WO2016171324A1 - 표면실장형 전기접속단자 - Google Patents

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WO2016171324A1
WO2016171324A1 PCT/KR2015/006957 KR2015006957W WO2016171324A1 WO 2016171324 A1 WO2016171324 A1 WO 2016171324A1 KR 2015006957 W KR2015006957 W KR 2015006957W WO 2016171324 A1 WO2016171324 A1 WO 2016171324A1
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WO
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electrical connection
connection terminal
fixing member
movable member
spring
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Application number
PCT/KR2015/006957
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English (en)
French (fr)
Inventor
김선기
김응원
Original Assignee
조인셋 주식회사
김선기
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/01—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/57—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals surface mounting terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581—Shield structure
    • H01R13/6582—Shield structure with resilient means for engaging mating connector
    • H01R13/6583—Shield structure with resilient means for engaging mating connector with separate conductive resilient members between mating shield members
    • H01R13/6584—Shield structure with resilient means for engaging mating connector with separate conductive resilient members between mating shield members formed by conductive elastomeric members, e.g. flat gaskets or O-rings

Definitions

  • the present invention relates to a surface mount electrical connection terminal, and more particularly to a surface mount electrical connection terminal having improved operational reliability of a spring.
  • a conductive pattern such as an antenna to a conductive pattern of a circuit board, or to electrically connect to a ground to remove static electricity or electromagnetic interference (EMI)
  • solder the conductive pattern of a circuit board to An electrical connection terminal having a mounted elasticity is used.
  • the electrical connection terminals When these electrical connection terminals are used to connect electricity in the vertical direction, the electrical connection terminals have a large working distance in the vertical direction as much as possible to accommodate the vertical tolerances of the circuit board to be electrically connected and the conductive object. For mass production, a structure and material that can be soldered by surface mounting are required.
  • the movable member and the fixed member are always electrically connected by the spring, the elastic restoring force of the spring is prevented, the flange is caught on the locking jaw to prevent the movable member from being separated from the fixed member, the thickness of the flange
  • the upper surface of the movable member is provided with a flat surface in the horizontal direction for vacuum pickup
  • the lower surface of the fixing member is surface mounted, characterized in that reflow soldering by solder cream is possible
  • a type electrical connection terminal is disclosed.
  • the emboss protrudes into the bottom of the fixing member so that the emboss is configured so that one end of the spring is fitted to support the spring.
  • the embossing is usually formed by press-fitting the lower surface of the fixing member with a press, the height of the protruding embossing is inevitably low and the surface of the embossing is smooth, so that when the movable member is pressed by the object to press the spring, the compression is performed. There is a problem that one end of the spring is detached from the emboss.
  • An object of the present invention is to provide a surface mount type electrical connection terminal which reliably supports a spring housed therein, thereby preventing the spring from twisting, thereby improving the operational reliability of the spring.
  • Another object of the present invention is to provide a surface mount type electrical connection terminal which is capable of smoothly moving up and down with respect to an object to be pressurized in an inclined state.
  • the above object is a fixed member of cylindrical metal material, a movable member of cylindrical metal material fitted to the fixed member and slidably coupled, and one end of which is in contact with the bottom of the fixing member and the other end of the movable member.
  • An electrically conductive spring that contacts the bottom of the spring to allow the movable member to elastically slide relative to the fixed member, wherein the movable member and the fixed member are always electrically connected by the spring, and an elastic restoring force of the spring.
  • the movable member is prevented from being separated from the fixing member by the catching unit, and the upper surface of the movable member is provided with a flat surface for vacuum pickup, and the lower surface of the fixing member is capable of reflow soldering by solder cream.
  • a hole is formed at the bottom of the fixing member, and the hole is formed along an edge of the hole. Protrudes at a certain height of the rib (rib) to the inside of the member and the ribs is achieved by a surface-mountable electrical connection terminals, characterized in that the penetration into the inside from the lower end of the spring.
  • the lower surface of the fixing member is inclined upwardly from the edge toward the center to have a recessed structure, and the hole is formed in the center.
  • the hole and the rib are formed by hitting with a pin jig.
  • the ends of the ribs may be formed in an irregular and torn shape, and the ribs may be configured by extending the thin portion of the flesh constituting the lower portion of the fixing member.
  • the horizontal cross section of the movable member and the fixed member is a circle or a square with rounded corners.
  • a lead rise prevention layer may be formed to surround the outer surface at a predetermined height from the lower end of the fixing member.
  • the working method can be manufactured easily and economically.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a surface mount electrical connection terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of forming ribs.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a surface mount electrical connection terminal according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1.
  • Electrical connection terminal 100 is a metal fixing member 110, the movable member 120 of the metallic material slidably coupled to the fixing member 110, and the movable member 120 is fixed member 110 It is composed of a spring 130 that provides elasticity and elastic restoring force to be inserted into and slide elastically.
  • the electrical connection terminal 100 is positioned between opposing conductive objects to have elasticity and electrically connect the objects.
