KR20120079477A - 회로 기판에 고정하기 위한 접촉 소자, 접착 소자를 회로 기판에 고정하기 위한 방법, 및 회로 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재용융 땜납 과정으로 인쇄 회로 기판(120)에 부착되려는 접촉 소자(10)에 관한 것으로서. 상기 접촉 소자(10)는 접촉 바디(12) 및 재용융 땜납 과정으로 인쇄 회로 기판(120)에 땜납되기에 적합한, 접촉 바디(12)에 연결되는 적어도 하나의 땜납 표면을 포함한다. 접촉 소자(10)는 카운터 접촉 어셈블리의 탄력적인 수용을 위하여 접촉 바디(12)에 연결되는 적어도 하나의 스프링 접촉 어셈블리(13) 및 인쇄 회로 기판(120) 내의 리세스(130)에서의 수용을 위하여, 접촉 바디(12)에 연결되는 적어도 하나의 홀딩 어셈블리를 더 포함한다.

Description

회로 기판에 고정하기 위한 접촉 소자, 접착 소자를 회로 기판에 고정하기 위한 방법, 및 회로 기판{CONTACT DEVICE FOR FASTENING TO A CIRCUIT BOARD, METHOD FOR FASTENING A CONTACT DEVICE TO A CIRCUIT BOARD, AND CIRCUIT BOARD}
본 발명은 재용융 땜납 과정(remelt soldering process)으로 인쇄 회로 기판에 부착하도록 디자인된 스프링 접촉 어셈블리(spring contact assembly)를 갖는 접촉 소자(contact device)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 스프링 접촉 어셈블리를 갖는 접촉 소자를 인쇄 회로 기판에 부착하기 위한 방법, 및 스프링 접촉 어셈블리를 갖는 접촉 소자를 갖는 인쇄 회로 기판에 관한 것으로서, 상기 접촉 소자는 재용융 땜납 과정을 거쳐 인쇄 회로 기판에 부착된다.
종래에, 인쇄 회로 기판상에 전기 및 전자 부품을 부착하기 위하여 땜납 조인트(solder joint)들이 사용되었다. 그 때문에, 전기 부품들의 접촉 패드(contact pad)들은 땜납제(soldering agent)의 고체화에 의해 전도체 또는 접촉 패드의 금속 표면에 기계적으로 그리고 전기적으로 연결된다. 이러한 경우에 있어서, 부품의 땜납 표면은 일반적으로 인쇄 회로 기판의 표면상에 땜납되거나, 혹은 부품의 와이어(wire) 접촉이 인쇄 회로 기판 내의 홀(hole)을 통과하고 부품과 관련하여 반대 면인 인쇄 회로 기판의 면 상에 땜납된다.
동일한 표면상에 부품과 접촉이 제공되는 변형(variant)은 표면 실장 기술(surface mounting technology, SMT)로 알려져 있다. 각각의 부품들은 표면 실장 소자(surface mounting device, SMD)로 언급된다. 부품의 접촉 와이어가 인쇄 회로 기판 내의 홀을 통과하는, 두 번째 변형은 수직 상호접속 액세스(vertical interconnect access, VIA) 관통 홀 기술(through hole technology), 핀 홀(pin in hole) 기술, 혹은 관통 홀 도금으로 알려져 있다. 인쇄 회로 기판상의 부품들의 배열에서의 차이 때문에, 땜납 과정을 위하여 사용되는 땜납 방법들도 또한 서로 다르다. 표면 실장 기술에서, 땜납되려는 인쇄 회로 기판의 위치에 일반적으로 땜납 페이스트(soldering paste)가 적용된다. 땜납 페이스트는 땜납 재료를 포함하며 또한 부품을 위한 접착제로서 작용한다. 부품들은 그리고 나서 원하는 위치상의 인쇄 회로 기판상에 배열되는데 따라서 부품들의 땜납 표면이 땜납 페이스트로 덮인 인쇄 회로 기판의 접촉 패드 상에 위치되고 땜납 페이스트의 접착 작용에 의해 원하는 위치에 계속 존재한다. 표면 실장 기술 부품들은 용융 땜납 과정(리플로(reflow) 과정)을 사용하여 인쇄 회로 기판상으로 땜납된다. 그렇게 함으로써, 땜납 페이스트는 가열, 예를 들면 오븐 또는 적외선에 의해 가열되는데, 따라서 그것은 액체 땜납으로 변형되고 그것이 냉각할 때 부품과 인쇄 회로 기판 사이의 기계적 및 전기적 연결을 제공한다. 그에 반해, 관통 홀 기술에서는, 부품들의 와이어 접촉들이 먼저 인쇄 회로 기판 내의 홀을 통과한다. 땜납은 이 경우에 있어서 와이어 땜납 과정 혹은 부품들에 반대편인 인쇄 회로 기판의 면상에 적용되는 플로땜납(flow soldering)에 의해 실행된다. 만일, 두 종류의 부품, 즉, 표면 실장 기술 부품 및 관통 도금을 위한 부품 모두가 사용되면, 두 땜납 과정은 교대로 실행되는 것이 필요한데, 이는 시간과 경비의 상당한 지출을 내포한다.
