KR19990023459A - 평면 가요성 회로에 인쇄 회로 기판을 접속시키기 위한 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 가요성 회로(12)에 강성 회로 기판(7)을 접속시키기 위한 커넥터 조립체(1)에 관한 것이다. 커넥터는 강성 회로 기판을 위한 리셉터클 및 가요성 회로를 위한 리셉터클을 구비하는 U자형 하우징(4)을 포함한다. 가요성 회로와 회로 기판 사이에 커넥터가 장착된 상태로 U자형 접촉 요소(2)가 배열된다. 접촉 요소는 회로 기판의 접속면 및 가요성 회로의 접속면과 접촉되어 있다. 하우징은 모서리에서 회로 기판을 둘러싸며, 접촉 요소의 각각의 접촉 아암이 회로 기판으로 관통하여 연장될 수 있게 하는 개구를 포함한다. 압축 스프링(3)은 가요성 회로와 접촉 요소 사이에서 가압력을 발생시킨다.

Description

평면 가요성 회로에 인쇄 회로 기판을 접속시키기 위한 커넥터

본 발명은 일반적으로 평면 가요성 회로에 인쇄 회로 기판을 접속시키기 위한 커넥터에 관한 것이다.

전자 특히 자동차 전기 시스템 분야에서는 평면 가요성 회로(또는 FFC) 등 강성 인쇄 회로 기판과 가요성 케이블 사이의 접속을 위한 요구가 날로 증가하고 있다. 현재는 상당히 복잡한 회로가 가요성 재료에 구성되므로, 종래 기술에 의한 인쇄 회로 기판으로의 접속은 점점 더 중요하게 되었다.

현재까지는 특히 가요성 지지 재료로서 폴리이미드를 사용하고 전도성 재료로서 구리를 사용하는 공지된 FFC 구성의 경우에는 납땜에 의해 상기 접속이 수행되었다. 또한, FFC의 전도성 트레이스가 고상 금속 즉 구리로 구성되므로, 추가의 역학적 안정성이 요구되는 적용 분야에서는 플러그 및 나사 접촉법 등 기타 공지 접속 기술도 이용될 수 있다.

그러나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등 다른 지지 재료가 사용되는 정도가 증가하고 은 결정(silver grain)을 함유한 에폭시 등의 다른 전도성 재료가 사용되는 추세이다. 상기 전도성 재료층은 두께가 5 내지 10 ㎜일 수 있지만, 일부 분야에서는 필요할 수도 있는 종래 기술에 의한 구리 전도성 재료만큼의 강도를 가질 수는 없다. 또한, 상기 전도성 재료는 열 및 힘에 민감하므로, 인쇄 회로로 접속하기 위해서는 다른 해결책이 필요할 수도 있다. 예컨대 역학적 적재 능력, 진동 특성 및 내식성에 관련하여, 특히 자동차 산업에서의 상기 접속에 대한 신뢰성은 가장 중요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 납땜 또는 크림핑을 사용하지 않고 회로 기판과 가요성 회로 사이에 양호한 전기 접촉이 제공되는 인쇄 회로 기판과 평면 가요성 회로 사이에 강력한 특히 진동에 민감하지 않고 역학적으로 내구성을 갖는 접속을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 가요성 회로와 회로 기판 사이에 배열되고 회로 기판의 접속면 및 가요성 회로의 접속면에 접촉된 대체로 U자형인 접촉 요소를 포함한다. 접촉 요소는 모서리에서 회로 기판을 U자형으로 둘러싸는 하우징 내에 장착된다. 하우징은 접촉 요소의 제1 아암이 회로 기판에 접촉되도록 관통하여 연장되는 적어도 하나의 통로를 포함한다. 상기 배열에 의해 커넥터 하우징이 역학적으로 강력하고 진동에 민감하지 않게 장착이 이루어지며, 회로 기판과 가요성 회로 사이의 짧은 전도성 통로가 이루어지는 것이 가능하다.

접촉 요소는 커넥터의 하우징에 쉽게 장착되어 접촉 요소의 제2 아암에 형성된 내향 랫칭 설부에 의해 하우징의 위치에 고정된다.

