KR101344935B1 - 컨넥터용 콘택트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부 요소와의 전기적 접촉을 이루고 이웃하는 콘택트와의 단락이 발생하지 않는 구조를 가지며 고가의 금 도금층을 형성하지 않고서도 구성 요소의 산화를 억제할 수 있는 컨넥터용 콘택트를 개시한다. 본 발명에 따른, 컨넥터의 하우징에 배치되어 플렉서블 플랫 케이블과 같은 외부 요소와 전기적으로 접촉, 연결되는 콘택트는 지지부의 하단에 형성되어 외부의 장치와 전기적으로 연결되는 베이스 및 지지부의 상부에서 각각 연장되며, 그 사이의 공간에 외부 요소가 삽입, 위치하는 제 1 및 제 2 접촉편을 포함한다. 여기서, 제 2 접촉편의 선단부 상부에는 외부 요소의 표면에 형성된 도전성 패턴과 접촉하는 적어도 2개의 접촉부가 형성되어 있다. 한편, 콘택트의 제 2 접촉편에 형성된 각 접촉부는 그 상부면이 소정의 면적을 갖는 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 인접한 2개의 접촉부 사이에는 소정의 공간이 형성되어 있어 각 접촉부가 외부 요소의 도전성 패턴과 독립적으로 면 접촉할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 콘택트는 금속 재료의 모재의 표면에 형성된 단일의 금속층을 더 포함할 수 있으며, 이 단일 금속층은 제 2 접촉편의 표면에만 형성될 수 있다. 바람직하게는, 이 단일 금속층은 니켈층이다.

Description

컨넥터용 콘택트{Contact for connector}
본 발명은 컨넥터용 콘택트에 관한 것으로서, 특히 우수한 내식성 및 전기적 접촉성을 구현할 수 있는 구조를 갖는 컨넥터용 콘택트에 관한 것이다.
데이터/신호의 초고속 전송을 위하여 사용하는 컨넥터는 케이블로 연결되며, 일반적으로 동축 케이블을 사용한 보드 투 와이어 방식의 컨넥터(Board To Wire type connector)가 주로 사용된다.
보드 투 와이어 컨넥터는 인쇄 회로 기판 상에 실장되는 헤더 및 케이블이 결합된 하우징으로 구성되며, 하우징에 케이블을 결합하는 공정은 모두 수동으로 진행된다. 다수의 부품으로 컨넥터를 구성하고 수동으로 조립하기 때문에 컨넥터 자체의 단가가 매우 높아 경쟁력이 낮다는 문제점을 갖는다.
가격 경쟁력이 낮은 보드 투 와이어 방식의 컨넥터를 보완하기 위하여 플렉서블 플랫 케이블(flexible flat cable : 이하, 편의상 "FFC"라 칭함)과 전기적으로 결합되는 컨넥터가 이용된다. .
도 1은 플렉서블 플랫 케이블이 결합된 일반적인 컨넥터의 사시도로서, 컨넥터(10)는 하우징(11) 및 하우징(11) 내에 고정적으로 배치된 다수의 콘택트(12; 또는 "터미널"로도 칭함)를 포함한다. 각 콘택트(12)는 도전성 재료, 즉 금속 재료로 이루어진다.
FFC(20)에는 다수의 도전성 패턴이 형성되어 있으며, FFC(20)가 컨넥터(10)에 체결될 때, FFC(20)의 각 도전성 패턴은 컨넥터(10)의 대응하는 콘택트(12)와 접촉하여 FFC(20)와 컨넥터(10)는 전기적으로 연결된다.
한편, 컨넥터(10)의 다른 일측에는 도시되지 않은 장치에 연결된 기판 또는 케이블이 전기적으로 연결됨으로써, FFC(20)와 장치는 컨넥터(10)를 통하여 전기적으로 연결된다.
