KR20200138027A - 전기 커넥터 및 조립 방법 - Google Patents

Abstract

전도성 커넥터 쉘(shell) 및 내부에 수용된 접촉 서브 조립체(subassembly)를 갖는 전기 커넥터, 및 조립 방법이 개시되어 있다. 접촉 서브 조립체는 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼 및 상기 신호 웨이퍼들 사이에 끼워진(sandwiched) 접지 웨이퍼를 갖는다. 신호 웨이퍼의 각각은 하나 이상의 신호 접촉부 및 신호 접촉부의 테일 단부 및 정합 단부가 웨이퍼 본체의 외부에 있도록 상기 신호 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함한다. 접지 웨이퍼는 하나 이상의 접지 접촉부 및 접지 접촉부의 테일 단부가 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체의 외부에 있도록 상기 접지 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함한다.

Description

전기 커넥터 및 조립 방법{ELECTRICAL CONNECTOR AND METHOD OF ASSEMBLY}

본 발명은 제조 비용이 낮고 전기 성능이 우수한 전기 커넥터 및 이를 효율적으로 조립하는 방법에 관한 것이다.

트위낵스(Twinax) 또는 쿼드랙스(Quadrax) 커넥터와 같은 고속 전기 커넥터는 낮은 손실로 고속 신호를 전송한다. 이러한 고속 전기 커넥터는 다양한 유형의 데이터를 송신하고 그리고 수신하기 위해, 예를 들어 방위 및 상업용 적용을 위해 사용될 수 있다. 특정 적용에서, 이러한 고속 전기 커넥터는 인쇄 회로 기판에 장착되고, 그 회로 트레이스(circuit traces)와 전기적으로 연결된다. 그러나, 이러한 고속 데이터 커넥터의 기계 가공은 특히 높은 사이클 시간으로 인해 비용적 시간이 소요된다. 따라서, 높은 전기 성능을 제공하면서도 제조하는데 비용이 많이 들지 않는 고속 데이터 커넥터에 대한 필요성이 존재한다.

따라서, 본 발명은 전기 커넥터를 제공할 수 있으며, 상기 전기 커넥터는 정합 인터페이스(interface) 단부 및 대향하는 기판 맞물림 단부(board engagement end)를 갖는 전도성 커넥터 쉘(shell), 및 커넥터 쉘에 수용된 접촉 서브 조립체(subassembly)를 포함한다. 상기 접촉 서브 조립체는 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼와, 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼로부터 분리된 접지 웨이퍼를 포함하고, 접지 웨이퍼는 제 1 신호 웨이퍼와 제 2 신호 웨이퍼 사이에 끼워져 있다(sandwiched). 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 각각은 테일(tail) 단부 및 대향하는 정합 단부를 갖는 하나 이상의 신호 접촉부 및 하나 이상의 신호 접촉부의 테일 단부 및 정합 단부가 웨이퍼 본체의 외부에 있도록 하나 이상의 신호 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함할 수 있다. 하나 이상의 신호 접촉부의 테일 단부는 커넥터 쉘의 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장되고, 하나 이상의 신호 접촉부의 정합 단부는 커넥터 쉘의 정합 인터페이스 단부를 향해 연장될 수 있다. 접지 웨이퍼는 하나 이상의 접지 접촉부 및 하나 이상의 접지 접촉부의 테일 단부가 접지 웨이퍼의 유전체 웨이퍼 본체의 외부에 있도록 하나 이상의 접지 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함할 수 있고, 커넥터 쉘의 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장될 수 있다.

특정 실시예들에서, 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체는, 하나 이상의 신호 접촉부가 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체와 일체형이 되도록 하나 이상의 신호 접촉부 주위에 오버 몰드(overmold)를 형성한다; 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체는, 하나 이상의 접지 접촉부가 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체와 일체형이 되록 하나 이상의 접지 접촉부 주위에 오버 몰드를 형성한다; 접지 웨이퍼의 하나 이상의 접지 접촉부는 커넥터 쉘과 전기적으로 연속적이다; 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체는 전기적 연속성을 제공하기 위해 하나 이상의 접지 접촉부 및 커넥터 쉘과 접촉하는 전도성 연속 부재를 포함한다; 그리고/또는 연속 부재는 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체에 의해 지지되는 접지 접촉부 중 하나 이상으로부터 연장되는 스프링 아암(spring arm)이다.

