KR101458621B1 - 표면실장이 가능한 전기 커넥터 - Google Patents

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조인셋 주식회사
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Abstract

표면실장이 가능한 전기 커넥터가 개시된다. 금속 시트에 의해 일체로 형성되고, 인쇄회로기판의 도전패턴에 솔더링 되는 편평한 바닥부; 상기 바닥부의 길이방향의 일단으로부터 구부러져 연장하는 탄성 체결부; 및 상기 바닥부의 폭방향 일단에서 수직으로 절곡 연장하고, 상기 탄성 체결부의 상부로 절곡되는 제 1 하우징부와, 상기 바닥부의 폭방향 타단에서 수직으로 절곡 연장하고, 상기 탄성 체결부의 상부로 절곡되어 상기 제 1 하우징부의 표면에 접촉하여 중첩하는 제 2 하우징부로 구성된 하우징부를 포함하며, 상기 제 2 하우징부의 상면은 진공픽업장치에 의한 픽업영역을 제공하고, 전선에 고정되고 상기 전선의 금속 심재에 전기적으로 연결되는 수 단자가 분리 가능하게 착탈되는 체결수단이 상기 탄성 체결부에 형성된다.

Description

표면실장이 가능한 전기 커넥터{SURFACE-MOUNTABLE ELETRIC CONNECTOR}
본 발명은 전기 커넥터에 관한 것으로, 특히 대향하는 단자와 착탈이 가능하면서 금속 시트에 의해 일체로 형성되고 인쇄회로기판에 표면실장이 가능한 전기 커넥터에 관련한다.
내부 코어의 금속 도체 및 금속 도체를 감싸는 절연 폴리머 피복으로 이루어진 다양한 종류의 전선(wire)의 도체를 인쇄회로기판의 도전패턴에 전기적으로 연결하기 위해서는 전선의 피복 내부에 있는 단면이 원형 또는 사각 형상의 금속 도체(이하, '금속 심재'라 함)를 외부로 노출시켜 인쇄회로기판 위의 도전패턴에 직접 접촉시킨 상태로 솔더로 솔더링하거나 인쇄회로기판에 구멍을 뚫고 구멍에 금속 심재를 넣고 솔더로 솔더링 한다.
이와 같이, 전선의 금속 심재를 인쇄회로기판의 도전패턴에 직접 솔더링에 의해 연결하는 방법은 전선의 금속 심재의 종류나 형상 또는 인쇄회로기판의 다양한 구조에 따라 여러 가지의 문제점을 발생한다.
가령, 휴대폰과 같은 단말기는 경량화하고 사이즈가 소형화함에 따라 내부 구조가 복잡하고 협소하기 때문에 여기에 사용되는 전선의 직경은 매우 작다. 그 결과, 작은 사이즈의 전선의 금속 심재를 인쇄회로기판 위의 도전패턴에 직접 솔더링 하기가 불편하며, 특히 인쇄회로기판의 도전패턴의 치수가 작은 경우 금속 심재와 도전패턴의 솔더링 강도가 약하다는 단점이 있다.
특히, 인쇄회로기판이 대략 평면을 이루어 전선의 금속 심재와 솔더링하기 불편하다는 단점이 있다.
또한, 금속 심재를 솔더링 하므로 인쇄회로기판에서 금속 심재의 착탈이 불편하다는 단점이 있다.
더욱이, 핸드폰에 사용되는 연성회로기판과 같이 기판이 얇고 유연성이 있는 기판에 전선의 금속 심재를 솔더링 하면 기판의 기계적 강도가 약하고 유연성이 있어 솔더링된 부위가 절단되기 용이하다는 단점이 있다.
