KR20110098186A

KR20110098186A - 인쇄회로기판용 아일릿 및 이를 사용한 단자장착방법

Info

Publication number: KR20110098186A
Application number: KR1020100017658A
Authority: KR
Inventors: 김사중
Original assignee: 한국단자공업 주식회사
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-01

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판용 아일릿 및 이를 사용한 단자장착방법에 관한 것이다. 본 발명의 아일릿(20)은 인쇄회로기판(10)의 통홀(12)에 압입되는 아일릿몸체(22)와 상기 아일릿몸체(22)의 일단부에 형성되어 인쇄회로기판(10)의 일측 표면에 밀착되는 플랜지(26)와 상기 플랜지(26)가 구비된 반대쪽에 구비되는 접촉편(33)을 포함한다. 상기 접촉편(33)은 다수개가 일정 간격으로 구비되는데, 아일릿몸체(22)에 연결된 연결압착부(32)와 연결압착부(32)에서 연장되는 선단압착부(34)로 구성되고, 상기 선단압착부(34)는 선단으로 갈수록 서로 마주보는 것 사이의 거리가 인접하게 되도록 경사지게 형성된다. 상기 연결압착부(32)와 선단압착부(34)는 단자(16)가 아일릿(20)에 설치됨에 의해 절곡되어 서로의 내면이 밀착되고 연결압착부(32)의 외면은 인쇄회로기판(10)의 랜드(14)에 상기 선단압착부(34)의 외면은 단자(16)의 단턱부(19)에 밀착된다. 상기 아일릿(20)의 플랜지(26) 내부에는 확개부(27)가 형성되어 단자(16)의 관통부(17)의 끝부분을 타격함에 의해 관통부(17)가 변형되면 확개부(27)의 내부에 관통부(17)가 채워져 빠지지 않게 된다.

Description

인쇄회로기판용 아일릿 및 이를 사용한 단자장착방법{Eyelet for printed circuit board and terminal mounting method using the same}

본 발명은 인쇄회로기판용 아일릿 및 이를 사용한 단자장착방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판의 통홀에 삽입된 상태에서 단자의 일부가 내부를 관통하여 설치되어 인쇄회로기판에 단자를 고정하는 아일릿 및 이를 사용한 단자장착방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판은 전기를 사용하는 많은 제품에서 사용되는데, 그 내부에 형성된 패턴을 통해 신호가 전달된다. 상기 인쇄회로기판에 형성된 회로와 외부 부품과의 전기적 연결을 위해 많은 방법이 사용된다. 상기 인쇄회로기판에 통홀을 형성하고, 그 통홀에 단자를 솔더링을 통해 고정 설치하여 외부 부품과 인쇄회로기판의 회로 사이의 전기적 연결을 수행한다.

하지만, 솔더링은 납을 사용하므로 환경문제를 발생시킨다. 이와 같은 환경 문제 때문에 납을 사용하지 못하도록 규제하는 것이 최근의 추세이다. 따라서, 상기 단자를 인쇄회로기판의 통홀에 솔더링하지 않고 압입하는 방식이 제시되었다.

즉, 인쇄회로기판의 통홀의 내경과 단자의 일단부의 외경을 적절하게 설계하여 통홀에 단자가 압입되도록 하는 것이다. 하지만, 인쇄회로기판의 재질은 금속으로 된 단자의 재질보다 약하므로 인쇄회로기판에 단자를 압입하는 과정에서 통홀이 손상되고, 심한 경우 인쇄회로기판이 손상되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인쇄회로기판의 통홀에 금속재질의 아일릿을 설치하고, 상기 아일릿 및 단자의 일부를 변형시켜 고정하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단자가 인쇄회로기판에 단자의 길이방향으로 유동되지 않도록 견고하게 고정되도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 아일릿을 사용하여 인쇄회로기판에 단자를 설치할 때 단자와 아일릿 사이의 전기적 접촉면적을 극대화하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 관통공간이 형성되고 인쇄회로기판에 형성된 통홀에 압입되어 설치되는 아일릿몸체와, 상기 아일릿몸체의 일단부에 구비되어 상기 통홀 입구 가장자리에 해당되는 인쇄회로기판의 표면에 밀착되는 플랜지와, 상기 플랜지가 형성된 반대쪽의 아일릿몸체 단부에 구비되는 것으로 각각 인쇄회로기판의 랜드와 상기 인쇄회로기판의 통홀에 설치되는 단자의 일측에 밀착되게 절곡되는 연결압착부와 선단압착부로 구성되는 접촉편을 포함하여 구성된다.

