KR101352633B1 - 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자 - Google Patents

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Abstract

외부의 압력을 균일하게 분산시켜 변형이나 파손의 가능성을 줄인 탄성 전기접촉단자가 개시된다. 상기 전기접촉단자는, 인쇄회로기판에 솔더링 되는 편평한 바닥부와, 상기 바닥부의 일단에 돌출된 스토퍼로 이루어진 고정부재; 상기 바닥부의 타단으로부터 연장하여 제 1 방향으로 구부러진 제 1 탄성부, 상기 제 1 탄성부로부터 상방으로 경사지게 연장하는 연결부, 및 상기 연결부의 단부로부터 연장하여 제 2 방향으로 구부러지는 제 2 탄성부로 구성되는 탄성 연결부재; 및 상기 제 2 탄성부의 단부로부터 편평하게 연장되는 접촉부와, 상기 접촉부의 단부로부터 상기 제 1 방향 하방으로 구부러지는 지지부로 구성되는 접촉부재를 포함한다.

Description

표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자{SMD-TYPED ELASTIC ELECTRIC CONTACT TERMINAL}
본 발명은 탄성 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 외부의 압력을 균일하게 분산시켜 변형이나 파손의 가능성을 줄인 탄성 전기접촉단자에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 진공 픽업이 용이하고 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자에 관련한다.
일반적으로, LCD TV나 LED TV와 같은 전자/전기 기기 또는 휴대폰과 같은 통신기기에서 외부 충격을 흡수하는 용도로 또는 인쇄회로기판의 회로패턴에 탄성을 갖고 전기적으로 연결하는 용도로 탄성 전기접촉단자가 사용된다.
종래기술에 따른 탄성 전기접촉단자는 금속 스트립을 소정의 형상으로 프레스 하는데 솔더링 등에 의해 고정되는 고정부의 단부를 벤딩하여 텐션부를 형성하고, 적어도 하나의 접촉부를 형성하여 텐션부의 텐션에 의해 접촉부가 대상물을 탄성 지지하도록 하는 구조를 구비한다.
이와 같은 구성에 의하면, 대상물이 접촉부에 접촉하여 가압하기 때문에 접촉부는 하방으로 눌리며, 이때 텐션부가 스프링 역할을 하여 접촉부에 탄성력을 부여하게 된다.
그러나, 종래기술에 따른 접촉단자는 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.
먼저, 안테나의 접촉으로 인하여 지속적으로 변형 하중을 받는 경우, 변형 하중이 텐션부에 집중되어 피로 하중에 인해 텐션부가 변형되거나 파손되는 문제점이 있다.
또한, 텐션부에 변형 하중이 집중되어 변형 하중을 효과적으로 분산시키지 못하게되고, 변형 하중에 의한 재질 피로도가 증가함과 아울러 변형 하중이 제거되었을 때 텐션부의 회복 정도가 작아질 수 있다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 국내등록특허 제1049545호에서는, 휴대폰의 메인 PCB와 접속되는 바닥부와 바닥부의 양쪽 단부 일측에 일체로 절곡 형성되어 일정 높이로 세워지는 형태로 이루어진 스토퍼를 포함한 고정단과, 고정단의 일단으로부터 연장되고 둥글게 구부러진 탄성부와 탄성부의 끝단에서 평탄하게 연장되는 평탄부와 평탄부의 끝단에서 고정단과 멀어지는 상부 방향으로 향해 절곡되어 연장되는 연결부와 연결부의 끝단에서 연장되고 고정단의 스토퍼의 윗쪽으로 위치되며 안테나와 접촉하는 접촉부와, 접촉부의 끝단에서 고정단과 가까워지는 하부 방향을 향해 절곡되어 연장되면서 고정단의 바닥부의 윗면에 접촉 지지되는 지지부로 이루어진 자유단을 포함하며, 접촉부와 안테나가 접촉하면서 발생되는 변형 하중을 탄성부와 지지부에 의한 반력이 균형을 이루면서 분산시키고 접촉부의 평형을 유지시켜 안테나와 면접촉이 이루어지는 안테나 접속장치를 제시하고 있다.