한편, 인쇄회로기판에 장착된 플라스틱 하우징에 싸인 전기 커넥터의 사용을 고려할 수 있지만, 종래의 전기 커넥터는 플라스틱 하우징에 금속 단자를 끼워 결합하거나, 금속 단자를 하우징 사출물에 인서트 몰딩하여 구성한다. 따라서, 별도의 플라스틱 하우징을 적용해야 하기 때문에 제품의 치수가 커지고 별도의 조립 비용 등의 제조원가가 증가한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 인쇄회로기판 위에 진공 픽업과 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전선의 금속 심재에 부착된 커넥터와 착탈이 간단하고 용이한 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 치수가 작으면서 대량 생산이 용이하며 제조원가를 줄인 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인쇄회로기판과 접착 면적이 넓어 인쇄회로기판에 기계적 강도를 갖고 솔더링된 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 금속 시트에 의해 일체로 형성되고, 인쇄회로기판의 도전패턴에 솔더링 되는 편평한 바닥부; 상기 바닥부의 길이방향의 일단으로부터 구부러져 연장하는 탄성 체결부; 및 상기 바닥부의 폭방향 일단에서 수직으로 절곡 연장하고, 상기 탄성 체결부의 상부로 절곡되는 제 1 하우징부와, 상기 바닥부의 폭방향 타단에서 수직으로 절곡 연장하고, 상기 탄성 체결부의 상부로 절곡되어 상기 제 1 하우징부의 상면에 접촉하여 중첩하는 제 2 하우징부로 구성된 하우징부를 포함하며, 상기 제 2 하우징부의 상면은 진공픽업장치에 의한 픽업영역을 제공하고, 전선에 고정되고 상기 전선의 금속 심재에 전기적으로 연결되는 수 단자가 분리 가능하게 착탈되는 체결수단이 상기 탄성 체결부에 형성된다.
바람직하게, 상기 제 1 하우징부가 상기 제 2 하우징부와 중첩하는 부분에서 상기 제 1 하우징부의 하면에는 상기 길이방향으로 연장하는 한 쌍의 접촉 가이드가 돌출 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게, 상기 접촉 가이드는 상기 제 1 하우징부의 상면을 프레스 압입하여 형성되고, 더욱 바람직하게, 상기 접촉 가이드의 양단은 테이퍼질 수 있다.
바람직하게, 상기 하우징부는 육면체의 박스(Box) 형상일 수 있다.
바람직하게, 상기 체결수단은, 상기 탄성 체결부에 형성된 걸림구멍이거나, 상기 제 1 하우징부를 향하여 상기 탄성 체결부로부터 돌출되는 걸림돌기일 수 있다.
바람직하게, 상기 걸림돌기는 상기 탄성 체결부의 일부를 폭방향으로 절개하고 상기 탄성 체결부의 하면에서 절개선 인접부를 프레스 압입하여 형성할 수 있다.
바람직하게, 상기 전기 커넥터는 릴 테이핑 되어 상기 픽업영역에서 진공픽업에 의한 표면실장과 리플로우 솔더링이 가능하다.
상기의 목적은, 금속 시트에 의해 일체로 형성되고, 인쇄회로기판의 도전패턴에 솔더링 되는 편평한 바닥부, 상기 바닥부의 길이방향의 일단으로부터 구부러져 연장하고 체결수단이 형성된 탄성 체결부, 및 상기 바닥부의 폭방향 일단에서 수직으로 절곡 연장하고, 상기 탄성 체결부의 상부로 절곡되는 제 1 하우징부와, 상기 바닥부의 폭방향 타단에서 수직으로 절곡 연장하고, 상기 탄성 체결부의 상부로 절곡되어 상기 제 1 하우징부의 상면에 접촉하여 중첩하는 제 2 하우징부로 구성된 하우징부를 포함하는 표면실장이 가능한 암 커넥터; 및 금속 시트에 의해 일체로 형성되고, 전선에 고정되고 상기 전선의 금속 심재에 전기적으로 연결되는 수 커넥터를 포함하며, 상기 수 커넥터는 상기 암 커넥터에 끼워져 상기 체결수단에 물리적으로 분리가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터 어셈블리에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 체결수단은, 상기 탄성 체결부에 형성된 걸림구멍이거나, 상기 제 1 하우징부를 향하여 상기 탄성 체결부로부터 돌출되는 걸림돌기이며, 상기 수 커넥터에는 상기 걸림구멍이나 걸림돌기에 대응하여 걸림돌기나 걸림구멍이 형성된다.
상기한 구성에 의하면, 금속 시트로 일체로 이루어져 전기전도성이 우수하면서 밑면과 상면이 평면을 이루어 진공 픽업과 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 용이하다.
또한, 인쇄회로기판에 솔더링에 의해 접착된 커넥터는 전선의 금속 심재에 부착된 수 커넥터와 착탈이 간단하고 용이하다.
