KR20060083035A

KR20060083035A - 전자파 차폐수단을 구비한 커넥터

Info

Publication number: KR20060083035A
Application number: KR1020050003819A
Authority: KR
Inventors: 이형국; 이동은; 김동희; 백승룡
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-07-20
Also published as: JP2006196434A; KR100610947B1; CN100521397C; TW200625735A; CN1805223A; JP4124220B2; TWI288509B

Abstract

본 발명은 커넥터에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 회로 또는 전자기기 상호간을 전기적으로 접속시키는 커넥터에 있어서, 길이방향에 따라 일정간격으로 핀 안착구가 형성된 절연블록; 상기 핀 안착구에 대응하여 끼워지는 신호전달용 핀 어셈블리; 및 신호전달용 핀 사이에 개재되어 핀간 전계의 양을 저감시키는 전자파 차폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터가 개시된다. 이로써, 커넥터 외부와 커넥터 내부에 전자파를 차폐할 뿐 아니라, 커넥터 내부의 신호전달 핀에서 발생하여 상호간에 유출입되는 전자파를 차폐할 수 있어 수동소자인 커넥터에 있어 양질의 신호가 왜곡이나 손실 없이 전송될 수 있다.

커넥터, 소켓 커넥터, 전자파, 차폐

Description

전자파 차폐수단을 구비한 커넥터{A Connector having means for shielding electromagnetic waves}

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 아니 된다.

도 1은 통상적인 소켓 커넥터의 외관을 도시하는 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 커넥터의 구성을 부분적으로 도시하는 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커넥터의 구성을 부분적으로 도시하는 분해사시도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커넥터를 부분적으로 도시하는 결합사시도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터에서 채용된 차폐수단을 부분적으로 도시하는 사시도.

도 6은 종래 기술에 따른 커넥터에서 기수모드(odd mode) 신호전달시 핀간의 전계를 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커넥터에서 기수모드 신호전달시 핀간의 전계를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110...절연블록 111...핀간지지대

112...핀 안착구 113...차폐돌기 안착구

115...그라운드 플레이트 안착구 120...신호전달용 핀 어셈블리

130...차폐수단 131...차폐돌기

133...외부쉘 150...그라운드 플레이트

본 발명은 커넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신호핀 간에 발생되는 전계의 양을 저감시킴으로써 차동 임피던스를 향상시켜 양질의 신호를 송신할 수 있는 커넥터에 관한 것이다.

일반적으로 커넥터란 회로나 기기의 상호간을 전기적으로 접속 및 이탈시키는 접속물을 말한다. 커넥터는 일반적으로 절연체, 콘텍트 및 부속품 등으로 구성되어 배선을 단순화한다. 또한, 기기 내 공간을 유효하게 이용함으로써 전자기기의 고밀도 실장을 가능하게 한다.

예를 들어, 노트북 컴퓨터 등과 같이 FPD(Flat Panel Display) 모니터를 구비한 전자기기는 본체의 해당 인쇄회로기판(PCB)과 모니터 간의 신호교환이 다수의 라인을 거쳐 이루어지므로, 도 1에 도시된 바와 같은 소켓 커넥터(1)와 그에 대응 하는 플러그 커넥터(미도시)를 사용하여 해당 신호를 전달하는 것이 일반적이다.

도 1을 참조하면, 통상적인 소켓 커넥터(1)는 그 길이 방향을 따라 신호전달용 핀(2)이 일정 간격으로 배치되며, 그 몸체는 플러그 커넥터와 체결이 가능한 구조로 형성된다. 여기서, 신호전달용 핀(2)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 전달하는 것이 중요하다. 이를 만족하기 위해서 해당 회로와 임피던스를 매칭(Matching)시키고 정전기차폐를 통한 신호손실을 줄이는 것이 중요하다. 또한 전자파에 대한 간섭(electromagnetic interference: EMI)과 내성(electromagnetic susceptibility: EMS)이 양호하도록 설계하는 것이 중요하다.

