KR19990022117A - 표면 장착된 전기 커넥터 - Google Patents

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KR19990022117A
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토마스 에스. 코헨
마크 더블유. 가일러스
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반울콤 잭
테라다인 인코포레이티드
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Abstract

본발명에 의하여, 용이하게 제조될 수 있는 고속, 고밀도 표면 장착 커넥터가 제공된다. 상기 커넥터는, 접지판을 절연성 하우징의 부분에 사출성형하므로써 형성되어, 하우징의 양단으로부터 연장된 전도 빔부분 및 말단부분을 형성시킨다. 하우징의 짝이되는 섹션은 분리되어 형성된다. 신호 접촉부는, 짝지어지는 하우징의 두 부분사이에서 끼워진다. 신호 접촉부는 접지판에 대하여 평행이지만, 접지판과는 간격을 가지고 형성되어, 개별적인 전송선로를 형성한다. 사용할 때, 말단부분은 인쇄회로기판에 납땜된다. 빔부분은 접촉 스프링의 형성을 위하여 굴절된다. 빔부분은 커넥터가 백 플레인에 대하여 압력을 받을 때, 백 플레인에 접촉을 형성한다.

Description

표면 장착된 전기 커넥터
전기 커넥터는 현대의 전자 장치에 광범위하게 사용된다. 종종, 다수의 인쇄회로기판들이 백 플레인(back plane)을 통하여 함께 접속된다. 예를 들면, 다수의 컴퓨터가 이러한 형태로 조립된다. 커넥터는 2 부분으로 형성되고 용이하게 짝지어지거나 분리될 수 있다. 커넥터는 전자 장치의 조립 및 유지를 용이하게 한다. 백 플레인에 플러그(plug)된 회로카드는 도터 카드(daughter card)라고 불린다.
다른 예에서, 회로 기판들은 백 플레인을 통하기 보다는 함께 접속된다. 백 플레인 상에 사용된 것들과 같은 커넥터가 이 예시에서 사용된다.
커넥터 접촉부의 말단부의 형상은 두 회로 기판의 병렬 장착을 용이하게 하기 위하여 상이할 수 있다. 두 기판이 이러한 형태로 접속되면, 하나는 마더보드(motherboard)라 불리고, 다른 하나는 도터 카드라고 불린다. 그러나, 유사한 커넥터가 어느쪽의 적용에든 사용될 수 있으므로, 하기에서 백 플레인 또는 백플레인 커넥터라는 용어는 일반적으로 양자 중의 하나를 지칭할 것이다.
초기의 카드 에지(card edge) 백 플레인 커넥터는, 중간부의 하방으로 슬롯(slot)의 일측을 따라 전도성 접촉부의 열을 구비한 플라스틱 하우징(housing)을 구비하고 있다. 도터 카드는 하나의 에지를 따라 접촉 패드(pad)를 구비하고 있다. 카드의 에지는 백 플레인 커넥터에 플러그된다. 전도성 접촉부는 도터 카드상의 접촉 패드에 대해 스프링 바이어스(spring bias)되어, 두 개의 기판간에 전도성 경로를 완성한다.
2부분 커넥터가 점차로 널리 사용되어 오고 있다. 2 부분 커넥터를 사용하여, 플라스틱 하우징이 각 회로기판상에 설치되어 결합된다. 각 하우징은 그 내부에 다수의 전도성 접촉부를 구비한다. 두 개의 하우징이 짝지어지면, 각 하우징의 전도성 접촉부는 전기적 접촉을 이루며 접촉한다. 통상, 일종의 스프링 힘이 접촉부를 함께 있도록 유지하기 위하여 사용된다. 이 유형의 다수의 커넥터는, 핀 형태의 접촉부 1세트와 상기 핀이 삽입될 수 있는 콘센트 형태의 접촉부 다른 1세트를 구비한다. 그러나, 다른 유형의 접촉부들이 사용되어 왔다. 예를 들면, 포크(fork) 및 날(blade) 접촉부가 또한 사용되어 왔다.
일반적으로, 2부분 커넥터는 다수의 열의 접촉부를 포함한다. 접촉부의 말단(tail)은 하우징으로부터 연장되어 인쇄회로 기판에 부착된다. 이러한 형태로, 다수의 신호가 두 기판 사이에 반송될 수 있다.
상기 2부분 커넥터상의 진보는 신호 접촉부의 인접하는 열간의 접지판의 사용이었다. 어떤 커넥터는 접촉 영역간에 접지판을 구비한다. 이 유형의 커넥터의 예는 특허 4,571,014, 4,975,084, 4,846,727, 및 5,403,206이다. 다른 커넥터는 말단사이에 접지판을 구비한다. 이 유형의 커넥터의 예는 특허 4,898,546, 5,055,069, 및 5,135,405에서 발견될 수 있다.
그들의 형상 및 설치에 따라, 접지판은 1 이상의 기능을 수행할 수 있다. 어떤 것은 누화(crosstalk)를 감소시킨다. 또다른 것은 저 임피던스 접지를 제공하므로써, 왜곡을 감소시킨다. 또한, 어떤 것은 주로 커넥터로부터의 전자기 방사를 감소시키도록 의도되어 있다.