모터 전자 및 또한 전력 전자 분야에서, 표면 실장 기술 부품들이 증가적으로 사용된다. 표면 실장 기술을 사용하여, 많은 수의 부품들이 인쇄 회로 기판상에 배열될 수 있는데 그 이유는 각각의 부품들이 인쇄 회로 기판의 일 면상의 영역만을 필요로 하며 반대 면상에 라이팅(writing)과의 땜납 접합을 위한 공간이 필요하지 않기 때문이다. 게다가, 재용융 땜납 과정에서 큰 접촉 패드들이 땜납될 수 있는데 따라서 접촉 패드들은 큰 전기 전류를 위하여 적합하다.
예를 들면 접촉 핀(pin), 케이블 혹은 플러그를 거쳐, 다른 전기 부품들에 인쇄 회로 기판을 연결하기 위하여 접촉 소자가 제공된다. 이러한 것들은 일반적으로 예를 들면, 케이블 혹은 핀과의 기계적 접촉에 기인하여, 커다란 기계적 변형에 노출되기 때문에, 그것들은 일반적으로 관통 도금 방식으로 인쇄 회로 기판상에 실장된다.
종래에 표면 실장 및 관통 도금 과정의 다양한 조합들이 알려져 있다.
예를 들면, DE 10 2007 041 904 A1은 관통 도금 연결 표면뿐만 아니라 표면 실장 기술 연결 표면을 갖는 신호와 부하 전류를 위한 복합 땜납 접합을 개시하는데, 이는 동일한 전기 부품에 할당된다. 두 연결 표면 모두 표면 땜납 접합을 거쳐 인쇄 회로 기판에 연결된다.
게다가, 독일특허 DE 10 2007 041 904 A1은 연결 소자와 접촉될 수 있는 접촉 소자를 갖는 인쇄 회로 기판을 개시한다. 접촉 소자는 표면 실장 기술 과정에 의해 인쇄 회로 기판상에 위치될 수 있으며 예를 들면, 관통 도급 연결의 와이어의 탄력적 수용(resilient reception)을 허용한다
더 간단하고 더 경제적으로 카운터 접촉 소자(counter contact device)의 탄력적 수용을 위한 접촉 소자를 사용하여 인쇄 기록 기판의 제품을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다
본 발명의 목적은 독립항의 특징들에 의해 해결된다.
본 발명의 또 다른 실시 예들 및 개발들이 종속항에 제시된다.
본 설명의 관점 내에서 접촉 소자가 위치하는 인쇄 회로 기판의 특정 면은 인쇄 회로 기판의 표면으로 언급된다. 인쇄 회로 기판의 반대 면은 반대 면(reverse side)으로 언급된다. 따라서 상부 면은 카운터 접촉 어셈블리를 수용하는 기능의 접촉 소자의 소자들이 배열되는 인쇄 회로 기판의 면으로 언급된다. 인쇄 회로 기판 내의 리세스(recess)는 인쇄 회로 기판에 구멍을 뚫은 통로 홀(passage hole) 또는 인쇄 회로 기판을 완전히 가로지르지 않은 리세스로서 언급된다.