이와 같은 기능을 수행하는 컨넥터(10)의 각 콘택트(12)는 위에서 설명한 바와 같이 금속 재료로 이루어지며, 이 금속 재료의 표면에는 다층 금속층이 형성된다.
즉, 금속 재료인 모재를, 예를 들어 스탬핑 공정(stamping) 공정을 통하여 콘택트 형상으로 가공한 후, 모재의 표면에 하지 금속층인 니켈(Ni)층을 한다. 이 니켈층의 표면, 특히 FFC(20)의 패턴과 접촉하는 영역의 표면에 주석(Sn)층을 형성함으로써 단일의 콘택트(12)가 형성된다. 이때, 니켈층 및 주석층은 도금 공정을 통하여 형성된다.
주석층이 형성된 콘택트(12)를 포함하는 컨넥터(10)에서는, 콘택트(12) 간의 피치가 0.5mm 이하 경우, 주석층에 함유된 주석 성분으로 인하여 휘스커(whisker) 현상이 발생되며, 따라서 이웃하는 콘택트(12) 간의 단락이 발생할 수 있다.
콘택트의 접촉 영역에 주석층이 형성된 컨넥터에서의 위와 같은 문제점의 발생을 방지하기 위하여 FFC(20)의 도전 패턴과 접촉하는 영역의 하지 금속층인 니켈층 상에 주석층이 아닌 금(Au) 도금층이 형성된 콘택트가 이용되고 있다.
FFC(20)의 도전 패턴과 접촉하는 비교적 좁은 접촉 면적(실제로는, 선 접촉 또는 점 접촉이 이루어짐)에 금 도금층이 형성되어 있는 경우에도 금 도금층의 우수한 도전성으로 인하여 확실한 전기적 접촉을 이룰 수 있다.
한편, 백금과 니켈은 전기적 전도성에 있어 큰 차이를 갖고 있지 않으나, 백금이 니켈보다 우수한 내식성을 갖고 있기 때문에, 대기에 노출된 상태에서 FFC(20)의 도전 패턴과 접촉하는, 표면에 형성된 금 도금층으로 인하여 콘택트(12)의 접촉 영역에 부식이 발생하지 않으며, 따라서 장시간 사용에도 불구하고 FFC(20)와 컨넥터(10) 간의 전기적 연결이 지속될 수 있다.
그러나, 백금은 재료 자체가 고가이며, 따라서 금 도금층이 형성된 콘택트 및 다수의 콘택트를 포함하는 컨넥터의 가격이 지나치게 높아지기 때문에 우수한 성능에 불구하고 경제성 면에서는 적합하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명은 컨넥터용 콘택트가 갖고 있는 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플렉서블 플랫 케이블과의 전기적 접촉을 이루고 이웃하는 콘택트와의 단락이 발생하지 않는 구조를 갖는 컨넥터용 콘택트를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 고가의 금 도금층을 형성하지 않고서도 구성 요소의 산화를 방지할 수 있어 경제적으로 유리한 컨넥터용 콘택트를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른, 컨넥터의 하우징에 배치되어 플렉서블 플랫 케이블과 같은 외부 요소와 전기적으로 접촉, 연결되는 콘택트는 지지부의 하단에 형성되어 외부의 장치와 전기적으로 연결되는 베이스 및 지지부의 상부에서 각각 연장되며, 그 사이의 공간에 외부 요소가 삽입, 위치하는 제 1 및 제 2 접촉편을 포함한다. 여기서, 제 2 접촉편의 선단부 상부에는 외부 요소의 표면에 형성된 도전성 패턴과 접촉하는 적어도 2개의 접촉부가 형성되어 있다.
한편, 콘택트의 제 2 접촉편에 형성된 각 접촉부는 그 상부면이 소정의 면적을 갖는 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 인접한 2개의 접촉부 사이에는 소정의 공간이 형성되어 있어 각 접촉부가 외부 요소의 도전성 패턴과 독립적으로 면 접촉할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 콘택트는 금속 재료의 모재의 표면에 형성된 단일의 금속층을 더 포함할 수 있으며, 이 금속층은 제 2 접촉편의 표면에만 형성될 수 있다. 바람직하게는, 이 금속층은 니켈층이다.
