KR100752722B1 - 표면 실장용 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 상에 실장되는 커넥터에 관한 것이다.

본 발명의 표면 실장용 커넥터는, 외주면에 금 도금층이 형성되고 중심부에 동축이 구비된 몸체로 이루어진 커넥터에 있어서, 상기 동축에서 각 단부로 접속핀이 연장 형성되고, 상기 몸체의 양측부에 그 길이 방향을 따라 홈이 함몰 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 두 부재 접촉 부위의 견고한 결합으로 커넥터의 들뜸이나 분리됨이 방지되는 장점이 있다.

커넥터, 동축, 몸체, 홈, 인쇄회로기판, 크림 솔더

Description

표면 실장용 커넥터{Connector for surface mount}

도 1은 종래 커넥터의 사시도.

도 2는 종래 커넥터의 인쇄회로기판 실장 구조가 도시된 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 커넥터의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 커넥터의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 커넥터의 인쇄회로기판 부착 시 단면도.

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 커넥터가 도시된 도면으로서,

도 6은 커넥터의 일실시예 사시도.

도 7은 본 실시예에 따른 커넥터의 인쇄회로기판 부착 시 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10. 커넥터 11. 동축

13. 몸체 14. 홈

20. 인쇄회로기판 21. 크림 솔더

본 발명은 인쇄회로기판 상에 실장되는 커넥터에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 커넥터의 양측부에 형성된 홈에 의해서 리플로우 통과 시 발생되는 납오름 현상이 방지되어 커넥터가 인쇄회로기판 상에서 들뜨거나 분리되지 않도록 한 표면 실장용 커넥터에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판(print circuit board)에 전자부품을 실장하는 방법은 표면실장방식(Suface Mount Technology:SMT)과 삽입실장방식(Injection Mounted Techlogy:IMT)이 있다.

상기 표면실장방식은 부품을 장비가 자동적으로 집어서 인쇄회로기판의 정위치에 올려놓음에 따라 부품의 실장이 이루어지는 시스템을 말하며, 종래에는 부품을 이동시키기 위한 자동화 장비의 부족과 기술력의 미비로 인하여 표면실장기술은 하이브리드 기판이나 소형 전자기판에 주로 사용되었으나, 최근에 이르러서는 장비의 고급화와 기술의 발달에 의해서 더욱 조밀하고 지능화된 패턴으로 부품을 실장할 수 있는 시스템으로 발전하고 있다.

또한, 표면실장방식은 삽입실장방식에 비해 원가면에서 더 적은 비용으로 더 빠른 시간에 균일한 특성을 가지는 전자부품 실장 기판의 대량 생산이 가능하다.

이와 같이, 인쇄회로기판 상에는 기판의 사용 목적 및 용도에 따라 다양한 전자부품이 실장되는 바, 저항, 컨덴서와 같은 초소형 전자부품에서 안테나 커넥터와 같은 중대형 부품이 실장되며, 실장되는 전자제품의 전기적, 기구적인 고정이 납땜을 통해 이루어진다.

또한, 부품이 실장된 인쇄회로기판의 양산성 향상을 위하여 리플로우를 통과하면서 수행되는 플로우 솔더링(flow soldering)에 의한 납땜 공정이 실시된다.

그러나, 상기와 같은 리플로우 공정이 수행되면서 인쇄회로기판에 실장된 전자부품의 납땜 시 용융된 납이 전자부품에 표면을 따라 올라가는 납오름 현상이 발생되는 바, 종래의 커넥터 실장 구조에 의한 문제점을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 커넥터의 사시도이고, 도 2는 종래 커넥터의 인쇄회로기판 실장 구조가 도시된 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 커넥터(1)는 양측 중앙부에 케이블 연결을 위한 접속핀(2)이 구비된 몸체(3)로 구성되어 서로 다른 제품을 연결하여 상호 신호 전달이 이루어질 수 있도록 하며, 전기적 성능을 향상시키기 위하여 외주면에 금(Au) 도금층이 형성된다.

