KR101008884B1 - 플렉시블 케이블용 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉시블 케이블이 착탈 가능하게 고정되는 플렉시블 케이블용 커넥터에 관한 것으로서, 특히 메탈 마스크를 이용하여 인쇄회로기판(PCB)의 상면에 솔더 크림을 도포하고 열을 가해 플렉시블 케이블용 커넥터의 터미널을 동시에 용접하여 상기 인쇄회로기판에 커넥터를 실장시키되, 인슐레이터의 하단면에 필렛(fillet)부와 각각의 터미널 표면에 단조 공정을 통한 노치(notch)부를 형성함으로써, 과량의 솔더 크림으로 인해 커넥터가 인쇄회로기판 상에서 들뜨거나 솔더 크림이 커넥터의 표면을 타고 확산되는 것을 방지할 수 있어 불량 제품의 발생을 줄일 수 있고, 이로 인해 품질적인 측면에서 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 플렉시블 케이블용 커넥터에 관한 것이다.

플렉시블 케이블 커넥터, 메탈 마스크, 인쇄회로기판, 솔더 크림, 필렛부, 수용부, 노치부

Description

플렉시블 케이블용 커넥터{Connector for flexible cable}

본 발명은 플렉시블 케이블용 커넥터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플렉시블 케이블용 커넥터를 인쇄회로기판(PCB)에 실장할 경우, 리플로우 통과시 솔더 크림으로 인해 발생되는 오버 플로우 현상을 방지하여 커넥터가 인쇄회로기판 상에서 들뜨지 않도록 하거나 솔더 크림이 커넥터의 표면을 타고 확산되는 것을 방지할 수 있는 플렉시블 케이블용 커넥터에 관한 것이다.

최근 전자 제품들이 소형화, 고성능화 되어가면서 인쇄회로기판 상에 많은 수의 전자 소자들이 배치되는데 이에 따라 많은 신호들이 병렬적으로 입력되거나 출력되고 있다.

그러므로 이러한 소자들의 전기적 접속을 위하여 다수개의 전선들이 하나로 케이블화 되어 있는 FFC(Flexible Flat Cable)와 FPC(Flexible Printed Circuit)가 현재 일반적으로 사용되고 있다.

일반적으로, 플렉시블 케이블 커넥터는 인쇄회로기판 상에 고정되며 합성수지재로 형성된 인슐레이터와, 상기 인슐레이터의 전후방에서 인슐레이터 내로 삽입 고정되는 다수개의 단자로 구성된 터미널과, 상기 인슐레이터의 전방으로 삽입되는 플렉시블 케이블을 인슐레이터에 고정시키는 액츄에이터를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 플렉시블 케이블의 접속 단자와 커넥터의 접속 단자는 납땜을 통한 접속방식으로 되어 있거나, 탈착식 접속방식으로 되어 있는데, 여기서 상기 탈착식 접속방식은 회전되면서 상기 플렉시블 케이블을 상기 인슐레이터에 삽입한 상태에서 압착 고정하는 액츄에이터를 통해 이루어진다.

이와 같은 구성으로 이루어진 종래의 플렉시블 케이블용 커넥터를 인쇄회로기판에 실장하는 방법은 표면실장방식(surface mount technology) 및 삽입실장방식(injection mount technology)으로 구분되어 있다.

상기 표면실장방식은 장비가 커넥터를 자동으로 들어올려 인쇄회로기판의 정위치에 위치시킴에 따라 상기 커넥터의 실장(mount)이 이루어지는 방식으로서, 종래에는 부품을 이동시키기 위한 자동화 장치의 부족과 기술력의 미비로 인해 표면실장방식은 하이브리드 기판이나 소형 전자기판에 주로 사용되었으나, 최근에 이르러서는 장비의 고급화와 기술의 발달을 통해 더욱 정교하고 지능화된 방식으로 커넥터를 실장하고 있다.

이와 같이, 인쇄회로기판 상에는 기판의 사용 목적 및 용도에 따라 다양한 커넥터가 실장되는 바, 이러한 커넥터의 전기적, 기구적인 고정은 솔더 링(soldering), 즉 납땜을 통해 이루어진다.

또한, 상기 커넥터가 실장된 인쇄회로기판의 양산성 향상을 위하여 가열로인 리플로우(reflow)를 통과하면서 수행되는 플로우 솔더링에 의한 납땜 공정이 실시된다.