본 발명에 따라, 재용융 땜납 과정으로 인쇄 회로 기판에 부착하도록 디자인된 접촉 소자가 제시된다. 접촉 소자는 접촉 바디(contact body) 및 접촉 바디에 연결되고 재용융 땜납 과정으로 인쇄 회로 기판에 땜납되기에 적합한 적어도 하나의 땜납 표면을 포함한다. 접촉 소자는 카운터 접촉 어셈블리의 탄력적 수용을 위하여, 접촉 바디에 연결되는 적어도 하나의 스프링 접촉 어셈블리 및 인쇄 회로 기판 내의 적어도 하나의 리세스를 수용하기 위하여 접촉 바디에 연결되는 적어도 하나의 홀딩 어셈블리(holding assembly)를 더 포함한다. 따라서 인쇄 회로 기판상에 실장될 때, 예를 들면, 접촉 핀(pin) 또는 접촉 탭(tab)과 같은 카운터 접촉 어셈블리를 탄력적으로 수용할 수 있는 안정된 접촉 소자가 획득된다. 접촉 소자는 인쇄 회로 기판상에 쉽게 배열될 수 있으며 특히 추가적인 땜납 과정을 필요로 하지 않으나 다른 표면 실장 기술 소자와 함께 재용융 땜납 과정으로 땜납될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 그것은 카운터 접촉 어셈블리의 수용과 관련된 기계적 스트레인(strain)의 관점에서 충분히 탄력적인 방법으로 그것은 인쇄 회로 기판에 연결된다. 스프링 접촉 어셈블리는 두 개 혹은 그 이상의 스프링 텅(spring tongue) 또는 탄성 텅 형태, 바람직하게는 특히 각각 쌍으로 서로 반대편에 배열되는 두 개의 형태로 구현될 수 있다. 게다가, 홀딩 어셈블리는 설치될 때 바람직하게는 인쇄 회로 기판을 가로지르지 않으나 적어도 하나의 리세스 내에서만 확장한다. 이 점에 있어서, 홀딩 어셈블리가 인쇄 회로 기판의 반대 면으로의 거리의 기껏해야 반인, 인쇄 회로 기판의 상부 영역 내에서만 확장하는 것이 예상된다. 실장 상태에서, 접촉 소자에 반대편에 위치하는 인쇄 회로 기판의 면은 따라서 빈 상태로 남으며 다른 부품들에 의해 사용될 수 있다. 홀딩 어셈블리는 리세스의 벽과 접촉할 수 있는 비드(bead) 또는 돌출 소자(protruding element)를 포함할 수 있다. 한편으로는, 홀딩 어셈블리를 리세스 내로 삽입하기 위하여 필요한 힘은 따라서 변함없이 유지된다. 다른 한편으로는, 비드가 특히 홀딩 어셈블리 및 리세스의 벽 사이의 특히 견고한 접촉을 제공한다. 적어도 하나의 홀딩 어셈블리는 접촉 바디 또는 접촉 바디의 입체적 방향과 관련하여 스프링 접촉 어셈블리의 반대편에 위치될 수 있다. 이는 스프링 접촉 어셈블리가 카운터 접촉 어셈블리에 의해 기계적으로 부하될 때 비틀림 또는 틸팅(tilting)에 대한 접촉 소자의 안정성을 증가시킨다. 만일 접촉 소자가 실장 상태에서 인쇄 회로 기판의 상부 면상에 배열되는 땜납 표면을 거쳐 인쇄 회로 기판에 독점적으로 땜납될 수 있으면 이는 편리하다. 특히 홀딩 어셈블리가 인쇄 회로 기판에 땜납되지 않고 땜납은 단지 적어도 하나의 땜납 표면을 거쳐 실행되는 것이 바람직하다. 실장 상태에서, 적어도 하나의 땜납 표면이 인쇄 회로 기판의 표면과 평행하게 지향될 수 있다. 만일 모든 땜납 표면이 표면과 평행하게 지향되면 이는 특히 편리하다. 안정적이고 신뢰할만한 표면 땜납 조인트는 따라서 재용융 땜납 과정에 의해 생산될 수 있다. 접촉 소자는 특히 전력 전자 또는 차량의 모터의 제어 분야에서의 사용에 적합하다.
만일 홀딩 어셈블리가 핀 어셈블리면 특히 바람직하다. 그러한 어셈블리는 구성에 의해 생산하는 것이 간단하고 좋은 유지를 제공한다. 핀 어셈블리는 하나 혹은 그 이상의 핀을 포함할 수 있다. 바람직하게는 핀 어셈블리는 두 개의 핀을 포함한다. 하나 이상의 핀이 존재하는 경우에 있어서, 인쇄 회로 기판의 각각의 리세스에 수용하기 위하여, 각각 하나의 핀이 제공되는 것이 특히 편리하다. 따라서, 특히 인쇄 회로 기판상의 특히 나은 비틀림 방지가 달성될 수 있다. 만일 각각의 핀이 인쇄 회로 기판의 반대 면을 가리키는 핀의 단에 제공될 수 있는, 비드를 갖는다면, 이는 특히 바람직하다. 실장 상태에서 핀에 인쇄 회로 기판 내로 혹은 인쇄 회로 기판의 리세스의 내부 벽 내로 눌려지는 모서리들이 제공되는 것이 또한 예상될 수 있다. 이 경우에 있어서 만일 핀이 똑바로 형성되면 이는 특히 편리하다. 핀은 특히 그것의 하부 단 영역에 모서리를, 바람직하게는 사각형 또는 직사각형을 형성할 수 있는 네 개의 모서리를 갖는다. 특히, 만일 리세스가 실질적으로 둥근 단면을 가지며 사각형 또는 직사각형의 대각선이 리세스의 직경보다 길면, 핀은 따라서 리세스의 내부 벽을 누르며 따라서 확실한 유지를 제공한다. 만일 핀이 핀을 리세스 내로 도입하는 것을 가능하게 하기 위하여, 리세스의 내부 벽을 누르기 위하여 제공되는 모서리 아래에 끝이 가늘어지는(tapered) 구조를 갖는다면 이는 바람직하다. 이러한 방법으로 하나 이상의 핀이 디자인될 수 있다.