이러한 종래 커넥터(1)는 상면에 크림 솔더(4)가 도포된 인쇄회로기판(5) 상에 실장된 상태에서 리플로우(도면 미도시)를 통과하면서 상기 크림 솔더()가 용융되어 상기 커넥터(1)의 측벽과 인쇄회로기판(5) 사이에 언더필(under fill)을 형성하게 됨으로써, 상기 인쇄회로기판(5) 상에 커넥터(1)가 밀착 고정된다.

그러나, 상기 인쇄회로기판(5) 상에서 용융된 크림 솔더(4)는 상기 리플로우 공정 중에 도 2(b)와 같이 상기 커넥터(1)의 측벽을 타고 과도한 납오름 현상이 발 생됨에 따라 커넥터(1)의 고정 부위에 납량이 부족하게 되고, 이에 따라 기판(5)에 고정된 커넥터(1)의 일측이 들뜨거나 약한 충격에도 쉽게 분리될 수 있는 문제점이 지적되고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래 커넥터(1)의 납땜 부위 측벽에 비교적 발열이 적어 납과의 융화 속도가 늦은 니켈(Ni) 도금 처리를 하여 측벽에서의 납오름 현상을 개선하였지만, 이는 커넥터(1) 제작 시 니켈의 도금 공정이 추가됨과 아울러 도금 비용의 증가에 의해 부품 단가가 높아지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 커넥터의 표면 실장 시 제기되는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 몸체의 양측부에 홈이 형성되어 상기 홈을 통해 크림 솔더의 납오름이 저지될 수 있도록 함에 따라 커넥터의 들뜸이나 분리됨이 방지되도록 한 표면 실장용 커넥터가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 외주면에 금 도금층이 형성되고 중심에 전자제품 연결용 동축이 구비된 몸체로 구성된 커넥터에 있어서, 상기 몸체의 양측부에 그 길이방향을 따라 홈이 형성된 커넥터가 제공됨에 의해서 달성된다.

상기 커넥터는 다른 전자부품들과 함께 인쇄회로기판의 상면에 자동화 장비에 의해서 실장되고, 상기 인쇄회로기판 상의 커넥터 접촉 지점에는 크림 솔더가 도포되어 상기 크림 솔더의 상부에 커넥터 일측이 밀착된다.

또한, 상기 커넥터가 표면 실장된 인쇄회로기판은 수평 구동되는 컨베이어를 따라 수평 이송되어 상기 크림 솔더의 용융 온도 이상의 내부 온도를 가지는 리플로우(reflow)를 통과하면서 상기 크림 솔더의 용융에 의한 커넥터의 땜납 고정이 이루어지도록 한다.

이때, 상기 크림 솔더는 용융과 동시에 커넥터의 외주면 일측 벽부를 따라 납오름 현상이 발생될 때, 상기 커넥터의 벽부 상에 형성된 홈에 의해서 용융 납의 상부 확산이 저지됨에 따라 상기 인쇄회로기판 상에 커넥터의 견고한 접착 고정이 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 표면 실장용 커넥터의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 커넥터의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 커넥터의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 커넥터의 인쇄회로기판 부착 시 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 커넥터(10)는 중심부의 동축(11)에서 각각 접속핀(12)이 연장 형성되고, 상기 동축(11)을 감싸고 있는 몸체(13)의 외주면 양측부에 홈(14)이 형성된 구조이다.

상기 몸체(13)는 중앙부의 동축(11)을 중심으로 좌, 우 대칭 형성되며, 하단 부의 일측이 인쇄회로기판(20)의 상면 또는 측단부에 밀착되어 납땜에 의해 고정된다.

또한, 상기 몸체(13)는 일측부가 기판(20)에 밀착됨에 의해서 전기적으로 접속되고, 전기적 특성을 향상시키기 위하여 외주면이 금(Au) 도금층으로 이루어진다.

