KR101239640B1 - 커넥터 및 이를 이용한 전자장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자장치의 각 구성요소를 전기적으로 접속시키기 위한 커넥터에 관한 것으로서, 본 발명의 일측면에 의하면, 상측으로 개구되는 핀 삽입구를 갖는 하우징; 상기 하우징의 내부에 삽입되어 고정되는 고정부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 제1 리드부를 포함하는 고정편; 및 상기 핀 삽입구에 삽입되는 접속부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 제2 리드부를 포함하는 접속편;을 포함하고, 상기 고정편과 접속편이 상기 하우징 내부에서 전기적으로 분리되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥터가 제공된다.

Description

커넥터 및 이를 이용한 전자장치{CONNECTOR AND ELECTRONIC APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 전자장치의 각 구성요소를 전기적으로 접속시키기 위한 커넥터에 관한 것이다.

일반적으로, 커넥터는 많은 전자 제품에서 다양한 구성 및 형태로 사용되고 있는 것으로서, 특히 인쇄회로기판에 부착되는 커넥터는 통상적으로는 서로 결합되는 암, 수 커넥터 한 쌍으로 구성된다. 이 중, 수커넥터는 내부에 복수의 핀이 장착되어 있으며, 암커넥터의 경우 상기 복수의 핀이 내측에 삽입되는 터미널을 포함하게 된다. 상기 터미널은 리드부와 연결되어 있고, 상기 리드부는 일반적으로 인쇄회로기판에 솔더링 등의 방법에 의해 실장되게 된다.

따라서, 상기와 같은 구조를 갖는 커넥터는 전자장치가 사용되는 과정에서 상기 핀과 터미널 사이의 전기적인 접속이 안정적으로 유지될 수 있어야 하며, 충격이나 진동이 가해지는 경우에도 핀이 이탈되지 않을 정도의 체결력도 갖춰야 한다. 그러나, 이러한 체결력이 지나치게 큰 경우에는 커넥터의 체결 및 분리가 어려워질 뿐만 아니라, 체결 및 분리과정에서 상기 터미널이 손상되거나 상기 리드부가 인쇄회로기판으로부터 분리될 위험도 존재하므로, 체결 및 분리가 용이하면서도 안정적인 접속을 유지할 수 있는 커넥터를 개발하기 위해 종래부터 다양한 시도가 있어왔다.

도 1은 종래의 일반적인 커넥터의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 상기 커넥터의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 커넥터(10)는 합성수지재로 이루어지는 하우징(12)과 상기 하우징(12)의 내부에 내장되는 컨택트(14)를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(12)은 상부에 서로 결합되는 다른 커넥터의 핀이 내부로 삽입될 수 있도록 하는 핀 삽입구(16)가 형성되고, 상기 컨택트(14)의 하단부에는 도시되지 않은 인쇄회로기판에 솔더링되는 리드부(18)가 형성된다. 따라서, 상기 커넥터(10)는 상기 리드부(18)를 솔더링하여 인쇄회로기판에 고정된다.

상기 컨택트(14)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하단부의 양측으로 리드부(18)가 형성되고, 상기 리드부(18)의 사이에서 상측으로 고정편(20) 및 접속부(22)가 상향으로 돌출되도록 형성된다. 여기서, 상기 고정편(20)는 상기 하우징(12)의 내부에 삽입되어 상기 컨택트(14)가 하우징으로부터 이탈되지 않도록 고정하는 역할을 하며, 상기 접속부(22)는 상기 핀 삽입구(16)의 내부에 위치하여, 핀과 전기적으로 접속되는 단자로서 기능한다.

한편, 최근 엘이디(LED)를 백라이트로 하는 엘씨디(LCD)티브이(TV)의 보급율이 높아지고 있다. 상기 엘이디를 이용한 백라이트 장치는 전류원과 상술한 형태의 커넥터를 이용하여 접속되며, 상기 커넥터를 통한 전류의 전달 과정에서, 커넥터가 갖는 저항 및 커패시턴스에 의해서 일정 부분의 전류가 손실되게 되는데, 이렇게 소모되는 전류를 최소화할 필요가 있다.

