KR102395626B1 - 핀 어레이 어셈블리 및 이를 적용한 고속 신호 전송 커넥터 - Google Patents

핀 어레이 어셈블리 및 이를 적용한 고속 신호 전송 커넥터 Download PDF

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김성진
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김윤호
심종완
한승수
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Abstract

본 발명은 핀 어레이 어셈블리 및 이를 적용한 고속 신호 전송 커넥터로서, 인서트 사출 방식으로 피치가 정밀 조절되어 복수의 핀이 장착된 핀 어레이 어셈블리와 이를 적용하면서 외력에 따른 스트레스를 해소시킬 수 있는 커넥터를 구현함으로써 고속 신호 전송 특성이 보장되는 커넥터 기술을 개시한다.

Description

핀 어레이 어셈블리 및 이를 적용한 고속 신호 전송 커넥터{Pin array assembly and connector for high speed signal transmission with using the same}
본 발명은 핀 어레이 어셈블리 및 이를 적용한 고속 신호 전송 커넥터로서, 보다 상세하게는 인서트 사출 방식으로 피치가 정밀 조절되어 복수의 핀이 장착된 핀 어레이 어셈블리와 이를 적용하면서 외력에 따른 스트레스를 해소시킬 수 있는 커넥터를 구현함으로써 고속 신호 전송 특성이 보장되는 커넥터 기술에 대한 것이다.
회로 기판 간을 전기적으로 연결시키기 위해 기판 대 기판 커넥터(BtB connector: board to board connector)가 주로 이용되고 있다. 커넥터 간의 결합시 핀들 간에 정합을 통해 전기적 연결이 이루어져 기판과 기판 간의 전기적 신호 전송이 가능하게 된다.
최근에는 확장형 컴퓨팅에 대한 수요로 인해 28Gbps, 56Gbps 또는 112Gbps 이상의 높은 데이터 전송률을 갖는 고속 신호 전송 커넥터가 요구되고 있다. 아울러 기판 대 기판 커넥터(BtB Connector)를 적용하는 시스템의 소형화와 슬림화에 따라 높은 밀도, 낮은 높이, 낮은 열 저항 등의 스펙을 갖는 커넥터가 요구되고 있다.
이러한 요구 조건 충족을 위해 커넥터 핀의 수가 많아지면서 피치는 더욱 줄어들고 핀의 사이즈는 작아지면서 동시에 핀의 두께도 얇아지고 있는 상황이다.
특히, 커넥터의 고속 신호 전송 특성에 대한 신뢰성을 보장하기 위해서는 커넥터 몸체에 핀의 안정적이고 정교한 장착이 요구된다.
하지만 커넥터의 핀 피치가 더욱 줄어듦에 따라 커넥터 몸체에 핀의 장착시 피치를 정교하게 유지시키는데 어려움이 있다. 커넥터의 핀 피치가 일률적이지 못한 경우, 커넥터 간의 결합시 정합이 어긋날 수 있으며, 적절한 정합이 이루어지지 못함으로써 커넥터의 고속 신호 전송에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생된다.
나아가서 더욱 사이즈가 줄어들고 두께가 얇아진 커넥터 핀은 약한 외력에도 휘거나 변형될 수 있고 일정 수준 이상의 외력에는 핀 자체가 파손될 수 있기에 커넥터 몸체에 핀의 장착시 핀이 변형되거나 파손될 위험이 높다.
아울러 커넥터 핀이 정확한 위치에 장착되지 못한 상태이거나 휘어 변형된 상태에서 커넥터 간을 강제 결합하는 경우, 핀 자체가 파손되는 문제가 발생된다.
또한 고속 신호 전송 특성을 위해서는 커넥터 핀의 임피던스가 수 ohm 미만 수준으로 정밀하게 유지될 필요가 있다. 커넥터를 기판에 실장함에 있어서 솔더링을 위한 표면실장 공정(SMT: Surface Mount Technology)이 적용되는데, 이때 실장 재료가 커넥터 핀을 타고 올라오는 납오름 현상이 발생되어 커넥터 핀의 임피던스를 변경시키는 문제가 발생된다.
나아가서 납오름 현상에 따른 커넥터 핀의 임피던스 변화는 상대 커넥터와의 결합시 접점 불량을 야기하게 된다.
따라서 핀의 실장 후 실장 물질로 인한 핀의 오염을 제거할 필요가 있으나 실질적으로 이러한 오염은 제거가 불가능한 문제가 있다.
상기에서 설명한 다양한 문제 요인들로 인해 고속 신호 전송 특성이 저하되고 커넥터를 통한 기판 대 기판의 전기적 연결시 전체 시스템의 오작동을 유발하게 된다.
한걸음 더 나아가서 상대 커넥터와의 결합 등 다양한 요인에 의해 커넥터에 외력이 인가될 수 있고, 커넥터에 인가되는 외력이 그대로 핀으로 전달되면서 핀의 기판 접점 부위에 영향을 미쳐 기판 접점 부위가 파손되거나 기판으로부터 분리되는 문제가 야기될 수 있다.
이러한 기판 접점 부위의 손상으로 인해 커넥터의 접점 불량은 28Gbps, 56Gbps 또는 112Gbps 이상의 높은 데이터 전송률이 요구되는 고속 신호 전송 특성의 신뢰성을 크게 저해시키게 된다.
아울러 일정 수준 이상의 외력은 기판 자체에까지 영향을 미쳐서 기판에 장착된 민감한 전자 부품이 파손되는 문제가 발생될 수 있다.
한국 특허등록공보 제10-2031505호 한국 공개특허공보 제10-2020-0130144호
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고속 신호 전송 특성에 대한 신뢰성과 기판에 대한 실장 안정성을 보장할 수 있는 커넥터를 제공하고자 한다.
나아가서 커넥터 핀의 피치를 정밀하게 유지시키기 어려운 문제를 해소하여, 핀의 피치가 정밀하지 못함에 따른 고속 신호 전송 특성을 결정하는 임피던스의 변동을 최소화하고 커넥터 간의 결합시 기계적 정합이 어긋나는 문제를 해소하고자 한다.
한걸음 더 나아가서, 커넥터 핀의 사이즈가 줄어들고 두께가 얇아져 약한 외력에도 휘거나 변형됨에 따라 커넥터 몸체에 핀의 장착시 핀이 변형되거나 파손되는 문제를 해결하고자 한다.
아울러 핀을 커넥터에 실장함에 있어서 납땜이나 솔더볼 등의 실장 물질이 핀을 타고 올라옴에 따라 커넥터 핀의 임피던스가 변경되고 상대 핀과의 접점 불량을 야기하는 문제를 해소하고자 한다.
특히, 커넥터 몸체에 핀을 장착함에 있어서 발생되는 다양한 문제 요인들로 인해 고속 신호 전송 특성이 요구되는 커넥터를 통해 기판 대 기판의 전기적 연결시 전체 시스템의 오작동이 유발되는 문제를 해결하고자 한다.
또한 상대 커넥터와의 결합 등 다양한 요인에 의해 커넥터에 인가되는 외력이 그대로 핀으로 전달되면서 핀의 기판 접점 부위에 영향을 미쳐 기판 접점 부위가 파손되거나 기판으로부터 분리되는 문제를 해결하고자 한다.
나아가서 일정 수준 이상의 외력이 커넥터의 핀을 통해 기판에 전달됨으로써 기판에 장착된 민감한 전자 부품이 파손되는 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 일실시예는, 횡방향을 따라 복수의 핀이 이격되어 배열된 핀 어레이; 상기 핀 어레이의 하단부가 인서트 몰딩되어 밀폐되고, 상기 핀 어레이의 설정된 피치를 유지시키면서 상기 핀 어레이의 하단부를 지지하는 하부 서포트; 및 상기 핀 어레이의 중단부가 인서트 몰딩되어 밀폐되고, 상기 핀 어레이의 설정된 피치를 유지시키면서 상기 핀 어레이의 중단부를 지지하는 상부 서포트를 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 핀은, 일방으로 돌출되도록 굴곡되어 상대 커넥터의 핀과 정합되는 만곡부가 마련된 머리 영역; 그 끝단이 실장되는 꼬리 영역; 및 상기 머리 영역과 상기 꼬리 영역 간을 연결하며, 폭 방향으로 변형이 가능하도록 중심부에 관통홀이 형성된 몸체 영역을 포함하며, 상기 머리 영역의 일부분, 상기 몸체 영역의 일부분 또는 상기 머리 영역의 일부분과 상기 몸체 영역의 일부분이 상기 상부 서포트에 인서트 몰딩되어 지지되고, 상기 몸체 영역의 일부분, 상기 꼬리 영역의 일부분 또는 상기 몸체 영역의 일부분과 상기 꼬리 영역의 일부분이 상기 하부 서포트에 인서트 몰딩되어 지지될 수 있다.
여기서 상기 핀의 꼬리 영역은, 끝단에 반원형 또는 다각형으로 함몰된 실장부를 포함할 수 있다.
