KR20030036813A - 스프링 소자, 압접 협지형 커넥터, 및 프로브 부착 전기음향 부품용 홀더 - Google Patents

스프링 소자, 압접 협지형 커넥터, 및 프로브 부착 전기음향 부품용 홀더 Download PDF

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KR20030036813A
KR20030036813A KR10-2003-7004090A KR20037004090A KR20030036813A KR 20030036813 A KR20030036813 A KR 20030036813A KR 20037004090 A KR20037004090 A KR 20037004090A KR 20030036813 A KR20030036813 A KR 20030036813A
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housing
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사사키유이치로
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신에츠 폴리머 가부시키가이샤
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Abstract

서로 대향하는 회로 기판(1)과 전기 접합물(10)의 전극(2, 11) 사이에 개재되는 절연성의 하우징(20)과, 하우징(20)에 천공된 복수의 관통 구멍(21)에 각각 끼워맞춤되는 스프링 소자(26)를 구비한다. 각 스프링 소자(26)를 도전성의 코일 스프링으로 하고, 코일 스프링의 하단부(27)를 중앙부(28) 및 상단부(29)보다도 확대 직경으로 형성한다. 또한 각 스프링 소자(26)의 하단부(27)를 단면이 대략 U자형인 도전 토 핀(30)에 끼워넣어 접착하여 상기 도전 토 핀(30)을 회로 기판(1)의 전극(2)에 접촉시키도록 하고, 각 스프링 소자(26)의 상단부(29)를 하우징(20)의 표면으로부터 돌출시키고, 또한 도전 핀(31)을 장착한다. 압축 스프링 소자(26)를 이용하기 때문에, 압접 협지형 커넥터의 높이 치수를 낮게 할 수 있고, 저 저항 및 저 하중 접속을 기대할 수 있다.

Description

스프링 소자, 압접 협지형 커넥터, 및 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더{SPRING ELEMENT, PRESS-CLAMPED CONNECTOR, AND HOLDER WITH PROBE FOR ELECTRO-ACOUSTIC COMPONENT}
종래에, 휴대전화의 회로 기판과 액정모듈, 또는 회로 기판과 마이크 및 스피커 등으로 이루어진 소형의 전기 음향 부품을 전기적으로 접속하는 경우에는 (1) 도시하지 않는 단면이 대략 반타원형인 탄성 엘라스토머의 만곡면에 복수 개의 도전 미세선(conductive fine wires)을 일렬로 병렬한 압접 협지형 커넥터를 회로 기판과 액정모듈 또는 전기 음향 부품 사이에 개재하고, 회로 기판에 액정 모듈 또는 전기 음향 부품을 가압하여 이들을 전기적으로 접속하는 방법, (2) 일본 특허 공개 공보 제 95-161401호 공보에 개시되어 있는 커넥터 핀으로 접속하는 방법, 또는(3) 회로 기판과 전기 음향 부품의 전극간을 와이어로 땜납하는 방법 등이 사용되고 있다.
종래에 있어서의 휴대전화의 회로 기판과 액정 모듈 등은 이상과 같이 접속되고, 어떤 방법으로 실시해도 어느 정도의 접속 효과를 기대할 수 있지만, 접속의 높이 치수를 현재의 높이 치수(현재는 5mm 정도)보다도 낮게 하고 저하중으로 접속하는 것은 이제 곤란하다. 그렇지만, 이러한 것으로는 최근의 휴대전화의 박형화, 경량화, 및 또는 소형화의 요청을 도저히 실현시킬 수 없다.
또한, 종래의 압접 협지형 커넥터 및 커넥터핀은 홀더를 생략한 상태로 회로 기판과 액정 모듈간에 단순히 개재될 뿐이기 때문에, 회로 기판 자체에 설치할 수 없어서, 위치 결정 정밀도 및 어셈블리성(assembly)의 향상을 꾀할 수 없다.
또한, 회로 기판과 전기 음향 부품을 와이어로 땜납하는 방법의 경우, 전기 음향 부품이 기우는 등, 접속의 불안정화를 초래할 우려가 있다.
발명의 요약
본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것으로, 접속의 높이 치수를 낮게 하여 저하중으로 접속할 수 있고, 휴대 전화 등의 박형화, 경량화, 소형화 등의 요청을 실현할 수 있는 스프링 소자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한 회로 기판 자체에 설치할 수 있어서 위치 결정 정밀도 및 어셈블리성의 향상을 도모할 수 있는 압접 협지형 커넥터를 제공하는 것을 다른 목적으로 하고 있다. 또한 전기 음향 부품의 경사에 따른 접속의 불안정화를 억제 방지할 수 있는 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더를 제공하는 것을 다른 목적으로 하고있다.
청구의 범위 제 1 항에 기재된 발명에 있어서는 상기 과제를 달성하기 위해서, 대향하는 전극간을 스프링으로 전기적으로 도통하는 것으로서, 상기 스프링을 도전성의 코일 스프링으로 하고, 이 코일 스프링의 일단부와 중앙부 중, 어느 한쪽의 직경을 크게 형성한 것을 특징으로 하고 있다.