하나 이상의 핀이 사용되는 변형은 핀들이 접촉 바디 또는 접촉 바디의 입체적 방향과 관련하여 서로 반대편에 배열되는 것을 예상한다. 따라서 홀딩 어셈블리의 안정화에 기여하는, 긴 레버 암(lever arm)이 핀에 의해 정의된다.
게다가, 핀 어셈블리는 접촉 바디와 관련하여 스프링 접촉 어셈블리 반대편에 배열되는 적어도 하나의 핀을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 적어도 하나의 홀딩 어셈블리가 실질적으로 적어도 하나의 땜납 표면에 직각으로 지향되는 것이 예상된다. 실장 상태에서, 적어도 하나의 땜납 표면 및 적어도 하나의 홀딩 어셈블리는 따라서 접촉 어셈블리의 비틀림 및 틸팅에 대한 방지를 제공하기 위하여 특히 잘 협력한다.
만일 접촉 소자가 적어도 두 개의 땜납 표면을 포함하면 이는 특히 바람직하다. 이러한 상황에서, 두 개의 땜납 표면은 접촉 바디 또는 접촉 바디의 입체적 방향과 관련하여 서로 반대편에 배열될 수 있다. 특히 안정적인 땜납 연결은 하나 이상의 땜납 표면을 제공함으로써 달성될 수 있다. 또한 하나 혹은 그 이상의 접촉 플레이트(contact plate)가 접촉 바디로부터 확장하는 것이 예상될 수 있다. 그러한 접촉 플레이트에서 실장에서 인쇄 회로 기판의 상부 면과 마주보는 접촉 플레이트의 그러한 면상에서 확장하는 땜납 표면이 제공될 수 있다. 이 경우에 있어서, 땜납 표면은 바람직하게는 인쇄 회로 기판의 표면과 평행하게 지향된다. 바람직하게는, 접촉 바디와 관련하여 반대 면 상에 직각으로 접촉 바디와 멀리 떨어져 확장하며 인쇄 회로 기판의 표면을 마주보는 그것들의 면에서 땜납 표면을 갖는 두 개의 땜납 플레이트가 제공된다. 대안으로서, 최대 크기의 땜납 표면을 제공하기 위하여 접촉 플레이트가 접촉 바디를 완전히 둘러싸는 것이 예상될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 세 개의 접촉 플레이트가 제공될 수 있는데, 바람직하게는 이들 중 하나는 접촉 바디의 일 면상에 배열되며 다른 두 개는 접촉 바디의 반대 면상에 배열된다. 접촉 플레이트들은 크기가 다른 땜납 표면을 가질 수 있다. 접촉 소자는 따라서 인쇄 회로 기판상의 주어진 접촉 부위 어셈블리에 적용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 개발에 따라, 간결하고 그럼에도 불구하고 안정적인 어셈블리를 달성하기 위하여 스프링 접촉 어셈블리에 의해 접촉 바디가 제공된다.
스프링 접촉 어셈블리 및 접촉 바디는 일체형(single piece)으로 형성될 수 있다. 홀딩 어셈블리, 특히 하나 혹은 그 이상의 핀, 및 접촉 바디는 또한 일체형으로 형성될 수 있다. 접촉 소자는 따라서 특히 쉽게 생산될 수 있다. 접촉 소자는 바람직하게는 금속 합금의 시트와 같은 종래의 전도성 재료로 만들어진다. 스프링 접촉 어셈블리는 예를 들면, 그러한 시트로부터 쉽게 생산될 수 있다. 접촉 플레이트는 또한 금속 시트로부터 쉽게 휘어진다. 접촉 어셈블리의 다른 표면들뿐만 아니라 카운터 접촉 어셈블리를 접촉하기 위하여 제공되는 표면들은 예를 들면, 전기 전도성을 방지하거나 또는 향상시키기 위하여, 귀금속 또는 크롬(chrome)과 같은 추가적인 재료로 코팅될 수 있다.
본 발명에 따라 스프링 접촉 어셈블리를 갖는 접촉 어셈블리를 포함하는 인쇄 회로 기판이 더 제공되는데, 상기 접촉 어셈블리는 재용융 땜납 과정을 거쳐 인쇄 회로 기판에 부착하며 접촉 소자의 적어도 하나의 홀딩 어셈블리를 수용하기 위하여 적어도 하나의 리세스가 인쇄 회로 기판 내에 제공된다. 접촉 소자는 특히 위에서 설명된 접촉 어셈블리들의 하나일 수 있다.