또는 상기 핀의 꼬리 영역은, 끝단에 측면 방향으로 굴곡된 벤딩 형상으로 형성된 실장부를 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 핀 어레이는 상대 커넥터의 핀과 결합되는 방향성을 가지며, 상기 하부 서포트의 일측 끝단에는 상기 방향성에 대응되어 방향 홈이 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 일실시예는, 상기의 핀 어레이 어셈블리; 기판에 장착되어 고정되면서 상기 핀의 끝단이 상기 기판에 실장되어 고정되도록 상기 하부 서포트가 삽입 장착되어 지지되는 베이스 몰드; 및 상기 상부 서포트가 삽입 장착되어 지지되는 탑 몰드를 포함할 수 있다.
기판에 실장시, 상기 핀을 따라 실장 물질의 납오름 현상이 상기 하부 서포트에 의해 1차적으로 차단되고, 상기 핀을 따라 실장 물질의 납오름 현상이 상기 상부 서포트에 의해 2차적으로 차단될 수 있다.
나아가서 상기의 핀 어레이 어셈블리; 및 상기 베이스 몰드에 대하여 상기 탑 몰드의 상대 이동이 가능하도록 지원하며 상기 베이스 몰드의 상부에 상기 탑 몰드를 조립시키는 체결 수단을 포함하며, 상기 베이스 몰드를 통해 상기 기판에 실장된 상기 핀의 끝단 접점 부위가 고정 유지되면서, 외력 인가시 상기 체결 수단을 통해 상기 베이스 몰드에 대하여 상기 탑 몰드의 상대 이동에 따라 상기 핀의 몸체 영역이 휨 변형될 수 있다.
바람직하게는 상기 체결 수단은, 상기 베이스 몰드와 상기 탑 몰드 중 어느 하나의 측면에서 수직 방향으로 돌출되어 형성된 조립 체결부; 및 다른 하나의 측면에 상기 조립 체결부의 단면 길이보다 넓은 공간으로 형성되어 상기 조립 체결부가 삽입 체결되는 조립 삽입부를 포함하며, 상기 조립 체결부와 상기 조립 삽입부의 체결을 통해 상기 베이스 몰드와 상기 탑 몰드가 조립되며, 외력 인가시 상기 조립 체결부가 상기 조립 삽입부 상에서 단면 길이 방향으로 이동되어 상기 탑 몰드의 상대 이동이 이루어질 수 있다.
일례로서, 상기 탑 몰드는, 탑 몸체 프레임; 상기 탑 몸체 프레임의 내측에서 종방향을 따라 이격되어 마련된 복수의 메인 격벽; 상기 탑 몸체 프레임의 내측에서 종방향을 따라 이격되어 상기 메인 격벽 간의 사이에 마련된 복수의 서브 격벽; 및 상기 메인 격벽과 상기 서브 격벽을 통해 마련되어 상기 핀 어레이 어셈블리의 상부 서포트가 삽입 장착되는 장착 슬롯을 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 탑 몰드는, 상기의 핀 어레이 어셈블리의 핀의 머리 영역이 삽입 안착되도록 상기 메인 격벽에 마련된 핀 안착 공간을 더 포함할 수 있다.
나아가서 상기 핀 안착 공간은, 상기 메인 격벽의 양면에 마련될 수 있다.
바람직하게는 상기 핀 안착 공간은, 상기 핀의 머리 영역의 좌우 방향 이동은 제한되고 전후 방향 이동은 가능하도록 일측이 개방될 수 있다.
일례로서, 상기 베이스 몰드는, 베이스 몸체 프레임; 상기 베이스 몸체 프레임의 하부에 형성된 베이스 바닥면; 상기 탑 몸체 프레임의 내측에서 종방향을 따라 이격되어 상기 베이스 바닥면의 상면에 마련된 복수의 장착 격벽; 및 상기 장착 격벽 사이에 마련되어 상기 핀 어레이 어셈블리의 하부 서포트가 삽입 장착되는 장착 홈을 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 베이스 몰드는, 상기 베이스 바닥면에 관통홀로 형성되되, 하부 방향으로 솔더볼이 안착되고, 상부 방향으로 상기 핀 어레이 어셈블리의 핀 끝단이 삽입되어 실장되는 실장 홀을 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 실장 홀은, 상부 방향으로 상기의 핀 어레이 어셈블리의 실장부가 삽입되어 실장되고, 하부 방향으로 상기 솔더볼의 상부 일부가 삽입되어 단면 일부를 메우며, 단면의 나머지 일부로 공기 통로가 형성될 수 있다.
나아가서 상기의 핀 어레이 어셈블리가 장착되며, 상기 베이스 몰드에 장착된 상기 하부 서포트와 상기 탑 몰드에 장착된 상기 상부 서포트 사이의 상기 핀의 몸체 영역이 위치되는 공간으로 형성된 캐비티를 더 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 핀 어레이 어셈블리의 핀은 리셉터클(Receptacle) 또는 플러그(Plug)의 기능을 선택적으로 수행 가능한 자웅 동체형 커넥터(hermaphroditic connector)일 수 있다.
다른 일례로서, 상기 핀 어레이 어셈블리의 핀은 리셉터클(Receptacle) 또는 플러그(Plug) 중 어느 하나의 기능을 수행하는 리셉터클 커넥터 또는 플러그 커넥터일 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 고속 신호 전송 특성에 대한 신뢰성을 보장할 수 있는 커넥터를 제공할 수 있다.
특히, 핀 어레이를 인서트 몰딩 사출 방식으로 상부 서포트와 하부 서포트를 통해 지지함으로써 커넥터 핀의 피치를 정밀하게 유지시킬 수 있으므로, 핀의 피치 오차로 인해 커넥터 간의 결합시 정합이 어긋나는 문제를 해결하며 고속 신호 전송 특성에 대한 신뢰성과 안정성을 보장할 수 있게 된다.
나아가서, 확장형 컴퓨팅 등에 적용되기 위한 28Gbps, 56Gbps 또는 112Gbps 이상의 높은 데이터 전송률을 갖는 고속 신호 전송 커넥터의 경우, 커넥터 핀의 사이즈가 줄어들고 두께가 얇아져 약한 외력에도 쉽게 휘거나 변형됨에 따라 커넥터 몸체에 핀의 장착시 핀이 변형되거나 파손되는 문제를 핀 어레이 어셈블리를 통해 해결할 수 있다.
한걸음 더 나아가서 인서트 몰딩 사출 방식을 적용하여 핀 어레이의 하단 부분과 중단 부분을 밀폐시킴으로써, 핀을 타고 실장 물질의 오름을 하부 서포트를 통해 1차적으로 차단하고, 상부 서포트를 통해 2차적으로 차단함으로써, 실장 물질이 핀을 타고 올라옴에 따라 커넥터 핀의 임피던스가 변경되고 상대 핀과의 접점 불량이 야기되는 문제를 해결할 수 있다.
특히, 커넥터 몸체에 개별 핀을 장착함에 있어서 발생되는 다양한 제반 문제 요인들로 인해 고속 신호 전송 특성이 저하되고 전기적인 접속불량으로 인한 전체 시스템의 오작동이 유발되는 문제를 해소할 수 있다.
본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 일실시예에 대한 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 핀에 대한 일실시예의 사시도를 도시한다.
도 3은 상대 커넥터와 결합시 본 발명에 따른 핀의 2중 접점 구조를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 핀에 대한 다른 실시예의 사시도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 제조 과정에 대한 일실시예를 도시한다.
도 6은 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 일실시예에 대한 사시도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 일실시예에 대한 상부측에서 바라본 분리 사시도를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 일실시예에 대한 하부측에서 바라본 분리 사시도를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터에서 탑 몰드에 대한 일실시예의 평면도를 도시한다.
도 10은 상기 도 9의 탑 몰드에 대한 일실시예의 절단도를 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터에서 베이스 몰드에 대한 일실시예의 평면도를 도시한다.
도 12는 상기 도 11의 베이스 몰드에 대한 일실시예의 절단도를 도시한다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터에서 복수의 핀 어레이 어셈블리가 방향성에 따라 종방향으로 배열된 일실시예를 도시한다.
도 15는 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 제조 과정에 대한 일실시예를 도시한다.
도 16은 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터가 기판에 장착된 일례를 도시한다.
도 17 및 도 18은 상기 도 16의 실시예에 대한 절단 단면도를 도시한다.
도 19는 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터에서 핀의 스트레스 해소를 위한 구조에 대한 일실시예를 도시한다.
도 20은 상기 도 19의 실시예에 대한 정면에서 바라본 단면도와 측면에서 바라본 단면도를 도시한다.
도 21 및 도 22는 본 발명에 다른 고속 신호 전송 커넥터에서 핀의 스트레스 해소 동작 관계에 대한 단면도를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 핀 어레이 어셈블리 및 이를 적용한 고속 신호 전송 커넥터로서, 인서트 사출 방식으로 피치가 정밀 조절되어 복수의 핀이 장착된 핀 어레이 어셈블리와 이를 적용하면서 외력에 따른 스트레스를 해소시킬 수 있는 커넥터를 구현함으로써 고속 신호 전송 특성이 보장되는 커넥터 기술을 제시한다.
