KR20030032876A - 플렉시블 회로기판 접속장치 - Google Patents

플렉시블 회로기판 접속장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 접촉부위가 다수 배열되어 있어도 각 부위가 균등한 상태에서 커넥터 단자와 접촉할 수 있는 플렉시블 회로기판 접속장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결수단) 소정 회로부재와 접속되는 판형상 커넥터(10)와 이 커넥터를 통해 상기 회로부재에 접속되는 플렉시블 회로기판(1)을 구비하는 플렉시블 회로기판 접속장치에 있아서, 커넥터는 판형상 하우징의 지지홀(12) 내에 복수개 단자(14)를 지지하며, 이 단자는 하우징의 일측면 측에 회로기판과의 접속을 위한 접속부(14A)를, 타측면 측에 플렉시블 회로기판과의 접속을 위한 접촉부(14D)를 가지고, 플렉시블 회로기판과 단자의 접촉부는 서로 제로(0) 삽입력으로 플렉시블 회로기판과 커넥터가 접면하는 소정의 제로 삽입력 위치에서 서로 탄압 접촉하는 접촉위치로 플렉시블 회로기판 면에 평행한 방향에서 상대 이동할 수 있게 되어 있다.

Description

플렉시블 회로기판 접속장치{CONNECTING DEVICE FOR FLEXIBLE CIRCUIT SUBSTRATE}
본 발명은 전기 커넥터의 기술분야에 관한 것으로, 특히 플렉시블 회로기판을 커넥터에 접속하는 장치에 관한 것이다.
플렉시블 회로기판은, 가요성 기판에 배선이 이루어지고, 각 배선에 도통하는 접속패드가 그 단부에 설치되고, 사용시에는 평판형상 커넥터 상에 배치되며 이를 가압 지지함으로써 상기 접속패드와 커넥터의 대응단자를 접촉시킨다.
이러한 접속구조는 예컨대 일본 공개특허공보 평8-255961호, 동 평8-227745호, 동 평3-182075호에 개시되어 있는 것이 알려져 있다.
상기 공보에 기재된 것에서는 플렉시블 회로기판과 커넥터의 일측이 평면형상 접촉부(예컨대, 접속패드)를, 타측이 돌기형상 탄성접촉부를 가지고 있고, 양자가 소정 위치관계로 배치되고, 그 위치에서 면압을 발생시키도록 가압 또는 압입되고 유지된다. 이렇게 하여 상기 소정 위치관계를 형성하는 데에 통상 커넥터 단자와 같은 끼워맞춤 삽입을 위한 삽입력을 필요로 하지 않고 접속이 가능하다. 이런 종류의 접속구조에서는 단자 수가 다행 다열을 이루며 배치되어 매우 많으므로, 전체적으로 삽입력이 커지는 것을 피할 수 있다.
이 공지된 장치에서는 플렉시블 회로기판을 커넥터에 대하여 누르는 가압부재가 채택되고 있다. 이 가압부재는 기구상 플렉시블 회로기판의 커넥터와의접속부분 전체를 누르는 것이 어렵기 때문에, 예컨대 양 측가장자리의 국부에서 가압하게 된다.
플렉시블 회로기판은 가요성을 갖고 있기 때문에 국부적으로 눌리면 휨, 비틀림과 같은 변형이 발생한다. 즉, 상기 접속부분의 영역 내에서 접압이 불균일해지고, 이것이 접속 불량 등을 초래하여 전기적 특성이 불안정해진다. 이러한 문제는 접속패드(접점) 수가 많으면 많을수록 현저히 나타난다.
본 발명은 접점 수가 많아도 이러한 문제가 없으며 균일하고 안정된 접속을 가능하게 하는 플렉시블 회로기판 접속구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 플렉시블 회로기판의 평면도이다.
도 2 는 제 1 실시형태의 커넥터의 단면도로, (A), (B), (C) 순서대로 접속공정을 나타낸다.