상기 접촉편은 다수개가 일정한 간격을 두고 구비되는데, 상기 연결압착부는 상기 아일릿몸체의 일단부에 연결되어 연장되고, 상기 선단압착부는 상기 연결압착부에서 연장되는데, 상기 선단압착부는 선단으로 갈수록 서로 인접하는 방향으로 경사지게 형성된다.

상기 연결압착부와 선단압착부의 사이에는 절곡라인이 구비된다.

상기 접촉편은 상기 인쇄회로기판의 통홀에 삽입되어 단자의 설치가 완료된 상태에서, 상기 연결압착부의 내면과 상기 선단압착부의 내면은 서로 밀착되고 상기 연결압착부의 외면은 상기 인쇄회로기판의 랜드에 밀착되고 상기 선단압착부의 외면은 상기 단자의 단턱부에 밀착된다.

상기 플랜지에는 아일릿이 지그상에 설치되는 위치를 안내하는 위치안내슬롯이 형성된다.

상기 플랜지의 내부는 상기 관통공간의 입구쪽으로 갈수록 횡단면이 커지는 확개부가 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 인쇄회로기판에 형성된 통홀내에 압입되어 설치되는 청구항 1항 내지 청구항 6항중 어느 한 항의 아일릿을 사용하여 단자를 인쇄회로기판에 설치하는 아일릿을 사용한 단자장착방법에 있어서, 인쇄회로기판에 형성된 통홀과 대응되는 위치에 있도록 지그상에 아일릿을 위치시키는 아일릿위치단계와, 상기 지그상에 위치된 아일릿을 인쇄회로기판의 통홀에 삽입하는 아일릿삽입단계와, 상기 아일릿의 관통공간에 단자의 관통부를 삽입하는 단자삽입단계와, 상기 단자의 단턱부를 지지한 상태로 상기 관통부 끝부분을 타격하여 상기 단자의 관통부가 상기 아일릿의 내부에 형성된 확개부를 채우고 아일릿의 접촉편이 절곡되도록 하는 단자고정단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 인쇄회로기판용 아일릿 및 이를 사용한 단자장착방법에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명에 의하면 인쇄회로기판에 단자를 설치함에 있어 납을 사용하지 않아도 되므로 환경문제가 발생하지 않게 되면서도 단자를 인쇄회로기판에 설치하는 과정에서 인쇄회로기판이 손상되지 않게 되는 효과가 있다.

본 발명에서는 아일릿의 일단에서는 단자에 변형을 발생시키고 아일릿의 타단에서는 아일릿 자체가 변형되면서 단자에 밀착되도록 하므로, 상기 아일릿을 관통하는 단자의 길이방향으로 단자가 유동되는 것이 방지되어 단자가 견고하게 인쇄회로기판에 고정되는 효과가 있다.

