KR101357166B1 - 회로기판 실장용 커넥터 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판(10)에 소켓과 단속되도록 탑재되는 커넥터에 있어서: 단자대(21) 상에 접속 핀(25)을 지니는 터미널(20); 상기 터미널(20)의 일부를 감싸도록 결합되는 보강대(30); 상기 보강대(30)와 터미널(20)을 통과하여 인쇄회로기판(10)에 결합되는 리벳(40); 및 상기 리벳(40)의 하단부에 결합되는 백플레이트(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 기판과 커넥터의 긴밀한 기구적 고정을 바탕으로 접합 강도를 증대하여 전기 전도도와 함께 내구성 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Description

회로기판 실장용 커넥터 구조{Connector construction for PCB mounting}

본 발명은 회로기판 실장용 커넥터 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판과 커넥터의 긴밀한 기구적 고정을 바탕으로 접합 강도를 증대하여 전기 전도도와 함께 내구성 향상에 기여할 수 있는 회로기판 실장용 커넥터 구조에 관한 것이다.

각종 전자제품의 고기능화 및 소형화 추세에 따라 회로기판의 집적도가 높아지고 있는 바, 회로기판 내외부의 주요 기능부를 전기적으로 연결하기 위한 커넥터의 개량이 요구된다. 일예로 웨이퍼 검사장비, UMPC, 넷북, 기타 연성회로기판을 탑재한 제품 등에 적용되는 ZIF(zero insertion force) 커넥터는 작은 공간으로 연결할 수 있는 반면에 전기적 접속성과 기구적 결합성 측면의 약점을 보인다. 이에 따라 관련 업계에서는 ZIF 커넥터의 약점을 보완하려는 시도가 이어지고 있다.

선행특허의 일예로서, 한국 등록특허공보 제1007817호의 "커넥터 장치"에 의하면 전기전자 부품을 상호 전기적으로 연결하기 위한 커넥터 장치에 있어서, 복수의 접지전극을 갖는 인쇄회로기판; 복수의 신호단자가 형성된 전기부품; 상기 인쇄회로기판과 상기 전기부품 사이에 형성되어 상기 접지전극과 상기 신호단자를 전기적으로 연결하는 인터포저; 상기 전기부품을 가압하여 상기 인터포저에 접촉되도록하는 가압부재; 및 상기 가압부재를 구동하기 위한 구동부재를 포함하는 구성을 제안한다.

이는 신호경로를 최소화하여 전기적 특성을 향상시키고 협피치에 대한 대응이 가능하며 연결의 편이성을 높이고 저비용으로 대응하는 효과를 기대하지만, 인터포저를 매개하는 구조적 특성 때문에 제품에 따라서 작동 신뢰성과 내구성의 확보에 한계를 보일 수 있다.

선행특허의 다른 예로서, 본 출원인에 의한 한국 등록특허공보 제1089789호의 "커넥터"에 의하면 하우징과 접속핀이 구비된 커넥터에 있어서, 상기 접속핀은 신호를 전달하는 시그널 터미널과 접점을 형성하는 그라운드 터미널에 혼용하여 사용할 수 있도록 단일형태로 형성되고, 상기 접속핀은 하나의 부재로 형성되되, 상대 커넥터의 접속핀을 감싸도록 벤딩된 벤딩부가 형성되며, 상기 접속핀의 하측은 탄성을 갖도록 1차 절곡되며, 끝단이 벤딩면을 갖도록 2차 절곡되게 형성된 구성을 제안한다.

이는 하우징과 접속핀의 성형이 간단하여 자동화에 유리하고, 접지가 안정화되어 시그널 전송률을 증대하며, 기판에 대한 밀착 고정력을 증대하는 효과를 기대한다. 다만, 리벳을 가압하여 마찰력으로 결합하는 방식이므로 높은 고정력을 유지하기 곤란하여 다양한 제품에 대한 적용성에 한계를 보일 수 있다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 기판과 커넥터의 긴밀한 기구적 고정을 바탕으로 접합 강도를 증대하여 전기 전도도와 함께 내구성 향상에 기여할 수 있는 회로기판 실장용 커넥터 구조를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인쇄회로기판에 소켓과 단속되도록 탑재되는 커넥터에 있어서: 단자대 상에 접속 핀을 지니는 터미널; 상기 터미널의 일부를 감싸도록 결합되는 보강대; 상기 보강대와 터미널을 통과하여 인쇄회로기판에 결합되는 리벳; 및 상기 리벳의 하단부에 결합되는 백플레이트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 터미널의 단자는 소켓과의 전기적 접촉면적을 확장하기 위한 요홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 보강대는 인쇄회로기판 상의 결합위치를 결정하기 위한 제1 기준편을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 리벳은 가로대 상에 다수의 세로대가 일체로 연장되고, 세로대의 일부에 균일한 간격으로 결합편이 연장되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 백플레이트에는 리벳의 결합을 위한 결합공과 결합위치 결정을 위한 기준공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 기판과 커넥터의 긴밀한 기구적 고정을 바탕으로 접합 강도를 증대하여 전기 전도도와 함께 내구성 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 커넥터를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 커넥터의 요부를 분해하여 나타내는 사시도
도 3은 본 발명에 따른 커넥터를 정면과 평면으로 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 커넥터의 단자를 확대하여 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 인쇄회로기판(10)에 소켓과 단속되도록 탑재되는 커넥터에 관련된다. 특히, 작은 공간으로 연결할 수 있는 ZIF(zero insertion force) 커넥터에 유용하게 적용되지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 인쇄회로기판(10)에 탑재된 커넥터는 외부의 기기와 소켓(도시 생략)을 개재하여 전기적으로 단속된다.