그런데, 상기 리플로우 공정이 수행되면서 인쇄회로기판에 실장된 커넥터의 솔더링 시 솔더 크림이 커넥터의 표면을 따라 올라가는 오버 플로우 현상이 발생하거나 인쇄회로기판과 커넥터 사이에 들뜸 현상이 발생하며, 커넥터 내부의 단자에 침범하게 되어 접속 불량이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에 커넥터의 납땜 부위 측벽에 비교적 발열이 적어 납과의 융화 속도가 늦은 니켈을 도금 처리한 차단벽(barrier)을 두어 상기 오버 플로우 현상을 개선하였으나, 이는 커넥터 제작 시 니켈의 도금 공정이 추가됨과 아울러 도금 비용의 발생으로 인하여 부품 단가가 상승하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 인쇄회로기판(PCB)의 상면에 플렉시블 케이블용 커넥터의 터미널을 동시에 용접하는 경우, 커넥터의 인슐레이터 하단면에 필렛(fillet)부와 각각의 터미널 표면에 단조 공정을 통한 노치(notch)부를 형성함으로써, 과량의 솔더 크림으로 인해 커넥터가 인쇄회로기판 상에서 들뜨거나 솔더 크림이 커넥터의 표면을 타고 확산되는 것을 방지할 수 있는 플렉시블 케이블용 커넥터를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 메탈 마스크를 이용하여 솔더 크림을 매개로 PCB 상에 실장되는 플렉시블 케이블용 커넥터는 인슐레이터의 전방에서 인슐레이터에 삽입 고정되는 다수의 이븐 및 오드 터미널을 포함하되, 각 터미널에는 양측에 전후 직선 방향으로 형성된 소정 깊이의 수평 필렛부와; 수평 필렛부의 하단부에 터미널의 높이 방향으로 일체로 형성된 수직 필렛부로 이루어진 수용 공간이 형성되어 있다.
또 다른 태양에 따른, 이븐 터미널과 오드 터미널을 포함하며, 메탈 마스크를 이용하여 솔더 크림을 매개로 PCB 상에 실장되는 플렉시블 케이블용 커넥터는 이븐 터미널(121)의 후방 측면에는 함몰된 형상의 제 1 관통홈부 그리고 제 1 관통홈부의 상측에는 관통 홀 형상의 관통홀부가 각각 형성되고 오드 터미널(122)의 베이스부 전방에는 제 2 관통홈부가 형성되어 있다.

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여기서, 이븐 및 오드 터미널의 측면을 따라 용융된 솔더 크림이 확산되지 않도록 이븐 터미널의 제1관통홈부와 관통홀부 사이에 수직 연결된 일정 깊이의 제1요홈부와, 오드 터미널의 베이스부 측면에 수직방향으로 일정 깊이의 제2요홈부로 이루어진 노치부를 더 포함할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉시블 케이블용 커넥터에 의하면, 과량의 솔더 크림으로 인해 커넥터가 인쇄회로기판 상에서 들뜨거나 솔더 크림이 커넥터의 표면을 타고 확산되는 것을 방지할 수 있어 제품 품질이 균일하므로 불량 제품의 발생을 줄일 수 있고, 이로 인해 품질적인 측면에서 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음 과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 플렉시블 케이블용 커넥터를 인쇄회로기판에 실장하는 상태를 나타내는 도면이며, 도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 플렉시블 케이블용 커넥터의 노치부를 나타내는 사시도이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 플렉시블 케이블용 커넥터(100)를 인쇄회로기판(Printed Circuit Board 이하 PCB라 한다)에 실장하는 공정에서, 메탈 마스크(metal mask)(300)를 이용하여 솔더 크림(s)을 PCB(200)에 도포하고 여기에 상기 커넥터(100)를 결합하되, 커넥터(100)가 들뜨거나 커넥터(100) 표면을 따라 용융된 솔더 크림(s)이 확산되는 것을 방지하는데 주안점이 있다.

상기 실장 공정은 메탈 마스크(300)를 이용하여 PCB(200) 상면에 솔더 크림(s)을 도포하는 프린팅 단계와, 준비된 플렉시블 케이블용 커넥터(100)를 솔더 크림(s)이 도포된 PCB(200)에 결합하는 커넥터 장착단계와, 상기 PCB(200)에 커넥터(100)를 정위치에 결합시킨 후에 리플로우(미도시)를 준비하여 그 리플로우에서 열을 가하면서 상기 커넥터(100)의 터미널(121,122)이 용융된 솔더 크림(s)에 고정되는 솔더링 단계를 포함하여 이루어진 바, 상기 메탈 마스크(300)를 이용하여 솔더 크림(s)을 도포하는 것은 일반적인 기술로서, 상기 솔더 크림(s)은 솔더 분말에 플럭스(flux)를 혼합하여 적당한 점도로 만든 다음 이를 솔더로 사용하는 것이다.