도 3 은 제 2 실시형태의 플렉시블 회로기판 및 커넥터의 단면도로, (A), (B), (C) 순서대로 접속공정을 나타낸다.
도 4 는 도 3 의 플렉시블 회로기판 및 커넥터의 평면도로, (A), (B), (C) 순서대로 접속공정을 나타낸다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
1: 플렉시블 회로기판3,4,5,6: 접속패드
10: 커넥터12: 지지홀
14: 단자14A: 접속부(고정부)
14B: 다른 아암부(지지아암부)14C: 탄성아암부
14D: 접촉부21: 접촉핀
30: 커넥터33: 지지홀
34C: 접촉부
본 발명에 관련된 플렉시블 회로기판 접속장치는 소정 회로부재와 접속되는 판형상 커넥터와 이 커넥터를 통해 상기 회로부재에 접속되는 플렉시블 회로기판을 구비한다.
이러한 플렉시블 회로기판 접속장치에서, 본 발명에서는 커넥터는 판형상 하우징의 지지홀 내에 복수개 단자를 지지하며, 이 단자는 하우징의 일측면 측에 회로기판과의 접속을 위한 접속부를, 타측면 측에 플렉시블 회로기판과의 접속을 위한 접촉부를 가지고, 플렉시블 회로기판과 단자의 접촉부는 서로 제로 삽입력으로 플렉시블 회로기판과 커넥터가 접면하는 소정의 제로 삽입력 위치에서 서로 탄압 접촉하는 접촉위치로 플렉시블 회로기판 면에 평행한 방향에서 상대 이동할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에서는 플렉시블 회로기판은, 그 접촉부위가대응되는 단자의 접촉부에 근접하는 위치까지 제로 삽입력으로 위치하게 되고 플렉시블 회로기판을 그 면의 방향으로 이동시킴으로써 상기 접촉부위가 접촉부와 탄압 접촉하게 된다. 각 접촉부와 대응 접촉부는 모두 동시에 동일 조건에서 이루어지므로, 플렉시블 회로기판이 가요성을 갖고 있기 때문에 발생되는 접촉 불균일이 없고 균일하게 접촉한다.
본 발명에서는 일 형태로서 커넥터의 접촉부는 하우징의 타측 면에서 돌출되어 이 면을 따라 연장되는 탄성아암부에 형성되고, 플렉시블 회로기판은 제로 삽입력 위치에서 상기 탄성아암부를 수용하는 창부가 형성되며, 또 이 창부 근방 면에 접속패드가 설치되어 있어 접촉 위치로의 상대 이동시에 상기 접촉부가 접속패드와 탄압 접촉하도록 할 수 있다.
이 경우 커넥터 단자는 탄성아암부와 협동하여 플렉시블 회로기판을 협압(挾壓)하는 다른 아암부를 갖도록 할 수 있다. 이 협압력에 의해 접촉이 더 확실해진다. 본 형태에서 플렉시블 회로기판의 접속패드 및 창부 그리고 이들에 대응하는 커넥터 단자는 다행 다열로 배치되어 있는 것으로 하여 접점 수를 증대시킬 수 있다.
본 발명에서 다른 형태로는 플렉시블 회로기판은 커넥터 단자와의 접속을 위한 접촉핀이 이 플렉시블 회로기판 면에서 커넥터쪽으로 돌출 설치되어 있고, 제로 삽입력 위치에서 이 접촉핀이 커넥터의 지지홀 내로 제로 삽입력으로 진입할 수 있으며, 접촉위치로의 이동에 의해 접촉핀이 단자의 접촉부와 탄압 접촉하도록 할 수 있다.
이 경우 커넥터 단자는 접촉부가 접촉핀을 협압하도록 할 수 있다. 이 협압력에 의해 접촉이 더 확실해진다.
본 형태에서도 플렉시블 회로기판의 접촉핀 그리고 이들에 대응하는 커넥터 단자는 다행 다열로 배치되어 있도록 하여 접점 수를 증대시킬 수 있다.