접촉 요소의 제1 아암은 예비 부하를 받거나 예비 응력을 받으므로, 회로 기판의 접촉 압력이 독립적으로 발휘되어 여러 적용 분야에서 제2 납땜 공정과 관련된 비용 발생없이 전기 접속을 수행하기 충분하다. 상기 공정을 생략함으로써, 재유동 또는 웨이브 납땜(reflow or wave soldering) 중에 일어날 수 있는 가요성 회로의 바람직하지 못한 온도 영향이 방지되고, 마찬가지로 예컨대 크림핑 또는 나사 결합시에 일어날 수 있는 기계적 손상도 회피된다.

커넥터 조립체는 가요성 회로와 접촉 요소 사이의 한정된 압력을 생성시키는 압축 스프링을 추가로 포함한다. 충격 효과가 압축 스프링의 예비 부하를 초과하는 경우의 기계적 진동 또는 충격의 존재에도 접촉 요소의 일측이 가요성 회로에 접촉된 상태로 유지되는 것을 스프링의 양방향 압축력이 보장하도록 압축 스프링은 U자형 접촉 요소의 외주 주위에 가요성 회로를 고정시킨다. 진동 또는 기계적 충격 등 외부 환경의 영향은 압축 스프링의 칫수를 적절화하여 효과적으로 최소화시키면 단속이 회피될 수 있다. 접촉 요소 및 압축 스프링은 가요성 회로와 접촉 요소 사이에 적어도 두 개의 접점이 생성되도록 구성된다. 일실시예에서는 접촉 요소의 오목부 또는 리세스에 의해 또한 압축 스프링의 후방측과 가요성 회로 사이의 추가적인 접촉에 의해 두 개를 초과하는 접점이 생성된다. 다른 실시예는 압축 스프링의 형상에 의해 가요성 회로와 접촉 요소 사이에 두 개를 초과하는 접점을 제공한다.

커넥터의 조립 및 취급은 압축 스프링을 이 압축 스프링이 최종 장착 상태로 쉽게 이동될 수 있는 예비 조립 상태에서 하우징 상에 랫칭되면 용이해진다. 상기 목적을 위해, 커넥터 하우징 양측에는 스프링과 관련된 대응 오목부가 배열된다.

하우징 내로의 가요성 회로의 삽입은 예비 조립 상태에서 압축 스프링에 의해 형성된 깔때기형 삽입 채널에 의해 용이하게 된다.

커넥터 하우징에는 고정 리브가 형성되어 압축 스프링의 리세스에 결합된다. 리브는 예비 조립 상태로부터 최종 장착 상태로의 압축 스프링의 이동 방향으로 연장되어 압축 스프링의 진동 및 이동을 감소시키므로, 커넥터 하우징 내로의 불필요한 힘의 개입을 최소화시킨다. 커넥터 하우징에 형성된 측방향 리세스에서도 동일한 결과가 얻어지므로, 리세스는 압축 스프링의 이동 방향으로 연장되고 압축 스프링의 측방향 러그(lug)는 리세스 내로 연장된다.

가요성 회로의 응력 완화는 접촉 요소의 아암에 배열되고 압축 스프링의 최종 장착 상태에서 가요성 회로에 형성된 관련 리세스에 결합되는 설부에 의해 제공될 수도 있다. 설부의 치수를 설정하면 압축 스프링에 의해 발휘되는 압축력과 관련하여 매일 작동시에 일어나기는 하지만 손상 발생 전에 가요성 회로를 해제시키는 기계적인 힘을 초과하는 한정된 지지력이 생성된다.

마지막으로, 커넥터 하우징에 형성된 설부는 압축 스프링의 관련 개구에 결합되므로, 스프링을 최종 장착 상태로 유지시킨다. 상기 배열은 자동차 분야의 노킹 센서(knocking sensors) 등 높은 기계적 또는 진동 부하가 적용되는 커넥터의 경우에 특히 유용하다.

본 발명의 기타 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

이하에는 도면 중에서 동일한 참조 부호는 동일한 부품을 나타내는 첨부 도면 및 양호한 실시예에 대해 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도1은 예비 조립 상태의 압축 스프링을 도시하는 도6의 선 B-B를 따른 본 발명에 의한 커넥터의 제1 실시예의 단면도.

