KR20220107829A - 고주파용 전기 커넥터 - Google Patents

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Abstract

상대 커넥터(10)와 끼워맞춤되는 전기 커넥터(20)로서, 몰드부; 복수의 실드; 상기 몰드부에 배치되며, RF 신호를 송수신하는 제1 신호 단자; 및 상기 몰드부에 배치되며, 상기 전기 커넥터의 길이 방향에 있어서 상기 제1 신호 단자보다 더 내측에 있는 제2 신호 단자를 포함하는 전기 커넥터가 제공된다.
상기 제2 신호 단자(20-4)의 내측 실장부(20-4-M2)는, 상기 전기 커넥터의 폭 방향에 있어서, 상기 제1 신호 단자(20-3)의 실장부(20-3-M)와 상기 실드(20-1)의 긴 방향 실장부(20-1-M) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.

Description

고주파용 전기 커넥터{ELECTRIC CONNECTOR FOR RADIO FREQUENCY}
본 발명은 고주파용 전기 커넥터에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전자기파 차폐의 성능을 높이고, 고주파 신호 단자 사이의 길이 방향/폭 방향의 간섭이나 노이즈를 줄이고, 커넥터의 폭을 줄이고, 단자의 물리적 파손 가능성을 낮춘 고주파용 전기 커넥터에 관한 것이다.
일반적으로, 기판들이 상호 연결되는 경우, 솔더링(soldering)과 같은 방법에 의하여 각각의 기판과 연결되는 두 개의 커넥터가 사용되고, 상기 두 개의 커넥터는 서로 연결될 수 있다. 여기서, 두 개의 커넥터 중 하나는 플러그 커넥터이며, 나머지 하나는 소켓 커넥터이다. 소켓 커넥터는 리셉터클(receptacle) 커넥터라고도 불리운다. 이러한 플러그 커넥터와 소켓 커넥터는 몰드부에 단자를 배치하여 형성될 수 있다. 플러그 커넥터와 소켓 커넥터는 서로 체결되어 전기 커넥터 조립체를 형성할 수 있다.
소켓 단자의 결합부는 반복된 결합과 해제, 또는 계속 결합된 상태의 지속에 의해서 변형되기 쉽고, 이는 결합력의 강도 또는 커넥터의 내구성 등에 악영향을 미친다.
커넥터를 통해 신호를 주고 받음에 있어서, 당해 신호의 주파수가 높고 낮음에 따라서 커넥터의 구조가 달라질 수 있다. 특히, 종래의 커넥터를 5세대(5G) 무선 통신에 그대로 사용하면 적절히 동작하지 않는 경우가 있을 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 5G 무선 통신에 대응하는 고주파에서의 커넥터의 전기적 특성을 좋게 하는 것이다. 특히, EMI 특성으로서 전자기파의 완전 차폐를 과제로 한다. RF 신호 단자 간의 간섭은 길이 방향의 둘 이상의 단자 사이의 간섭일 수도 있고, 폭 방향의 둘 이상의 단자 사이의 간섭일 수도 있으며, 둘 모두 중요하게 생각해야 하는 부분이다.
또한, 단자끼리의 결합이 굳건하면서도 커넥터의 사이즈(예컨대, 폭 방향 사이즈)를 줄이는 것을 과제로 한다.
또한, 단자의 물리적 파손을 방지하는 것도 과제로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 상대 커넥터와 끼워맞춤되는 전기 커넥터로서,
몰드부;
상기 몰드부의 외주면의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 복수의 실드;
상기 몰드부에 배치되며, RF 신호를 송수신하는 제1 신호 단자; 및
상기 몰드부에 배치되며, 상기 전기 커넥터의 길이 방향에 있어서 상기 제1 신호 단자보다 더 내측에 있는 제2 신호 단자
를 포함하며,
상기 실드는 상기 몰드부의 외주면 중 상기 길이 방향으로 연장된 외주면에 형성된 긴 방향 실장부를 포함하며,
상기 제1 신호 단자는 기판에 실장되는 부분인 실장부를 포함하며,
상기 제2 신호 단자는 상기 기판에 실장되는 부분인 내측 실장부를 포함하며,
상기 제2 신호 단자의 내측 실장부는, 상기 전기 커넥터의 폭 방향에 있어서, 상기 제1 신호 단자의 실장부와 상기 실드의 긴 방향 실장부 사이에 배치되는 전기 커넥터가 제공된다.
바람직하게는, 상기 실드는, 상기 전기 커넥터의 폭 방향으로 연장된 외주면에 형성된 폭 방향 실장부를 추가로 포함하며,
상기 제2 신호 단자는, 상기 전기 커넥터의 폭 방향에 있어서, 상기 제2 신호 단자의 실장부보다 더 외측에 있는 외측 실장부를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 전기 커넥터가 상기 상대 커넥터가 끼워맞춤되어 결합체를 형성하기 전의 상태에서,
상기 길이 방향 및 폭 방향과 직교하는 높이 방향에서 상기 전기 커넥터를 보면, 상기 실드는 상기 제1 신호 단자의 적어도 2면을 둘러싸고 있다.