다른 실시예들에서, 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체의 각각은 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체와 결합하도록 구성된 위치 결정 부재(locating member)를 갖는다; 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체의 각각은 다른 신호 웨이퍼의 위치 결정 부재와 맞물리도록 구성된 맞물림 부재를 갖는다; 위치 결정 부재는 포스트(post)이고, 맞물림 부재는 포스트를 수용하기 위한 크기의 구멍(hole)이다; 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체는 각각 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼와 대면하는 제 1 및 제 2 대향 면을 가지며, 적어도 제 1 대향 면은 제 1 신호 웨이퍼의 하나 이상의 신호 접촉부에 인접한 제 1 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체를 통해 연장되는 적어도 하나의 절연 연장부를 갖는다; 제 1 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체는 내부에 배치된 윈도우(window)를 가지며, 상기 윈도우는 내부의 하나 이상의 신호 접촉부의 일부를 노출시키고, 접지 웨이퍼로부터 절연 연장부를 수용한다; 접지 웨이퍼의 절연 연장부는 제 1 대향 면의 중간 부분으로부터 연장되고, 다른 절연 연장부는 제 1 대향 면의 에지 부분으로부터 연장되며, 다른 절연 연장부는 제 1 신호 웨이퍼의 하나 이상의 신호 접촉부에 인접한 윈도우를 통해 연장된다; 그리고/또는 커넥터 쉘은 기판 맞물림 단부에서 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체의 일부를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 노치(notch)를 포함한다.

본 발명은 또한 전기 커넥터를 제공할 수 있고, 상기 전기 커넥터는 정합 인터페이스 단부 및 대향하는 기판 맞물림 단부를 갖는 전도성 커넥터 쉘; 및 커넥터 쉘에 수용된 접촉 서브 조립체를 포함한다. 상기 접촉 서브 조립체는 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼 및 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼로부터 분리된 접지 웨이퍼를 포함할 수 있고, 상기 접지 웨이퍼는 제 1 및 제 2 웨이퍼 사이에 끼워져 있다. 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 각각은 테일 단부 및 대향하는 정합 단부를 각각 갖는 복수의 신호 접촉부 및 신호 접촉부가 유전체 웨이퍼 본체와 일체형이 되도록 신호 접촉부 주위에 오버 몰딩된 유전체 웨이퍼 본체를 포함할 수 있고, 신호 접촉부는 서로 측방으로 이격되어 있고, 신호 접촉부의 테일 단부 및 정합 단부는 웨이퍼 본체의 외부에 있다. 테일 단부는 커넥터 쉘의 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장되고, 정합 단부는 커넥터 쉘의 정합 인터페이스 단부를 향해 연장된다. 접지 웨이퍼는 복수의 접지 접촉부 및 접지 접촉부가 접지 웨이퍼의 유전체 웨이퍼 본체와 일체형이 되도록 접지 접촉부 주위에 오버 몰딩된 유전체 웨이퍼 본체를 포함할 수 있고, 접지 접촉부는 서로 측방으로 이격되어 있고, 각각의 접지 접촉부의 테일 단부는 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체의 외부에 있고 커넥터 쉘의 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장된다. 접지 접촉부는 커넥터 쉘과 전기적으로 연속적이다.

일부 실시예들에서, 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체는 각각 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼와 대면하는 제 1 및 제 2 대향 면을 가지며, 제 1 및 제 2 대향 면의 각각은 신호 접촉부 중 하나 이상에 각각 인접하여 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체를 통해 연장되는 적어도 하나의 절연 연장부를 갖는다; 각각의 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체는 내부에 배치된 윈도우를 가지며, 상기 윈도우는 내부의 신호 접촉부의 각각의 일부를 노출시키고, 접지 웨이퍼의 제 1 및 제 2 대향 면 각각으로부터 절연 연장부를 수용한다; 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체의 각각은 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체와 결합하고 다른 신호 웨이퍼의 웨이퍼 본체와 맞물리도록 구성된 위치 결정 부재를 갖는다; 그리고/또는 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체는 전기적 연속성을 제공하기 위해 커넥터 쉘의 내부 표면과 접지 접촉부 중 적어도 하나와 접촉하는 전도성 연속 부재를 포함한다.

본 발명은 또한 전기 커넥터의 조립 방법을 제공할 수 있고, 상기 방법은 제 1 신호 웨이퍼와 제 2 신호 웨이퍼를 함께 맞물리게 하고, 그 사이에 접지 웨이퍼를 끼움으로써, 이에 따라 접촉 서브 조립체를 형성하는 단계 - 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 각각은 하나 이상의 신호 접촉부, 및 신호 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함하고, 접지 웨이퍼는 하나 이상의 접지 접촉부 및 상기 접지 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함함 - ; 신호 접촉부의 테일 단부 및 접지 접촉부의 테일 단부가 커넥터 쉘의 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장되고, 신호 접촉부의 정합 단부가 커넥터 쉘의 정합 단부를 향해 연장되도록, 접촉 서브 조립체를 전도성 커넥터 쉘 내로 삽입하는 단계; 및 접촉 서브 조립체를 커넥터 쉘에 부착하는 단계를 포함한다.