상기 메탈 마스크(300)를 제작하는 방법은 부식을 이용하거나, 레이저 가공을 통해 PCB(200)와 동일한 위치에 관통된 개구부(310)를 형성시키게 된다.

이와 같이 상기 메탈 마스크(300)의 저부에 PCB(200)를 위치시키고 난 다음, 솔더 크림(s)을 상기 메탈 마스크(300) 위에 공급하고, 스퀴지를 이용하여 균일하게 도포할 경우, 메탈 마스크(300) 상에 구비되어 있는 개구부(310)를 통해 솔더 크림(s)이 통과되어 PCB(200) 상의 특정 부위에만 도포된다.

본 발명은 이와 같은 솔더링 공정과 관련하여 상기 솔더 크림(s)이 도포된 PCB(200) 상에 플렉시블 케이블용 커넥터(100)를 결합하여 솔더링하고자 할 경우, 과량의 솔더 크림(s)에 의해 상기 커넥터(100)의 변형이나 상기 커넥터(100)의 구성부품인 터미널(121,122)의 위치가 변화되지 않도록 상기 인슐레이터(110)와 터미널(121,122)의 소정 위치에 과량의 용융된 솔더 크림(s)을 차단하거나 수용하는 수용 공간을 두게 된다.

도 2는 솔더 크림(s)의 수용 공간으로서, 솔더링 단계에서, 과량의 솔더 크림(s)에 의해 커넥터(100)가 PCB(200) 상에서 들뜨는 현상을 방지하기 위한 수평 필렛(fillet)부(11)이다.

상기 수평 필렛부(11)는 상기 인슐레이터(110)의 전방에서 그 인슐레이터(110)의 홈부(111) 사이로 삽입 고정되는 다수개의 단자로 구성된 터미널(121,122)과의 양측 사이에 형성된 상기 홈부(111)의 측면에 전후 직선 방향의 소정 깊이로 함몰(fillet) 형성되어 있다.

도 3은 도 2의 수평 필렛부(11)와 마찬가지로, 과량의 솔더 크림(s)에 의해 커넥터(100)가 PCB(200) 상에서 들뜨는 현상을 방지하기 위한 수직 필렛부(12)로서, 상기 수직 필렛부(12)는 상기 수평 필렛부(11)의 하단부에 형성되는 바, 상기 수평 필렛부(11)의 하단부에 수직 방향으로 일체 함몰 형성되어 있다.

이때, 상기 수직 필렛부(12)는 그 하단면이 넓고 상단면으로 갈수록 좁아지는 테이퍼(taper) 형상으로 되어 있다.

따라서, 과량의 솔더 크림(s)이 상기 필렛부(10)에 이동, 저장되어 채워지므로 커넥터(100)와 PCB(200)의 융착면이 적당히 솔더링된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 솔더링 단계에서, 과량의 솔더 크림(s)이 커넥터(100)의 표면을 따라 올라가는 오버 플로우(over flow) 현상이 발생하고 이로 인해 커넥터(100) 내의 터미널(121,122) 단자에 침투하게 되어 접속 불량을 발생하는 바, 이를 방지하기 위하여 터미널(121,122)의 측면에 수용부(20)와, 오버 플로우의 확산을 차단하는 노치(notch)부(30)가 형성된다.

상기 수용부(20)는 이븐 터미널(even terminal)(121)과 오드 터미널(odd terminal)(122)에 각각 형성되어 있는 바, 상기 이븐 터미널(121)의 후방 측면에 함몰 형성된 제1관통홈부(21)와, 상기 제1관통홈부(21)의 상측에 관통 형성된 홀 형상의 관통홀부(22)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 오드 터미널(122)의 베이스부(122a) 전방에 관통 형성된 제2관통홈부(23)로 이루어져 있다.

한편, 상기 용융된 솔더 크림(s)이 상기 터미널(121,122)의 측면을 따라 확산되지 않도록 차단하는 노치부(30)는, 상기 이븐 터미널(121)의 제1관통홈부(21)와 관통홀부(22) 사이에 수직 연결된 일정 깊이의 제1요홈부(31)로 이루어지며, 상기 오드 터미널(122)의 베이스부(122a) 측면에 수직방향으로 일정 깊이의 제2요홈부(32)로 이루어져 있다.

