KR101556936B1 - 표면 실장형 접속단자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PCB 등과 같은 기판에 실장되어 전자 부품 간에 전기적 접속을 유지해주는 표면 실장형 접속단자에 관한 것으로, PCB 기판에 고정되는 바닥판과, 상기 바닥판의 후면에서 위로 둥글게 구부러진 탄성부와, 상기 탄성부로부터 일정 높이 상향 연장되어 외부 대상물과 접속되는 접속부를 포함하는 C-클립 형태의 표면 실장형 접속단자에 있어서, 상기 접속단자의 외측 둘레를 감싸는 덮개부를 별개로 제작하여 이를 접속단자에 고정 결합함으로써 접속단자의 외부에서 가해지는 외력 및 간섭에 의해 접속단자가 변형되는 것이 방지될 수 있는 구조를 갖는 접속단자를 손쉽게 제작할 수 있다.

Description

표면 실장형 접속단자{CONTACT TERMINAL ON THE BOARD}

본 발명은 표면 실장형 접속단자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접속단자의 사방에서 가해지는 외력으로부터 접속단자의 변형을 방지할 수 있는 표면 실장형 접속단자에 관한 것이다.

일반적으로 표면 실장형 접속단자는 접속단자가 PCB 등과 같은 기판의 표면에 실장되어 2개 이상의 전자부품을 전기적으로 접촉 내지는 신호 전달의 용도로 사용되는 것이다.

도 1a는 일반적인 표면 실장형 접속단자의 형태를 보여주는 사시도이다. 상기 표면 실장형 접속단자는 기판 측에 고정되는 바닥판(10)와, 상하 가동 가능한 구조로 대상물과 접속하는 가동부(20)가 C-클립 형태를 이룬다. 여기서, 가동부(20)는 대상물과 직접 접점을 이루는 접속부(21)와, 접속부(21)에 접속이 가해지는 경우에 접속부(21)에 탄성을 부여해주는 탄성부(22)와, 접속부(21)와 탄성부(22)를 이어주는 지지부(23)로 이루어진다.

따라서, 상기 접속단자는 외부 대상물이 접속부에 접속되면 탄성부의 탄성 변형을 통해 변형 하중을 적절히 분산시킬 수 있고, 또 접속부의 평형을 유지시켜 원활한 접속이 이루어질 수 있도록 하면서 전자부품 사이를 전기적으로 접속시켜주는 기능을 하게 된다.

그러나 이러한 C-클립 형태 접속단자는 접속부의 끝부분이 구속되지 않은 자유단 형태를 이루고 있고, 또한 접속부와 바닥판이 상하 일정 간격(공간)을 두고 있어, 접속단자의 외부에서 가해지는 충격 및 간섭에 의해 접속부가 쉽게 변형되어 접속단자의 기능 저하를 가져오는 문제가 있다.

예를 들면, 접속단자의 취급 시에 작업자가 착용하고 있는 장갑 등이 접속부와 바닥판 사이의 공간에 끼이는 경우가 빈번하게 발생하게 되고, 이로 인해 접속부가 위로 들려 올려지면서 변형되는 문제가 있다.

이렇게 여러 이유로 접속부의 변형이 발생하게 되면 접속부의 복원력이 떨어지면서 접속 성능의 저하로 이어지게 되고, 결국 접속단자의 전반적인 성능 저하 및 품질 저하를 초래하는 문제가 있다.

이와 관련하여, 한국등록특허공보 등록번호 10-1088215호(특허문헌1)의 하우징 일체형 컨텍터에는 도 1b에 도시된 바와 같이 탄성부(15) 및 접속부(18) 등을 포함하는 가동부(20)가 케이스 형태의 하우징(14) 내부에서 가동하는 기술이 개시되어 있다.

이와 같이, 특허문헌 1의 표면 실장형 접속단자는 접속부(18)를 포함하는 가동부(20)가 하우징(14) 내부에서 가동하는 구조로 이루어져 있어서 접속단자의 외부로부터 가해지는 외력으로부터 가동부의 변형이 방지될 수 있다.

그러나 특허문헌 1의 표면 실장형 접속단자는 제조 공정에 있어서 케이스를 이루는 하우징을 먼저 가공한 후에 탄성부 및 접속부를 포함하는 가동부를 하우징의 후면으로부터 하우징 내부로 절곡 가공해야 하기 때문에 그 제조 공정이 매우 어려운 단점이 있다.

한편, 이러한 특허문헌 1의 표면 실장형 접속단자는 C-클립 형태 접속단자와 같이 탄성부가 바닥판의 아래에서 위로 절곡되는 형태와 달리 탄성부가 케이스 상판에서 아래 방향으로 절곡되는 구조를 이루고 있어 탄성부의 탄성 변형에 제한을 받는 문제가 있다.