특정 실시예들에서, 상기 방법은 접촉 서브 조립체를 형성하는 단계 이전에, 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 하나 이상의 신호 접촉부 주위에 웨이퍼 본체를 각각 오버 몰딩하는 단계, 및 하나 이상의 접지 접촉부 주위에 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체를 오버 몰딩하는 단계를 더 포함할 수 있다; 상기 방법은 신호 접촉부 주위에 웨이퍼 본체를 오버 몰딩하는 단계 이전에 신호 접촉부를 스탬핑(stamping)하고 그 정합 단부를 도금(plating)하는 단계, 및 하나 이상의 접지 접촉부 주위에 접지 웨이퍼의 웨이퍼 본체를 오버 몰딩하는 단계 이전에 하나 이상의 접지 접촉부를 스탬핑하고 도금하는 단계를 더 포함할 수 있다; 그리고/또는 접촉 서브 조립체를 커넥터 쉘에 부착하는 단계는 접촉 서브 조립체를 커넥터 쉘의 내부에 접착시키는 단계를 포함한다.

본 방법의 일부 실시예들에서, 접촉 서브 조립체를 커넥터 쉘 내로 삽입하는 단계 이후에, 하나 이상의 접지 접촉부와 커넥터 쉘 사이에 전기적 연속성이 형성될 수 있다; 접촉 서브 조립체를 형성할 때, 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼들을 서로에 대해 그리고 접지 웨이퍼를 위치 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다; 그리고/또는 접촉 서브 조립체를 형성하는 단계 이전에, 제 1 및 제 2 웨이퍼의 각각의 신호 접촉부들을 전기적으로 절연시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

첨부 도면들과 관련하여 고려될 때 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 때 본 발명의 더 완전한 이해 및 그에 따른 많은 장점들이 용이하게 얻어질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 전기 커넥터의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 커넥터의 접촉 서브 조립체의 분해 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1에 도시된 전기 커넥터를 조립하기 위한 예시적인 단계들의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 전기 커넥터의 조립된 접촉 서브 조립체의 사시도 및 확대도이다.
도 5는 도 1에 도시된 전기 커넥터의 신호 웨이퍼를 제조하기 위한 예시적인 단계들의 평면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 전기 커넥터의 접지 웨이퍼를 제조하기 위한 예시적인 단계들의 평면도이다.

도면들을 참조하면, 본 발명은 예를 들어 고속 데이터 전송에 사용될 때, 높은 전기적 성능을 또한 제공하면서도, 전통적인 전기 커넥터보다 제조 비용이 저렴하고 제조가 더 효율적이 되도록 설계된 전기 커넥터(100)에 관한 것이다. 전기 커넥터(100)의 설계는 또한 접촉의 임피던스 튜닝을 포함하여 전기 성능을 향상시키며, 이는 예를 들어 고속 데이터율 전송에 특히 중요하다. 전기 커넥터(100)는 일반적으로 전도성 커넥터 쉘(102) 및 쉘(102) 내에 수용된 접촉 서브 조립체(104)를 포함한다. 접촉 서브 조립체(104)는 접지/전기적 연속성이 그들 사이에 확립되는 동시에 또한 서브 조립체(104)의 신호 접촉부를 전기적으로 절연시켜 전기 성능을 향상시키도록 쉘(102) 내에 수용되도록 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 커넥터 쉘(102)은 접촉 서브 조립체(104)의 수용 영역을 한정하는 내부 표면(112)을 갖는 대체로 원통형인 하우징(110)일 수 있다. 하우징(110)은 정합 케이블 리셉터클 커넥터 또는 또한 기판으로 종단되는 리셉터클 커넥터에 연결하기 위한 정합 인터페이스 단부(116) 및 인쇄 회로 기판에 연결하기 위한 대향하는 기판 맞물림 단부(114)를 갖는다.

접촉 서브 조립체(104)는, 도 2 및 도 3b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼(120, 122)를 포함할 수 있고, 그 사이에 접지 웨이퍼(150)가 끼워진다. 신호 웨이퍼들(120 및 122)의 각각은 유전체 웨이퍼 본체(124) 및 하나 이상의 신호 접촉부(126)를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 웨이퍼 본체(124)는 신호 접촉부(126) 주위에 형성된다. 예를 들어, 웨이퍼 본체(124)는 신호 접촉부(126) 상으로 그리고 그 위로 오버 몰딩되어, 신호 접촉부들(126)은 웨이퍼 본체(124)와 일체형이 될 수 있는데, 즉 이들은 웨이퍼 본체(124)를 파괴하지 않고 웨이퍼 본체(124)로부터 용이하게 분리될 수 없다. 각각의 신호 접촉부(126)는 테일 단부(128) 및 대향하는 정합 단부(130)를 갖는다. 예를 들어 오버 몰딩에 의해, 신호 접촉부(126) 주위에 웨이퍼 본체(124)를 형성할 때, 테일 단부(128) 및 대향하는 정합 단부(130)는 커버되지 않거나 또는 웨이퍼 본체(124)의 외부에 남겨질 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 본체(124)는 서로 측방으로 이격되어 서로 실질적으로 평행할 수 있도록 배향될 수 있는 2 개의 신호 접촉부(126a 및 126b)(도 2) 주위에 형성된다.