확장형 컴퓨팅 등을 지원하기 위한 고속 신호 전송 커넥터의 경우, 다양한 요구 조건 충족을 위해 커넥터 핀의 수가 많아지면서 피치는 더욱 줄어들고 핀의 사이즈는 작아지면서 동시에 핀의 두께도 얇아지고 있다.
특히, 고속 신호 전송 특성에 대한 안정성과 신뢰성을 확보하기 위해서는 핀 어레이의 핀들 간 피치가 정밀하게 유지되어야 하는데, 커넥터 몸체에 개별적으로 각각의 핀을 장착하는 경우, 핀들 간의 피치를 정밀하게 유지시키지 못하고 오차가 유발되게 된다.
아울러 핀의 사이즈가 작아지고 두께가 얇아져 약한 외력에도 핀이 변형되거나 파손되므로 커넥터 몸체에 핀을 안정적으로 장착하기에 상당한 어려움이 있다.
이러한 핀들 간의 피치 오차, 핀의 장착시 핀의 변형이나 파손 등으로 인해 상대 커넥터와 결합시 핀 어레이 간의 정확한 정합이 이루어지지 않아 고속 신호 전송에 문제를 야기한다.
따라서 본 발명에서는 핀 어레이의 피치를 정밀하게 조절하여 유지시키면서 커넥터 몸체에 핀 어레이를 용이하게 장착시킬 수 있는 방안으로서 핀 어레이 어셈블리를 제시하며, 아울러 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 적용이 용이한 고속 신호 전송 커넥터 구조를 제시하고자 한다.
또한 상대 커넥터와의 결합 등 다양한 요인으로 인해 커넥터에 외력이 인가될 수 있으며, 인가되는 외력이 그대로 핀으로 전달되는 경우, 핀의 기판 접점 부위에 영향을 미쳐 기판 접점 부위가 파손되거나 기판으로부터 분리되는 문제가 발생될 수 있다. 특히, 일정 수준의 외력이 커넥터를 통해 기판으로 전달됨으로써 기판에 장착된 민감한 전자 부품에 영향을 미치게 된다.
따라서 본 발명에서는 커넥터의 베이스 몰드와 탑 몰드가 분리된 구조를 적용함으로써 외력 인가시 베이스 몰드를 통해 기판에 실장된 핀의 접점 부위는 안정적으로 고정 유지되면서 탑 몰드의 상대 이동에 따라 핀의 몸체가 일정 수준 변형되어 외력에 따른 스트레스를 해소시킬 수 있는 고속 신호 전송 커넥터 구조를 제시하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 일실시예를 도시한다.
상기 도 1의 (a)는 핀 어레이 어셈블리(200)를 전방에서 바라본 사시도를 나타내며, 상기 도 1의 (b)는 핀 어레이 어셈블리(200)를 후방에서 바라본 사시도를 나타낸다.
핀 어레이 어셈블리(200)는 핀 어레이(210), 상부 서포트(250), 하부 서포트(270) 등을 포함할 수 있다.
핀 어레이(210)는 횡방향을 따라 복수의 핀(220)이 서로 이격되어 배열될 수 있다.
상부 서포트(250)는 핀 어레이(210)의 중단부를 지지하면서 핀 어레이(210)에 배열된 핀(210) 간의 피치를 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한 하부 서포트(270)는 핀 어레이(210)의 하단부를 지지하면서 핀 어레이(210)에 배열된 핀(210) 간의 피치를 일정하게 유지시킬 수 있다.
특히, 핀 어레이(210)의 중단부가 인서트 몰딩되어 밀폐되도록 상부 서포트(250)가 마련되고, 아울러 핀 어레이(210)의 하단부가 인서트 몰딩되어 밀폐되도록 하부 서포트(270)가 마련될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리(200)에서는 핀 어레이(210)에 배열된 복수의 핀(220) 간의 피치가 정밀하게 조절되어 유지될 수 있도록 핀 어레이(210)를 인서트하여 사출 몰딩 방식으로 상부 서포트(250)와 하부 서포트(270)를 형성할 수 있다.
핀 어레이 어셈블리(200)는 핀 어레이(210)의 핀(220) 모양에 따라 방향성을 가질 수 있다. 일례로서 핀(220)의 머리 영역의 모습에 따라 핀 어레이 어셈블리(200)는 커넥터 몸체에 안착되는 방향성을 가질 수 있다.
핀 어레이 어셈블리(200)에는 방향성에 대응되어 하부 서포트(270)의 일측 끝단에 방향 돌기(275)가 마련될 수 있으며, 방향 돌기(275)에 맞춰서 핀 어레이 어셈블리(200)가 커넥터 몸체에 장착될 수 있다.
핀 어레이(210)를 구성하는 핀(220)에 대하여 실시예를 통해 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 핀에 대한 일실시예의 사시도를 도시한다.
핀(220)은 머리 영역(221), 몸체 영역(224), 꼬리 영역(227)을 포함할 수 있다.
핀(220)의 머리 영역(221)은 일방으로 돌출되도록 굴곡되어 상대 커넥터의 핀과 정합되는 만곡부(222)와 끝단이 타방으로 굴곡된 스터브(223)를 포함할 수 있다.
이러한 핀(220)의 머리 영역(221) 형상으로 인해 핀(220)들이 배열된 핀 어레이 어셈블리(200)는 방향성을 갖게 된다.
상대 커넥터와 체결시 핀(220)의 머리 영역(221)은 S형 2중 접점 구조를 가지므로 상대 핀과의 접촉 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이와 관련하여 도 3에 도시된 상대 커넥터와 결합시 본 발명에 따른 핀의 2중 접점 구조를 참조하면, 두 개의 커넥터가 서로 대응되어 결합시 상호 결합되는 핀(220-1, 220-2)은 머리 영역(221-1, 221-2)이 상대 핀의 머리 영역(221-1, 221-2) 끝단까지 들어가면서 만곡부(222-1, 222-2)의 탄성력으로 서로 접촉됨으로써 2중 접점(T1, T2) 구조가 형성될 수 있다.
이러한 2중 접점 구조를 통해 고속 신호 전송 특성의 신뢰성과 안정성을 확보할 수 있게 된다.
다시 상기 도 2로 회귀하여 핀(220)에 대하여 계속하여 살펴본다.
핀(220)의 몸체 영역(224)은 머리 영역(221)과 꼬리 영역(227)을 연결하며, 그 중심부에 형성된 관통홀(225)을 포함할 수 있다.
핀(220)은 그 두께가 얇기 때문에 두께 방향으로 일정 수준 휨 변형이 용이하지만, 폭 방향으로는 일정 수준으로 넓은 폭 길이를 갖기에 휨 변형이 용이하지 않다. 상대 커넥터와의 결합시 대응되는 상대 핀과의 접촉 면적과 고속 신호 전송 특성을 결정하는 임피던스를 일정 수준 유지하기 위해서는 폭 길이를 일정 수준 이하로 줄일 수 없게 된다. 이러한 기능적 문제로 인해 핀(220)의 폭 길이 방향으로 휨 변형이 불가능하게 된다.
허나 본 발명에서는 핀(220)의 몸체 영역(224)에 관통홀(225)을 형성시켜 이를 통해 몸체 영역(224)에서 폭 방향의 변형이 가능하게 된다.
몸체 영역(224)의 중심부에 관통홀(225)을 형성시킴으로써 몸체 영역(224)은 관통홀(225)에 의해 두 개의 핀 몸체 바(226a, 226b)로 구분될 수 있으며, 관통홀(225)의 크기 조절을 통해 핀 몸체 바(226a, 226b)의 폭 길이를 일정 수준까지 줄일 수 있으므로 핀의 머리 영역(221)과 꼬리 영역(227)에서는 폭 방향의 변형이 불가능하지만 몸체 영역(224)에서 폭 방향의 변형을 가능하게 도모할 수 있다.
즉, 본 발명에 적용되는 핀(220)은 외력에 의해 전후 방향으로 일정 수준 휨 변형이 가능한 두께를 가지며 아울러 좌우 방향인 폭 방향으로도 핀의 몸체 영역(224)에 형성된 관통홀(225)을 갖는 구조를 통해 휨 변형이 가능하다.
이와 같이 핀(220)의 몸체 영역(224)에서 폭 방향의 변형을 가능하게 함으로써 상대 커넥터와의 결합시 핀(220)이 폭 방향으로 일정 수준 변형되어 커넥터 간의 얼라인먼트를 지원할 수 있으며, 외력 인가시 휨 변형을 통해 스트레스를 해소시킬 수 있다.
핀(220)의 꼬리 영역(227)은 끝단(228)이 커넥터 몸체에 실장될 수 있다. 이후 살펴볼 본 발명에 따른 커넥터의 실시예에서 핀(220)의 꼬리 영역(227)은 끝단(228)이 베이스 몰드를 통해 기판에 실장될 수 있는데, 꼬리 영역(227)의 끝단(228) 부위는 베이스 몰드의 실장 홈에 삽입되며 솔더를 통해 기판에 실장될 수 있다.
핀(220)의 꼬리 영역(227)의 끝단(228)은 내측으로 함몰된 반원형 형상으로 형성될 수 있다. 꼬리 영역(227)의 끝단(228)을 반원형 형상으로 형성함으로써 솔더와의 접촉 면적을 높여 견고하고 안정적인 실장이 유지될 수 있다.