본 발명에서는 단자를 고정함에 있어 인쇄회로기판의 통홀에 설치된 아일릿의 일단부가 겹쳐지게 절곡되도록 하고, 상기 아일릿의 단부의 반대쪽 단부에 대응되는 단자의 단부를 변형시켜 아일릿 내부에 채워지도록 하므로 전체적으로 단자와 아일릿 사이의 전기적 접촉면적이 커지게 되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 인쇄회로기판용 아일릿의 바람직한 실시예를 사용하여 단자를 인쇄회로기판에 설치한 것을 보인 부분 단면 사시도.
도 2는 본 발명의 요부 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명 실시예의 아일릿을 보인 사시도.
도 4는 본 발명 실시예의 아일릿을 보인 정면도.
도 5는 본 발명 실시예의 아일릿을 사용하여 단자를 인쇄회로기판에 설치하는 과정을 보인 작업상태도.
도 6은 도 5에 도시된 상태를 기판의 저면에서 보인 작업상태도.
도 7은 본 발명 실시예의 아일릿을 사용하여 단자를 기판에 고정한 상태를 보인 저면도.

이하 본 발명에 의한 인쇄회로기판용 아일릿 및 이를 사용한 단자장착방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 따르면, 인쇄회로기판(10)에는 통홀(12)이 형성된다. 상기 통홀(12)은 일반적으로 인쇄회로기판(10)의 양측 표면으로 개방되게 관통하여 형성된다. 상기 통홀(12)의 내면 및 양측 입구 가장자리에 해당되는 인쇄회로기판(10)의 표면으로 노출되게 랜드(14)가 형성된다. 상기 랜드(14)는 인쇄회로기판(10)에 형성된 회로패턴의 일부로서 외부와의 전기적 접촉을 위한 구성이다. 도면에서는 편의를 위해 인쇄회로기판(10)에서 통홀(12)이 형성된 부분만을 절단하여 도시하고 있다.

상기 인쇄회로기판(10)에는 단자(16)가 설치되는데, 상기 단자(16)는 도전성이 좋은 금속재질로 만들어진다. 상기 단자(16)는 횡단면이 사각형상으로 된 바아형태인데, 상기 통홀(12) 내에 위치되는 아래에서 설명될 아일릿(20)에 삽입되는 관통부(17)가 일단부에 일정 길이만큼 형성된다. 상기 관통부(17)의 길이는 상기 인쇄회로기판(10)의 두께, 즉 상기 통홀(12)의 깊이보다 길다. 특히 아래에서 설명될 아일릿(20)의 아일릿몸체(22)와 플랜지(26)를 합한 길이보다 관통부(17)의 길이가 더 길게 되는 것이 좋다. 상기 관통부(17)는 본 실시예에서는 횡단면이 사각형상이나 반드시 그러할 필요는 없고 원기둥형상으로 될 수도 있다. 이 경우 상기 관통부(17)의 외경은 아래에서 설명될 아일릿몸체(22)의 내경과 같도록 되는 것이 좋다.

상기 관통부(17)의 반대쪽에는 연결부(18)가 상대적으로 길게 연장된다. 상기 연결부(18)는 다른 부품과의 전기적 연결이 이루어지는 부분이다. 상기 연결부(18)는 상기 인쇄회로기판(10)의 일측 표면에서 상부로 일직선으로 길게 연장된다.

상기 연결부(18)와 관통부(17)의 사이에는 단턱부(19)가 구비된다. 상기 단턱부(19)는 상기 인쇄회로기판(10)의 일면에 안착되어 더 이상 삽입되지 않도록 하는 일종의 스토퍼역할도 한다. 본 발명에서는 상기 단턱부(19)가 아래에서 설명될 아일릿(20)의 접촉편(30)을 절곡하고 접촉편(30)과 접촉되어 전기적 연결을 수행하게 된다. 상기 단턱부(19)는 상기 관통부(17)와 연결부(18)의 사이에 상기 단자(16)의 길이방향에 직교하는 방향 양단으로 연장되게 형성된다.

아일릿(20)은 상기 인쇄회로기판(10)의 통홀(12)을 관통하여 설치되는 것이다. 상기 아일릿(20)은 도전성이 좋은 금속재질로 만들어지는데, 관형상의 모재를 프레스가공하여 만들어질 수 있다.

