KR950004374B1 - 고밀도용 전기 접속기 - Google Patents

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KR950004374B1
KR950004374B1 KR1019900002106A KR900002106A KR950004374B1 KR 950004374 B1 KR950004374 B1 KR 950004374B1 KR 1019900002106 A KR1019900002106 A KR 1019900002106A KR 900002106 A KR900002106 A KR 900002106A KR 950004374 B1 KR950004374 B1 KR 950004374B1
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지. 그래브 디미트리
존 쉬누 윌리암
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에이 엠 피 인코포레이티드
제이 엘. 사이칙
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Abstract

내용 없음.

Description

고밀도용 전기 접속기
제 1 도는 전기 부품의 기판을 도시한 도시도
제 2 도는 전기 부품의 측면도
제 3 도는 전기 부품의 각각의 접촉 페드와 인쇄 회로 카드상의 각각의 접촉 패드를 전기적으로 접속시키며, 중첩된 상부 및 하부 절연 플레이트를 포함하는 삽입체 전기 접속기의 평면도
제 4 도는 하부 절연 플레이트를 도시하는 평면도
제 5 도는 전기 부품이 전기 접속기에 대하여 가압되기 전에 전기 부품과 회로 카드사이에 삽입된 전기 접속기를 도시하며, 제 3 의 선 5-5에 따른 확대도
제 6 도는 제 5 도의 선 6-6에 따른 단면도
제 7 도는 전기 접속기의 전기 접촉 소자를 도시한 도시도
제 8 도는 제 3 도의 부분확대도
제 9 도는 전기 부품이 역으로 가압된 후 전기 접속기의 접촉 소자를 도시하는 부분도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
2 : 전기부품 4 : 프레임 6 : 기판
10,18 : 접촉패드 14 : 회로 인쇄 카드 16 : 상부 인터페이스 표면
20 : 전기 접속기 22,24 : 절연 플레이트 26 : 상부 인터페이스 표면
28 : 하부 인터페이스 표면 30:공동 40 : 접촉소자
42,44 : 접촉 스프링 48 : 스프링 아암 52 : 접촉 노우즈
본 발명은 고밀도 사용을 위한 전기 접속기 특히, 격자 배열로 배치된 전기 부품의 다수의 접촉 패드를 인쇄 회로 카드의 대응하는 패드에 접속시키기 위한 전기 접속기에 관한 것이다. 예를들어, 상기 격자 배열은 25열의 각 패드를 포함하며, 중심간의 간격은 0.1524cm(0.060 인치)이다.
간격이 조밀한 접촉 패드를 갖는 전기부품의 패드를 회로 카드의 패드에 전기적으로 접속시키는 한 방법은 금합금물을 사용하여 전기 핀의 헤드를 전기 부품의 각 패드에 납땜하는 것이다. 따라서, 상기 핀은 회로 카드의 전체 도금된 구멍내로 사입되어 구멍의 도금부에 납땜된다. 선택적으로, 상기 핀은 회로 인쇄 기판의 전체 도금된 구멍내에 납땜된 소켓내로 삽입된다. 제 1 의 경우 검사 또는 교체시 회로 카드로부터 전기 부품을 제거하는 것이 불편하며, 제 2 의 경우 약간의 또는 제로의 삽입력을 요하는 소켓을 제공하는 것을 고가이며 또한 간격의 이용이 비경제적이다. 결국, 전기 부품의 접촉 패드에 핀을 납땜하는 것은 시간과 경비의 낭비다. 또다른 방법은 격자 배열에 따라 위치 형성된 작은 원통형 구멍을 갖는 유리 세라믹 기판으로 구성된 전기 접속기를 전기 부품과 회로 카드사이에 삽입시키는 것이며, 상기 각 구멍은 순금 또는 기술상 푸즈 버튼(fuz button)으로 공지된 탄성의 그물을 형성하는 금 도금된 와이어로 채워져 있다. 상기 푸즈버튼은 사용된 금의 양을 고려할 때 제공되기에는 고가이며, 그 구조는 노동 집약적이다. 또한, 이러한 푸즈 버튼은 단지 적은 접촉력을 제공하기 때문에 이들의 결합에 의해 이들이 접속하고 있는 패드를 세척할능력이 없다.