2부분 커넥터의 또다른 진보는 회로 기판상에 형성된 접촉부의 말단을 구비하는 것이다. 회로 기판의 일측은 접지판을 포함한다. 말단을 위한 신호경로를 형성하는 궤적(trace)은 타측에 배치되어 기판상에 전송선로를 형성한다.
플렉스(flex) 회로도 종종 인쇄 회로 기판상의 점을 연결하기 위하여 사용된다. 플렉스 회로는 플렉시블(flexible) 기판 상에 다수의 병렬 전도성 궤적을 포함한다. 그러한 회로중 어떤 것은 각 궤적이 전송선로로서 작용할 수 있도록 접지된 백킹(backing)을 포함한다. 각 궤적은 전도성 패드에서 중단되고, 궤적상의 전도성 패드를 인쇄 회로 기판상의 전도성 패드내로 누름으로써 인쇄 회로 기판에 접속이 형성된다. 압력을 통하여 접촉을 형성하는 커넥터는 종종 압력 설치된(pressure mounted) 접촉부라 칭해진다. 스프링 빔(beam) 부재도 압력 설치된 접촉을 형성하기 위하여 사용되어 왔다. 그러나, 스프링 빔이 사용될 때, 커넥터는 인쇄 회로 기판에 고정되어 통상적인 사용에서 분리가 가능하지 않다.
또다른 진보는 능동(active) 커넥터라고 불린다. 능동 커넥터는 회로 소자를 커넥터에 포함시킨 커넥터이다. 그러한 커넥터중의 하나는 종래의 핀 및 소켓 유형 커넥터에 부착된 플렉스 회로를 사용한다. 회로 소자는 플렉스 회로에 부착되고 플렉스 커넥터의 궤적의 일부에 접촉을 형성한다.
다양한 유형의 커넥터가 이용가능하지만, 신호의 반사를 감소시키기 위하여,정확히 제어되는 임피던스를 구비한 커넥터를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 250 psec 미만의 범위의 상승시간을 가진 고속 신호를 수용할 수 있는 커넥터를 구비하는 것이 바람직하다. 그러한 커넥터는 또한 인쇄 회로 기판이 사용중에 결합 및 분리가능 하도록 분리가능한 동시에 내구성을 지녀야 한다. 또한, 그러한 커넥터가 부가적인 플렉스 회로가 필요없이 능동 소자를 포함할 수 있는 것도 바람직하다.
본발명은 회로 기판간의 신호의 전달을 위한 커넥터에 일반적으로 관계되며, 더 특정하면, 고속 고밀도 커넥터에 관계된다.
본발명은 이하의 더 상세한 설명과 첨부도면을 참조하여 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은, 본발명의 커넥터의 단면을 도시하고,
도 2는, 도 1의 커넥터의 일측의 분해도,
도 3a는, 커넥터의 조립전 신호 접촉부를 도시하는 개략도,
도 3b는, 커넥터의 조립전 접지 접촉부를 도시하는 개략도,
도 3c는, 커넥터의 조립전 접지 접촉부의 측면을 도시하는 개략도,
도 4a는, 백 플레인의 자국의 개략도이고,
도 4b는, 도터 카드의 자국의 개략도이다.
상기의 배경기술을 유념하여, 본 발명의 목적은 고밀도, 고속 회로 기판 커넥터를 제공하는 것이다.
본발명의 또다른 목적은 제어된 임피던스를 가지는 회로 기판 커넥터를 제공하는 것이다.
본발명의 또다른 목적은 내구적이고 분리가능한 커넥터를 제공하는 것이다.
본발명의 또다른 목적은 능동소자를 지지할 수 있는 커넥터를 제공하는 것이다.
상술한 목적과 다른 목적들은 절연성 하우징을 구비한 회로 기판에서 달성된다. 신호 접촉부는 하우징의 일 표면에서 연장되고, 제1 회로 기판에 부착된다. 하우징의 내에서 신호 접촉부는 접지 전도체와 평행하여 연장되어 전송 선로를 형성한다. 신호 접촉부는 하우징의 타 표면으로부터 연장되어 스프링 접촉을 형성하기 위하여 굴절된다. 커넥터는 스프링 접촉 패드와 접촉하는 스프링 접촉부를 구비한 제2 인쇄 회로 기판에 장착되어, 제1 및 제2 회로 기판간의 신호 경로를 완성한다.
1실시예에서, 신호경로는 접지 접촉부 및 하우징의 외부 표면간에 있다. 하우징은 신호 접촉부의 일부를 노출시키는 공동을 포함한다. 이들 신호 접촉부는 차단되고, 접촉 패드를 포함한다. 회로소자는 그리고나서, 공동으로 삽입되어 신호 전도체들상의 접촉 패드에 접촉을 형성한다. 이러한 방식으로, 신호들이 커넥터를 통과할 때, 전기적으로 처리된다.
도 1은, 커넥터(100)의 단면을 도시한다. 커넥터(100)는 인쇄회로기판(102)에 부착된다. 그러한 인쇄회로기판은 종종 '도터보드'라고 불린다.