도2는 장착 상태의 압축 스프링을 도시하는 도6의 선 B-B를 따른 본 발명에 의한 커넥터의 제1 실시예의 단면도.

도3은 장착 상태의 압축 스프링을 도시하는 도5의 선 A-A를 따른 본 발명에 의한 커넥터의 제1 실시예의 단면도.

도4a는 본 발명에 따른 제1 압축 스프링의 접촉면의 상세도.

도4b는 2개의 접촉 구역을 도시하는 본 발명에 따른 제2 압축 스프링의 접촉면의 상세도.

도5는 압축 스프링이 없는 본 발명에 따른 커넥터 하우징의 평면도.

도6은 가요성 회로 및 압축 스프링이 없는 진동 억제 장치를 도시하는 본 발명에 따른 제2 커넥터 하우징의 도면.

도7은 회로 기판에 장착되고 커넥터에 장착된 가요성 회로를 포함하는 본 발명에 따른 커넥터의 평면도.

도8은 예비 조립 상태에 배열된 비금속 압축 스프링을 도시하는 본 발명에 따른 커넥터의 추가 실시예의 단면도.

도9는 장착 상태로 배열된 금속 압축 스프링을 도시하는 도8의 커넥터의 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 커넥터 조립체 2 : 접촉 요소

4 : 하우징 7 : 강성 회로 기판

12 : 평면 가요성 회로

도6과 관련하여 도1을 보면, 인쇄 회로 기판(7)과 평면 가요성 회로(12, FFC) 사이의 전기 접속을 수행하도록 된 전기 커넥터 조립체(1)에 의해 본 발명의 제1 실시예가 도시되어 있다. 상기 커넥터는, 대체로 U자형의 접촉 요소(2)와, 대체로 U자형의 압축 스프링(3)과, 대체로 U자형의 하우징(4)을 포함한다. 하우징은 대체로 평행하게 연장되어 하우징의 외부를 향해 개방된 복수의 공동(5)을 포함한다. 공동(5)의 저부를 약간 넘어 복수의 리브(6)가 연장되어 공동 사이에 위치된다.

압축 스프링(3)은 하우징(4)으로 장착되기 적합하고 하우징(4)의 단부로부터 연장되는 2개의 안내 리브(27, 도5) 사이의 각각의 공동(5) 내에 위치된다. 가요성 회로(12)의 두께를 초과하는 깔때기형 삽입 채널이 압축 스프링 및 접촉 요소(2) 사이에 형성되어 하우징의 리셉터클 영역(13)으로의 FFC의 삽입을 쉽게 하도록 압축 스프링(3)은 각각 오목부(10, 11, 도7)에 압축 스프링의 예비 조립 상태로 초기 위치된 가압면(8, 9)을 포함한다. 리셉터클(13)은 접촉 요소(2)를 둘러싸고 커넥터 내로의 삽입 중에 가요성 회로를 안내하도록 U자형 채널 내에 구성된다.

예비 조립 상태(도1)로부터 최종 장착 상태(도2)로 압축 스프링(3)이 이동되면, 가요성 회로(12)의 접촉면(16, 17)과 접촉 요소(2) 사이에 기계 및 전기 접촉이 이루어지도록 가압면(8, 9)은 오목부(10, 11)의 외부로 다음에 약간 상승된 영역을 거쳐 가압면이 가요성 회로의 후방측에 힘을 발휘하는 오목부(14, 15) 내로 활주된다. 압축 스프링(3)의 아암에 의해 생성된 상기 가압력은 가요성 회로(12)와 접촉 요소(2) 사이의 일방 접촉을 보장한다.

도7에 도시된 압축 스프링(3)은 대체로 오메가(ω) 형상의 단면을 갖는 일체형 스프링으로 구성될 수도 있다. 스프링은 오목부(10, 11)에 예비 조립 상태로 설치된 다음에 도2에 도시된 오목부(14, 15) 내로 최종 장착 상태로 이동된다. 커넥터의 일실시예에서는 공동(5, 도5)의 측방향으로 배열된 하우징(4)의 오목부(10, 11, 14, 15)를 포함할 수도 있다. 혹은, 압축 스프링(3)은 각각의 공동(5) 내로 각각 진입되는 다수의 슬롯형 아암을 포함할 수도 있다. 상기 아암도 마찬가지로 오목부(10, 11)의 예비 조립 상태로부터 오목부(14, 15)의 최종 장착 상태로 변위될 것이다. 안정성의 목적을 위해, 압축 스프링(3)의 다리 중 하나의 구역에는 슬롯이 구비되고 대향측에는 슬롯없이 형성될 수 있다.