보다 상세하게, 종래 특허문헌 1은 탄성부가 케이스 상판에서 아래 방향으로 타원형 형상으로 절곡되는 구조로 이루어져 있어 접속부의 하강 시에 탄성부가 외측으로 벌어지는 방향으로 탄성 변형이 일어나야 하기 때문에 탄성 변형이 쉽게 이루어지 않게 되고, 이는 결국 외부에서 가해지는 하중을 탄성부에서 적절하게 흡수하지 못하는 문제를 초래하게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기존 접속단자의 기능을 그대로 구현하면서도 접속단자의 사방에서 가해지는 외력으로부터 가동부의 변형을 완전하게 방지할 수 있는 접속단자를 용이하게 제작할 수 있는 표면 실장형 접속단자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로, PCB 기판에 고정되는 바닥판과, 상기 바닥판의 후면에서 위로 둥글게 구부러진 탄성부와, 상기 탄성부로부터 일정 높이 상향 연장되어 외부 대상물과 접속되는 접속부를 포함하는 표면 실장형 접속단자에 있어서, 상기 접속부의 양 측면에 각각 마련되어 상기 접속부의 측면을 커버하는 측면벽체 및 상기 바닥판, 탄성부, 접속부 및 측면벽체를 이루는 접속단자와 별개로 제작되어 상기 측면벽체에 고정되며 상기 접속단자의 외측을 둘러싸도록 커버하는 것으로 상기 접속부가 관통되는 구멍인 개구가 형성된 덮개부를 더 구비한다.

구체적으로, 상기 덮개부는 평판 형태로 접속부가 관통되는 구멍인 개구가 형성되고 접속단자의 상부를 커버를 하는 것으로 상기 측면벽체의 상단에 용접 고정되는 상부덮개와, 상기 상부덮개의 뒤쪽 양 측면으로부터 아래로 수직 절곡되어 상기 탄성부의 양 측면을 각각 커버하는 탄성부 측면덮개로 이루어진다.

이때, 상기 측면벽체의 상단 가운데에는 다른 부위보다 일정 높이 돌출 형성되는 용접돌출부가 형성되고, 상기 상부덮개의 양 측면에는 상기 용접돌출부가 수용되게 끼워지는 용접수용부가 형성되어, 상기 상부덮개의 용접수용부와 상기 측면벽체의 용접돌출부가 서로 접촉하는 면에서 용접 고정된다.

한편, 상기 접속부 바로 아래의 바닥판에는 접속부의 하강 높이를 제한하는 '∩' 모양의 스토퍼가 절곡 형성된다.

이때, 상기 측면벽체는 상기 스토퍼의 전면을 이루는 수직부에서 접속단자의 전면을 향하는 방향으로 수직부와 직각을 이루도록 절곡 형성된다.

본 발명에 표면 실장형 접속단자는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 바닥판, 탄성부 및 접속부로 이루어진 C-클립 형태의 접속단자 구조를 그대로 유지함으로써 C-클립 형태 접속단자의 기본 기능을 그대로 구현하면서 접속단자의 외측 둘레를 커버하는 덮개부를 통해 접속단자의 사방에서 가해지는 외력 및 간섭을 완전히 차단함으로써 접속단자의 변형을 완벽하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 덮개부가 C-클립 형태를 이루는 접속단자와 별도로 제작되고 덮개부를 접속단자의 외측에서 용접을 통해 고정됨으로써 덮개부를 접속단자의 외측 둘레를 커버하는 형성한 접속단자를 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 일반적인 표면 실장형 접속단자를 나타내는 사시도
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 표면 실장형 접속단자에서 덮개부가 결합된 상태의 측면 및 저면 방향의 사시도
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 표면 실장형 접속단자에서 덮개부가 분리된 상태에서 전면 및 후면 방향의 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 표면 실장형 접속단자의 동작을 나타내는 동작 상태도

본 발명을 상세하기 설명하기에 앞서, 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용되는 '앞쪽', '뒤쪽', '전면' 및 '후면'의 방향 기준은 접속단자에서 접속부의 끝부분이 향하는 방향을 '앞쪽' 및 '전면'으로 정한 것이며 그 반대 방향을 '뒤쪽' 또는 '후면'으로 정한 것임을 미리 밝혀둔다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 표면 실장형 접속단자어서 덮개부가 결합된 상태의 측면 및 저면 방향의 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 덮개부가 분리된 상태에서 전면 및 후면에서 바라본 전면 및 후면 방향의 사시도이다.