또한, 별도의 플라스틱 하우징이 필요 없이 금속 시트를 프레스에 의해서 제조할 수 있어 치수가 작으면서 대량 생산이 용이하여 제조 원가가 적다.
또한, 커넥터의 밑면이 일정한 면적을 갖으며 평면을 이루기 때문에 기판의 작은 면적에 솔더링하여 연결하는 것보다는 기계적 강도를 좋게 하여 연결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 커넥터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 커넥터의 일부를 제거한 사시도이다.
도 3은 정면도와 배면도 및 측단면도를 나타낸다.
도 4는 전기 커넥터의 사용 예를 보여준다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전기 커넥터를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 커넥터를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 커넥터의 일부를 제거한 사시도이고, 도 3은 정면도와 배면도 및 측단면도를 나타내며, 도 4는 전기 커넥터의 사용 예를 보여준다.
전기 커넥터(100)는 단일체로 이루어지며, 가령 두께가 0.05㎜ 내지 0.20㎜ 인 스테인레스 스틸, 베릴륨 동, 인청동이나 구리합금 등의 탄성이 좋은 금속 포일을 프레스 금형을 이용하여 프레스로 연속하여 제작할 수 있다.
여기서, 산화 방지 및 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 용이하도록 프레스 한 후 주석, 은 또는 금을 도금하여 전기 커넥터(100)를 제조할 수 있다.
도 1에 나타낸 것처럼, 전기 커넥터(100)는 대략 육면체의 박스(Box) 형상으로 구성되어 진공픽업장치에 의해 진공 픽업되어 인쇄회로기판(10)의 도전패턴(12)에 표면실장되기 용이하다.
전기 커넥터(100)의 치수는 특별히 한정되지 않지만, 가령 폭이 3.0㎜, 길이가 4.5㎜, 높이가 2.0㎜일 수 있다.
이하, 도 1 내지 3을 참조하여 전기 커넥터(100)의 각 부분에 대해 상세하게 설명한다.
바닥부(110)
바닥부(110)의 하면은 편평하게 형성되어 솔더(14)에 의해 인쇄회로기판(10)의 도전패턴(12)에 솔더링된다.
바람직하게, 도 3에 나타낸 것처럼, 바닥부(110)는 제 2 하우징부(150)의 상면(152)보다 후방으로 더 연장되어 더 큰 면적을 확보함으로써 솔더링 강도를 향상시킬 수 있다.
바람직하게, 바닥부(110)는 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하다.
탄성 체결부(120)
탄성 체결부(120)는 바닥부(110)의 길이방향의 일단으로부터 구부러져 연장하는데, 도 3(c)에 나타낸 것처럼, 바닥부(110)와 함께 'C' 형상을 이룬다.
탄성 체결부(120)는 말그대로 절곡부(121)에 의해 탄성을 가지면서 걸림돌기(124)에 의해 수 단자(30)가 체결되도록 하는 기능을 한다.
여기서, 전선(20)의 단부에 고정되어 금속 심재(22)와 전기적으로 연결되는 수 단자(30)가 체결되도록 하기 위해 커넥터(100)의 탄성 체결부(120)는 2가지의 구성을 구비할 수 있다.
먼저, 도 2에 나타낸 것처럼, 탄성 체결부(120)의 상면에서 폭방향 중간으로부터 돌출하는 걸림돌기(124)를 형성할 수 있다. 가령, 걸림돌기(124)는 탄성 체결부(120)의 일부를 폭방향으로 절개하고 탄성 체결부(120)의 하면에서 절개선(123)의 인접부를 프레스 압입하여 형성할 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 걸림돌기(124)와 달리 탄성 체결부(120)에 걸림구멍을 형성할 수 있다.
이와 같이, 탄성 체결부(120)에 형성할 수 있는 체결 구조는 걸림돌기(124)와 걸림구멍일 수 있으며, 이에 대응하여 수 단자(30)에는 도 4와 같이 걸림구멍(32)이 형성되거나 걸림돌기(미도시)가 형성된다.
탄성 체결부(120)의 단부는 상향 절곡되어 해제 레버(122)를 구성하는데, 해제 레버(122)를 누르면 탄성 체결부(120)의 걸림돌기(124)가 수 단자(30)의 걸림구멍으로부터 이격되어 수 단자(30)를 전기 커넥터(100)로부터 분리할 수 있다.
