KR20150048230A - 헤더 커넥터 - Google Patents

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KR20150048230A KR1020157007994A KR20157007994A KR20150048230A KR 20150048230 A KR20150048230 A KR 20150048230A KR 1020157007994 A KR1020157007994 A KR 1020157007994A KR 20157007994 A KR20157007994 A KR 20157007994A KR 20150048230 A KR20150048230 A KR 20150048230A
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존 마크 마이어
헐리 체스터 몰
주니어 다니엘 윌리엄스 프라이
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타이코 일렉트로닉스 코포레이션
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Abstract

헤더 커넥터(100)는 회로 기판(102)의 탑재 표면에 탑재되도록 구성되는 하우징(104) 및 이 하우징에 의해 유지되는 헤더 컨택트들(106)을 포함한다. 헤더 컨택트들(106)은 합치부들 및 탑재부들을 갖는다. 탑재부들은 회로 기판 상의 대응하는 패드들에 표면 탑재되도록 구성된다. 스프링 클립(120)이 하우징(104)에 결합된다. 스프링 클립(120)은 회로 기판의 탑재 표면(110)과 대향하는 회로 기판의 하측면(128)과 맞물리도록 회로 기판(102)을 통해 연장되는 스프링 핑거(124)를 갖는다. 스프링 클립(120)은 하우징(104) 및 헤더 컨택트들(106)을 탑재 표면(110)을 향해서 끌어당긴다.

Description

헤더 커넥터{HEADER CONNECTOR}
본 명세서에서의 주제는 일반적으로 플러그 커넥터들과의 맞물림을 합치(mating)하기 위한 표면 탑재 헤더 커넥터들에 관한 것이다.
커넥터 시스템들은 통상적으로 커넥터 어셈블리를 형성하도록 대응하는 리셉터클(receptacle) 커넥터들과 합치된 플러그 커넥터들을 포함한다. 예를 들면, 자동차 배선 시스템들은 통상적으로 이러한 전기 커넥터들을 포함한다. 플러그 커넥터는 헤더 커넥터의 슈라우드(shroud)에 합치된다. 헤더 커넥터는 차례로 컨택트 인터페이스를 따라 회로 기판 상에 탑재된다. 적어도 일부 알려진 리셉터클 커넥터들은 직각 리셉터클 커넥터들이고, 여기서 플러그 커넥터가 헤더 커넥터와 회로 기판 사이의 컨택트 인터페이스에 평행한 방향으로 합치된다. 플러그 어셈블리 및 헤더 어셈블리 각각은 통상적으로 다수의 전기 컨택트를 포함하며, 헤더 어셈블리 내의 컨택트들은 헤더 어셈블리 및 플러그 어셈블리가 맞물려 있을 때에 플러그 어셈블리 내의 각각의 컨택트에 전기적으로 그리고 기계적으로 접속된다.
표면 탑재 헤더 커넥터들은 스루홀(through-hole) 탑재형 헤더 커넥터들을 넘어서 다수의 이점을 제공한다. 제공 비용 및 프로세스 이점들 이외에, 표면 탑재는 헤더 커넥터을 위한 풋프린트를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 회로 기판 상의 가치 있는 공간을 절감하거나 회로 기판의 크기 감소를 가능하게 한다. 헤더 커넥터가 회로 기판에 표면 탑재되었을 때, 땜납 테일(solder tail)들이 회로 기판에 표면 탑재하기 위한 경사 방식(angled manner)으로 헤더 커넥터의 일측면으로부터 연장된다. 다수의 컨택트들은 헤더 커넥터의 회로 기판으로의 표면 탑재 중의 설치 문제점들 뿐만 아니라, 헤더 커넥터를 제조함에 있어서 제조 및 조립 문제들도 보인다.
예를 들면, 헤더 커넥터의 땜납 테일들이 회로 기판의 평면에 탑재하기 위해 서로 동일 평면(coplanar)인 표면 탑재가 바람직하다. 그러나, 다수의 컨택트에 걸친 제조 공차 때문에, 다수의 컨택트와의 동일 평면성을 달성하는 것이 어렵다. 때로는 추가적인 땜납 페이스트가 헤더 커넥터의 조립 중에 컨택트들의 공차 또는 컨택트들의 오정렬을 보상하기 위해서 사용된다. 특히 컨택트들 간에 기밀한 피치를 갖는 시스템들 상에서 추가적인 땜납 페이스트의 사용은 누출로 인해 가교 또는 전기적 단락을 야기할 수 있기 때문에 문제점이 있다. 또한, 대다수의 헤더 커넥터에 걸쳐서, 헤더 커넥터 당 땜납 페이스트의 증가량에 대한 증가 비용이 상당할 수 있으며, 회로 기판의 평면에 대한 컨택트들의 비평면성이 헤더 커넥터의 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있다. 땜납 테일들의 비평면성의 정도에 따라서, 일부의 컨택트가 회로 기판에 약하게 접속될 수 있거나 전혀 접속될 수 없고, 어느 쪽이든 바람직하지도 않고 받아들일 수 없는 결과이다.