나아가서 핀의 꼬리 영역은 실장이 안정적으로 유지될 수 있도록 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이와 관련하여 도 4는 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 핀에 대한 다른 실시예의 사시도를 도시한다.
상기 도 4의 실시예에서 핀(230)의 머리 영역(231) 및 몸체 영역(234)은 앞서 설명한 상기 도 2의 실시예에 제시된 핀(220)의 머리 영역(231) 및 몸체 영역(224)과 유사하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 하다.
핀(230)의 꼬리 영역(237) 끝단(238)은 일부가 일측으로 굴곡된 벤딩 형상으로 형성될 수 있다. 꼬리 영역(237)의 끝단(238)을 굴곡된 벤딩 형상으로 형성함으로써 솔더와의 접촉 면적을 높여 견고하고 안정적인 실장이 유지될 수 있다.
상기에서 살펴본 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리(200)는, 핀 어레이(210)의 중단부가 인서트 몰딩되어 밀폐되면서 핀 어레이(210)를 지지하는 상부 서포트(250)가 마련되고, 핀 어레이(210)의 하단부가 인서트 몰딩되어 밀폐되면서 핀 어레이(210)를 지지하는 하부 서포트(270)가 마련되는 특징을 제시하는데, 이러한 핀 어레이 어셈블리(200)를 제작하는 과정에 대하여 실시예를 통해 살펴본다.
도 5는 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 제조 과정에 대한 일실시예를 도시한다.
상기 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 캐리어(215)를 통해 핀(220)들의 피치가 조절되어 배열이 유지될 수 있도록 프레스 가공을 통해 캐리어(215)에 의해 지지되는 핀 어레이(210)를 제작한다.
상기 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 캐리어(215)에 의해 지지되는 핀 어레이(210)의 중단부가 인서트되어 사출 몰딩 방식으로 상부 서포트(250)를 제작하며, 아울러 핀 어레이(210)의 하단부가 인서트되어 사출 몰딩 방식으로 하부 서포트(270)를 제작한다.
캐리어(215)에 의해 핀(220)들 간의 피치가 유지되는 상태에서 핀 어레이(210)가 인서트되어 상부 서포트(250)와 하부 서포트(270)가 몰딩 방식으로 제작되므로, 핀 어레이(210)의 피치가 정밀하게 조정된 상태 그대로 유지될 수 있다.
그리고 상기 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 상부 서포트(250)와 하부 서포트(270)에 인서트 몰딩된 핀 어레이(210)의 하부를 지지하는 캐리어(215)를 제거한다.
캐리어(215)가 제거된 핀 어레이(210)의 하부 끝단은 적절하게 가공될 수 있는데, 앞서 상기 도 2 또는 상기 도 4에서 설명한 바와 같이 핀 어레이(210)에 배열된 각 핀(210)들의 끝단(228)을 반원형 형상 또는 굴곡된 벤딩 형상으로 가공함으로써 솔더의 접촉 면적을 높여 견고하고 안정적인 실장을 도모할 수 있다.
또는 상기 도 5의 (a)에서 캐리어(215)에 의해 지지되는 핀 어레이(210)의 제작시 프레스 가공을 통해 핀 어레이(210)의 종단과 캐리어(215)의 연결부위에 원형의 관통홀을 형성시키고, 상기 도 5의 (c)와 같이 핀 어레이(210)를 지지하는 캐리어(215)의 제거시 관통홀의 중단을 절단함으로써 핀 어레이(210)의 끝단(228)에 반원형 형상의 실장부가 형성될 수도 있다.
이와 같은 제작 과정을 통해 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리(200)가 제작될 수 있다.
상기에서 살펴본 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리의 일실시예는 핀 어레이 어셈블리의 핀이 리셉터클(Receptacle) 또는 플러그(Plug)의 기능을 선택적으로 수행 가능한 자웅 동체형 커넥터(hermaphroditic connector)에 적용되는 사항으로 설명하나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 핀 어레이 어셈블리의 핀이 리셉터클(Receptacle) 핀으로 구성되어 리셉터클 커넥터에 적용될 수도 있고 또는 핀 어레이 어셈블리의 핀이 플러그(Plug) 핀으로 구성되어 플러그 커넥터에 적용될 수도 있다.
가령, 핀의 머리 영역을 상대 핀을 수용할 수 있도록 리셉터클 형태로 형성할 수도 있고, 또는 핀의 머리 영역을 상대 핀에 수용되도록 플러그 형태로 형성할 수도 있다.
또한 본 발명에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리를 적용하면서 외력에 따른 스트레스를 해소시킬 수 있는 고속 신호 전송 커넥터를 제시하는데, 이하에서는 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터에 대하여 실시예를 통해 설명하도록 한다.
도 6 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 일실시예에 대한 사시도를 도시하며, 도 7은 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 일실시예에 대한 상부측에서 바라본 분리 사시도를 도시하며, 도 8은 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 일실시예에 대한 하부측에서 바라본 분리 사시도를 도시한다.
본 발명에 따른 커넥터(100)는 탑 몰드(110), 베이스 몰드(130), 핀 어레이 어셈블리(200) 등을 포함할 수 있다.
커넥터(100)의 몸체는 상측의 탑 몰드(110)와 하측의 베이스 몰드(130)로 분리되어 구성될 수 있다. 탑 몰드(110)와 베이스 몰드(130)는 조립 체결부(170)와 조립 삽입부(180)의 체결 수단을 통해 서로 대응되어 조립될 수 있다. 베이스 몰드(130)에 마련된 조립 삽입부(180)로 탑 몰드(110)의 조립 체결부(170)를 삽입 체결함으로써 베이스 몰드(130)의 상부에 탑 몰드(110)가 조립될 수 있다.
커넥터(100)가 기판에 장착된 상태에서 외력이 작용하는 경우, 체결 수단은 베이스 몰드(130)가 기판에 장착된 고정 상태를 유지하면서 외력에 따라 탑 몰드(110)가 베이스 몰드(130)를 기준으로 상대 이동이 가능하도록 지원할 수 있다.
베이스 몰드(130) 상에 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)가 종방향으로 배열되어 안착되며, 그 상부로 탑 몰드(110)가 안착되어 조립될 수 있다. 여기서 핀 어레이 어셈블리(200)는 앞서 설명한 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리가 적용될 수 있다.
핀 어레이 어셈블리(200)는 베이스 몰드(130) 상에 솔더볼(190) 접합 방식으로 실장될 수 있다. 종방향으로 배열된 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b) 끝단은 BGA(Ball Grid Array) 방식으로 베이스 몰드(130) 상에 실장될 수 있으며, 커넥터(100)는 베이스 몰드(130) 하면의 솔더볼(190)을 통해 기판(미도시)에 안착 고정될 수 있다.
여기서 커넥터(100)를 기판 상에 안착시키는 솔더볼 접합 방식은 하나의 실시예로서, 이외에도 다양한 접합 방식이 적용될 수 있다. 다른 접합 방식의 일례로서 솔더볼을 적용하지 않고 핀 어레이 어셈블리(200)가 베이스 몰드(130)와 탑 몰드(110) 상에 장착된 상태로 커넥터(100)가 구현될 수 있고, 기판 상에 커넥터(100)를 장착하는 과정에서 솔더 페이스트 등의 실장 물질을 통해 핀의 끝단이 기판 상에 실장될 수도 있다.
본 발명에 따른 커넥터(100)는 탑 몰드(110)와 베이스 몰드(130)가 분리된 구조로서, 베이스 몰드(130)를 통해 기판에 실장된 핀(220)의 끝단 접점 부위가 고정된 상태로 유지되면서 외력에 의한 탑 몰드(110)의 상대 이동에 따라 핀(220)의 몸체 영역이 휨 변형되어 인가되는 외력에 따른 스트레스가 해소될 수 있다.
본 발명에 따른 커넥터(100)의 각 구성에 대하여 실시예를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터에서 탑 몰드에 대한 일실시예의 평면도를 도시하며, 도 10은 상기 도 9의 탑 몰드에 대한 일실시예의 절단도를 도시한다. 상기 도 10의 (a)는 상기 도 9의 실시예를 X1-X1' 방향으로 절단한 절단도이며, 상기 도 10의 (b)는 상기 도 9의 실시예를 Y1-Y1' 방향으로 절단한 절단도를 나타낸다.
탑 몰드(110)는 탑 몸체 프레임(111)과 탑 몸체 프레임(111)의 내측에서 종방향을 따라 이격되어 배치된 복수의 메인 격벽(113) 및 복수의 서브 격벽(114)을 포함할 수 있다.
메인 격벽(113)과 서브 격벽(114)의 사이 공간에는 핀 어레이 어셈블리(200)의 중단 부위가 삽입 가능한 장착 슬롯(112)이 마련될 수 있다.
메인 격벽(113)에는 양측면에 핀 어레이 어셈블리(200)의 횡방향으로 배열된 각각의 핀들의 머리 영역이 삽입 안착되는 핀 안착 공간(115a, 115b)이 구비될 수 있다. 핀 안착 공간(115a, 115b)은 핀 머리 영역이 일정 범위 이동 가능할 수 있도록 핀 머리 영역보다 일정 수준 큰 공간으로 마련될 수 있다. 바람직하게는 핀 안착 공간(115a, 115b)은 핀 머리 영역의 좌우 방향은 이동이 제한되도록 고정되면서 전후 방향으로 이동이 가능하도록 일측이 개방된 슬롯 형태의 공간으로 형성될 수 있다.