  • the opposite conductive object may include, for example, a circuit board and an antenna.
  • the fixing member 110 is fixed to the circuit board by soldering or the like, and the antenna is contacted with the movable member 120 to elastically. Is electrically connected.
  • the dimension of the electrical connection terminal 100 is not specifically limited, Especially it can be used efficiently for the small size which has a height of 3 mm or less.
  • the electrical resistance of the upper and lower sides of the electrical connection terminal 100 decreases as the movable member 120 is squeezed, and it is preferable to keep it at 0.5 ohm or less under any normal conditions.
  • the fixing member 110 is composed of a single body 111 of a metal material, for example, is made of a copper alloy having a lower hardness than the movable member 120 so that the outer surface of the movable member 120 is scratched by friction. It can prevent, but is not limited thereto.
  • the fixing member 110 is a press, for example, a metal sheet having a thickness of between 0.05 mm and 0.15 mm can be produced by pressing with a drawing mold.
  • a press for example, a metal sheet having a thickness of between 0.05 mm and 0.15 mm can be produced by pressing with a drawing mold.
  • mass production is easy, workability is good, manufacturing is easy, and the yield is improved, and manufacturing costs are small.
  • the locking jaw 112 is formed by bending inwardly with a predetermined width along the opening edge of the fixing member 110. As described below, the flange 122 of the movable member 120 comes into contact with the locking jaw 112 to be engaged. As a result, the movement of the movable member 120 is limited.
  • the movable member 120 may be electrically connected to the fixing member 110 by direct contact in addition to the spring 130 in a state in which the movable member 120 is pressed by the object, thereby lowering the electrical resistance.
  • the upper surface of the movable member 120 to make an inclination, or by forming a protrusion on a portion of the upper edge of the movable member 120 when the upper surface of the movable member 120 is pressed by the object side of the fixed member ( Contact the edge of the opening of 110.
  • the rib to be described later in the center of the lower surface of the fixing member 110 and inclined to protrude so that the movable member 120 is inclined by the object in the inclined spring 130 by the inclined spring 130
  • the side surface of the movable member 120 may be in contact with the opening edge of the fixing member 110.
  • the fixing member 110 and the movable member 120 may be manufactured by pressing a metal sheet having a uniform thickness, the thickness of the metal sheet used for the fixing member 110 to the movable member 120 It is formed thicker than the thickness of the metal sheet to be used so that the center of gravity of the electrical connection terminal 100 is located on the lower portion, that is, the fixing member 110 can minimize the shake during reflow soldering.
  • the total weight of the fixing member 110 is greater than the total weight of the movable member 120 so that the center of gravity is located in the fixing member 110 to minimize shaking during reflow soldering.
  • the fixing member 110 may be plated with a metal having corrosion resistance and capable of reflow soldering by solder cream, for example, tin, silver, or gold. As described below, some areas of the lower surface may be lifted or biased during soldering. It can be prevented from soldering to make it small.
  • the recessed fan structure formed on the lower surface of the fixing member 110 may be naturally formed when forming the holes 113 and the ribs 114, or may be formed during the pressing process of manufacturing a separate emboss 115, as will be described later. Can be.
  • the ribs 114 may be continuously formed by a process of forming the holes 113.
  • the ribs 114 may form portions of the flesh (thickness) constituting the lower part of the fixing member 110 while forming the holes 113. It may be configured to be thinned and stretched, which will be described in detail below.
  • a groove 116 is formed at the center of the lower surface of the fixing member 110, and correspondingly, an electrical connection terminal having an emboss 115 protruding from the inner bottom of the fixing member 110 is formed.
  • a hole 113 having ribs 114 is formed in the groove 116 using pin jig 10.
  • the hole 113 having the ribs 114 may be formed at the center or the inner bottom surface of the fixing member 110 without the grooves 116 and the emboss 115 being formed, respectively.
  • the hole 113 having the ribs 114 may be formed at the center or the inner bottom surface of the fixing member 110 without the grooves 116 and the emboss 115 being formed, respectively.
  • the pin jig 10 may have a sharp end portion and become thicker toward the top thereof, and may be made of a strong metal material that may penetrate the fixing member 110.
  • FIG 3 (b) shows a process in which the pin jig 10 hits the groove 116 formed on the lower surface of the fixing member 100 upward.
  • the flesh portion 115a constituting the emboss 115 is thinned by stretching while being pulled upward by the pin jig 10, and finally the flesh that has been in contact with the end of the pin jig 10.
  • the portion 115a will burst.
  • a hole 113 is formed, and a portion surrounding the hole 113 becomes a rib 114 to protrude.
  • the hole 113 and the rib 114 are shown to be formed in the center of the lower surface of the fixing member 110, but is not limited to this may be formed to be biased on one side.
  • the fixing member 110 has a long rectangular cylindrical shape and one side of the movable member 120 is coupled to one side, the hole 113 and the rib 114 are formed on one side corresponding to the movable member 120. Can be.
