KR20080023893A

KR20080023893A - 조립식 컨넥터 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR20080023893A
Application number: KR1020060088010A
Authority: KR
Inventors: 유새롬; 유재은
Original assignee: 주식회사 세지
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-17

Abstract

본 발명은 전자부품에 장착되어 전기 회로와 전기 회로를 접속시키는 중간 매체인 컨넥터에 관한 것으로서, 특히 컨넥터핀의 배치가 자유롭고 컨넥터핀간의 피치를 최소화할 수 있는 조립식 컨넥터 및 그 제작방법에 관한 것이다.

본 발명은 본체의 상부와 하부에 각각 전기적으로 접촉이 이루어지는 탄성접촉부(111)와 pcb기판(140)에 솔더링되는 솔더링부(112)가 형성되고, 본체 중앙에 관통공(113)이 형성되며, 본체의 일측에 상기 관통공을 개방시키는 개방구(114)가 형성된 다수의 컨넥터핀(110); 전기적으로 접촉될 서브보드의 패드 패턴과 일치하는 다수의 슬릿홈(121)을 가지며 상기 슬릿홈에 컨넥터핀의 탄성접촉부가 일대일로 끼워져 상기 컨넥터핀을 서브보드의 패드 패턴과 동일한 피치로 정렬시키는 얼라인바(120); 및 상기 얼라인바에 의해 정렬이 완료된 컨넥터핀들의 개방구에 차례로 끼워져 다수의 컨넥터핀들을 단일체로 조립하는 텐션바(130)로 구성된다.

컨넥터, 조립식, 컨넥터핀, 피치

Description

조립식 컨넥터 및 그 제작방법{Connector of assembling type and its manufacturing method}

도 1은 본 발명에 따른 조립식 컨넥터의 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 조립식 컨넥터의 사시도로서 얼라인바가 탈거되기 전 상태의 도면.

도 3은 본 발명에 따른 조립식 컨넥터의 사용상태 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 조립식 컨넥터의 사시도로서 가이드바가 조립된 상태를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110...컨넥터핀 111...탄성접촉부

112...솔더링부 113...관통공

114...개방구 120...얼라인바

121...슬릿홈 130...텐션바

131...삽입부 140...pcb기판

141...전극단자공 150...가이드바

일반적으로 컴퓨터를 비롯한 각종 전자부품에 장착되는 전기회로 부품(이하 총칭하여 '서브보드'라 함)들은 외부로 돌출된 다수의 입,출력단자(이하 총칭하여 '패드'라 함)을 통해 메인보드(이하 'pcb기판'이라 함)와 같은 전기회로가 구비된 기판에 전기적으로 접속되는데, 이러한 상호간의 접속은 pcb기판에 부착된 컨넥터를 통해 이루어지게 된다.

이와 같은 컨넥터들은 서브보드와 pcb기판과의 전기적 접속을 위해 장착되는 일반적인 경우 이외에도, 반도체 전기적 특성을 최종적으로 검사하기 위하여 본 출원인에 의해 제안된 국내특허출원 제10-2005-26480호의 "프로브 카드" 제작시에도 이용될 수 있다.

상기 프로브 카드 제작시 이용되는 컨넥터들은 테스터의 헤드에 연결되는 소정 패턴이 형성된 pcb기판과 상기 pcb기판과 테스트하고자 하는 반도체를 전기적으로 상호연결하여 주는 역할을 하는 서브보드를 상호 접속시키게 되는데, 반도체의 전기적 특성 검사는 상기 컨넥터들을 pcb기판에 고정시켜 서브보드와 접속하게 되고 이 서브보드에 연결된 핀들을 통해 반도체와 전기적으로 접속되게 한 상태에서 이루어지며, 검사가 완료된 반도체는 취출되고 여기에 다시 새로운 반도체가 장착되어 계속적인 테스트가 수행된다.