이러한 문제점들은 컨택트들이 동일 평면성을 달성하는 신뢰성 있는 방식으로 회로 기판에 탑재될 수 있는 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 헤더 커넥터에 의해 해결된다. 헤더 커넥터는 회로 기판의 탑재 표면에 탑재되도록 구성된 하우징 및 이 하우징에 의해 유지되는 헤더 컨택트들을 포함한다. 헤더 컨택트들은 합치부들 및 탑재부들을 갖는다. 탑재부들은 회로 기판 상의 대응하는 패드들에 표면 탑재되도록 구성된다. 스프링 클립이 하우징에 결합된다. 스프링 클립은 회로 기판의 탑재 표면과 대향하는 회로 기판의 하측면과 맞물리도록 회로 기판을 통해서 연장되는 스프링 핑거(spring finger)를 갖는다. 스프링 클립은 하우징 및 헤더 컨택트들을 탑재 표면을 향해서 끌어당긴다.
이제 첨부된 도면들을 참조하여 예에 의해 본 발명을 설명할 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따라 형성된 헤더 커넥터의 후방 투시도.
도 2는 헤더 커넥터의 하부 투시도.
도 3은 헤더 커넥터용 헤더 컨택트의 측면도.
도 4는 헤더 커넥터용 스프링 클립을 도시하는 도면.
도 5는 헤더 커넥터의 단면도.
도 6은 회로 기판에 탑재된 헤더 커넥터의 측단면도.
도 7은 헤더 커넥터의 일부분의 단면도.
도 8은 회로 기판에 탑재되고 있는 헤더 커넥터의 단면도.
도 9는 회로 기판에 탑재된 헤더 커넥터의 단면도.
도 10은 예시적인 실시예에 따라 형성된 헤더 커넥터의 전방 투시도.
도 11은 헤더 커넥터의 단면도.
도 12는 헤더 커넥터의 일부분의 단면도.
도 13은 헤더 커넥터에 인접하는 회로 기판에 탑재된 헤더 커넥터를 나타내는 시스템의 정면도.
도 14는 회로 기판에 탑재된 헤더 커넥터들을 나타내는 시스템의 정면도.
도 1은 예시적인 실시예에 따라 형성된 헤더 커넥터(100)의 후방 투시도이다. 헤더 커넥터(100)는 회로 기판(102)에 탑재된다. 헤더 커넥터(100)는 대응하는 플러그 커넥터(도시하지 않음)와 합치하도록 구성된다. 헤더 커넥터(100)는 합치 중에 플러그 커넥터를 수용한다. 헤더 커넥터(100)는 예시적인 실시예에서, 자동차 배선 시스템의 일부로서 사용될 수 있다. 헤더 커넥터(100)는 대안적인 실시예들에서의 다른 응용들에서 사용될 수 있다.
헤더 커넥터(100)는 회로 기판(102)의 탑재 표면(110) 상의 대응하는 패드들(108)에 표면 탑재되도록 구성된 복수의 헤더 컨택트(106)를 유지하는 하우징(104)을 포함한다. 조립 중에, 헤더 커넥터(100)는 일반적으로 그의 전방 에지(112)에 근접한 회로 기판(102)의 탑재 표면(110)에 탑재된다. 선택적으로, 헤더 커넥터(100)의 일부분은 전방 에지(112) 위로 돌출할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 하우징(104)은 스프링 클립들(120)을 사용하여 회로 기판(102)에 고착된다. 스프링 클립들(120)은 예를 들어 회로 기판(102)의 탑재 표면(110) 상의 대응하는 땜납 패드들(122)에서, 회로 기판(102)에 표면 탑재되는 부분들을 갖는다. 예시적인 실시예에서, 스프링 클립들(120)은 회로 기판(102) 내의 개구들(126)을 통해 연장되는 스프링 핑거들(124)을 포함한다. 스프링 핑거들(124)은 헤더 커넥터(100)를 회로 기판(102)에 고착하도록 회로 기판(102)과 맞물린다. 예시적인 실시예에서, 스프링 핑거들(124)은 회로 기판(102)의 하측면(128)과 맞물리고 하측면(128)에 대하여 가압해서 하우징(104) 및 헤더 컨택트들(106)을 탑재 표면(110)을 향해서 끌어당긴다. 스프링 핑거들(124)은 하측면(128)과 맞물리도록 회로 기판(102)을 통해 전체적으로 연장된다. 스프링 클립들(120)의 스프링 힘은 하우징(104) 및 헤더 컨택트들(106)을 탑재 표면(110)에 대하여 가압한다.
스프링 클립들(120)은 이 스프링 클립들(120)을 땜납 패드들(122)에 납땜하고 헤더 컨택트들(106)을 대응하는 패드들(108)에 납땜하기 전에 회로 기판(102) 상에 처음에 위치시키고 유지하는데 사용될 수 있다. 납땜 접속들은, 스프링 클립들(120)에 의해 이루어지는 회로 기판(102)과의 임시적인 스프링 바이어싱 접속보다도 헤더 커넥터(100)와 회로 기판(102) 간의 보다 영구적이고 강한 기계적인 접속을 이루게 한다.
예시적인 실시예에서, 헤더 컨택트들(106)은 스프링 클립들(120)에 의해 패드들(108)에 납땜하기 위해서 동일 평면 배열로 유지된다. 예를 들면, 스프링 클립들(120)은 탑재 표면(110)에 대하여 하우징(104) 및 헤더 컨택트들(106)을 끌어당길 수 있고, 헤더 컨택트들(106)을 패드들(108)에 납땜하기 전에 패드들(108)에 대하여 헤더 컨택트들(106)을 프리로딩(preload)한다. 스프링 클립들(120)에 의해 헤더 커넥터(100) 상에 인가된 스프링 힘은 헤더 컨택트들(106)과 회로 기판(102) 간에 생긴 프리로딩 힘보다도 클 수 있다. 스프링 클립들(120)은 패드들(108)에 대하여 프리로딩된 헤더 컨택트들(106)과 함께, 헤더 커넥터(100)를 제자리에 유지해서, 헤더 컨택트들(106)이 그 후에 패드들(108)에 납땜될 수 있다.
