KR101636970B1 - 인쇄회로기판 상으로 납땜된 전기 부품 - Google Patents

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Abstract

인쇄회로기판 상에 장착된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품은 상기 금속 패드에 면하는 제1 표면, 상기 금속 패드로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 표면으로부터 뻗어있는 제2 표면, 및 상기 제2 표면으로부터 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면을 포함하고, 상기 제2 표면과 제3 표면은 땜납이 수용되는 공간을 형성한다.

Description

인쇄회로기판 상으로 납땜된 전기 부품{ELECTRIC PART SOLDERED ONTO PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판 상에 장착된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품에 관한 것이고, 추가로 그를 제조하는 방법에 관련된다.
인쇄회로기판 상에 형성되고 얇은 금속 시트로 만들어진 된 금속 패드에 장착되는 전기 커넥터가 공지되어있다. 전기 커넥터는 일반적으로 또다른 전기 커넥터에 전기적으로 연결되는 커넥터 단자 또는 하우징을 인쇄회로기판 상으로 고정시키기 위한 꺽쇠(hold-down)라고 하는 전기 부품을 포함한다. 커넥터 단자 또는 꺽쇠(이하, 단순히 "전기 부품"이라고 한다)는 금속 패드에 납땜되어, 전기 커넥터를 인쇄회로기판 상에 고정시킨다.
이러한 전기 부품의 예시는 일본특허공개번호 제2012-138183에서 제시된다.
도 11a에 예시된 바와 같이, 공개공보에 제시된 단자(100)는 커넥터(102)의 캐리어에 연결된 리드(101)를 포함한다. 리드(101)와 커넥터(102) 모두는 주석으로 도금되어 리드(101)와 커넥터(102) 사이에서 얇은 노치(104)를 형성한다. 도 11b 및 11c에 도시된 바와 같이, 노치(104)는 커터(103)에 의해 절단되어, 도 11d에 도시된 바와 같은 노치(104)의 부분들로 구성된 필릿(fillet)이 형성된다.
상방으로 만곡된 필릿(105)은 땜납이 고정된 얇은 도금층의 면적이 증가될 수 있어서, 단자(100)가 금속 패드 상으로 납땜될 때 필릿(105)과 금속 패드 사이에서 대형 땜납 필릿이 형성될 수 있도록 보장한다.
자신의 대향하는 표면에서 도금된 금속 플레이트가 단순히 절단되는 경우, 금속 플레이트가 절단되는 것을 따라서 있는 표면에서 비도금 재료(모재(mother material)가 노출된다. 비도금 표면은 낮은 땜납 습윤성을 가진다. 필릿(105)은 도 11a 내지 11d에 예시된 단자(100)에서 커터(103)에 의해 노치(104)를 절단함으로써 형성된다. 따라서, 노치(104)는 얇게 늘어나고, 그에 따라 필릿(105)은 도금된 표면을 가진다.
그러나, 노치(104)가 필릿(105)을 형성하기 위해 절단될 때, 노치(104)는 노치(104)가 얇게 늘어나기 전에 부러질 수 있다. 따라서, 단순히 노치절단함으로써 얇은-도금 층 면적이 커지고, 그에 의해 노치(104)가 얇게 늘어날 수 있는 것을 보장하는 것은 매우 어려운 일이다.
금속 패드로부터 박리되는 전기 부품에 대한 박리 저항(peel resistance)은 전기 부품이 금속 패드에 납땜되는 면적의 크기에 종속된다. 따라서, 박리 저항을 증가시킬 목적으로 면적을 더 크게 만드는 것이 필요하다. 박리 저항을 증가시킴으로써, 전기 부품은 발진 및/또는 충격에 대해 개선된 박리 저항을 가질 수 있고, 추가로, 전기 부품은 전기 커넥터가 연결된 케이블이 당겨지는 것과 같은 경우에 전기 부품과 금속 패드 사이에서의 전기 연결의 개선을 보장하는 강도를 가질 수 있다.
종래 전기 커넥터의 전기 부품에서의 상술한 문제점에 관해, 본 발명의 목적은 인쇄회로기판으로부터 박리되는 것에 대한 박리 저항이 증가된 전기 커넥터의 전기 부품을 제공하여, 상기 전기 부품과 인쇄회로기판 사이의 전기 연결에 대해 신뢰성 개선을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 상술한 전기 부품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양태에서, 인쇄회로기판의 표면에 형성된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품으로서, 상기 금속 패드에 면하는 제1 표면, 상기 금속 패드로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 표면으로부터 뻗어있는 제2 표면, 및 상기 제2 표면으로부터 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면을 포함하고, 상기 제2 표면과 상기 제3 표면은 땜납이 수용되는 공간을 형성하는 상기 전기 부품이 제공된다.