게다가, 본 발명에 따라 스프링 접촉 어셈블리를 갖는 접촉 소자를 인쇄 회로 기판에 부착하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 땜납 페이스트에 의해 접촉 소자의 적어도 하나의 땜납 표면이 인쇄 회로 기판에서 유지되고 접촉 소자의 적어도 하나의 홀딩 어셈블리가 인쇄 회로 기판의 적어도 하나의 리세스 내에 삽입되도록 하기 위하여 인쇄 회로 기판상에 접촉 소자를 배열하는 단계를 포함한다. 게다가, 접촉 소자의 적어도 하나의 땜납 표면을 인쇄 회로 기판에 땜납하기 위하여 재용융 땜납 과정을 갖는 단계가 실행된다. 접촉 소자는 특히 위에서 설명된 접촉 소자들 중의 하나일 수 있다. 이러한 방법에 의해, 표면 실장 기술에 의해 인쇄 회로 기판상에 부착된 접촉 소자의 안정적인 부착이 달성될 수 있다. 접촉 소자는 따라서 또한 카운터 접촉 어셈블리로의 연결에 의해 가해진 기계력(mechanical force)을 흡수할 수 있다. 동시에, 인쇄 회로 기판의 반대 면은 또 다른 전기 혹은 전자 부품과의 실장을 위하여 빈 상태로 남는다. 만일 접촉 소자가 재용융 땜납 과정을 거쳐 인쇄 회로 기판에 독점적으로 땜납되고 더 이상 어떤 과정도 실행되지 않으면 그것은 바람직한 것으로 고려된다. 만일 땜납 조인트가 인쇄 회로 기판의 표면에 평행하게 지향되는 하나의 땜납 표면을 거치거나 또는 인쇄 회로 기판의 표면에 평행하게 지향되는 몇몇의 땜납 표면을 거쳐 실행되면 그것은 특히 바람직하다. 그러한 땜납 조인트들은 쉽게 제어되고 재용융 땜납 과정으로 수월하게 생산될 수 있다. 이를 위하여, 땜납 표면은 접촉 소자를 위치시킬 때 그에 알맞게 지향된다.
본 발명은 이제 첨부하는 도면들을 참조하여 바람직한 실시 예들에 의해 설명될 것이다:
도 1은 접촉 소자를 도시한다;
도 2a 및 2b는 접촉 소자의 도면을 개략적으로 도시한다;
도 3a 및 3b는 도 2a 및 2b의 접촉 소자의 또 다른 도면을 개략적으로 도시한다;
도 4는 모터의 접촉 탭을 수용하는 접촉 소자의 도면을 개략적으로 도시한다;
도 5는 두 개의 핀을 갖는 접촉 소자의 단면을 도시한다;
도 6은 접촉 소자를 인쇄 회로 기판에 부착하기 위한 방법의 플로차트를 도시한다; 및
도 7은 인쇄 회로 기판상에 배열되는 접촉 소자의 도면을 도시한다.
다음의 도면들의 설명에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 부품으로 지정한다.
도 1은 접촉 소자(10)를 개략적으로 도시한다. 접촉 소자(10)는 스프링 접촉 어셈블리(13)가 연결되는 접촉 바디(12)를 포함하는데, 본 실시 예에서는 네 개의 접촉 스프링 또는 접촉 텅(14)을 포함한다. 접촉 스프링(14)들은 부하될 때 그것들의 레스트 위치(rest position)로 다시 이동하기 쉽도록 구성된다. 접촉 스프링(14)의 두 개가 각각 서로 반대편에 배열된다. 각각의 접촉 스프링(14)은 접촉 표면(16)을 갖는다. 접촉 스프링(14)은 인쇄 회로 기판에 실장된 상태에서, 접촉 소자가 또 다른 전기 또는 전자 부품에 연결될 때, 예를 들면, 접촉 핀 또는 접촉 탭과 같은 카운터 접촉을 수용하도록 의도된다. 이 경우에 있어서, 카운터 접촉 어셈블리는 접촉 패드(16) 및 카운터 접촉 어셈블리 사이에 전기 전도성 및 기계적 접촉이 존재하는 것과 같이 접촉 스프링들(14) 사이에서 탄력적으로 수용된다. 카운터 접촉을 위한 공간을 제공하고 특히, 수용될 때 카운터 접촉이 인쇄 회로 기판을 직접 치며 그것을 손상시키는 것을 방지하기 위하여, 접촉 바디(12)의 내부로 정의되는 수용 공간(reception space, 18) 및 접촉 스프링들(14)이 제공된다. 서로 다르게 디자인되고 카운터 접촉 또는 카운터 접촉 어셈블리를 수용하기에 적합한 스프링 접촉 어셈블리(13)를 사용하는 것이 또한 가능하다. 특히, 네 개의 접촉 스프링(14)을 사용하는 것이 반드시 필요하지는 않다. 예를 들면, 요구사항에 따라, 단지 두 개의 접촉 스프링(14)만이 사용될 수 있다. 나아가 접촉 바디(12)에 두 개의 접촉 플레이트(20)가 제공된다. 