바람직하게는, 상기 전기 커넥터가 상기 상대 커넥터와 끼워맞춤되어 커넥터 결합체를 형성할 때, 상기 길이 방향 및 폭 방향과 직교하는 높이 방향에서 상기 커넥터 결합체를 보면, 상기 전기 커넥터의 실드와 상기 상대 커넥터의 실드의 결합체가 상기 전기 커넥터의 제1 신호 단자와 상기 상대 커넥터의 제1 신호 단자의 결합체의 4면을 둘러싸고 있다.
바람직하게는, 상기 길이 방향 및 폭 방향과 직교하는 높이 방향에서 상기 전기 커넥터를 볼 때,
(i) 상기 전기 커넥터의 중심점을 기준으로, 상기 전기 커넥터는 점대칭 구조를 갖거나, 또는
(ii) 상기 전기 커넥터의 중심점을 지나면서 상기 길이 방향으로 연장되는 중심선을 기준으로, 상기 전기 커넥터는 선대칭 구조를 갖는다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
실드판(10-1a-E)과 실드판(20-1-E)이 효율적으로 끼워맞춤 결합하여 폭 방향으로 인접한 RF 신호 단자 사이의 신호 간섭이나 노이즈를 차단한다.
실드판(10-1a-E)과 실드판(20-1-E)이 효율적으로 끼워맞춤 결합하여 RF 신호 단자(10-3, 20-3)의 4면을 차폐함으로써, 길이 방향 및 폭 방향으로 인접한 RF 신호 단자 사이의 신호 간섭이나 노이즈를 차단하며, 그 외의 다른 소스(예컨대, 신호 단자(10-4, 20-4)로부터의 신호 간섭이나 노이즈도 차단된다.
폭 방향에 있어서, 실드(20-1)의 실장부(20-1-M)와 RF 신호 단자(20-3)의 실장부(20-3-M)의 사이에 신호 단자(20-4)의 실장부(20-4-M2)가 위치하므로, 길이 방향으로 인접한 RF 신호 단자(20-3) 사이의 분리도(isolation)가 향상된다. 이는 커넥터(20) 뿐만 아니라 커넥터(10)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, RF 신호 단자(10-3, 20-3)는 길이 방향 연장부 및 폭 방향 연장부를 갖는 구조(즉, ㄱ자 또는 ㄴ자 구조)이므로 일자형 구조에 비해 커넥터의 사이즈(특히, 폭 방향 사이즈)를 줄이면서도 안정된 결합 및 더 높은 주파수 성능을 도모할 수 있다.
'플러그 커넥터(10)의 실드(10-1)'와 '소켓 커넥터(20)의 실드(20-1)'가 협동하여 '플러그 커넥터(10)의 RF 신호 단자(10-3)' 및 '소켓 커넥터(20)의 RF 신호 단자(20-3)'를 둘러쌈으로써 전자기파 차폐를 행한다.
RF 신호 단자(10-3, 20-3)를 잘 차폐하도록, 전반적으로, 실드(10-1), 실드(20-1)의 결합 후의 구조는 커넥터(10, 20)의 길이 방향 및 폭 방향에서 RF 신호 단자(10-3, 20-3)를 둘러싸고 있다.
실드(10-1)와 실드(20-1)의 결합체는 RF 신호 단자(10-3) 및 RF 신호 단자(20-3)의 결합체로부터의 전자기파를 차폐하는 기능을 함과 동시에, 물리적인 힘으로부터도 RF 신호 단자(10-3)와 RF 신호 단자(20-3)의 결합체를 보호한다고 볼 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 플러그 커넥터(10)를 나타내는 도면이다.
도 1b는 본 발명에 따른 플러그 커넥터(10)를 나타내며, 도 1a의 플러그 커넥터(10)의 저면을 나타내는 도면이다.
도 2a는 본 발명에 따른 리셉터클 커넥터(20)를 나타내는 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 리셉터클 커넥터(20)를 나타내며, 도 2a의 리셉터클 커넥터(20)의 저면을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1a의 플러그 커넥터(10)에서 하우징(10-5)을 제거한 모습을 나타낸다.
도 4는 도 2a의 소켓 커넥터(20)에서 하우징(20-5)을 제거한 모습을 나타낸다.
도 5는 도 1a의 플러그 커넥터(10)와 도 2a의 소켓 커넥터(20)를 결합한 것의 AA 단면도이다.
도 6은 도 1a의 플러그 커넥터(10)와 도 2a의 소켓 커넥터(20)를 결합한 것의 BB 단면도이다.
도 7은 도 1a의 플러그 커넥터(10)와 도 2a의 소켓 커넥터(20)를 결합한 것의 CC 단면도이다.
도 8은 도 5~7의 결합 상태에서 각각의 하우징(10-5, 20-5)을 가상적으로 제거하여 도시한 것이다.
도 9는 도 8에 나타난 구조를 더욱 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 4 등에 나타난 RF 신호 단자(20-3)의 확대도이다.
도 11은 도 4에 나타난 구조를 더욱 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 다른 실시예의 플러그 커넥터(10')를 나타내는 도면이다.
