KR20090107042A

KR20090107042A - 기판 커넥터

Info

Publication number: KR20090107042A
Application number: KR1020097015573A
Authority: KR
Inventors: 기요시 아다찌
Original assignee: 몰렉스 인코포레이티드
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-10-12
Also published as: JP2008166032A; US20100173506A1; US8460011B2; US20120276790A1; CN101601172A; JP4694466B2; WO2008085389A1; US8235730B2

Abstract

본원 발명의 기판 커넥터는 복수의 도전성 단자를 이용하고, 각각의 단자는 기판의 단일의 단자 수용 캐비티 내에 유지된다. 커넥터의 단자는 중앙 슬롯을 갖는 포크의 형태로 된 유지부와 유지부로부터 이격된 2개의 자유단들과 함께 후크 형상을 갖고, 대향하는 회로 기판 상에 접촉 패드를 접촉시키기 위하여 캐비티 밖으로 돌출한다. 유지부는 적소에 단자를 유지하도록 캐비티 내에 형성된 접합부와 맞물리지만, 단자가 수직 방향 및 수평 방향 양쪽으로 이동하게 하는 방식으로 유지시킨다.

커넥터, 단자, 캐비티, 슬롯, 자유단, 접촉 패드, 유지부

Description

기판 커넥터 {SUBSTRATE CONNECTOR}

본 발명은 기판 커넥터에 관한 것이고, 특히 향상된 접촉력 특성을 갖는 기판 커넥터에 관한 것이다.

수많은 단자(terminal)들을 사용하는 종래의 편평한 커넥터들은 회로 기판에 반도체 장치를 연결하거나 2개의 기판들을 서로 연결하도록 사용된다. 하나의 예가 일본 특허 출원 공개 공보 제08-222335호에서 도시되어 있다. 도 13은 종래의 커넥터의 단면도이다.

도 13에서, 참조부호 801은 개구(804)를 갖는 상부 하우징(803)과 보어(806)를 갖는 하부 하우징(805)을 구비하는 커넥터 하우징을 나타낸다. 참조부호 810은 보어(806) 내에 장착된 기부(811), 기부(811)로부터 굴곡되고 상방으로 연장하는 접촉 아암(813), 및 기부(811)의 하부 단부로부터 하방으로 돌출하는 접촉부(812)가 형성된 커넥터 단자이다. 단자(810)가 위로부터 보어(806) 내로 삽입될 때, 날개(wing, 815)의 하부 단부는 단자(810)로부터 옆쪽으로 돌출하고, 단자(810)의 하방 이동을 제한하는 보어(806)의 측면 내의 홈(807)의 바닥 표면(808)에 대해 접한다. 보어(806)의 상부 표면의 일부분은 단자(810)의 상방 이동을 제한하기 위해서 상부 하우징(803)에 의해 덮여진다. 그러므로, 단자(810)는 보어(806)로부터 느슨 해지는 것이 방지되고 하우징(801)에 의해 단단히 유지된다.

또한, 단자 접촉부(812)는 하부 하우징(805)의 바닥 표면보다 더욱 하방으로 돌출하고 기판(820)의 상면 상에 형성된 도전성 패드(821)와 접촉하게 된다. 반도체 장치(830)의 저면에 형성된 납땜 볼(solder ball, 831)은 단자(810)의 접촉 피스(contact piece, 813)의 팁 단부(814)와의 접촉을 유지시킨다. 이것은 단자(810)를 통하여 도전성 패드(821)와 납땜 볼(831) 사이의 전기적 연속성을 제공한다.