예를 들어, 노트북 컴퓨터의 경우에는 대략 0.3V 정도의 저전압차동신호(Low Voltage Differential Signal: LVDS)가 메인보드 내부 회로로부터 소켓 커넥터와 플러그 커넥터를 통과하여 FPD 모니터로 전달되는데, 이 저전압차동신호는 180°의 위상차를 두고 신호가 반복적으로 반전되는 차동신호이다. 임피던스 매칭을 위해서는 소켓 커넥터와 플러그 커넥터의 신호가 전달되는 핀의 구조를 매칭시키는 것이 중요하다. 이와 더불어, 외부로부터 전자파간섭을 억제하고 외부로의 방사를 막아서 다른 부품에 영향이 없도록 하며, 신호선 간의 정전 용량을 줄이는 것도 중요하다.

도 2는 종래 기술에 따른 소켓 커넥터를 부분적으로 도시하는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 소켓 커넥터는 신호전달용 핀 어셈블리(12)가 상호 합선되거나 휘게 되는 것을 방지하기 위하여 신호전달용 핀(12a) 사이에 절연블록(11)이 끼워져 있다. 또한 소켓 커넥터 전체를 외부에서 감싸도록 구성된 쉘(14)을 구비하고 있다.

그러나 종래 기술에 따른 소켓 커넥터에서, 절연블록(11)은 단지 신호전달용 핀(12a)들의 결합상태를 유지하고 형상을 유지하게 하는 역할만을 하고 있다. 또한 쉘(14)은 주로 소켓 커넥터의 외부로부터 전자파의 유입만을 방지하고 있다. 따라서 신호전달 핀(12a)들 상호간에 유출입되는 전자파를 방지할 수는 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 커넥터 외부로부터 커넥터 내부로의 전자파 간섭을 차폐할 뿐 아니라, 대용량 신호를 고주파로 전송시 특히 문제될 수 있는 커넥터 내부의 신호전달 핀에서 발생하여 핀 상호간에 유출입되는 전자파까지 차폐할 수 있는 커넥터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발명자들은, 신호전달 핀 상호간에 출입되는 전자파를 차폐하기 위하여, 핀 사이에 개재되는 차폐수단을 구비하는 커넥터를 제시한다. 즉, 본 발명에 따른 커넥터는 ,핀 상호간에 회로 또는 전자기기 상호간을 전기적으로 접속시키는 커넥터에 있어서, 길이방향에 따라 일정간격으로 핀 안착구가 형성된 절연블록; 상기 핀 안착구에 대응하여 끼워지는 신호전달용 핀 어셈블리; 및 신호전달용 핀 사이에 개재되어 핀간의 전계의 양을 저감시키는 전자파 차폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 차폐수단은 다수의 차폐돌기를 구비하고, 상기 절연블록에는 차폐돌기 안착구가 상기 신호전달 핀 사이에 각각 개재되도록 형성되어, 상기 차폐돌기가 상기 차폐돌기 안착구에 각각 대응하여 끼워지는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게, 상기 절연블록, 신호전달용 핀 어셈블리 및 다수의 차폐돌기의 결합체 외부에 결합되어 외부 전자파를 차폐하는 외부쉘;을 더 포함할 수 있다.

대안으로, 상기 차폐수단은, 다수의 차폐돌기; 및 상기 다수의 차폐돌기와 일체로 결합되어 그 상부를 덮도록 구성된 외부쉘;을 구비하고, 상기 절연블록에는 차폐돌기 안착구가 상기 신호전달 핀 사이에 각각 개재되도록 형성되고, 상기 차폐돌기가 상기 차폐돌기 안착구에 각각 대응하여 끼워질 수 있다.

바람직하게, 상기 차폐돌기의 최대 폭은 상기 신호전달용 핀 간 거리 이하이고, 최소 폭은 상기 외부쉘 두께 이상으로 할 수 있다.

