KR20050121131A - 임피던스 특성의 향상구조를 갖는 소켓 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플러그 커넥터와 체결되는 소켓 커넥터에 관한 것으로서, 길이 방향을 따라 일정 간격으로 핀 안착구와 플레이트 안착구가 형성되어 있는 절연블록; 상기 핀 안착구에 대응하여 끼워지는 신호전달용 핀 어셈블리; 및 상기 신호전달용 핀 어셈블리와 전기적으로 절연된 상태로 상기 플레이트 안착구에 끼워져서 외부로부터 체결되는 플러그 커넥터를 탄성적으로 지지하는 동시에 접지하되, 그 평면부 일측에는 정전용량 조절용 통공이 형성되어 있는 그라운드 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소켓 커넥터가 개시된다.

본 발명에 의하면 신호전달용 핀 어셈블리와 그라운드 플레이트 간의 정전용량 특성이 향상되므로 임피던스 매칭이 원활히 이루어질 수 있다.

Description

임피던스 특성의 향상구조를 갖는 소켓 커넥터{SOCKET CONNECTOR HAVING STRUCTURE FOR IMPROVING IMPEDANCE-CHARACTERISTICS}

본 발명은 소켓 커넥터에 관한 것으로서, 특히 신호 전달특성을 향상시키도록 신호전달용 핀과 그라운드 플레이트(Ground plate) 간의 정전용량을 종래에 비해 줄일 수 있는 구조를 갖는 소켓 커넥터에 관한 것이다.

노트북 등과 같이 FPD(Flat Panel Display) 모니터를 구비한 전자기기는 본체의 해당 PCB와 모니터 간의 신호교환이 다수의 라인을 거쳐 이루어지므로 도 1에 도시된 바와 같은 소켓 커넥터(10)와 그에 대응하는 플러그 커넥터(미도시)를 사용하여 해당 신호를 전달하는 것이 일반적이다.

소켓 커넥터(10)는 그 길이 방향을 따라 신호전달용 핀(11)이 일정 간격으로 배치되며, 그 몸체는 플러그 커넥터와 체결이 가능한 구조로 형성된다. 여기서, 신호전달용 핀(11)의 일단은 본체의 PCB에 연결되고, 타단은 FPD 모니터 측으로부터 연장된 리본선이 연결된 플러그 커넥터에 끼워지게 된다. 이러한 소켓 커넥터는 신호 전달기능만을 수행하는 수동소자이므로 손실이나 왜곡 없이 신호를 전달하도록 해당 회로와 임피던스를 매칭(Matching)시키는 것이 중요하다.

한편, 소켓 커넥터에 있어, 신호전달용 핀 어셈블리 주변에는 그라운드 플레이트(Ground plate)(미도시)가 구비되어 플러그 커넥터의 체결을 탄성적으로 지지하고 접지시키는 기능을 수행하는데, 이 그라운드 플레이트는 소켓 커넥터의 임피던스 매칭에는 좋지 않은 영향을 끼친다.

예를 들어, 노트북의 경우에는 대략 0.3V, 300MHz 정도의 소전압차동신호(Low Voltage Differential Signal; LVDS)가 내부 회로로부터 소켓 커넥터를 통과하여 FPD 모니터로 전달되는데, 이 소전압차동신호는 180°의 위상차를 두고 신호가 반복적으로 반전되는 차동신호이므로 신호전달용 핀과 그라운드 플레이트 사이의 전자계적 상호작용으로 정전용량이 형성되면서 신호가 전달된다. 이와 같이 그라운드 플레이트에 의해 형성된 정전용량은 소켓 커넥터의 차동 임피던스를 저하시키므로 신호의 흐름을 원활히 하는 반면, 임피던스 매칭을 위해서는 소켓 커넥터가 일정치 이상의 임피던스를 유지해야 하는 점을 고려할 때, 임피던스 매칭에는 악영향을 끼치게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 신호전달용 핀과 그라운드 플레이트 간의 정전용량을 줄일 수 있도록 그라운드 플레이트의 유효면적을 감소시키는 구조를 갖는 소켓 커넥터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소켓 커넥터는, 길이 방향을 따라 일정 간격으로 핀 안착구와 플레이트 안착구가 형성되어 있는 절연블록; 상기 핀 안착구에 대응하여 끼워지는 신호전달용 핀 어셈블리; 및 상기 신호전달용 핀 어셈블리와 전기적으로 절연된 상태로 상기 플레이트 안착구에 끼워져서 외부로부터 체결되는 플러그 커넥터를 탄성적으로 지지하는 동시에 접지하되, 그 평면부 일측에는 정전용량 조절용 통공이 형성되어 있는 그라운드 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에는 전자계 차폐를 위해 상기 절연블록, 신호전달용 핀 어셈블리 및 그라운드 플레이트의 결합체 외부에 결합되는 쉘;이 더 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 통공은 사각형, 삼각형, 원형, 마름모 중 어느 하나의 형상을 갖도록 형성된다.