접촉 플레이트들(20)은 접촉 바디(12)에 연결되며 후자로부터 대략 직각으로 확장한다. 본 실시 예에서, 접촉 플레이트(20)는 접촉 바디(12)가 만들어지는 금속판으로부터 구부러진다. 접촉 플레이트(20)의 하부 면상에, 땜납 표면이 제공된, 실장 상태에서, 각각의 땜납 표면은 실질적으로 인쇄 회로 기판의 표면에 평행하게, 특히 접촉 플레이트를 접촉하기 위하여 제공되는 접촉 부위와 평행하게 지향된다. 두 개의 접촉 플레이트는 최적 유지를 제공하기 위하여 접촉 바디(12)와 관련하여 서로 반대된다. 바람직하게는, 접촉 플레이트(20)는 접촉 소자(10)가 인쇄 회로 기판상에 배열될 때 땜납 페이스트를 수용하기에 적합한 중간 공간이 인쇄 회로 기판 및 접촉 플레이트(20)의 땜납 표면 사이에 형성되는 것과 같이 형성된다. 또한, 도면에서는 단지 하나만이 도시된 핀들(22)이 접촉 바디(12)에 연결된다. 두 번째 핀(22)은 접촉 바디(12)와 관련하여 반대 면상에 위치하며 도시된 핀(22)과 상응하는 방법으로 형성된다. 핀들(22)은 인쇄 회로 기판의 상응하는 리세스 내로 삽입되고 그 안에 수용되도록 의도된다. 핀들(22)은 각각 인쇄 회로 기판의 반대 면에 확장하지 않으나, 기껏해야 인쇄 회로 기판을 가로지르는 리세스의 모서리로 확장하는데, 상기 모서리는 인쇄 회로 기판의 반대 면에 존재한다. 핀들(22)을 땜납 연결을 거쳐 인쇄 회로 기판에 땜납하려는 의도는 아니다. 오히려, 핀들(22)은 접촉 소자(10)를 비틀림 또는 틸팅에 대하여 안정화하기 위하여 핀들을 수용하는 인쇄 회로 기판 내의 리세스의 내부 벽에 기계적 접촉을 달성하도록 의도된다.
도 2a 및 2b는 또 다른 접촉 소자(10)의 도면을 도시한다. 도 2a에서, 접촉 소자(10)는 전체 세 개의 접촉 플레이트(20)를 포함하는 것을 알 수 있다. 이러한 접촉 플레이트들(20) 중 두 개는 접촉 바디(12)와 관련하여 세 번째의 반대편에 배열된다. 게다가, 본 실시 예에서, 접촉 바디(12)는 두 개의 접촉 플레이트(20)를 갖는 면상에서 그것의 주변과 관련하여 닫히지 않는다. 이러한 방법으로 디자인된 접촉 소자(10)는 특히 금속판으로부터 쉽게 생산될 수 있다. 도 2b는 카운터 접촉으로서 접촉 탭(100)을 탄력적으로 수용하는 도 2a의 접촉 소자(10)의 단면을 도시한다. 접촉 탭(100)은 접촉 플레이트(20) 또는 도시되지 않은 인쇄 회로 기판의 레벨에 돌출함이 없이 수용 공간(18) 내에서 확장한다. 접촉 탭(100)의 수용에 기인하여, 접촉 스프링(14)은 그것들의 레스트 위치 외부로 약간 밀려나간다. 스프링력(spring force)은 접촉 스프링(14)의 접촉 패드(16)를 접촉 탭(100)과의 밀접한 전기 전도성 접촉을 하게 한다.
도 3a 및 3b는 도 2a 및 2b와 비교되는 접촉 소자(10)의 도면을 도시한다. 도 3a에서, 접촉 스프링(14)의 접촉 패드(16)가 레스트 위치에서 서로 접촉하지 않도록 하기 위하여 반대편의 접촉 스프링들(14) 사이에 짧은 거리(F)가 제공된다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 접촉 탭(100)과 같은 카운터 접촉의 수용이 가능할 수 있다. 특히, 카운터 접촉을 수용할 때 스프링 접촉 어셈블리(13)가 기계적으로 과부하되지 않는다. 도 3b는 접촉 탭(100)이 도시되지 않은 도 2b와 상응하는 단면도이다. 도시된 접촉 스프링들(14)은 실질적으로 선형의 스프링력 도메인(domain)을 남기지 않고 반대편의 접촉 스프링(14)과 멀리 떨어진 방향으로 그것들이 그것들의 레스트 위치로부터 거리 A까지 옮겨질 수 있는 것과 같이 디자인된다. 수용되려는 카운터 접촉, 예상되는 부하, 및 전도성 연결의 원하는 품질의 종류를 고려할 때, 이는 스프링 특성의 적절한 선택에 의해 달성될 수 있다. 특히, 너무 약하거나 탄력적인 스프링에 기인하는 접촉 스프링들 및 카운터 접촉 사이의 전기적 접촉의 급격한 파열이 방지되어야 한다. 예를 들면, A는 모터 제어에서 사용되는 것과 같은 접촉 탭(100)을 위하여 0.3㎜일 수 있다.