도 2는 헤더 커넥터(100)의 하부 투시도이다. 하우징(104)은 사출 성형 공정과 같은 공지된 공정에 따라 플라스틱과 같은 전기 절연체(즉, 비전도성 재료)로 제조된다. 그러나, 하우징(104)은 대안적으로 당업자가 인정할 수 있는 별도의 피스들로 그리고 다른 재료로 형성될 수 있다.
하우징(104)은 상부(130) 및 일반적으로 상부(130)와 대향하는 하부(132)를 포함한다. 하우징(104)은 전방부(134) 및 일반적으로 전방부(134)와 대향하는 후방부(136)를 포함한다. 하우징(104)은 전방부(134)와 후방부(136) 사이에서 연장되는 대향하는 측부들(138, 140)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 하우징(104)은 일반적으로 박스 형상이지만, 하우징(104)은 다른 형상들 및 대안적인 실시예들을 가질 수 있다. 하우징(104)은 플러그 커넥터(도시하지 않음)를 수용하는 캐비티(142)를 포함한다. 캐비티(142)는 전방부(134)에서 개방되어 플러그 커넥터를 수용한다.
도시된 실시예에서, 하우징(104)은 직각 하우징이고, 여기서 하우징(104)은 하부(132) 및 이에 따라 회로 기판(102)(도 1에 도시됨)에 일반적으로 평행한 방향으로 캐비티(142) 내에 플러그 커넥터를 수용한다. 대안적인 실시예에서, 하우징(104)은 수직 하우징이고, 여기서 플러그 커넥터는 회로 기판(102)에 일반적으로 수직인 방향으로 캐비티(142) 내에 삽입될 수 있다.
하우징(104)은 후방부(136)로부터 후향(rearward)으로 연장되는 탑재 레그들(144, 146)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 탑재 레그들(144, 146)은 하부(132) 근처에 위치한다. 탑재 레그들(144, 146)의 다른 위치들에 대하여 대안적인 실시예들이 가능하다. 탑재 레그들(144, 146)은 각각 측부들(138, 140)에 근접한 하우징(104)으로부터 연장된다.
헤더 컨택트들(106)은 일반적으로 탑재 레그들(144, 146) 사이에서 후방부(136)로부터 연장된다. 헤더 컨택트들(106)은 플러그 커넥터와 합치하기 위해서 캐비티(142) 내로 연장된다.
스프링 클립들(120)은 탑재 레그들(144, 146)의 말단부들에 근접한 탑재 레그들(144, 146)에 결합된다. 스프링 핑거들(124)은 탑재 레그들(144, 146)의 외측면들을 따라 연장된다. 스프링 핑거들(124)은 예를 들어 스프링 클립들(120)을 회로 기판(102)에 결합하기 위해서, 탑재 레그들(144, 146)의 외측면들을 향해서 편향 가능하다.
예시적인 실시예에서, 하우징(104)은 하부(132)로부터 연장되는 스탠드오프(standoff)들(148)을 포함한다. 스탠드오프들(148)은 하우징(104)을 위한 탑재 평면을 규정하는 하면들(150)을 갖는다. 하면들(150)은 서로 동일 평면이다. 하면들(150)은 회로 기판(102)에 대하여 하우징(104)의 위치맞춤을 제어하도록 엄격한 공차로 유지될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 스탠드오프(148)의 위치는 헤더 컨택트들(106) 및 스프링 클립들(120)을 회로 기판(102)에 표면 탑재하기 위해서 헤더 컨택트들(106) 및 스프링 클립들(120)의 위치에 대응한다. 예를 들면, 헤더 컨택트(106) 및 스프링 클립들(120)은 하우징의 탑재 평면을 따라 하면들(150)과 동일 평면으로 유지될 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예에 따라 형성된 헤더 컨택트들(106) 중 하나의 측면도이다. 헤더 컨택트(106)는 합치부(160) 및 탑재부(162)를 포함한다. 합치부(160)는 플러그 커넥터(도시하지 않음)와의 전기 접속을 위해서 하우징(104)(도 1에 도시됨) 내측에 위치하도록 구성된다. 탑재부는 회로 기판(102)(도 1에 도시됨)에 탑재되도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 탑재부(162)는 회로 기판(102)에 표면 탑재하기 위해서 그의 말단부에서 테일(164)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 테일(164)은 회로 기판(102)에 납땜될 수 있다. 테일(164)은 회로 기판(102)에 표면 탑재하기 위해서 만곡될 수 있다.
도 4는 스프링 클립들(120) 중 하나를 도시한다. 스프링 클립(120)은 제1 및 제2 단부(172, 174) 사이에서 연장되는 본체(170)를 포함한다. 단부들(172, 174)은 하우징(104)(도 2에 도시됨) 내에 스프링 클립(120)을 유지하도록 보유 바(retention barb)들을 포함한다. 스프링 클립(120)은 본체(170)로부터 연장되는 헤드(178)를 포함한다. 스프링 핑거(124)는 일반적으로 본체(170)로부터 이격된, 헤드(178)로부터 연장된다. 예시적인 실시예에서, 스프링 핑거(124)는 스프링 핑거가 본체(170)에 평행하지 않도록 본체(170)에 대하여 경사져 있다. 스프링 핑거(124)는 본체(170)를 향해서 편향 가능하며 해제되었을 때에 비평행 각도로 해제 복귀될 수 있다. 이러한 스프링 복귀는 회로 기판(102)(도 1에 도시됨)에 대하여 스프링 핑거(124)를 구동하는데 사용된다.