커넥터(100)는 백 플레인(104)에 부착된다. 일반적으로, 백 플레인은 또한 다른 인쇄회로기판이 접속된 인쇄회로기판이다. 커넥터(100)는 백 플레인(104)과 인쇄회로기판(102)간에 신호를 반송한다.
커넥터(100)는, 바람직한 실시예에서는, 동일한 2개의 절반(half)으로 형성된다. 절반들은 인쇄회로기판(102)의 양측에 장착된다.
커넥터(100)의 각 절반은 하우징(106)을 포함한다. 하우징(106)은 절연성 물질로 형성된다. 바람직하게는 플라스틱 또는 폴리에스테르로부터 사출성형된다.
커넥터(100)의 각 절반은 또한 접지삽입물(108)을 포함한다. 접지삽입물(108)은 절연성 물질로 형성되고 또한 바람직하게는 사출성형된다. 그것은 그 내부에 삽입된 접지 전도체(114)를 구비한다. 접지 전도체는 두께(T)의 절연성 물질에의하여 덮여진다. 접지 삽입물(108)은 하우징(106)과 짝이 맞는 형상으로 형성된다.
접지 전도체(114)는 접지 삽입물(108)의 각각의 측에서 연장된다. 납땜 말단(126)은 상측으로부터 연장되고 인쇄회로기판(102)과 접촉하기 위하여 굴절된다. 빔 부분(128)은 하부표면으로부터 연장되고 빔 접촉을 형성하기 위하여 굴절된다. 백 플레인(104)에 대하여 커넥터(100)에 압력이 가해질 때, 빔 부분(116)은 백 플레인(104)에 대하여 압력을 가할 것이다.
하우징(106)은 다수의 병렬 슬롯(212)을 포함한다(도 2). 신호 전도체(116)는 슬롯(212)에 끼워진다. 신호 전도체(116)는 또한 하우징(106)의 상부면에서 연장된 납땜 말단(126) 및 하우징(106)의 하부면에서 연장된 빔 부분(128)을 포함한다. 하우징(106)내에서 신호 접촉부는 접지 접촉부(114)에 평행하게 배치되어 있다. 이들은 거리(T)만큼 떨어져 있고 전기적으로 전송선로와 등가인 것을 형성한다.
커넥터(100)의 2개의 절반의 적절한 정렬을 확실히 하기 위하여, 접지 삽입물(108)은 핀들(120)과 구멍들(122)을 포함한다. 커넥터(100)의 2개의 절반이 인쇄회로기판(102)의 양측에 설치될 때, 핀들(120)은 구멍들(122)에 끼워진다. 일단 정렬되면, 커넥터(100)의 2개의 절반은 리벳, 나사, 또는 다른 어떤 편리한 수단에 의하여 함께 고정된다.
접지 삽입물(108)은 숄더(shoulder)(132)와 함께 형성된다. 커넥터(100)의 2개의 절반이 함께 압력을 받을 때, 숄더(132)는 인쇄회로기판(102)용 슬롯을 형성한다. 기판(102)는 슬롯에 삽입된다.
하우징(106)은 장착 탬(110)을 포함한다. 리벳(112)은 장착 탬(110)에 구멍들을 통하여 설치되고, 커넥터(100)를 인쇄회로기판(102)에 고정시킨다. 접지 전도체(114) 및 신호 전도체(116)의 납땜 말단(126)은 그리고나서 인쇄회로기판(102)에 납땜된다.
하우징(106)의 하부면은 정렬핀(118)을 포함한다. 커넥터(100)가 백 플레인(104)에 짝이 맞추어질 때, 정렬핀(118)은 구멍(130)에 삽입된다. 이러한 방식으로, 커넥터(100) 및 그러므로 신호 접촉부(116)와 접지 접촉부(114)가 백 플레인(104)상에 인쇄회로 궤적과 고정된 관계를 가진다.
도 2를 다시 참조하면, 커넥터(100)의 구조가 더욱 자세히 도시되어 있다. 각 슬롯(212)은 하우징(106)의 하부면의 리세스(210)에서 끝난다. 신호 접촉부(124)의 빔(128)은 리세스(210)에 끼워진다. 리세스(210)는, 커넥터(100)가 백 플레인(104)내로 압력을 받을 때, 빔 부분(128)을 수용하기에 충분한 깊이를 가진다. 이러한 방식으로, 신호 접촉부(116)는 커넥터(100)가 백 플레인(104)에 대하여 압력을 받을 때, 영구적으로 변형되지 않는다. 오히려, 이들은 스프링으로서 작용한다.
유사하게, 하우징(106)은 접지 삽입물(108)의 하부로 연장하는 스페이서 탭(216)을 구비한다. 스페이서 탭(216)은 접지 접촉부(114)의 빔 부분(128)이, 커넥터(100)가 백 플레인(104)에 대하여 압력을 받을 때, 영구적으로 변형되는 것을 방지한다.
접지 삽입물(108)은 그 측면에서 돌출한 탭(222)을 포함한다. 탭(222)은 하우징(106)과 접지 삽입물(108)의 적절한 정렬을 확보하기 위하여 슬롯(220)에 끼워진다.