본 발명에 따른 상기 전기 부품은 상기 전기 부품이 금속 패드로 납땜될 내부에 땜납을 수용하기 위한 공간을 가지도록 설계된다. 땜납은 상기 공간이 땜납으로 채워질 때 상기 제2 및 제3 표면에 부착되기 때문에, 상기 부품이 금속 패드로부터 벗겨지는 것에 대한 박리 저항이 증가될 수 있다. 추가로, 상기 공간에 채워진 땜납은 상기 제1 표면으로부터 상기 제3 표면까지의 높이를 가진 필릿을 형성한다. 따라서, 전기 부품이 금속 패드로 납땜될 수 있는 면적을 증가시킬 수 있고, 필릿이 박리저항을 증가시킨다.
상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대해 경사지는 것이 바람직하다.
상기 제2 표면을 상기 제1 표면에 대해 경사지도록 설계함으로써, 상기 제2 표면이 수직으로 직립해있는 것에 비해, 상기 패드가 금속 패드에 납땜되는 면적을 증가시켜 박리 저항을 보장할 수 있다.
상기 전기 부품은 상기 금속 패드에 면하는 제1 부분, 상기 금속 패드로부터 멀어지는 방향으로 뻗어있는 제2 부분, 및 상기 제1 및 제2 부분들을 서로 연결시키는 코너 부분을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 표면이 상기 코너 부분을 통하여 상기 제2 부분까지 상기 제1 부분 상에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 표면 내지 제3 표면을 상기 제1 부분으로부터 상기 제2 부분까지 상기 코너 부분을 통하여 형성하도록 설계함으로써, 상기 전기 부품이 금속 패드에 납땜되는 면적이 증가될 수 있다.
예를 들면, 상기 전기 부품의 끝단 표면은 도금되지 않을 수 있다.
상기 전기 부품의 끝단 표면이 도금되지 않을 지라도, 상기 전기 부품은 상기 제1 표면으로부터 상기 제3 표면까지의 높이를 가진 필릿에 의해 금속 패드에 확실하게 납땜될 수 있다.
상기 전기 부품의 끝단 표면은 도금되는 것이 바람직하다.
상기 전기 부품의 끝단 표면이 도금되도록 설계함으로써, 상기 필릿은 자신의 높이를 상기 제3 표면보다 더 높게 위치된 상기 전기 부품의 끝단 표면까지 연장할 수 있다. 따라서, 상기 전기 부품이 금속 패드에 납땜되는 면적은 상기 전기 부품의 상기 끝단 표면의 면적만큼 증가될 수 있다. 상기 증가된 면적과 연장된 높이를 가진 필릿은 박리 저항을 개선시킨다.
상기 제1 내지 제3 표면 중 적어도 하나는 복수의 오목부를 가지고 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 내지 제3 표면 중 적어도 하나가 복수의 오목부를 가지고 형성되도록 설계함으로써, 상기 전기 부품이 금속 패드에 납땜되는 면적이 증가될 수 있다.
본 발명의 또다른 양태에서, 인쇄회로기판의 표면에 형성되는 금속 패드에 납땜되는 커넥터 단자의 외부 리드로서, 상기 금속 패드에 면하는 제1 표면, 상기 금속 패드로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 표면으로부터 뻗어있는 제2 표면, 및 상기 제2 표면으로부터 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면을 포함하고, 상기 제2 표면과 상기 제3 표면은 땜납이 수용되는 공간을 형성하는 상기 커넥터 단자의 외부 리드가 제공된다.
본 발명의 또다른 양태에서, 하우징이 그를 통하여 인쇄회로기판 상으로 고정되는 전기 부품으로서, 상기 하우징과 접촉하는 제1 부분, 및 상기 인쇄회로기판으로 납땜되고, 상기 인쇄회로기판과 면하는 제1 표면, 상기 인쇄회로기판으로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 표면으로부터 뻗어있는 제2 표면, 및 상기 제2 표면으로부터 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면을 구비하는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 표면과 상기 제3 표면은 땜납이 수용되는 공간을 형성하는 상기 전기 부품이 제공된다.
본 발명의 또다른 양태에서, 전기 부품을 제조하는 방법으로서, 미리 정해진 윤곽(contour)을 가진 베이스 부를 만들기 위해 금속을 펀칭하는 단계, 및 상기 베이스 부의 가장자리에서 상기 베이스 부의 두께를 감소시켜 상기 제1 내지 제3 표면을 형성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 방법은 상기 전기 부품이 그를 통해 상기 인쇄회로기판으로 납땜되는 표면으로부터 대향하는 표면을 향한 방향으로 상기 베이스 부의 두께를 감소시킴으로써 형성된 상기 베이스 부의 연장부를 절단하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 방향으로 상기 연장된 부분을 절단함으로써, 끝말림(burr)이 인쇄회로기판에 대향하여 위치된 끝단 표면에 생성된다. 따라서, 끝말림은 금속 패드에 납땜되는 상기 전기 부품과 간섭하지 않는다.
상술한 본 발명에 의해 획득된 이점은 하기에 기술될 것이다.
본 발명은 상기 전기 부품이 금속 패드에 납땜되는 면적을 증가시키고, 추가로, 금속 패드에 대해 필릿을 형성하여 박리 저항이 증가될 수 있는 것을 보장할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명은 상기 전기 부품과 금속 패드 사이의 전기 연결 및 그에 따른 인쇄회로기판에 대해 개선된 신뢰성을 제공한다.