발명의 실시형태
다음에, 첨부된 도면의 도 1 내지 도 4에 기초하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.
(제 1 실시형태)
본 실시형태의 플렉시블 회로기판의 평면도가 도 1에, 그리고 이 플렉시블 회로기판과 커넥터의 단면도가 도 2(A)∼(C)에 각각 도시되어 있다.
도 1 에서 XY 평면으로 확장되는 플렉시블 회로기판(1)은 그 배선(2)이 우측방향(X 방향)으로 연장되는 케이블띠를 구비하고 있다. 이 플렉시블 회로기판(1)은 앞단가장자리(좌측단에서 Y 방향으로 연장되는 가장자리:1A)에 평행한 Y 방향으로 소정 피치간격으로 도전층으로 이루어진 제 1 접속패드(3)가 상기 앞단가장자리(1A)에 근접하게 열을 이루며 설치되어 있다. 또, 상기 제 1 접속패드(3)의 후방(X 정방향)에는 소정 피치간격으로 제 2 접속패드(4)의 열, 제 3 접속패드(5)의 열, 그리고 제 4 접속패드(6)의 열과 같이 접속패드의 열이 연달아 상기 접속패드(3)와 동일하게 설치되어 있다. 접속패드 (4,6) 은 접속패드 (3,5) 에 대하여 반피치만큼 어긋나 배치되어 있다.
상기 제 2 접속패드(4) 이후, 즉 접속패드 (4,5,6) 의 좌측에는 각각 대응하여 가늘고 긴 창부(7,8,9)가 형성되어 있고, 각각의 접속패드와 창부의 간격은 가장 앞열의 제 1 접속패드(3)와 플렉시블 회로기판(1)의 앞단가장자리(1A)의 거리와 거의 동등해진다.
각 접속패드열(3,4,5,6)의 각각의 접속패드로부터는 배선(2)이 상기 창부 그리고 다른 패드와 간섭되지 않도록 우측으로 연장되어 있다. 배선(2)끼리의 간격은 우측으로 갈수록 조밀해지므로 과도하게 조밀해지지 않게 하기 위해서는, 이 배선을 절연층을 사이에 두고 다층으로 형성하는 것도 한가지 방법이다. 상기 접속패드(3,4,5,6) 및 이를 위한 배선(2)은 본 실시형태에서는 도 2와 같이 플렉시블 회로기판의 양면에 설치되어 있으나, 이것에 한정되지 않고 일측 면, 예컨대 상면만이어도 된다.
반면에, 커넥터(10)는 상기 XY 평면에서 플렉시블 회로기판에 대응하여 확장되는 도 2와 같이 판형상 하우징(11)을 가지며, 이 하우징(11)에는 지지홀(12)이 관통하고, 그리고 상면에는 가는 홈형상 지지홈(13)이 상기 지지홀(12)에 연통하여 형성되어 있다. 이 지지홀(12)에는 금속판을 펀칭 가공하여 그 면을 지면에 평행하게 유지한 상태로 제조된 단자(14)가 압입되어 있다. 이 단자(14)는 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 지지홀(12)에 압입되는 접속부인 고정부(14A), 압입위치를 정하고 지지홈(13)으로 지지되는 지지아암부(14B) 및, 이 지지아암부(14B)에 대하여 평행하게 연장되는 탄성아암부(14C)를 가지고, 이 탄성아암부(14C) 및 지지아암부(14B)의 선단부에 돌출형 접촉부(14D,14E)가 형성되어 있다. 상기 단자(14)는 플렉시블 회로기판(1)의 접속패드(3,4,5,6)에 대응하여 설치되어 있고,상기 탄성아암부(14C)는 플렉시블 회로기판(1)의 창부(7,8,9)를 대응 단자 상에 배치했을 때에 이 창부(7,8,9)를 관통하는 두께와 길이로 되어 있다.
상기 단자의 고정부(14A)의 하측단에는 하우징(11)의 하면에서 돌출되어 구형상 땜납 볼(15)이 부착되어 있다.