그러나, 상기 특허에 의하면, 외부로부터 압력을 받을 때 스토퍼가 형성된 부분에서는 스토퍼가 지지하므로 문제가 없지만, 반대쪽은 구부러져 집중적으로 외부의 압력을 받기 때문에 상기한 문제점이 그대로 발생한다.
더욱이, 스토퍼와 접촉하는 접촉부를 형성해야 하기 때문에 평탄부의 면적이 줄어들고, 그 결과 진공 픽업할 수 있는 영역의 면적이 줄어들어 진공 픽업이 제약을 받는다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 외부의 압력을 균일하게 분산시켜 변형이나 파손의 가능성을 줄인 탄성 전기접촉단자에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 진공 픽업이 용이하고 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 안정적인 접점 상태를 신뢰성 있게 유지할 수 있는 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 인쇄회로기판에 솔더링 되는 편평한 바닥부와, 상기 바닥부의 일단에 돌출된 스토퍼로 이루어진 고정부재; 상기 바닥부의 타단으로부터 연장하여 제 1 방향으로 구부러진 제 1 탄성부, 상기 제 1 탄성부로부터 상방으로 경사지게 연장하는 연결부, 및 상기 연결부의 단부로부터 연장하여 제 2 방향으로 구부러지는 제 2 탄성부로 구성되는 탄성 연결부재; 및 상기 제 2 탄성부의 단부로부터 편평하게 연장되는 접촉부와, 상기 접촉부의 단부로부터 상기 제 1 방향 하방으로 구부러지는 지지부로 구성되는 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 연결부는 상기 제 1 탄성부에서 상기 제 2 탄성부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상일 수 있고, 더욱 바람직하게, 상기 바닥부와 상기 제 1 탄성부의 폭이 같고, 상기 제 2 탄성부와 상기 접촉부의 폭이 같다.
바람직하게, 상기 스토퍼의 양측 가장자리에 한 쌍의 슬롯이 형성되고, 상기 스토퍼는 상기 바닥부의 이면에서 표면으로 프레스 하여 상기 바닥부와 일체로 형성할 수 있다.
바람직하게, 상기 스토퍼의 양측 가장자리에 한 쌍의 슬롯이 형성되고, 상기 스토퍼는 상기 슬롯 사이에서 상기 바닥부로부터 연장하는 스트립을 말아서 형성할 수 있으며, 상기 스토퍼는 그 상면이 곡률을 이루도록 말리거나, 그 상면이 평면을 이루도록 말릴 수 있다.
바람직하게, 상기 스토퍼는 상기 바닥부의 폭 전체에 걸치도록 상기 바닥부의 이면에서 표면으로 프레스 하여 상기 바닥부와 일체로 형성할 수 있다.
바람직하게, 상기 지지부는 180도 또는 270도 구부러질 수 있으며, 상기 지지부가 270도 구부러지는 경우, 상기 지지부의 단부는 상기 접촉부의 이면 쪽으로 더 연장된다.
바람직하게, 상기 제 2 탄성부와 상기 스토퍼의 높이의 합은 상기 지지부와 상기 제 1 탄성부의 높이의 합과 같다.
바람직하게, 상기 접촉부의 길이방향 중간 부분은 진공 픽업장치에 의한 픽업영역을 제공하며, 상기 전기접촉단자는 릴 테이핑 되어 상기 픽업영역에서 진공픽업에 의한 표면 실장과 리플로우 솔더링이 가능하다.
바람직하게, 상기 픽업영역의 양측 가장자리에는 하방으로 연장하여 구부러지는 날개가 형성될 수 있다.
상기한 구성에 의하면, 접촉부가 제 2 탄성부의 단부로부터 평탄하게 형성되어 넓은 면적에 걸쳐 진공 픽업영역을 제공하여 진공 픽업이 용이하며, 날개에 의해 더욱 넓은 진공 픽업영역을 제공함과 동시에 대상물과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다.
제 1 및 제 2 탄성부가 외력에 의해 동시에 탄성 변형되기 때문에 외력이 분산되어 제 1 및 제 2 탄성부 중 어느 한 곳에 외력이 집중하지 않게 되어 제 1 및 제 2 탄성부의 변형이나 파손을 방지할 수 있게 된다.