커넥터의 이러한 형태에서, 단자(810)의 상하 이동은 제한되고, 하부 하우징(805)의 바닥 표면과 기판(820)의 상부 표면 사이의 공간이 변화할 때, 이 공간 변화는 접촉부(812) 및 단자(810)의 팁 단부(814)에 대해 허용된 탄성 변형의 범위 내에서만 흡수될 수 있다. 소정 변화가 탄성 변형의 범위를 초과하여 일어날 때, 단자(810)는 부드럽게 상하 이동하도록 허용되지 않고 더 이상 도전성 패드(821)와의 접촉을 유지하지 않는다. 반도체 장치(830) 또는 기판(820)은 더 많은 단자를 포함할 수 있거나 크기가 더 커질 수 있으므로, 납땜 볼(831)[또는 도전성 패드(821)]의 수직 위치에서의 편차가 증가할 수 있어서, 안정된 접촉을 막는다. 또한, 반도체 장치(830) 또는 기판(820)에 의해 가해진 수직력은 단자(810)에 의해 흡수될 수 없고, 단자(810)는 결과적으로 휘어질 수 있고, 단자의 파손을 초래한다. 그리고 나서, 힘을 안정화시킬 수 없게 되어서, 접촉 지점(812) 및 팁 단부(814)는 도전성 패드(821) 및 납땜 볼(831)과 각각 접촉하고, 이것은 안정된 연결을 유지하지 못한다. 또한, 상부 하우징(803) 및 하부 하우징(805)이 하우 징(801)을 형성하도록 함께 결합되기 때문에, 조립 공정은 복잡하게 되고, 비용에서의 증가를 초래한다. 또한, 단자(810)는 하우징(801)으로부터 제거될 수 없고, 이에 따라 손상된 단자(810)는 새로운 단자로 교체될 수 없다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 오목부가 단자 내에 형성되고 플레이트형 하우징(plate-like housing)을 관통하기 위해서 형성된 단자 수용 캐비티 내에 수용된 볼록부와 맞물려서, 단자가 캐비티 내에 유지되고 내부에서 수직으로 그리고 측면으로 이동하도록 허용됨으로써, 커넥터와 기판 사이에 한정된 공간 내의 편차를 흡수하면서 기판과의 신뢰가능한 전기 접촉을 유지하여, 단순화된 구조를 통해 비용을 감소시키고, 단자의 쉬운 교체를 허용하는, 신뢰가능한 기판 커넥터의 설비를 통해 종래 기판 커넥터에 의해 발생한 위에 기술한 문제들을 해결하는 것이다.

위의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 절연성 하우징과 하우징에 장착된 단자를 포함하는 기판 커넥터를 형성하며, 하우징의 하나의 표면은 제1 접촉 패드가 배치되는 제1 기판에 대향되고, 하우징의 다른 하나의 표면은 제2 접촉 패드가 배치되는 제2 기판에 대향되고, 단자가 제1 기판의 제1 접촉 패드와 제2 기판의 제2 접촉 패드 사이에서의 연결을 형성하고, 하우징은 단자를 수용하는 캐비티를 구비하고, 각각의 단자에는 분기된 분기 장착부가 형성된다. 단자는 외부 에지부 내에 형성된 오목부 또는 리세스를 갖고, 단자 수용 캐비티는 단자가 하우징의 두께 방향으로 그리고 장착부의 폭 방향으로 이동하도록 단자를 유지시키기 위해서 오목부와 맞물리는 내측면로부터 안쪽으로 돌출하는 볼록부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판 커넥터가 형성되며, 단자는 제1 기판에 인접하여 위치된 장착부의 단부에 연결된 제1 굴곡부와, 제1 기판에 인접하여 위치되고 제1 굴곡부에 연결된 단부를 갖는 본체부와, 제2 기판에 인접하여 있는 본체부의 단부에 연결되고 제1 굴곡부의 굴곡 방향에 대향하는 방향으로 경사지는 경사부(tilting portion)와, 제2 기판에 근접하여 위치된 경사부의 단부에 연결되고 제1 굴곡부의 굴곡 방향에 대향하는 방향으로 굴곡되는 제2 굴곡부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기판 커넥터는 제1 굴곡부에서의 제1 접촉 패드 및 제2 굴곡부에서의 제2 접촉 패드와 접촉하면서, 제1 접촉 패드와 제2 접촉 패드 사이의 거리에서의 변동을 흡수하기 위해서 탄성적으로 변형가능한 단자를 갖는다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 기판 커넥터에서, 제1 굴곡부의 적어도 일부분은 단자가 제2 기판에 가장 근접하여 위치되는 경우에도 하우징의 하나의 표면으로부터 돌출하고, 제2 굴곡부의 적어도 일부분은 단자가 제1 기판에 가장 근접하여 위치되는 경우에도 하우징의 다른 하나의 표면으로부터 돌출한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 오목부를 형성하도록 외부 에지로부터 바깥쪽으로 돌출하는 상부 볼록부 및 하부 볼록부를 구비하는 장착부를 갖는 기판 커넥터가 형성되며, 제1 기판에 더 근접한 하부 볼록부의 하부 측면은 광폭부(broad width part) 내로 삽입되는 동안 볼록부와 접촉하여서 단자의 분기부로 하여금 탄성적으로 변형하게 하고 안쪽으로 경사지게 한다.