구체적으로, 상기 엘이디는(LED)는 전류원(Current Source)으로 구동하는 소자인데, 전류원(Current Source)은 기생 캐패시턴스의 영향을 많이 받게 된다. 이런 이유는 기생 캐패시턴스에 전류원에서 나오는 전자가 기생 캐패시턴스의 간극을 채우게 되면서, 임피던스 역할을 하게 되고, 이 임피던스가 상기 엘이디를 구동하는 전압을 불안정하게 하거나 낮게 하는 역할을 할 수 있다.

특히, 상기 커넥터에 의해 이는 반드시 엘이디를 백라이트로서 사용하는 엘씨디 티브이뿐만 아니라 엘이디 혹은 유기전계발광소자를 사용하는 일반적인 전자기기에서도 마찬가지이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제를 극복하기 위해 안출된 것으로서, 종래에 비해서 기생캐패시턴스에 의한 임피던스가 전류 손실량을 감소시킬 수 있는 커넥터를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

본 발명은 또한, 종래에 비해 전류 손실량을 감소시킬 수 있는 커넥터를 이용하여 소비전력을 줄이고 안정된 광원을 공급할 수 있는 전자기기를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 상측으로 개구되는 핀 삽입구를 갖는 하우징; 상기 하우징의 내부에 삽입되어 고정되는 고정부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 리드부를 포함하는 고정편; 및 상기 핀 삽입구에 삽입되는 컨텍부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 접점부를 포함하는 접속편;을 포함하고, 상기 고정편과 접속편이 상기 하우징 내부에서 전기적으로 분리되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥터가 제공된다.

본 발명자들의 연구결과 종래의 커넥터에서 전류의 이동경로는 상기 접점부에서 컨텍부 사이에 형성되기만 하면 충분하며, 고정편에까지 전류가 전달될 필요가 없음을 확인하였다. 구체적으로, 고정편과 접속편이 일체로 이루어져 불필요하게 고정편에까지 전류가 통전되면서 커넥터가 갖는 전체 저항 및 커패시턴스가 증가하게 되어 그로 인한 전류의 손실이 증가하게 된다. 따라서, 본 발명의 상기 측면에서는 상기 고정편과 접속편을 전기적으로 분리함으로써, 통전된 전류가 고정편으로는 전달되지 못하도록 하여 저항 및 커패시턴스를 줄여서 전류 손실을 그만큼 줄이도록 하고 있다. 아울러, 종래에 고정편으로 통전된 전류에 의해 생기던 발열을 줄여서, 전체적인 발열량도 줄일 수 있게 된다.

여기서, 상기 하우징 내에 격벽이 형성되고, 상기 고정편과 접속편이 상기 격벽에 의해 서로 분리되도록 할 수 있다.

또한, 상기 격벽의 하단부를 상기 고정편 및 접속편의 하단부보다 하측으로 돌출되도록 연장시킬 수 있다. 아울러, 상기 격벽의 하단부는 상기 접점부가 솔더링된 상태에서 인쇄회로기판의 표면에 닿을 정도까지 연장될 수 있다.

한편, 상기 격벽은 상기 핀 삽입구의 일측벽을 이루도록 할 수 있다.

그리고, 상기 고정편의 표면에는 상기 하우징의 내벽면에 삽입되는 복수 개의 고정돌기가 형성될 수 있다.