도 4는 모터의 접촉 탭(100)을 수용하는 접촉 소자(10)의 도면을 개략적으로 도시한다. 접촉 탭(100)은 모터로부터 단단하게 돌출하며 모터 내에서 사용되며 여기서는 도시되지 않은 전기 및/또는 전자 부품들을 접촉하기 위한 선택을 나타낸다. 인쇄 회로 기판(120)상에 실장된 상태에서 접촉 소자(10)가 여기에 도시된다. 재용융 땜납 과정을 거쳐 인쇄 회로 기판(120)의 상응하는 접촉 스프링에 땜납 플레이트들(20)이 땜납된다. 핀(22, 여기서는 감춰짐)이 수용되는 리세스(130)가 도시된다. 스프링 접촉 어셈블리(13) 내로 접촉 탭(100)을 도입하는 것을 가능하게 하는 접촉 팁(110)이 접촉 탭(100)에 제공된다. 접촉 소자(10)의 사용을 위하여 적합할 수 있는 치수(㎜ 단위로)가 표시된다. 인쇄 회로 기판(120)으로부터 접촉 스프링(14)의 팁까지 접촉 소자의 치수는 따라서 8.4㎜일 수 있다. 접촉 탭(100)의 길이는 7㎜이다. 접촉 팁(110)으로부터 접촉 패드(16)까지 접촉 탭의 침투 깊이(ingression depth)는 2.2㎜이며 따라서 수용 공간(18)에서 접촉 탭(100)의 이동을 보상하기 위하여 이용할 수 있는 충분한 공간이 남는다. 이러한 숫자 값은 일례로서 고려되며 적용에 따라 다를 수 있다. 보이는 것과 같이, 인쇄 회로 기판은 따라서 만일 몇몇의 접촉 탭(100) 및 몇몇의 관련 접촉 소자(100)가 사용되면, 전기 연결을 위하여 케이블을 사용할 필요 없이, 직접 모터 상에 플러그될 수 있다. 그러한 구성은 물론, 모터에만 한정되지 않는다.
도 5는 도 1에 도시된 접촉 소자(10)의 또 다른 도면을 도시한다. 본 도면은 두 개의 핀(22)에 의해 뚜렷이 나타나는 평면을 가른 것과 상응한다. 접촉 바디(12)와 관련하여 서로 반대인 두 개의 핀의 일부가 도시될 수 있다. 실장 상태에서, 각각의 핀(22)은 예를 들면, 인쇄 회로 기판(120)의 통로 홀과 같이 관련 리세스(130) 내로 수용된다. 접촉 소자의 실장 상태에서 핀(22)이 수용되는 인쇄 회로 기판(120)의 리세스의 벽과 접촉하는 것과 같이 비드(24)가 형성된다.
도 6은 스프링 접촉 어셈블리(13)를 갖는 접촉 소자(10)를 인쇄 회로 기판(10)에 접촉하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다.
첫 번째 단계(S10)에서, 인쇄 회로 기판(120)의 접촉 부위들이 땜납 페이스트로 덮인다. 땜납 페이스트는 재용융 땜납 과정에서 사용된 것과 같은 종래의 땜납 페이스트로서 사용될 수 있다. 대안으로서, 땜납 페이스트는 접촉 부위뿐만 아니라, 접촉 소자(10)의 땜납 표면에도 적용될 수 있다. S20 단계에서, 접촉 소자(10)는 인쇄 회로 기판(120) 상에 배열된다. 그렇게 함으로써, 접촉 소자(10)의 땜납 표면들이 인쇄 회로 기판(120)의 상응하는 접촉 부위들 상에 배열되며 접촉 소자(10)의 핀들(22)이 인쇄 회로 기판(120)의 상응하는 리세스들(130) 내로 삽입된다. 삽입된 상태에서, 핀들(22)은 비록 리세스들(130)이 통로 홀이더라도, 인쇄 회로 기판(120)의 반대 면상에 돌출하지 않는다. 접촉 소자(10)는 땜납 페이스트때문에 인쇄 회로 기판(120)을 붙인다. 핀들(22)은 접촉 소자(10)의 비틀림을 방지한다.
S30 단계에서, 인쇄 회로 기판(120)은 알려진 방법으로 재용융 땜납 과정을 받는데, 이때 접촉 소자(10)의 땜납 표면이 인쇄 회로 기판(120)에 땜납된다. 이러한 과정 동안에, 땜납 페이스트에 포함된 땜납제가 액화되는데, 이는 접촉 소자(10)가 뜨도록 야기할 수 있다. 그러나, 이 경우에서조차도, 핀들(22)은 접촉 소자(10)가 위치에서 벗어나는 것을 방지한다. 땜납제가 냉각된 후에, 인쇄 회로 기판(120)의 접촉 부위 및 접촉 소자(10)의 땜납 표면들 사이의 고체의 표면 땜납 연결이 획득된다.