상기 그라운드 플레이트는, 한 쌍의 탄성바를 형성하도록, 플레이트의 일측 가장자리로부터 상기 통공에 인접한 부분까지 요홈이 연장 형성된 구조를 갖는다.

대안으로, 상기 그라운드 플레이트는, 한 쌍의 탄성바 및 상기 탄성바를 연결하여 일체화하는 보상부를 형성하도록, 상기 통공이 플레이트의 일측 가장자리에 인접한 부분까지 연장 형성된 구조를 갖는다.

상기 통공은 그 직경이 신호전달용 핀 사이의 간격에 비해 작게 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소켓 커넥터의 구성을 부분적으로 도시하는 분해사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소켓 커넥터는 일정간격으로 핀 안착구(101)가 형성된 절연블록(100)과, 핀 안착구(101)에 끼워지는 신호전달용 핀 어셈블리(103)와, 절연블록(100)에 끼워지되 그 평면부에 정전용량 조절용 통공(105)이 형성된 그라운드 플레이트(104)를 포함한다.

커넥터 몸체를 이루는 절연블록(100)은 신호전달용 핀(103a)의 결합상태를 유지하고 핀간의 전자계 간섭을 방지하는 인슐레이터(Insulator)로서, 그 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성되는 핀 안착구(101)와, 상기 핀 안착구(101)와 나란하게 반복적으로 배열되는 플레이트 안착구(102)를 구비한다. 이러한 절연블록(100)의 길이는 핀 안착구(101)의 수에 따라 다양한 변형이 가능하다. 예컨대, 본 발명이 노트북의 FPD 모니터용 소켓 커넥터로 사용되는 경우에는 도 1에 도시된 소켓 커넥터에 상응하는 구조로 절연블록(100)이 구성될 수 있다.

신호전달용 핀 어셈블리(103)는 절연블록(100)의 핀 안착구(101)에 각각 대응하여 끼워진다. 여기서, 어셈블리를 이루는 각각의 신호전달용 핀(103a)은, 밴딩되어 있는 그 일단이 해당 PCB에 전기적으로 연결되고, 타단은 핀 안착구(101)에 끼워져서 절연블록(100)에 체결되는 플러그 커넥터(미도시)의 해당 단자와 일대일 연결된다.

그라운드 플레이트(104)는 절연블록(100)의 플레이트 안착구(102)에 끼워지는 도체편으로서, 절연블록(100)에 체결되는 플러그 커넥터를 탄성적으로 지지함과 동시에 접지하는 기능을 수행한다. 이러한 그라운드 플레이트(104)는 플레이트 안착구(102)의 수에 대응하여 복수개가 구비되며 연결바(106)를 통해 상호 연결된 구조를 갖는다. 여기서, 그라운드 플레이트(104) 및 플레이트 안착구(102)의 폭이나 개수는, 원활한 신호 전달을 위한 그라운드 플레이트(104)와 신호전달용 핀 간의 정전용량을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.

특히, 그라운드 플레이트(104)는 그 평면부에 정전용량 조절용 통공(105)이 형성된 구조를 갖는다. 통공(105)은 신호전달용 핀(103a)과 전자계적으로 상호작용하는 그라운드 플레이트(104)의 유효면적을 줄임으로써 실질적으로 소켓 커넥터의 차동 임피던스를 증가시키는 역할을 하는 것으로서, 도 3에 보다 상세히 도시된 바와 같이 사각형으로 형성될 수 있으며, 다른 실시예로서 도 4의 원형 구조, 도 5의 삼각형 구조, 도 6의 마름모 구조로 형성되는 등 다양한 변형예가 있을 수 있다.

바람직하게, 그라운드 플레이트(104)의 통공(105) 직경은 신호전달용 핀(103a) 사이의 간격에 비해 작게 형성된다. 이러한 구조에 의하면, 플러그 커넥터에 대하여 충분한 탄성 지지력을 제공하여 본 발명의 소켓 커넥터와 플러그 커넥터 간의 체결을 견고히 유지할 수 있다.

상기 그라운드 플레이트(104)는, 플러그 커넥터를 지지하는 한 쌍의 탄성바(104a,104b)를 형성하도록, 플러그 커넥터가 끼워지는 측의 플레이트 가장자리로부터 상기 통공(105)에 인접한 부분까지 연장 형성되는 요홈(104c)을 구비할 수 있다.

또한, 상기 그라운드 플레이트(104)는, 도 7에 도시된 바와 같이 플러그 커넥터를 지지하는 한 쌍의 탄성바(104a',104b') 및 상기 탄성바(104a',104b')를 서로 연결하여 일체화하는 보상부(104d)를 형성하도록, 상기 통공(105)이 플레이트의 가장자리에 인접한 부분까지 연장 형성된 구조로 이루어질 수도 있다. 이러한 구조는 그라운드 플레이트(104)의 탄성지지력을 유지하면서 통공(105)의 크기를 증대시키는 효과를 제공한다.