상기 아일릿(20)의 골격을 원통형의 아일릿몸체(22)가 형성한다. 상기 아일릿몸체(22)는 그 외경이 상기 통홀(12)의 내경과 같거나 약간 작아 상기 통홀(12)에 압입된다. 상기 아일릿몸체(22)의 내부를 관통하여서는 관통공간(24)이 구비된다. 상기 관통공간(24)의 내부에는 상기 단자(16)의 관통부(17)가 위치된다.

상기 아일릿몸체(22)의 일단부에는 플랜지(26)가 형성된다. 상기 플랜지(26)는 상기 아일릿몸체(22)의 외면을 둘러 일정 길이만큼 돌출되게 형성되는 것으로, 상기 인쇄회로기판(10)의 일면중 통홀(12)의 입구 가장자리에 밀착되는 부분이다. 상기 플랜지(26)의 내부에 해당되는 상기 관통공간(24)의 내면은 아일릿몸체(22)의 단부를 향해 갈수록 그 내경이 커지도록 경사면(26')이 형성된다. 즉 상기 경사면(26')에 대응되는 관통공간(24)은 아일릿몸체(22)의 단부를 향해 갈수록 횡단면의 면적이 커지는 확개부(27)를 형성한다.

상기 플랜지(26)에는 위치안내슬롯(28)이 형성된다. 상기 위치안내슬롯(28)은 상기 플랜지(26)의 양단에 형성되는데, 이에는 인쇄회로기판(10)의 통홀(12)에 아일릿(20)을 삽입할 때 사용하는 지그(도시되지 않음)에 있는 안내돌기가 위치된다. 상기 안내돌기는 상기 지그에 대해 상기 아일릿(20)이 회전하지 않도록 하여 아래에서 설명될 접촉편(30)이 각각 단자(16)의 단턱부(19)에 대응되는 위치에 있도록 인쇄회로기판(10)의 통홀(12)에 삽입되게 한다.

상기 아일릿몸체(22)중 상기 플랜지(26)가 구비된 반대쪽 단부에는 접촉편(30)이 구비된다. 상기 접촉편(30)은 인쇄회로기판(10)의 랜드(14) 및 단자(16)의 단턱부(19)에 밀착되어 접촉되는 부분이다. 상기 접촉편(30)은 각각 사각형의 판상이다. 상기 접촉편(30)은 본 실시예에서 두 개가 서로 마주보게 구비되는데, 반드시 두 개일 필요는 없고 일정한 각도 간격으로 두 개 이상이 있으면 좋다.

상기 접촉편(30)은 상기 아일릿몸체(22)에 연결된 연결압착부(32)와 상기 연결압착부(32)에서 연장된 선단압착부(34)로 구성된다. 상기 선단압착부(34)는 약간 경사지게 연장되는데, 다수개의 접촉편(30)들의 선단이 서로 가까워지는 방향으로 경사진다. 본 실시예에서는 서로 마주보는 선단압착부(34)들이 서로의 거리가 가까워지는 방향으로 경사져서 이들의 가상의 연장선이 서로 만날 수 있게 되어 있다. 이와 같은 선단압착부(34)의 구성은 단자(16)의 단턱부(19)에 의해 접촉편(30)이 원하는 형태로 쉽게 절곡될 수 있도록 하는 동시에 아일릿(20)이 인쇄회로기판(10)의 통홀(12)에 쉽게 들어갈 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 접촉편(30)에서 상기 연결압착부(32)는 상기 기판(10)의 랜드(14)에 밀착되어 전기적으로 연결되고, 상기 선단압착부(34)는 상기 단자(16)의 단턱부(19)에 밀착되어 전기적으로 연결된다. 상기 연결압착부(32)와 선단압착부(34)의 사이에는 절곡라인(33)이 형성되는데, 상기 절곡라인(33)은 상기 접촉편(30)의 다른 부분보다 두께가 얇게 됨에 의해 형성될 수 있다. 물론, 상기 절곡라인(33)부분이 접촉편(30)의 다른 부분에 비해 두께가 얇지 않고 선단압착부(34)가 연결압착부(32)에 대해 살짝 절곡됨에 의해 절곡라인(33)이 형성될 수 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 인쇄회로기판용 아일릿을 사용하여 단자를 기판에 설치하는 것을 설명하기로 한다.