메인 격벽(113)과 서브 격벽(114)을 통해 마련된 장착 슬롯(112) 상에는 종방향을 따라 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)가 삽입 장착될 수 있다. 탑 몰드(110)의 장착 슬롯(112)에는 핀 어레이 어셈블리(200)의 상부 서포트가 삽입 장착될 수 있다.
핀 어레이 어셈블리(200)는 방향성을 가지며, 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)는 방향성에 맞춰서 교번하여 그 삽입 방향을 바꿔가면서 장착 슬롯(112)에 장착될 수 있다.
탑 몰드(110)의 탑 몸체 프레임(111) 좌측 측면과 우측 측면 중단에는 조립 체결부(170)가 마련될 수 있다. 조립 체결부(170)는 탑 몸체 프레임(111) 좌측 측면과 우측 측면 중단으로부터 수직 하방으로 돌출되어 형성된 체결 지지다리(171)와 체결 지지다리(171)의 끝단에서 외측 방향으로 돌출되어 형성된 체결 돌기(172)를 포함할 수 있다.
또한 탑 몰드(110)의 탑 몸체 프레임(111) 상측 측면과 하측 측면 중단에도 조립 체결부(170)가 마련될 수 있다. 마찬가지로 조립 체결부(170)는 탑 몸체 프레임(111) 상측 측면과 하측 측면 중단으로부터 수직 하방으로 돌출되어 형성된 체결 지지다리(175)와 체결 지지다리(175)의 끝단에서 외측 방향으로 돌출되어 형성된 체결 돌기(176)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 탑 몰드(110)의 좌측 측면과 우측 측면 및 상측 측면과 하측 측면 각각에 조립 체결부(170)가 마련되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 상황에 따라 조립 체결부(170)의 배치 개수, 배치 위치, 형태 등은 선택적으로 다양하게 변형될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터에서 베이스 몰드에 대한 일실시예의 평면도를 도시하며, 도 12는 상기 도 11의 베이스 몰드에 대한 일실시예의 절단도를 도시한다. 상기 도 12의 (a)는 상기 도 11의 실시예를 X2-X2' 방향으로 절단한 절단도이며, 상기 도 12의 (b)는 상기 도 11의 실시예를 Y2-Y2' 방향으로 절단한 절단도를 나타낸다.
베이스 몰드(130)는 베이스 몸체 프레임(131), 베이스 바닥면(132), 장착 격벽(133) 등을 포함할 수 있다.
베이스 몸체 프레임(131)의 내측에서 종방향을 따라 이격되어 장착 격벽(133)이 마련되고, 장착 격벽(133) 사이 공간에는 핀 어레이 어셈블리(200)의 끝단 부위가 삽입 장착 가능한 장착 홈(135)이 마련될 수 있다.
종방향을 따라 이격되어 마련된 복수개의 장착 격벽(133)에 의해 복수개의 장착 홈(135)이 종방향을 따라 마련될 수 있다.
장착 격벽(133) 사이에 마련된 장착 홈(135) 상에는 종방향을 따라 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)가 삽입 장착될 수 있는데, 베이스 몰드(130)의 장착 홈(135)에 핀 어레이 어셈블리(200)의 하부 서포트가 삽입 장착될 수 있다.
나아가서 앞서 설명한 바와 같이 핀 어레이 어셈블리(200)는 방향성을 가지며, 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)는 방향성에 맞춰서 교번하여 삽입 방향을 바꿔가면서 베이스 몰드(130)의 장착 홈(135)에 장착될 수 있다. 보다 용이하게 장착 방향을 구분 가능하도록 장착 홈(135)의 일측 끝단에는 핀 어레이 어셈블리(200)의 하부 서포트 일측에 형성된 방향 돌기가 매칭되어 삽입될 수 있도록 방향 홈(136)이 형성될 수 있다.
베이스 바닥면(132)에는 하면으로 솔더볼(190)이 안착되고 상면으로 핀 어레이 어셈블리(200)의 각 핀들 끝단이 삽입되어 실장되는 실장 홀(137)이 형성될 수 있다. 여기서 실장 홀(137)은 일측 방향으로 핀 어레이 어셈블리(200)의 핀 꼬리 영역 끝단이 삽입 가능하면서 타측 방향으로 솔더볼(190)의 일부가 삽입 가능한 크기로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 실장 홀(137)을 마름모 모양의 관통홀로 도시하였으나, 이와 다르게 솔더볼이 안정적으로 안착될 수 있는 다양한 모양으로 실장 홀이 형성될 수 있다. 일례로서 실장 홀(137)의 모양은 핀 꼬리 영역 끝단의 형태와 솔더볼의 크기 등을 고려하여 원형, 타원형, 다각형 등 다양하게 변경될 수 있으며, 관통홀의 단면 크기도 변경될 수 있다. 여기서 실장 홀(137)의 관통홀 크기와 형태는 커넥터의 고속 신호 전송 특성과 커넥터의 기판 장착시 안정성을 고려하여 결정될 수 있다.
아울러 실장 홀(137)은 솔더볼의 상부 일부가 삽입되어 실장 홀(137)의 단면 일부를 메우면서 실장 홀(137)의 단면 중 메워지지 않은 나머지 일부가 공기 통로의 기능을 수행할 수 있다. 실장 홀(137)을 통한 공기 유동은 일종의 유전체로 기능하여 커넥터의 임피던스를 조정하는 기능을 수행할 수 있다.
베이스 몰드(130)의 베이스 몸체 프레임(131) 좌측 측면과 우측 측면 중단에는 탑 몰드(110)의 조립 체결부(170)에 대응되어 조립 삽입부(180)가 마련될 수 있다.
조립 삽입부(180)는 베이스 몸체 프레임(131) 좌측 측면과 우측 측면 중단에 형성된 체결홀(181)과 체결홀(181)의 내부에 돌출되어 형성된 걸림턱(182)을 포함할 수 있다. 걸림턱(182)의 상단부위는 조립 체결부(170)를 체결홀(181)로 안내하도록 경사부(183)가 마련될 수 있다.
또한 베이스 몰드(130)의 베이스 몸체 프레임(131) 상측 측면과 하측 측면 중단에도 탑 몰드(110)의 조립 체결부(170)에 대응되어 조립 삽입부(180)가 마련될 수 있다. 마찬가지로 조립 삽입부(180)는 베이스 몸체 프레임(131) 상측 측면과 하측 측면 중단에 형성된 체결홀(185)과 체결홀(185)의 내부에 돌출되어 형성된 걸림턱(186)을 포함할 수 있으며, 걸림턱(186)의 상단부위는 조립 체결부(170)를 체결홀(185)로 안내하도록 경사부(187)가 마련될 수 있다.
본 실시예에서는 앞서 살펴본 탑 몰드(110)의 실시예에 대응되어 베이스 몰드(130)의 좌측 측면과 우측 측면 및 상측 측면과 하측 측면 각각에 조립 삽입부(180)가 마련되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 조립 체결부(170)의 변형에 대응되어 조립 삽입부(180)의 배치 개수, 배치 위치, 형태 등은 선택적으로 다양하게 변형될 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터에서 복수의 핀 어레이 어셈블리가 방향성에 따라 종방향으로 배열된 일실시예를 도시한다.
종방향을 따라 배열된 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b, 200c, 200d)는 앞서 살펴본 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리(200)가 적용될 수 있다.
복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)는, 각각의 상부 서포트(250a, 250b)가 탑 몰드(110)의 장착 슬롯(112)에 삽입 장착되고, 각각의 하부 서포트(270a, 270b)가 베이스 몰드(130)의 장착 홈(135)에 삽입 장착될 수 있다.
복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b, 200c, 200d)는 삽입 방향을 교번하여 그 방향을 바꿔가면서 장착될 수 있다. 앞서 탑 몰드(110)의 실시예를 통해 설명한 바와 같이 탑 몰드(110)의 메인 격벽(113)에 마련된 핀 안착 공간(115a, 115b)은 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b, 200c, 200d)의 삽입 방향성을 가지며, 이에 따라 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b, 200c, 200d)는 장착되는 삽입 방향을 맞춰서 탑 몰드(110)에 삽입 장착될 수 있다.
또한 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)의 하부 서포트(270a, 270b) 일측 끝단에 방향을 구분하기 위한 형성된 방향 돌기(275a, 275b)를 베이스 몰드(130)의 방향 홈(136)에 맞춰서 베이스 몰드(130)에 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)를 삽입 장착할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터(100)는 본 발명에 따른 핀 어레이 어셈블리(200)를 적용함으로써 보다 용이하게 제작될 수 있는데, 이와 관련하여 도 15는 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터의 제작 과정에 대한 일실시예를 도시한다.
상기 도 15는 커넥터의 각 구성을 간략하게 도시하고 기재하였으므로, 각 구성의 구체적인 사항은 앞서 설명한 실시예들을 같이 참조하여 설명한다.