이와 같은 컨넥터는 합성수지로 이루어지는 장방형의 컨넥터 하우징과, 상기 컨넥터 하우징의 가장자리에 압입결합되어 서브보드의 패드들과 일대일로 접촉되는 다수의 컨넥터핀으로 이루어진다.

상기 컨넥터핀은 우수한 전기 전도 성질을 가지면서 각 패드들과 탄력적으로 접촉할 수 있는 탄성의 금속재료로 제작되어 상부는 패드와 접촉되며, 하부는 컨넥터 하우징의 하부로 돌출되도록 컨넥터 하우징을 수직으로 관통한다. 컨넥터의 하부로 노출된 컨넥터핀의 하단은 pcb기판에 솔더링되어 고정된다.

그러나, 이와 같은 종래의 컨넥터들은 핀은 합성수지로 만들어진 틀에 고정되어 있어 핀수, 핀피치 및 마주하는 핀 간격 등의 조절이 불가능하며 합성수지로써 핀의 위치를 고정하고 절연을 하게 되므로 협(挾)피치를 갖도록 컨넥터를 제작하는 것이 매우 어렵다.

이와 같이 컨넥터의 피치가 반도체의 집적도 향상에 따른 패드의 협피치에 대응하여 축소되지 못하면, 회로 디자인과 연결부품의 제작에 많은 제약이 뒤따르게 되고 이에 따라 신호경로가 길어지게 되는 것이 불가피해지므로 결국 회로의 전기적 특성이 불량해지게 된다.

또한 필요한 규격에 따라 매번 새로운 컨넥터를 제작해야 하므로 막대한 비용이 소모된다.

뿐만 아니라, 종래의 컨넥터는 컨넥터핀에 불량이 발생할 경우에 컨넥터핀을 개별적으로 교체할 수 없는 구조이므로 컨넥터 전체를 교체하여야 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점들을 고려하여 이루어진 것으로서, 서브보드의 핀수, 핀피치 및 두께 등의 변경에 대한 대응이 자유롭고, 각 컨넥터핀들 별로 유지보수가 가능해지며, 컨넥터핀의 피치를 최소화시킬 수 있는 조립식 컨넥터 및 그 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본체의 상부와 하부에는 각각 전기적으로 접촉이 이루어지는 탄성접촉부와 pcb기판에 솔더링되는 솔더링부가 형성되고, 본체 중앙에는 관통공이 형성되며, 본체의 일측에는 상기 관통공을 개방시키는 개방구가 형성된 다수의 컨넥터핀; 전기적으로 접촉될 서브보드의 패드 패턴과 일치하는 다수의 슬릿홈을 가지며, 상기 슬릿홈에 상기 컨넥터핀의 탄성접촉부가 일대일로 끼워져 상기 컨넥터핀을 서브보드의 패드 패턴과 동일한 피치로 정렬시키는 얼라인바; 및 상기 얼라인바에 의해 정렬이 완료된 컨넥터핀들의 개방구에 차례로 끼워져 다수의 컨넥터핀들을 단일체로 조립하는 텐션바를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 얼라인바의 슬릿홈에 컨넥터핀의 탄성접촉부가 일대일로 끼워져 컨넥터핀이 정렬되는 단계와, 모든 컨넥터핀들이 얼라인바에 정렬된 상태에서 컨넥터핀들의 개방구를 통해 텐션바가 삽입되어 컨넥터핀들이 일체로 조립되는 단계와, 컨넥터핀의 솔더링부가 pcb기판에 솔더링되는 단계와, 상기 얼라인바가 컨넥터핀으로부터 탈거되는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 본체 중앙에 형성된 관통공(113)과 상기 관통공(113)을 개방시키는 개방구(114)를 가지는 다수의 컨넥터핀(110)과, 상기 컨넥터핀(110)을 서브보드(미도시)의 패드 패턴과 동일한 피치로 정렬시키는 얼라인바(120)와, 상기 얼라인바(120)에 의해 정렬이 완료된 컨넥터핀(110)들의 개방구(114)에 차례로 끼워져 다수의 컨넥터핀(110)들을 단일체로 조립하는 텐션바(130)로 구성된다.