본 발명에 따른 터미널(20)은 단자대(21) 상에 접속 핀(25), 특히 다수의 접속 핀(25)을 지니는 구조이다. 접속 핀(25)은 상측으로 소켓과 연결되는 직선 구조이고 하측으로 인쇄회로기판(10)과 접촉되는 곡선 구조이다. 사출성형되는 단자대(21) 상에 다수의 접속 핀(25)이 일정한 간격으로 배치된다.

이때, 상기 터미널(20)의 접속 핀(25)은 소켓과의 전기적 접촉면적을 확장하기 위한 요홈(26)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 접속 핀(25)에서 소켓과 연결되는 상측부분의 외면에 각각 상하방향으로 요홈(26)을 형성한다. 요홈(26)은 V자 단면이 무난하지만 U자 단면 또는 W자 단면도 적용할 수 있다. 이에 따라, 커넥터가 소켓과 전기적으로 연결될 때 접촉면적이 확대되므로 전기 전도도를 증대하여 접지의 안정성 및 신호처리의 신뢰성이 향상된다. 물론 요홈(26)은 접속 핀(25)을 형성하는 단계에서 하나의 프레스 공정으로 처리할 수 있다.

한편, 터미널(20)의 접속 핀(25)에서 요홈(26)이 형성된 면의 접접 길이를 증가시키면 커넥터가 탑재된 완제품의 높이 변화에 따라 결합 상대품인 소켓과의 간섭우려가 경감된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 터미널(20)의 일부를 감싸도록 보강대(30)가 결합된다. 보강대(30)는 터미널(20)의 접속 핀(25)이 노출되는 부분의 하측으로 단자대(21)를 감싸서 사출품의 변형을 방지하면서 인쇄회로기판(10)과 긴밀한 결합력을 유지한다. 보강대(30)는 알루미늄합금보다는 아연합금을 사용하여 다이캐이스팅으로 형성한다. 보강대(30)의 중심에 배치되는 장방홈(31)은 상방향에서 후술하는 리벳(40)이 통과하고 하방향에서 터미널(20)의 단자대(21)가 통과하는 부분이다. 터미널(20)과 보강대(30)의 재활용에 따른 분리를 고려하여 단자대(21)와 장방홈(31)은 보통끼워맞춤 공차를 유지하면 무난하다. 장방홈(31)의 테두리에 면취부(34)를 형성하여 리벳(40)의 진입시 충돌에 의한 변형 우려를 경감한다. 보강대(30)에서 장방홈(31)에 인접한 양단측으로 덧살을 형성한 보강부(33)를 구비하면, 터미널(20)을 보호하는 강도를 유지하면서 다이캐스팅 소재를 절약할 수 있다.

이때, 상기 보강대(30)는 인쇄회로기판(10) 상의 결합위치를 결정하기 위한 제1 기준편(36)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 보강대(30)의 일측 저면에 위치하는 기준편(36)은 보강대(30)와 함께 다이캐스팅으로 형성된다. 제1 기준편(36)의 길이는 인쇄회로기판(10)의 위치결정홈(도시 생략)에 맞물리는 정도로 한다. 그리고 터미널(20)에 외부 충격이 작용할 때 보강대(30)의 제1 기준편(36)에서 충격력을 분산하는 완충 역할도 한다.

한편, 터미널(20)의 단자대(21)는 보강대(30)의 제1 기준편(36)을 통과하기 위한 지지공(22)을 구비한다. 제1 기준편(36)과 지지공(22)의 경우에도 보통끼워맞춤 공차를 유지한다.

또, 본 발명에 따르면 리벳(40)이 상기 보강대(30)와 터미널(20)을 통과하여 인쇄회로기판(10)에 결합된다. 리벳(40)은 알루미늄합금이나 아연합금을 사용하여 형성하며, 터미널(20)과 보강대(30)를 인쇄회로기판(10) 상에 긴밀하게 결합한다. 다만, 인쇄회로기판(10), 터미널(20), 보강대(30) 등의 재활용을 위하여 상호 분리할 때 지그나 공구를 이용한 리벳(40)의 파손 용이성도 요구된다.