본 발명에 따르면, 제1 접촉 패드를 지지하는 제1 기판의 표면에 대향된 하나의 표면과, 제2 접촉 패드를 지지하는 제2 기판의 표면에 대향된 다른 하나의 표면을 갖는 플레이트 형상인 하우징의 구성내용에서 기판 커넥터로 사용하기 위해 단자가 형성되고, 단자 수용 캐비티가 하우징 내에 형성된다. 단자는 2개의 아암들을 갖는 분기된 장착부가 형성되고, 각각의 아암은 외부 에지부 상에서 단자의 오목부로 형성되고, 캐비티는 장착부보다 더 넓은 광폭부가 형성되고, 장착부는 캐비티의 광폭부 내에 수용되고, 단자 오목부는 단자가 하우징 내에서 수직으로 그리고 수평으로 이동하도록 캐비티의 광폭부의 내측면으로부터 안쪽으로 돌출하는 볼록부 또는 러그와 맞물린다.

본 발명에 따르면, 단자 내에 형성된 오목부는 하우징 캐비티 내에 형성된 볼록부와 맞물림으로써 단자가 캐비티 내에서 수직으로 그리고 측면으로 이동하도록 단자를 유지하게 한다. 그러므로, 기판 커넥터와 기판 사이의 공간에서의 변동이 적절하게 흡수되면서 기판과의 접촉을 유지하고, 단순화된 구조를 통해 비용을 감소시키고, 필요에 따라 단자를 교체할 수 있어서, 신뢰성을 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 병합하는 커넥터를 도시하는 사시도이다.

도 2는 도 1의 커넥터의 중요 섹션들의 확대도이다.

도 3은 커넥터가 제1 기판에 연결되는 상태를 도시하는 도 2의 사시도이다.

도 4는 제1 기판 및 제2 기판 양쪽 모두에 연결된 커넥터를 도시하는 도 3의 커넥터의 사시도이다.

도 5는 도 4의 조립체의 분해도이다.

도 6은 도 1의 커넥터 내에 사용된 단자를 도시하는 사시도이다.

도 7은 단자 수용 캐비티 내에 수용된 단자를 도시하는 도 1의 커넥터의 제1 단면도이다.

도 8은 도 1의 조립체의 하우징을 도시하는, 부분 단면에서의, 사시도이다.

도 9a 내지 도 9c는 (a) 단자가 하우징 내의 최하부 위치에 있고, (b) 하우징 내의 중간 상태 및 (c) 단자가 하우징 내의 최상부 위치에 있는, 캐비티들 내에 수용된 단자를 도시하는 제2 단면도들이다.