상기 커넥터(10)의 외주면에 형성된 홈(14)은 상기 몸체(13)의 길이 방향을 따라 양측면에 소정의 깊이로 함몰 형성된다. 이때, 상기 홈(14)은 커넥터(10)가 가지고 있는 고유의 전기적 특성을 해하지 않는 범위 내에서 형성되되, 그 깊이는 상기 커넥터 몸체(13)의 측벽을 따라 확산되는 납의 확산 경로를 저지할 수 있을 정도의 깊이로 형성됨이 바람직하다.

이러한 기술적 구성의 상기 커넥터(10)는 납땜에 의해서 상기 인쇄회로기판(20) 상에 견고하게 결합된 상태에서 상기 동축(11)에서 몸체(13)의 길이 방향으로 각각 연장 형성된 접속핀(12)을 통해 신호 전달용 RF 케이블과 안테나 등의 전자부품이 접속됨으로써, 상기 인쇄회로기판(20)의 실장 부품과 외부 기기의 전기적 연결이 이루어지도록 한다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 커넥터(10)는 그 하단부 측벽 또는 하단면이 상면에 크림 솔더(21)가 도포된 인쇄회로기판(20)의 일측에 상기 크림 솔더(21)의 용융에 의해서 결합된다.

상기 커넥터(10)의 고정 부위가 인쇄회로기판(20) 상에 도포된 크림 솔 더(21)의 상면에 밀착 고정되어 상기 인쇄회로기판(20) 상에 커넥터(10)의 실장이 이루어지도록 하고, 상기 인쇄회로기판(20)은 커넥터(10)가 실장된 채로 내부가 고온 상태로 유지되는 리플로우(도면 미도시)를 관통 이송시켜 상기 인쇄회로기판(20)과 커넥터(10)의 접촉 부위 납땜이 진행된다.

따라서, 상기 커넥터(10)와 인쇄회로기판(20)의 납땜 고정은 두 부재(10)(20) 사이에 개재된 크림 솔더(21)가 용융되면서 상기 커넥터 몸체(13)의 측벽과 인쇄회로기판(20)의 상면에 접촉되어 경화되는 땜납에 의해서 이루어지는 바, 상기 커넥터(10)의 기판(20) 접촉 부위 측벽을 따라 상기 커넥터(10)의 양측부에 형성된 홈(14)의 직하부까지 상승된 땜납이 언더필(under fill)을 형성하며 경화됨에 의해서 상기 커넥터(10)와 인쇄회로기판(20)이 견고하게 납땜 고정된다.

이때, 상기 인쇄회로기판(20)과 커넥터(10) 사이에서 용융된 크림 솔더(21)는 비교적 고온의 열이 지속적으로 가해지면서 반용융 상태로 인쇄회로기판(20)에 접촉된 부위의 커넥터(10) 측벽을 따라 상부로 확산됨에 있어서, 상기 커넥터(10)의 양측부에 몸체(13)의 길이방향을 따라 형성된 홈(14)에 의해서 상기 크림 솔더(21)의 확산 경로가 저지된다.

즉, 상기 커넥터(10)의 측벽을 타고 유동하는 용융된 크림 솔더(21)의 확산 진로가 소정의 깊이로 형성된 홈(14)에 의해서 변경됨으로써, 종래의 커넥터에 비하여 커넥터(10) 측벽에서의 용융납 확산 속도가 늦어져 과도한 납오름 현상을 방지된다.

한편, 도 6과 도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 커넥터가 도시된 도면으로서, 도 6은 커넥터의 일실시예 사시도이고, 도 7은 본 실시예에 따른 커넥터의 인쇄회로기판 부착 시 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 커넥터(10)는 중심부의 동축(11)에서 각각 접속핀(12)이 연장 형성되고, 상기 동축(11)을 감싸고 있는 몸체(13)의 외주면 양측부에 단턱부(14)가 형성된 구조이다.