상기 컨넥터핀(110)은 우수한 전기 전도 성질을 가지면서 자체 탄성력을 가지도록 박판의 금속재료로 제작된다. 상기 컨넥터핀(110)의 본체 상부에는 전기적으로 접촉이 이루어지는 탄성접촉부(111)가 형성되고, 본체의 하부에는 pcb기판(140)에 전기적으로 연결되는 솔더링부(112)가 형성되며, 본체의 중앙에는 관통공(113)이 형성된다. 그리고 컨넥터핀(110)의 일측에는 상기 관통공(113)을 개방시키는 개방구(114)가 형성된다. 이 개방구(114)는 컨넥터핀(110)으로 인가되는 하중이나 충격을 흡수한다.

상기 탄성접촉부(111)는 자체적으로 탄성 변형되면서 접촉이 이루어질 수 있도록 상부를 향해 돌출되고 돌출된 단부는 접촉방향을 향해 만곡되어 실제 접촉이 이루어지는 접촉부가 돌출되도록 형성된다.

따라서 탄성접촉구(111)에 전기적 접촉이 이루어질 경우, 접촉점을 탄성적으로 가압하는 상태가 되므로 컨넥터핀(110)에 대한 접촉신뢰도는 향상된다. 상기 탄성접촉부(111)는 접촉위치에 따라 그 높이가 상하로 달리 형성될 수도 있다.

상기 탄성접촉부(111)에 끼워져 결합되는 얼라인바(120)는 전기적으로 접촉되는 서브보드의 패드 패턴과 같은 간격의 슬릿홈(121)들을 가진다. 상기 슬릿홈(121)에는 컨넥터핀(110)의 탄성접촉부(111)가 일대일로 끼워져 결합된다.

한편, 상기 얼라인바(120)는 컨넥터핀(110)의 솔더링부(112)가 pcb기판(140)에 솔더링되어 고정될 때까지 컨넥터핀(110)의 위치를 유지하게 되며 그 이후, 탄성접촉부(111)를 보호하는 역할도 수행하게 된다. 상기 얼라인바(120)은 서브보드와 접촉되기 전에 컨넥터핀(110)의 탄성접속부(111)로부터 탈거된다.

텐션바(130)는 자체 탄성력을 지니는 예컨대 실리콘이나 러버 등의 재질로서 관통공(113)의 개방구(114)에 끼워지는 삽입부(131)를 가진다. 이 삽입부(131)는 텐션바(130)의 몸체 중앙에 길이방향으로 전구간에 걸쳐 형성된다. 상기 텐션바(130)는 삽입부(131)가 컨넥터핀(110)들의 개방구(113)에 차례로 끼워짐으로써 컨넥터핀(110)의 외측으로 조립되며, 컨넥터핀(110)들을 단일체로 조립시킨다.

따라서, 상기 컨넥터핀(110)은 개방구(114)에 의해 자체적으로 탄성력을 갖게 되고 여기에 텐션바(130)가 컨넥터핀(110)을 탄성적으로 지지해주기 때문에 접촉신뢰성이 향상되는 것은 물론, 컨넥터핀(130)에 가해지는 하중이나 충격이 효과적으로 흡수되므로 컨넥터의 수명도 향상된다.

한편, 상기 컨넥터핀(110)은 솔더링부(112)를 통해 pcb기판(140)에 전기적으로 연결되고 물리적으로 고정되도록 솔더링된다. 이를 위하여 상기 pcb기판(140)의 전면에는 상기 컨넥터핀(110)의 솔더링부(112)가 관통하는 전극단자공(141)들이 형성된다. 이 전극단자공(141)을 통과한 솔더링부(112)는 pcb기판(140)의 후면에서 솔더링된다.