각각의 웨이퍼 본체(124)는 접지 웨이퍼(150)와 대면하는 내부 표면(132) 및 외부 표면(134)을 갖는다. 일 실시예에서, 내부 표면(132)은 실질적으로 편평하고, 외부 표면(134)은 웨이퍼 본체(124)의 단면 형상이 일반적으로 반-원형이 되도록 둥글거나 또는 만곡되어 있다. 웨이퍼 본체(124)의 외부 표면(134)에 윈도우(136)가 형성될 수 있으며, 이에 의해 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 신호 접촉부(126)의 일부(138)를 노출시킨다. 웨이퍼 본체(124)의 내부 표면(132)은 윈도우(136)와 연통하는 하나 이상의 개구(140)(도 2)를 가질 수 있다.

제 1 및 제 2 신호 웨이퍼(120 및 122)의 각각의 웨이퍼 본체(124)는 접지 웨이퍼(150)와 결합하도록 구성된 하나 이상의 위치 결정 부재(142)를 가질 수 있다. 각각의 웨이퍼 본체(124)는 또한 다른 신호 웨이퍼(120 또는 122)와 맞물리도록 구성된 맞물림 부재(144)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 맞물림 부재(144)는 다른 신호 웨이퍼(120 또는 122)의 위치 결정 부재(142)와 맞물리도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 신호 웨이퍼(120)의 웨이퍼 본체의 위치 결정 부재(142)는 제 2 신호 웨이퍼(122)의 웨이퍼 본체(124)의 맞물림 부재(144)와 맞물릴 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 위치 결정 및 맞물림 부재들(142 및 144)은 접촉 서브 조립체(104)를 형성할 때 접지 웨이퍼(150)와 함께 신호 웨이퍼(120 및 122)를 적절히 위치 결정하여 위치시키도록 작용한다. 일 실시예에서, 각각의 위치 결정 부재(142)는 웨이퍼 본체(124)의 내부 표면(132)으로부터 연장되는 포스트이고, 각각의 맞물림 부재(144)는 포스트를 수용할 수 있는 내부 표면(132) 내의 대응하는 구멍이다.

접지 웨이퍼(150)는 유전체 웨이퍼 본체(152) 및 하나 이상의 접지 접촉부(154)을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 웨이퍼 본체(152)는 신호 웨이퍼(120 및 122)의 웨이퍼 본체(124)와 유사하게 서로 이격된 접지 접촉부(154) 주위에 형성된다. 웨이퍼 본체(152)는 접지 접촉부(154)가 웨이퍼 본체(152)와 일체형이 되도록 접지 접촉부(154) 상에 오버 몰딩될 수 있다. 각각의 접지 접촉부(154)는 웨이퍼 본체(152)로부터 연장되는 테일 단부(156)를 갖는다. 즉, 예를 들어 오버 몰딩에 의해, 접지 접촉부(154) 주위에 웨이퍼 본체(152)를 형성할 때, 테일 단부(156)는 웨이퍼 본체(152)의 외부에 또는 커버되지 않은 상태로 남겨질 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 본체(152)는 서로 측방으로 이격되고 서로 실질적으로 평행할 수 있도록 배향될 수 있는 2 개의 접지 접촉부(154a 및 154b)(도 2) 주위에 형성된다. 일 실시예에서, 접지 접촉부(154a 및 154b)는 신호 접촉부들(126a 및 126b) 사이의 거리보다 큰 거리로 서로 측방으로 이격되어 있다. 접촉부들(126a 및 126b)은, 예를 들어, 차동 쌍이 접지 접촉부(154a 및 154b)를 사이에 두고 서로 대각선으로 대향하도록 표준 쿼드랙스(quadrax)로서 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 접지 플레이트가 접지 접촉부들(154a 및 154b) 사이에 제공될 수 있고, 이에 따라 차동 쌍이 접지 접촉부들(154a 및 154b) 및 접지 플레이트에 의해 분리되는 스플릿 쌍 쿼드랙스를 허용한다.

신호 접촉부(126)의 테일 단부(128) 및 접지 접촉부(154)의 테일 단부(156)는 예를 들어, 기판에 납땜함으로써 또는 테일 단부(128' 및 156')를 기판 내로 압입되는 압입 핀(도 4a)으로 구성함으로써, 인쇄 회로 기판에 기계적으로 그리고 전기적으로 맞물리도록 구성될 수 있다.