또한 청구의 범위 제 2 항에 기재된 발명에 있어서는 상기 과제를 달성하기 위해서, 대향하는 전극간에 협지되어 이들을 전기적으로 도통하는 것으로서, 대향하는 상기 전극간에 개재하는 절연성의 하우징과, 이 하우징의 관통 구멍에 끼워맞춤되는 제 1항에 기재된 스프링 소자를 포함하고, 이 스프링 소자의 양단부 중 적어도 일단부에 전극용 도전 접촉자를 부착하여, 상기 스프링 소자의 타단부를 상기 하우징으로부터 돌출시키도록 한 것을 특징으로 하고 있다.
또한 청구의 범위 제 3 항에 기재된 발명에 있어서는 상기 과제를 달성하기 위해서, 전기 음향 부품을 수납하는 홀더의 바닥부에 프로브를 갖춘 것으로서, 상기 홀더를 절연성의 대략 바닥 있는 통 형상으로 형성하여 그 바닥부에는 관통 구멍을 설치하고, 이 관통 구멍에 제 1항에 기재된 스프링 소자를 끼워넣고, 이 스프링 소자의 일단부에 도전 접촉자를 부착시킴과 동시에, 상기 스프링 소자의 타단부를 상기 홀더의 바닥부로부터 상기 전기 음향 부품 방향으로 돌출시키도록 한 것을 특징으로 하고 있다.
여기에서 청구의 범위에 있어서의 전극에는 적어도 전자 회로 기판 등의 회로 기판, 액정모듈, BGA 및 LGA, QFP 등으로 이루어지는 각종 IC 패키지, 또는 휴대 전화의 마이크(예컨대, 콘덴서형 마이크로폰) 및 라우드 스피커 등으로 이루어지는 전기 음향 부품의 전극이 포함된다. 「전기적으로 도통한다」라는 것은, 전류를 통하게 하는 것을 말한다. 또한 하우징은 직사각형 및 정사각형이 주류이지만, 다각형, 타원형, 또는 계란형 등일 수도 있다. 관통 구멍 및 스프링 소자는 복수가 보통이지만, 특별히 이것에 한정되는 것이 아니다. 또한 홀더의 형상은 바닥이 있는 원통형이 보통이지만, 바닥이 있는 각통형 및 바닥이 있는 타원형 등일 수도 있다.
본 발명은 회로 기판과 액정 모듈, 복수의 회로 기판간, 회로 기판과 각종 IC 패키지, 또는 회로 기판과 휴대전화의 마이크 및 스피커 등으로 이루어진 전기 음향 부품을 전기적으로 도통하는 스프링 소자, 압접 협지형 커넥터, 및 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더에 관한 것이다.
도 1은 청구의 범위 제 1, 2항에 기재된 발명에 관한 스프링 소자, 압접 협지형 커넥터의 실시 형태를 나타내는 일부 단면 설명도,
도 2는 청구의 범위 제 1, 2항에 기재된 발명에 관한 스프링 소자, 압접 협지형 커넥터의 실시 형태를 나타내는 사시도,
도 3은 청구의 범위 제 1, 2항에 기재된 발명에 관한 스프링 소자, 압접 협지형 커넥터의 실시 형태를 나타내는 요부 단면 설명도,
도 4는 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 2를 나타내는 일부 단면 설명도,
도 5는 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 2를 나타내는 사시도,
도 6은 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 2를 나타내는 요부 단면 설명도,
도 7은 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 3을 나타내는 일부 단면 설명도,
도 8은 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 3을 나타내는 사시도,
도 9는 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 3을 나타내는 요부 단면 설명도,
도 10은 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 4를 나타내는 평면도,
도 11은 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 4를 나타내는 정면도,
도 12는 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시 형태 5를 나타내는 정면도,
도 13은 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시예에 있어서의 하중과 압축량의 관계를 나타내는 그래프,
도 14는 청구의 범위 제 1, 3항에 기재된 발명에 관한 스프링 소자, 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더의 실시 형태를 나타내는 단면 설명도,
도 15는 청구의 범위 제 1, 3항에 기재된 발명에 관한 스프링 소자, 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더의 실시 형태를 나타내는 바닥면도,
도 16은 청구의 범위 제 1, 3항에 기재된 발명에 관한 스프링 소자, 프로브부착 전기 음향 부품용 홀더의 실시 형태를 나타내는 주요부 단면도,
도 17은 청구의 범위 제 3항에 기재된 발명에 관한 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더의 실시 형태 2를 나타내는 주요부 단면도,
도 18은 청구의 범위 제 3항에 기재된 발명에 관한 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더의 실시 형태 3을 나타내는 주요부 단면도,
도 19는 청구의 범위 제 3항에 기재된 발명에 관한 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더의 실시 형태 4를 나타내는 저면도.
이하, 도면을 참조하여 청구의 범위 제 1, 2항에 기재된 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태에 있어서 압접 협지형 커넥터는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 근접하여 서로 대향하는 하방의 회로 기판(1)과 상방의 전기 접합물(10)의 전극(2, 11) 사이에 개재되는 절연성의 하우징(20)과, 이 하우징(20)의 복수의 관통 구멍(21)에 각각 끼워맞춤되는 도전성의 스프링 소자(26)를 구비하고, 각 스프링 소자(26)의 일단부인 하단부(27)를 중앙부(28) 및 타단부인 상단부(29)보다도 확대된 직경으로 형성하고, 각 스프링 소자(26)의 하단부(27)를 도전 토 핀(30)의 내측 바닥면에 끼워넣어 접속함과 동시에, 각 스프링 소자(26)의 상단부(29)를 하우징(20)의 표면으로부터 돌출시켜 도전 핀(31)을 삽입하여 부착하도록 하고 있다.