또한, 상기 컨넥터핀(110)의 솔더링부(112)는 순차적으로 위치를 달리하여 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, pcb기판(140)상의 전극단자공(141)들 사이에 일정한 간격이 유지되므로 pcb기판(140)의 설계와 제작이 매우 용이해진다. 따라서, pcb기판(140)이 갖고 있는 피치의 제약사항을 피하고 공간활용도도 높여 전기 회로의 자유도를 극대화시키는 동시에 높은 집적도의 컨넥터를 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 컨넥터핀(110)의 인접한 다른 컨넥터핀과 접촉되는 양측면에는 절연물질이 코팅될 수 있다. 이 경우, 컨넥터핀(110) 양측면에 형성시킨 절연코팅층에 의해 인접하는 컨넥터핀(110)들끼리 접촉이 이루어지더라도 상호 간의 절연상태가 유지된다. 따라서, 컨넥터핀(110)들간에 접촉을 피하기 위한 최소한의 간격을 확보하지 않고 컨넥터핀들이 서로 밀착되게 한 적층구성도 가능해지므로 집적도가 매우 높은 컨넥터를 제작할 수 있게 된다.

즉, 종래의 컨넥터의 최소피치는 "컨넥터핀 두께 + 컨넥터핀간 거리"인데 반하여 본 발명에 따른 컨넥터의 최소 피치는 "컨넥터핀 두께 + 코팅층 두께*2"가 되며, "코팅층 두께*2"가 "컨넥터핀간 거리"보다 훨씬 작으므로 결국 컨넥터핀(110) 의 피치를 크게 축소시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 컨넥터핀(110)들의 관통공(113)을 차례로 통과하여 다수의 컨넥터핀(110)들을 단일체로 예비조립시키는 가이드바(150)가 더 구비될 수 있다. 이 가이드바(150)는 상기 텐션바(130)가 조립되기 전, 컨넥터핀(110)들이 얼라인바(120)에 의해 정렬이 완료된 상태에서 조립되어 텐션바(130)가 조립될 때 컨넥터핀(110)들의 정렬상태가 그대로 유지되도록 잡아주는 역할을 수행한다. 이 가이드바(150)는 pcb기판(140)에 컨넥터핀(110)의 솔더링부(113)가 솔더링된 이후 상기 관통공(113)으로부터 탈거된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 조립식 컨넥터는 다음과 같은 순서로 제작된다.

먼저, 전기적으로 접촉될 서브보드의 패드 패턴과 일치하는 슬릿홈(121)이 가공된 얼라인바(120)를 준비하고, 상기 슬릿홈(121)에 컨넥터핀(110)의 탄성접촉부(111)를 일대일로 끼운다.

모든 슬릿홈(121)에 컨넥터핀(110)들이 모두 삽입되면 컨넥터핀(110)들은 일렬로 정렬되게 되는데, 이와 같이 컨넥터핀(110)들이 얼라인바(120)에 정렬된 상태에서 컨넥터핀(110)의 개방구(114)에 텐션바(130)를 결합시킨다.

즉, 상기 텐션바의 삽입부(131)를 각각의 컨넥터핀(110)의 개방부(114)에 차례로 끼워넣으면 텐션바(130)가 컨넥터핀(110)의 외측으로 결합되면서 컨넥터핀(110)들이 일체로 조립된다. 이와 같이, 컨넥터핀(110)들이 텐션바(130)에 의해 일체로 조립되면, 다수의 컨넥터핀(110)들을 한꺼번에 조작할 수 있으므로 이후의 공정을 매우 용이하게 수행할 수 있게 된다.