상기 몸체(13)는 하단부의 일측이 인쇄회로기판(20)의 상면 또는 측단부에 밀착되어 납땜에 의해 고정되며, 앞서 설명된 실시예와 마찬가지로 크림 솔더(21)가 상면에 도포된 인쇄회로기판(20)에 커넥터(10)의 실장이 이루어지도록 하고, 상기 인쇄회로기판(20)은 커넥터(10)가 실장된 채로 내부가 고온 상태로 유지되는 리플로우를 관통 이송시켜 상기 인쇄회로기판(20)과 커넥터(10)의 접촉 부위 납땜에 의해 커넥터(10)의 표면 실장이 이루어진다.

한편, 상기 인쇄회로기판(20)과 커넥터(10) 사이에서 용융된 크림 솔더(21)가 반용융 상태로 인쇄회로기판(20)에 접촉된 부위의 커넥터(10) 측벽을 따라 상부로 확산될 때, 상기 커넥터(10)의 양측부에 몸체(13)의 길이 방향을 따라 형성된 단턱부(30)에 의해서 상기 크림 솔더(21)의 확산 진로가 차단됨에 따라 상기 인쇄회로기판(20)과 커넥터(10) 측벽 사이에 정확한 땜납의 언더필이 형성됨으로써, 상기 커넥터(10)가 인쇄회로기판(20) 상에 견고하게 접착 고정된다.

여기서, 본 발명을 통해 설명된 커넥터는 RF 케이블과 안테나가 주로 연결되 는 MMCX 커넥터를 주요 기술적 구성으로 삼아 설명되었으나, 본 발명에 적용되는 기술은 인쇄회로기판의 표면에 실장 가능한 상기 MMCX 커넥터를 비롯한 모든 전자부품에 적용 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 표면 실장용 커넥터는 커넥터의 양측부에 그 길이방향을 따라 홈 또는 단턱부가 형성되어 그 하부 측벽을 타고 발생되는 납오름 현상이 방지되도록 함으로써, 상기 두 부재 접촉 부위의 견고한 결합으로 커넥터의 들뜸이나 분리 현상이 방지되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 커넥터의 제작 시 별도의 공정이 추가됨이 없이 외주면 상에 사출 성형 등에 의해 홈 또는 단턱부가 형성되도록 함으로써, 종래의 커넥터와 같은 외주면의 니켈 도금 처리 공정이 필요없기 때문에 공수를 줄이고, 단가를 낮출 수 있는 작용효과가 발휘된다.

Claims (3)

1. 외주면에 금 도금층이 형성되고 중심부에 동축이 구비된 몸체로 이루어진 커넥터에 있어서, 상기 동축에서 각 단부로 접속핀이 연장 형성되고, 상기 몸체의 양측부에 그 길이 방향을 따라 홈이 함몰 형성된 것을 특징으로 하는 표면 실장용 커넥터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 몸체는, 양측부에 그 길이 방향을 따라 단턱부가 구비된 것을 특징으로 하는 표면 실장용 커넥터.
3. 상면에 크림 솔더가 도포된 인쇄회로기판의 일측 또는 상면에 커넥터의 하단부 측벽이 밀착되도록 하고, 상기 인쇄회로기판에 커넥터가 실장된 상태로 리플로우를 관통 이송시켜 인쇄회로기판과 납땜 고정되는 커넥터에 있어서,

   상기 리플로우를 관통하면서 반용융 상태로 상기 인쇄회로기판에 접촉된 부위의 상기 커넥터 측벽을 따라 상부로 확산되는 크림 솔더가 상기 커넥터의 양측부에 그 길이 방향을 따라 형성된 홈 또는 단턱부에 의해서 확산 경로가 저지됨에 따라 상기 커넥터와 인쇄회로기판의 접촉 부위에 견고한 언더필이 형성되도록 한 것 을 특징으로 하는 표면 실장용 커넥터.

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