  • the end of the rib 114 is shown to be smooth, but the end of the actual rib 114 has an irregular and torn shape because the flesh portion 115a is forcibly popped by the pin jig 10. Can be formed.
  • the rib 114 since the rib 114 has a constant height, it penetrates inward from the lower end of the spring 130 and reliably eliminates the possibility that the lower end of the spring 130 is distorted and distorted from the rib 114.
  • the end of the rib 114 is roughly formed in an irregular torn shape, thereby more reliably supporting and holding the end of the spring 130, thereby improving the operating reliability of the spring 130.
  • the bottom surface of the fixing member 110 may be pulled upward by the hit of the pin jig 10, but this is the inclined surface 111 of the bottom surface by adjusting the shape of the pin jig 10, the impact speed and the impact force, etc. ) Can be maintained at a set angle.
  • the height of the rib 114 and the diameter of the hole 113 may be provided in various ways by adjusting the shape of the pin jig 10, the impact speed and the impact force.
  • the solder cream may be introduced through the hole 113 during soldering. If the solder cream is introduced only to a height that does not affect the operation of the spring 130, the soldering strength is increased to secure more soldering area. You can.
  • the solder cream flowing through the hole 113 becomes a problem
  • the solder cream is made into a hole by forming a solder pattern in a concentric shape such that the solder cream is not applied to the conductive pattern corresponding to the hole 113. It is possible to prevent the flow into the 113.
  • the height of the electrical connection terminal 100 is, for example, about 1 mm
  • the height of the fixing member 110 is very low, about 0.5 mm, so that the solder cream rises by the height of the fixing member 110 during soldering to the operation of the movable member 120. May affect
  • the lead rise prevention layer 118 may be formed to surround the outer surface at a predetermined height from the lower end of the fixing member 110.
  • the anti-lead layer 118 satisfies the heat resistance to withstand the reflow soldering but is not reflow soldered by the solder cream, for example, a heat resistant polymer layer may be formed or a heat resistant elastic coating such as silicone rubber may be applied.
  • a heat resistant polymer tape such as a polyimide (PI) tape or a Teflon tape may be attached, or a heat resistant rubber ring or a plastic washer may be fitted.
  • PI polyimide
  • Teflon tape a heat resistant polymer tape
  • a heat resistant rubber ring or a plastic washer may be fitted.
  • the molten solder cream at the time of reflow soldering is soldered only to the lower boundary of the lead rise layer 118 so as not to affect the operation of the movable member 120 at all.
  • An electrically conductive object such as an antenna is in pressure contact with the upper surface of the electrical connection terminal 100 mounted on the conductive pattern of the circuit board, and the movable member 120 moves downward by a pressing force applied from the object. It moves while receiving elasticity by the spring 130.
  • the spring 130 is elastically deformed and contracted in the height direction.
  • Electrical connection terminal 100 can be used independently or in the form of a plurality of combinations. That is, the plurality of fixing members 110 may be mounted in a line or lattice shape on the injection plastic structure to be mounted on the circuit board at once.
  • it may serve to limit the lead rise of the solder cream melted plastic structure from a lower end of the fixing member 110 to a predetermined height.

Abstract

고정부재, 가동부재, 및 내부에 가동부재가 고정부재에 대해 탄성적으로 슬라이드 되도록 하는 전기전도성 스프링을 포함하며, 고정부재의 바닥 중심에는 구멍이 형성되고, 구멍의 가장자리를 따라 고정부재의 내부로 리브(rib)가 일정한 높이로 돌출 형성되며, 리브가 스프링의 하단으로부터 그 내부로 침투되는 표면실장형 전기접속단자가 개시된다.

Description

표면실장형 전기접속단자
본 발명은 표면실장형 전기접속단자에 관한 것으로, 특히 스프링의 동작 신뢰성을 향상시킨 표면실장형 전기접속단자에 관한 것이다.
안테나와 같은 도전성 대상물과 회로기판의 도전 패턴을 전기적으로 연결하거나, 정전기나 전자파 장애(Electromagnetic Interference; EMI)를 제거하기 위해 그라운드(Ground)에 전기적으로 연결하기 위해서는 회로기판의 도전 패턴에 솔더링 등에 의해 실장된 탄성을 갖는 전기접속단자가 사용된다.
이들 전기접속단자가 상하 방향으로 전기를 연결해주기 위해 사용되는 경우에 전기적으로 연결하려는 회로기판과 도전성 대상물의 상하 방향의 치수 공차를 수용할 수 있게 전기접속단자는 가능한 상하 방향으로 작동거리가 크고, 양산성을 위해 표면실장에 의한 솔더링 장착이 가능한 구조와 재질이 요구된다.
예를 들어, 인쇄회로기판과 전도성 대상물 간의 기구적 공차가 클수록 이들을 전기적으로 연결하기 위해 전기접속단자의 작동거리가 큰 것이 요구된다.