상기 아일릿(20)은 상기 기판(10)의 통홀(12)에 삽입되기 전에 미리 지그에 설치된다. 물론 하나의 인쇄회로기판(10)에 다수개의 단자(16)가 설치될 경우에는 상기 단자(16)가 설치될 통홀(12)의 위치에 각각 아일릿(20)이 위치될 수 있도록 지그가 구성된다.

상기 지그에 다수개의 아일릿(20)을 설치한 상태에서 상기 인쇄회로기판(10)의 하부에서 상기 아일릿(20)이 설치된 지그를 이동시켜, 상기 아일릿(20)이 상기 인쇄회로기판(10)의 통홀(12)에 각각 압입되도록 한다. 이때, 상기 접촉편(33) 사이의 간격이 상기 아일릿몸체(22)의 외경보다 작으므로 통홀(12)의 삽입이 보다 원활하게 된다.

상기 통홀(12)의 내면에는 상기 아일릿몸체(22)의 외면이 밀착되어 설치된다. 여기서 아일릿몸체(22)의 길이, 즉 상기 플랜지((26)와 접촉편(30)을 제외한 부분의 길이는 상기 인쇄회로기판(12)의 두께, 즉 상기 통홀(12)의 깊이와 같거나 작도록 된다.

상기 통홀(12)에 상기 아일릿(20)이 설치된 상태에서 상기 단자(16)가 상기 인쇄회로기판(10)의 상부, 즉 상기 접촉편(30) 방향으로 이동되어 상기 관통공간(24) 내부로 삽입된다. 상기 관통공간(24)의 내부에 상기 단자(16)의 관통부(17)가 삽입된 상태가 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 이 상태는 상기 접촉편(30)이 아직 변형되지 않은 상태로 상기 단자(16)의 관통부(17)가 접촉편(30)의 길이만큼 상기 아일릿몸체(22)의 내부로 덜 삽입된 상태이다.

다음으로 상기 단자(16)의 단턱부(19) 상면을 소정의 장치로 지지하면서 상기 관통부(17)의 끝부분, 즉 상기 아일릿(20)의 플랜지(26)내부에 해당되는 관통공간(24)인 확개부(27)쪽에 위치하는 부분을 타격하여 변형시키게 된다.

즉, 상기 관통부(17)의 끝부분을 타격하게 되면 상기 관통부(17)의 끝부분이 변형되면서 상기 확개부(27) 내부에 채워져 관통부(17)의 끝부분이 상기 확개부(27)의 경사면(26')에 밀착되게 형상이 만들어진다. 즉, 상기 확개부(27)의 형상과 대응되는 형상으로 상기 단자(16)의 관통부(17)의 끝부분이 만들어져 관통부(17)가 상기 아일릿(20)에서 빠지지 않게 된다.

그리고, 상기 관통부(17)의 끝부분을 변형시키는 과정에서 상기 단턱부(19)는 상기 접촉편(30)을 변형시키게 되는데, 상기 접촉편(30)은 먼저 상기 선단압착부(34)의 선단이 단턱부(19)에 의해 눌러지면서 절곡라인(33) 부분을 기준으로 양단의 상기 연결압착부(32)가 서로 멀어지는 방향으로 절곡된다.

따라서, 상기 선단압착부(34)의 내면과 상기 연결압착부(32)의 내면이 서로 밀착되고, 상기 선단압착부(34)의 외면과 상기 연결압착부(32)의 외면이 각각 단턱부(19)와 랜드(14)에 밀착된다. 이와 같이 되면 상기 접촉편(30)이 원래의 형상으로 복원되려는 경향에 의해 상기 단턱부(19)와 랜드(14)사이가 멀어지도록 힘을 가하게 된다.