본 발명의 상기 및 기타 이점의 특징은 첨부 도면을 참조하여 이루어진 하기의 설명으로부터 명확하게 되고, 여기서 유사한 참조 문자는 도면 전체에서 동일하거나 또는 유사한 전기 부품을 가리킨다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판에 장착되는 전기 커넥터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 커넥터의 하부의 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전기 커넥터의 전기 부품을 형성하는 커넥터 단자의 하부의 사시도이다.
도 3b는 커넥터 단자의 우측 측면도이다.
도 3c는 커넥터 단자의 전면도이다.
도 3d는 커넥터 단자의 평면도이다.
도 3e는 커넥터 단자의 바닥 도면이다.
도 3f는 커넥터 단자의 후면도이다
도 3g는 도 2에 도시된 부분 A의 확대도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 전기 커넥터를 인쇄회로기판 상으로 고정시키기 위한 고정부의 하부의 사시도이다.
도 4b는 고정부의 우측 측면도이다.
도 4c는 고정부의 전면도이다.
도 4d는 고정부의 평면도이다.
도 4e는 고정부의 바닥 도면이다.
도 4f는 고정부의 후면도이다.
도 4g는 도 2에 도시된 부분 B의 확대도이다.
도 5a 내지 5d는 전기 부품을 제조하는 방법에서의 연속한 단계들을 예시한다.
도 6a는 인쇄회로기판 상으로 납땜되고, 도 3a에 예시된 전기 부품으로 구성된 커넥터 단자의 측면도이다.
도 6b는 도 6a에 예시된 커넥터 단자의 후면도이다.
도 7a는 인쇄회로기판 상으로 납땜되고, 도 4a에 예시된 전기 부품으로 구성된 고정부의 측면도이다.
도 7b는 도 7a에 예시된 고정부의 후면도이다.
도 8a는 인쇄회로기판 상으로 납땜되는 커넥터 단자의 측면도이다.
도 8b는 도 8a에 예시된 커넥터 단자의 후면도이다.
도 9a는 인쇄회로기판 상으로 납땜되는 고정부의 측면도이다.
도 9b는 도 9a에 예시된 고정부의 후면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 고정부와 종래 전기 부품의 박리 저항에 대한 본 발명에 따른 고정부와 종래 전기 부품 사이의 비교를 예시한다.
도 11a-11d는 종래 전기 부품을 제조하는 단계들을 예시한다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예들이 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이다.
도 1 및 2에 예시된 바와 같이, 실시예에 따른 전기 커넥터(10)는 인쇄회로기판(P) 상에 장착된 수(male) 커넥터이다. 전기 커넥터(10)는 인쇄회로기판(P)의 표면에 형성된 금속 패드(P1, P2) 상으로 납땜된다. 금속 패드(P1)는 신호가 그를 통해 인쇄회로기판(P) 상에 형성된 회로로 전송되는 단자를 형성하고, 금속 패드(P2)는 인쇄회로기판(P) 상에 전기 커넥터(10)를 고정시키기 위해 사용된다.
전기 커넥터(10)는 또다른 전기 커넥터(도시되지 않음)가 끼워맞춤되는 하우징(20), 하우징(20)에 형성되는 단자 공간에 하우징되고, 각각 또다른 전기 커넥터에 전기적으로 연결된는 복수의 커넥터 단자(30), 및 하우징(20)을 인쇄회로기판(P) 상으로 고정시키는 고정부(40)를 포함한다.
하우징(20)은 또다른 전기 커넥터가 그를 통해 하우징(20)에 끼워맞춤되는 개구부(도시되지 않음)를 가지고 형성되어, 전면이 개방되는 상자의 형태가 된다. 하우징(20)은 자신의 대향하는 측면들에서 그와 함께 고정부(40)를 설비하기 위한 홀더(210)를 가지고 형성된다. 홀더(21)는 고정부(40)가 홀더(21) 내에 고정부(40)를 고정시키기 위해 삽입되는 슬롯을 형성한다.
커넥터 단자(30)는 하우징(20)에 대해 선으로 정렬된다. 커넥터 단자(30) 각각은 수 단자를 구비하고, 인쇄회로기판(P)의 표면에 형성된 금속 패드(P1)(도 1을 참조) 상으로 납땜된다. 커넥터 단자(30) 각각은 도금되고, 그에 따라 커넥터 단자(30) 각각이 그를 통해 금속 패드(P1)와 접촉하도록 하는 도금 표면, 및 먼저상술된 도금 표면과 대향하여 위치된 도금 표면을 구비한다.
도 3a-3g에 도시된 바와 같이, 커넥터 단자(30)는 바늘 형태의 핀 섹션(31), 주 몸체(32), 및 커넥터 단자(30)가 그를 통해 인쇄회로기판(P1)의 표면에 형성된 금속 패드(P1)로 납땜되는 외부 리드(33)를 포함한다.