회로 기판(1)은, 예컨대 절연 기판상의 프린트 부품 및 전자부품을 프린트배선으로 접속한 평탄한 프린트 기판으로 이루어지고, 표면에 복수의 전극(2)이 나란히 인쇄된다. 전기 접합물(10)은 예컨대 액정 모듈로 이루어지고, 회로 기판(1)에 대향하는 대향면에 ITO, TAB, 또는 COF 전극으로 이루어지는 복수의 전극(11)이 나란히 배치된다.
하우징(20)은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 소정의 재료를 사용하여 얇은 단층의 가늘고 긴 직사각형으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 관통 구멍(21)이 소정의 피치로 일렬로 배치되고, 또한 두께 방향으로 천공된다. 이 판형상의 하우징(20)은 내열성, 치수 안정성, 성형성 등이 우수한 범용의 엔지니어링 플라스틱(예컨대, ABS수지, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등)을 사용하여 성형된다. 이 중에서도 가공성 및 비용 등에서 우수한 ABS 수지가 재료로서는 최적이다. 또한 복수의 관통 구멍(21)의 피치는 특별히 한정디는 것은 아니지만, 예컨대 0.5 내지 1.27mm 정도로 형성된다. 각 관통 구멍(21)은 도 3에 도시한 바와 같이 하방의 회로 기판(1)측에 위치하는 테이퍼 형상의 확대 직경 구멍(22), 이 확대 직경 구멍(22)보다도 작은 직경의 축소 직경 구멍(23), 이 축소 직경 구멍(23)보다도 작은 직경의 테이퍼 구멍(24), 및 상방의 전기 접합물(10)측에 위치하는 최소 직경 구멍(25)에 의해 일체 연속적, 또한 작은 직경으로 형성되어, 도전 토 (toe-pin)(30) 및 도전 핀(31)의 삽입을 용이하게 하거나, 탈락을 효과적으로 규제한다.
복수 개의 스프링 소자(26)는 전자 회로 기판, 검사 회로 기판, 표면 설치형의 IC 패키지, 또는 액정모듈과의 접속의 경우에는 이러한 전극수에 따른 수가 사용된다. 각 스프링 소자(26)는 도 3에 도시한 바와 같이 예컨대 직경 30 내지 100μm, 바람직하게는 30 내지 70μm의 금속 세선이 동일 피치(예컨대, 50μm)로 나선상으로 감긴 대략 절두 원추형의 코일 스프링으로 이루어지고, 관통 구멍(21)으로부터 용이하게 탈락하지 않도록 기능한다. 이 스프링 소자(26)를 형성하는 금속 세선으로서는 인청동(phosphor bronze), 동, 스테인레스, 베릴륨동, 피아노선 등의 금속선, 또는 이러한 금속선에 금도금한 금속 세선을 들 수 있다. 금속 세선의 직경을 30 내지 70μm로 하는 것은, 이 범위의 값을 선택하면 저비용 및 저하중 접속의 실현이 용이해지기 때문이다.
각 스프링 소자(26)의 길이로서는 예컨대 1.0 내지 3.0mm, 바람직하게는 1.0 내지 1.8mm이며, 이 길이의 반 정도가 하우징(20)의 표면으로부터 상방에 노출되는 것이 바람직하다. 이것은 이러한 범위의 길이로 하면, 외부로부터의 노이즈에 의한 악영향을 회피하고, 탄성 특성을 유지할 수 있게 되기 때문이다. 스프링 소자(26)의 링 형상을 띠는 상단부(29)의 직경은 하단부(27)로부터 중앙부(28)에 걸친 직경보다도 작은 축소 직경으로 형성된다. 구체적으로는 최근의 전극의 저 피치화를 고려하여 하단부(27) 및 중앙부(28)의 직경의 0.5 내지 0.8배, 보다 바람직하게는 0.6 내지 0.8배 정도, 구체적으로는 0.2 내지 0.4mm, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.4mm 정도로 형성된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 도전 토 핀(30)은 예컨대 금도금된 도전성의 재료를 사용하여 단면이 약 U자형인 바닥이 있는 원통형으로 형성되고, 하우징(20)의 각 관통 구멍(21)에 이면(바닥면)측으로부터 끼워진다. 이 도전 접촉자인 도전 토 핀(30)은 하우징(20)으로부터 약간 돌출한 평탄한 바닥부가 회로 기판(1)의 전극(2)에 접촉하거나, 전극(2)에 크림 땜납(cream solder)으로 이루어진 땜납층 등을 통해 적절히 고정되어 도통을 확실화시킨다. 도전 토 핀(30)의 바닥부의 돌출량은 0.1 내지 0.3mm, 바람직하게는 0.1 내지 0.2mm 정도이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 도전 핀(31)은 예컨대 금도금된 도전성의 놋쇠 및 도전성 엘라스토머 등을 사용하여 기본적으로는 대략 스크류형, 핀형, 또는 우드 스크류형으로 형성되고, 전기 접합물(10)의 전극(11)에 접촉하는 확대 직경의 헤드(32)가 대략 반구형으로 만곡 형성된다. 이 도전 접촉자인 도전 핀(31)의 헤드(32)는 매끄러운 대략 반구형으로 형성되는 것이 보통이지만, 필요에 따라 원뿔체, 각뿔체, 불규칙하게 뾰족한 톱니형 핀 조인트 다월형(dowel), 0다월형, 또는 다월 리벳형 등으로 형성된다. 또한 도전 핀(31)의 헤드(32)와 축부의 경계 부근의 주면에는 엔드리스 끼워맞춤 홈(33)이 함몰 형성되어, 이 끼워맞춤 홈(33)에 스프링 소자(26)의 상단부(29)가 끼워 맞춤된다.