도 2a 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표면 실장형 접속단자는 PCB 기판 측에 고정되는 바닥판(10)과, 외부 대상물과 직접 접속하는 접속부(30)와, 접속부(30)에 접속이 가해지는 경우에 접속부(30)에 탄성을 부여해주는 탄성부(20)를 포함하는 C-클립 형태의 접속단자 기본 구조를 포함하면서 접속단자를 감싸는 덮개부(50)를 더 포함한다.

이때, 덮개부(50)는 C-클립 형태를 이루는 접속단자와 일체로 절곡 형성하는 것이 아니라 별개로 제작되어 접속단자에 용접 고정된다.

이하에서는 이러한 구조를 갖는 접속단자를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 바닥판(10)은 평판 형태로 납땜 등을 통해 PCB 기판 측에 전기적으로 접속될 수 있게 된다.

상기 탄성부(20)는 바닥판(10)의 후면에서 일정 곡률 반경을 가지면서 위로 둥글게 구부러진 반원형 또는 반타원형 형태를 이루면서 접속부(30)에 외부 대상물이 접속 시에 탄력적으로 변형되고, 접속 해제 시 접속부(30)를 원래의 위치로 복원시켜주는 역할을 한다.

상기 접속부(30)는 외부 대상물 측과 접속하는 부분으로서, 탄성부(20)로부터 수평 연장되는 지지부(40)의 끝부분에서 상향 경사진 자세를 취하면서 소정의 곡률 반경을 가지면서 상단이 위로 볼록한 형상을 가지고 그 끝부분이 바닥판(10)을 향하는 방향으로 연장되어 있다.

이러한 접속부(30)의 윗면에는 일정 면적을 가지면서 평탄한 면으로 돌출 형성되는 엠보싱(31)이 형성되어 있으며, 이렇게 소정의 면적으로 이루어진 평탄한 면, 즉 엠보싱(31)을 통해 외부 대상물 측과 접촉하게 되므로서, 충분한 접촉면적을 확보할 수 있게 되고, 결국 접속성능의 향상으로 이어질 수 있게 된다.

상기 지지부(40)는 탄성부(20)의 끝부분에서 수평 연장되고, 그 끝부분에는 접속부(30)가 형성된다. 지지부(40)는 탄성부(20)의 끝부분에서 접속부(30)로 갈수록 그 폭이 점점 작아지게 형성된다. 이로 인해 접속부(30)도 다른 부위, 즉 바닥판(10) 및 탄성부(20)의 폭보다 작은 폭을 갖는다. 이에 따라 덮개부(50)가 접속단자의 외측상부에 결합되는 경우에 접속단자의 상부를 이루는 지지부(40) 및 접속부(30)와 간섭이 발생되지 않아 덮개부(50)가 접속단자의 위에서 아래 방향으로 용이하게 씌워지게 결합될 수 있다.

이러한 지지부(40)와 관련하여 덮개부(50)가 구비되지 않은 종래의 C-클립 형태 접속단자의 구조에서 지지부는 탄성부와 연접하면서 접속단자의 기판 실장 공정(SMD 공정)시에 흡착노즐(미도시)의 흡착면을 이루는데, 이때 강한 진공 흡착력에 의해 흡착면과 연접한 탄성부에 변형 하중이 과도하게 가해져서 탄성부가 변형되는 문제가 있었으나, 본 발명에서는 탄성부와 연계되어 있지 않은, 즉 탄성부와 독립적인 구성을 이루는 덮개부(50)가 흡착면으로 사용되기 때문에 SMD 공정 시에 강한 흡착력이 가해지더라도 탄성부가 변형되는 것이 방지된다.

한편 본 발명의 접속단자는 접속부(30)에 충격 등의 규정 이상의 하중이 가해짐으로 인해 탄성부의 성능이 저하되는 것을 방지해주는 스토퍼(11)를 구비한다.

상기 스토퍼(11)는 접속부(30)를 밑에서 받쳐주는 부분으로서 접속부(30) 바로 아래의 바닥판(10)에서 전체적으로 볼 때 '∩' 모양(터널형)을 갖도록 바닥판(10)에서 일체로 절곡 형성된다.

이에 따라, 접속부(30)에 비정상적인 외력이 발생하는 경우에 접속부(30)는 스토퍼(11)에 의해 과도하게 눌려지는 것이 제한되고, 이로 인해 탄성부(20)는 탄성부(20)의 탄성 한계를 벗어나지 않는 범위, 즉 탄성부(20)의 성능 저하에 영향을 주지 않는 범위 내에서 접속부(30)가 최대로 하강할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 접속단자의 사방에서 가해지는 외력으로부터 접속단자의 변형을 방지할 수 있도록 접속단자의 외측을 둘러싸는 덮개부(50)가 마련된다.