도 13은 다른 실시예의 리셉터클 커넥터(20')를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1a는 본 발명에 따른 플러그 커넥터(10)를 나타내는 도면이다.
도 1a에는 플러그 커넥터(10)의 실드(10-1), RF 신호 단자(10-3), 신호 단자(10-4), 하우징(10-5; 몰드부)이 도시되어 있다. 그리고, 이에 한정되는 것은 아니지만, 실드(10-1)는 실드(10-1a) 또는 그 맞은 편의 실드(10-1b)와 같이 형상이 상이할 수 있다. 실드(10-1) 중 실드(10-1a)와 실드(10-1b)의 주된 차이는 돌출부(10-1a-E; '실드판'이라고도 함)의 유무이다. 즉, 실드(10-1a)에는 도 1a에 일예로 도시된 바와 같이 실드의 본체로부터 대략 90도로 벤딩되어 형성된 돌출부(10-1a-E; 실드판)가 있고, 실드(10-1b)에는 돌출부(10-1a-E)가 없다. 후술하겠으나, 이 돌출부인 실드판(10-1a-E)은 상대 커넥터인 소켓 커넥터(20)의 실드(20-1)의 돌출부인 실드판(20-1-E) 사이에 끼워진다.
RF 신호 단자(10-3)는 고주파 신호(일예로 50GHz 정도의 주파수 신호)를 주고 받는 단자이다. 신호 단자(10-4)는 RF 신호 단자(10-3)보다는 비교적 낮은 주파수의 신호를 주고 받는 단자이다. 신호 단자(10-4)는 RF 신호 단자(10-3)와 구분하기 위해 필요에 따라 일반 신호 단자라 칭할 수도 있다. 다만, RF 신호 단자(10-3)에 고주파 신호를 보내는 것이 바람직하지만, 일반 신호 단자(10-4)에 고주파 신호를 보내는 것을 완전히 배제하지는 않는다. 신호 단자(10-4)는 5G 대응 커넥터 이전의 기존의 커넥터에서 처리되던 주파수 범위를 처리하는 단자일 수 있다. 5G 무선 통신에 사용된다는 것은 일예이고, 반드시 그에 한정되지는 않는다. 필요에 따라서, 신호 단자(10-4)에는 전원 단자 수준의 전류를 흘릴 수도 있다. 일예로, 신호 단자(10-4)는 0.3A의 전류를 허용하는 6개의 PIN으로 구성될 수도 있고, 0.3A를 초과하여, 예컨대, 전원 단자로 기능하도록 5A의 전류까지 허용되는 단자일 수 있다. 단, PIN의 갯수가 6개라는 것은 일예이다.
실드(10-1; 10-1a 및/또는 10-1b)는 고주파 신호를 주고 받는 RF 신호 단자(10-3)를 차폐하는 역할을 한다.
하우징(10-5)은 기저부를 갖는다. 하우징(10-5)은 기저부의 상면으로부터 돌출되는 벽부를 가지며, 벽부에, RF 신호 단자(10-3), 내측 실드(10-2), 신호 단자(10-4) 등이 형성된다.
플러그 커넥터(10)의 하우징(10-5; 몰드부)은 플라스틱 재질인 것이 바람직하며, 예를 들어 LCP(Liquid Crystal Polymer)일 수 있다. 또한, 하우징(10-5)은 수지 및 에폭시 등을 포함하는 절연체로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 플러그 커넥터(10)의 RF 신호 단자(10-3), 신호 단자(10-4)는 금속 재질인 것이 바람직하며, 이에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 구리일 수도 있고, 구리 합금에 금도금(니켈 언더 레이어)을 한 것일 수 있다.
실드(10-1)는 전자기파 차폐 소재이면 되며, 예컨대, 알루미늄 등의 금속, 고분자 복합 재료, 플라스틱에 금속을 코팅하거나 스프레이한 것, 그래핀 등의 탄소 소재 등일 수도 있고, RF 신호 단자(10-3), 신호 단자(10-4)와 동일하거나 유사한 재질일 수도 있다.
차폐의 구조는 구체적으로, '플러그 커넥터(10)의 실드(10-1)'와 후술할 '소켓 커넥터(20)의 실드(20-1)'가 협동하여 '플러그 커넥터(10)의 RF 신호 단자(10-3)' 및 '소켓 커넥터(20)의 RF 신호 단자(20-3)'를 둘러쌈으로써 차폐를 행한다.
도 1b는 본 발명에 따른 플러그 커넥터(10)를 나타내며, 도 1a의 플러그 커넥터(10)의 저면을 나타내는 도면이다.
저면에서 보았을 때, 실드(10-1)의 일부가 배치된 것이 보인다. 플러그 커넥터(10)의 길이 방향의 가운데 부분에 신호 단자(10-4)가 배치되어 있다.
신호 단자(10-4)보다 외측(커넥터(10)의 길이 방향(X 방향)으로 외측)에 실드(10-1)가 배치되어 있다. 커넥터(10)의 길이 방향(X 방향)에서 실드(10-1)와 겹치는 부분에는 RF 신호 단자(10-3)가 존재한다.
도 2a는 본 발명에 따른 리셉터클 커넥터(20)를 나타내는 도면이다.