컨넥터핀(110)들이 텐션바(130)에 의해 일체로 조립되면, 컨넥터핀(110)의 솔더링부(112)를 pcb기판(140)의 전극단자공(141)으로 통과시킨다. 상기 pcb기판(140) 상의 전극단자공(141)은 상기 솔더링부(112)들에 일대일로 대응되므로 일체화된 컨넥터핀(110)들 중 어느 한 핀만이라도 해당 전극단자공(141)을 통과하도록 위치되면 나머지 컨넥터핀(110)들도 각각 대응되는 전극단자공(141)들을 통과하도록 위치되므로 한 번의 삽입동작만으로도 모든 컨넥터핀(110)들을 pcb기판(140)상의 전극단자공(141)에 통과시킬 수 있게 된다.

컨넥터핀(110)의 솔더링부(112)가 상기 pcb기판(140)의 전극단자공(141)을 통과하면 pcb기판(140)의 하부로 솔더링부(112)가 노출되게 되며, 노출된 솔더링부(112)를 pcb기판(140)에 솔더링시킨다. 이렇게 하면 컨넥터핀(110)과 pcb기판(140)이 전기적으로 연결되는 동시에 물리적으로 고정되며, 본 발명의 컨넥터의 제작이 완료된다.

상기와 같이 제작이 완료된 컨넥터는 도 3에 도시된 바와 같이, 서브보드와 접촉되기 전에 탄성접촉부가 서브보드에 접촉될 수 있도록 얼라인바(120)를 컨넥터핀(110)으로부터 탈거시켜 사용한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 컨넥터핀(110)들의 개방구(114)에 텐션바(130)가 조립되기 전에, 가이드바(150)를 상기 컨넥터핀(110)들의 관통공(113)으로 차례로 통과시켜 컨넥터핀(110)들을 일체로 예비조립시킬 수도 있다. 이렇게 하면 후속되는 텐션바(130)와 컨넥터핀(110)과의 결합이 안정된 상태에서 용이하게 이루어질 수 있게 된다. 이 경우, 상기 가이드바(150)는 컨넥터핀(110)에 탄성력이 부여되도록 상기 컨넥터핀(110)의 솔더링부(112)가 pcb기판(140)에 솔더링된 이후에 관통공(113)으로부터 탈거된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 조립식 컨넥터에 의하면, 각각의 컨넥터핀이 가이드바나 텐션바에 의해 일체로 조립되는 구조이므로 컨넥터핀을 고정시키기 위한 합성수지로된 하우징 제작용 금형이 불필요하게 되고, 이로 인해 협피치의 컨넥터를 구현할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 각각의 컨넥터핀의 배치 및 피치를 자유롭게 조정할 수 있게 되고 서브보드의 두께변경에도 그 대응이 용이할 뿐만 아니라, 불량 핀의 발생시 해당 핀만을 개별적으로 수리하거나 교체할 수 있으므로 그 작업이 신속하고 간단하게 이루어질 수 있다.

한편, 컨넥터핀의 몸체를 절연코팅 할 경우에는 컨넥터핀들의 적층구성이 가능해지므로 컨넥터의 집적도를 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 컨넥터핀의 높이를 달리하거나 컨넥터핀의 두께를 달리하거나 특성에 맞도록 재질을 달리하여 컨넥터핀을 조합시킬 경우에는 컨넥터의 집적도가 더욱 향상되고 다양한 기능도 수행할 수 있는 컨넥터를 제작할 수도 있다.

또한, 컨넥터핀의 관통공 일측에 개방구를 형성시키고 이 개방구에 텐션바를 결합시킴으로써, 컨넥터의 접촉신뢰성이 향상되고 접촉과정에서 컨넥터핀에 가해지는 하중이나 충격이 효과적으로 흡수되어 컨넥터의 수명을 크게 연장시킬 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.