상기 구성에 있어서, 회로 기판(1)에 압접 협지형 커넥터를 위치 결정 고정하고, 회로 기판(1)과 전기 접합물(10)에 압접 협지형 커넥터를 위치 결합 협지시키고, 회로 기판(1)의 각 전극(2)과 도전 토 핀(30)을 면 접촉시킴과 동시에, 전기 접합물(10)의 각 전극(11)과 도전 핀(31)을 접촉시킨다. 그리고, 회로 기판(1)에 대하여 전기 접합물(10)을 조금 가압 압축하면, 도 1에 도시한 바와 같이 각 스프링 소자(26)가 압축 변형되고, 회로 기판(1)과 전기 접합물(10)을 스프링 소자(26)를 통해 전기적으로 도통할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 안정된 자세로 상하 방향으로 압축하는 스프링 소자(26)를 이용하기 때문에, 압접 협지형 커넥터의 높이 치수를 문제 없이 낮게 할 수 있고(예컨대, 1.50mm 내지 1.75mm 정도), 저저항 및 저하중 접속을 크게 기대할 수 있다. 그리고 이를 통해 최근의 휴대 전화의 박형화, 경량화, 및 또는 소형화의 요청을 실현할 수 있다. 또한 회로 기판(1)과 전기 접합물(10)의 사이에 압접 협지형 커넥터를 하우징(20)에 의해 개재하기 때문에, 회로 기판(1) 자체에 압접 협지형 커넥터를 간단히 편입시키거나 설치할 수 있고, 이에 따라 위치 결정 정밀도 및 어셈블리성을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한 각 관통 구멍(21)의 축소 직경 구멍(23)에 안정성과 설치성이 뛰어난 도전 토 핀(30)을 끼워맞춰 막고, 도전 핀(31)을 전기 접합물(10)의 전극(11)에 접촉시키기 때문에, 안정된 도통을 크게 기대할 수 있다. 또한 도전 핀(31)의 헤드(32)를 둥근 반구형 및 반타원형으로 하면, 설령 스프링 소자(26)가 전후 좌우로 조금 경사지더라도, 도통의 안정성을 확보할 수 있게 된다. 이와는 반대로, 각 도전 핀(31)의 헤드(32)를 예리한 원뿔체, 각뿔체, 톱니형 핀 조인트 다월 모양, 0다월형, 또는 다월 리벳형 등으로 하면, 전극(11)이 땜납 도금되어 있는 경우 등에 땜납의 산화막을 간단히 깰 수 있고, 이를 통해 확실한 도통이 가능해진다. 또한 도전 핀(31)의 끼워맞춤 홈(33)에 스프링 소자(26)의 상단부(29)를 끼워 맞추기 때문에, 스프링 소자(26)가 실제로 빠지기 어렵게 된다.
다음으로, 도 4 내지 도 6은 실시 형태 2를 나타내는 것으로, 이 경우에는 회로 기판(1)과 전기 접합물(10)의 사이에 복층의 하우징(20)을 개재하고 그 일렬로 배치된 복수의 관통 구멍(21)에는 스프링 소자(26)를 각각 끼워넣고, 각 스프링 소자(26)의 상하 양단부의 직경보다도 중앙부(28)의 직경을 확대된 직경으로 형성하고, 이 스프링 소자(26)의 상하 양단부를 하우징(20)으로부터 각각 돌출시켜 도전 핀(31)을 각각 끼워맞춤 지지시키고, 하우징(20)으로부터 돌출한 하방의 도전 핀(31)을 회로 기판(1)의 전극(2)에, 하우징(20)으로부터 돌출된 상방의 도전 핀(31)을 전기 접합물(10)의 전극(11)에 각각 면 접촉시키도록 하고 있다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 하우징(20)은 조립의 편의를 도모하기 위해서, 한 쌍의 하우징 판(34)을 구비하고, 이 한 쌍의 하우징 판(34)이 상하로 적층됨으로써 평면 직사각형으로 형성된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 각 관통 구멍(21)은 회로 기판(1)측에 위치하는 테이퍼 구멍(24), 이 테이퍼 구멍(24)보다도 확대 직경의 축소 직경 구멍(23), 및 이 축소 직경 구멍(23)보다도 작은 직경의 테이퍼 구멍(24)에 의해 일체 연속적으로 형성된다. 그 밖의 부분에 관해서는 상기 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 동일한 작용 효과를 기대할 수 있고, 또한 각 관통 구멍(21)의 양단부에 위치하는 테이퍼 구멍(24)이 각각 좁게 되어 있기 때문에, 스프링 소자(26)의 탈락 등을 매우 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 하방의 도전 토 핀(30)을 도전 핀(31) 대신 그 헤드(32)를 둥근 반구형 및 반타원형으로 하면, 설령 스프링 소자(26)가 전후 좌우로 조금 경사지더라도, 도통의 안정성을 확보할 수 있다.