신호 접촉부(116)는 쌍(230)으로 형성된다. 신호 접촉부(116)는 모두 천이 영역(232)을 구비한다. 인접하는 신호 접촉부(116)의 천이 영역(232)은 반대 방향으로 굴절된다. 따라서, 각 쌍(230)에 대하여 납땜 말단(126)들은, 빔(128)들보다 더 가깝게 된다. 모든 신호 접촉부(116)용 빔(128)들은 고르게 간격이 설정되지만, 쌍에서 접촉부용 납땜 말단들 사이보다, 각 쌍(230)에서 납땜 말단(126)사이의 간격이 더 크게 된다. 접지 접촉부(114)용 납땜 말단(126)은 인접 쌍(230)사이의 간격에 끼워진다. 따라서, 신호 접촉부(116)의 각 쌍(230)에 대하여 각 접지 접촉부(114)에 대한 하나의 납땜 말단(126)이 존재한다.
도 3a는 신호 접촉부(116)가 형성되는 신호 접촉부 블랭크(blank)(310)를 도시한다. 바람직하게는, 다수의 신호 접촉부(116)가 전도성 금속판으로부터 스탬핑(stamping)된다. 금속은 또한 탄성이 있어야 한다. 인청동(phosphor bronze)이 적합하지만, 다른 물질도 사용될 수 있다.
스탬핑 작업에 이어서, 신호 접촉부(116)는 전도성 물질의 판의 각 단부에서 밴드(312)에 부착된다. 밴드(312)는 신호 접촉부(116)가 커넥터(100)에 개별적으로가 아닌 하나의 단위체로서 삽입되도록 신호 접촉부(116)의 취급을 용이하게 한다. 커넥터(100)로의 삽입에 이어서, 밴드(312)는 개개의 신호 접촉부(116)를 남기기 위하여 분리되어진다. 밴드(312)의 분리를 용이하게 하기 위하여, 새김 마크(score mark)가 접촉부 블랭크상에 포함된다.
신호 접촉부(116)는 평면 판으로부터 형성된다. 그리고 나서, 빔(128)들은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 굴절된다. 납땜 말단(126)은 도시된 바와 같이 또한 굴절된다.
도 3b는 접지 접촉부 블랭크(320)을 도시한다. 바람직하게는, 블랭크(320)은 탄성적이고, 전도성인 물질의 판으로부터 스탬핑된다. 스탬핑 작업에 이어서, 밴드(322)는 남아있어서, 취급을 용이하게 하기 위하여 사용된다. 그러나, 커넥터(100)가 사용되기 전에 분리 제거된다.
접지 접촉부 블랭크(320)는 중앙부에 접지판(328)을 남기기 위하여 스탬핑된다. 접지판(328)은 전송선로(124)의 접지면을 형성한다(도 1). 이것은 접지 삽입물(108)내에 삽입된다(도 1). 사출성형작업동안 접지 접촉부(114)의 확고한 삽입을 용이하게 하기 위하여, 접지판(328)은 그 내부에 절삭된 다수의 구멍(324)들을 구비하여 물질이 그 주위로 흘러들도록 한다.
접지 블랭크(320)은 선택적으로 천이 영역(330)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 접지 접촉부(114) 및 신호 접촉부(116)는 전송 선로 영역(124)에서 거리(T)만큼 분리되어 있다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 신호 접촉부(116) 및 접지 접촉부(114) 모두를 위한 납땜 말단(126)이 삽입되는 상부 슬롯(214)은 일렬로 정렬된다. 따라서, 접지 접촉부(114)의 납땜 말단(126)은 거리(T)만큼 접지판(328)으로부터 떨어져 굴절되어야 한다. 이 굴절은 접지 블랭크(320)의 측면을 도시하는 도 3c에 도시되어 있다.
접지 블랭크(320)의 천이 영역(330)은 또한 탭(326)을 포함한다. 탭(326)은 신호 접촉부(116)의 천이 영역(232)에서 전송 선로(124)에 대하여 접지판을 제공한다.
천이 영역(330)의 내부에서 접지 접촉부(114)의 말단(126)은, 천이 영역(330)의 외부에서보다 더 폭이 넓다. 이와 같이 폭을 넓게 하는 것은 인접 신호 접촉부간의 누화의 감소를 돕는다.
도 4a를 참조하면, 백 플레인(104)상의 접촉 패드의 개략도가 도시되어 있다. 접촉 패드는 종종 커넥터 자국이라고 불리는 것을 형성한다.
상기 자국의 중앙부는 접지면(410)이다. 접지면(410)은, 다층(multi-layer) 인쇄회로기판에서 전형적인 바대로, 경유 구멍(412)을 통과하여 백 플레인(104)의 접지 회로(도시되지 않음)에 접속된다. 각 접지 접촉부(114)의 빔 부분(128)은 접지면(410)에 대하여 압력을 가한다.
각 신호 접촉부(116)의 빔 부분(128)은 신호 패드(414)에 대하여 압력을 가한다. 각 신호 패드(414)는 다층 인쇄회로기판에서 전형적인 바대로, 백 플레인(104)내에서 신호 궤적(도시되지 않음)에 접속된다.