스프링 클립(120)은 본체(170)의 하부로부터 연장되는 정렬 핀(180)을 포함한다. 정렬 핀(180)은 회로 기판(102)(도 1에 도시됨)에 대하여 스프링 클립(120)을 정렬하는데 사용된다.
예시적인 실시예에서, 본체(170)는 이 본체(170)의 하부를 따라 규정된 어깨부(184)를 따라 표면 탑재 탭(182)을 규정한다. 어깨부(184)는 회로 기판(102)에 대하여 맞닿을 수 있고 대응하는 땜납 패드(122)(도 1에 도시됨)에 납땜될 수 있다. 정렬 핀(180)은 또한 예를 들어 회로 기판(102)의 도금된 비어(plated via) 내에서, 회로 기판(102)에 납땜될 수 있다.
스프링 핑거(124)는 헤더 커넥터(100)(도 1에 도시됨)의 회로 기판(102)으로의 탑재 중에 회로 기판(102)의 대응하는 개구(126)(도 1에 도시됨) 내로 연장하도록 구성되는 팁(tip)(186)을 포함한다. 스프링 핑거(124)는 팁(186)의 말단부에서 램프부(188)를 갖는다. 램프부(188)는 팁(186)의 다른 부분들에 대하여 경사진다. 램프부(188)는 상향 대면 표면(upward facing surface)(190)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 램프부(188)는 팁(186)의 다른 부분에 대하여 대략 45° 각도로 경사진다. 예를 들면, 램프부(188)는 팁(186)에 대하여 대략 30°와 60°사이의 각도로 경사질 수 있다.
도 5는 헤더 커넥터(100)의 단면도이다. 헤더 컨택트(106)는 합치부(160)가 플러그 커넥터(도시하지 않음)와의 맞물림을 합치하기 위해서 캐비티(142) 내로 연장되도록 하우징(104) 내로 로딩된다. 탑재부(162)는 헤더 커넥터(100)의 하부를 향해서 하우징(104)의 후방부(136)로부터 후향으로 연장된다. 예시적인 실시예에서, 테일(164)은 헤더 커넥터(100)의 탑재 평면(192) 아래에 수직으로 위치한다. 탑재 평면(192)은 스탠드오프(148)의 하면(150) 및 표면 탑재 탭(182)의 어깨부(184)에 의해 규정된다. 어깨부(184)는 탑재 평면(192)을 따라 하면(150)과 동일 평면이다. 테일(164)은 헤더 커넥터(100)가 회로 기판(102)(도 1에 도시됨)에 대하여 가압되었을 때에, 헤더 컨택트(106)가 약간 편향될 수 있도록 탑재 평면(192) 아래로 연장되고, 이에 따라 회로 기판(102)에 대하여 헤더 컨택트(106)를 프리로딩한다. 정렬 핀(180) 및 스프링 핑거(124) 양자는 헤더 커넥터(100)가 회로 기판(102)에 탑재되었을 때에 정렬 핀(180) 및 스프링 핑거(124)가 회로 기판(102) 내로 로딩될 수 있도록 탑재 평면(192) 아래로 연장된다. 예시적인 실시예에서, 정렬 핀(180)은 이 정렬 핀(180)이 스프링 핑거(124) 전에 회로 기판(102) 내로 로딩될 수 있도록 스프링 핑거(124)의 팁(186) 아래로 또한 연장된다. 대안적인 실시예에서, 정렬 핀(180)은 별개의 클립 또는 다른 구성요소의 일부일 수 있다. 정렬 핀(180)은 하우징(104)(도 1에 도시됨)의 일부일 수 있다.
도 6은 회로 기판(102)에 탑재된 헤더 커넥터(100)의 측단면도이다. 하우징(104)은 회로 기판(102)의 탑재 표면(110) 상에 놓인다. 예를 들면, 스탠드오프(148)가 탑재 표면(110) 상에 놓인다. 표면 탑재 탭들(182)은 회로 기판(102)의 탑재 표면(110) 상에 대응하는 땜납 패드들(122)과 맞물린다. 어깨부들(184)은 땜납 패드들(122)과 맞물린다. 표면 탑재 탭들(182)은 헤더 커넥터(100)가 회로 기판(102) 상에 위치해 있을 때에 땜납 패드들(122)에 납땜될 수 있다. 헤더 컨택트들(106)의 탑재부들(162)은 회로 기판(102)의 탑재 표면(110) 상의 대응하는 패드들(108)과 맞물린다. 테일들(164)은 패드들(108)에 납땜될 수 있다.