상기 커넥터는 선택적으로 그라운드 플레이트를 더 포함하고, 상기 절연블록에는 그라운드 플레이트 안착구가 형성되어, 상기 그라운드 플레이트가 상기 신호전달용 핀 어셈블리와 전기적으로 절연된 상태로 삽입될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는데 있어, 커넥터의 일 예인 소켓커넥터를 대표적인 예로 채택하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소켓 커넥터의 구성을 부분적으로 도시하는 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 소켓 커넥터가 조립된 모습을 도시하는 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 소켓 커넥터는 일정간격으로 핀 안착구(112)가 마련된 절연블록(110), 핀 안착구(112)에 끼워지는 신호전달용 핀 어셈블리(120) 및 신호전달용 핀(120a)의 상호간의 전자파를 막는 차폐수단(130)을 포함한다.

커넥터 몸체를 이루는 절연블록(110)은 어셈블리를 이루는 각각의 신호전달용 핀(120a)들의 형태를 유지시키며, 합선을 방지하는 인슐레이터(insulator)로서, 그 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성되는 핀 안착구(112)를 구비한다. 핀 안착구(112) 사이에는 하방으로 일정길이 만큼 연장되어 신호전달용 핀(120) 사이에 개재되는 핀간지지대(111)가 마련된다. 그리고 절연블록(110)은 핀 안착구(112)와 나 란하게 반복적으로 배열되는 그라운드 플레이트 안착구(115)를 구비할 수도 있다.

한편 절연블록(110)에는 그 길이방향을 따라 일정간격으로 차폐돌기 안착구(113)가 마련된다. 바람직하게 차폐돌기 안착구(113)는 핀간지지대(111)에 홈형태로 형성되어, 신호전달용 핀(120) 사이에 개재되도록 마련된다.

이러한 절연블록(110)의 길이는 핀 안착구(112)의 수에 따라 다양한 변형이 가능하다. 예컨대, 본 발명이 노트북 컴퓨터의 FPD 모니터용 소켓 커넥터로 사용되는 경우에는 절연블록(110)이 도 1에 도시된 소켓 커넥터에 상응하는 구조로 구성될 수 있다.

신호전달용 핀 어셈블리(120)는 절연블록(110)의 핀 안착구(112)에 각각 대응하여 끼워진다. 여기서, 어셈블리를 이루는 각각의 신호전달 핀(120a)은 밴딩되어 있는 일단이 예컨대 해당 PCB에 전기적으로 연결된다. 타단은 핀 안착구(112)에 끼워져 절연블록(110)에 체결되는 플러그 커넥터(미도시)의 해당 단자와 일대일 연결된다.

본 실시예에 따르면, 차폐수단(130)은 다수의 차폐돌기(131) 및 다수의 차폐돌기(131)를 상호 연결하는 연결부재(132)를 구비한다. 차폐돌기(131) 및 연결부재(132)는 최종적으로 조립되었을 때 접지되도록 하는 것이 바람직하다. 또한 차폐돌기(131) 및 연결부재(132)는 전자파 차폐 기능이 우수하도록 은 또는 동과 같은 도전성재료로 이루어 지는 것이 바람직하다.

차폐돌기(131)는 신호전달용 핀(120a) 사이에 개재되도록 절연블록(110)에 마련된 차폐돌기 안착구(113)와 상응하는 형상을 하여 차폐돌기 안착구(113)에 끼 워진다. 따라서 차폐돌기(131) 각각은 신호전달용 핀(120a) 사이에 개재될 수 있다.

차폐돌기(131)는 신호전달용 핀(120a)의 개수보다 하나 작은 수로 구성되며 차폐돌기(131)의 최대 폭은 신호전달용 핀 간 거리 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 차폐돌기(131)의 차폐기능이 제대로 발휘되기 위하여 그 최소 폭은 후술하는 외부쉘(133)의 두께 이상으로 하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게 차폐돌기(131)는 절연블록(110)의 핀간지지대(111)의 길이보다는 짧고, 차폐돌기(131)의 높이는 핀간지지대(111)의 높이보다는 낮게 설계하여 절연블록(110) 본연의 역할인 절연에 지장을 주지 않도록 한다. 또한 차폐돌기 안착구(113)에 결합하였을 때 안착구 공간에 꽉 찰 수 있도록 하여 헐거움을 방지하는 것이 바람직하다.

