 정도를 이루도록 구성한다.
도 6을 참조하면, 제 3 텐션부(160)는 대상물의 가압력에 의해 후방으로 밀려 제 1 텐션부(120)에 접촉하여 멈추게 된다.
이 경우, 연결부(130)는 대상물과 접촉하지 않을 수 있어 보다 신뢰성 있는 탄성 복원력을 제공할 수 있다.
또한, 대상물에 의해 눌리는 높이를 제어할 수 있다는 이점이 있다.
바람직하게, 고정부(110)에 형성된 그루우브(112)가 제 1 텐션부(120)까지 연장하여 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 그루우브(112)에 의해 구조적 강도가 향상되어 제 3 텐션부(160)에 의해 가압을 안정적으로 지지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100: 탄성 전기 접촉단자
110: 고정부
120: 제 1 텐션부
130: 연결부
140: 제 2 텐션부
150: 접촉부
160: 제 3 텐션부
170: 지지부
110: 고정부
120: 제 1 텐션부
130: 연결부
140: 제 2 텐션부
150: 접촉부
160: 제 3 텐션부
170: 지지부
Claims (11)
- 단일 몸체의 금속으로 이루어지며,
인쇄회로기판에 솔더링되는 고정부;
상기 고정부의 일단에서 제 1 회전 방향으로 벤딩되어 형성되는 제 1 텐션부;
상기 제 1 텐션부의 끝에서 수평으로 연장하는 연결부;
상기 연결부의 끝에서 상기 제 1 회전 방향과 반대의 제 2 회전 방향으로 벤딩되어 상방으로 연장 형성되는 제 2 텐션부;
상기 제 2 텐션부의 끝에서 상기 제 1 회전 방향으로 벤딩되어 형성되고 단부가 하방 내측으로 연장되는 접촉부;
상기 접촉부의 끝에서 상기 제 2 방향으로 벤딩되어 형성되는 제 3 텐션부; 및
상기 제 3 텐션부의 단부에서 상기 고정부와 평행하게 연장하며 상기 고정부의 표면에 접촉하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 1에 있어서,
상기 탄성 전기접촉단자가 대상물에 의해 최대로 눌린 경우, 상기 접촉부와 상기 제 1 텐션부가 상기 대상물과 접촉하여 상기 제 2 텐션부에 의해 완충 지지 되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 1에 있어서,
상기 고정부의 이면에는, 전면으로 돌출하는 그루우브가 길이방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 3에 있어서,
상기 그루우브는 상기 제 1 텐션부까지 연장하여 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 1에 있어서,
상기 접촉부의 표면에는 좁은 폭을 갖는 돌출부가 상기 벤딩 방향을 따라 형성되어 대상물과의 접촉 면적을 줄이는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 1에 있어서,
상기 고정부의 폭 방향의 양쪽 가장자리를 따라 벤딩에 의해 상기 몸체와 일체로 형성된 채널이 형성되어, 상기 접촉부의 눌림에 의해 상기 지지부가 이동할 때 상기 지지부의 양쪽 가장자리를 안내하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기 접촉단자. - 청구항 6에 있어서,
상기 접촉부에서 상기 제 3 텐션부까지의 폭은 상기 채널 사이의 거리보다 작은 치수로 형성하여 상기 채널 사이에 쉽게 수용되도록 한 것을 특징으로 하는 탄성 전기 접촉단자. - 청구항 1에 있어서,
상기 고정부의 단부에는 상기 지지부의 단부와 접촉하는 스토퍼가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 텐션부는 직선에 가까운 완만한 곡선을 이루도록 벤딩되고,
상기 제 3 텐션부는 대상물의 가압력에 의해 후방으로 밀려 상기 제 1 텐션부에 접촉하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기 접촉단자. - 청구항 9에 있어서,
상기 고정부와 제 1 텐션부의 이면에는, 전면으로 돌출하는 그루우브가 길이방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 1에 있어서,
상기 탄성 전기접촉단자는 캐리어에 릴 테이핑되어 상기 연결부에서 진공 픽업되어 상기 고정부에서 인쇄회로기판 위의 솔더 크림과 리플로우 솔더링 되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
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