한편, 탄성 체결부(120)의 단부를 하우징부(130, 140)보다 길이방향으로 연장하여 돌출시키고 해제 레버(122)를 생략해도 탄성 체결부(120)의 단부가 같은 기능을 수행하도록 할 수 있다.
하우징부(130, 140)
하우징부는 탄성 체결부(120)를 감싸는 형상으로 구성되는 제 1 하우징부(130)와 제 2 하우징부(140)로 이루어진다.
제 1 하우징부(130)는 바닥부(110)의 폭방향 일단에서 수직으로 절곡 연장하고 탄성 체결부(120)의 상부로 절곡되며, 제 2 하우징부(140)는 바닥부(110)의 폭방향 타단에서 수직으로 절곡 연장하고 탄성 체결부(120)의 상부로 절곡되어 제 1 하우징부(130)의 상면(132)에 접촉하여 중첩한다.
따라서, 제 1 하우징부(130)의 하면과 탄성 체결부(120)의 상면 사이는 일정간 간격이 형성되고, 수 단자(30)가 끼워진다.
제 1 및 제 2 하우징부(130, 140)에 의해 전기 커넥터(100)는 전체적으로 육면체의 박스(Box) 형상으로 이루어진다.
바람직하게, 도 3(a)와 3(b)을 참조하면, 제 1 하우징부(130)가 제 2 하우징부(140)와 중첩하는 부분에서 제 1 하우징부(130)의 하면에는 길이방향으로 연장하는 한 쌍의 접촉 가이드(135, 137)가 돌출 형성된다.
도 3(c)을 보면, 걸림돌기(124)의 정점부는 접촉 가이드(135, 137) 사이에서 제 1 하우징부(130)의 하면에 접촉하거나 인접하여 아주 작은 간극을 형성함으로써 후술하는 것처럼 수 단자가 강제로 끼워질 때 수 단자를 강하게 누를 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 접촉 가이드(135, 137)에 의해 실질적으로 제 1 하우징부(130)의 하면과 탄성 체결부(120)의 상면 사이의 간격이 도 4의 수 단자의 두께보다 작아지는데, 접촉 가이드(135, 137)의 면적이 작기 때문에 적절한 마찰력에 의해 수 단자가 강제로 끼워지므로 수 단자와 결합 강도를 향상시킬 수 있다.
접촉 가이드(135, 137)는, 가령 제 1 하우징부(130)의 상면을 프레스 압입하여 형성할 수 있으며, 도 3(c)과 같이, 접촉 가이드(135, 137)의 일단(137a)은 테이퍼를 형성하여 수 단자(30)가 용이하게 끼워지도록 할 수 있다.
한편, 전기 커넥터(100)를 진공픽업장치를 이용하여 진공픽업하기 위해 제 2 하우징부(140)의 상면(142)은 편평한 픽업 면을 구성한다. 즉, 제 1 하우징부(130)의 상면(132)에는 접촉 가이드(135, 137)를 형성하기 위해 압입 홈(134, 136)이 형성되어 진공 픽업 면으로 사용하기 적절하지 않으므로, 이와 중첩된 제 2 하우징부(140)의 상면(142)을 진공픽업 면으로 사용한다.
도 4를 참조하면, 전기 커넥터(100)는 릴 테이핑 되어 공급될 수 있으며, 진공픽업장치에 의해 픽업되어 인쇄회로기판(10)의 도전패턴(12)에 표면실장되고 다른 전자부품과 함께 솔더 크림에 의해 리플로우 솔더링 된다.
상기한 것처럼, 전선(20)의 단부에는 수 단자(30)가 고정되어 금속 심재(22)와 압착 또는 솔더링에 의해 전기적으로 연결된다. 수 단자(30)는 일정한 두께를 갖는 스트립(strip) 형상으로, 상기한 것처럼, 전기 커넥터(100)에 대응하여 걸림구멍(32)을 구비하거나 걸림돌기를 구비할 수 있다.
바람직하게, 수 단자(30)는 금속 시트가 일체로 형성되고 프레스에 의해 제조된다.
도 4와 같이, 수 단자(30)를 전기 커넥터(100)의 제 1 하우징부(130)와 탄성 체결부(120) 사이의 간극에 끼우고 가압하면, 수 단자(30)의 단부가 탄성 체결부(120)의 걸림돌기(124)에 걸리는데, 탄성 체결부(120)의 탄성에 의해 하방으로 휘어지면서 걸림돌기(124)가 하방으로 눌린다.