정렬 구멍(130)은, 각 신호 접촉부(116)가 적합한 신호 패드(414)에 대하여 압력을 가하도록 커넥터(100)가 배치되는 것을 확실하게 한다. 각 신호 패드(414)는 최소한 신호 접촉부(116)의 빔 부분(128)의 폭만큼의 폭을 가진다. 바람직하게는 신호 패드(414)는 커넥터(100)를 백 플레인(104)에 맞추는 데 어느정도의 오차를 허용하도록 약간 더 넓은 폭을 가진다.
도 4b는 인쇄회로기판(102)용 자국을 도시한다. 접지 접촉부(114)용 납땜 말단(126)은 접지면(421)에 남땜된다. 신호 접촉부(116)용 납땜 말단은 신호 패드(420)에 납땜된다.
도 2와 결부하여 상기에 설명된 바대로, 신호 접촉부(116)의 쌍(230)은 접지 접촉부에 의하여 분리된다. 따라서, 신호 패드(420)의 쌍은 접지 패드(421)에 의하여 분리된다.
접지 패드(421)는 경유 구멍들을 사용하여, 다층 인쇄회로기판에서 전형적인 바대로, 인쇄회로기판(102)내에서 접지 궤적(도시되지 않음)에 접속된다. 유사하게, 신호 패드(420)는 신호궤적(도시되지 않음)에 접속된다.
커넥터(100)는 어떤 크기로도 형성될 수 있음과 동시에, 고속 고밀도의 커넥터의 상대적으로 낮은 비용의 제작을 허용하는 장점을 가진 제공한다. 전송 선로 부분(124)는 고속 신호의 반사를 방지하기 위하여 요구되는 특성 임피던스를 신호 접촉부에 제공하도록 설계될 수 있다. 신호 접촉부(116)의 폭(W)(도 3a) 뿐만아니라 간격 T (도 1)도 전송 선로 부분(124)의 특성 임피던스를 제어하기 위하여 조정될 수 있다. 접지 삽입물(108)의 형성을 위하여 사용되는 물질의 유전상수도 특성 임피던스의 변화를 위하여 신호 접촉부(116)의 두께와 마찬가지로 변동시킬 수 있다.
커넥터(100)는, 가능한 한 적은 왜곡을 가지고 인쇄회로기판(102)상에서 백 플레인 신호 패드(414)로부터 신호 패드(420)로 신호를 전송하여야 한다. 왜곡을 감소시키기 위하여, 신호 접촉부(116)상의 납땜 말단(126)은 가능한 한 짧게 유지되어야 한다. 납땜 말단(126)은 바람직하게는 납땜을 용이하게 하기 위하여 필요한 정도의 길이이면 된다.
유사하게, 빔(128)은 바람직하게는 가능한한 짧아야 한다. 그러나, 빔(128)은 양호한 스프링을 형성하기에 충분할 정도로 길어야 한다.
바람직한 실시예에서, 커넥터(100)는 도터 보드(102)에 장착되고, 백 플레인(104)은 카드(card) 케이지(cage) 시스템의 일부로서 형성된다. 카드 케이지 시스템은 그들이 백 플레인 상에서 커넥터와 적절하게 정렬되도록 확실히 하기위하여 도터 카드용 안내 레일을 구비한다. 카드 케이지 조립체에서 사용되는 전형적인 도터 카드는 그것을 정위치에 고정시키기 위한 잠금 레버를 구비한다. 잠금 레버 장치는 백 플레인(104)에 대하여 커넥터(100)에 압력을 가하기 위한 요구되는 힘을 발생시키기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 도터 카드와 카드 케이지 간의 잭(jack)나사는 부착의 바람직한 방법이다. 잭 나사는 인쇄회로기판상에 제조 오차와 무관하게 요구되는 힘을 발생시키기 위하여 조정될 수 있다.
실시예
하기에 주어진 치수로 본발명에 따라 커넥터가 형성되면, 스파이스(spice) 시뮬레이션은 커넥터가 258ps의 상승시간을 가지고, 입력신호에 대해 258ps의 에지 속도 저하를 가질 것이라는 것을 지시한다. 이것은 5개의 신호 선로들이 250ps 상승시간을 가진 입력신호와 동시에 구동되고, 하나의 비구동된 선로가 모니터 될 때, 70mV의 누화를 가질 것이다. 특성 임피던스는 59Ω이 될 것이다.
다음의 파라미터가 사용되었다: 0.016 인치의 간격(T); 0.017 인치의 폭(W).
하우징의 상대 유전율은 3.1 이었다. 신호 접촉부(116)는 0.0075 인치의 두께였다. 납땜 말단(126)은 길이 약 0.1 인치, 폭 약 0.012 인치였다. 전송 선로 영역(124)내의 신호 접촉부는 길이가 0.15 인치였다. 빔부분(128)은 총길이 0.13 인치를 가졌다. 그들은 최대 치수 0.022 인치까지 연장되었고, 그 단부에서 최소 치수 0.012 인치까지 테이퍼되었다. 테이퍼는 변위에 선형적으로 관계되는 스프링 힘에 반대되는 바와 같이, 일정한 스프링 힘을 제공한다.