핀 섹션(31)은 또다른 전기 커넥터의 암커넥터에 삽입되어, 전기 커넥터와 전기적으로 연결된다. 주 몸체(32)는 하우징(20)에 형성된 단자 공간 내에 하우징된다. 주 몸체(32)는 커넥터 단자(30)가 하우징으로 삽입될 때 하우징(20)의 벽(22)(도 2 참조)과 맞물리는 한 쌍의 웨지(32a), 및 사용자가 그를 통해 커넥터 단자(30)를 하우징(20)으로 미는 한 쌍의 연장부(32b)를 가지고 형성된다.
웨지(32a)는 주 몸체(32)의 폭방향으로 대향하는 측면에 형성된다. 웨지(32a)의 각각은 커넥터 단자(30)가 하우징(20)으로 삽입되는 방향으로 경사진 테이퍼링된 표면을 구비하고, 하우징(20)의 벽(22) 내에 형성된 단자 공간의 측면과 맞물린다. 연장부(32b)의 각각은 장방형 단면을 가지고, 커넥터 단자(30)가 하우징(20)으로 삽입되는 방향에 직교하는 방향으로 돌출한다.
외부 리드(33)는 크랭크의 형태이다. 외부 리드(33)는 자신의 원단에서 커넥터 단자(30)가 그를 통해 금속 패드(P1)로 납땜되는 접촉부(34)를 가지고 형성된다. 하우징(20)으로 삽입되기 전에, 커넥터 단자(30)는 핀 섹션(31)으로부터 접촉부(34)까지의 주 몸체(32) 및 외부 리드(33)를 통과한 선 형태이다. 하우징(20)으로 삽입된 후에, 원단부가 먼저 하방으로 만곡되고, 수평으로 더 만곡되어 크랭크형 외부 리드(33)를 형성한다.
고정부(40)는 홀더(21)(도 2 참조)에 의해 지지되고, 추가로 인쇄회로기판(P)의 표면에서 형성되는 금속 패드(P2)(도 1 참조) 상으로 납땜되는 소위 "꺽쇠(hold-down)"를 포함한다. 고정부(40)는 주석과 같은 금속으로 전체가 도금되고, 따라서, 대향하는 도금 표면들을 가진다. 고정부(40)는 측면으로부터 보았을 때 실질적으로 L자 형상이다.
도 4a-4g에 도시된 바와 같이, 고정부(40)는 주 몸체(41), 및 주 몸체(41)에 대해 직교하여 뻗어있는 레그(42)를 포함한다. 고정부(40)는 레그(42)를 금속 패드(P2) 상으로 납땜함으로써 금속 패드(P2)에 고정된다.
주 몸체(41)는 홀더(21)와 맞물리는 복수의 웨지(41a), 및 사용자가 그를 통해 고정부(40)를 홀더(21)로 미는 한 쌍의 연장부(41b)를 포함한다.
웨지(41a)는 주 몸체(41)의 폭방향으로 주 몸체(41)의 대향하는 측면에 형성된다. 각각의 웨지(41a)는 고정부(40)가 홀더(21)로 삽입되는 방향으로 경사진 테이퍼링된 표면을 구비하고, 홀더(21)에 형성된 홈(도시되지 않음)과 맞물린다. 연장부(41b)의 각각은 장방형 단면을 가지고, 고정부(40)가 홀더(21)로 삽입되는 방향에 직교하는 방향으로 돌출한다.
레그(42)는 측면에서 보았을 때 실질적으로 L자 형상의 단면을 가지고, 고정부(40)가 그를 통해 금속 패드(P2) 상으로 납땜되는 접촉부(43)를 가지고 자신의 원단에 형성된다.
외부 리드(33)의 접촉부(34)와 레그(42)의 접촉부(43)는 도 3a-3g 및 도 4a-4g를 참조하여 하기에 설명된다.
접촉부(34)는 금속 패드(P1)에 면하는 제1 표면(51), 금속 패드(P1)로부터 멀어지는 방향으로 제1 표면(51)으로부터 원주방향으로 뻗어있는 제2 표면(52), 및 제2 표면(52)으로부터 원주방향으로 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면(53)을 포함한다. 제2 표면(52)과 제3 표면(53)은 단차부(stepped portion)(50)를 형성한다. 추가로, 제2 표면(52)과 제3 표면(53)은 금속 패드(P1)와 함께 땜납이 수용되는 공간(S1)을 형성한다.
접촉부(43)는 금속 패드(P2)에 면하는 제1 표면(61), 금속 패드(P2)로부터 멀어지는 방향으로 제1 표면(61)으로부터 원주방향으로 뻗어있는 제2 표면(62), 및 제2 표면(62)으로부터 원주방향으로 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면(63)을 포함한다. 제2 표면(62)과 제3 표면(63)은 단차부(60)를 형성한다. 추가로, 제2 표면(62)과 제3 표면(63)은 금속 패드(P2)와 함께 땜납이 수용되는 공간(S2)을 형성한다.
제1 표면(51 및 61)은 가능한 큰 면적을 가지도록 설계된다. 제1 표면(51 및 61)은 전기 커넥터(10)가 인쇄회로기판(P) 상에 장착될 때 평행하게 금속 패드(P1 및 P2)를 면한다.