이러한 본 실시형태의 커넥터에는 플렉시블 회로기판은 다음과 같은 요령으로 접속된다.
① 먼저, 커넥터(10)를 소정 접속부재(도시 생략), 예컨대 회로기판에 접속한다. 접속은 커넥터(10)를 이 회로기판 상의 소정 위치에 두고 열풍 등으로 땜납 볼(15)을 용융하여 단자(14)와 대응회로부를 땜납 접속함으로써 이루어진다.
② 이러한 커넥터(10) 상측위치에 도 2(A)와 같이 플렉시블 회로기판(1)을 대응시켜 위치시킨다.
③ 다음으로, 이 플렉시블 회로기판(1)을 커넥터(10) 상에 접면 배치한다. 단자(14)의 탄성아암부(14C)는 저항을 받지 않고 플렉시블 회로기판의 대응 창부(7,8,9)에서 돌출하게 된다(도 2(B) 참조).
④ 그런 후에 상기 플렉시블 회로기판(1)을 좌측으로 이동시킨다. 탄성아암부(14)의 선단에 형성된 접촉부(14D)는 플렉시블 회로기판(1)의 앞단가장자리(1A) 그리고 각 창부(7,8,9)의 절연에 올라타 대응 접속패드(3,4,5,6) 상으로 이동한다. 이렇게 해서 접촉부(14D,14E)는 탄성아암부(14)의 탄성휨에 의해 협압되도록 하여 상기 접속패드(3,4,5,6)에 대하여 탄압 접촉된다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 도 3, 4에 기초하여 제 2 실시형태를 설명한다. 본 실시형태에서는 플렉시블 회로기판(1)에는 제 1 실시형태와 같이 창부는 형성되어 있지 않고 접촉핀(21)이 설치되어 있다. 플렉시블 회로기판(1)에는 제 1 실시형태의 접촉패드에 상당하는 위치에 도전층(22)이 형성되어 있다. 이 도전층(22)은 상기 접촉핀(21)의 설치를 위한 홀부의 주연에서의 플렉시블 회로기판의 상하면, 그리고 이 상하면을 접촉하도록 홀부의 내경면에 연속하여 형성되어 있다.
접촉핀(21)은 축부(21A), 플랜지부(21B) 및 축부(21)와 거의 동일한 직경의 헤드부(21C: 도 3(A)의 이점쇄선 부분)을 갖고 있다. 이 접촉핀(21)은 플렉시블 회로기판(1)에 부착할 때에는 상기 헤드부(21C)를 홀부에 하측에서 관통시키고 돌출시키는 헤드부(21C)를 적절한 공구로 축방향으로 압궤하여 헤드부를 플랜지형상으로 확경하도록 소성 변형시킨다(도 3(A)의 단면으로 나타내는 형상). 이 소성 변형된 헤드부(21C)와 플랜지부(21B)에 의해 접촉핀(21)은 플렉시블 회로기판(1)에 확실하게 고정되면서 도전층(22)과 접속된다.
한편, 커넥터(30)는 제 1 실시형태의 커넥터에 비하여 도 3에 나타내는 바와 같이 약간 두꺼운 판형상 하우징(31)을 가지고, 이 하우징(31)의 상면에 개구되는 오목부(32)와 이 오목부(32)의 일단에서 하측으로 관통되는 지지홀(33)이 형성되어 있다.
단자(34)는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 지지홀(33)에 압입되는 판형상 접속부인 고정부(34A)와 이 고정부(34A)의 상부 양단에서 굴곡되어 연장되고 상기 오목부(32) 내에 위치하는 U자 형상 탄성아암부(34B)를 가지고, 대향되는두개의 탄성아암부(34B)의 선단(자유단) 측이 간격을 좁혀 접촉부(34C)를 이룬다. 상기 탄성아암부(34B)끼리간의 간격은 접촉핀의 직경에 대하여 충분히 넓고 상기 접촉부(34C)끼리간의 간격은 접촉핀(21)의 축부(21A)의 직경보다 약간 작다. 또, 상기 고정부(34A)의 하면에는 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지로 땜납 볼(35)이 형성되어 있다.