리셉터클 커넥터(20)는 소켓 커넥터(20)로 불리기도 한다.
도 2a에는 소켓 커넥터(20)의 실드(20-1), RF 신호 단자(20-3), 신호 단자(20-4), 하우징(20-5; 몰드부)가 도시되어 있다.
RF 신호 단자(20-3)는 고주파 신호를 주고 받는 단자이다. 신호 단자(20-4)는 RF 신호 단자(20-3)보다는 비교적 낮은 주파수의 신호를 주고 받는 단자이다. 필요에 따라서, 신호 단자(20-4)에는 전원 단자 수준의 전류를 흘릴 수도 있다.
실드(20-1)는 고주파 신호를 주고 받는 RF 신호 단자(20-3)를 차폐하는 역할을 한다.
리셉터클 커넥터(20)의 하우징(20-5; 몰드부)는 플라스틱 재질인 것이 바람직하며, 예를 들어 LCP(Liquid Crystal Polymer)일 수 있다. 리셉터클 커넥터(20)의 RF 신호 단자(20-3), 신호 단자(20-4)는 금속 재질인 것이 바람직하며, 예를 들어 구리 합금에 금도금(니켈 언더 레이어)을 한 것일 수 있다. 실드(20-1)는 전자기파 차폐 소재이면 되며, 예컨대, 알루미늄 등의 금속, 고분자 복합 재료, 플라스틱에 금속을 코팅하거나 스프레이한 것, 그래핀 등의 탄소 소재 등일 수도 있고, RF 신호 단자(20-3), 신호 단자(20-4)와 동일하거나 유사한 재질일 수도 있다.
차폐의 구조는 구체적으로, 전술한 '플러그 커넥터(10)의 실드(10-1)'와 '소켓 커넥터(20)의 실드(20-1)'가 협동하여 '플러그 커넥터(10)의 RF 신호 단자(10-3)' 및 '소켓 커넥터(20)의 RF 신호 단자(20-3)'를 둘러쌈으로써 차폐를 행한다.
도 2b는 본 발명에 따른 리셉터클 커넥터(20)를 나타내며, 도 2a의 리셉터클 커넥터(20)의 저면을 나타내는 도면이다.
저면에서 보았을 때, 실드(20-1)의 일부가 보인다. 리셉러클 커넥터(20)의 길이 방향의 가운데 부분에 신호 단자(20-4)가 배치되어 있다.
신호 단자(20-4)보다 외측(커넥터(20)의 길이 방향(X 방향)으로 외측)에 실드(20-1)가 배치되어 있다. 단, 플러그 커넥터(10)에서는 도면 부호 10-1a와 10-1b와 같이 상이한 형상(즉, 길이 방향의 외측에서 내측을 향하는 긴 연장부의 유무)을 갖는 실드(10-1)가 혼재했던 것과는 달리, 소켓 커넷터(20)에서는 실드(20-1)가 동일한 형상(단, 길이 방향 또는 폭방향에서 선대칭 형상일 수는 있음)이다.
커넥터(20)의 길이 방향(X 방향)에서 실드(20-1)와 겹치는 부분에는 RF 신호 단자(20-3)가 존재한다.
참고로, 도 1a, 1b, 2a, 2b에서 임의로 방향(X, Y, Z)을 설정하였으나, 그러한 방향은 커넥터(10, 20)끼리의 결합시에는 그대로 유지되는 것은 아니고, 플러그 커넥터(10)를 소켓 커넥터(20)에 결합하려 할 때는 어느 한 커넥터를 상하반전한 후에 결합하여야 함은 물론이다.
도 3은 도 1a의 플러그 커넥터(10)에서 하우징(10-5)을 제거한 모습을 나타낸다.
이에 한정되는 것은 아니지만, (도시가 생략된) 하우징(10-5)은 플라스틱의 조립체가 아니라 하나의 플라스틱 조각인 것이 바람직하며, 하나의 실드(10-1)는 금속의 조립체가 아니라 하나의 금속 조각인 것이 바람직하다. 도 1a, 도 3에는 4개의 실드(10-1; 2개의 10-1a 및 2개의 10-1b)가 도시되어 있는 것을 볼 수 있다.
도 3에서, 커넥터(10)의 길이 방향(X 방향)을 따라, 가장 외측에 실드(10-1), 그보다 조금 내측에 실드(10-1)와 길이 방향으로 중첩되는 위치에 RF 신호 단자(10-3), 실드(10-1)보다 더 내측에 신호 단자(10-4)가 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 커넥터(10)의 길이 방향 및 폭 방향의 중심점을 기준으로 볼 때, 대략적으로, 각각의 구성요소는 점대칭 구조를 갖는다. 예컨대, 도 3에서 볼 때 좌측 하단에 있는 실드(10-1a)는 우측 상단에 있는 실드(10-1a)와 점대칭 형상인 것을 알 수 있다. 그리고 도 3에서 좌측 상단에 있는 실드(10-1b)는 우측 하단에 있는 실드(10-1b)와 점대칭 형상인 것을 알 수 있다.