탑재부들(162)은 헤더 컨택트들(106)이 대응하는 패드들(108)과 맞물리는 것을 보증하도록 회로 기판(102)에 대하여 프리로딩된다. 헤더 컨택트들(106)의 테일들(164) 각각은 헤더 컨택트들(106)이 회로 기판(102)에 대하여 프리로딩되기 때문에 탑재 평면(192)과 동일 평면이다. 회로 기판(102)은, 헤더 컨택트들(106) 각각의 테일들(164)이 회로 기판(102)에 탑재되기 전에, 탑재 평면(192) 아래에 위치하기 때문에, 헤더 컨택트들(106)의 동일 평면성을 제어하는데 사용된다. 헤더 커넥터(100)가 회로 기판(102)에 대하여 유지되었을 때, 헤더 컨택트들(106) 각각은 적어도 부분적으로 편향되며, 이러한 편향은 테일들(164) 각각이 대응하는 패드(108)와 맞물리는 것을 보증하도록 회로 기판(102)에 대하여 헤더 컨택트들(106)을 바이어싱한다. 스프링 클립들(120)은 회로 기판(102)에 대하여 헤더 커넥터(100)를 유지하는데 사용된다. 예를 들면, 스프링 핑거들(124)의 팁들(186)이 탑재 표면(110)에 대하여 헤더 커넥터(100)를 끌어당기도록 회로 기판(102)의 하측면(128)과 맞물린다. 팁들(186)은 하우징(104) 및 헤더 컨택트들(106) 상의 하향 힘(downward force)을 탑재 표면(110)을 향해서 전하도록 회로 기판(102)의 하측면(128)에 대하여 가압한다.
도 7은 헤더 커넥터(100)의 일부분의 단면도이다. 도 7은 회로 기판(102) 내의 정렬 바이어들(194) 내로 로딩된 스프링 클립들(120)의 정렬 핀들(180)을 도시한다. 정렬 핀들(180)은 헤더 컨택트들(106)을 회로 기판(102) 상의 대응하는 패드들(108)과 정렬시킨다. 정렬 핀들(180)이 정렬 바이어들(194) 내에 수용되었을 때에, 헤더 커넥터(100)의 이동은 탑재 방향(196)을 따른 이동으로 제한된다. 예시적인 실시예에서, 탑재 방향(196)은, 예를 들어 회로 기판(102)이 수평으로 배향되어 있을 때에 수직 방향일 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 프리로딩 전에, 헤더 컨택트들(106)은 스탠드오프들(148)의 하면들(150)을 따라 규정된 탑재 평면(192) 아래에 위치한다.
스프링 클립들(120)의 스프링 핑거들(124)은 탑재 레그들(144, 146)의 측면들을 향해 편향될 수 있다. 조립 중에, 스프링 핑거들(124)은 팁들(186)이 개구들(126)과 정렬될 때까지 내향(inward)으로 핀칭된다. 탑재 레그들(144, 146)을 따르는 탭들(198)은 스프링 핑거들(124)의 내향 편향량을 제한할 수 있다. 선택적으로, 헤더 커넥터(100)는 기계를 사용하는 자동 공정에 의해 회로 기판(102)에 탑재될 수 있다. 기계는 탭들(198)에 대하여 내향으로 스프링 핑거들(124)을 핀칭할 수 있고, 그 다음에 헤더 커넥터를 회로 기판(102)과 정렬시킬 수 있다. 예를 들면, 정렬 핀들(180)은 정렬 바이어들(194)과 정렬될 수 있고, 스프링 핑거들(124)은 개구들(126)과 정렬될 수 있다. 그 다음에 헤더 커넥터(100)는 탑재 방향(196)을 따라 회로 기판(102)에 탑재될 수 있다.
도 8은 개구들(126)을 통해 로딩된 스프링 핑거들(124)을 나타내는 회로 기판(102)에 탑재되고 있는 헤더 커넥터(100)의 단면도이다. 정렬 핀들(180)은 회로 기판(102) 상으로 헤더 커넥터(100)의 탑재를 안내한다. 헤더 커넥터(100)가 회로 기판(102)의 탑재 표면(110) 상에 위치했을 때에 스프링 핑거들(124)은 해제될 수 있다. 스프링 핑거들(124)의 램프부들(188)은 스프링 핑거들(124)이 해제되었을 때에 회로 기판(102)의 하측면(128)과 맞물릴 수 있다.
도 9는 해제된 스프링 핑거들(124)을 나타내는 헤더 커넥터(100)의 단면도이다. 스프링 핑거들의 스프링 힘은 헤더 커넥터(100)가 탑재 방향(196)을 따라 탑재 표면(110)을 향해서 이동하게 한다. 램프부들(188)은 회로 기판(102)의 하측면(128)과 맞물린다.
사용 중에, 스프링 핑거들(124)이 편향된 위치로부터 해제되어 정상적인 비편향 상태로 복귀하면, 램프부들(188)은 회로 기판(102)과 맞물린다. 램프부(188)의 상향 대면 표면(190)은 일반적으로 하측면(128)과 개구(126) 간의 교차 지점에서 하측면(128)과 맞물린다. 스프링 핑거들의 해제 시에, 램프부들(188)은 대응하는 개구들(126)에서 회로 기판(102)의 하측면(128)에 대하여 구동되어 스프링 핑거들(124)을 하향 방향으로 구동해서 하우징(104)을 탑재 표면(110)을 향해서 끌어당기고 헤더 컨택트들(106)을 탑재 표면(110)을 향해서 끌어당긴다. 스프링 핑거들(124)이 해제되었을 때에, 스프링 핑거들(124)은, 일반적으로 하측면(128) 및 탑재 표면(110)에 평행한, 해제 방향(199)으로 하우징(104) 및 대응하는 탑재 레그들(144, 146)로부터 떨어져서 튀어 오른다. 스프링 핑거들(124)은 램프부들(188)이 회로 기판(102)의 하측면(128)과 맞물릴 때에 하향 끌어당김 힘으로 전환될 수 있는, 해제 방향(199)으로 스프링 힘을 갖는다.