압축 스프링(3)의 최종 장착 상태에서, 가요성 회로의 변형율 완화를 위해 변형율 완화 설부(19, 20)가 가요성 회로(12)의 대응 구멍을 관통하여 연장된다. 압축 스프링은 또한 장착 상태(도1 및 도2 참조)로 설부(19, 20)가 연장되는 대응 구멍을 포함한다. 설부(19, 20)는 하우징(4)의 일부로서 또는 접촉 요소(2)에 형성된 측방향 탭으로서 형성될 수도 있다.

접촉 요소(2)는 접촉 요소(2)가 하우징의 최종 장착 상태로 배열되면 하우징(4)의 관련 개구 내로 랫칭되는 제1 아암의 랫칭 설부 또는 랫칭 요소(20)를 포함한다(도1). 상기 상태에서, 접촉 요소(2)의 제2 아암은 하우징(4)의 개구(21) 내로 연장되고, 접촉 요소(2)와 회로 기판(7)의 접촉면(22) 사이에 전기 접촉이 이루어진다. 다수의 적용 분야에서, 회로 기판(7)에 대한 접촉 요소(2)의 기계적으로 가압하면 접촉 요소(2)와 회로 기판(7) 사이에 충분한 전기적 및 기계적 접속이 이루어진다. 그러나, 일부의 적용 분야에서는 나사 접속, 전도성 접착제, 크림핑, 또는 기계적 압축만으로는 불충분한 적용 분야에서 보다 더 신뢰성있는 전기 접촉을 이루는 다른 방법 등 기계적 접속을 보조하도록 납땜 연결 또는 다른 공지된 접속 방법이 접촉 요소(2)에 적용될 수도 있다.

이제 하우징에 대한 압축 스프링의 조립 및 안내에 대해 살펴보면, 하우징(4)은 최종 장착 상태로 스프링을 안내하는 2개의 안내 리브(27)에 배열된 측방향 오목부 또는 돌기(23, 도5 및 도6)를 포함한다. 리브(27)는 하우징(4)의 단부로부터 외향 연장되고 압축 스프링(3)의 변위 방향으로 연장되는 내측에 요소(23)를 포함한다. 압축 스프링은 압축 스프링(3)의 변위 방향을 따라 배열된 긴 개구(23, 도6)에 의해 내부에 결합되고 안내되는 측방향 돌출 러그를 포함할 수도 있다. 혹은, 압축 스프링은 돌기(23)에 의해 결합되는 개구를 포함할 수도 있다. 따라서, 상당히 큰 힘이 적용되어도 오목부(14, 15)에 대한 스프링(3)의 원치 않는 운동이 최소화된다.

이제 도3을 보면, 접촉 요소(2)는 랫칭 설부(20) 대신에 또는 랫칭 설부(20) 외에도 하우징(4)의 개구(21) 내로 관통되는 V자형부(24)를 포함할 수 있다. 접촉 요소(2)의 V자형 구역으로 인해 가요성 회로는 적어도 2개의 접촉 구역에서 압축 스프링(3)에 의해 접촉되고, 가압면(9)과 가요성 회로(12) 사이의 추가 접촉으로 인해 가요성 회로(12)와 접촉 요소(2) 사이에 3개의 접촉 영역이 이루어진다.

도4b는 도4a에 도시된 단일 가압면(8, 9)에 대비되는 다중 가압면(25)이 사용되는 본 발명의 추가 실시예를 도시하고 있다. 가요성 회로(12)와 접촉 요소(2) 사이의 이중 접촉은 가압면(25)의 이중 견부에 의해 적어도 2개의 영역에서 생성된다.