제2 표면(52 및 62)은 금속 패드(P1 및 P2)에 대해 경사져있다. 제3 표면(53 및 63)은 금속 패드(P1 및 P2)와 거의 평행하게 제2 표면(52 및 62)의 상부 끝단으로부터 뻗어있다.
커넥터(30)의 접촉부(34) 및 고정부(40)의 접촉부(43) 모두를 제조하는 방법이 도 5a-5d를 참조하여 하기에 설명된다.
먼저, 금속 시트가 커넥터 단자(30) 및 고정부(40) 각각이 제조되는 미리정해진 형상으로 펀칭된다.
그런다음, 커넥터 단자(30)를 제조하기 위한 정방형 바 또는 고정부(40)를 제조하기 위한 플레이트가 도 5a에 도시된 바와 같이 평평한 표면을 가지는 다이(81) 상에 놓인다. 정방형 바와 플레이트 각각은 가장자리부(70)를 가지고, 도금되어 도금층(70a 및 70b), 즉 자신의 상부 및 하부 표면 상에 형성된 박막 금속층을 가지도록 한다.
펀치(82)는 단차부(50 및 60)에 대응하는 형상의 돌출부(82a)를 가진다(도 3g 및 4g를 참조). 정방형 바 또는 플레이트는 상부 표면(70a)으로부터 하부 표면(70b)을 향한 방향으로 펀치(82)에 의해 가압되어, 도 5b에 도시된 바와 같이 가장자리부(70)를 함몰시킨다(collapse). 따라서, 가장자리부(70)는 단차부(50 또는 60)를 만들 단차부(71)를 가지고 형성된다. 상부 표면(70a)은 커넥터 단자(30) 또는 고정부(40)가 그를 통해 각각 금속 패드(P1 또는 P2) 상으로 납땜되는 표면을 나타낸다.
그런다음, 가장자리부(70)는 도 5c에 도시된 바와 같이 다이(81)와 단차부(71)의 형상과 동일한 형상을 가지는 돌출부(83a)를 가지는 박리제(stripper)(83) 사이에 개재된다. 펀치(82)에 의해 가장자리부(70)를 함몰 또는 롤링함(rolling)으로써, 가장자리부(70)의 연장으로서 잔여부(72)가 형성된다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 잔여부(72)는 펀치(84)에 의해 절단된다. 잔여부(72)는 상부 표면(70a), 즉 커넥터 단자(30) 또는 고정부(40)가 각각 하부 표면(70b)을 향해 그를 통해 금속 패드(P1 또는 P2) 상으로 납땜되는 표면으로부터 펀치(84)에 의해 절단된다.
상술한 단계들에 따라, 접촉부(34 및 43)는 단차부(50 및 60)를 가지고 자신의 가장자리부(70)에 형성될 수 있다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 가장자리부(70)를 함몰시켜 내부에 땜납을 수용하기 위한 공간(S1 및 S2)을 형성함으로써, 공간(S1 및 S2)을 형성하는 제2 표면(52 또는 62) 및 제3 표면(53 또는 63)(도 3g 및 도 4g 참조)은 도금층(70a)으로 덮힌 표면으로 구성될 수 있다.
추가로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 가장자리부(70)를 롤링함으로써, 즉, 가장자리부(70)의 두께를 감소시킴으로써 형성된 잔여부(72)는 상부 표면(70a), 즉, 커넥터 단자(30) 또는 고정부(40)가 그를 통과하여 각각 금속 패드(P1 또는 P2)로 납땜되는 표면으로부터 하부 표면(70b)을 향한 방향으로 펀치(84)에 의해 절단된다(도 6a 및 7a 참조). 잔여부(72)를 절단함으로써 끝말림이 가장자리부(70)의 끝단 표면에서 생성될지라도, 이러한 끝말림은 인쇄회로기판(P)에 대향하여 위치되는 에지에서 생성되어, 끝말림이 금속 패드(P1 또는 P2) 상으로 각각 납땜되는 커넥터 단자(30) 또는 고정부(40)와 간섭하지 않는 다는 것을 보장한다.
가장자리부(70)에 접촉부(34 또는 43)를 형성한 후에, 정방형 바가 L자 형상으로 만곡되어 외부 리드(33)를 형성하거나, 또는 플레이트가 L자 형상으로 만곡되어 레그(42)를 형성한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 커넥터에서의 전기 부품(특히 커넥터 단자(30) 및 고정부(40))의 접촉부(34 또는 43)가 하기와 같이 금속 패드(P1 또는 P2) 상으로 납땜된다.
도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 커넥터 단자(30)는 접촉부(34)를 통해 금속 패드(P1) 상으로 납땜된다. 제1 표면(51)이 땜납(B)으로 덮히고, 공간(S1)은 땜납(B)으로 채워진다. 그와 함께 공간(S1)을 채우는 땜납(B)은 제2 표면(52) 및 제3 표면(53)에 부착된다. 예를 들면, 접촉부(34)는 접촉부(34)가 그를 통해 금속 패드(P1) 상으로 납땜되는 면적을 단차부(50)를 가지지 않고 형성되는 접촉부와 비교하여 제2 표면(52)의 면적만큼 증가시킬 수 있다.