해제 방향(199)으로의 스프링 핑거들(124)의 해제는 램프부들(188)이 하측면(128)을 따라 주행하게 하고, 이에 따라 헤더 커넥터(100)가 강제로 탑재 방향(196)으로 이동하게 한다. 스프링 클립들(120)의 스프링 힘은 헤더 커넥터(100)를 탑재 표면(110)을 향해서 하향으로 끌어당긴다. 스프링 클립들(120)은 탑재 표면(110)에 대하여, 스탠드오프들(148)의 하면들(150)과 같은, 하우징(104)을 끌어당긴다. 스프링 클립들(120)은 패드들(108)에 대하여 헤더 컨택트들(106)을 끌어당긴다. 헤더 컨택트들(106)의 프리로딩은, 헤더 컨택트들(106) 각각의 테일들(164)이 탑재 평면(192)과 동일 평면임을 보증하고, 헤더 컨택트들(106)이 맞물리고 납땜하기 위해서 패드들(108)에 대하여 바이어싱되는 것을 보증한다.
램프부들(188)은 회로 기판(102)의 하측면(128)에 대하여 대략 45°로 경사진다. 램프부들(188)이 회로 기판(102)의 하측면(128)과 맞물리면, 해제 방향(199)으로의 스프링 핑거들(124)의 스프링 힘은 일반적으로 해제 방향(199)으로의 스프링 힘에 수직인, 탑재 방향(196)으로의 끌어당김 힘으로 전환된다.
도 10은 예시적인 실시예에 따라 형성된 헤더 커넥터(200)의 전방 투시도이다. 헤더 커넥터(200)는 헤더 커넥터(100)(도 1에 도시됨)와 유사하지만, 헤더 커넥터(200)는, 헤더 커넥터(100)의 경우와 같이 회로 기판(102)(도 1에 도시됨)의 상부에 위치하기보다는, 일반적으로 회로 기판(202)의 전방에 위치하도록 구성된다.
헤더 커넥터(200)는 회로 기판(202)의 탑재 표면(210)에 표면 탑재되도록 구성된 복수의 헤더 컨택트들(206)(도 11에 도시됨)을 유지하는 하우징(204)을 포함한다. 헤더 커넥터(200)는 일반적으로 하우징(204)이 회로 기판(202)의 전방 에지(212)의 앞쪽에 위치하도록 회로 기판(202)의 탑재 표면(210)에 탑재된다.
예시적인 실시예에서, 하우징(204)은 스프링 클립들(220)을 사용하여 회로 기판(202)에 고착된다. 스프링 클립들(220)은 스프링 클립들(120)(도 1에 도시됨)과 실질적으로 유사할 수 있다. 스프링 클립들(220)은 회로 기판(202)의 탑재 표면(210) 상의 대응하는 납땜 패드들(도시하지 않음)에서 회로 기판(202)에 표면 탑재되는 부분들을 갖는다. 예시적인 실시예에서, 스프링 클립들(220)은 회로 기판(202) 내의 개구들(226)을 통해 연장되는 스프링 핑거들(224)을 포함한다. 스프링 핑거들(224)은 회로 기판(202)의 하측면(228)과 맞물려서 헤더 커넥터(200)를 회로 기판(202)에 고착시킨다. 스프링 핑거들(224)은 하우징(204) 및 헤더 컨택트들(206)을 탑재 표면(210)을 향해서 끌어당긴다.
예시적인 실시예에서, 헤더 컨택트들(206)은 스프링 클립들(220)에 의해 회로 기판(202)에 납땜하기 위해서 동일 평면 배열로 유지된다. 예를 들면, 스프링 클립들(220)은 탑재 표면(210)에 대하여 하우징(204) 및 헤더 컨택트들(206)을 끌어당길 수 있고, 헤더 컨택트들(206)을 회로 기판(202)에 납땜하기 전에 회로 기판(202)에 대하여 헤더 컨택트들(206)을 프리로딩한다.
하우징(204)은 상부(230) 및 일반적으로 상부(230)에 대향하는 하부(232)를 포함한다. 하우징(204)은 전방부(234) 및 일반적으로 전방부(234)에 대향하는 후방부(236)를 포함한다. 하우징(204)은 전방부(234)와 후방부(236) 사이에서 연장되는 대향하는 측부들(238, 240)을 포함한다. 하우징(204)은 플러그 커넥터(도시하지 않음)를 수용하는 캐비티(242)를 포함한다. 캐비티(242)는 전방부(234)에서 개방되어 플러그 커넥터를 수용한다.
하우징(204)은 후방부(236)로부터 후향으로 연장되는 탑재 레그들(244, 246)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 탑재 레그들(244, 246)은 상부(230) 근처에 위치한다. 탑재 레그들(244, 246)의 다른 위치들에 대해서는 대안적인 실시예들이 가능하다. 탑재 레그들(244, 246)은 각각 측부들(240, 238)에 근접한 하우징(204)으로부터 연장된다.