본 출원인에 의한 국내 등록특허 제1437935호를 보면, 대상물과 전기적으로 접촉하고, 일단이 개구된 통 형상으로 개구 가장자리가 내측으로 절곡되어 걸림턱이 형성된 금속 재질의 고정부재; 상기 고정부재에 끼워져 슬라이드 가능하게 결합되고, 일단이 개구된 통 형상으로 개구 가장자리가 외측으로 절곡되어 플랜지가 형성된 금속 재질의 가동부재; 및 상기 고정부재에 수납되어 일단이 상기 고정부재의 바닥에 접촉하고 타단이 상기 가동부재의 바닥에 접촉하여 상기 가동부재가 상기 고정부재에 대해 탄성적으로 슬라이드 되도록 하는 전기전도성 스프링을 포함하고, 상기 가동부재와 상기 고정부재는 상기 스프링에 의해 항상 전기적으로 연결되고, 상기 스프링의 탄성 복원력을 받아 상기 플랜지가 상기 걸림턱에 걸려 상기 가동부재가 상기 고정부재로부터 분리되는 것이 방지되며, 상기 플랜지의 두께는 상기 가동부재의 두께에 대응하고, 상기 가동부재의 상면에는 진공픽업을 위해 수평방향으로 편평한 면이 마련되고, 상기 고정부재의 하면은 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능한 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자를 개시하고 있다.
여기서, 고정부재의 바닥 내측으로 엠보스가 돌출 형성되어 엠보스가 스프링의 일단이 끼워지도록 구성하여 스프링을 지지하도록 하고 있다.
그러나, 엠보스는 통상 고정부재의 하면을 프레스로 압입하여 형성하기 때문에 돌출된 엠보스의 높이가 비교적 낮을 수밖에 없고 엠보스의 표면이 매끄럽기 때문에 가동부재가 대상물에 의해 눌려 스프링을 가압하는 경우, 압축된 스프링의 일단이 엠보스로부터 이탈될 수 있다는 문제점이 있다.
특히, 대상물이 가동부재를 수직으로 가압하지 않고 일정한 경사를 이루어 가압하는 경우, 스프링이 경사지게 가압되기 때문에 상기와 같은 문제점이 발생할 가능성이 더욱 커진다.
상기와 같이, 일단 스프링의 일단이 엠보스로부터 이탈되면, 기동부재가 탄성적으로 상하이동 할 수 없기 때문에 더 이상 접촉단자로 사용할 수 없게 된다.
본 발명의 목적은 내부에 수용된 스프링을 확실하게 지지함으로써 스프링이 뒤틀리지 않도록 하여 스프링의 작동 신뢰성을 향상시킨 표면실장형 전기접속단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 경사진 상태로 접촉 가압하는 대상물에 대해서 상하 작동이 원활하게 이루어지는 표면실장형 전기접속단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 작업 방법이 용이하고 경제성 있는 표면실장형 전기접속단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사용중 전기적으로 접촉하는 대상물의 움직임에 의해 내부의 스프링이 뒤틀릴 확률이 적은 표면실장형 전기접속단자를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 통 형상의 금속 재질의 고정부재와, 상기 고정부재에 끼워져 슬라이드 가능하게 결합되는 통 형상의 금속 재질의 가동부재, 및 일단이 상기 고정부재의 바닥에 접촉하고 타단이 상기 가동부재의 바닥에 접촉하여 상기 가동부재가 상기 고정부재에 대해 탄성적으로 슬라이드 되도록 하는 전기전도성 스프링을 포함하며, 상기 가동부재와 상기 고정부재는 상기 스프링에 의해 항상 전기적으로 연결되고, 상기 스프링의 탄성 복원력을 받아 상기 가동부재가 상기 고정부재로부터 분리되는 것이 걸림유닛에 의해 방지되고, 상기 가동부재의 상면에는 진공픽업을 위한 평면이 마련되고, 상기 고정부재의 하면은 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하고, 상기 고정부재의 바닥에는 구멍이 형성되고, 상기 구멍의 가장자리를 따라 상기 고정부재의 내부로 리브(rib)가 일정한 높이로 돌출 형성되며, 상기 리브는 상기 스프링의 하단으로부터 그 내부로 침투되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 고정부재의 하면은 가장자리로부터 중심으로 향하여 상방으로 경사지게 형성하여 움푹 패인 구조를 가지며, 상기 구멍은 상기 중심에 형성된다.
바람직하게, 상기 구멍과 상기 리브는 핀 지그(pin jig)에 의한 타격으로 형성된다.
바람직하게, 상기 리브의 높이는 상기 고정부재의 높이보다 낮고, 상기 리브의 외경은 상기 스프링의 턴(turn) 내경보다 작다.
바람직하게, 상기 리브의 단부는 불규칙적이고 찢어진 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 리브는 상기 고정부재의 하부를 구성하는 살 부분이 얇아지면서 연신하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 가동부재와 상기 고정부재의 수평 단면은 원형 또는 모서리가 라운드 처리된 사각형이다.