추가로, 커넥터 단자(30)가 이미 도금되었기 때문에, 접촉부(34)의 끝단 표면(54)이 도금되지 않을지라도, 그와 함께 공간(S1)을 채우는 땜납은 단차부(50)에 의해 정의된 높이를 가질 수 있고, 따라서, 제3 표면(53)으로부터 금속 패드(P1)의 표면까지 사선으로 제형 횡단면을 가지는 필릿(F)이 형성된다(도 6a 참조).
따라서, 접촉부(34)는 커넥터 단자(30)가 그를 통해 금속 패드(P1) 상으로 납땜되는 면적을 증가시킬 수 있고, 커넥터 단자(30)와 금속 패드(P1) 사이의 필릿(F)을 형성하여, 금속 패드(P1)에 대한 커넥터 단자(30)의 박리 저항이 증가되고 커넥터 단자(30)와 금속 패드(P1) 사이의 전기 연결에서의 신뢰성이 개선되는 것을 보장할 수 있다.
필릿(105)은 도 11a 내지 11d에 도시된 종래 단자에서 노치(104)를 절단시킴으로써 형성되기 때문에, 결과인 필릿(105)은 균일한 형상을 가질수 없고, 박리되는 것에 대한 단자(100)의 일정한 박리 저항이 획득될 수 없다는 우려가 있다. 반대로, 접촉부(34)는 자신의 가장자리부(70)에서 함몰되어 실시예에 따라 커넥터 단자(30)에서 단차부(50)를 형성하기 때문에, 모두 일정한 면적을 가지는 제2 및 제3 표면(52 및 53)을 형성하여 박리되는 것에 대한 커넥터 단자(30)의 일정한 박리저항이 획득될 수 있다는 것을 보장할 수 있다.
추가로, 제2 표면(52)이 제1 표면(51)에 대해 경사져 있기 때문에, 제2 표면(52)이 제1 표면(51)에 대해 수직으로 직립하도록 설계되는 경우에 비해, 커넥터 단자(30)가 그를 통해 금속 패드(P1) 상으로 납땜되는 면적을 커넥터 단자(30)가 가져서 금속 패드(P1)에 대한 커넥터 단자(30)의 박리 저항이 더 개선될 수 있도록 보장할 수 있다.
예를 들면, 접촉부가 경사 표면에 의해서만 자신의 외부 표면에서 형성되는 경우, 필릿은 경사 표면의 상부에서 자신의 표면에서 상승하여, 필릿이 자신의 상부에서 매우 얇고, 따라서 땜납 습윤성이 매우 열화하게 된다.
접촉부(34)에서의 필릿(F)은 제3 표면으로부터 금속 패드(P1)의 표면으로 사선으로 뻗어서 형성되는데, 즉, 필릿(F)은 직각 삼각형의 형태이다. 따라서, 필릿(F)은 자신의 상부에서조차도 충분한 두께를 가질 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 커넥터 단자(30)는 접촉부(34)에서 단차부(50)를 가지도록 설계되었기 때문에, 커넥터 단자(30)는 확실히 인쇄회로 기판(P)의 표면에 형성된 금속 패드(P1) 상으로 납땜될 수 있다.
도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 고정부(40)는 접촉부(43)를 통해 금속 패드(P1 및 P2) 상으로 납땜된다. 제1 표면(51)은 땜납으로 덮여지고, 공간(S2)은 땜납(B)으로 채워진다. 그와 함께 공간(S2)을 채우는 땜납(B)은 제2 표면(52)과 제3 표면(53)으로 부착된다.
커넥터 단자(30)와 유사하게, 접촉부(43)는 단차부(60)로 형성되지 않은 접촉부와 비교하여 고정부(40)가 그를 통해 금속 패드(P2) 상으로 납땜되는 면적을 제2 표면(62)의 면적까지 증가시킬 수 있다.
추가로, 고정부(40)는 이미 도금되었기 때문에, 접촉부(43)의 끝단 표면(64)이 도금되지 않을 지라도, 그와 함께 공간(S2)을 채우는 땜납은 단차부(60)에 의해 정의된 높이를 가질 수 있고, 따라서, 제3 표면(53)으로부터 금속 패드(P2)의 표면까지 사선으로 뻗어있는 제형 횡단면을 가지는 필릿(F)이 형성된다(도 7a 참조).
따라서, 접촉부(43)는 고정부(40)가 금속 패드(P2) 상으로 그를 통해 납땜되는 면적을 증가시키고, 고정부(40)와 금속 패드(P2) 사이의 필릿(F)을 형성하여, 금속 패드(P2)에 대한 고정부(40)의 박리 저항이 증가되고 고정부(40)와 금속 패드(P2) 사이의 전기 연결에 있어서의 신뢰성이 개선되는 것을 보장할 수 있다.