또한, 상기 고정편은 상기 하우징과 인서트 사출방식에 의해 결합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 복수 개의 전자소자가 실장되는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판상에 솔더링되어 고정되는 제1 커넥터; 및 상기 제1 커넥터와 전기적으로 접속되는 제2 커넥터;를 포함하는 전자장치로서, 상기 제1 커넥터는 상측으로 개구되는 핀 삽입구를 갖는 하우징; 상기 하우징의 내부에 삽입되어 고정되는 고정부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 리드부를 포함하는 고정편; 및 상기 핀 삽입구에 삽입되는 컨텍부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 접점부를 포함하는 접속편;을 포함하고, 상기 고정편과 접속편이 상기 하우징 내부에서 전기적으로 분리되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전자장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 복수 개의 전자소자가 실장되는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판상에 솔더링되어 고정되는 제1 커넥터; 및 상기 제1 커넥터와 전기적으로 접속되는 제2 커넥터;를 포함하는 평판표시장치용 백라이트 어셈블리로서, 상기 제1 커넥터는 상측으로 개구되는 핀 삽입구를 갖는 하우징; 상기 하우징의 내부에 삽입되어 고정되는 고정부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 리드부를 포함하는 고정편; 및 상기 핀 삽입구에 삽입되는 컨텍부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 접점부를 포함하는 접속편;을 포함하고, 상기 고정편과 접속편이 상기 하우징 내부에서 전기적으로 분리되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 백라이트 어셈블리가 제공된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 측면들에 의하면, 통전된 전류가 고정편으로는 전달되지 못하도록 하여 저항 및 커패시턴스를 줄여서 전류 손실을 줄이도록 하고 있다. 아울러, 종래에 고정편으로 통전된 전류에 의해 생기던 발열을 줄여서, 전체적인 발열량도 줄일 수 있게 된다.

도 1은 종래의 일반적인 커넥터를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 커넥터의 내부구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 커넥터의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 실시예의 내부구조를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 실시예의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 실시예가 적용된 LED 백라이트 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 커넥터의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 커넥터의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 4는 상기 실시예를 도시한 평면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 실시예(100)는 합성수지재로 이루어지는 하우징(110)과 상기 하우징(110)의 내부에 고정되는 도전성 금속박판으로 이루어지는 컨택트를 포함하고 있다.

상기 하우징(110)은 상기 컨택트를 물리적, 전기적으로 보호하는 역할을 하며, 상기 커넥터와 체결되는 다른 커넥터를 고정하는 역할도 겸하게 된다. 이를 위해서, 상기 하우징(110)의 일측면에는 걸림턱(112)이 형성되어, 체결되는 커넥터를 안정적으로 지지할 수 있게 한다. 아울러, 상기 걸림턱(112)의 양측에는 한 쌍의 가이드부(114)가 하우징(110)의 표면으로부터 돌출되도록 형성되어, 커넥터가 올바른 방향으로 삽입될 수 있도록 가이드하게 된다.

상기 하우징(110)의 상부면에는 두 개의 핀 삽입구(116)가 형성된다. 상기 핀 삽입구(116)는 상대측 커넥터의 핀이 삽입되기 위한 공간을 제공하며, 그 내부에는 접속편(150)이 내장되어 있다.

상기 핀 삽입구(116)와 인접하여 고정 홈부(118)가 형성된다. 상기 고정 홈부(118)는 단면이 직사각형인 기둥 형태를 갖도록 형성되며, 내부의 바닥면은 후술할 고정편의 고정핀부를 지지하여 고정편이 이탈되는 것을 방지하도록 형성된다. 이에 대해서는 후술한다.

한편, 상기 하우징(110)의 저면부 양측으로는 접점부(152)가 돌출되도록 형성된다. 상기 접점부(152)는 상기 접속편(150)의 일부로서, 인쇄회로기판 상에 솔더링되어 상기 커넥터를 인쇄회로기판 상에 전기적으로 연결하며, 상기 핀 삽입구(116)의 내부에 삽입되는 상대측 커넥터의 핀과 접촉되어 전기적 연결을 완성하게 된다.