부가적으로, 상기 절연블록(100), 신호전달용 핀 어셈블리(103) 및 그라운드 플레이트(104)의 결합체 외부에는 전자계 차폐를 위한 쉘(Shell)(107)이 더 구비될 수 있다. 쉘(107)은 바람직하게 절연블록(100)의 외부에 결합되는 한 쌍의 차폐부재로 이루어져 외부 전자계가 신호전달용 핀(103a) 및 그라운드 플레이트(104)로 유입되는 것을 차단한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 소켓 커넥터는 그라운드 플레이트(104)에 마련된 통공(105)에 의해 신호전달용 핀(103a)과 그라운드 플레이트(104) 사이의 정전용량이 감소되므로 예컨대, 소전압차동신호의 전달시 종래에 비해 향상된 차동 임피던스 특성을 제공하게 된다. 예를 들어, 0.3V의 소전압차동신호를 소켓 커넥터에 인가한 상태에서 FEM 수치해석을 수행한 결과를 보여주는 도 8의 그래프를 참조하면, 그라운드 플레이트가 없는 소켓 커넥터의 경우(그래프Ⅰ 참조)에는 차동 임피던스의 최소치가 78.8Ω으로서 임피던스의 매칭에는 유리하나 EMC 특성에 좋지 않은 영향을 미치고, 통상적인 그라운드 플레이트를 구비한 소켓 커넥터의 경우(그래프Ⅲ 참조)에는 차동 임피던스의 최소치가 77.5Ω으로서 임피던스의 매칭특성이 그라운드 플레이트가 없는 소켓 커넥터의 경우(그래프 I)보다 좋지 않은 문제가 있는 반면, 통공(105)이 형성된 그라운드 플레이트(104)를 구비한 본 발명의 실시예(그래프Ⅱ 참조)는 차동 임피던스의 최소치가 78Ω으로서 임피던스의 매칭과 EMC 특성을 모두 만족하면서 신호전달이 원활히 이루어짐을 알 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 의하면 신호전달용 핀과 그라운드 플레이트 간의 정전용량을 종래에 비해 감소시킬 수 있는 이점이 있다

따라서, 본 발명을 노트북 등의 FPD 모니터 접속용 커넥터로 사용할 경우 차동 임피던스의 매칭과 신호전달이 모두 원활히 이루어질 수 있으므로 신호의 전송 손실이나 왜곡이 방지되어 FPD 모니터를 고화질로 구동할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 통상적인 소켓 커넥터의 외관을 도시하는 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소켓 커넥터의 구성을 부분적으로 도시하는 분해사시도.

도 3은 도 2에서 그라운드 플레이트의 구성을 도시하는 평면도.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 소켓 커넥터에 구비되는 그라운드 플레이트의 다른 구성을 도시하는 평면도.

도 7은 본 발명에 따른 소켓 커넥터에 구비되는 그라운드 플레이트의 또 다른 구성을 도시하는 사시도.

도 8은 그라운드 플레이트의 영향에 따른 소켓 커넥터의 차동 임피던스 특성을 비교한 FEM 수치해석 그래프.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

100...절연블록 101...핀 안착구

102...플레이트 안착구 103...신호전달용 핀 어셈블리

104...그라운드 플레이트 105...통공

107...쉘

Claims (6)

1. 플러그 커넥터와 체결되는 소켓 커넥터에 있어서,

   길이 방향을 따라 일정 간격으로 핀 안착구와 플레이트 안착구가 형성되어 있는 절연블록;

   상기 핀 안착구에 대응하여 끼워지는 신호전달용 핀 어셈블리; 및

   상기 신호전달용 핀 어셈블리와 전기적으로 절연된 상태로 상기 플레이트 안착구에 끼워져서 외부로부터 체결되는 플러그 커넥터를 탄성적으로 지지하는 동시에 접지하되, 그 평면부 일측에는 정전용량 조절용 통공이 형성되어 있는 그라운드 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소켓 커넥터.
2. 제 1항에 있어서,

   전자계 차폐를 위해 상기 절연블록, 신호전달용 핀 어셈블리 및 그라운드 플레이트의 결합체 외부에 결합되는 쉘;을 더 포함하는 소켓 커넥터.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 통공은 사각형, 삼각형, 원형, 마름모 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 소켓 커넥터.
4. 제 3항에 있어서, 상기 그라운드 플레이트는,

   한 쌍의 탄성바를 형성하도록, 플레이트의 일측 가장자리로부터 상기 통공에 인접한 부분까지 요홈이 연장 형성된 것을 특징으로 하는 소켓 커넥터.
5. 제 3항에 있어서, 상기 그라운드 플레이트는,

   한 쌍의 탄성바 및 상기 탄성바를 연결하여 일체화하는 보상부를 형성하도록, 상기 통공이 플레이트의 일측 가장자리에 인접한 부분까지 연장 형성된 것을 특징으로 하는 소켓 커넥터.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 통공의 직경이 신호전달용 핀 사이의 간격에 비해 작은 것을 특징으로 하는 소켓 커넥터.