바람직하게, 상기 전기접촉단자는 캐리어에 릴 테이핑되어 진공픽업에 의한 표면실장과 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하다.
바람직하게, 상기 고정부재의 하단으로부터 일정 높이에 외면을 둘러싸도록 납오름 방지층이 형성될 수 있다.
상기의 구조에 의하면, 일정한 높이를 갖는 리브가 스프링의 하단으로부터 내부로 침투해 있기 때문에 스프링이 탄성 변형되더라도 스프링의 하단이 리브로부터 이탈되어 뒤틀릴 가능성은 줄어든다.
또한, 대상물이 가동부재를 일정한 경사를 이루어 가압하고 그 결과 스프링이 경사지게 탄성 변형되더라도 스프링의 하단이 미끄러져 리브로부터 이탈될 가능성이 없기 때문에 스프링의 작동의 신뢰성이 증가한다.
또한, 고정부재 하부의 중심에 핀 지그로 구멍과 리브를 형성하므로 작업 방법이 용이하고 경제성 있게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표면실장형 전기접속단자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 리브를 형성하는 과정을 설명하는 공정도이다.
도 4는 표면실장형 전기접속단자를 솔더링에 의해 회로기판에 실장되어 작동하는 것을 보여준다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 표면실장형 전기접속단자를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표면실장형 전기접속단자를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
전기접속단자(100)는 금속 재질의 고정부재(110)와, 고정부재(110)에 대해 슬라이드 가능하게 결합하는 금속 재질의 가동부재(120), 및 가동부재(120)가 고정부재(110)에 끼워져 탄성적으로 슬라이드 되도록 탄성과 탄성 복원력을 제공하는 스프링(130)으로 구성된다.
전기접속단자(100)는 대향하는 전도성 대상물 사이에 위치하여 탄성을 갖고 대상물을 전기적으로 연결시킨다. 대향하는 전도성 대상물로는, 가령 회로기판과 안테나가 있을 수 있으며, 이 경우 고정부재(110)가 회로기판에 솔더링 등에 의해 고정되고 안테나가 가동부재(120)가 접촉하여 탄성에 의해 회로기판과 안테나를 전기적으로 연결시킨다.
전기접속단자(100)의 치수는 특별히 한정되지 않지만, 특히 3㎜ 이하의 높이를 갖는 작은 사이즈에 효율적으로 사용될 수 있다. 또한, 전기접속단자(100)의 상하의 전기저항은 가동부재(120)가 압착될수록 감소하는데, 통상의 어떠한 조건에서도 0.5ohm 이하로 유지하는 것이 좋다.
고정부재(110)는 금속 재질의 단일의 몸체(111)로 이루어지는데, 가령 가동부재(120)보다 경도가 낮은 가령 동 합금으로 구성되어 가동부재(120)의 외측면이 마찰에 의해 스크래치가 나는 것을 방지할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
바람직하게, 고정부재(110)는 프레스물인데, 가령 0.05㎜ 내지 0.15㎜ 사이의 두께를 갖는 금속 시트를 드로잉 금형에 의한 프레스에 의해 제조할 수 있다. 이와 같이, 금속 시트를 프레스하여 형성함으로써 대량 생산이 용이하며 작업성이 좋고 제조가 용이하여 수율이 향상되며, 제조 원가가 작다는 이점을 갖는다.
외관을 보면, 고정부재(110)는 상면에 개구가 형성되고 하면이 막힌 원통 형상으로 단일의 몸체로 이루어지며, 고정부재(110)의 하면의 모서리는 라운드 처리된다. 고정부재(110)의 수평 단면은 원형 또는 모서리가 라운드 처리된 사각형일 수 있다.
고정부재(110)의 개구 가장자리를 따라 일정한 폭으로 내측으로 절곡되어 걸림턱(112)이 형성되는데, 후술하는 것처럼, 걸림턱(112)에는 가동부재(120)의 플랜지(122)가 접촉되어 걸림으로써 가동부재(120)의 이동이 제한된다.
걸림턱(112)은, 가령 가동부재(120)를 고정부재(110) 내부에 끼운 상태에서 프레스에 의해 절곡하여 형성할 수 있는데, 이 실시 예에서는 걸림턱(112)이 수평으로 형성되는 것으로 도시되었지만, 실제 제작시에는 위 또는 아래로 경사지도록 형성될 수 있다.
걸림턱(112)의 측단면, 즉 가동부재(120)와 접촉하는 부분은 연마 등에 의해 매끄럽게 처리되어 전기접속단자(100)가 반복 압축됨에 따라 가동부재(120)가 고정부재(110)의 개구를 통하여 상하로 반복 이동할 때 가동부재(120)의 외측면에 스크래치가 적게 나도록 할 수 있다.
특히, 가동부재(120)의 상면이 대상물에 의해 가압될 때 가동부재(120)의 측면이 경사짐으로써 고정부재(110)의 개구 가장자리에 접촉하도록 하는 경우에는 접촉에 의한 스크래치를 최소화할 필요가 있다.