추가로, 제1 내지 제3 표면(61-63)에 의해 형성된 접촉부(43)는, 레그(42)와 주 몸체(41)를 서로 연결시키는 코너부를 통해, 금속 패드(P2)에 대해 수직으로 뻗어있는 주 몸체(41)로 수평으로 뻗어있고 금속 패드(P2)에 면하고 있는 레그(42)로부터 형성되고, 땜납(B)은 그와 함께 레그(42)의 수평으로 뻗은 표면 뿐만 아니라 코너부(44)의 아치형의 표면 및 주 몸체(41)의 수직으로 뻗은 표면을 덮는다. 따라서, 고정부(40)가 그를 통과하여 금속 패드(P2) 상으로 납땜되는 면적은 증가될 수 있다.
상술한 바와 같이, 고정부(40)는 접촉부(43)에서 단차부(60)를 가지도록 설계되기 때문에, 고정부(40)는 인쇄회로기판(P)의 표면에서 형성된 금속 패드(P2) 상으로 확실하게 납땜될 수 있다.
커넥터 단자 또는 고정부가 먼저 비도금 금속으로 만들어지고, 그런다음 금속으로 도금되는 경우가 하기에 기술된다.
도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 커넥터 단자(30X)는 비도금 금속으로 제조된 후에 도금되고, 따라서 끝단 표면(54)을 포함하는 접촉부(34)는 전체가 도금층으로 덮힌다.
끝단 표면(54)이 도금되기 때문에, 필릿(F)은 제3 표면(53) 보다 더 높은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 금속 패드(P1)에 대한 커넥터 단자(30X)의 박리 저항은, 커넥터 단자(30X)가 그를 통해 금속 패드(P1) 상으로 납땜되는 면적 증가에 의해 증가되고, 접촉부(34)의 끝단 표면(54)에 의해, 그리고 추가적으로, 증가된 높이를 가진 필릿(F)에 의해 야기될 수 있다.
추가로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 단차부(50)는 접촉부(34)의 대향하는 측면들에 형성되기 때문에, 땜납(B)은 제3 표면(53) 보다 더 높이 위치된 끝단 표면(54)의 부분 만이 아닌 공간(S1 및 S2) 사이에 개재된 끝단 표면(54)의 부분에도 부착되어, 필릿(F)를 형성하여, 커넥터 단자(30X)가 금속 패드(P1) 상으로 그를 통해 납땜되는 면적이 더 증가될 수 있는 것을 보장한다.
도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 고정부(40X)는 비도금 금속으로 제조된 후에 도금되고, 따라서 끝단 표면(64)을 포함하는 접촉부(43)는 전체가 도금층으로 덮힌다.
커넥터 단자(30X)와 유사하게, 끝단 표면(64)이 도금되기 때문에, 필릿(F)은 제3 표면(63) 보다 더 높은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 금속 패드(P2)에 대한 고정부(40X)의 박리 저항은, 고정부(40X)가 그를 통해 금속 패드(P2) 상으로 납땜되는 면적 증가에 의해 증가되고, 접촉부(43)의 끝단 표면(64)에 의해, 그리고 추가적으로, 증가된 높이를 가진 필릿(F)에 의해 야기될 수 있다.
출원인은 도금 금속으로 제조된 고정부(40), 도금 금속으로 제조되었지만 단차부(60)를 가지지 않고 형성된 고정부(40Y), 먼저 비도금 금속으로 제조되고, 그런 다음 도금되고, 단차부(60)를 가지지 않고 형성된 고정부(40Z), 및 상술한 비도금 금속으로 제조되고, 그런 다음 도금되고, 단차부(60)를 가지고 형성된 고정부(40X) 사이의 박리 저항을 비교하는 실험을 수행하였다.
도 10에 도시된 바와 같이, 박리 저항은 고정부(40X), 고정부(40), 고정부(40Z), 및 고정부(40Y)의 순서로 더 높았다. 특히, 고정부(40)는 고정부(40Z)의 박리 저항보다 1.5 배 더 높은 박리 저항을 가진다.
상기 결과에서 공간(S2)을 가지고 형성된 접촉부(43)를 가진 고정부(40)는 효과적으로 고정부(40Z)에 대해 박리 저항을 개선시킬 수 있다는 것이 이해된다. 추가로, 또한 끝단 표면(64)(도 9a 및 9b를 참조)은 비도금 금속으로 고정부(40)를 제조하고, 그런다음 그것을 도금함으로써 도금될 수 있기 때문에, 박리 저항이 더 개선될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
상술한 실시예에서, 제1 내지 제3 표면(51-53, 또는 61-63)은 모두 평평하게 설계된다. 대안으로서, 제1, 제2 및/또는 제3 표면은 복수의 오목부 또는 홈을 가지고 형성될 수 있다. 이는 커넥터 단자(30) 또는 고정부(40)가 그를 통하여 금속 패드(P1 또는 P2) 상으로 납땜되는 총 면적이 증가될 수 있도록 보장한다.
커넥터 단자(30) 및 고정부(40)와 같은 본 발명에 따른 전기 부품은 전기 신호가 전송되는 전기 와이어용 통신 장치와 같이, 자동차 산업, 전기/전자 장치 산업, 및 기계 산업과 같은 분야에서 폭넓게 사용되는 전기 커넥터에 적합하다.