접지 웨이퍼(150)의 웨이퍼 본체(152)는 각각 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼(120 및 122)의 내부 표면(132)과 대면하는 제 1 및 제 2 대향 면(160, 162)을 갖는다. 대향하는 면들(160 및 162)의 각각은 적어도 하나의 절연 연장부(164a 및 164b)를 가질 수 있다. 각각의 절연 연장부(164a, 164b)는 신호 웨이퍼의 내부 표면(132)의 개구(140) 중 하나를 통해 그리고 윈도우(136) 내로 연장되도록 크기가 정해지고 구성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 각각의 절연 연장부(164a 및 164b)는 도 4b에 도시된 바와 같이 신호 접촉부(126)의 노출된 부분(138)의 근처에 또는 이에 인접하여 위치된다. 예를 들어, 각각의 절연 연장부(164a 및 164b)는 웨이퍼 본체(152)의 중간 부분 상에 위치되어, 신호 접촉부의 전기적 절연을 돕기 위해, 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼(120 및 122)의 신호 접촉부들(126a 및 126b) 사이에서 각각 연장될 수 있다. 공기는 유전체이기 때문에, 윈도우(136)는 또한 신호 접촉부(126)의 전기적 절연을 돕는다. 신호 웨이퍼(120 및 122)의 윈도우(136) 내로 각각 연장함으로써, 절연 연장부(164a 및 164b)는 또한 신호 및 접지 웨이퍼들을 위치 결정하여 위치시키는 것을 도울 수 있다. 접촉 서브 조립체(104)로 조립될 때 신호 웨이퍼(120 및 122)의 위치 결정 부재(142)와 일반적으로 정렬되어 이를 수용되도록 내부에 위치되는 하나 이상의 관통 보어(168)가 웨이퍼 본체(152)에 제공될 수 있다.

추가적인 또는 이차 절연 연장부(166a, 166b)가 또한 접지 웨이퍼 본체(152)의 대향 면(160 및 162) 상에 제공될 수도 있다. 이들 절연 연장부(166a 및 166b)는 또한 신호 웨이퍼 내의 개구들(140) 중 하나를 통해 그리고 각각의 윈도우(136) 내로 연장되어, 절연 연장부(166a 및 166b)는 신호 접촉부들(126) 중 적어도 하나의 근처에 있거나 또는 이에 인접할 수 있다. 예를 들어, 절연 연장부들(166a, 166b)(도 2 및 도 3a)은 신호 접촉부들(126a, 126b)의 외부에 있도록 웨이퍼 본체(152)의 에지에 또는 그 근처에 위치될 수 있으며, 이에 의해 신호 접촉부를 더욱 전기적으로 절연시킨다.

바람직한 실시예에서, 접지 접촉부(154)는 커넥터 쉘(102)과 전기적으로 연속적일 수 있으며, 이에 의해 전기 커넥터(100)를 통한 접지 경로를 확립할 수 있다. 커넥터 쉘(102)과 접지 접촉부(154)를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 전도성 연속 부재(170)가 접지 웨이퍼 본체(154)에 제공될 수 있다. 연속 부재(170)는 바람직하게는 각각의 접지 접촉부(154)(도 6)와 일체형으로 형성되는 예를 들어 스프링 아암(172)일 수 있다. 스프링 아암(172)은 외향으로 편향되고 쉘(102)의 내부 표면(112)과 같은 커넥터 쉘(102)과 접촉하도록 설계된다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 전기 커넥터(100)를 조립하기 위해, 접촉 서브 조립체(104)가 먼저 형성되거나 또는 조립되고, 그 후 커넥터 쉘(102) 내로 삽입된다. 커넥터 쉘(102)은 접지 웨이퍼(150)의 웨이퍼 본체(152)로부터 연장되는 하나 이상의 맞닿음(abutment) 부분(182)을 수용하도록 구성되는 하나 이상의 노치(180)를 그의 기판 맞물림 단부(114)에 포함할 수 있다. 즉, 접촉 서브 조립체(104)는 맞닿음 부분(182)이 노치(180)에 수용되어 이에 대해 맞닿을 때까지 커넥터 쉘(102)의 기판 맞물림 단부(114) 내로 삽입될 수 있다.

접촉 서브 조립체(104)를 형성하는 단계는 일반적으로 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼(120, 122)를 함께 맞물리게 하는 단계 및 신호 웨이퍼(120 및 122)의 내부 표면들(132) 사이에 접지 웨이퍼(150)를 끼우는 단계를 포함한다. 신호 웨이퍼들(120 및 122)은, 예를 들어, 신호 웨이퍼 본체 내부 표면들(132) 상의, 포스트와 같은, 각각의 위치 결정 부재들(142)을 신호 웨이퍼 본체 내부 표면들(132) 내의, 대응하는 구멍과 같은, 각각의 맞물림 부재들(144) 내로 삽입함으로써 맞물릴 수 있다. 이들 위치 결정 부재(142)는 함께 조립될 때 웨이퍼들(120, 122 및 150)을 적절하게 위치시키고 그리고 정렬하기 위해 접지 웨이퍼(150)의 웨이퍼 본체(152)의 관통 보어(168)를 통해 또한 연장될 수 있다.

절연 연장부(164a 및 164b) 및 절연 연장부(166a 및 166b)는 신호 접촉부(126)의 노출된 부분(138)에 인접하여, 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼(120 및 122)의 각각의 윈도우(136) 내로 연장될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 각각의 신호 접촉부(126)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 신호 접촉부(126)를 전기적으로 절연시키기 위해, 중간 절연 연장부(164a)와 외부 절연 연장부(166a) 사이와 같은, 접지 웨이퍼(150)의 적어도 2 개의 절연 연장부들 사이에 위치된다.