한편, 상기 관통부(17)의 끝부분이 변형되어 상기 확개부(27)내에 채워지도록 되면, 확개부(27)의 형상에 대응되게 관통부(17)가 만들어지면서 관통부(17)가 상기 아일릿(20)에서 빠져나가지 않게 된다. 그리고, 상기 관통부(17)가 상기 아일릿(20)의 플랜지(26)측으로 더 이동하려는 것은 상기 단턱부(19)에 의해 방지된다. 이와 같이 만들어진 상태가 도 1, 도 2 및 도 7에 도시되어 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들면, 상기 아일릿몸체(22)는 본 실시예에서 원통형상이나 반드시 그러할 필요는 없고 횡단면이 다각형, 예를 들면 사각형, 오각형 등으로 될 수도 있다.

10: 기판 12: 통홀
14: 랜드 16: 단자
17: 관통부 18: 연결부
19: 단턱부 20: 아일릿
22: 아일릿몸체 24: 관통공간
26: 플랜지 28: 위치안내슬롯
30: 접촉편 32: 연결압착부
33: 절곡라인 34: 선단압착부

Claims

내부에 관통공간이 형성되고 인쇄회로기판에 형성된 통홀에 압입되어 설치되는 아일릿몸체와,
상기 아일릿몸체의 일단부에 구비되어 상기 통홀 입구 가장자리에 해당되는 인쇄회로기판의 표면에 밀착되는 플랜지와,
상기 플랜지가 형성된 반대쪽의 아일릿몸체 단부에 구비되는 것으로 각각 인쇄회로기판의 랜드와 상기 인쇄회로기판의 통홀에 설치되는 단자의 일측에 밀착되게 절곡되는 연결압착부와 선단압착부로 구성되는 접촉편을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 아일릿.
제 1 항에 있어서, 상기 접촉편은 다수개가 일정한 간격을 두고 구비되는데, 상기 연결압착부는 상기 아일릿몸체의 일단부에 연결되어 연장되고, 상기 선단압착부는 상기 연결압착부에서 연장되는데, 상기 선단압착부는 선단으로 갈수록 서로 인접하는 방향으로 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 아일릿.
제 2 항에 있어서, 상기 연결압착부와 선단압착부의 사이에는 절곡라인이 구비됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 아일릿.
제 3 항에 있어서, 상기 접촉편은 상기 인쇄회로기판의 통홀에 삽입되어 단자의 설치가 완료된 상태에서, 상기 연결압착부의 내면과 상기 선단압착부의 내면은 서로 밀착되고 상기 연결압착부의 외면은 상기 인쇄회로기판의 랜드에 밀착되고 상기 선단압착부의 외면은 상기 단자의 단턱부에 밀착됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 아일릿.
제 4 항에 있어서, 상기 플랜지에는 아일릿이 지그상에 설치되는 위치를 안내하는 위치안내슬롯이 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 아일릿.
제 5 항에 있어서, 상기 플랜지의 내부는 상기 관통공간의 입구쪽으로 갈수록 횡단면이 커지는 확개부가 형성됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 아일릿.
인쇄회로기판에 형성된 통홀내에 압입되어 설치되는 청구항 1항 내지 청구항 6항중 어느 한 항의 아일릿을 사용하여 단자를 인쇄회로기판에 설치하는 아일릿을 사용한 단자장착방법에 있어서,
인쇄회로기판에 형성된 통홀과 대응되는 위치에 있도록 지그상에 아일릿을 위치시키는 아일릿위치단계와,
상기 지그상에 위치된 아일릿을 인쇄회로기판의 통홀에 삽입하는 아일릿삽입단계와,
상기 아일릿의 관통공간에 단자의 관통부를 삽입하는 단자삽입단계와,
상기 단자의 단턱부를 지지한 상태로 상기 관통부 끝부분을 타격하여 상기 단자의 관통부가 상기 아일릿의 내부에 형성된 확개부를 채우고 아일릿의 접촉편이 절곡되도록 하는 단자고정단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 아일릿을 사용한 단자장착방법.