도 5는 상기 도 3에 도시된 실시예의 내부구조를 도시한 단면도로서, 도 5를 참조하면, 상기 접촉편(150)은 상기 접점부(152)외에 상술한 핀 삽입구(116)의 내부에 삽입되는 컨텍부(154)를 포함한다. 상기 컨텍부(154)는 제1 및 제2 컨텍트(154a, 154b)가 서로 평행하게 연장된 형태를 갖도록 형성되며, 상기 제1 및 제2 컨텍트 사이에 상대측 커넥터의 핀이 삽입되어 고정된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 컨텍트의 측면부에 각각 고정돌기(154c)가 형성되어 접속부(154)가 상기 하우징으로부터 이탈되지 않도록 고정한다.

그리고, 상기 접촉편과 인접하여 고정편(156)이 배치된다. 상기 고정편(156)은 상기 접촉편(150)과 유사하게 금속 박판으로 형성될 수 있고, 일측 단부에는 리드부(153)가 형성되어 있다. 상기 리드부(153)는 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되어 고정되는 점에서는 상기 접점부(152)와 같지만, 전류가 통하지 않는 점에서 차이를 갖는다. 즉, 상기 리드부(153)는 인쇄회로기판 상에 단순히 고정만 될 뿐, 전기적으로 차단된 부분에 배치된다.

상기 고정편(156)에는 고정핀부(156a)가 형성된다. 상기 고정핀부는 상기 고정편(156)의 일부를 절곡하여 형성한 것으로서, 고정편(156)을 하우징의 내부에 삽입하는 과정에서는 하우징의 내벽에 의해 눌려져서 고정편과 평행하게 배치되지만, 고정편이 일정 거리 이상 삽입되면, 상기 고정 홈부(118)의 내부로 돌출되면서 고정편이 외부로 이탈되지 않도록 지지한다. 이때, 상기 고정핀부의 단부는 상기 고정 홈부(118)의 바닥면에 의해 지지되어, 고정편이 하우징 외측으로 이동되지 않도록 한다.

고정편의 체결력을 더욱 증가시키기 위해서, 고정편의 측면에 고정돌기(156b)가 추가로 형성된다. 상기 고정돌기(156b)는 상술한 바와 같이 상기 하우징의 내벽을 파고들어 고정편을 안정적으로 지지하게 된다.

여기서, 상기 고정편과 접속부의 사이에는 격벽(110a)이 형성된다. 상기 격벽(110a)은 상기 고정편과 접속편을 지지함과 동시에 전기적으로 절연하는 역할을 겸하게 된다. 그리고, 상기 고정편과 접속편이 전기적으로 분리되어 있으므로, 상기 커넥터가 인쇄회로기판의 표면에 실장된 경우에 상기 접속편(150)의 접점부(152)로 통전된 전류는 상기 접속편 및 그와 맞물리는 핀을 통해서 통전될 뿐, 상기 고정편으로는 전달되지 않는다.

상술한 바와 같이 상기 고정편은 단지 컨택트를 안정적으로 지지하는 역할만을 할 뿐이므로, 전류가 통전되지 않더라도 커넥터의 통전 성능에는 영향을 미치지 않게 된다. 오히려, 전튜가 통과하는 영역이 줄어들게 되므로, 커넥터 전체의 저항이 줄어들어 불필요한 통전으로 인한 전류의 손실을 줄일 수 있고, 고정편으로 통전된 전류로 인한 발열도 제거할 수 있게 된다.

아울러, 전류가 통전되는 면적이 적어지므로 기생 커패시턴스가 감소하는 효과도 거둘 수 있게 되어, 상기 커넥터를 통해서 전달되는 전압을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 컨택트는 상술한 바와 같이 도전성 금속 박판을 기계가공하여 제조되는데, 구체적으로는 펀칭 가공을 통해서 제조될 수 있다. 즉, 도전성 금속 박판을 소정의 형태로 절개한 후 리드부의 절곡과 고정편과 접속부의 분리를 동시에 수행하는 두 개의 공정을 거치거나, 박판의 절개, 리드부의 절곡 및 고정편과 접속부의 분리를 하나의 펀칭 공정을 통해서 수행하도록 할 수도 있다.