이로써 차폐돌기(131)는 소켓 커넥터에 대하여 충분한 탄성 지지력을 제공할 뿐만 아니라 접지의 기능을 하여 신호전달용 핀간의 전자파를 차폐하는 역할을 하게 된다.

또한, 차폐수단(130)은 절연블록(110), 신호전달용 어셈블리(120) 및 다수의 차폐돌기(131)의 결합체 외부를 감싸도록 구성된 외부쉘(shell)(133)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 외부쉘(133)은 전자파 차폐재료로 이루어진다. 더욱 바람직하게 외부쉘은 한 쌍으로 이루어진 다수의 차폐돌기(131)에 대응하도록 한 쌍(133, 133')으로 구성될 수 있다. 이로써 외부의 전자파가 소켓 커넥터 내부로 유입되는 것을 차단한다.

본 실시예에 따른 커넥터는 절연블록(110)에 끼워지는 그라운드 플레이트(150)를 포함할 수 있다. 그라운드 플레이트(150)는 절연블록(110)의 플레이트 안착구(115)에 끼워지는 도체편으로서, 절연블록(110)에 체결되는 플러그 커넥터를 탄성적으로 지지함과 동시에 접지하는 기능을 수행한다. 이러한 그라운드 플레이트(150)는 그라운드 플레이트 안착구(115)의 수에 대응하여 복수개가 구비되며 연결바(151)를 통해 상호 연결된 구조를 갖는다. 여기서 그라운드 플레이트(150) 및 그라운드 플레이트 안착구(115)의 폭이나 개수는 원활한 신호 전달을 위한 그라운드 플레이트(150) 및 신호전달용 핀(120) 간의 정전용량을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소켓 커넥터에 채용된 차폐수단(230)을 부분적으로 도시하는 사시도이다.

도 5를 참조하면, 차폐수단(230)은 다수의 차폐돌기(231) 및 차폐돌기(231)에 부착된 외부쉘(233)이 일체로 결합된다. 이로써, 차폐수단(230)을 동일한 재료로 간편하게 성형될 수 있다.

차폐돌기(231)는 신호전달용 핀(120a)간 간격에 각각 개재되도록 구성된 차폐돌기 안착구(113)에 상응하는 형상으로 한다. 따라서 차폐돌기 안착구(113)에 대응하여 끼워짐으로써 절연블록(110)에 결합하게 된다. 한편 차폐돌기(231)의 최소 폭은 외부쉘(233)의 두께 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, 다수의 차폐돌기(231) 각각은 연결부재(232)로 상호 연결되고, 접지되는 것이 바람직하다.

외부쉘(233)은 다수의 차폐돌기(231)와 일체가 되도록 결합된다. 또한 절연블록(110) 및 신호전달용 핀 어셈블리(120)의 결합체를 외부에서 감싸도록 구성되어 외부로부터 커넥터 내부에 전자파가 유입되는 것을 방지한다.

상기와 같은 구성을 갖는 커넥터는 신호전달용 핀에 저전압차동신호의 전달시 종래에 비해 향상된 차동 임피던스 특성을 만족하는 신호를 제공한다. 도 6은 종래 기술에 따른 커넥터에서 기수모드(odd mode) 신호전달 시 핀간의 전계를 도시하는 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커넥터에서 기수모드 신호전달 시 핀간의 전계를 도시하는 도면이다.