상기 도 15에서 제시하는 고속 신호 전송 커넥터(100)의 제작 과정은, 상기 도 5에 제시된 핀 어레이 어셈블리(200)의 제작 과정을 통해 핀 어레이 어셈블리(200)가 준비된 상태를 전제로 한다.
핀 어레이 어셈블리(200)가 준비된 상태에서 상기 도 15의 (a)와 같이 베이스 몰드(130)의 장착 홈(135)에 일방향으로 핀 어레이 어셈블리(200a)를 삽입 장착한다. 베이스 몰드(130)의 장착 홈(135)에는 핀 어레이 어셈블리(200a)의 하부 서포트(270a)가 삽입 장착될 수 있다. 이때 핀 어레이 어셈블리(200a)의 하부 서포트(270a) 일측에 형성된 방향 돌기를 베이스 몰드(130)의 장착 홈 일측에 형성된 방향 홈에 대응시켜서 베이스 몰드(130) 상에 핀 어레이 어셈블리(200a)를 장착한다.
베이스 몰드(130)에 핀 어레이 어셈블리(200a)를 장착시 핀 어레이 어셈블리(200)의 각 핀들 끝단은 베이스 몰드(130)의 베이스 바닥면에 마련된 실장 홀(137)로 삽입된다.
일방향으로 핀 어레이 어셈블리(200a)가 장착되면, 상기 도 15의 (b)와 같이 다음번의 핀 어레이 어셈블리(200b)를 베이스 몰드(130)의 장착 홈(135)에 타방향으로 삽입 장착한다. 마찬가지로 핀 어레이 어셈블리(200b)의 하부 서포트(270b) 일측에 형성된 방향 돌기를 베이스 몰드(130)의 장착 홈 일측에 형성된 방향 홈에 대응시켜서 베이스 몰드(130) 상에 핀 어레이 어셈블리(200b)를 장착한다.
이와 같이 베이스 몰드(130)의 종방향으로 이격되어 형성된 복수의 장착 홈(135)에 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)를 교번하여 방향을 바꿔가면서 삽입 장착함으로써, 상기 도 15의 (c)와 같이 베이스 몰드(130) 상에 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)가 삽입 장착될 수 있다.
상기 도 15의 (d)와 같이 베이스 몰드(130) 상에 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)가 삽입 장착된 상태에서 그 상부로 탑 몰드(110)를 조립한다. 탑 몰드(110)의 장착 슬롯(112)으로 복수의 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)의 상부 서포트(270a, 270b)를 삽입 장착하며, 탑 몰드(110)의 메인 격벽 양면에 마련된 핀 안착 공간으로 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)의 각 핀들 머리 영역이 안착되도록 장착한다.
여기서 베이스 몰드(130)와 탑 몰드(110)의 조립은 체결 수단을 통해 이루어질 수 있다. 베이스 몰드(130)에 마련된 조립 삽입부에 맞춰서 탑 몰드(110)의 조립 체결부가 삽입 체결됨으로써 베이스 몰드(130)의 상부에 탑 몰드(110)가 조립될 수 있다.
베이스 몰드(130)와 탑 몰드(110)가 체결 수단을 통해 안정적으로 조립된 상태에서 상기 도 15의 (e)와 같이 베이스 몰드(130)의 실장 홀(137) 하면에 솔더볼(190)를 접합함으로써 핀 어레이 어셈블리(200a, 200b)가 솔더볼(190)을 통해 실장될 수 있다.
상기의 과정을 통해 상기 도 15의 (f)와 같은 커넥터(100)가 완성될 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터가 기판에 장착된 일례를 도시하며, 도 17 및 도 18은 상기 도 16의 실시예에 대한 절단 단면도를 도시한다.
상기 도 17은 상기 도 16의 실시예를 X3-X3' 방향으로 절단한 절단도이며, 상기 도 18은 상기 도 16의 실시예를 Y3-Y3' 방향으로 절단한 절단도를 나타낸다.
상기 도 16 내지 상기 도 18을 설명함에 있어서, 앞서 살펴본 커넥터의 각 구성에 대한 일실시예를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
베이스 몰드(130)와 탑 몰드(110)는 서로 대응되어 조립되는데, 베이스 몰드(130)와 탑 몰드(110)의 조립은 체결 수단을 통해 이루어질 수 있다. 베이스 몰드(130)에 마련된 조립 삽입부(180)에 맞춰서 탑 몰드(110)의 조립 체결부(170)가 삽입 체결될 수 있다.
조립 체결부(170)의 체결 지지다리(171, 175) 끝단에 형성된 체결 돌기(172, 176)가 조립 삽입부(180)의 체결홀(181, 185)에 형성된 걸림턱(182, 186)에 맞물려 베이스 몰드(130)의 상부에 탑 몰드(110)가 장착 조립될 수 있다. 체결 돌기(172, 176)가 걸림턱(182, 186)에 맞물려 걸림으로써 베이스 몰드(130)로부터 탑 몰드(110)가 이탈되지 않도록 고정될 수 있다.
조립 체결부(170)의 체결 지지다리(171, 175)의 단면 길이보다 조립 삽입부(180)의 체결홀(181, 185) 공간이 더 넓게 마련됨으로써 조립 체결부(170)는 조립 삽입부(180) 상에서 수평 방향으로 소폭 이동 가능할 수 있다.
즉, 조립 삽입부(180)의 베이스 몸체 프레임(131) 좌측 측면과 우측 측면 중단에 형성된 체결홀(181)의 공간 길이 LB1은 조립 체결부(170)의 탑 몸체 프레임(111) 좌측 측면과 우측 측면 중단에 형성된 체결 지지다리(171)의 폭 길이 LU1보다 기설정된 수치만큼 더 넓게 형성될 수 있다. 필요에 따라 체결홀(181)의 공간 길이 LB1과 체결 지지다리(171)의 폭 길이 LU1 간의 차이 비율은 조절될 수 있다.
또한 조립 삽입부(180)의 베이스 몸체 프레임(131) 상측 측면과 하측 측면 중단에 형성된 체결홀(185)의 공간 길이 LB2는 조립 체결부(170)의 탑 몸체 프레임(111) 상측 측면과 하측 측면 중단에 형성된 체결 지지다리(175)의 폭 길이 LU2보다 기설정된 수치만큼 더 넓게 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 마찬가지로 필요에 따라 체결홀(185)의 공간 길이 LB2와 체결 지지다리(175)의 폭 길이 LU2 간의 차이 비율은 조절될 수 있다.
이와 같이 조립 삽입부(180) 상에서 조립 체결부(170)가 좌우 방향 및 전후 방향으로 소폭 이동이 가능함으로써 상대 커넥터와의 결합 등 다양한 용인에 의해 커넥터(100)에 외력이 인가되는 경우, 베이스 몰드(130)는 기판(S) 상에 고정된 상태가 유지되면서 외력에 따라 베이스 몰드(130)에 대하여 탑 몰드(110)가 상대적으로 좌우 방향 및 전후 방향으로 소폭 이동할 수 있게 된다.
아울러 베이스 몰드(130)를 중심으로 탑 몰드(110)가 좌우 방향 및 전후 방향으로 이동함에 따라 핀 어레이 어셈블리(150)의 핀도 휨 변형될 수 있다.
도 19 및 도 20을 함께 참조하여 핀의 스트레스 해소를 위한 구조에 대하여 좀더 자세히 살펴본다.
핀(220)의 중단부는 탑 몰드(110)에 의해 지지될 수 있고, 핀(220)의 하단부는 베이스 몰드(130)에 의해 지지될 수 있다. 탑 몰드(110)와 베이스 몰드(130)가 직접 핀(220)을 지지할 수도 있으나, 본 실시예에서 보는 바와 같이 핀(220)의 중단부에 배치된 상부 서포트(250)가 탑 몰드(110)의 장착 슬롯(112)에 삽입 장착되어 핀(220)의 중단부가 지지될 수 있고, 핀(220)의 하단부에 배치된 하부 서포트(270)가 베이스 몰드(130)의 장착 홈(135)에 삽입 장착되어 핀(220)의 하단부가 지지될 수 있다.
핀(220)의 하단부 끝단이 베이스 몰드(130)를 통해 기판(S)에 실장되며, 솔더(190) 등을 이용한 표면 실장 공정(SMT)을 통해 베이스 몰드(130)와 함께 핀(220)이 기판(S) 상에 실장되어 고정될 수 있다.
핀을 커넥터에 실장함에 있어서 납땜이나 솔더볼 등의 실장 물질이 핀을 타고 올라오는 납오름 현상에 따라 커넥터 핀의 임피던스가 변경되고 상대 핀과의 접점 불량을 야기하는 문제가 발생될 수 있다.
허나 본 발명에서는 핀(220)의 하단부가 인서트 몰딩되어 하부 서포트(270)에 의해 밀폐됨으로써 핀(220)의 실장시 실장 물질의 납오름 현상이 하부 서포트(270)에 의해 1차적으로 차단될 수 있다.
또한 핀(220)의 중단부가 인서트 몰딩되어 상부 서포트(250)에 의해 밀폐됨으로써 핀(220)의 실장시 실장 물질의 납오름 현상이 상부 서포트(250)에 의해 2차적으로 차단될 수 있다.