위와 같은 본 발명에 따른 컨넥터용 콘택트는 제 2 접촉편에 형성된 다수의 접촉부가 외부 요소, 예를 들어 플렉서블 플랫 케이블의 도전성 패턴과 접촉을 통하여 전기적으로 연결됨으로써 콘택트는 플렉서블 플랫 케이블과의 안정적인 전기적 연결 관계를 유지할 수 있다.
특히, 제 2 접촉편에 형성된 각 접촉부가 플렉서블 플랫 케이블의 도전성 패턴과 면 접촉을 통하여 견고하게 전기적으로 연결되기 때문에 접촉부의 산화가 발생되지 않으며, 따라서 콘택트를 구성하는 모재 표면에 형성된 니켈층 표면에 금 도금층을 추가적으로 형성할 필요가 없다.
그 결과, 본 발명에 다른 컨넥터용 콘택트는 주석층에 의한 휘스커(whisker) 현상의 발생 및 금 도금층에 의한 경제적인 문제를 간단히 해결하고 접촉편의 부식 없이 플렉서블 플랫 케이블과의 안정적인 전기적 연결 상태를 유지할 수 있다.
도 1은 플렉서블 플랫 케이블이 결합된 일반적인 컨넥터의 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 콘택트의 사시도 및 측면도.
도 4는 도 2의 "A"부의 상세도.
도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 콘택트와 도 1에 도시된 플렉서블 플랫 케이블 관계를 개략적으로 도시한 도면.
이하, 본 발명의 한 실시예에 따른 컨넥터용 콘택트를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 콘택트를 포함하는 컨넥터는 내부에 다수의 콘택트가 배열된 하우징을 포함하며, 도 1에 도시된 바와 같이 플렉서블 플랫 케이블(20; 이하, 편의상 "FFC"라 칭함)과 전기적 그리고 기계적으로 결합된다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 콘택트의 사시도 및 측면도로서, 본 발명에 따른 콘택트(100)는 지지부(140), 지지부(140)의 하단에 형성되어 외부의 장치(도시되지 않음)와 전기적으로 연결되는 베이스(150), 지지부(140)의 상부에서 연장된 제 1 및 제 2 접촉편(110 및 120)을 포함한다.
제 1 및 제 2 접촉편(110 및 120)은 도 1에 도시된 FFC(20)와 전기적으로 접촉하는 부분으로서, 지지부(140)와 직교하는 상태로 연장된다. 또한, 제 1 및 제 2 접촉편(110 및 120)은 소정의 간격을 두고 평행한 상태로 연장되며, 따라서 그 사이에는 FFC(20)가 삽입, 수용되는 공간부(130)가 형성된다.
한편, 제 2 접촉편(120)의 선단부 상부에는 FFC(20), 구체적으로는 FFC(20)의 표면에 형성된 도전성 패턴과 접촉하는 다수의 접촉부(121 및 122)가 소정 높이로 돌출된 형상을 갖고 형성되어 있다. 여기서, 도면에서는 2개의 접촉부(121 및 122)만이 도시되어 있으나, 그 개수는 한정되지 않는다.
도 4는 도 2의 "A"부의 상세도로서, 제 2 접촉편(120)의 선단부 상부면에 형성된 다수의 접촉부(121 및 122)의 형상을 구체적으로 도시하고 있다.
각 접촉부(121 및 122)의 상부면은 소정의 면적을 갖는 평면 형상을 가지며, 인접한 2개의 접촉부(121 및 122) 사이에는 소정의 공간(123)이 형성되어 있다. 따라서, 2개의 접촉부(121 및 122)는 독립적으로 FFC(20)의 표면에 형성된 어느 한 도전성 패턴과 전기적으로 접촉한다.