이러한 구조에서는 가동부재(120)가 대상물에 의해 눌린 상태에서 스프링(130) 이외에 직접 접촉에 의해 고정부재(110)와 전기적으로 연결될 수 있어 전기저항을 낮출 수 있다.
이를 위해, 가동부재(120)의 상면이 경사를 이루도록 하거나, 상면의 가장자리 일부에 돌기를 형성하여 가동부재(120)의 상면이 대상물에 의해 가압될 때 가동부재(120)의 측면이 고정부재(110)의 개구 가장자리에 접촉하도록 할 수 있다. 또한, 후술하는 리브를 고정부재(110)의 하면 중앙에서 변위시키고 경사를 이루어 돌출하도록 하여 경사를 이룬 스프링(130)에 의해 가동부재(120)가 경사진 상태로 대상물에 의해 상하이동을 하도록 함으로써 가동부재(120)의 측면이 고정부재(110)의 개구 가장자리에 접촉하도록 할 수 있다.
상기한 것처럼, 고정부재(110)와 가동부재(120)는 균일한 두께를 갖는 금속 시트를 프레스하여 제조될 수 있는데, 고정부재(110)에 사용되는 금속 시트의 두께를 가동부재(120)에 사용되는 금속 시트의 두께보다 두껍게 형성하여 전기접속단자(100)의 무게 중심이 하부, 즉 고정부재(110)에 위치하도록 하여 리플로우 솔더링시 흔들림을 최소화 할 수 있다.
또한, 가동부재(120)가 고정부재(110)에 끼워지기 때문에, 고정부재(110)의 수평단면의 크기를 가동부재(120)의 수평단면보다 크게 하여 결과적으로 고정부재(110)의 무게를 가동부재(120)의 무게보다 크게 할 수 있다.
이와 같은 방식으로, 고정부재(110)의 총 중량을 가동부재(120)의 총 중량보다 크게 하여 무게 중심이 고정부재(110)에 위치하도록 하여 리플로우 솔더링시 흔들림을 최소화 할 수 있다.
고정부재(110)는 내 부식성을 가지며 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능한 금속, 가령 주석, 은 또는 금 중 어느 하나로 도금될 수 있는데, 후술하는 것처럼, 하면의 일부 영역은 솔더링 시 들뜸이나 치우침을 적게 하기 위해 솔더링이 되지 않도록 할 수 있다.
이 실시 예에서, 고정부재(110)의 하면을 가장자리로부터 중심을 향하여 아래로 기울어지는 경사면(111)으로 형성하여 움푹 패도록 하고 있으나, 이에 한정되지 않고 하면이 대략 수평을 유지할 수 있다.
고정부재(110)의 하면에 형성된 움푹 팬 구조는, 후술하는 것처럼, 구멍(113)과 리브(114)를 형성할 때 자연스럽게 형성되거나 또는 별도의 엠보스(115)를 제조하는 프레스 공정 중에 형성될 수 있다.
상기한 것처럼, 고정부재(110)의 하면을 신뢰성 있게 수평면으로 확보하는 것이 대량생산에 따른 제조공정상 매우 어려운데, 고정부재(110)의 하면이 중심을 향하여 움푹 패이도록 함으로써 솔더링시 용융된 솔더가 끓어 올라 고정부재(110)를 움직이더라도 고정부재(110)의 하면의 움푹패인 부분이 용융 솔더의 움직임을 일부 흡수하여 고정부재(110)가 기울어지는 것을 바로 잡아 들뜸이나 어느 한 쪽으로의 치우침을 방지하며, 그 결과 솔더링의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 움푹 팬 부분에 의해 고정부재(110)의 하면의 표면적이 증대하며 그 결과 솔더링 강도가 향상될 수 있다.
고정부재(110)의 바닥 중심에는 구멍(113)이 형성되고, 구멍(113)의 가장자리를 따라 고정부재(110)의 내부로 리브(rib, 114)가 일정한 높이로 돌출된다.
바람직하게, 리브(114)는 구멍(113)을 형성하는 공정에 의해 연속하여 형성될 수 있는데, 일 예로 구멍(113)을 형성하면서 고정부재(110)의 하부를 구성하는 살(두께) 부분이 얇아지면서 연신되어 구성될 수 있으며 이에 대해서 아래에 상세히 설명한다.
리브(114)의 높이는 고정부재(110)의 높이보다 낮아 가동부재(120)의 작동거리에 영향을 주어서는 안 되며, 리브(114)의 외경은 스프링(130)의 턴(turn) 내경보다 작아야 한다.
도 3은 리브를 형성하는 과정을 설명하는 공정도이다.
도 3(a)을 참조하면, 고정부재(110)의 하면 중앙에 홈(116)이 형성되고, 이에 대응하여 고정부재(110)의 내측 바닥에 엠보스(115)가 돌출 형성된 전기접속단자(100)가 만들어진 상태에서, 홈(116)에 핀 지그(pin jig, 10)를 이용하여 리브(114)를 갖는 구멍(113)을 형성한다.