이때, 상기 리벳(40)은 가로대(41) 상에 다수의 세로대(42)가 일체로 연장되고, 세로대(42)의 일부에 균일한 간격으로 결합편(44)이 연장되는 것을 특징으로 한다. 예컨대 40~50핀을 지닌 커넥터를 기준으로 하여 5개의 세로대(42)와 결합편(44)을 설계하는 경우 그 사이 사이에 결합편(44)을 지니지 않은 세로대(42)를 4개를 균일한 간격으로 배치한다. 결합편(44)은 인쇄회로기판(10)을 통과하여 이면에 노출되고 코킹을 거쳐 결합이 완료된다. 이와 같이 인쇄회로기판(10)과 터미널(20)의 결합을 위한 결합편(44)의 수량보다 세로대(42)의 수량을 증설하면 사출품인 단자대(21)의 변형(수축율)을 최소로 할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 리벳(40)의 하단부에 백플레이트(50)가 결합된다. 백플레이트(50)는 알루미늄합금이나 아연합금 중 어느 것을 택하여도 무방하며, 인쇄회로기판(10)의 저면에서 결합편(44)과 결합된다. 백플레이트(50)는 결합편(44)의 하단부에 코킹시 인쇄회로기판(10)이 손상되지 않도록 한다.

이때, 상기 백플레이트(50)는 리벳(40)의 결합을 위한 결합공(54) 외에 결합위치 결정을 위한 기준공(56)을 더 구비할 수도 있다. 리벳(40)의 세로대(42) 중에 적어도 하나에는 제2 기준편(46)을 연장할 수 있으며, 이러한 제2 기준편(46)은 전술한 보강대(30)의 제1 기준편(36)과 동일한 기능을 한다. 다만, 인쇄회로기판(10)의 두께가 얇은 경우 노출되는 제2 기준편(46)을 수용하기 위해 대칭되는 2개소 위치에 기준공(56)을 형성하는 것이 좋다.

조립에 있어서, 우선 단자대(21)와 접속 핀(25)를 결합하여 터미널(20)을 완성한 다음, 터미널(20)의 상방향에서 보강대(30)를 끼우고, 터미널(20)의 상단에 리벳(40)을 끼워 일체의 조립품으로 완성하며, 일체 조립품을 인쇄회로기판(10)에 상치하고 기준편(36)(46)을 맞추어 위치를 결정하고, 인쇄회로기판(10)의 저면에서 백플레이트(50)를 이용하여 결합편(44)의 단부를 삽입하고, 지그(도시 생략)를 이용하여 결합편(44)의 노출된 단부를 압착(코킹)한다.

실험에 의하면, 본 발명의 커넥터는 인장강도가 50gf/pin에서 110gf/pin으로 증가하고, 전기 전도도가 약 20~26% 증가하며, 탄성복원력이 우수하여 접속 핀(25)의 하단 곡선부에서 영구변형이 감소한 것으로 나타났다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 인쇄회로기판 20: 터미널
21: 단자대 22: 지지공
25: 접속 핀 26: 요홈
30: 보강대 31: 장방홈
34: 면취부 36: 제1 기준편
40: 리벳 41: 가로대
42: 세로대 44: 결합편
46: 제2 기준편 50: 백플레이트
54: 결합공

Claims (5)

1. 인쇄회로기판(10)에 소켓과 단속되도록 탑재되는 커넥터 구조에 있어서,
   단자대(21) 상에 접속 핀(25)을 지니는 터미널(20),
   상기 터미널(20)의 일부를 감싸도록 결합되는 보강대(30),
   상기 보강대(30)와 터미널(20)을 통과하여 인쇄회로기판(10)에 결합되는 리벳(40) 및
   상기 리벳(40)의 하단부에 결합되는 백플레이트(50)를 포함하고,
   상기 리벳(40)은 가로대(41) 상에 다수의 세로대(42)가 일체로 연장되고, 세로대(42)의 일부에 균일한 간격으로 결합편(44)이 연장되는 것을 특징으로 하는 회로기판 실장용 커넥터 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 터미널(20)의 접속 핀(25)은 소켓과의 전기적 접촉면적을 확장하기 위한 요홈(26)을 구비하는 것을 특징으로 하는 회로기판 실장용 커넥터 구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 보강대(30)는 인쇄회로기판(10) 상의 결합위치를 결정하기 위한 제1 기준편(36)을 구비하는 것을 특징으로 하는 회로기판 실장용 커넥터 구조.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 백플레이트(50)에 리벳(40)의 결합을 위한 결합공(54)과 결합위치 결정을 위한 기준공(56)이 형성된 것을 특징으로 하는 회로기판 실장용 커넥터 구조.

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