이때, 상기 덮개부(50)는 바닥판(10), 탄성부(20) 및 접속부(30)로 이어지는 접속단자의 기본 구성과는 별개로 제작되어, 접속단자의 외측에서 위에서 아래로 향하는 방향으로 접속단자를 감싸는 구조로 용접 고정된다.

이러한 덮개부(50)는 탄성부(20)와 지지부의 상면을 커버하는 상부덮개(51)와, 상기 탄성부(20)의 양 측면을 각각 보호하는 탄성부 측면덮개(52)로 이루어진다.

상기 상부덮개(51)는 평판 형태로 바닥판(10)과 상하 마주보는 수평자세로 접속단자 측에 고정된다. 이러한 상부덮개(51)의 앞쪽에는 접속부(30)가 상부덮개(51)의 위로 노출되면서 상하 가동할 수 있도록 직사각형 형태로 구멍이 뚫려있는 개구(51a)가 형성된다.

이로 인해 접속부(30)는 평상시에 개구(51a)의 아래에서 위로 관통한 상태로 상부덮개(51) 위쪽에 위치하다가 외부 대상물과 접속이 이루어지는 접속시에는 개구(51a)을 통해 상부덮개(51)의 간섭을 받지 않고 덮개부(50) 내부로 상하 가동할 수 있게 된다.

상기 탄성부 측면덮개(52)는 탄성부(20)가 위치하는 상부덮개(51)의 후면 쪽의 양 측면에서 아래로 수직하게 절곡되어 탄성부(20)의 양 측면을 각각 커버하게 된다.

이때, 탄성부 측면덮개(52)의 끝단은 바닥판(10)까지 연장되어 바닥판(10)과 함께 PCB 기판에 납땜 고정될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 접속단자의 측면에서 가해지는 외력으로부터 접속부(30)를 보호하기 위한 측면벽체(60)가 구비된다.

상기 측면벽체(60)는 바닥판(10)의 앞쪽 양 측면에서 일정 높이 수직 절곡되어 상기 접속부(30)의 양 측면을 각각 커버한다. 이러한 측면벽체(60)는 상기 스토퍼(11)의 전면을 이루는 수직부에서 접속단자의 전면을 향하는 방향으로 수직부와 직각을 이루도록 절곡 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서는 측면벽체(60)가 스토퍼(11)로부터 절곡되는 구성을 제시하였지만, 본 발명은 이에 한정된느 것이 아니라 바닥판(10)으로부터 수직하게 절곡 형성되는 것도 가능함은 물론이다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명은 C-클립 형태의 접속단자와 덮개부(50)를 별도로 제작하여 이들을 고정 결합하는 것을 특징으로 한다. 이때 덮개부(50)는 접속단자를 이루는 측면벽체(60)의 상면에 고정 결합된다.

이를 위해, 측면벽체(60)의 상면 중앙에는 다른 부위보다 더 높게 돌출된 용접돌출부(61)가 형성된다. 즉 측면벽체(60)의 상면은 '凸'의 형태를 이룬다.

그리고 상부덮개(51)의 앞쪽으로 측면벽체(60)에 결합되는 부위에는 측면벽체(60)의 용접돌출부(61)가 수용되게 결합되는 용접수용부(51b)가 형성된다. 상기 용접수용부(51b)는 사각형의 구멍으로 형성되는 것도 가능하지만, 본 발명에서는 상부덮개(51)의 양 측면 끝부분에서 상부덮개의 내측으로 들어간 '凹' 요홈 형태로 제시하였다.

이에 따라 상부덮개(51)의 용접수용부(51b)와 측면벽체(60)의 용접돌출부(61)는 각각 '凸' 및 '凹' 형태를 이루면서 서로 형합되게 수용되어 이들이 서로 접촉되는 면에서 용접이 이루어짐으로써 덮개부(50)가 측면벽체(60)의 상단에 견고하게 고정된다(도 1 참조).

이와 같이 본 발명은 제조 공정에 있어서 접속단자를 이루는 C- 클립 형태의 기본구조를 먼저 성형한 후에 이와 별도로 제작되는 덮개부를 접속단자의 외측에서 용접을 통해 고정함으로써 덮개부를 구비한 접속단자를 용이하게 제작할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 실장형 접속단자의 동작 과정을 나타내는 동작 상태도 이다. 도 5에서 (a)는 접속단자의 초기 시점을 도시한 것이고, (b)는 접속단자의 최대 가동 시점을 도시한 것이다.