하나의 실시예만을 설명하였으나, 다수의 선택적인 실시예또는 변형이 형성될 수 있다. 예를 들면, 사용되는 정확한 물질이 변경될 수 있다. 또한, 상기에서 주어진 치수도 대표적인 것이어서 또한 변경될 수 있다. 커넥터의 임피던스는 이들 요소들을 변화시킴에 의하여 변경될 수 있다.
또한,신호 접촉부의 스프링 빔(128)은 커넥터의 인덕턴스를 증가시킨다는 것이 언급되었다. 커넥터의 인덕턴스를 감소시키는 것이 바람직한 곳에서는 이들 빔들은 그 길이를 줄일 수 있다. 인덕턴스를 더욱 감소시키고자 할 때에는, 하우징(106)내에 스프링 빔(128)의 위로 그리고 일반적으로 평행하게 접지된 금속을 삽입하는 것이 가능할 것이다. 그러한 접지된 금속 삽입물은 예를 들면, 328이 108내에 사출 성형된 것과 동일한 방식으로 사출성형에 의하여 형성될 수 있다. 판은 접지 패드(412)와 접촉을 형성하는 스프링 빔에 의하여 유사하게 접지될 수 있다.
가능한 변형의 또다른 실시예에서와 같이, 신호 접촉부 및 접지 접촉부의 각각은 도터 보드(102)에 부착된 납땜 말단을 구비한다. 다른 형태의 부착 예컨대, 압입 끼워맞춤(press fit) 말단 또는 관통 구멍에 납땜된 말단 등이 사용될 수 있다. 선택적으로, 납땜 말단(126)은 커넥터의 양측에서 스프링 유형 부착을 용이하게 하기위하여 스프링 빔 유형 접촉부로 대치될 수 있다. 그러한 장치는 메자닌(mezzanine)형 커넥터라고 알려진 것에 대해 유용하다.
도시된 장치로도, 도터 기판(102)가 백 플레인(104)에 수직일 것이 반드시 요구되지는 않는다. 예를 들면, 도터 카드(102)가 백 플레인(104)에 평행하게 장착되면, 납땜 말단(126)은 접촉을 형성하도록 굴절될 수 있다.
더욱이, 접지 접촉부는 하우징의 부분으로 사출 성형되고 신호 접촉부는 하우징 내의 홈안으로 설치된다는 것이 언급되었다. 신호 접촉부는 하우징 내로 사출성형될 수 있고, 접지 접촉부는 하우징의 부분들 사이에 설치될 수 있다. 또다른 변형으로서, 접지 접촉부와 신호 접촉부 모두가 하우징 내로 사출성형 될 수 있다. 또다른 변형에서는 양자 모두 사출성형되지 않을 수 있다. 이 후자의 장치에서는 신호 접촉부와 접지 접촉부가 간격을 유지하도록 하는 스페이서가 하우징 내로 주형되거나 분리된 부분으로서 그 내부에 설치될 수 있다.
또한, 접지 접촉부가 전송 선로를 형성하는 각각의 신호 접촉부에 인접하여 설치된 판(328)을 공유한다는 것이 설명되었다. 모든 접지 접촉부가 공통판에 결합될 필요는 없다. 분리된 접지 접촉부는 각 신호 접촉부의 옆에 연장하여 설치되도록 구성될 수 있다.
또한, 2개의 신호 접촉부중 하나마다 하나의 접지 접촉부가 설치되어야 할 필요는 없다. 이 장치는 양호한 접지를 제공함과 동시에, 모든 접지 접촉부가 판(328)에 접속된다는 사실은 다소의 접지 접촉부가 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 천이 영역(330)이 접지 접촉부의 말단(126) 또는 탭(326)을 위하여 폭이 확장된 부분을 포함할 필요가 없다. 그러한 구조는 임피던스 및 누화를 제어하지만, 모든 경우에 있어서, 필요한 것은 아니다.
또한, 커넥터(100)의 구조는 능동 커넥터라고 불리는 것에서의 그 사용을 용이하게 한다는 것이 주지되어야 한다. 신호 접촉부(116)는 하우징(106)의 외부면에 면한다. 만약, 공동이 하우징(106)에 형성되면, 그것은 커넥터(116)을 노출시킬 것이다. 커넥터(116)는 인쇄회로기판상의 궤적과 마찬가지로 공동의 바닥 위에 나타날 것이다. 예컨대, 인쇄회로기판 상에 장착될 수 있는 회로 모듈은 그리고나서 공동의 안에 장착될 수 있다. 필요하다면, 커넥터(116)가 공동 내에 두 단부를 노출시킨채로 차단될 수 있다. 이 경우에, 신호는 처리를 위하여 백 플레인에서 능동 표면 소자로 전송될 수 있다. 처리된 신호는 그리고 나서 신호 접속부의 다른 노출된 단부에 결합되어 처리된 신호가 도터 카드로 전송되도록 한다. 필터와 증폭기는 그러한 공동에 삽입될 수 있는 회로 소자의 유형의 두가지 예이다. 그러나, 어떤 회로 소자도 사용될 수 있다.