다음으로 도 7 내지 도 9는 실시 형태 3을 나타낸 것으로, 이 경우에는 평탄한 회로 기판(1)과 전기 접합물(10)의 사이에, 절연성의 하우징(20)을 개재하여 그 일렬로 배치된 복수의 관통 구멍(21)에는 도전성의 스프링 소자(26)를 각각 끼워넣고, 각 스프링 소자(26)의 하단부(27)로부터 중앙부(28)에 걸친 직경을 상단부(29)의 직경보다도 확대 직경으로 형성함과 동시에, 이 스프링 소자(26)의 중앙부(28)로부터 상단부(29)를 하우징(20)의 표면으로부터 돌출시키고, 각 스프링 소자(26)의 하단부(27)에 도전 핀(31A)을 끼워맞추고, 이 도전 핀(31A)의 돌출된 바닥부를 회로 기판(1)의 전극(2)에, 각 스프링 소자(26)의 상단부(29)를 전기 접합물(10)의 전극(11)에 각각 접촉시키도록 하고 있다. 그 밖의 부분에 관해서는 상기 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있고, 또한 한쪽의 도전 핀(31)을 생략하기 때문에, 부품 수의 삭감과 구성의 간소화를 도모할 수 있다는 것은 명백하다.
다음으로 도 10, 도 11은 실시 형태 4를 나타내는 것으로, 이 경우에는 하우징(20)의 양측면에 대략 삼각형의 슬릿(35)을 스프링 소자(26)의 개수에 따라 각각 잘라내어 형성하고, 하우징(20)를 스프링 소자(26) 마다 분할할 수 있도록 하고 있다. 그 밖의 부분에 관해서는 상기 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용효과를 기대할 수 있고, 또한 슬릿(35)을 사용하여 하우징(20)을 스프링 소자(26)마다 용이하게 나누고, 불필요한 스프링 소자(26)를 사용자가 간단히 생략할 수 있기 때문에, 조립성,설치성, 및 작업성을 대폭 향상시킬 수 있다는 것은 명백하다.
다음으로 도 12는 실시 형태 5를 나타내는 것으로, 이 경우에는 회로 기판(1)에 도시하지 않는 한 쌍의 위치 결정 구멍을 천공함과 동시에, 하우징(20)의 하면 양단에 위치 결정핀(36)을 각각 깊이 끼워넣어 하방을 향하게 하고, 이러한 위치 결정 구멍과 위치 결정핀(36)을 사용하여 회로 기판(1)에 압접 협지형 커넥터를 위치결정하여 끼워맞춤 고정하도록 하고 있다. 그 밖의 부분에 관해서는 상기 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있고, 또한 간이한 구성으로 압접 협지형 커넥터의 위치 결정 정밀도 및 설치성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 관한 압접 협지형 커넥터의 실시예를 설명한다.
실시예 1
회로 기판에 실시 형태 1의 압접 협지형 커넥터를 땜납 크림을 사용하여 위치 결정 고정하고, 회로 기판과 전기 접합물에 압접 협지형 커넥터를 위치 결정 협지시켜, 회로 기판의 각 전극과 도전 토 핀을 면 접촉시킴과 동시에, 전기 접합물의 각 전극과 도전 핀을 접촉시켰다.
압접 협지형 커넥터는 1.75mm의 높이로 하고, 하우징을 ABS 수지를 사용하여0.95mm의 높이로 제작했다. 복수의 관통 구멍은 1.0mm 피치로 일렬로 10개 천공하고, 각 관통 구멍을 확대 직경 구멍 Φ0.75mm, 축소 직경 구멍 Φ0.60mm, 테이퍼 구멍 Φ0.60mm 내지 Φ0.40mm, 및 최소 직경 구멍 Φ0.40mm의 크기로 제작했다. 각 관통 구멍에는 길이 1.75mm의 스프링 소자를 끼워맞추고, 이 스프링 소자를 하우징의 표면으로부터 0.8mm 노출시켰다. 스프링 소자를 형성하는 금속 세선으로서는 놋쇠로 이루어진 금속선에 금도금을 니켈 프리플레이팅 층(pre-plating layer)을 통해 실시한 금속 세선을 사용했다. 스프링 소자의 하단부에서 중앙부까지의 직경은 Φ0.60mm으로 하고, 상단부의 직경은 Φ0.40mm으로 했다. 또한 도전 토 핀과 도전 핀에 관해서는 스프링 소자와 동일한 재료로 각각 제작했다.
회로 기판과 전기 접합물에 압접 협지형 커넥터를 위치 결정 협지시키면, 회로 기판에 대하여 전기 접합물을 가압 압축하고, 회로 기판과 전기 접합물을 전기적으로 도통하고, 이 때의 압접 협지형 커넥터의 압축량과 하중의 관계를 도 13의 그래프에 정리했다. 동 도면에 있어서, 세로축은 하중을 나타내고, 가로축은 압축량이다.
도 13으로부터 명백한 바와 같이, 본 실시예의 압접 협지형 커넥터에 의하면, 10개의 스프링 소자를 0.5mm 압축한 경우의 하중을 6N 전후, 즉, 스프링 소자 10개의 하중을 60g 전후로 할 수 있고, 저하중으로 접속할 수 있었다.
이에 대해 도시하지 않은 종래의 압접 협지형 커넥터의 경우, 10개의 접속자를 0.5mm 압축한 경우의 하중은 10N, 접속자 1개당 하중은 100g이 되고, 이것 이하의 저하중으로 접속할 수는 없었다.