RF 신호 단자(10-3)는 그 양단에 기판에의 실장부(10-3-M), 상대 커넥터(20)에의 접점부(10-3-C)를 포함한다. 이에 한정되지는 않지만, 접점부(10-3-C)는 고정단일 수 있다.
도 3에서 RF 신호 단자(10-3)는 대략적으로 3면에서 실드(10-1)에 의해 둘러싸여 있다.
도 4는 도 2a의 소켓 커넥터(20)에서 하우징(20-5)을 제거한 모습을 나타낸다.
도 4(a)에서, 이에 한정되는 것은 아니지만, (도시가 생략된) 하우징(20-5)은 플라스틱의 조립체가 아니라 하나의 플라스틱 조각인 것이 바람직하며, 하나의 실드(20-1)는 금속의 조립체가 아니라 하나의 금속 조각인 것이 바람직하다. 도 2a, 도 4에는 4개의 실드(20-1)가 도시되어 있는 것을 볼 수 있다.
커넥터(20)의 길이 방향(X 방향)을 따라, 가장 외측에 실드(20-1), 길이 방향에서 실드(20-1)와 겹치는 위치에 RF 신호 단자(20-3), 실드(20-1)보다 내측에 신호 단자(20-4)가 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 1a에 일예로 도시된 바와 같은 실드(10-1a)의 실드판(10-1a-E)은 도 5에 일예로 도시된 바와 같은 실드(20-1)의 실드판(20-1-E) 사이에 끼워진다. 실드판(20-1-E)에는 예컨대 2개의 전기적 점접(C1, C2)이 있어서 실드판(10-1a-E)과 전기적으로 접촉한다. 후술하겠으나, 더욱 구체적으로는, 이 실드판(10-1a-E)은 하나의 실드(20-1; 예컨대 도 4에서 좌측 하단의 실드)의 실드판(20-1-E)과 다른 실드(20-1; 예컨대 도 4에서 좌측 상단의 실드)의 실드판(20-1-E) 사이에 끼워지고, 좌측 하단의 실드(20-1)의 접점(C1)과 좌측 상단의 실드(20-1)의 접점(C1) 사이에, 또한, 좌측 하단의 실드(20-1)의 접점(C2)과 좌측 상단의 실드(20-1)의 접점(C2) 사이에 실드판(10-1a-E)이 끼워짐으로써 서로 접한다.
RF 신호 단자(20-3)는 그 양단에 기판에의 실장부(20-3-M), 상대 커넥터(10)에의 접점부(20-3-C)를 포함한다. 이에 한정되지는 않지만, 접점부(20-3-C)는 자유단인 것이 바람직하다.
도 4에서 RF 신호 단자(20-3)는 대략적으로 3면에서 실드(20-1)에 의해 둘러싸여 있다. 도 4에서, 관점에 따라서는 대략 4면에서 둘러싸인 것으로 볼 수도 있으나, 완전히 둘러싸여 있지는 않음을 알 수 있다.
도 5는 도 1a의 플러그 커넥터(10)와 도 2a의 소켓 커넥터(20)를 결합한 것의 AA 단면도이다.
구체적으로, 도 5는, 도 1a의 플러그 커넥터(10)를 상하 반전하여 도 2a의 소켓 커넥터(20)에 결합한 것의 AA 단면도이다. 즉, 도 5에서, X, Y, Z 방향은 소켓 커넥터(20)에 대해서는 도 2a의 X, Y, Z 방향과 동일하고, (상하 반전되었으므로) 플러그 커넥터(10)에 대해서는 도 1a의 Z 방향이 -Z 방향으로 바뀐 것을 알 수 있을 것이다.
참고로, RF 신호 단자(20-3)와 RF 신호 단자(10-3)가 결합할 때, 도 5의 RF 신호 단자(20-3)의 윗부분이 약간 내측으로 휘어질 것이지만, 도 5는 도시의 편의를 위해 그러한 휘어짐은 생략한 채로 도시하였다.
도 6은 도 1a의 플러그 커넥터(10)와 도 2a의 소켓 커넥터(20)를 결합한 것의 BB 단면도이다.
구체적으로, 도 6은, 도 1a의 플러그 커넥터(10)를 상하 반전하여 도 2a의 소켓 커넥터(20)에 결합한 것의 BB 단면도이다. 즉, 도 6에서, X, Y, Z 방향은 소켓 커넥터(20)에 대해서는 도 2a의 X, Y, Z 방향과 동일하고, (상하 반전되었으므로) 플러그 커넥터(10)에 대해서는 도 1a의 Z 방향이 -Z 방향으로 바뀐 것을 알 수 있을 것이다.
참고로, 신호 단자(20-4)와 신호 단자(10-4)가 결합할 때, 도 6의 신호 단자(20-4)의 윗부분이 약간 내측으로 휘어질 것이지만, 도 6은 도시의 편의를 위해 그러한 휘어짐은 생략한 채로 도시하였다.
도 7은 도 1a의 플러그 커넥터(10)와 도 2a의 소켓 커넥터(20)를 결합한 것의 CC 단면도이다.