본 실시형태에서는 사용시에는 먼저 땜납 볼(35)로 소정 회로기판에 단자(34)를 접속시킨 후, 도 3(A)와 같이 플렉시블 회로기판(1)을 커넥터(30) 상에 위치시키고, 다음으로 이 플렉시블 회로기판(1)에 장착된 접촉핀(21)을 커넥터에 설치된 단자(34)의 한쌍의 탄성아암부(34B) 사이에서 폭이 넓은 영역내에 제로 삽입력 하에서 삽입하고(도 3(B) 및 도 4(B) 참조), 그런 후에 플렉시블 회로기판(1)을 그 면에 평행하게 이동시켜 접촉핀(1)을 접촉부(34C)에 눌러 넣어 접속이 종료된다(도 3(C) 및 도 4(C) 참조).
이상과 같이 플렉시블 회로기판과 커넥터는 접속 직전의 위치로 제로 삽입력 하에서 삽입되고, 그런 후에 서로의 평면에 평행하게 상대 이동하는 것만으로 커넥터의 각 단자와 플렉시블 회로기판의 대응 회로부위가 저절로 탄성 접촉되도록 하였기 때문에, 플렉시블 회로기판에서의 국부적 가압에 의한 접압 불균일과 같은 문제가 해소되어, 어느 부위도 동일한 접압을 얻을 수 있어 특히 많은 단자가 다행 다열로 배치되어 있는 경우에 효과적이다.

Claims (7)

  1. 소정 회로부재와 접속되는 판형상 커넥터와 이 커넥터를 통해 상기 회로부재에 접속되는 플렉시블 회로기판을 구비하는 플렉시블 회로기판 접속장치에 있어서, 커넥터는 판형상 하우징의 지지홀 내에 복수개 단자를 지지하며, 이 단자는 하우징의 일측면 측에 회로기판과의 접속을 위한 접속부를, 타측면 측에 플렉시블 회로기판과의 접속을 위한 접촉부를 가지고, 플렉시블 회로기판과 단자의 접촉부는 서로 제로 삽입력으로 플렉시블 회로기판과 커넥터가 접면하는 소정의 제로 삽입력 위치에서 서로 탄압 접촉하는 접촉위치로 플렉시블 회로기판 면에 평행한 방향에서 상대 이동할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판 접속장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 커넥터의 접촉부는 하우징의 타측 면에서 돌출되어 이 면을 따라 연장되는 탄성아암부에 형성되고, 플렉시블 회로기판은 제로 삽입력 위치에서 상기 탄성아암부를 수용하는 창부가 형성되며, 또 이 창부 근방 면에 접속패드가 설치되어 있어 접촉 위치로의 상대 이동시에 상기 접촉부가 접속패드와 탄압 접촉하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판 접속장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 커넥터 단자는 탄성아암부와 협동하여 플렉시블 회로기판을 협압(挾壓)하는 다른 아암부를 갖는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판 접속장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 플렉시블 회로기판의 접속패드 및 창부 그리고 이들에 대응하는 커넥터 단자는 다행 다열로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판 접속장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 플렉시블 회로기판은 커넥터 단자와의 접속을 위한 접촉핀이 이 플렉시블 회로기판 면에서 커넥터쪽으로 돌출 설치되어 있고, 제로 삽입력 위치에서 이 접촉핀이 커넥터의 지지홀 내로 제로 삽입력으로 진입할 수 있으며, 접촉위치로의 이동에 의해 접촉핀이 단자의 접촉부와 탄압 접촉하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판 접속장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 커넥터 단자는 접촉부가 접촉핀을 협압하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판 접속장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 플렉시블 회로기판의 접촉핀 그리고 이들에 대응하는 커넥터 단자는 다행 다열로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판 접속장치.
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