접촉 서브 조립체(104)가 조립되면, 이는 바람직하게는 기판 맞물림 단부(114)를 통해 전도성 커넥터 쉘(102) 내로 삽입될 수 있어, 신호 접촉부(126)의 테일 단부(128) 및 접지 접촉부(154)의 테일 단부(156)는 쉘의 기판 맞물림 단부(114)를 통해 그리고 이를 넘어 연장되고, 신호 접촉부(126)의 정합 단부(130)는 커넥터 쉘(102)의 정합 인터페이스 단부(116)를 향해 연장된다. 또한, 접지 웨이퍼(152)의 웨이퍼 본체(152)로부터 외향으로 연장되는 접지 스프링 아암(172)은 접촉 서브 조립체(104)와 쉘(102) 사이의 전기적 연속성을 확립하기 위해 커넥터 쉘의 내부 표면(112)과 맞물린다. 접촉 서브 조립체(104)는 이 경우 예를 들어 접촉 서브 조립체(104)와 커넥터 쉘(102)의 내부 표면(112) 사이에 접착제 또는 에폭시(190)를 도포함으로써, 커넥터 쉘(102)에 부착될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 신호 웨이퍼(120 및 122)는, 예를 들어, (a) 하나 이상의 접촉부(126)를 측방으로 이격되고 일반적으로 서로 평행하도록 스탬핑하고 각각의 접촉부(126)의 정합 단부(130)를 도금하는 단계; (b) 유전체 웨이퍼 본체(124)를 접촉부(126)의 중간 부분 주위에 그리고 그 위에 오버 몰딩하여, 각각의 웨이퍼 본체 내에 윈도우(136)를 남겨두는 단계; 및 (c) 오버 몰딩된 웨이퍼 본체(124)로부터 캐리어 스트립(10)을 절단 및 제거하는 단계에 의해 제조될 수 있다. 접촉부(126)의 스탬핑은 임피던스 튜닝을 허용한다. 이는 신호 접촉부가 개방된 공기에 있는 것으로부터 플라스틱과 같은 절연체 또는 유전체에 상주하는 것으로 전환될 때, 임피던스가 변화하여, 이에 따라 임피던스 불일치가 발생하기 때문이다. 스탬핑된 접촉부(126)는 본질적으로 종래의 기계 가공된 접촉부보다 임피던스 튜닝(임피던스 불일치에 대한 어드레싱)에 대해 더 적합하다. 예를 들어, 유전체 웨이퍼 본체(124) 내부의 접촉부(126)는 개별 접촉부의 단면을 변경하지 않고 접지 웨이퍼(150)로부터 더 멀리 또는 이에 더 가깝게 이동될 수 있다. 또한, 웨이퍼 본체(124) 내부의 접촉부(126)는 필요에 따라 서로 더 가깝게 또는 더 멀리 이동될 수 있다. 종래의 기계 가공된 접촉부는 이동될 수 없다.

도 6에 도시된 바와 같이, 접지 웨이퍼(150)는 신호 웨이퍼(120 및 122)와 유사한 방식으로 형성되며, (a) 하나 이상의 접지 접촉부(154)를 스탬핑하는 단계; (b) 유전체 웨이퍼 본체(152)를 접지 접촉부(154) 주위에 그리고 그 위에 오버 몰딩하여 접촉부들의 테일 단부(156)를 커버되지 않은 상태로 그리고 접지 스프링 아암(172)을 노출된 상태로 남겨두는 단계; 및 (c) 오버 몰딩된 웨이퍼 본체(152)로부터 캐리어 스트립(10)을 절단 및 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명을 설명하기 위해 특정 실시예들이 선택되었지만, 첨부된 청구 범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 그 안에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 예를 들어, 전기 커넥터(100)가 쿼드랙스 배열로 그의 접촉부들을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 다양한 신호 유형들을 반송하는데 적합한, 하나 이상의 직선 핀 접촉부, 트위낵스, 코액스(coax), 병렬 어레이 접촉부들 또는 임의의 다른 유형의 전기 접촉부들과 같은 커넥터 유형들에 대해 고려한다.

Claims (25)