이 상태로 수 단자(30)가 계속 끼워지다가 걸림돌기(124)가 걸림구멍(32)에 대향하면, 하방으로 눌린 걸림돌기(124)가 탄성 복원력에 의해 걸림구멍(32)에 끼워지고, 그 결과 수 단자(30)는 전기 커넥터(100)에 체결된다.
수 단자(30)를 분리하고자 하는 경우, 해제 레버(122)를 하방으로 누르면, 걸림돌기(124)가 걸림구멍(32)으로부터 분리되고 수 단자(30)를 잡아당기면 전기 커넥터(100)로부터 간단하게 이탈된다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 전기 커넥터(100)는 금속 시트가 프레스 공정에 의해 일체로 형성된 후 캐리어 테이프에 릴 포장되어 진공 픽업에 의한 인쇄회로기판(10)에 표면 실장과 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하여 제조 비용이 적게 들고 장착이 용이하다는 이점이 있다.
또한, 대향하는 전선에 부착된 수 단자(30)를 별도의 플라스틱 하우징 없이 전기 커넥터(100)의 물리적인 힘으로 착탈할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 솔더링 부위는 일정 크기의 면적을 갖기 때문에 전기 커넥터(100)는 인쇄회로기판과 신뢰성 있는 기계적 결합을 갖는다. 특히 인쇄회로기판(10)이 두께가 얇고 유연성이 있는 연성회로기판(Flexible circuit board: FPCB)인 경우에 본 발명의 전기 커넥터(100)는 더 유용하게 사용될 수 있다는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 전기 커넥터
110: 바닥부
120: 탄성 체결부
121: 절곡부
122: 해제 레버
130: 제 1 하우징부
134, 136: 압입 홈
135, 137: 접촉 가이드
140: 제 2 하우징부
142; 픽업 면

Claims (10)

  1. 금속 시트에 의해 일체로 형성되고,
    인쇄회로기판의 도전패턴에 솔더링 되는 편평한 바닥부;
    상기 바닥부의 길이방향의 일단으로부터 구부러져 연장하고, 상면으로부터 걸림돌기가 돌출되는 탄성 체결부; 및
    상기 바닥부의 폭방향 일단에서 수직으로 절곡 연장하고, 상기 탄성 체결부의 상부로 절곡되는 제 1 하우징부와, 상기 바닥부의 폭방향 타단에서 수직으로 절곡 연장하고, 상기 탄성 체결부의 상부로 절곡되어 상기 제 1 하우징부의 상면 전체에 접촉하여 중첩하는 제 2 하우징부로 구성된 하우징부; 및
    상기 제 1 하우징부가 상기 제 2 하우징부와 중첩하는 부분에서 상기 제 1 하우징부의 상면을 프레스 압입하여 상기 제 1 하우징부의 하면으로 돌출되고 상기 길이방향으로 연장하는 한 쌍의 접촉 가이드를 포함하며,
    상기 제 2 하우징부의 상면은 진공픽업장치에 의한 픽업영역을 제공하고,
    상기 걸림돌기는 상기 접촉 가이드 사이에 위치하여 상기 제 1 하우징의 하면에 접촉하거나 인접하는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 전기 커넥터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 접촉 가이드의 상기 길이방향의 양단은 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 전기 커넥터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 걸림돌기는 상기 탄성 체결부의 일부를 폭방향으로 절개하고 상기 탄성 체결부의 하면에서 절개선 인접부를 프레스 압입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 전기 커넥터.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 커넥터는 릴 테이핑 되어 상기 픽업영역에서 진공픽업에 의한 표면실장과 리플로우 솔더링이 가능한 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 전기 커넥터.
  9. 청구항 1의 커넥터; 및
    금속 시트에 의해 일체로 형성되고, 전선에 고정되고 상기 전선의 금속 심재에 전기적으로 연결되며, 관통구멍이 형성된 수 단자를 포함하며,
    상기 수 단자의 관통구멍이 상기 커넥터의 걸림돌기에 끼워져 상기 수 단자는 상기 커넥터에 물리적으로 분리가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터 어셈블리.
  10. 삭제
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