구체적으로, 도 7은, 도 1a의 플러그 커넥터(10)를 상하 반전하여 도 2a의 소켓 커넥터(20)에 결합한 것의 CC 단면도이다. 즉, 도 7에서, X, Y, Z 방향은 소켓 커넥터(20)에 대해서는 도 2a의 X, Y, Z 방향과 동일하고, (상하 반전되었으므로) 플러그 커넥터(10)에 대해서는 도 1a의 Z 방향이 -Z 방향으로 바뀐 것을 알 수 있을 것이다.
실드(10-1a)의 실드판(10-1a-E)은 실드(20-1)의 실드판(20-1-E) 사이에 끼워진다. 실드판(20-1-E)에는 예컨대 2개의 전기적 점접(C1, C2)이 있어서 실드판(10-1a-E)과 전기적으로 접촉한다. 더욱 구체적으로는, 이 실드판(10-1a-E)은 하나의 실드(20-1; 예컨대 도 4에서 좌측 하단의 실드)의 실드판(20-1-E)과 다른 실드(20-1; 예컨대 도 4에서 좌측 상단의 실드)의 실드판(20-1-E) 사이에 끼워지고, 좌측 하단의 실드(20-1)의 접점(C1)과 좌측 상단의 실드(20-1)의 접점(C1) 사이에, 또한, 좌측 하단의 실드(20-1)의 접점(C2)과 좌측 상단의 실드(20-1)의 접점(C2) 사이에 실드판(10-1a-E)이 끼워짐으로써 서로 접한다. 도 7에는 하나의 실드(20-1)의 접점(C2)과 다른 실드(20-1)의 접점(C2) 사이에 실드판(10-1a-E)이 끼워짐으로써 서로 접하는 것의 단면이 도시되어 있다.
도 8은 도 5~7의 결합 상태에서 각각의 하우징(10-5, 20-5)을 가상적으로 제거하여 도시한 것이다.
이는 도 5~7의 결합 상태에서 각각의 하우징(10-5, 20-5)을 가상적으로 제거하여 위에서 본 것이며, 또한, 도 3에 도시된 플러그 커넥터(10)를 상하 반전하여 도 4에 도시된 소켓 커넥터(20)에 결합한 것이라고 생각할 수도 있다.
도 8에서 보는 바와 같이, RF 신호 단자(10-3)와 RF 신호 단자(20-3)가 결합된다. 그리고, 실드(20-1)와 실드(10-1)가 결합되어 'RF 신호 단자(10-3)와 RF 신호 단자(20-3)의 결합체'를 둘러싸듯이 차폐한다.
특히, 도 8에서 좌측 상단의 'RF 신호 단자(10-3)와 RF 신호 단자(20-3)의 결합체'와 좌측 하단의 'RF 신호 단자(10-3)와 RF 신호 단자(20-3)의 결합체' 사이에는 실드판(10-1a-E)과 실드판(20-1-E)이 존재하므로 상호간 차폐 효과를 더욱 높일 수 있다.
한편, 커넥터(10)와 커넥터(20)가 결합되어 있는 도 8에서, 'RF 신호 단자(10-3)와 RF 신호 단자(20-3)의 결합체'는 대략적으로 4면에서 '실드(10-1)와 실드(20-1)의 결합체'에 의해 둘러싸인 것을 알 수 있다. 이러한 구조에 의해 RF 신호 단자(10-3, 20-3)의 전기적 신호에 대한 차폐가 효율적으로 행해진다.
이는 도 3에서 RF 신호 단자(10-3)는 대략적으로 3면에서 실드(10-1)에 의해 둘러싸여 있고 , 도 4에서 RF 신호 단자(20-3)는 대략적으로 3면(또는 약간 열린 4면)에서 실드(20-1)에 의해 둘러싸여 있는 것과 대비될 수 있다. 즉, 도 3, 도 4는 커넥터(10, 20)끼리 결합되기 전을 나타내고 도 8은 커넥터(10, 20)끼리 결합된 후를 나타낸다.
도 9는 도 8에 나타난 구조를 더욱 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 나타난 바와 같이, 2개의 실드(20-1)의 각각의 실드판(20-1-E) 사이에 실드(10-1a)의 실드판(10-1a-E)이 끼워진다. 끼워질 때에, 대향하는 2개의 접점(c1) 사이에 실드판(10-1a-E)이 접하며, 또한 대향하는 2개의 접점(c2) 사이에 실드판(10-1a-E)의 타 부위가 접한다. 이러한 구조로 인하여, 용이하면서도 단단하게 실드끼리의 체결이 행해지며, 인접한 RF 신호 단자끼리의 차폐 효과도 발휘된다.
또한, 도 9의 우측에서 보는 바와 같이, 커넥터의 길이 방향인 X 방향에서 실드 접점부(좌측의 작은 네모 부분)와 다른 실드 접점부(우측의 작은 네모 부분) 사이에 RF 신호 단자의 결합체(큰 네모 부분)가 존재한다.
도 10은 도 4 등에 나타난 RF 신호 단자(20-3)의 확대도이다.
예컨대, 도 4에서 우측 하단에 배치된 RF 신호 단자(20-3)를 확대해 보면 도 10과 같다.