1. 전기 커넥터로서,
   정합 인터페이스(interface) 단부 및 대향하는 기판 맞물림 단부(board engagement end)를 갖는 전도성 커넥터 쉘(shell); 및
   상기 커넥터 쉘에 수용된 접촉 서브 조립체(subassembly)
   를 포함하고,
   상기 접촉 서브 조립체는
   제 1 및 제 2 신호 웨이퍼와, 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼로부터 분리된 접지 웨이퍼 - 상기 접지 웨이퍼는 상기 제 1 신호 웨이퍼와 제 2 신호 웨이퍼 사이에 끼워져 있음(sandwiched) - 를 포함하고,
   상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 각각은 테일(tail) 단부 및 대향하는 정합 단부를 갖는 하나 이상의 신호 접촉부 및 상기 하나 이상의 신호 접촉부의 상기 테일 단부 및 정합 단부가 유전체 웨이퍼 본체의 외부에 있도록 상기 하나 이상의 신호 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함하고, 상기 하나 이상의 신호 접촉부의 상기 테일 단부는 상기 커넥터 쉘의 상기 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장되고, 상기 하나 이상의 신호 접촉부의 상기 정합 단부는 상기 커넥터 쉘의 상기 정합 인터페이스 단부를 향해 연장되며,
   상기 접지 웨이퍼는 하나 이상의 접지 접촉부 및 상기 하나 이상의 접지 접촉부의 테일 단부가 상기 접지 웨이퍼의 유전체 웨이퍼 본체의 외부에 있도록 상기 하나 이상의 접지 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함하고, 상기 커넥터 쉘의 상기 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장되는, 전기 커넥터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체는, 상기 하나 이상의 신호 접촉부가 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체와 일체형이 되도록 하나 이상의 신호 접촉부 주위에 오버 몰드(overmold)를 형성하는 것인, 전기 커넥터.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체는, 상기 하나 이상의 접지 접촉부가 상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체와 일체형이 되도록 상기 하나 이상의 접지 접촉부 주위에 오버 몰드를 형성하는 것인, 전기 커넥터.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 접지 웨이퍼의 상기 하나 이상의 접지 접촉부는 상기 커넥터 쉘과 전기적으로 연속적인 것인, 전기 커넥터.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체는 전기적 연속성을 제공하기 위해 상기 하나 이상의 접지 접촉부 및 상기 커넥터 쉘과 접촉하는 전도성 연속 부재를 포함하는 것인, 전기 커넥터.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 연속 부재는 상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체에 의해 지지되는 상기 접지 접촉부 중 하나 이상으로부터 연장되는 스프링 아암(spring arm)인 것인, 전기 커넥터.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체의 각각은 상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체와 결합하도록 구성된 위치 결정 부재(locating member)를 갖는 것인, 전기 커넥터.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체의 각각은 다른 상기 신호 웨이퍼의 상기 위치 결정 부재와 맞물리도록 구성된 맞물림 부재를 갖는 것인, 전기 커넥터.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 위치 결정 부재는 포스트(post)이고, 상기 맞물림 부재는 상기 포스트를 수용하기 위한 크기의 구멍(hole)인 것인, 전기 커넥터.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체는 각각 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼와 대면하는 제 1 및 제 2 대향 면을 가지며, 적어도 상기 제 1 대향 면은 상기 제 1 신호 웨이퍼의 상기 하나 이상의 신호 접촉부에 인접한 상기 제 1 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체를 통해 연장되는 적어도 하나의 절연 연장부를 갖는 것인, 전기 커넥터.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체는 내부에 배치된 윈도우(window)를 가지며, 상기 윈도우는 내부의 상기 하나 이상의 신호 접촉부의 일부를 노출시키고, 상기 접지 웨이퍼로부터 상기 절연 연장부를 수용하는 것인, 전기 커넥터.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 접지 웨이퍼의 상기 절연 연장부는 상기 제 1 대향 면의 중간 부분으로부터 연장되고, 다른 절연 연장부는 상기 제 1 대향 면의 에지 부분으로부터 연장되며, 상기 다른 절연 연장부는 상기 제 1 신호 웨이퍼의 상기 하나 이상의 신호 접촉부에 인접한 윈도우를 통해 연장되는 것인, 전기 커넥터.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터 쉘은 상기 기판 맞물림 단부에, 상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체의 일부를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 노치(notch)를 포함하는 것인, 전기 커넥터.
14. 전기 커넥터로서,
    정합 인터페이스 단부 및 대향하는 기판 맞물림 단부를 갖는 전도성 커넥터 쉘; 및
    상기 커넥터 쉘에 수용된 접촉 서브 조립체
    를 포함하고,
    상기 접촉 서브 조립체는