도 6을 참조하면, 기수모드 신호전달 시, 서로 이웃하고 있는 신호전달 용 핀(12a, 12b) 사이에 화살표로 표시된 것과 같이 전계가 형성된다. 한편 도 7을 참조하면, 서로 이웃하고 있는 신호전달 용 핀(120a, 120b) 사이에 차폐수단(130)이 개재되므로, 신호전달용 핀(120a)에서 발생한 전계가 차폐수단(130)에 의해 흡수, 차폐되어 핀(120b)으로 전달되는 전계의 양이 훨씬 저감된다. 즉 도 6 및 도 7을 비교하면, 차폐수단이 있는 경우 신호전달용 핀 사이의 정전용량을 저감시켜 전계의 크기가 차폐수단이 없는 경우보다 훨씬 작음을 확인 할 수 있다.

이상에서는 커넥터의 대표적인 예로 소켓 커넥터를 채용하여 구체적인 설명을 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 커넥터의 범위에 적용가능 함이 이해되어야 한다. 또한, 비록 상기에서 차폐수단에 대한 구체적인 구성이 개시되었으나 본 발명의 기술적 사상은 신호전달용 핀간의 전자파를 차폐하는 것에 있으므로 본 발명의 목적을 달성하기 위한 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형 되어 채용될 수 있다.

이상과 같이, 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.

이상에서의 설명에서와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커넥터는 커넥터 외부와 커넥터 내부에 전자파를 차폐할 뿐 아니라, 커넥터 내부의 신호전달 핀에서 발생하여 상호간에 유출입되는 전자파를 차폐할 수 있다. 따라서 신호전달용 핀간의 전계를 저감하고 차동임피던스를 향상시켜, 커넥터에서 양질의 신호가 왜곡이나 손실 없이 전송될 수 있다.

Claims

회로 또는 전자기기 상호간을 전기적으로 접속시키는 커넥터에 있어서,

길이방향에 따라 일정간격으로 핀 안착구가 형성된 절연블록;

상기 핀 안착구에 대응하여 끼워지는 신호전달용 핀 어셈블리; 및

신호전달용 핀 사이에 개재되어 핀간의 전계의 양을 저감시키는 전자파 차폐수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제1항에 있어서,

상기 차폐수단은 다수의 차폐돌기를 구비하고,

상기 절연블록에는 차폐돌기 안착구가 상기 신호전달용 핀 사이에 각각 개재되도록 형성되어, 상기 차폐돌기가 상기 차폐돌기 안착구에 각각 대응하여 끼워지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제2항에 있어서,

상기 차폐돌기는 도전성 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 커넥터.
제2항에 있어서,

상기 차폐수단은 상기 다수의 차폐돌기를 연결하도록 구성되며, 각각의 차폐돌기를 접지시키는 연결부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제2항에 있어서, 상기 차폐수단은,

상기 절연블록, 신호전달용 핀 어셈블리 및 다수의 차폐돌기의 결합체 외부에 결합되어 외부 전자파를 차폐하는 외부쉘;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제1항에 있어서,

상기 차폐수단은, 다수의 차폐돌기; 및 상기 다수의 차폐돌기와 일체로 결합되어 그 상부를 덮도록 구성된 외부쉘;을 구비하고,

상기 절연블록에는 차폐돌기 안착구가 상기 신호전달용 핀 사이에 각각 개재되도록 형성되고, 상기 차폐돌기가 상기 차폐돌기 안착구에 각각 대응하여 끼워지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제6항에 있어서,

상기 차폐돌기는 도전성재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 커넥터.
제6항에 있어서,

상기 차폐수단은 상기 다수의 차폐돌기를 연결하도록 구성되며, 각각의 차폐돌기를 접지시키는 연결부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제2항 내지 제8항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

상기 차폐돌기의 최대 폭은 상기 신호전달용 핀 간 거리 이하이고, 최소 폭은 상기 외부쉘의 두께 이상인 것을 특징으로 하는 커넥터.
제2항 내지 제8항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

그라운드 플레이트를 더 포함하고,

상기 절연블록에는 그라운드 플레이트 안착구가 형성되어, 상기 그라운드 플레이트가 상기 신호전달용 핀 어셈블리와 전기적으로 절연된 상태로 삽입되는 것을 특징으로 하는 커넥터.