도 5(a)의 초기 시점의 경우, 접속단자가 전면 바닥판(10)과 후면 바닥판(11)을 통해 PCB 기판(80)에 납땜 고정되고, 덮개부(50)은 접속단자의 상부 및 탄성부(20)의 양 측면을 커버하는 커버체를 이루며, 접속부(30)는 덮개부(50)을 이루는 상부덮개(51) 앞쪽에서 상부덮개(51)보다 높은 위치로 덮개부(50) 상부로 노출되어 오부 대상물(70)과 접속이 이루어질 수 있다.

도 5(b)의 최대 가동 범위의 경우, 외부 대상물(70)이 접속부(30)와 접속이 이루어지면 탄성부(20)가 아래로 눌려지는 탄성 변형이 일어나면서 접속부(30)가 케이싱(50) 내부를 향하는 방향으로 아래로 눌려진다.

만일, 접속단자에 비정상적인 외력이 가해져서 외부 대상물(70)이 아래로 더 눌려지게 되면 접속부(30)는 스토퍼(11)의 상단에 걸리면서 더 이상 하강이 제한된다.

이때, 접속부(30)는 상부덮개(50)의 아래로 가동되면서 외부 대상물(70) 역시 덮개부(50)의 상부덮개(51)에 걸리게 되면서 더 이상 하강이 제한된다.

이와 같이 덮개부은 전체적으로 접속단자의 외부를 감싸면서 외력 및 외부 간섭으로부터 접속단자가 변형되는 것을 방지함과 아울러 스토퍼와 함께 접속부의 눌림 정도를 제한하는 기능을 수행함으로써 접속부의 변형을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

본 명세서에서 설명되는 클립형 표면 실장 접속단자는 휴대폰, 스마트 폰, 노트북 컴퓨터, 디지털방송용 단말기, PDA, PMP, 네비게이션 등의 이동 단말기뿐만 아니라 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수 있다.

10 : 바닥판 11 : 스토퍼
20 : 탄성부 30 : 접속부
40 : 지지부 50 : 덮개부
51 : 상부덮개 52 : 탄성부 측면덮개
51a : 개구 51b : 용접 수용부
60 : 측면벽체 61 : 용접 돌출부
70 : 외부 대상물 80 : PCB 기판

Claims (5)

1. PCB 기판에 고정되는 바닥판(10)과, 상기 바닥판(10)의 후면에서 위로 둥글게 구부러진 탄성부(20)와, 상기 탄성부(20)로부터 일정 높이 상향 연장되어 외부 대상물과 접속되는 접속부(30)를 포함하는 표면 실장형 접속단자에 있어서,
   상기 접속부(30)의 양 측면에 각각 마련되어 상기 접속부(30)의 측면을 커버하는 측면벽체(60); 및
   상기 바닥판(10), 탄성부(20), 접속부(30) 및 측면벽체(60)를 이루는 접속단자와 별개로 제작되어 상기 측면벽체(60)에 고정되며 상기 접속단자의 외측을 둘러싸도록 커버하는 것으로 상기 접속부(30)가 관통되는 구멍인 개구(51a)가 형성된 덮개부(50)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 표면 실장형 접속단자.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 덮개부(50)는 평판 형태로 접속부(30)가 관통되는 구멍인 개구(51a)가 형성되고 접속단자의 상부를 커버를 하는 것으로 상기 측면벽체의 상단에 용접 고정되는 상부덮개(51)와, 상기 상부덮개(51)의 뒤쪽 양 측면으로부터 아래로 수직 절곡되어 상기 탄성부(20)의 양 측면을 각각 커버하는 탄성부 측면덮개(52)로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면 실장형 접속단자.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 측면벽체(60)의 상단 가운데에는 다른 부위보다 일정 높이 돌출 형성되는 용접돌출부(61)가 형성되고, 상기 상부덮개(51)의 양 측면에는 상기 용접 돌출부(61)가 수용되게 끼워지는 용접 수용부(51b)가 형성되어, 상기 상부덮개(51)의 용접수용부(51b)와 상기 측면벽체(60)의 용접돌출부(61)가 서로 접촉하는 면에서 용접 고정되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 접속단자.
   
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 접속부(30) 바로 아래의 바닥판(10)에는 접속부(30)의 하강 높이를 제한하는 '∩' 모양의 스토퍼(11)가 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 접속단자.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 측면벽체(60)는 상기 스토퍼(11)의 전면을 이루는 수직부에서 접속단자의 전면을 향하는 방향으로 수직부와 직각을 이루도록 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 접속단자.

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