도 10에서, 커넥터(20)의 전체적인 크기를 줄이기 위하여, RF 신호 단자(20-3)에 있어서, 실장부(20-3-M)에 대해서 90도의 방향으로 접점부(20-3-C)가 배치된다.
그리고, 이에 한정되는 것은 아니지만, 도 10에서, RF 신호 단자(20-3)의 접점부(20-3-C)는 폭 방향(Y 방향)으로 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이는, 도 9 등에서 볼 수 있는 바와 같이, 역시 폭 방향으로 형성되어 있는 RF 신호 단자(10-3)의 접점부와 결합된다.
도 10에 나타난 접점부(20-3-C)는 탄성부이며 자유단이다. 한편, 이에 한정되는 것은 아니지만, 상기 소켓 커넥터(20)의 RF 신호 단자(20-3)의 접점부(20-3-C)와 결합되는 상대부(즉, 플러그 커넥터(10)의 RF 신호 단자(10-3)의 접점부(10-3-C))는 자유단이 아니도록 형성될 수 있다.
참고로, 도 10에서는 실장부(20-3-M)가 -Y 방향에 있고 접점부(20-3-C)가 -X 방향에 있으나, 만약 실장부(20-3-M)가 -Y 방향에 있고 접점부(20-3-C)가 +Y 방향에 있다면(즉, RF 신호 단자(10-3, 20-3)가 ㄱ자 또는 ㄴ자형 구조가 아니라 일자형 구조라면) 커넥터(20)의 전체적인 폭이 커지는 단점이 있다.
또한, 도 10처럼 실장부(20-3-M)와 접점부(20-3-C)가 90도를 이루는 구조는 고주파 성능을 더 좋게 한다. 즉, 실장부(20-3-M)가 -Y 방향에 있고 접점부(20-3-C)가 +Y 방향에 있는 구조(즉, 일자형 구조)에 비하여, 도 10의 구조의 RF 신호 단자(20-3)가 더 높은 주파수에도 대응 가능하다.
도 11은 도 4에 나타난 구조를 더욱 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 11에서 5개의 작은 네모로 표시된 부분은 모두 기판에의 실장부를 나타낸다. 도 11은 소켓 커넥터(20)에서 가상적으로 하우징(20-5)을 제거하고, 위에서 내려다본 것이므로, 실장부는 그 아래에 있는 기판(미도시)에 납땜 등으로 고정될 것이다.
이때, 폭 방향에서 RF 신호 단자(20-3)의 실장부(20-3-M; 'RF 실장부'라고도 함)와 실드(20-1)의 실장부(20-1-M; '실드 실장부'라고도 함)의 사이에 신호 단자(20-4)의 실장부(20-4-M2; '내측 실장부'라고도 함)를 배치한다. 이렇게 배치하면, 길이 방향에서의 RF 신호 단자(20-3) 사이의 분리도(isolation)가 향상되어 신호 간섭이나 RF 단자 사이의 잡음 등이 줄어든다. 또한, RF 단자 사이의 공진도 줄여준다.
즉, 도 11의 예에서, 좌측 하단의 RF 신호 단자(20-3)와 우측 하단의 RF 신호 단자(20-3)의 분리도가 향상된다. 마찬가지로, 좌측 상단의 RF 신호 단자(20-3)와 우측 상단의 RF 신호 단자(20-3)의 분리도가 향상된다.
상기 내측 실장부(20-4-M2)는 바닥면에 노출되어 기판(미도시)에 고정된다. 이 노출 상태는 도 2b, 도 6에서도 확인할 수 있다.
또한, 신호 단자(20-4)는 외측에 다른 실장부(20-4-M1; '선단 실장부'라고도 함)을 갖는다. 이 노출 상태도 마찬가지로 도 2b, 도 6에서도 확인 가능하다.
도 12는 다른 실시예의 플러그 커넥터를 나타내는 도면이다.
도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 플러그 커넥터(10')에 RF 신호 단자(10-3')가 도 1a의 경우에 비하여 더 많은 갯수(예컨대, 8개) 존재할 수도 있다. 이에 한정되는 것은 아니지만, 도 12의 예에서는, RF 신호 단자(10-3')가 8개 존재하고, 일반 신호 단자(예컨대, 도 1a에서의 신호 단자(10-4) 등)는 존재하지 않는다. 그러나, RF 신호 단자/일반 신호 단자의 구분은 절대적인 것은 아니며, 'RF 신호 단자'라는 명칭은 고주파의 신호를 송수신하기에 적절하다는 의미이지 더 낮은 주파수의 신호를 송수신할 수 없다는 의미는 아니므로, 도 12의 형태에서도, 도 1a의 플러그 커넥터(10)가 행하는 동작을 충분히 행할 수 있다(신호 단자(10-4)의 갯수 차이는 논외로 함). 도 12에서, 실드(10-1')는 4개가 구비되어 있으며, 2가지 타입으로 나뉜다. 즉, 실드판(10-1a'-E)이 있는 실드(10-1a') 2개와 실드판이 없는 실드(10-1b') 2개이다. 이는 도 1a에서 설명한 바와도 같다.
도 13은 다른 실시예의 리셉터클 커넥터를 나타내는 도면이다.