탑재 레그들(244, 246)은 회로 기판(202)과 대면하는 하부들(248)을 갖는다. 탑재 레그들(244, 246)은 하우징(204)의 후방부(236)가 회로 기판(202)의 전방 에지(212)의 앞쪽에 위치하도록 회로 기판(202)의 탑재 표면(210)에 탑재되도록 구성된다. 하우징(204)의 상부(230)는 회로 기판(202)의 탑재 표면(210)보다도 높게 위치하고, 하우징(204)의 하부(232)는 회로 기판(202)의 하측면(228)보다도 낮게 위치한다. 캐비티(242)는 일반적으로 회로 기판(202)의 앞쪽에서 회로 기판(202)과 수직으로 정렬된다. 회로 기판(202)의 앞쪽에서 회로 기판(202)과 정렬되는 하우징(204)을 위치 맞춤하는 것은 헤더 커넥터(100)의 수직 높이를 보다 낮추는 것이다. 헤더 커넥터(100)(도 1에 도시됨)에 비해서, 낮은 프로파일 커넥터가 이러한 배열에 의해 제공된다.
스프링 클립들(220)은 헤더 커넥터(200)를 회로 기판(202)에 납땜하기 위해서 헤더 커넥터(200)를 제자리에 유지시키는데 사용된다. 예를 들면, 스프링 클립들(220)은 이 스프링 클립들(220) 및 헤더 컨택트들(206)이 회로 기판(202)에 납땜되어 있는 동안에 회로 기판(202)에서 헤더 커넥터(200)의 회전에 저항할 수 있다.
도 11은 헤더 커넥터(200)의 단면도이다. 헤더 컨택트(206)는 그의 합치부(260)가 플러그 커넥터(도시하지 않음)와의 맞물림을 합치하기 위해서 캐비티(242) 내로 연장되도록 하우징(204) 내에 로딩된다. 헤더 컨택트(206)의 탑재부(262)는 하우징(204)의 후방부(236)로부터 후향으로 연장된다. 선택적으로, 탑재부(262)는 그의 테일(264)이 헤더 커넥터(200)의 탑재 평면(292) 아래에 수직으로 위치하도록 약간 하향으로 경사질 수 있다. 테일(264)은 헤더 커넥터(200)가 회로 기판(202)(도 10에 도시됨)에 대하여 가압되었을 때에 헤더 컨택트(206)가 약간 편향될 수 있도록 탑재 평면(292) 아래로 연장되고, 이에 따라 회로 기판(202)에 대하여 헤더 컨택트(206)를 프리로딩한다.
도 12는 헤더 커넥터(200)의 일부분의 단면도이다. 스프링 클립들(220)의 스프링 핑거들(224)이 회로 기판(202)의 하측면(228)에 대하여 바이어싱된 것이 도시되어 있다. 스프링 핑거들(224)의 스프링 힘은 헤더 커넥터(200)가 탑재 표면(210)을 향해서 탑재 방향(296)을 따라 이동하게 한다. 스프링 핑거들(224)의 램프부들(288)은 회로 기판(202)의 하측면(228)과 맞물린다. 램프부들(288)의 상향 대면 표면(290)은 회로 기판(202)의 하측면(228)과 맞물려서 스프링 핑거들(224)을 하향 방향으로 구동해서 하우징(204)을 탑재 표면(210)을 향해서 끌어당기고 헤더 컨택트들(206)을 탑재 표면(210)을 향해서 끌어당긴다.
도 13은 헤더 커넥터(200)에 인접한 회로 기판(302)에 탑재된 헤더 커넥터(100)를 나타내는 시스템(300)의 평면도이다. 하우징(104)은 회로 기판(302)의 전방 에지(304) 위로 약간 돌출하는 반면에, 하우징(204) 전체는 전방 에지(304)의 앞쪽에 위치한다. 전방 에지(304)는 전방부(134)로부터와 비교해서, 전방부(234)로부터 더욱 들어가 있다. 선택적으로, 회로 기판이 앞쪽까지 연장될 필요가 없을 때에 헤더 커넥터(100)와 비교해서 보다 작은 회로 기판이 헤더 커넥터(200)에서 사용될 수 있다.
도 14는 회로 기판(302)에 탑재된 헤더 커넥터(100, 200)를 나타내는 시스템(300)의 정면도이다. 하우징(104)은 회로 기판(302)의 탑재 표면(306) 위에 전체적으로 위치하는 반면에, 하우징(204)의 일부분은 회로 기판(302)의 탑재 표면(306) 아래 및 하측면(308) 아래에 위치한다. 헤더 커넥터(200)는 헤더 커넥터(100)와 비교해서 탑재 표면(306)으로부터 보다 낮은 프로파일(예를 들면, 탑재 표면(306) 이상의 높이)를 갖는다.
상기 설명은 도시하고자 하는 것일 뿐, 한정하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 예를 들면, 상술한 실시예들(및/또는 그의 양태들)은 서로 조합하여 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 범주를 이탈하지 않고서 본 발명의 교시들에 특정 상황 또는 재료를 적용하도록 많은 변형예가 이루어질 수 있다. 치수들, 재료들의 타입들, 다양한 구성요소의 방위들, 및 본 명세서에서 설명한 다양한 구성요소의 수 및 위치는 소정의 실시예들의 파라미터들을 규정하고자 하는 것이지, 한정하고자 하는 것이 아니며, 단지 예시적인 실시예들이다. 특허청구범위의 사상 및 범주 내에서의 많은 다른 실시예들 및 변형예들은 상기 설명의 검토 시에 당 기술분야에 숙련된 자에게 명백할 것이다.