도8 및 도9에는 본 발명에 따른 추가 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 접촉 요소(2)는 각각의 측면에 외향 연장되는 것으로 도시되고 탄성 재료로 제조된다. 양호하게는 압축 스프링(3) 대신에 플라스틱으로 제조된 U자형 슬라이드(28)가 제공되고 단부로부터 측방향 연장되는 요소(29)를 포함한다. 상기 실시예에서, 하우징(4)은 랫치 요소(29)의 외면 칫수에 대응되는 내부 폭 치수를 갖는 측방향 구멍(30)을 포함한다. 오목부(10, 11) 대신에, 개구(30)의 내측에는 랫치(31, 32)가 제공되고 하우징 내로 슬라이드(28)가 삽입되면 상기 랫치의 후방에 랫치 요소(29)가 결합된다. 추가 랫치(33, 34)는 구멍(30)의 내측에 형성되어 슬라이드(28)의 최종 장착 상태를 한정하며, 랫치(33, 34)는 슬라이드(28)와 접촉 요소(2) 사이에 배열된 가요성 회로가 접촉 요소(2)에 대해 신뢰성있게 가압되어 접촉 요소(2)에 접촉되도록 랫치 요소(29)에 결합된다.

도9에 도시된 바와 같이, 최종 장착 위치의 삽입 방향으로 슬라이드(28)의 이동을 제한하는 스톱부(35, 36)가 제공될 수도 있다.

또한, 상기 실시예는 하우징(4) 내로 접촉 요소(2)가 가압되면 하우징의 개구(21)에 랫칭되는 V자형 랫치 요소(37, 38)를 갖는 접촉 요소(2)를 포함한다.

상기 설명에서는 가요성 회로(12)가 한 쪽에만 접촉면(16, 17)을 갖는 것으로 가정하였지만, 가요성 회로는 양측에 접촉면을 포함할 수도 있고 예컨대 에어백용 센서 분야에서의 정전기 방전을 최소화시키거나 추가적인 스크린 작용(screening)을 제공하도록 접지 접촉부로서 압축 스프링(3)에 의해 접속된 접촉 요소(2)로부터 먼 쪽, 즉 후방측에 예컨대 전도성 표면을 포함할 수 있다.

또한, 가요성 회로(12)의 후방측 접촉면의 특정한 압축 스프링(3)은 압축 스프링(3)의 정확한 위치를 전기적으로 감지하여 중요 회로에 대한 추가 안전을 보장하거나 예컨대 자동차의 탑재식 시험 시스템으로써 오기능을 검출할 수 있도록 전기적으로 결합될 수도 있다.

주요 특징 및 요지를 벗어나지 않고서도 다른 특정 형태로 본 발명이 실시될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 예 및 실시예들은 모든 관점에서 제한적인 것이 아니라 설명적인 것으로 이해되어야 하며, 본 발명은 본 명세서의 상세한 설명으로만 제한되지 말아야 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 납땜 또는 크림핑을 사용하지 않고 회로 기판과 가요성 회로 사이에 양호한 전기 접촉이 제공되는 인쇄 회로 기판과 평면 가요성 회로 사이에 강력한 특히 진동에 민감하지 않고 역학적으로 내구성을 갖는 접속이 이루어진다.

Claims (5)

1. 인쇄 회로 기판과 평면 가요성 케이블 사이에서 접속을 수행하는 커넥터 조립체에 있어서,

   상기 인쇄 회로 기판을 수용하기 위한 대체로 U자형인 하우징과,

   상기 하우징에 장착된 대체로 U자형인 접촉 요소와,

   상기 접촉 요소와 접촉되게 평면 가요성 케이블을 가압하기 위한 가압면을 구비하고 가압면이 하우징의 제1 오목부에 위치되는 예비 조립 상태와, 가압면이 하우징의 제2 오목부에 위치되는 최종 장착 상태 사이에서 이동 가능한 대체로 U자형인 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 접촉 요소의 아암이 관통하여 연장되는 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 접촉 요소는 하우징 내에 접촉 요소를 고정하도록 하우징의 관련 개구 내로 랫칭되는 하나의 아암에 랫칭 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 압축 스프링의 예비 조립 상태는 가요성 회로가 커넥터 하우징 내로 용이하게 삽입되도록 깔때기형 삽입 채널을 한정하는 것을 특징으로 하는 커넥터 조립체.
5. 제1항에 있어서, 상기 가요성 회로에 대해 변형율 완화를 제공하도록 가요성 회로의 구멍을 관통하여 연장되는 변형율 완화 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 조립체.