도 10a 내지 도 10c는 (a) 단자가 하우징 내의 최하부 위치에 있고, (b) 하우징 내의 중간 상태 및 (c) 단자가 하우징 내의 최상부 위치에 있는, 단자 수용 캐비티들 내의 단자를 도시하는 단부로부터 취해진 제3 단면도들이다.

도 11은 제1 기판 및 제2 기판에 대한 본 발명의 커넥터를 도시하는 단면도이다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단자를 도시하는 사시도이다.

도 13은 종래의 커넥터의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 참조부호 1은 기판 커넥터로서 사용된 커넥터를 나타낸다. 커넥터(1)는 직사각형 하우징(11)을 갖는다. 하우징(11)은, 하나의 표면이 제1 접촉 패드(113)가 배치되는 제1 기판(111)(도 3 참조)의 하나의 표면에 대향되고, 하우징의 다른 하나의 표면이 제2 접촉 패드(123)가 배치되는 제2 기판(121)의 하나의 표면에 대향되는 방식으로, 제1 기판(111)과 제2 기판(121) 사이에서 사용된다. (도 4 참조) 따라서, 하우징(11)은 제1 기판(111)의 제1 접촉 패드(113)와 제2 기판(121)의 제2 접촉 패드(123) 사이의 연속성을 제공한다.

제1 기판(111) 및 제2 기판(121)은, 예를 들어, 다양한 형태의 전기 장치에서 사용된 인쇄 회로 기판과 같은 회로 기판이다. 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121)은 하나의 표면상의 접촉 패드(또는 전극)를 포함하는 한 IC 또는 LSI와 같은 반도체 장치 또는 임의의 형태의 전자 장치를 또한 포함할 수 있다. 도면들에서, 제1 기판(111) 및 제2 기판(121)은 평면의 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)를 포함하는 회로 보드이다. 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)의 형상은 패드, 납땜 볼 또는 큐브와 같은 임의의 형상을 취할 수 있고, 당해(當該)의 실시예에서 형상은 편평한 표면을 갖는 패드를 취할 수 있다.

하우징(11)은 절연 재료로 일체로 형성되고, 하우징의 두께 방향으로 하우징(11)을 관통하는, 즉, 전방 및 후방 표면을 통해 연장하는 것이 바람직한 복수의 단자 수용 캐비티(12)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 캐비티(12)들은 하우징(11)의 부분 영역 내에서만 배치되지만, 필요에 따라 임의의 영역 내에 배치될 수 있고 하우징(11)의 전체 표면 영역에 걸쳐서 치밀하게 배치될 수 있다.

캐비티(12)들은 도전성 재료로 이루어진 단자(51)들을 각각 수용한다. 각각의 단자(51)의 일부분은 하우징(11)의 전방 및 후방 표면들로부터 돌출한다. 도시된 실시예에서, 단자(51)들이 몇몇의 캐비티(12)들에서만 수용되어 있지만, 단자들은 임의의 개수의 캐비티들, 예를 들어, 모든 이러한 캐비티들 내에 수용될 수 있다.

캐비티(12)들 및 단자(51)들은 제1 기판(111)의 제1 접촉 패드(113) 및 제2 기판(121)의 제2 접촉 패드(123)의 설계에서 정합되게 하기 위해서 배치된다. 도면들에서, 캐비티(12)들 및 연결 단자(51)들은 하우징(11)의 측면에 대하여 45도의 각도에서 대각선 어레이를 형성하도록 배치되고 지그재그[또는 갈지자(ataggered)] 방식으로 배치된다. 이러한 배열로, 임의의 영역 내에서 수많은 단자(51)들을 배치할 수 있고, 작은 피치에서 단자(51)들을 치밀하게 배치할 수 있다. 예를 들어, 하우징(11)의 표면 영역이 약 1600 mm²인 경우에, 격자형 패턴에서 약 1600개의 단자(51)들을 배치할 수 있다.