또한, 제 1 탄성부가 부가적인 스토퍼의 역할을 하기 때문에 접촉부가 항상 안정적으로 수평 상태를 유지할 수 있어 그 결과, 대상물이 접촉부와 안정적인 접점 상태를 신뢰성 있게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 전기접촉단자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 탄성 전기접촉단자의 측면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 전기접촉단자의 작동을 설명하는 도면이다.
도 4는 다양한 형상의 스토퍼를 보여주는 일부 사시도이다.
도 5는 지지부의 다른 실시 예를 나타내는 전기접촉단자의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 전기접촉단자를 나타내는 사시도이고, 도 2는 탄성 전기접촉단자의 측면도를 나타낸다.
탄성 전기접촉단자(100)는, 가령 인쇄회로기판에 고정되는 고정부재와, 안테나와 같은 대상물이 접촉하여 가압하면 탄성적으로 움직이는 접촉부재 및 이들을 서로 연결하면서 탄성적으로 움직이는 연결부재로 구성된다.
도 1을 참조하면, 고정부재는, 인쇄회로기판에 솔더링 되는 편평한 바닥부(110)와, 바닥부(110)의 일단에 돌출된 스토퍼(170)로 이루어진다.
바닥부(110)는 인쇄회로기판 등에 솔더링 되어 고정되며, 길이방향으로 중간 부분에서 폭 방향 양쪽 가장자리에 대향되는 위치에 필렛(112)이 형성된다. 필렛(112)은 바닥부(110)의 이면을 인쇄회로기판에 솔더링 할 때 용융 상태의 솔더가 채워져 응고함으로써 접촉 불량의 가능성을 낮출 뿐만 아니라 바닥부(110)에 가해지는 변형 하중을 분산시킬 수 있다.
특히, 필렛(112)이 길이방향으로 중간 부분에 형성되어 바닥부(110)의 솔더링 되는 영역을 좌우로 균등하게 분할함으로써 신뢰성 있는 솔더링을 구현할 수 있고, 솔더 랜드(solder land)를 크기를 동일하게 할 수 있어 솔더 패턴을 형성하는 공정이 간단해진다.
스토퍼(170)는, 바닥부(110)의 일단에 형성되는데, 도 1의 실시 예에 의하면, 폭 방향의 중간의 일부를 바닥부(110)의 이면에서 표면으로 프레스하여 바닥부(110)와 일체로 돌출되도록 한다.
이때, 스토퍼(170)의 양측 가장자리에는 슬롯(172)을 형성하여 중간의 일부만 프레스 되도록 한다.
스토퍼(170)는 탄성 연결부(130)가 접촉하여 가압하는 부분으로, 스토퍼(170)의 높이는 다른 구성부분과의 관계를 고려하여 결정되며, 이에 대해서는 후술한다.
스토퍼(170)는 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 도 4는 다양한 형상의 스토퍼를 보여주는 일부 사시도이다.
도 4(a)와 (b)는 바닥부(110)의 이면에서 표면으로 프레스 하여 일체로 형성하는 것이 아니라, 한 쌍의 슬롯(172) 사이에서 바닥부(110)로부터 연장하는 스트립을 말아서 스토퍼(170a, 170b)를 형성한다.
여기서, 도 4(a)는 상면이 곡률을 이루도록 말린 구조이고, 도 4(b)는 상면이 평면을 이루도록 말린 구조이다.
도 4(c)에서는 슬롯을 형성하지 않고 바닥부(110)의 폭 전체에 걸치도록 스토퍼(170c)를 형성하고 있다. 이러한 구조는 탄성 전기접촉단자의 폭이 좁은 경우에 효율적으로 적용할 수 있다.
탄성 연결부재는, 바닥부(110)의 타단으로부터 연장하여 제 1 방향, 즉 도 2에서 볼 때, 우측방향으로 구부러진 제 1 탄성부(120), 제 1 탄성부(120)로부터 상방으로 경사지게 연장하는 연결부(130), 및 연결부(130)의 단부로부터 연장하여 제 2 방향, 즉 도 2에서 볼 때, 좌측으로 구부러지는 제 2 탄성부(140)로 구성된다.
도 1에 나타난 것처럼, 제 1 탄성부(120)가 끝난 위치에서 제 2 탄성부(140)가 시작하는 위치 사이에 연결부(130)가 형성되는데, 바람직하게 연결부(130)는 상방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 갖는다.