더욱이, 도 4에 도시된 자국은 예시적인 관점에서 이해되어야 한다. 도 4a는 접촉 패드(414)상의 경유구멍들이 접지 패드(410)에 면함을 도시한다. 접촉 패드(410)용 경유 구멍들이 접지 패드(410)으로부터 떨어져 설치된다면, 접지 패드(410)는 더 크게 형성될 수 있다. 더 큰 접지 패드는 커넥터의 누화 또는 커패시턴스를 더 감소시킬 수 있고, 어떤 경우에는 바람직하다. 유사하게, 도 4b는 접촉 패드의 하나의 가능한 설계를 도시한다. 도터 카드의 제조에 사용되는 특정한 공정에 의존하는 제조에 더욱 용이한 다른 장치가 가능하다.
그러므로, 본발명은 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (30)

  1. 제1 인쇄회로기판에의 장착에 적합한 전기 커넥터에 있어서,
    a) 유전체 하우징;
    b) 상기 하우징 내에 배치되고, 각각이
    ⅰ) 상기 하우징의 제1면으로부터 연장된 말단부;
    ⅱ) 상기 하우징 내의 직선부; 및
    ⅲ) 상기 하우징의 제2면으로부터 연장되고, 그 내부에 굴절부를 구비한 빔부분;을 포함하는 복수의 신호 접촉부; 및
    c) 상기 하우징 내에 상기 신호 접촉부의 직선부와 평행한 부분을 구비하는, 상기 하우징내의 최소한 하나의 접지 접촉부;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접지 접촉부 및 상기 신호 접촉부의 평행한 부분이 전송 선로를 형성하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 신호 접촉부의 빔부분이 스프링을 형성하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 각각의 신호 접촉부의 빔부분이 선형 스프링을 형성하기 위하여 테이퍼된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  5. 제 1 항에 있어서, 최소한 하나의 접지 접촉부가, 복수의 신호 접촉부의 직선부와 평행하게 배치된 전도성 물질의 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 접지 접촉부는 복수의 말단 부분들을 더 포함하고, 인접하는 말단 부분들은 그들 사이에 배치된 신호 접촉부의 최소한 하나의 말단 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 접지 접촉부의 인접하는 말단 부분들 사이에 배치된 신호 접촉부의 최소한 하나의 말단 부분들이, 신호 접촉부의 2개의 말단 부분들로 구성되는것을 특징으로 하는 커넥터.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 접지 접촉부는 상기 제2면으로부터 연장된 복수의 빔부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    a) 상기 복수의 신호 접촉부의 빔부분내의 굴절부는 동일한 방향으로 형성되고;
    b) 상기 접지 접촉부의 빔부분은 그 내부에 굴절부를 구비하고, 상기 접지 접촉부의 빔부분 내의 굴절부는, 상기 신호 접촉부의 빔부분내의 굴절부와 반대 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 접지 접촉부는 제2면으로부터 연장된 복수의 빔부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    a) 상기 복수의 신호 접촉부의 빔부분내의 굴절부는 동일한 방향으로 형성되고;
    b) 상기 접지 접촉부의 빔부분은 그 내부에 굴절부를 구비하고, 상기 접지 접촉부의 빔부분 내의 굴절부는, 상기 신호 접촉부의 빔부분내의 굴절부와 반대 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은, 제1 부분 및 상기 제1 부분과 맞물리기에 적합한 제2 부분을 포함하며, 상기 최소한 하나의 접지 접촉부의 평행 부분은 상기 제2 부분내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 최소한 하나의 접지 접촉부는, 상기 최소한 하나의 접지 접촉부 및 복수의 신호 접촉부 간에 균일한 간격을 제공하는 양만큼, 상기 제2 부분에 삽입되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 부분은 그 내부에 형성된 복수의 평행 홈을 구비하고, 상기 복수의 신호 접촉부 중의 하나가 각각의 상기 홈에 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  15. 백 플레인 조립체에 있어서,
    a) 백 플레인;
    b) 상기 백 플레인의 표면에 형성된 복수의 신호 접촉 패드;
    c) 상기 백 플레인의 표면에 형성된 최소한 하나의 접지 접촉 패드;
    d) 도터 카드; 및
    e) 상기 도터 카드의 단부에 장착되고,
    ⅰ) 제1면 및 상기 백 플레인에 대면하는 제2면을 구비하는 절연성 하우징;
    ⅱ) 상기 제2면으로부터 상기 백 플레인에 수직한 방향으로 연장되고, 상기 백 플레인에 평행한 평면을 향하여 굴절되며, 각각이 상기 백 플레인 상의 신호 접촉 패드 중의 하나와 전기적인 접촉을 형성하는 복수의 신호 접촉부; 및
    ⅲ) 상기 제2면으로부터 상기 백 플레인에 수직한 방향으로 연장되고, 상기 백 플레인에 평행한 평면을 향하여 굴절되며, 각각이 접지 접촉 패드와 전기적인 접촉을 형성하는 최소한 하나의 부분을 구비하는 최소한 하나의 접지 접촉부;를