    제 1 및 제 2 신호 웨이퍼와, 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼로부터 분리된 접지 웨이퍼 - 상기 접지 웨이퍼는 상기 제 1 신호 웨이퍼와 제 2 신호 웨이퍼 사이에 끼워져 있음 - 를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 각각은 테일 단부 및 대향하는 정합 단부를 각각 갖는 복수의 신호 접촉부 및 상기 신호 접촉부가 유전체 웨이퍼 본체와 일체형이 되도록 상기 신호 접촉부 주위에 오버 몰딩된 유전체 웨이퍼 본체를 포함하고, 상기 신호 접촉부는 서로 측방으로 이격되어 있고, 상기 신호 접촉부의 상기 테일 단부 및 정합 단부는 상기 웨이퍼 본체의 외부에 있으며, 상기 테일 단부는 상기 커넥터 쉘의 상기 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장되고, 상기 정합 단부는 상기 커넥터 쉘의 상기 정합 인터페이스 단부를 향해 연장되며,
    상기 접지 웨이퍼는 복수의 접지 접촉부 및 상기 접지 접촉부가 상기 접지 웨이퍼의 유전체 웨이퍼 본체와 일체형이 되도록 상기 접지 접촉부 주위에 오버 몰딩된 유전체 웨이퍼 본체를 포함하고, 상기 접지 접촉부는 서로 측방으로 이격되어 있고, 각각의 상기 접지 접촉부의 테일 단부는 상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체의 외부에 있고 상기 커넥터 쉘의 상기 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장되며, 상기 접지 접촉부는 상기 커넥터 쉘과 전기적으로 연속적인, 전기 커넥터.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체는 각각 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼와 대면하는 제 1 및 제 2 대향 면을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 대향 면의 각각은 상기 신호 접촉부 중 하나 이상에 인접하여 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체를 통해 각각 연장되는 적어도 하나의 절연 연장부를 갖는 것인, 전기 커넥터.
16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체는 내부에 배치된 윈도우를 가지며, 상기 윈도우는 내부의 상기 신호 접촉부의 각각의 일부를 노출시키고, 상기 접지 웨이퍼의 상기 제 1 및 제 2 대향 면으로부터의 상기 절연 연장부를 각각 수용하는 것인, 전기 커넥터.
17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체의 각각은 상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체와 결합하고 다른 상기 신호 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체와 맞물리도록 구성된 위치 결정 부재를 갖는 것인, 전기 커넥터.
18. 제 14 항에 있어서,
    상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체는 전기적 연속성을 제공하기 위해 상기 커넥터 쉘의 내부 표면과 상기 접지 접촉부 중 적어도 하나와 접촉하는 전도성 연속 부재를 포함하는 것인, 전기 커넥터.
19. 전기 커넥터의 조립 방법으로서,
    제 1 신호 웨이퍼와 제 2 신호 웨이퍼를 함께 맞물리게 하고, 그 사이에 접지 웨이퍼를 끼움으로써, 접촉 서브 조립체를 형성하는 단계 - 상기 제 1 신호 웨이퍼와 제 2 신호 웨이퍼의 각각은 하나 이상의 신호 접촉부, 및 상기 신호 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함하고, 상기 접지 웨이퍼는 하나 이상의 접지 접촉부 및 상기 접지 접촉부 주위에 형성된 유전체 웨이퍼 본체를 포함함 - ;
    상기 신호 접촉부의 테일 단부 및 상기 접지 접촉부의 테일 단부가 상기 커넥터 쉘의 기판 맞물림 단부를 통해 그리고 이를 넘어 연장되고, 상기 신호 접촉부의 정합 단부가 상기 커넥터 쉘의 정합 단부를 향해 연장되도록, 상기 접촉 서브 조립체를 전도성 커넥터 쉘 내로 삽입하는 단계; 및
    상기 접촉 서브 조립체를 상기 커넥터 쉘에 부착하는 단계
    를 포함하는, 전기 커넥터의 조립 방법 .
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 접촉 서브 조립체를 형성하는 단계 이전에, 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼의 상기 하나 이상의 신호 접촉부 주위에 상기 웨이퍼 본체를 각각 오버 몰딩하는 단계, 및 상기 하나 이상의 접지 접촉부 주위에 상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체를 오버 몰딩하는 단계를 더 포함하는, 전기 커넥터의 조립 방법.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 신호 접촉부 주위에 상기 웨이퍼 본체를 오버 몰딩하는 단계 이전에 상기 신호 접촉부를 스탬핑(stamping)하고 그 정합 단부를 도금(plating)하는 단계, 및 상기 하나 이상의 접지 접촉부 주위에 상기 접지 웨이퍼의 상기 웨이퍼 본체를 오버 몰딩하는 단계 이전에 상기 하나 이상의 접지 접촉부를 스탬핑하고 도금하는 단계를 더 포함하는, 전기 커넥터의 조립 방법.
22. 제 19 항에 있어서,
    상기 접촉 서브 조립체를 상기 커넥터 쉘에 부착하는 단계는 상기 접촉 서브 조립체를 상기 커넥터 쉘의 내부에 접착시키는 단계를 포함하는 것인, 전기 커넥터의 조립 방법.
23. 제 19 항에 있어서,
    상기 접촉 서브 조립체를 상기 커넥터 쉘 내로 삽입하는 단계 이후에, 상기 하나 이상의 접지 접촉부와 상기 커넥터 쉘 사이에 전기적 연속성을 형성하는 것인, 전기 커넥터의 조립 방법.
24. 제 19 항에 있어서,
    상기 접촉 서브 조립체를 형성할 때, 상기 제 1 및 제 2 신호 웨이퍼들을 서로에 대해 그리고 상기 접지 웨이퍼를 위치 결정하는 단계를 더 포함하는, 전기 커넥터의 조립 방법.
25. 제 19 항에 있어서,
    상기 접촉 서브 조립체를 형성하는 단계 이전에, 상기 제 1 및 제 2 웨이퍼의 각각의 상기 신호 접촉부들을 전기적으로 절연시키는 단계를 더 포함하는, 전기 커넥터의 조립 방법.

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