이와 같이 핀(220)을 인서트하여 몰딩 방식으로 하부 서포트(270)와 상부 서포트(250)를 형성함으로써 해당 영역이 밀폐되므로 실장 물질의 납오름 현상을 효과적으로 차단할 수 있다. 이를 통해 커넥터의 고속 신호 전송 특성을 보장할 수 있게 된다.
아울러 핀(220)의 하단부가 베이스 몰드(130)에 의해 지지되며, 베이스 몰드(130)가 기판(S)에 고정 장착되므로 핀(220)의 하단부는 베이스 몰드(130)를 통해 안정적으로 고정 상태가 유지될 수 있다.
그리고 베이스 몰드(130)의 상부에 조립되는 탑 몰드(110)는 체결 수단을 통해 상대 이동이 가능하며, 핀(220)의 중단부가 탑 몰드(110)에 의해 지지될 수 있다.
상대 커넥터와의 결합 등 다양한 요인으로 인해 외력이 커넥터(100)에 인가되는 경우, 외력에 따라 탑 몰드(110)는 베이스 몰드(130)를 기준으로 전후 또는 좌우로 상대 이동이 가능할 수 있다.
탑 몰드(110)의 이동에 따라 탑 몰드(110)에 의해 지지되는 핀(220)의 중단부와 상단부는 탑 몰드(110)와 함께 이동되게 되며, 베이스 몰드(130)는 기판(S)에 고정 장착된 상태가 유지되므로, 베이스 몰드(130)에 의해 지지되는 핀(220)의 하단부는 고정 상태가 유지될 수 있다.
탑 몰드(110)가 베이스 몰드(130)를 기준으로 상대 이동함에 따라 상부 서포트(250)와 하부 서포트(270)의 사이에 위치된 핀(220)의 몸체 영역은 이동 방향에 따른 휨 변형이 발생될 수 있다.
탑 몰드(110)에서 상부 서포트(250)가 장착되는 부위와 베이스 몰드(130)에서 하부 서포트(270)가 장착되는 부위의 사이에는 빈 공간의 캐비티(195)가 마련되어 핀(220) 몸체 영역의 휨 변형을 보다 용이하게 도모할 수 있다.
핀(220)의 몸체 영역(224)은 관통홀(225)이 형성되어 폭 길이 방향으로 휨 변형이 가능하며, 핀(220)의 몸체 영역(224)이 빈 공간인 캐비티(195)에 위치됨으로써 폭 길이 방향인 좌우 방향으로 휨 변형시 물리적 제약을 받지 않으므로 효과적으로 휨 변형을 통해 외력에 따른 스트레스를 해소시킬 수 있다.
이와 같이 외력에 따른 탑 몰드(110)의 상대 이동으로 핀(220)의 일부가 휨 변형됨으로써 외력에 의해 인가되는 스트레스가 해소되어 핀(220)의 하단부에는 외력이 미치지 않게 된다.
즉, 탑 몰드(110)와 베이스 몰드(130)가 분리되어 베이스 몰드(130)는 고정된 상태가 유지되면서 외력에 따라 탑 몰드(110)가 상대 이동하고 그에 따라 핀(220)의 몸체 영역이 휨 변형되면서 외력이 소멸되므로 핀(220)의 하단부까지 외력이 미치지 않게 되어 핀(220)의 기판(S) 접점 부위를 안정적으로 유지시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 커넥터가 기판에 실장된 상태에서 핀의 스트레스를 해소시키는 동작 관계를 도 21 및 도 22를 통해 좀더 자세히 설명하도록 한다.
상기 도 21은 상기 도 17의 실시예에서 핀의 스트레스 해소 동작 관계에 대한 단면도를 도시한다.
상기 도 21의 (a)와 같이 기판(S) 상에 본 발명에 따른 커넥터(100)가 장착된 상태에서 후방에서 전방으로 향하는 외력이 커넥터(100)에 인가되는 경우, 상기 도 21의 (b)와 같이 베이스 몰드(130)는 기판(S)에 고정된 상태로 유지되면서 외력으로 인해 탑 몰드(110)가 후방에서 전방을 향해 이동될 수 있다.
탑 몰드(110)의 이동에 따라 탑 몰드(110)에 장착된 상부 서포트(250)가 함께 이동되므로 핀(220)의 머리 영역(221)도 함께 이동되게 된다. 이때 베이스 몰드(130)는 기판(S)에 고정된 상태로서 이동되지 않으므로 베이스 몰드(130)에 장착된 하부 서포트(270)도 고정된 상태를 유지하게 된다.
즉, 베이스 몰드(130)에 장착된 하부 서포트(270)는 고정되고, 탑 몰드(110)에 장착된 상부 서포트(250)는 상대적으로 전방을 향해 이동되므로, 그 사이에 위치된 핀(220)의 몸체 영역(224)에서 휨 변형이 발생된다.
핀(220)의 두께 방향은 일정 수준 휨 변형이 가능한 탄성력을 보유하며, 핀(220)의 몸체 영역(224) 상측은 후방으로부터 전방으로 밀리고 핀(220)의 몸체 영역(224) 하측은 고정된 상태가 유지되면서 핀(220)의 몸체 영역(224)에 휨 변형이 발생된다.
이와 같이 커넥터(100)에 전방 또는 후방을 향하는 외력이 인가되는 경우, 핀(220)의 몸체 영역(224)이 전방 또는 후방으로 휨 변형됨으로써 외력에 따른 스트레스가 소멸되어 핀(220)의 기판 접점 부위의 솔더(190)에는 외력이 미치지 않으므로 기판 접점 부위를 안정적으로 유지시킬 수 있다. 아울러 핀(220)을 통해 외력이 기판(S)까지 전달되는 영향도 제거될 수 있다.
상기 도 22는 상기 도 18의 실시예에서 핀의 스트레스 해소 동작 관계에 대한 단면도를 도시한다.
상기 도 22의 (a)와 같이 기판(S) 상에 본 발명에 따른 커넥터(100)가 장착된 상태에서 좌측에서 우측으로 향하는 외력이 커넥터(100)에 인가되는 경우, 상기 도 22의 (b)와 같이 베이스 몰드(130)는 기판(S)에 고정된 상태로 유지되면서 외력으로 인해 탑 몰드(110)가 좌측에서 우측을 향해 이동될 수 있다.
탑 몰드(110)의 이동에 따라 탑 몰드(110)에 장착된 상부 서포트(250)가 함께 이동되므로 핀(220)의 머리 영역(221)도 함께 이동되게 된다. 이때 베이스 몰드(130)는 기판(S)에 고정된 상태로서 이동되지 않으므로 베이스 몰드(130)에 장착된 하부 서포트(270)도 고정된 상태를 유지하게 된다.
즉, 베이스 몰드(130)에 장착된 하부 서포트(270)는 고정되고, 탑 몰드(110)에 장착된 상부 서포트(250)는 상대적으로 전방을 향해 이동되므로, 그 사이에 위치된 핀(220)의 몸체 영역(224)에서 휨 변형이 발생된다.
핀(220)의 몸체 영역(224)에는 관통홀(235)이 형성되어 핀(220)의 몸체 영역(224) 폭 길이가 조절됨으로써 폭 방향으로 휨 변형이 가능할 수 있다. 핀(220)의 몸체 영역(224) 상측은 좌측으로부터 우측으로 밀리고 핀(220)의 몸체 영역(224) 하측은 고정된 상태가 유지되면서 핀(220)의 몸체 영역(224)에 휨 변형이 발생된다.
이와 같이 커넥터(100)에 좌측 또는 우측을 향하는 외력이 인가되는 경우, 핀(220)의 몸체 영역(224)이 좌측 또는 우측으로 휨 변형됨으로써 외력에 따른 스트레스가 소멸되어 핀(220)의 기판 접점 부위의 솔더(190)에는 외력이 미치지 않으므로 기판 접점 부위를 안정적으로 유지시킬 수 있다. 아울러 핀(220)을 통해 외력이 기판(S)까지 전달되는 영향도 제거될 수 있다.
상기에서 살펴본 본 발명에 따른 고속 신호 전송 커넥터(100)는 핀이 리셉터클(Receptacle) 또는 플러그(Plug)의 기능을 선택적으로 수행 가능한 자웅 동체형 커넥터(hermaphroditic connector)로 설명하였으나, 이는 하나의 실시예로서 이에 국한되지 않고 본 발명은 핀이 리셉터클(Receptacle) 핀으로 구성되어 리셉터클 커넥터에 적용될 수도 있고, 또는 핀이 플러그(Plug) 핀으로 구성되어 플러그 커넥터에 적용될 수도 있다.
이상에서 살펴본 본 발명을 통해 고속 신호 전송 특성에 대한 신뢰성과 기판에 대한 실장 안정성을 보장할 수 있는 커넥터를 제공할 수 있다.
특히, 핀 어레이를 인서트 몰딩 사출 방식으로 상부 서포트와 하부 서포트를 통해 지지함으로써 커넥터 핀의 피치를 정밀하게 유지시킴으로써 핀의 피치 오차로 인해 커넥터 간의 결합시 정합이 어긋나는 문제를 해결할 수 있다.