실시예 2
전자 회로 기판에 실시 형태 3의 압접 협지형 커넥터를 땜납 크림을 사용하여 위치 결정 고정하고, 회로 기판과 전기 접합물에 압접 협지형 커넥터를 위치결정 협지시켜, 전자 회로 기판의 각 전극과 스프링소자의 도전 토 핀을 면 접촉시킴과 동시에, 전기 접합물의 각 전극과 스프링 소자의 상단부를 면 접촉시켰다.
압접 협지형 커넥터의 하우징, 복수의 관통 구멍, 및 스프링 소자에 관해서는 상기 실시예 1과 동일하게 했다. 도전 토 핀은 스프링 소자와 동일한 재료로 제작했다.
회로 기판과 전기 접합물에 압접 협지형 커넥터를 위치결정 협지시키면, 회로 기판에 대하여 전기 접합물을 가압 압축하고, 회로 기판과 전기 접합물을 전기적으로 도통했다.
본 실시예에 있어서도, 10개의 스프링 소자를 0.5mm 압축한 경우의 하중을 6N 전후, 즉, 스프링 소자 1개당 하중을 60g 전후로 할 수 있어서, 저하중 접속을 실현할 수 있었다.
다음으로 청구의 범위 제 1, 3항에 기재된 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더는 도 14 내지 도 16에 도시한 바와 같이 휴대전화의 회로 기판 도통용의 전기 음향 부품(40)을 끼워맞춤 수납하는 홀더(43)를 성형하고, 이 홀더(43)의 바닥부에, 회로 기판(1)과 전기 음향 부품(40)을 도통하는 복수 개의 프로브(60)와 더미 프로브(70)를 각각 배치하여 이들(60,70)을 대략 동일한 크기 및 높이로 하고, 이러한 복수 개의 프로브(60)와 더미 프로브(70)와 전기 음향 부품(40)을 적절히 지지시키도록 하고 있다.
회로 기판(1)에 관해서는 상기 설명과 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 전기 음향 부품(40)은 도 14에 도시한 바와 같이 예컨대 휴대전화 등의 소형 마이크로폰으로 이루어지고, 도시하지 않는 바닥면을 홀더(43)의 바닥부에 약간의 틈을 투고 대향시킨 상태로 홀더(43)에 수납된다. 이 전기 음향 부품(40)은 그 바닥면 중심부에 원형전극(41)이 형성되고, 바닥면의 외주 잔부에는 원형전극(41)을 포위하는 도넛 전극(42)이 형성된다.
도 14에 도시한 바와 같이, 홀더(43)는 소정의 절연성 엘라스토머를 사용하여 단면이 대략 U자형인 바닥이 있는 원통형으로 성형되고, 휴대전화 등의 본체 케이스(44)의 설치구(45)에 끼워맞춰져 방진기능 및 하울링(howling) 방지 기능을 발휘한다. 이 탄성을 갖는 홀더(43)의 구체적인 재료로서는, 예컨대 천연고무, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 클로로프렌고무, 폴리우레탄계 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 내후성, 압축 변형 특성, 가공성 등을 고려하면, 실리콘 고무가 재료로서는 최적이다.
단, 홀더(43)의 바닥부에 관해서는 상기 절연성 엘라스토머로 성형하지 않을 수도 있고, 예컨대 소정의 플라스틱 수지로 별도로 성형할 수도 있다. 이 경우의 구체적인 재료로서는 ABS수지, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등을 들 수 있지만, 프로브(60)의 유지, 가공성, 비용 등을 고려하면, ABS 수지가 재료로서는 가장 적합하다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 홀더(43)는 바닥부의 두께 방향에 프로브(60)용의 복수의 관통 구멍(46)이 규칙적으로 천공되어, 개구 상면의 내주 테두리로부터는 플랜지(47)가 반경방향 내향으로 돌출되어 있고, 이 플랜지(47)가 끼워맞춰진 전기 음향 부품(40)의 탈락을 효과적으로 방지한다. 각 관통 구멍(46)은 도 16에 도시한 바와 같이 하방의 회로 기판(1)측에 위치하는 테이퍼 형상의 확대 직경 구멍(48), 이 확대 직경 구멍(48)보다도 작은 직경의 축소 직경 구멍(49), 이 축소 직경 구멍(49)보다도 작은 직경의 테이퍼 구멍(50), 및 상방의 전기 음향 부품(40)측에 위치하는 최소 직경 구멍(51)에 의해 일체 연속적, 또한 작은 직경으로 형성된다.
도 15에 도시한 바와 같이, 복수 개의 프로브(60)는 홀더(43)의 바닥부에 횡일렬로 배열되고, 각 프로브(60)는 도 16에 도시한 바와 같이 홀더 바닥부의 관통 구멍(46)에 끼워맞춰지는 도전성의 스프링 소자(26)로 이루어진다. 이 스프링 소자(26)는 상기한 코일 스프링과 같이 형성되고, 일단부인 하단부(27)가 중앙부(28) 및 외단부인 상단부(29)보다도 확대 직경으로 형성되어, 이 하단부(27)가 도전 접촉자인 도전 토 핀(61)의 내측 바닥면에 끼워맞춰져 접속된다. 스프링 소자(26)의 상단부(29)는 홀더(43)의 바닥부 표면으로부터 전기 음향 부품(40) 방향으로 반정도 돌출하고, 도전 접촉자인 도전 핀(62)이 삽입되어 부착된다.