Claims (8)

  1. 헤더 커넥터(100)로서,
    회로 기판(102)에 탑재되도록 구성되는 하우징(104);
    상기 하우징에 의해 유지되는 헤더 컨택트들(106) - 상기 헤더 컨택트들은 합치부(mating portion)들(160) 및 탑재부들(162)을 가지며, 상기 탑재부들은 상기 회로 기판 상의 대응하는 패드들(108)에 표면 탑재되도록 구성됨 -; 및
    상기 하우징에 결합되는 스프링 클립(120) - 상기 스프링 클립은 상기 회로 기판의 탑재 표면(110)과 대향하는 상기 회로 기판의 하측면(128)과 맞물리도록 상기 회로 기판을 통해 연장되는 스프링 핑거(124)를 가지며, 상기 스프링 클립은 상기 하우징 및 헤더 컨택트들을 상기 탑재 표면을 향해서 끌어당김 -
    을 포함하는 헤더 커넥터(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 핑거(124)는 상기 하우징 및 헤더 컨택트들(106)을 상기 탑재 표면(110)을 향해서 끌어당기도록 상기 하우징(104) 상에 하향 힘(downward force)을 인가하는 헤더 커넥터(100).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 핑거(124)는 램프부(188)를 포함하고, 상기 램프부는 상향(upward)으로 대면하고 있고, 상기 램프부는 상기 하우징(104)을 하향으로 끌어당기도록 상기 회로 기판(102)의 상기 하측면(128)과 맞물리도록 구성되는 헤더 커넥터(100).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 핑거(124)는 램프부(188)를 포함하고, 상기 램프부는 상향으로 대면하고 있고, 상기 스프링 핑거는 상기 하우징(104)을 향해서 편향되어 상기 회로 기판(102) 내의 개구(126)와 정렬해서 상기 회로 기판을 통해 상기 스프링 핑거를 로딩하며, 상기 스프링 핑거의 해제 시에 상기 램프부는 상기 개구에서 상기 회로 기판의 상기 하측면(128)에 대하여 구동되어 상기 스프링 핑거를 하향 방향으로 구동해서 상기 하우징을 상기 탑재 표면(110)을 향해서 끌어당기는 헤더 커넥터(100).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 핑거(124)는 상기 하우징(104)을 향해서 편향 가능하며, 상기 탑재 표면(110)에 일반적으로 평행한 해제 방향(199)으로 해제되었을 때에 상기 하우징으로부터 떨어져서 튀어오르고, 상기 스프링 핑거는 상기 회로 기판(102)의 상기 하측면(128)에 대하여 경사진 경사 램프부(188)를 포함하고, 상기 램프부는 상기 해제 방향을 따르는 상기 스프링 핑거의 스프링 힘을 상기 스프링 힘에 일반적으로 수직인 방향으로의 끌어당김 힘으로 전환하도록 상기 회로 기판의 상기 하측면과 맞물리는 헤더 커넥터(100).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(104) 아래로 연장되는 정렬 핀(180)을 더 포함하고, 상기 정렬 핀은 상기 하우징 및 헤더 컨택트들(106)을 상기 회로 기판(102)과 정렬시키도록 상기 회로 기판 내에 수용되도록 구성되며, 상기 정렬 핀은 상기 회로 기판의 상기 탑재 표면(110)에 일반적으로 수직인 탑재 방향(196)으로의 상기 헤더 커넥터의 이동을 제한하고, 상기 스프링 핑거(124)의 스프링 힘은 상기 헤더 커넥터가 상기 탑재 표면을 향해서 상기 탑재 방향을 따라 이동하게 하는 헤더 커넥터(100).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(104)의 하부(132)로부터 연장되는 표면 탑재 탭들(182)을 더 포함하고, 상기 표면 탑재 탭들은 탑재 평면(192)을 따라 동일 평면(coplanar)이고 상기 회로 기판(102)과 맞물리고 납땜되도록 구성되며, 상기 헤더 컨택트들(106)의 상기 탑재부들(162)은 상기 회로 기판에 탑재하기 전에 상기 탑재 평면 아래에 위치하고, 상기 헤더 컨택트들의 상기 탑재부들은 상기 표면 탑재 탭들이 상기 회로 기판에 탑재되었을 때에 상기 회로 기판에 대하여 프리로딩되며, 상기 헤더 컨택트들의 상기 탑재부들은 상기 표면 탑재 탭들이 상기 회로 기판에 탑재되었을 때에 상기 탑재 평면을 따라 상기 표면 탑재 탭들과 동일 평면인 헤더 커넥터(100).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(204)은 전방부(254) 및 후방부(236), 상부(230) 및 하부(232)를 포함하고, 상기 하우징은 합치 커넥터를 수용하기 위해서 상기 전방부에서 개방되는 캐비티(242)를 가지고, 상기 하우징은 상기 후방부로부터 연장되는 탑재 레그들(244, 246)을 가지며, 상기 탑재 레그들은 상기 회로 기판(202)과 대면하는 하부들을 가지고, 상기 탑재 레그들은 상기 하우징의 상기 후방부가 상기 회로 기판의 상기 전방 에지(216)의 앞쪽에 위치하도록 상기 회로 기판의 상기 탑재 표면(210)에 탑재되도록 구성되며, 상기 하우징의 상기 상부는 상기 회로 기판의 상기 탑재 표면보다도 높게 위치하고, 상기 하우징의 상기 하부는 상기 회로 기판의 하측면보다도 낮게 위치하며, 상기 캐비티는 상기 회로 기판의 앞쪽에서 상기 회로 기판과 일반적으로 수직으로 정렬되는 헤더 커넥터(200).
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