이와 같은 구조를 갖는 콘택트(100)는 그 표면에 단일의 금속층만을 형성하여도 콘택트로서의 기능을 수행할 수 있다.
즉, 모재인 금속 재료를, 예를 들어 스탬핑 공정(stamping) 공정을 통하여 도 2 및 도 3에 도시된 형상으로 가공한 후, 모재의 표면 전체 또는 (FFC(20)의 도전 패턴과 전기적으로 접촉하는) 제 2 접촉편의 표면에 니켈(Ni)층을 형성함으로써 본 발명에 따른 콘택트(100)의 제조가 완료된다.
이와 같은 본 발명에 따른 컨넥터용 콘택트의 구성에 따른 기능적 특징을 도 1을 포함한 각 도면을 통하여 설명한다.
도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 콘택트(100)와 도 1에 도시된 플렉서블 플랫 케이블(20) 간의 관계를 도시한 도면이다.
위에서 설명한 바와 같이 구성된 다수의 콘택트(100)가 하우징 내에 배치되어 있는 컨넥터에 FFC(20)를 체결하면, 도 3에 도시된 바와 같이 FFC(20)는 각 콘택트(100)의 제 1 접촉편(110)과 제 2 접촉편(120) 사이의 공간(130)으로 진입(화살표 방향)한다.
각 콘택트(100)의 제 1 접촉편(110)과 제 2 접촉편(120) 사이의 공간(130)으로 진입한 FFC(20)의 상부면은 제 1 접촉편(1100)의 하부면과 접촉함과 동시에 그 하부면은 제 2 접촉편(120)의 상부면에 형성된 접촉부(121 및 122)의 상부면과 접촉한다.
도 5에 도시된 바와 같이, FFC(20)의 하부면, 즉 도면에는 도시되지 않았지만, 도전성 패턴은 콘택트(100)의 제 2 접촉편(120) 상부면에 형성된 다수의 접촉부(121 및 122)의 표면과 면접촉한다.
이와 같은 면접촉 상태에서, 액츄에이터(도시되지 않음)에 의하여 콘택트(100)의 제 1 접촉편(110)이 FFC(20)를 향하여 가압됨으로써 다수의 콘택트(100)와 접촉하는 FFC(20)는 이탈 없이 컨넥터와 전기적 그리고 기계적으로 결합된다.
이와 동시에, 액츄에이터에 의한 제 1 접촉편(110)의 가압에 따라 FFC(20)의 도전성 패턴과 제 2 접촉편(120)의 각 접촉부(121 및 122)의 표면은 완전히 밀착된 상태로 면접촉되며, 따라서 제 2 접촉편(120)의 각 접촉부(121 및 122)의 상부 표면과 FFC(20)의 도전성 패턴 표면은 완전하게 외부로 노출되지 않는다. 그 결과, 컨넥터의 사용시 제 2 접촉편(120)의 접촉부(121 및 122)의 상부 표면 (및 FFC(20)의 도전성 패턴 표면)에는 산화가 일어나지 않는다.
여기서, 제 2 접촉편(120)에 형성된 접촉부(121 및 122) 중 어느 한 접촉부(예를 들어, 121)가 손상되거나 또는 그 표면에 형성된 니켈층이 마모되는 경우, 그 접촉부(121)는 FFC(20)의 도전성 패턴과 완전하게 접촉하지 않아 불안정한 전기적 연결 상태가 된다.
그러나, 이러한 경우에도, 나머지 접촉부(예를 들어, 122)는 FFC(20)의 도전성 패턴과 완전한 접촉 상태를 유지하게 되며, 따라서 콘택트(100) 자체는 FFC(20)와 안정적인 전기적 연결 상태를 유지할 수 있다.