도 16에 도시한 바와 같이, 도전 토 핀(61)은 예컨대 금도금된 도전성의 재료를 사용하여 단면이 대략 U자형인 바닥이 있는 원통형으로 형성되고, 홀더(43)의 관통 구멍(46)에 이면(바닥면)측으로부터 끼워 맞춰진다. 이 도전 토 핀(61)은 홀더(43)로부터 약간 돌출한 평탄한 바닥부가 회로 기판(1)의 전극(2)에 접촉하거나, 전극(2)에 크림 땜납으로 이루어진 땜납 층 등을 통해 적절히 고정되어, 도통을 확실하게 한다. 도전 토 핀(61)의 바닥부 돌출량은 0.1 내지 0.3mm, 바람직하게는 0.1 내지 0.2mm 정도이다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 도전 핀(62)은 예컨대 금도금된 도전성의 놋쇠 및 도전성 엘라스토머 등을 사용하여 기본적으로는 대략 스크류형, 핀형, 또는 우드 스크류형으로 형성되고, 전기 음향 부품(40)의 원형전극(41), 또는 도넛 전극(42)에 접촉하는 확대 직경의 헤드(63)가 대략 반구형으로 만곡 형성된다. 이 도전 핀(62)의 헤드(63)는 매끄러운 대략 반구형으로 형성되는 것이 보통이지만, 필요에 따라 원뿔체, 각뿔체, 불규칙하게 뾰족한 톱니형 핀 조인트 다월형, 0다월형, 또는 다월 리벳형 등으로 형성된다. 또한 도전 핀(62)의 헤드(63)와 축부의 경계 부근의 주면에는 엔드리스의 끼워맞춤 홈(64)이 함몰 형성되고, 이 끼워맞춤 홈(64)에 스프링 소자(26)의 상단부(29)가 끼워맞춰진다.
또한 복수 개의 더미 프로브(70)는 홀더(43)와 동일한 재료를 사용하여 핀 형상으로 성형된다. 각 더미 프로브(70)는 홀더(43)의 바닥부에 일체화되어, 전기 음향 부품(40)의 도넛 전극(42)에 접촉한다.
상기 구성에 있어서, 홀더(43)에 전기 음향 부품(40)을 개구측으로부터 끼워맞춤 수납하고, 그 원형전극(41)과 도넛 전극(42)과 프로브(60), 더미 프로브(70)의 상단부를 각각 접촉시켜, 본체 케이스(44)의 설치구(45)에 홀더(43)를 끼워 맞추고, 복수 개의 프로브(60)의 도전 토 핀(61)을 전자 회로 기판(1)의 전극(2)에직접 압접, 또는 고정 접속하는 것만으로, 휴대전화 등의 본체 케이스(44)에 전기 음향 부품(40)을 적절하고 또한 용이하게 조립할 수 있고, 전자 회로 기판(1)과 전기 음향 부품(40)을 확실히 도통할 수 있다(도 14 참조).
상기 구성에 따르면, 회로 기판(1)과 전기 음향 부품(40)의 사이에 프로브(60)를 홀더(43)에 의해 개재하기 때문에, 프로브(60)를 간단히 조립하거나 설치할 수 있고, 이를 통해 위치 결정 정밀도 및 어셈블리성을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한 프로브(60)의 높이 치수를 문제없이 작게 할 수 있어서(예컨대, 1.50mm 내지 1.75mm 정도), 저 저항 및 저 하중 접속(예컨대, 40g 내지 60g/pin 정도)을 도모할 수 있다. 또한 각 관통 구멍(46)의 축소 직경 구멍(49)에 안정성과 설치성이 우수한 도전 토 핀(61)을 끼워맞춰 막고, 또한 도전 핀(62)을 전기 음향 부품(40)에 면접촉시키기 때문에, 안정한 도통을 실현할 수 있다. 또한 소형의 프로브(60)와 더미 프로브(70), 또는 더미 프로브(70)에 전기 음향 부품(40)의 기울기를 적정하게 유지시키기 때문에, 전기 음향 부품(40)의 경사를 간단한 구성으로 대단히 효과적으로 억제 방지할 수 있게 된다. 또한 도전 핀(62)의 헤드(63)를 반구형 및 반타원형으로 하면, 설령 스프링 소자(26)가 전후 좌우로 조금 경사지더라도 도통의 안정성을 확보할 수 있게 된다. 이와는 반대로, 도전 핀(62)의 헤드(63)를 소 원뿔형으로 하거나, 소 각뿔형으로 하면, 전극이 땜납 도금되어 있는 경우에 땜납의 산화막을 깰 수 있어서 확실한 도통을 얻을 수 있게 된다. 또한 도전 핀(62)의 헤드(63)부근의 주면에 엔드리스 끼워맞춤 홈(64)을 함몰 성형하고, 이 끼워맞춤 홈(64)에 스프링 소자(26)의 상단부(29)를 끼워맞추기 때문에, 스프링소자(26)가 실제로 빠지기 어렵다.