"삽입체·접속기로 공지된 형태의 전기 접속기는 미합중국 특허 제 4,511,197호, 제 4,513,353호, 제 4,647,124호 및 제 4,699,593호에 기술되어 있으며, 이러한 접속기는 기구의 대향의 인터페이스 표면에서 돌출되는 접촉 노우즈를 갖는 전기 접촉 소자를 중앙에 수용하는 공동을 구비한 절연 기구를 포함한다. 이러한 접속기가 전기 부품과 인쇄 회로 카드사이에 삽입되므로써, 각 접촉 소자의 각 접촉 노우즈는 전기 부품의 각 패드 및 회로 카드의 각 패드와 결합한다. 상기 미합중국 특허 제 4,513,353호에 따르면, 접촉 소자는 절연 기구에 대하여 정위치에 보호되는 접촉 유지기 및 금속 클램프에 의해 공동내에 유지된다. 접촉 소자를 공동에 유지하는 또다른 방법이 미합중국 특허 제 4,511,197호 및 제 4,647,124호의 기재에 따라 실시되었는데 이것은 접촉 소자는 각 접촉 소자의 양쪽에서 돌출된 귀형상부에 의해 공동에 유지되며, 공동내의L형 포스트 및 이겻으로부터의 인접한 벽에 한정되는 슬롯에 수용되는 겻을 기술하고 있다. 미합중국 특허제 4,699,593호에 따르면, 접촉 소자는 모두율로 형성된 슬롯내로 삽입되며, 이 모두율은 슬롯에서 접촉 소자를 유지하는 프레임의 개구부내로 계속 삽입된다. 이러한 어떤 접속기도 그 전체 인터페이스 표면에 걸쳐격자 배열로 배치원 접촉 패드를 갖는 부품에 사용되도록 설계되지 않는다.
본 발명은 일반적으로 직사각형 격자 배열의 고밀도 격자 배열로 정렬된 접촉 패드를 갖는 전기 부품에의 사용을 위한 간단한 형태의 삽입체 접속기를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 접속기는 플레이트에 일체로 형성된 예를들어 핀 및 소켓 형태의 장치에 의해 접속되는 한쌍의 필연 플레이트를 포함하는데, 상기 절연 플레이트는, 접속기가 전기부품과 회로 카드사이에 삽입될때, 전기 부품의 인터페이스 표면상의 각각의 접촉 패드와 회로 카드의 인터페이스 표면상의 각각의 접촉패드와의 결합을 위하여, 상기 두 플레이트의 대향의 의측 인터패이스 표면에서 돌출된 접촉 노우즈를 구비한 접촉 소자를 수용하는 공동을 형성하도록 리세스(recess) 형성된다. 상기 접촉 소자는 2개의 플레이트중 하나에 의해 한정되는 리세스내로 접촉 소자를 삽입시키므로써 접속기에 조립되며 따라서, 또다른 플레이트는 접촉 소자가 공동내에 유지되도록 거기에 접속된다. 상기 플레이트는 접촉 소자에 예비 하중을 가하기 위해 상기 접촉소자를 가압하도륵 부분적으로 작용한다.
접촉 밀도를 위하여, 작은 단면적의 핀 및 소켓은 접촉 소자를 포함하는 공동 사이에서 플레이트를 접속시키며, 상기 플레이트는 큰 단면적의 핀 및 소켓에 의해 이것으로부터의 외측 여유부에 접속된다.
양호하게도, 하나의 플레이트의 리세스는 다른 플레이트의 리세스와 동일한 형상 및 차원을 가지며 그러나, 서로 대칭으로 배치된다.