이 실시 예와 달리, 고정부재(110)의 하면 중앙이나 내측 바닥에 각각 홈(116)과 엠보스(115)가 형성되지 않은 상태에서 리브(114)를 갖는 구멍(113)을 형성할 수 있음은 물론이다.
바람직하게, 핀 지그(10)의 형상은 단부가 뾰족하고 위로 갈수록 두꺼워지는 형상일 수 있으며, 고정부재(110)를 뚫을 수 있는 강한 금속재료로 만들어진다.
도 3(b)은 핀 지그(10)가 고정부재(100)의 하면에 형성된 홈(116)을 상방으로 타격하는 과정을 나타낸다.
이 과정에서, 엠보스(115)를 구성하는 살 부분(115a)은 핀 지그(10)에 의해 상방으로 끌려가면서 연신에 의해 얇아지게 되고, 최종적으로 핀 지그(10)의 단부에 접촉하고 있던 살 부분(115a)이 터지게 된다.
그 결과, 도 3(c)과 같이, 구멍(113)이 형성되고, 구멍(113)을 둘러싼 부분이 리브(114)가 되어 돌출된다.
이 실시 예에서는, 구멍(113)과 리브(114)가 고정부재(110)의 하면 중앙에 형성되는 것을 보여주고 있는데, 이에 한정되지 않고 일측에 치우쳐 형성될 수도 있다. 가령, 고정부재(110)가 한 변이 긴 사각 통 형상이고 가동부재(120)가 한 쪽에 치우쳐 결합되는 경우, 가동부재(120)에 대응하여 일측에 치우쳐 구멍(113)과 리브(114)가 형성될 수 있다.
리브(114)의 높이가 너무 낮으면 스프링(130)의 하단이 리브(114)에서 빠지기 쉽고 리브(114)의 높이가 너무 높으면 접속단자(100)의 최대 눌림율에 영향을 주므로 리브(114)의 높이는 이 사이에서 결정된다.
도 3(c)에서는, 리브(114)의 단부가 매끈한 것으로 도시되어 있지만, 실제 리브(114)의 단부는 핀 지그(10)에 의해 강제적으로 살 부분(115a)이 터지기 때문에 불규칙적이고 찢어진 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 리브(114)가 일정한 높이를 갖기 때문에 스프링(130)의 하단으로부터 내부로 침투하여 스프링(130)의 하단이 리브(114)로부터 이탈되어 뒤틀릴 가능성을 확실하게 제거한다.
특히, 상기한 것처럼, 리브(114)의 단부가 불규칙적으로 찢어진 형상으로 거칠게 형성됨으로써 스프링(130)의 단부를 더욱 확실하게 지지하여 잡아줌으로써 스프링(130)의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이, 핀 지그(10)의 타격에 의해 고정부재(110)의 하면이 상방으로 끌려갈 수 있으나, 이는 핀 지그(10)의 형상이나 타격 속도와 타격력 등을 조절함으로써 하면의 경사면(111)이 설정된 각도로 유지되도록 할 수 있다.
또한, 리브(114)의 높이와 구멍(113)의 직경은 핀 지그(10)의 형상이나 타격 속도와 타격력 등을 조절함으로써 다양하게 제공될 수 있다.
한편, 솔더링시 구멍(113)을 통하여 솔더 크림이 유입될 수 있는데, 스프링(130)의 작동에 영향을 주지 않을 정도의 높이까지만 솔더 크림이 유입된다면, 더 많은 솔더링 면적을 확보하여 솔더링 강도를 증가시킬 수 있다.
그러나, 구멍(113)을 통하여 유입되는 솔더 크림이 문제가 되는 경우, 솔더 패턴을 동심원 형상으로 만들어 구멍(113)에 대응하는 도전 패턴에는 솔더 크림이 도포되지 않는 등의 방법을 통하여 솔더 크림이 구멍(113)에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
전기접속단자(100)의 높이가 가령 1㎜ 정도인 경우 고정부재(110)의 높이는 0.5㎜ 정도로 매우 낮기 때문에 솔더링시 솔더 크림이 고정부재(110)의 높이만큼 올라 가동부재(120)의 동작에 영향을 줄 수 있다.
이를 방지하기 위해, 고정부재(110)의 하단으로부터 일정 높이에 외면을 둘러싸도록 납오름 방지층(118)을 형성할 수 있다.
납오름 방지층(118)은, 리플로우 솔더링을 견디기 위한 내열성은 만족하나 솔더 크림에 의해 리플로우 솔더링은 안 되며, 가령 내열 폴리머층이 형성되거나 또는 실리콘 고무와 같은 내열 탄성 코팅제가 도포될 수 있다.