도 7은 인쇄 회로 기판(120)상에 배열되는 접촉 소자(10)의 도면을 도시한다. 접촉 플레이드들(20)의 땜납 표면은 인쇄 회로 기판(120)의 상부 면상의 접촉 부위(도시되지 않음) 상에 배열된다. 본 발명의 경우에 있어서 리세스(130)는 인쇄 회로 기판(120)을 가로지르는 홀이다. 핀(22)의 이러한 하부 단은 끝이 가늘어지는 핀 팁(26)의 형태로 형성된다. 핀 팁(26)의 상부 단, 즉, 인쇄 회로 기판(120)의 상부 면과 관련된 단에서, 핀(22)은 리세스(130)의 내부 벽 내로 눌려진 모서리들을 갖는다. 이러한 변형에서, 핀(22)에 비드는 전혀 제공되지 않는다.
본 발명의 상세한 설명, 도면들, 및 청구항들에 개시된 특징들은 본 발명을 실행하기 위하여 개별적으로 또는 조합으로 모두 중요하다.
10 : 접촉 소자
12 : 접촉 바디
13 : 스프링 접촉 어셈블리
14 : 접촉 스프링
16 : 접촉 패드
18 : 수용 공간
20 : 접촉 플레이트
22 : 핀
24 : 비드
26 : 핀 팁
100 : 접촉 탭
110 : 접촉 팁
120 : 인쇄 회로 기판
130 : 리세스

Claims (10)

  1. 재용융 땜납 과정으로 인쇄 회로 기판(120)에 부착하려는 접촉 소자(10)에 있어서,
    접촉 바디(12);
    재용융 땜납 과정으로 상기 인쇄 회로 기판(120)에 땜납하기 위하여, 상기 접촉 바디(12)에 연결되는 적어도 하나의 땜납 표면;
    카운터 접촉 어셈블리의 탄력적 수용을 위하여, 상기 접촉 바디(12)에 연결되는 적어도 하나의 스프링 접촉 어셈블리(13); 및
    상기 인쇄 회로 기판(120) 내의 리세스(130)에서의 수용을 위하여, 상기 접촉 바디(12)에 연결되는 적어도 하나의 홀딩 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 소자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 홀딩 어셈블리는 바람직하게는 두 개의 핀을 갖는 핀 어셈블리인 것을 특징으로 하는 접촉 소자.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 핀들은 상기 접촉 바디(12)와 관련하여 서로 반대편에 배열되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자.
  4. 제 2항 혹은 3항에 있어서, 상기 핀 어셈블리는 적어도 하나의 핀(22)을 포함하며 상기 적어도 하나의 핀(22)은 상기 접촉 바디(12)와 관련하여 상기 스프링 접촉 어셈블리(13)의 반대편에 배열되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀딩 어셈블리는 실질적으로 적어도 하나의 땜납 표면에 직각으로 지향되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 소자(10)는 바람직하게는 상기 접촉 바디(12)와 관련하여 서로 반대편에 배열되는 적어도 두 개의 땜납 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 소자.
  7. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 바디(12)는 상기 스프링 접촉 어셈블리(13)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자.
  8. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 접촉 어셈블리(13) 및 상기 접촉 바디(12)는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 소자.
  9. 스프링 접촉 어셈블리(13)를 갖는 접촉 소자(10)를 가지며, 상기 접촉 소자(10)는 재용융 땜납 과정을 거쳐 인쇄 회로 기판(120)에 부착하며 상기 접촉 소자(10)의 홀딩 어셈블리를 수용하기 위하여 인쇄 회로 기판(120) 내에 적어도 하나의 리세스(130)가 제공되는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
  10. 접촉 소자(10)의 적어도 하나의 땜납 표면이 땜납 페이스트에 의해 인쇄 회로 기판(120)에서 유지되고 상기 접촉 소자(10)의 적어도 하나의 홀딩 어셈블리가 상기 인쇄 회로 기판(120)의 적어도 하나의 리세스(130) 내로 삽입되는 것과 같이 인쇄 회로 기판(120)상에 접촉 소자(10)를 배열하는 단계(S20); 및
    접촉 소자(10)의 적어도 하나의 땜납 표면을 인쇄 회로 기판(120)에 땜납하기 위하여 재용융 땜납 과정(S30)을 실행하는 단계;를 포함하는 스프링 접촉 어셈블리(13)를 갖는 접촉 소자(10)를 인쇄 회로 기판(120)에 부착하기 위한 방법.
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