각 공동은, 접촉 소자의 접촉 노우즈가 전기 부품 및 회로 카드상의 각각의 패드와 접촉될 때, 접촉 노우즈가 접촉 패드를 세척하도록 유도하기 위해, 단벽 사이에서 공동내의 접촉 소자를 가압하도록 배치된 대향의 공동 단벽을 포함한다. 이를 위하여, 일단벽은 패드와 접촉된 노우즈상에서 공동의 타단벽에 대하여 접촉 소자를 가압하기 위해 공동에서 접촉 소자를 향해 발산하는 한쌍의 켐 표면을 한정한다. 각 접촉 소자는미합중극 특허 제 4,699,593호의 기재에 따라 대칭으로 배치된 한쌍의 루프형 접촉 스프링을 포함하며, 상기 각 접촉 스프링은 접촉 소자의 각각의 접촉 노우즈를 제공하며 타단벽을 향해 볼록한 단곡부에 의해 다른 접촉 스프링에 접속되는 스프링 아암을 가지며, 상기 스프링 아앙은 패드에 의해 접촉되는 접촉 노우즈상에서 켐표면의 각각의 하나와 결합가능하다.
접촉 밀도를 위하여, 스프링 아암은 격자 배열의 X축 및 Y축에 대하여 경사 형성되어 있으며, 예를들어 상기 축중 어느 한 축에 대하여 약 30o경사 형성된다.·
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 실시예에 의해 상세히 서술될 것이다.
제 1 도 및 제 2 도에 도시된 바와같이, 전기 부품(2)은 기판(6)을 지지하는 프레임(4)을 포함한다. 기판(6)은 기판의 중앙에서 반도체 칩(도시되지 않음)으로부터 다수의 상호 연결층을 포함하며, 거기로부터 리드(1ead)(도시되지 않음)는 상이한 방향의 방사상으로 발산되며, 바닥, 인터페이스, 기판(6)의 표면(8)을 통하여 공급되며, 거기에서 격자 배열로 배치된 원형의 접촉 패드(10)에 한정된다. 상기 프레임(4)은 각각의 코너에 제 5 도, 제 6 도 및 제 9 도에 도시된 회로 인쇄 카드(14)에 전기부품(2)을 장착시키기 위한 화스너(12)를 갖는다. 상부 인터페이스 표면(16)상에서, 원형의 접촉 패드(18)는 기판(6) 표면(8)상의 접촉 패드(10)와 마찬가지로 동일한 수 및 격자 배열로 배치된다. 상기 접촉 패드(18)는 회로 인쇄 카드(14)상에서 인쇄된 회로 소자(도시되지 않음)에 접속된다.
전기 부품(2)의 각각의 접촉 페드(10)를 회로 인쇄 카드(14)의 접촉 패드(18)에 접속시키는 삽입체 즉 전기 접속기(20)는 상,하부의 중첩된 절연 플레이트(22,24)를 각각 포함하며, 상기 절연 플레이트(22)는 상부 인터페이스 표면(26)을 갖고, 절연 플레이트(24)는 하부 인터페이스 표면(28)을 갖는다. 상,하부 인더페이스 표면(26,28)은 전기부품(2)의 표면처럼 동일한 크기와 형태를 갖는다. 절연 플레이트(22,24)는 제 5 도 및 제9 도에 상세히 도시된 공동(30)을 수용하는 슬롯 형태의 전기 접촉 소자를 한정하기 위해 서로 협동하며, 그 각각은 절연 플레이트(22)에 의해 한정된 리세스 형태의 절반의 공동부(32)와, 절연 플레이트(24)에 의해 한정된 리세스 형태의 절반의 공동부(34)를 포함한다. 상기 공동부(32)는 상부 인터페이스 표면(26)에서 개구부(36)와 통하며 또한, 공동부(34)는 하부 인터페이스 표면(28)애서 개구부(38)와 통한다. 각 공동부(32,34)는 동일한 크기 및 형상을 가지며, 각 쌍의 공동부(32,34)는 서로 대칭이다. 