본 발명이 특정한 실시예와 연결하여 기술되었지만, 본 발명에 의해 포함되는 주제는 이들 특정한 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 반면, 본 발명의 주제는 하기의 청구범위의 취지 및 범위 내에 포함될 수 있는 모든 대안, 변형 및 등가물을 포함하는 것으로 의도된다.
명세서, 청구범위, 도면 및 요약을 포함하여, 2013년 9월 20일 출원된 일본특허출원 제2013-195877호의 전체 개시물이 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.

Claims (19)

  1. 인쇄회로기판의 표면에 형성된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품으로서,
    상기 금속 패드에 면하는 제1 표면;
    상기 금속 패드로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 표면으로부터 뻗어있는 제2 표면; 및
    상기 제2 표면으로부터 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면;
    을 포함하고,
    상기 제2 표면과 상기 제3 표면은 땜납이 수용되는 공간을 형성하고,
    상기 전기 부품은 상기 금속 패드에 면하는 제1 부분, 및 상기 금속 패드로부터 멀어지는 방향으로 뻗어있는 제2 부분, 및 상기 제1 부분과 제2 부분을 서로 연결시키는 코너부를 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 표면은 상기 코너부를 통하여 상기 제2 부분까지 상기 제1 부분 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 표면에 형성된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 대해 경사지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 표면에 형성된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 전기 부품의 끝단 표면은 도금되지 않는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 표면에 형성된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 전기 부품의 끝단 표면은 도금되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 표면에 형성된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 표면 중 적어도 하나는 복수의 오목부를 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 표면에 형성된 금속 패드로 납땜되는 전기 부품.
  7. 인쇄회로기판의 표면에 형성되는 금속 패드에 납땜되는 커넥터 단자의 외부 리드로서,
    상기 금속 패드에 면하는 제1 표면;
    상기 금속 패드로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 표면으로부터 뻗어있는 제2 표면; 및
    상기 제2 표면으로부터 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면;
    을 포함하고,
    상기 제2 표면과 상기 제3 표면은 땜납이 수용되는 공간을 형성하고,
    상기 외부 리드는 상기 금속 패드에 면하는 제1 부분, 및 상기 금속 패드로부터 멀어지는 방향으로 뻗어있는 제2 부분, 및 상기 제1 부분과 제2 부분을 서로 연결시키는 코너부를 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 표면은 상기 코너부를 통하여 상기 제2 부분까지 상기 제1 부분 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 커넥터 단자의 외부 리드.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제2 표면은 경사지는 것을 특징으로 하는 상기 커넥터 단자의 외부 리드.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 외부 리드의 끝단 표면은 도금되지 않는 것을 특징으로 하는 상기 커넥터 단자의 외부 리드.
  10. 제7 항에 있어서, 상기 외부 리드의 끝단 표면은 도금되는 것을 특징으로 하는 상기 커넥터 단자의 외부 리드.
  11. 제7 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 표면 중 적어도 하나는 복수의 오목부를 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 커넥터 단자의 외부 리드.
  12. 하우징이 전기 부품을 통하여 인쇄회로기판 상으로 고정되고, 상기 하우징과 접촉하는 제1 부분, 및 상기 인쇄회로기판으로 납땜되는 제2 부분을 포함하는 상기 전기 부품으로서,
    상기 제2 부분은:
    상기 인쇄회로기판과 면하는 제1 표면;
    상기 인쇄회로기판으로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 표면으로부터 뻗어있는 제2 표면; 및
    상기 제2 표면으로부터 외측을 향해 뻗어있는 제3 표면;
    을 구비하고,
    상기 제2 표면과 상기 제3 표면은 땜납이 수용되는 공간을 형성하고,
    상기 제1 내지 제3 표면은 상기 제1 부분과 제2 부분을 서로 연결시키는 코너부를 통하여 상기 제2 부분까지 상기 제1 부분 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 부품.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제2 표면은 경사지는 것을 특징으로 하는 전기 부품.
  14. 삭제
  15. 제12 항에 있어서, 상기 전기 부품의 끝단 표면은 도금되지 않는 것을 특징으로 하는 전기 부품.
  16. 제12 항에 있어서, 상기 전기 부품의 끝단 표면은 도금되는 것을 특징으로 하는 전기 부품.
  17. 제12 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 표면 중 적어도 하나는 복수의 오목부를 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 부품.
  18. 제1 항에 따른 전기 부품을 제조하는 방법으로서:
    미리 정해진 윤곽(contour)을 가진 베이스 부를 만들기 위해 금속을 펀칭하는 단계; 및
    상기 베이스 부의 가장자리에서 상기 베이스 부의 두께를 감소시켜 상기 제1 내지 제3 표면을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 부품 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 전기 부품이 표면을 통과하여 상기 인쇄회로기판으로 납땜되는 상기 표면으로부터 대향하는 표면을 향한 방향으로 상기 베이스 부의 두께를 감소시킴으로써 형성된 상기 베이스 부의 연장부를 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 부품 제조 방법.
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