또한 고속 신호 전송 커넥터의 경우, 커넥터 핀의 사이즈가 줄어들고 두께가 얇아져 약한 외력에도 쉽게 휘거나 변형됨에 따라 커넥터 몸체에 핀의 장착시 핀이 변형되거나 파손되는 문제를 본 발명에서 제시하는 핀 어레이 어셈블리를 통해 해결할 수 있다.
아울러 인서트 몰딩 사출 방식을 적용하여 핀 어레이의 하단 부분과 중단 부분을 밀폐시킴으로써, 실장 물질이 핀을 타고 올라옴에 따라 커넥터 핀의 임피던스가 변경되고 상대 핀과의 접점 불량이 야기되는 문제를 해결할 수 있다.
나아가서 상대 커넥터와 결합 등 다양한 요인에 의해 커넥터에 인가되는 외력을 해소시킴으로써 기판 접점 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있다.
아울러 커넥터의 기판 접점 부위가 안정적으로 보호될 수 있어 28Gbps, 56Gbps 또는 112Gbps 이상의 높은 데이터 전송률이 요구되는 고속 신호 전송 커넥터의 신호 전송 특성의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 외력이 커넥터의 핀을 통해 기판까지 전달되지 않도록 차단함으로써 기판에 장착된 민감한 전자 부품을 외력으로부터 보호할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 300, 400 : 커넥터,
110, 310, 410 : 탑 몰드,
130, 330, 430 : 베이스 몰드,
170 : 조립 체결부,
171 : 체결 지지다리,
172 : 체결 돌기,
180 : 조립 삽입부,
181 : 체결홀,
182 : 걸림턱,
190 : 솔더볼,
195 : 캐비티,
200, 200a, 200b, 200c, 200d : 핀 어레이 어셈블리,
210 : 핀 어레이,
220, 220a, 220b, 230 : 핀
250, 250a, 250b : 상부 서포트,
270, 270a, 270b : 하부 서포트,
221 : 머리 영역,
224 : 몸체 영역,
225 : 관통홀,
227 : 꼬리 영역.

Claims (19)

  1. 하단부와 중단부 사이에 폭 방향으로 변형이 가능하도록 중심부에 관통홀이 형성된 몸체 영역을 포함하는 핀이 배열된 핀 어레이;
    상기 핀 어레이의 하단부가 인서트 몰딩되어 밀폐되고, 상기 핀 어레이의 설정된 피치를 유지시키면서 상기 핀 어레이의 하단부를 지지하는 하부 서포트; 및
    상기 하부 서포트와 분리되어, 상기 핀 어레이의 중단부가 인서트 몰딩되어 밀폐되고, 상기 핀 어레이의 설정된 피치를 유지시키면서 상기 핀 어레이의 중단부를 지지하는 상부 서포트를 포함하며,
    상기 하부 서포트와 상기 상부 서포트의 개별적인 상대 이동에 따라 상기 핀 어레이의 몸체 영역이 폭 방향으로 변형 가능한 것을 특징으로 하는 핀 어레이 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀은,
    일방으로 돌출되도록 굴곡되어 상대 커넥터의 핀과 정합되는 만곡부가 마련된 머리 영역;
    그 끝단이 실장되는 꼬리 영역; 및
    상기 머리 영역과 상기 꼬리 영역 간을 연결하며, 폭 방향으로 변형이 가능하도록 중심부에 관통홀이 형성된 몸체 영역을 포함하며,
    상기 머리 영역의 일부분, 상기 몸체 영역의 일부분 또는 상기 머리 영역의 일부분과 상기 몸체 영역의 일부분이 상기 상부 서포트에 인서트 몰딩되어 지지되고,
    상기 몸체 영역의 일부분, 상기 꼬리 영역의 일부분 또는 상기 몸체 영역의 일부분과 상기 꼬리 영역의 일부분이 상기 하부 서포트에 인서트 몰딩되어 지지되는 것을 특징으로 하는 핀 어레이 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 핀의 꼬리 영역은,
    끝단에 반원형 또는 다각형으로 함몰된 실장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 어레이 어셈블리.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 핀의 꼬리 영역은,
    끝단에 측면 방향으로 굴곡된 벤딩 형상으로 형성된 실장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 어레이 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀 어레이는 상대 커넥터의 핀과 결합되는 방향성을 가지며,
    상기 하부 서포트의 일측 끝단에는 상기 방향성에 대응되어 방향 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 핀 어레이 어셈블리.
  6. 제 1 항의 핀 어레이 어셈블리;
    기판에 장착되어 고정되면서 상기 핀의 끝단이 상기 기판에 실장되어 고정되도록 상기 하부 서포트가 삽입 장착되어 지지되는 베이스 몰드; 및
    상기 상부 서포트가 삽입 장착되어 지지되는 탑 몰드를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    기판에 실장시,
    상기 핀을 따라 실장 물질의 납오름 현상이 상기 하부 서포트에 의해 1차적으로 차단되고,
    상기 핀을 따라 실장 물질의 납오름 현상이 상기 상부 서포트에 의해 2차적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 베이스 몰드에 대하여 상기 탑 몰드의 상대 이동이 가능하도록 지원하며 상기 베이스 몰드의 상부에 상기 탑 몰드를 조립시키는 체결 수단을 포함하며,
    상기 베이스 몰드를 통해 상기 기판에 실장된 상기 핀의 끝단 접점 부위가 고정 유지되면서, 외력 인가시 상기 체결 수단을 통해 상기 베이스 몰드에 대하여 상기 탑 몰드의 상대 이동에 따라 상기 핀의 몸체 영역이 휨 변형되는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 체결 수단은,
    상기 베이스 몰드와 상기 탑 몰드 중 어느 하나의 측면에서 수직 방향으로 돌출되어 형성된 조립 체결부; 및
    다른 하나의 측면에 상기 조립 체결부의 단면 길이보다 넓은 공간으로 형성되어 상기 조립 체결부가 삽입 체결되는 조립 삽입부를 포함하며,
    상기 조립 체결부와 상기 조립 삽입부의 체결을 통해 상기 베이스 몰드와 상기 탑 몰드가 조립되며, 외력 인가시 상기 조립 체결부가 상기 조립 삽입부 상에서 단면 길이 방향으로 이동되어 상기 탑 몰드의 상대 이동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 탑 몰드는,
    탑 몸체 프레임;
    상기 탑 몸체 프레임의 내측에서 종방향을 따라 이격되어 마련된 복수의 메인 격벽;
    상기 탑 몸체 프레임의 내측에서 종방향을 따라 이격되어 상기 메인 격벽 간의 사이에 마련된 복수의 서브 격벽; 및
    상기 메인 격벽과 상기 서브 격벽을 통해 마련되어 상기 핀 어레이 어셈블리의 상부 서포트가 삽입 장착되는 장착 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 탑 몰드는,
    일방으로 돌출되도록 굴곡되어 상대 커넥터의 핀과 정합되는 만곡부가 마련된 핀의 머리 영역이 삽입 안착되도록 상기 메인 격벽에 마련된 핀 안착 공간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 핀 안착 공간은,
    상기 메인 격벽의 양면에 마련된 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 핀 안착 공간은,
    상기 핀의 머리 영역의 좌우 방향 이동은 제한되고 전후 방향 이동은 가능하도록 일측이 개방된 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 베이스 몰드는,
    베이스 몸체 프레임;
    상기 베이스 몸체 프레임의 하부에 형성된 베이스 바닥면;
    상기 베이스 몸체 프레임의 내측에서 종방향을 따라 이격되어 상기 베이스 바닥면의 상면에 마련된 복수의 장착 격벽; 및
    상기 장착 격벽 사이에 마련되어 상기 핀 어레이 어셈블리의 하부 서포트가 삽입 장착되는 장착 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 베이스 몰드는,
    상기 베이스 바닥면에 관통홀로 형성되되, 하부 방향으로 솔더볼이 안착되고, 상부 방향으로 상기 핀 어레이 어셈블리의 핀 끝단이 삽입되어 실장되는 실장 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 실장 홀은,
    하부 방향으로 상기 솔더볼의 상부 일부가 접합되어 단면 일부를 메우며, 단면의 나머지 일부로 공기 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  17. 제 8 항에 있어서,
    상기 베이스 몰드에 장착된 상기 하부 서포트와 상기 탑 몰드에 장착된 상기 상부 서포트 사이의 상기 핀의 몸체 영역이 위치되는 공간으로 형성된 캐비티를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 신호 전송 커넥터.
  18. 삭제
  19. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200439284Y1 (ko) * 2004-12-22 2008-04-03 몰렉스 인코포레이티드 개선된 이중 비임 접촉부를 갖는 커넥터
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003132992A (ja) * 2001-07-31 2003-05-09 Fci モジュラー中二階コネクタ
KR200439284Y1 (ko) * 2004-12-22 2008-04-03 몰렉스 인코포레이티드 개선된 이중 비임 접촉부를 갖는 커넥터
KR102031505B1 (ko) 2015-06-03 2019-10-11 몰렉스 엘엘씨 전기 커넥터
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