단곡부(46)에 의해 접속되며 대칭 배열된 한쌍의 동일한 고리형 접촉 스프링(42,44)을 포함하는 스탬프 형성된.금속 전기접촉 소자(40)는 각각의 공동(30)에 배치된다. 각각의 접촉 스프링(42,44)은, 일단부에서 접촉 노우즈(50)를 제공하며 타단부에서 단곡부(52) 및 내측아암(54)에 의해 단곡부(46)에 접속되며 그러므로써 또다른 접촉 스프링에 접속되는 스프링 아앙(48)을 포함한다. 상기 접촉 노우즈(50)는 제 7 도에 도시된 바와같이 비교적 평탄하거나 또는, 제 6 도에 도시된 아치형의 접촉 표면(51)을 갖는다. 각각의 접촉 노우즈(50)는 단곡부(46)를 향한 직선의 연장부(56)를 갖는다. 접촉 노우즈(50)는 접촉 패드(10,18)처럼 동일한 격자 배열로배치된다. 상기 접촉 소자(40)와 동일한 접촉 소자들은 여기에서 참조로 인용된 미합중국 특허 제 4,699,593호에 상세히 기술된다. 제 6도에 도시된 바와같이, 각각의 공동(30)은 대향된 측벽(60), 대향된 제 1 공동단벽(62) 및 제 2 공동단벽(64), 천정 및 바닥벽(63,65)에 의해 각각 한정되며, 이곳에서 개구부(36,38)가 각각 형성된다. 각각의 공동(30)은 상,하부 인터페이스 표면(26,28)에 평행한 방향으로 연장된다. 각 공동(30)의 제 1 공동단벽(62)은 공동(30)에서 접촉 소자(40)의 방향으로 발산되는 경사진 켐 표면을 제공하며, 제 2 공동단벽(64) 및 측벽(60)은 상·하부 인터페이스 표면(26,28)에 수직 방향으로 연장된다. 또한, 각각의 접촉 스프링(42,44)의 스프링 아암(48)도 상,하부 인터페이스 표면(26,28)에 평행한 방향으로 연장된다. 제 3 도, 제 4 도 및 제 8 도에 상세히 도시된 바와같이, 공동(30)이 최대 접촉 밀도를 유지하기 위해, 스프링 아암(48)은 격자 배열상의 X축에 대하여 약 30o, Y축에 대하여 약 60o의 각도로 연장된다.
서로 접촉된 내측표면(69,71)을 갖는 중첩된 절연 플레이트(22,24)를 유지하기 위한 접속 수단(67)은 절연 플레이트(22)에 일체로 형성된 제 1 핀(66) 및 제 2 핀(68)을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 핀(66,68)은 절연 플레이트(24)에 일체로 형성된 소켓(70,72)내에 각각 편안하게 수용된다. 제 2 핀(68) 및 소켓(72)보다작은 단면적을 갖는 제1핀(66) 및 소켓(70)은 절연 플레이트(22,24)의 각 주위 여유부(74,76)(제 3 도 및 제 4도 참조)내에서 공동(30) 사이에 배치되며, 제 2 핀(68) 및 소켓(72)은 공동(30)의 격자 배열의 각 주위여유부(74,76)에 공급된다. 선택적으로, 상기 절연 플레이트(22,24)는 핀 및 소켓을 가지며 그러므로써, 절연 플레이트(22,24)는 서로 대칭이 된다. 이것은 한쌍의 절연 플레이트(22,24)에서 선택적인 제 1 핀(66) 및 소켓(70)과 선택적인 제 2 핀(68) 및 소켓(72)에 의해 이루어진다. 따라서, 상기 플레이트 쌍의 하나를 간단하게 180o회전시켜 제 5 도에 도시된 것처럼 중첩하므로써, 각 플레이트의 소켓은 다른 플레이트의 핀과 정렬 결합된다.