결과적으로, 후술하는 것처럼, 대상물에 접촉하는 접촉부(150)는 바닥부(110)보다 좁은 폭을 갖도록 형성되어 전체적으로 전기접촉단자(100)가 안정적으로 인쇄회로기판에 고정될 수 있으며, 접촉부(150)와 연결부(130)의 탄성력이 향상된다.
본 발명에 의하면, 접촉부재는 제 2 탄성부(140)의 단부로부터 편평하게 연장되는 접촉부(150)와, 접촉부(150)의 단부로부터 제 1 방향 하방으로 구부러지는 지지부(160)로 구성된다.
접촉부(150)의 중간 부분은 진공픽업장치에 의한 픽업영역(152)을 제공하며, 특히 픽업영역(152)의 양측 가장자리에는 하방으로 연장하여 구부러지는 날개(154)가 형성되어 결과적으로 픽업영역(152)의 면적을 확대한다.
그 결과, 접촉부(150)가 제 2 탄성부(140)의 단부로부터 평탄하게 형성되어 넓은 면적에 걸쳐 진공 픽업영역을 제공하면서 날개(154)에 의해 더욱 넓은 진공 픽업영역을 제공함과 동시에 대상물과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다.
또한, 날개(154)에 의해 기계적 강도가 증가하여 접촉부(150)가 폭 방향으로 밀리는 것을 방지할 수 있다.
이 실시 예에서 지지부(160)는 단면 형상이 270도 구부러지도록 형성되지만 다른 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
도 5는 지지부의 다른 실시 예를 나타내는 전기접촉단자의 단면도이다.
도 5(a)는 지지부(162)가 180도 구부러져 C-형상의 단면 형상을 이루는 것을 보여준다.
도 5(b)는 지지부(164)가 270도 구부러지고, 지지부(164)의 단부는 접촉부(150)의 이면 쪽으로 더 연장되는 것을 보여준다.
도 5(a)의 경우, 지지부(164)를 형성하는 공정이 간단하다는 이점이 있고, 도 5(b)의 경우 외부로부터 힘이 가해질 때 지지부(164)의 단부가 접촉부(150)의 이면에 접촉하여 지지함으로써 지지 강도가 증가한다는 이점이 있다.
이상에서 설명한 탄성 전기접촉단자(100)의 치수는 특별히 한정되지는 않지만, 상기한 것처럼, 각 부분의 치수는 서로 관련되어 결정된다.
기본적으로, 바닥부(110)와 제 1 탄성부(120)는 같은 폭을 가지고, 접촉부(150)와 제 2 탄성부(140)는 같은 폭을 가지며, 연결부(130)는 제 1 탄성부(120)에서 제 2 탄성부(140)로 갈수록 폭이 좁아지는 구조이다.
또한, 대상물과의 접촉 등에 의하여 상부에서 하부로 힘이 가해질 때, 제 2 탄성부(140)는 스토퍼(170)의 상면과 접촉하고 지지부(160)는 제 2 탄성부(140)의 상면과 접촉하게 된다. 이때, 접촉부(150)가 수평을 이루어야 하기 때문에, 제 2 탄성부(140)와 스토퍼(170)의 높이의 합은 지지부(160)와 제 1 탄성부(120)의 높이의 합과 같아야 한다.
이에 대해서는 작동에 대한 설명에서 다시 언급한다.
이하 본 발명의 탄성 전기접촉 단자의 작동에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 전기접촉단자의 작동을 설명하는 도면이다.
전기접촉단자(100)가 릴 테이핑 되어 공급되면 픽업장치에 의해 진공픽업 되어 인쇄회로기판(10) 위에 표면실장 되고 솔더 크림에 의해 리플로우 솔더링된다. 다시 말해, 전기접촉단자(100)의 접촉부(150), 특히 픽업영역(152)이 진공픽업 되고 인쇄회로기판(10)의 회로패턴에 도포된 솔더 크림 위에 바닥부(110)의 이면이 표면 실장되고 리플로우 솔더링에 의해 한꺼번에 솔더링된다.