    구비하는 것을 특징으로 하는 백 플레인 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 복수의 신호 접촉부는 최소한 2개의 평행한 열로 배치되고, 상기 최소한 하나의 접지 접촉부는 신호 접촉부의 평행한 2열의 사이에 배치되고, 상기 신호 접촉부보다 큰 접지 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백 플레인 조립체.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 신호 접촉부는, 상기 신호 접촉부의 굴절부에 의하여 발생된 스프링 힘에 의하여 상기 접촉 패드에 전기적 접촉을 형성하는 것을 특징으로 하는 백 플레인 조립체.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 하우징은,
    a) 상기 도터 카드의 단부 위로 연장된 부분으로 상기 도터 카드의 일측에 장착되고,
    ⅰ) 제1 부분; 및
    ⅱ) 상기 제1 부분과 맞물리는 제2 부분;을 포함하는 제1 섹션; 및
    b) 상기 기판상에 상기 제1 섹션과 반대측에 장착되고, 상기 도터 카드의 단부 위로 연장되며, 상기 제1 섹션과 동일한 제2 섹션;을
    포함하는 것을 특징으로 하는 백 플레인 조립체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    a) 상기 신호 접촉부의 일부분이 상기 제1 섹션에 배치되고, 일부분이 상기 제2 섹션에 배치되며;
    b) 상기 최소한 하나의 접지 접촉부는, 상기 제1 섹션에 배치된 최소한 하나의 접지 접촉부 및 상기 제2 섹션에 배치된 최소한 하나의 접지 접촉부를 포함하는;
    것을 특징으로 하는 백 플레인 조립체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    a) 상기 제1 섹션내의 신호 접촉부의 일부분은, 상기 제2 섹션과 반대방향으로 굴절되고;
    b) 상기 제2 섹션내의 신호 접촉부의 일부분은, 상기 제1 섹션을 향하여 굴절되고;
    c) 상기 제1 부분의 상기 최소한 하나의 접지 접촉부의 연장된 부분은, 상기 제2 부분을 향하여 굴절되며;
    d) 상기 제2 부분의 상기 최소한 하나의 접지 접촉부의 연장된 부분은, 상기 제1 부분을 향하여 굴절되는;
    것을 특징으로 하는 백 플레인 조립체.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 제2면에 복수의 홈을 구비하며, 각각의 홈은 상기 신호 접촉부 중의 하나와 정렬되며, 상기 신호 접촉부를 수용하기에 충분한 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 백 플레인 조립체.
  22. 제 21 항에 있어서, 각 신호 접촉부의 상기 굴절부는 신호 접촉 패드에 대하여 압력을 가하는 스프링 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 백 플레인 조립체.
  23. 전기 커넥터를 제조하는 방법에 있어서,
    a) 각각 복수의 빔부분 및 말단부분을 구비하는, 제1 전도성 접촉 블랭크 및 제2 전도성 접촉 블랭크를 형성하는 단계;
    b) 상기 빔부분 및 말단부분이 노출된 채로, 상기 제1 접촉 블랭크의 주위에 제1 절연성 섹션을 주형하는 단계;
    c) 상기 제1 절연성 섹션과 맞물리기에 적합한, 제2 절연성 섹션을 주형하는 단계;
    d) 상기 제1 절연성 섹션과 상기 제2 절연성 섹션의 사이에 상기 제1 접촉 블랭크를 위치시키는 단계 및 상기 제1 절연성 섹션과 상기 제2 절연성 섹션을 맞물리게 하는 단계; 및
    e) 상기 제1 접촉 블랭크 및 상기 제2 접촉 블랭크의 빔부분을 굴절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 제2 절연성 섹션을 주형하는 단계가, 제2 접촉 블랭크를 위치시키기 위하여 상기 제2 절연성 섹션내로 복수의 정렬 특성을 주형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 방법이,
    a) 제1 접속 섹션 및 제2 접속 섹션을 형성하기 위하여, 단계 a) 내지 e)를 반복하는 단계;
    b) 상기 제1 접속 섹션과 상기 제2 접속 섹션을, 그 사이에 회로 기판을 두고 맞대는 단계; 및
    c) 상기 제1 접속 섹션과 상기 제2 접속 섹션을, 상기 회로 기판에 고정시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로하는 방법.
  26. 능동 커넥터에 있어서,
    a) 절연성 하우징;
    b) 상기 하우징을 통하여 연장되고, 각각이 상기 하우징의 제1면으로부터 연장된 제1 인쇄회로기판과의 접촉을 형성하기에 적합한 제1 부분, 및 상기 하우징의 제2면으로부터 연장된 제2 인쇄회로기판과의 접촉을 형성하기에 적합한 제2 부분을 구비하는 복수의 전도성 접촉부; 및
    c) 상기 절연성 하우징은 그 내부에 공동이 형성되어 있고, 상기 전도성 접촉부의 일부분은 상기 공동내에 노출되는;것을 특징으로 하는 커넥터.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 능동 커넥터는, 복수의 전도성 접촉부와 평행하게, 상기 하우징을 통하여 연장된 최소한 하나의 접지 접촉부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 커넥터.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 접지 접촉부는 전도성 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 커넥터.
  29. 제 28 항에 있어서, 각 전도성 접촉부의 상기 제1 부분은 스프링 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 커넥터.
  30. 제 26 항에 있어서, 상기 능동 커넥터는 상기 공동내에 배치된 회로소자를 포함하고, 상기 공동에 노출된 전도성 접촉부의 부분에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 능동 커넥터.
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