또한, 내열 폴리머 테이프, 가령 폴리이미드(PI) 테이프나 테프론 테이프가 부착되거나, 내열 고무 링이나 플라스틱 와셔 등이 끼워질 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 리플로우 솔더링 시 용융된 솔더 크림은 납오름 방지층(118)의 하측 경계까지만 솔더링 되어 가동부재(120)의 동작에 전혀 영향을 주지 않는다.
가동부재(120)와 스프링(130)의 구체적인 구성은 상기한 특허에 자세히 기술되어 있으며, 이를 참조로서 본 발명에 포함한다.
도 4는 표면실장형 전기접속단자를 솔더링에 의해 회로기판에 실장되어 작동하는 것을 보여준다.
회로기판의 도전패턴 위에 실장된 전기접속단자(100)의 상면에는 안테나 등과 같은 전기전도성 대상물이 화살표로 나타낸 것처럼 가압 접촉하며, 가동부재(120)는 대상물로부터 인가되는 가압력에 의해 하방으로 이동하는데, 스프링(130)에 의해 탄성을 받으면서 이동한다.
가동부재(120)가 하방으로 이동함에 따라 스프링(130)은 탄성 변형되어 높이 방향으로 수축된다.
이때, 일정한 높이를 갖는 리브(114)가 스프링(130)의 하단으로부터 내부로 침투해 있기 때문에 스프링(130)이 탄성 변형되더라도 스프링(130)의 하단이 리브(114)로부터 이탈되어 뒤틀릴 가능성은 줄어든다.
또한, 대상물이 가동부재(120)를 일정한 경사를 이루어 가압하고 그 결과 스프링(130)이 경사지게 탄성 변형되더라도 스프링(130)의 하단이 미끄러져 리브(114)로부터 이탈될 가능성이 없기 때문에 스프링(130)의 작동 신뢰성이 증가한다.
한편, 가동부재(120)에 대한 가압력이 제거되어 가동부재(120)가 스프링(130)의 탄성 복원력에 의해 상방으로 이동하는 경우, 가동부재(120)의 플랜지(122)가 고정부재(110)의 걸림턱(112)에 의해 확실하게 걸림으로써 리플로우 솔더링 중이나 대상물의 움직임이 많은 경우에도 스프링(130)의 복원력에 의한 가동부재(120)의 이탈을 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 전기접속단자(100)는 독립적으로 사용되거나 다수 개가 결합된 형태로 사용될 수 있다. 즉, 사출 플라스틱 구조물에 다수개의 고정부재(110)를 일렬로 또는 격자형상으로 끼워 한꺼번에 회로기판에 실장할 수 있다.
이 경우, 플라스틱 구조물이 용융된 솔더 크림의 납오름을 고정부재(110)의 하단으로부터 일정 높이로 제한하는 역할을 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 통 형상의 금속 재질의 고정부재와, 상기 고정부재에 끼워져 슬라이드 가능하게 결합되는 통 형상의 금속 재질의 가동부재, 및 일단이 상기 고정부재의 바닥에 접촉하고 타단이 상기 가동부재의 바닥에 접촉하여 상기 가동부재가 상기 고정부재에 대해 탄성적으로 슬라이드 되도록 하는 전기전도성 스프링을 포함하는 표면실장형 전기접속단자로서,
    상기 가동부재와 상기 고정부재는 상기 스프링에 의해 항상 전기적으로 연결되고, 상기 스프링의 탄성 복원력을 받아 상기 가동부재가 상기 고정부재로부터 분리되는 것이 걸림유닛에 의해 방지되고,
    상기 가동부재의 상면에는 진공픽업을 위한 평면이 마련되고, 상기 고정부재의 하면은 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하고,
    상기 고정부재의 바닥에는 구멍이 형성되고, 상기 구멍의 가장자리를 따라 상기 고정부재의 내부로 리브(rib)가 일정한 높이로 돌출 형성되며, 상기 리브는 상기 스프링의 하단으로부터 그 내부로 침투되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부재의 하면은 가장자리로부터 중심으로 향하여 상방으로 경사지게 형성하여 움푹 패인 구조를 가지며, 상기 구멍은 상기 중심에 형성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구멍과 상기 리브는 핀 지그(pin jig)에 의한 타격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 리브의 높이는 상기 고정부재의 높이보다 낮고, 상기 리브의 외경은 상기 스프링의 턴(turn) 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 리브의 단부는 불규칙적이고 찢어진 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 리브는 상기 고정부재의 하부를 구성하는 살 부분이 얇아지면서 연신하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동부재와 상기 고정부재의 수평 단면은 원형 또는 모서리가 라운드 처리된 사각형인 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기접촉단자는 캐리어에 릴 테이핑되어 진공픽업에 의한 표면실장과 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능한 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부재의 하단으로부터 일정 높이에 외면을 둘러싸도록 납오름 방지층이 형성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자.
  10. 청구항 1의 전기접속단자; 및
    상기 전기접속단자의 고정부재가 다수 개 나란히 끼워져 고정되는 플라스틱 구조물로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장형 전기접속단자 어셈블리.
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