전기 접속기(20)를 조립하기 위해서, 우선 서로 분리된 절연 플레이트(22,24)로 부터, 접촉소자(40)가 절연 플레이트(24)의 공동부(34)내에 삽입되고, 절연 플레이트(22)는 제 1 및 제 2 핀(66,68)이 대응하는 소켓(70,72)내로 각각 가압되도록 다른 절연 플레이트(24)상에서 압착되며, 접촉 소자의 스프링 아암(48)은 다소 예비 하중을 받도록 천정 및 바닥면(63,65) 사이에서 미세하기 가압된다. 제 5 도에 도시된 바와같이, 이와같이 조립된 전기 접속기(20)는 전기부품(2)의 각각의 접촉패드(10) 및 회로 인쇄 카드(14)의 각각의 접촉페드(18)가 접촉소자(40)의 각각의 접촉 노우즈(50)와 정렬되도록 전기부품(2)의 인터페이스 표면과 회로인쇄 카드(14)의 상부 인터페이스 표면(16)사이에 삽입된다. 따라서, 전기 부품(2)은 전기 접속기(20)상에서 Z축을 따라 하방향으로 가압되는 화스터(12)에 의해 회로 인쇄 카드(14)에 안전하게 보호되며, 접촉 패드(10,18)가 각각의 접촉 노우즈(50)에 대하여 구동되므로써 제 9 도에 도시된 것처럼 접촉 노우즈(50)와 그 연장부(56) 사이의 접합부가 각 제 1 공동단벽(62)의 켐 표면과 결합되도록 각 접촉 소자의 접촉 스프링 아암을 대향 방향으로 탄성 가압한다. 따라서, 각 접촉 스프링(42,44)의 단곡부(52)는, 전기 부품(2)이 하방향으로 가압될때 각 접촉 노우즈(50)가 약간의 각도를 통하여 회전하도록 가압하기 위해, 기준 또는 반발표면을 제공하는 대향의 제 2 공동단벽(64)에 대하여 가압되며 그러므로써, 접촉 노우즈(50)는 경우에 따라각각의 접촉 패드(10,18)의 결합 표면을 세척한다. 그러므로, 상기 패드의 접촉 표면상에 있는 어떠한 미세한 오염이 적절하게 제거되면, 접촉 패드(10,18)와 접촉 노우즈(50) 사이에서 우수한 전기 접촉이 형성된다. 각 접촉 소자(40)의 스프링 아암(48)은, 접촉 노우즈의 연장부(56)가 접촉 패드(10)와 접촉 패드(18)사이의 최소 거리의 전기 통로를 제공하는 단곡부(46)와 전기적 전도 접촉을 형성하도록, 서롤 향해 이동된다.
양호하게는, 각각의 접촉 노우즈(50)가 전기 접속기(20)로부터 약 0.0254cm(0.010인치)정도 돌출되고 그러므로써, 각 접촉 소자(40)의 노우즈에 전체 거리 0.0508cm(0.020인치)를 제공하기 때문에, 전기 부품(2)및 전기 접속기(20)는 제 5 도의 위치에서 제 9 도의 위치로 상대적으로 이동된다. 접촉 패드(10)의 직경은0.01401cm(0.04인치)이며, 접촉 패드(18)는 이것보다 적은 직경을 갖는다. 제 1 도에 도시되듯이, 각 패드의 정렬은 25열의 각 패드로 구성된다. 상기 패드는 예를들어, 0.1524cm(0.060인치), 0.1905cm(0.075인치), 0.254cm(0.100인치)의 중심 거리상에 위치 형성된다. 이러한 고접촉 밀도는 상기 서술된 것처럼 전기접속기(20)의 배치 및 구조에 의해 이루어질 수 있다. 절연 플레이트(22,24)는 각각 편리하게 하나의 피스로 몰드 가능하다.