다음으로, 도 17은 실시 형태 2를 나타내는 것으로, 이 경우에는 홀더(43)의 바닥부를 복층 구조로 하고, 각 스프링 소자(26)의 상하 양단부의 직경을 중앙부(28)의 직경보다도 각각 축소 직경으로 형성함과 동시에, 이 스프링 소자(26)의 상하 양단부에 도전 핀(62)을 각각 끼워맞춤 지지시켜, 하방의 도전 핀(62)을 홀더(43)의 바닥부 이면으로부터 회로 기판(1) 방향으로 돌출하도록 하고 있다.
동 도면에 도시한 바와 같이, 홀더(43)의 바닥부는 조립의 편의를 도모하기 위해서, 한 쌍의 적층판(65)을 구비하고, 이 한 쌍의 적층판(65)이 상하로 적층됨으로써 형성된다. 각 관통 구멍(46)은 회로 기판(1)측에 위치하는 테이퍼 구멍(50), 이 테이퍼 구멍(50)보다도 확대된 직경의 축소 직경 구멍(49) 및 축소 직경 구멍(49)보다도 작은 직경의 테이퍼 구멍(50)에 의해 일체 연속적으로 형성된다. 그 밖의 부분에 관해서는 상기 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있고, 또한 각 스프링 소자(26)의 중앙부(28)가 확대 직경으로 형성되어 각 관통 구멍(46)의 양단부에 위치하는 테이퍼 구멍(50)이 각각 좁아져 있기 때문에, 끼워맞춘 스프링 소자(26)의 탈락 등을 간이한 구성으로 매우 효과적으로 방지할 수 있다는 것은 명백하다.
다음으로 도 18은 실시 형태 3을 나타내는 것으로, 이 경우에는 각 스프링소자(26)의 하단부(27)의 직경을 상단부(29)의 직경보다도 확대된 직경으로 형성하고, 이 스프링 소자(26)의 하단부(27)에 핀 형상의 도전 핀(62A)를 끼워맞춤 지지시켜, 각 스프링 소자(26)의 상단부(29)를 전기 음향 부품(40)의 원형 전극(41), 도넛 전극(42)에 도전 핀(62)을 사용하지 않고 직접 접촉시키도록 하고 있다. 그 밖의 부분에 관해서는 상기 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 같은 작용 효과를 기대할 수 있고, 또한 상방의 도전 핀(62)을 생략하기 때문에, 부품 수의 삭감 및 구성의 간소화를 꾀할 수 있다.
또한 상기 실시 형태에 있어서의 프로브(60)와 더미 프로브(70)의 배열은 도 15에 전혀 한정되는 것이 아니라, 예컨대 도 19 등과 같이 적절히 변경할 수 있다. 또한 스프링 소자(26)의 상하 양단부의 직경을 중앙부(28)의 직경보다도 각각 확대 직경으로 형성하고, 관통 구멍(46)으로부터의 탈락을 규제하도록 할 수도 있다. 또한 핀 형상의 도전 핀(62)을 복수 사용하는 경우, 한쪽의 도전 핀(62)의 크기 및 형상을 다른 도전 핀(62)의 크기나 형상과 다르게 할 수도 있다. 또한 실시 형태 1, 2, 3을 적절히 조합할 수도 있다.
이상과 같이 청구의 범위 제 1항에 기재된 발명에 의하면, 압접 협지형 커넥터의 높이 치수를 작게 하면서도 저하중 접속이 가능해진다는 효과가 있다.
또한 청구의 범위 제 2항에 기재된 발명에 의하면, 압접 협지형 커넥터의 위치 결정 정밀도 및 어셈블리성 등을 향상시킬 수 있다.
또한 청구의 범위 제 3항에 기재된 발명에 의하면, 전기 음향 부품이 경사지고, 자세가 불안정화 되는 등의 도통을 손상하는 것을 억제 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 대향하는 전극 사이를 스프링으로 전기적으로 도통하는 스프링 소자에 있어서,
    상기 스프링을 도전성의 코일 스프링으로 하고, 이 코일 스프링의 일단부와 중앙부 중, 어느 한쪽의 직경을 크게 형성한 것을 특징으로 하는 스프링 소자.
  2. 대향하는 전극 사이에 협지되어 이들을 전기적으로 도통하는 압접 협지형 커넥터에 있어서,
    대향하는 상기 전극 사이에 개재되는 절연성의 하우징과, 이 하우징의 관통 구멍에 끼워맞춤 되는 제 1항에 따른 스프링 소자를 포함하고, 이 스프링 소자의 양단부 중 적어도 일단부에 전극용의 도전 접촉자를 부착하여 상기 스프링 소자의 타단부를 상기 하우징으로부터 돌출시키도록 한 것을 특징으로 하는 압접 협지형 커넥터.
  3. 전기 음향 부품을 수납하는 홀더의 바닥부에 프로브를 구비한 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더에 있어서,
    상기 홀더를 절연성의 대략 바닥이 있는 통형상으로 형성하여 그 바닥부에는 관통 구멍을 설치하고, 이 관통 구멍에 제 1항에 따른 스프링 소자를 끼워맞추고, 이 스프링 소자의 일단부에 도전 접촉자를 부착함과 동시에, 상기 스프링 소자의타단부를 상기 홀더의 바닥부로부터 상기 전기 음향 부품 방향으로 돌출시키도록 한 것을 특징으로 하는 프로브 부착 전기 음향 부품용 홀더.
KR10-2003-7004090A 2000-09-22 2001-09-17 스프링 소자, 압접 협지형 커넥터, 및 프로브 부착 전기음향 부품용 홀더 KR20030036813A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

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