한편, 상기 도 5에 도시된 실시예에서는 상기 격벽이 인쇄회로기판의 상부로부터 이격되도록 연장되어 있으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 격벽의 단부가 인쇄회로기판의 표면까지 연장되도록 하면 고정편과 접촉편 사이의 절연성을 더욱 높일 수 있고, 상기 격벽의 단부가 인쇄회로기판의 표면에서 지지되므로 커넥터를 보다 안정적으로 지지하는 것이 가능하다.

도 7은 상기 실시예가 적용된 LED 백라이트 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 7을 참조하면, 상기 실시예는 인쇄회로기판(210)의 표면에 실장되어 있고, 상대측 커넥터(200, 이하 '소켓 커넥터')가 상기 실시예(100)에 끼워져서 접속되게 된다. 상기 소켓 커넥터(200)에는 리드 와이어(202)가 연결되어 소켓 커넥터(200)가 연결되는 다른 전자장치와 상기 인쇄회로기판(210)에 실장되는 LED 소자(212)를 전기적으로 연결할 수 있도록 하고 있다.

상기 LED 백라이트 장치는 평판 액정 패널(220)의 상단 및 하단에 각각 배치되어 소정의 영상이 액정 패널(220)로부터 표시될 수 있도록 한다.

Claims (9)

1. 상측으로 개구되는 핀 삽입구를 갖는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 삽입되어 고정되며, 상기 하우징 외부에 배치되어 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 접점부를 포함하는 고정편; 및
   상기 핀 삽입구에 삽입되는 컨택부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 리드부를 포함하는 접속편;을 포함하고,
   상기 고정편과 접속편이 상기 하우징 내부에서 전기적으로 분리되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징 내에 격벽이 형성되고, 상기 고정편과 접속편이 상기 격벽에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 격벽의 하단부가 상기 고정편 및 접속편의 하단부보다 하측으로 돌출되도록 연장되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 격벽의 하단부는 상기 리드부가 솔더링된 상태에서 인쇄회로기판의 표면에 닿을 정도로 연장되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
5. 제2항에 있어서,
   상기 격벽은 상기 핀 삽입구의 일측벽을 이루는 것을 특징으로 하는 커넥터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 고정편의 표면에는 상기 하우징의 내벽면에 삽입되는 복수 개의 고정돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 고정편은 상기 하우징과 인서트 사출방식에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
8. 복수 개의 전자소자가 실장되는 인쇄회로기판; 및
   상기 인쇄회로기판상에 솔더링되어 고정되는 제1 커넥터; 및
   상기 제1 커넥터와 전기적으로 접속되는 제2 커넥터;를 포함하는 전자장치로서,
   상기 제1 커넥터는,
   상측으로 개구되는 핀 삽입구를 갖는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 삽입되어 고정되는 고정부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 리드부를 포함하는 고정편; 및
   상기 핀 삽입구에 삽입되는 컨텍부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 접점부를 포함하는 접속편;을 포함하고,
   상기 고정편과 접속편이 상기 하우징 내부에서 전기적으로 분리되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
9. 복수 개의 전자소자가 실장되는 인쇄회로기판; 및
   상기 인쇄회로기판상에 솔더링되어 고정되는 제1 커넥터; 및
   상기 제1 커넥터와 전기적으로 접속되는 제2 커넥터;를 포함하는 평판표시장치용 백라이트 어셈블리로서,
   상기 제1 커넥터는,
   상측으로 개구되는 핀 삽입구를 갖는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 삽입되어 고정되는 고정부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 리드부를 포함하는 고정편; 및
   상기 핀 삽입구에 삽입되는 컨택부 및 상기 하우징 외부에 배치되어 상기 인쇄회로기판 상에 솔더링되는 접점부를 포함하는 접속편;을 포함하고,
   상기 고정편과 접속편이 상기 하우징 내부에서 전기적으로 분리되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 백라이트 어셈블리.

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