Claims (7)

  1. 제 1 표면 즉, 기판의 표면(8)상의 각 접촉 패드(10)와 제 2 표면 즉, 회로 카드의 상부 인더페이스 표면(16)의 각 접촉 패드(18)를 전기적으로 접속시키기 위해, 미리 선정된 격자 배열로 배치된 다수의 접촉패드(10,18)를 갖는 대향의 제 1 표면과 제 2 표면사이에 삽입시키기 위한 전기 접속기(20)에 있어서, 대향된 제 3 및 제 4 의 측표면 즉, 상부 인터페이스 표면(26)과 하부 인더페이스 표면(28)을 제공하며, 각 플레이트가 미리 선정된 격자 배열로 배치된 다수의 리세스 즉, 공동부(32,34)와 일체로 형성되며, 절연 플레이트(22)의 공동부(32)가 공동(30)을 수용하는 접촉 소자를 한정하는 다른 절연 프레이트(24)의 공동부(34)와 일치하며, 각 공동(30)은 공동내의 접촉 소자(40)의 접촉 노우즈(50)가 상기 접촉 패드(10,18)와 결합될 때 접촉 노우즈(50)가 접촉 패드를 세척하도록 벽 사이에서 공동(30)내의 접촉 소자(40)를 가압하는 형태의 대향의 제 1 및 제2 공동단벽(62.64)을 가지며, 평행 및 중첩된 관계로 배치된 한쌍의 절연 플레이트(22,24)와, 상기 절연 플레이트(22,24)와 일체로 형성되며 이들을 서로 중첩 관계로 접속시키는 접속 수단(67)과, 상기 각각의 공동(30)중 하나에서 상기 절연 플레이트(22,24)에 의해 각각 유지되며, 한쌍의 대향된 접촉노우즈(50)를 가지며, 접촉 노우즈중의 하나가 상기 대향의 제 1 표면 즉 기판의 표면(8)상에서 각 접촉 패드(10)와의 탄성 결합을 위하여 상기 제 3 의측 표면 즉, 상부 인터페이스 표면(26)의 개구부를 통하여 돌출되며, 또다른 하나가 상기 대향의 제 2 표면 즉 회로 카드의 상부 인더페이스 표면상에서 각 접촉 패드(18)와의 탄성 결합을 위하여 상기 제 4 의 측표면 즉, 하부 인터페이스 표면(28)의 개구부를 통하여 돌출되는다수의 접촉 소자(40)를 특징으로 하는 전기 접속기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 공동단벽(62)은 제 2 공동단벽(64)에 대하여 접촉 소자를 가압하기 위해, 공동(30)에서 접촉 소자(40)를 향하여 발산하는 한쌍의 켐 표면을 한정하는 것을 특징으로 하는 접속기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 소자(40)는 대칭 배치된 한쌍의 접촉 스프링을 포함하며, 상기 각 접촉스프링은 각각 하나의 접촉 소자(40)의 접촉 노우즈(50)를 제공하는 하나의 스프링 아암을 가지며 상기 제 2 공동단벽(64)을 향하여 단곡된 단곡부(52)에 의해 또다른 접촉 스프링에 접속되며, 상기 스프링 아암(48)은 제 2 공동 단벽(64)에 대하여 상기 단곡부(52)를 가압하는 각각 하나의 켐 표면과 결합가능하머 그러므로써, 상기 접촉 패드(10,18)와 결합되는 접촉 노우즈(50) 상에서 접촉 노우즈(50)의 회전 운동을 야기시키는것을 특징으로 하는 접속기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 각 접촉 소자(40)는 접촉 소자(40) 각각의 접촉 노우즈(50)를 제공하는 대칭으로 위치 형성된 한쌍의 스프링 아암(48)을 포함하며, 상기 각 공동(30)은 각각 하나의 스프링 아암(48)의 예비 하중을 제공하는 천청벽(63) 및 바닥벽(65)을 갖는 것을 특징으로 하는 접속기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 접속 수단(67)은 절연 플레이트(22,24)의 외측 여유부(74,76)를 접속시키는 상호 결합의 제 1 핀 및 소켓(72)과, 공동 사이에서 상기 절연 플레이트(22,24)를 정위치에 접속시키는 상호결합의 제 2 핀 및 소켓(70)을 포함하며, 상기 제 1핀 및 소켓(72)은 제 2 핀 및 소켓(70)보다 실질적으로 큰단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 접속기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 선정된 격자 배열은 서로 직각으로 연장되는 X축 및 Y축을 가지며, 각 공동(30)은 제 3 외측 표면 즉, 상부 인터페이스 표면(26) 및 제 4 외측 표면 즉, 하부 인터페이스 표면(28)에 평행한 방향으로 연장되며 상기 X축 및 Y축에 대하여 경사 형성되는 것을 특징으로 하는 접속기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 격자 배열은 서로 직각으로 연장하는 X축 및 Y축을 가지며, 각 스프링 아암(48)은 상기 X축 및 Y축 중의 한 축에 대하여 거의 30o경사 형성되며 상기 축중 다른 축에 대하여 60o경사 형성되는 것을 특징으로 하는 접속기.
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