이때, 상기 필렛부(10) 및 수용부(20)와 노치부(30)는 플렉시블 케이블용 커넥터(100)가 갖고 있는 고유의 전기적 특성을 해하지 않는 범위 내에서 형성되어지되, 그 함몰 또는 관통된 공간 및 깊이는 상기 커넥터(100)의 터미널(121,122)을 따라 확산되는 납의 확산 경로를 저지할 수 있을 정도의 공간 및 깊이로 이루어짐이 바람직하다.

이러한 기술적 구성의 상기 커넥터(100)는 솔더링에 의해 상기 PCB(200) 상에 견고하게 결합된 상태에서 케이블 등이 접속됨으로써, PCB(200)의 실장 부품과 외부 기기의 전기적 연결이 이루어지게 된다.

상기 커넥터(100)의 고정 부위가 PCB(200) 상에 도포된 솔더 크림(s)의 상면에 밀착 고정되어 상기 PCB(200) 상에 커넥터(100)의 실장이 이루어지도록 하고, 상기 PCB(200)는 커넥터(100)가 실장된 채로 내부가 고온 상태로 유지되는 리플로우를 통과하여 솔더링 단계가 이루어지게 된다.

상기 리플로우는 가열로의 내부에 히팅수단을 배치하고, 상기 히팅수단에서 발생되는 열에 의해 가열되는 커넥터(100)가 결합된 PCB(200)의 자동 이송을 위한 컨베이어수단이 구비되어 있다.

상기 컨베이어수단에 거치되어 있는 PCB(200)는 서서히 이동하면서 열을 받게 되고 이로 인해 솔더 크림(s)은 융점에 이르게 되어 PCB(200) 상에 커넥터(100)의 터미널(121,122)이 견고하게 밀착 고정된다.

한편, 상기 커넥터(100)의 특성 및 구조적 한계 등에 의해 문제점에 대한 개선이 미미할 경우, 납과의 융화 속도가 늦은 니켈을 도금 처리하여 오버 플로우 현 상을 개선하는 차단벽(barrier)과 함께 병행하는 것도 바람직하다.

따라서, 본 발명은 커넥터(100)를 타고 유동하는 용융된 솔더 크림(s)의 확산 진로가 상기 필렛부(10) 및 수용부(20)와, 노치부(30)에 의해 저지됨으로써, 과도한 들뜸 현상 또는 오버 플로우 현상을 방지하게 되어 궁극적으로 불량 커넥터(100)의 생산을 줄일 수 있는 발명이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 플렉시블 케이블용 커넥터를 인쇄회로기판에 실장하는 상태를 나타내는 도면,

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 플렉시블 케이블용 커넥터의 노치부를 나타내는 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 필렛부 11 : 수평 필렛부

12 : 수직 필렛부 20 : 수용부

21 : 제1관통홈부 22 : 관통홀부

23 : 제2관통홈부 30 : 노치부

31 : 제1요홈부 32 : 제2요홈부

Claims (5)

1. 메탈 마스크를 이용하여 솔더 크림(s)을 매개로 PCB 상에 실장되는 플렉시블 케이블용 커넥터에 있어서,

   인슐레이터(110)의 전방에서 인슐레이터에 삽입 고정되는 다수의 이븐 및 오드 터미널(121, 122)을 포함하되, 각 터미널에는 양측에 전후 직선 방향으로 형성된 소정 깊이의 수평 필렛부(11)와; 수평 필렛부(11)의 하단부에 터미널의 높이 방향으로 일체로 형성된 수직 필렛부(12)로 이루어진 수용 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 케이블용 커넥터.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 수직 필렛부(11)는 그 하단면이 넓고 상단면으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉시블 케이블용 커넥터.
4. 이븐 터미널과 오드 터미널을 포함하며, 메탈 마스크를 이용하여 솔더 크림(s)을 매개로 PCB 상에 실장되는 플렉시블 케이블용 커넥터에 있어서,

   이븐 터미널(121)의 후방 측면에는 함몰된 형상의 제 1 관통홈부(21) 그리고 제 1 관통홈부(21)의 상측에는 관통 홀 형상의 관통홀부(22)가 각각 형성되고,

   오드 터미널(122)의 베이스부(122a) 전방에는 제 2 관통홈부(23)가 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 케이블용 커넥터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 이븐 및 오드 터미널(121,122)의 측면을 따라 용융된 솔더 크림(s)이 확산되지 않도록 이븐 터미널(121)의 제1관통홈부(21)와 관통홀부(22) 사이에 수직 연결된 일정 깊이의 제1요홈부(31)와,

   오드 터미널(122)의 베이스부(122a) 측면에 수직방향으로 일정 깊이의 제2요홈부(32)로 이루어진 노치부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 케이블용 커넥터.

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