도 13의 소켓 커넥터(20'; 리셉터클 커넥터)는 도 12의 플러그 커넥터(10')와 결합된다.
커넥터(10', 20')끼리 결합되면, 실드(10-1'), 실드(20-1'), 금구(20-11, 20-12)가 서로 모두 결합된다. 이는 도 12, 도 13의 예에서는 8개의 차폐 구획을 형성하고, 그에 따라 8개의 'RF 신호 단자(10-3')와 RF 신호 단자(20-3')의 결합체'는 서로에 대하여 각각 전기적으로 차폐된다. 도 13에는 6개의 금구(20-11, 20-12)가 예시되어 있으며, 이들 금구는 실드(20-1')의 일부일 수도 있고, 별체일 수도 있다. 일부이든 별체이든, 커넥터(10')와 커넥터(20')가 결합될 때에, 차폐 구획이 8개가 되는 것은 동일하다. 예컨대, 실드(10-1')가 실드 (20-1')와 금구(20-11)를 이어주고, 또한 실드 (20-1')와 금구(20-12)를 이어주는 것을 알 수 있다.
예컨대, 본원의 청구항에서 제1 신호 단자는 도 1a의 도면부호 10-3을 나타내고, 제2 신호 단자는 도 1a의 도면 부호 10-4를 나타낼 수도 있고, 또는, 제1 신호 단자는 도 12의 8개의 도면 부호 10-3' 중의 좌측 2개와 우측 2개를 나타내고, 제2 신호 단자는 도 12의 8개의 도면 부호 10-3' 중의 가운데 4개를 나타낼 수도 있다.
물론, 본원의 청구항에서 제1 신호 단자는 도 2a의 도면부호 20-3을 나타내고, 제2 신호 단자는 도 2a의 도면 부호 20-4를 나타낼 수도 있고, 또는, 제1 신호 단자는 도 13의 8개의 도면 부호 20-3' 중의 좌측 2개와 우측 2개를 나타내고, 제2 신호 단자는 도 13의 8개의 도면 부호 20-3' 중의 가운데 4개를 나타낼 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 플러그 커넥터
10-1: 실드
10-3: RF 신호 단자
10-4: 신호 단자
10-5: 하우징(몰드부)
20: 리셉터클 커넥터(소켓 커넥터)
20-1: 실드
20-3: RF 신호 단자
20-4: 신호 단자
20-5: 하우징(몰드부)

Claims (5)

  1. 상대 커넥터와 끼워맞춤되는 전기 커넥터로서,
    몰드부;
    상기 몰드부의 외주면의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 복수의 실드;
    상기 몰드부에 배치되며, RF 신호를 송수신하는 제1 신호 단자; 및
    상기 몰드부에 배치되며, 상기 전기 커넥터의 길이 방향에 있어서 상기 제1 신호 단자보다 더 내측에 있는 제2 신호 단자
    를 포함하며,
    상기 실드는 상기 몰드부의 외주면 중 상기 길이 방향으로 연장된 외주면에 형성된 긴 방향 실장부를 포함하며,
    상기 제1 신호 단자는 기판에 실장되는 부분인 실장부를 포함하며,
    상기 제2 신호 단자는 상기 기판에 실장되는 부분인 내측 실장부를 포함하며,
    상기 제2 신호 단자의 내측 실장부는, 상기 전기 커넥터의 폭 방향에 있어서, 상기 제1 신호 단자의 실장부와 상기 실드의 긴 방향 실장부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실드는, 상기 전기 커넥터의 폭 방향으로 연장된 외주면에 형성된 폭 방향 실장부를 추가로 포함하며,
    상기 제2 신호 단자는, 상기 전기 커넥터의 폭 방향에 있어서, 상기 제2 신호 단자의 실장부보다 더 외측에 있는 외측 실장부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기 커넥터가 상기 상대 커넥터가 끼워맞춤되어 결합체를 형성하기 전의 상태에서,
    상기 길이 방향 및 폭 방향과 직교하는 높이 방향에서 상기 전기 커넥터를 보면, 상기 실드는 상기 제1 신호 단자의 적어도 2면을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기 커넥터가 상기 상대 커넥터와 끼워맞춤되어 커넥터 결합체를 형성할 때, 상기 길이 방향 및 폭 방향과 직교하는 높이 방향에서 상기 커넥터 결합체를 보면, 상기 전기 커넥터의 실드와 상기 상대 커넥터의 실드의 결합체가 상기 전기 커넥터의 제1 신호 단자와 상기 상대 커넥터의 제1 신호 단자의 결합체의 4면을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 길이 방향 및 폭 방향과 직교하는 높이 방향에서 상기 전기 커넥터를 볼 때,
    (i) 상기 전기 커넥터의 중심점을 기준으로, 상기 전기 커넥터는 점대칭 구조를 갖거나, 또는
    (ii) 상기 전기 커넥터의 중심점을 지나면서 상기 길이 방향으로 연장되는 중심선을 기준으로, 상기 전기 커넥터는 선대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
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KR102189222B1 (ko) * 2016-08-04 2020-12-09 교세라 가부시키가이샤 커넥터

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