이때, 상기한 것처럼, 바닥부(110)의 폭 방향 가장자리에 형성된 필렛(112)에 솔더가 채워져 솔더링 강도가 향상되어 바닥부(110)에 가해지는 변형 하중을 분산시킨다.
이 상태에서, 접촉부(150)에 안테나 등과 같은 대상물이 접촉하여 접촉부(150)를 가압하면, 제 1 및 제 2 탄성부(120, 140)가 동시에 탄성적으로 눌려 하방으로 이동하면서 도 3에서 점선으로 표시한 위치로 이동한다.
결과적으로, 접촉부(150)의 일단은 지지부(160)가 제 1 탄성부(120)의 상면에 접촉하여 이동이 정지하고, 접촉부(150)의 타단은 제 2 탄성부(140)가 스토퍼(170)의 상면에 접촉하여 정지함으로써, 접촉부(150)가 더 이상 이동하지 않고 수평을 이룬다.
따라서, 제 1 및 제 2 탄성부(120, 140)가 외력에 의해 동시에 탄성 변형되기 때문에 외력이 분산되어 제 1 및 제 2 탄성부(120, 140) 중 어느 한 곳에 외력이 집중하지 않게 된다. 그 결과, 제 1 및 제 2 탄성부(120, 140)의 변형이나 파손을 방지할 수 있게 된다.
또한, 제 1 탄성부(120)가 부가적인 스토퍼의 역할을 하기 때문에 접촉부(150)가 항상 안정적으로 수평 상태를 유지할 수 있어 그 결과, 대상물이 접촉부(150)와 안정적인 접점 상태를 신뢰성 있게 유지할 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.
100: 탄성 전기접촉단자
110: 바닥부
112: 필렛
120: 제 1 탄성부
130: 연결부
140: 제 2 탄성부
150: 접촉부
152: 픽업 영역
154: 날개
160: 스토퍼
162: 지지부
170: 스토퍼
172: 슬롯

Claims (12)

  1. 인쇄회로기판에 솔더링 되는 편평한 바닥부와, 상기 바닥부의 일단에 돌출된 스토퍼로 이루어진 고정부재;
    상기 바닥부의 타단으로부터 연장하여 제 1 방향으로 구부러진 제 1 탄성부, 상기 제 1 탄성부로부터 상방으로 경사지게 연장하는 연결부, 및 상기 연결부의 단부로부터 연장하여 제 2 방향으로 구부러지는 제 2 탄성부로 구성되는 탄성 연결부재; 및
    상기 제 2 탄성부의 단부로부터 편평하게 연장되는 접촉부와, 상기 접촉부의 단부로부터 상기 제 1 방향 하방으로 구부러지는 지지부로 구성되는 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제 1 탄성부에서 상기 제 2 탄성부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 바닥부와 상기 제 1 탄성부의 폭이 같고, 상기 제 2 탄성부와 상기 접촉부의 폭이 같은 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼의 양측 가장자리에 한 쌍의 슬롯이 형성되고,
    상기 스토퍼는 상기 바닥부의 이면에서 표면으로 프레스 하여 상기 바닥부와 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼의 양측 가장자리에 한 쌍의 슬롯이 형성되고,
    상기 스토퍼는 상기 슬롯 사이에서 상기 바닥부로부터 연장하는 스트립을 말아서 형성하는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스토퍼는 그 상면이 곡률을 이루도록 말리거나, 그 상면이 평면을 이루도록 말린 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 바닥부의 폭 전체에 걸치도록 상기 바닥부의 이면에서 표면으로 프레스 하여 상기 바닥부와 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부는 180도 또는 270도 구부러지는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 지지부가 270도 구부러지는 경우, 상기 지지부의 단부는 상기 접촉부의 이면 쪽으로 더 연장되는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 탄성부와 상기 스토퍼의 높이의 합은 상기 지지부와 상기 제 1 탄성부의 높이의 합과 같은 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 접촉부의 길이방향 중간 부분은 진공 픽업장치에 의한 픽업영역을 제공하며, 상기 전기접촉단자는 릴 테이핑 되어 상기 픽업영역에서 진공픽업에 의한 표면 실장과 리플로우 솔더링이 가능한 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 픽업영역의 양측 가장자리에는 하방으로 연장하여 구부러지는 날개가 형성되는 것을 특징으로 하는 표면실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
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