Claims

본체의 상부와 하부에는 각각 전기적으로 접촉이 이루어지는 탄성접촉부와 pcb기판에 솔더링되는 솔더링부가 형성되고, 본체 중앙에는 관통공이 형성되며, 본체의 일측에는 상기 관통공을 개방시키는 개방구가 형성된 다수의 컨넥터핀;

전기적으로 접촉될 서브보드의 패드 패턴과 일치하는 다수의 슬릿홈을 가지며, 상기 슬릿홈에 상기 컨넥터핀의 탄성접촉부가 일대일로 끼워져 상기 컨넥터핀을 서브보드의 패드 패턴과 동일한 피치로 정렬시키는 얼라인바; 및

상기 얼라인바에 의해 정렬이 완료된 컨넥터핀들의 개방구에 차례로 끼워져 다수의 컨넥터핀들을 단일체로 조립하는 텐션바를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 조립식 컨넥터.
제 1항에 있어서,

상기 텐션바의 몸체 중앙에는 길이방향으로 전구간에 걸쳐 컨넥터핀들의 개방구에 끼워지는 삽입부가 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 컨넥터.
제 1항에 있어서,

상기 얼라인바에 의해 정렬이 완료된 컨넥터핀들의 관통공을 차례로 통과하여 다수의 컨넥터핀들을 단일체로 예비조립시키는 가이드바가 더 구비된 것을 특징으로 하는 조립식 컨넥터.
제 1항에 있어서,

상기 pcb기판의 전면에는 상기 각 컨넥터핀의 솔더링부가 솔더링되는 전극단자공이 각 솔더링부에 일대일로 대응형성되고,

상기 컨넥터핀의 솔더링부는 인접형성된 전극단자공들이 일정간격을 유지할 수 있도록 순차적으로 위치를 달리하여 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 컨넥터.
제 1항에 있어서,

상기 컨넥터는 인접한 컨넥터핀과 접촉되는 양측면이 절연물질로 코팅된 것을 특징으로 하는 조립식 컨넥터.
본체의 상부와 하부에는 각각 전기적으로 접촉이 이루어지는 탄성접촉부와 pcb기판에 솔더링되는 솔더링부가 형성되고, 본체 중앙에는 관통공이 형성되며, 본체의 일측에는 상기 관통공을 개방시키는 개방구가 형성된 다수의 컨넥터핀; 전기적으로 접촉될 서브보드의 패드 패턴과 일치하는 다수의 슬릿홈을 가지며, 상기 슬릿홈에 상기 컨넥터핀의 탄성접촉부가 일대일로 끼워져 상기 컨넥터핀을 서브보드의 패드 패턴과 동일한 피치로 정렬시키는 얼라인바; 및 상기 얼라인바에 의해 정렬이 완료된 컨넥터핀들의 개방구에 차례로 끼워져 다수의 컨넥터핀들을 단일체로 조립하는 텐션바를 포함하는 조립식 컨넥터의 제작방법에 있어서,

상기 얼라인바의 슬릿홈에 컨넥터핀의 탄성접촉부가 일대일로 끼워져 컨넥터 핀이 정렬되는 단계;

모든 컨넥터핀들이 얼라인바에 정렬된 상태에서 컨넥터핀들의 개방구를 통해 텐션바가 삽입되어 컨넥터핀들이 일체로 조립되는 단계;

컨넥터핀의 솔더링부가 pcb기판에 솔더링되는 단계; 및

상기 얼라인바가 컨넥터핀으로부터 탈거되는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 조립식 컨넥터의 제작방법.
제 6항에 있어서,

상기 모든 컨넥터핀들이 얼라인바에 정렬된 상태에서 컨넥터핀들의 개방구를 통해 텐션바가 삽입되어 컨넥터핀들이 일체로 조립되는 단계 이전에, 상기 컨넥터핀들의 관통공으로 가이드바가 차례로 통과하면서 컨넥터핀들이 예비조립되는 단계; 및

상기 컨넥터핀의 솔더링부가 pcb기판에 솔더링되는 단계 이후에, 상기 가이드바가 컨넥터핀으로부터 탈거되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 컨넥터의 제작방법.