한편, 위에서 설명한 바와 같이, 제 2 접촉편(120)에 형성된 접촉부(121 및 122)와 FFC(20)의 도전성 패턴 표면은 면접촉을 이루고 있으며 또한 양 부재 간의 면접촉은 액츄에이터의 작동에 의하여 견고하게 유지된다. 따라서, 제 2 접촉편(120)의 각 접촉부(121 및 122)의 상부 표면은 대기에 노출되지 않으며, 그 결과 기 접촉부(121 및 122)의 상부 표면, 즉 니켈층의 산화는 일어나지 않는다.
이러한 이유로, 본 발명에 따른 컨넥터의 콘택트(100)에서는 FFC(20)의 도전성 패턴과 접촉하는 영역, 즉 제 2 접촉편(120)의 접촉부(121 및 122) 표면에 형성된 니켈층 상에 (내부식성이 우수한) 금 도금층을 형성하지 않아도 부식 없이 콘택트(100)의 기능, 즉 FFC(20)와의 전기적인 접촉/연결을 안정적으로 유지할 수 있다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, FFC(20)와 전기적, 기계적으로 접촉하는 콘택트(100)의 제 2 접촉편(120)의 표면에는 다수의 요철부(120-1, 120-2)가 형성될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, FFC(20)와 접촉하는 제 2 접촉편(120)의 접촉부(121 및 122) 및 그 주변에 산화막이 형성된다. 또한, 외부의 기계적인 진동 및 음향에 의한 진동(즉, 컨넥터와 FFC가 장착된 장치 내에서 발생하는 진동)이 발생하며, 이러한 진동은 컨넥터의 콘택트(100)로 전달된다. 특히, 이 진동은 FFC(20)와 접촉하는 제 2 접촉편(120), 특히 제 2 접촉편(120)에 형성된 다수의 요철부(120-1, 120-2)로 전달된다.
이러한 조건에서 콘택트(100)의 제 2 접촉편(120)의 표면에 형성된 산화막은 전달된 진동에 의하여 제 2 접촉편(120)의 표면으로부터 분리, 제거될 수 있다. 또한, 제 2 접촉편(120)으로 전달된 진동은 제 2 접촉편(120)의 표면에 산화막이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이, 콘택트(100)의 제 2 접촉편(120)의 산화 억제 및 형성된 산화막이 제거됨으로써 콘택트(100)와 FFC(20) 간의 전기적 접촉의 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는 여러 가지 실시 가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함 물론, 균등한 다른 실시예의 구현이 가능하다.

Claims (7)

  1. 컨넥터의 하우징에 배치되어 플렉서블 플랫 케이블과 같은 외부 요소와 전기적으로 접촉, 연결되는 콘택트에 있어서,
    지지부의 하단에 형성되어 외부의 장치와 전기적으로 연결되는 베이스; 및
    지지부의 상부에서 각각 연장되며, 그 사이의 공간에 외부 요소가 삽입, 위치하는 제 1 및 제 2 접촉편을 포함하되,
    제 2 접촉편의 선단부 상부에는 적어도 2개의 접촉부가 형성되고, 적어도 2개의 접촉부의 상부 평면은 동일 수평면 상에 위치하여 동일한 외부 요소의 표면에 형성된 도전성 패턴과 동시에 면접촉하는 것을 특징으로 하는 콘택트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 인접한 2개의 접촉부 사이에 소정의 공간이 형성되어 있어 각 접촉부가 외부 요소의 도전성 패턴과 독립적으로 면 접촉하는 것을 특징으로 하는 콘택트.
  4. 제 1 항에 있어서, 금속 재료의 모재의 표면에 형성된 단일의 금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트.
  5. 제 4 항에 있어서, 금속층은 제 2 접촉편의 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 콘택트.
  6. 제 4 항에 있어서, 금속층은 니켈층인 것을 특징으로 하는 콘택트.
  7. 제 1 항에 있어서, 제 2 접촉편의 표면에는 적어도 하나의 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 콘택트.
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