하우징(11)은 복수의 장착 구멍(17)을 포함하고, 각각의 장착 구멍(17)에는 제1 기판(111)과 제2 기판(121) 사이에 하우징(11)을 장착시키기 위하여 체결 부재(131)가 삽입된다. 제2 기판(121)에 대향된 하우징(11)의 표면 상에는, 각각 4개의 모서리들 내에 형성되어 있는, 대응하는 장착 구멍(17)들을 둘러싸는 환형 돌출부(17a)들이 형성된다. 환형 돌출부(17a)는 제2 기판(121)을 향하여 하우징(11)의 표면으로부터 돌출하도록 형성된다. 환형 돌출부(17a)의 상부 단부 표면은 제2 기판(121)에 대하여 접하고, 체결 부재(131)를 과도하게 죄는 것을 회피하기 위해서 하우징(11)과 제2 기판(121) 사이에서의 소정 공간을 유지하기 위한 스페이서(spacer)로서 역할을 한다. 환형 돌출부(17a)는 4개의 모서리들에서의 장착 구멍들 이외의 다른 장착 구멍(17)들을 둘러싸기 위해서 형성될 수 있다.

복수의 제1 안내 컬럼(16)은 제1 기판(111)을 향하여 하우징(11)의 하부 표 면으로부터 돌출한다. 복수의 제2 안내 컬럼(18)은 제2 기판(121)을 향하여 하우징(11)의 상부 표면으로부터 돌출한다. 제1 안내 컬럼(16)들 및 제2 안내 컬럼(18)들은 제1 기판(111) 내에 형성된 제1 안내 구멍(114)들 및 제2 기판(121) 내에 형성된 제2 안내 구멍(124)들 각각에서 맞물려지는 팁들을 갖고, 제1 기판(111) 및 제2 기판(121)에 대하여 하우징(11)을 위치시키도록 돕는다. 이러한 위치설정은 하우징(11) 상에 장착된 각각의 단자(51)들로 하여금 제1 기판(111)의 각각의 제1 접촉 패드(113) 및 제2 기판(121)의 각각의 제2 접촉 패드(123)와 정합하게 한다. 제1 및 제2 안내 컬럼(16a, 18a)들은 2개 그룹의 위치들에서, 즉 컬럼들이 하우징(11)을 통해 서로 동일한 위치들에서 형성되는 하나의 그룹과 컬럼들이 하우징(11)을 통해 서로 다른 위치들에서 형성되는 다른 하나의 그룹에서 형성된다. 이들 위치들 사이의 차이에 따라, 안내 컬럼들은 커넥터(1)의 정확한 연결 방향들을 지시하는 편극 키(polarizing keys)로서 역할을 할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 4개의 제1 안내 컬럼(16)들 및 4개의 제2 안내 컬럼(18)들이 형성되어 있다. 3쌍의 제1 안내 컬럼(16a)들 및 제2 안내 컬럼(18a)들은 동일한 위치로 형성되어 있고, 단일 쌍의 제1 및 제2 컬럼(16b, 18b)들은 비상대적으로(non-relatively) 다른 위치들에서 형성된다.

제1 기판(111) 및 제2 기판(121)은 각각의 기판(111 및 121)들을 통해 연장하는 복수의 제1 장착 구멍(112) 및 제2 장착 구멍(122)을 각각 갖는다. 커넥터 하우징(11)이 제1 및 제2 기판(111, 121)들에 의해 양쪽 측면들로부터 끼어있는(pinched) 상태로, 제1 및 제2 안내 컬럼(16, 18)들은 제1 및 제2 안내 구 멍(114, 124)들 내로 맞물려서 끼워맞춰진다. 하우징(11)의 각각의 장착 구멍(17), 각각의 제1 장착 구멍(112) 및 각각의 제2 장착 구멍(122)은 서로 정렬되어 진다. 따라서, 정렬된 장착 구멍(17), 제1 장착 구멍(112) 및 제2 장착 구멍(121)을 통하여 체결 부재(131)를 삽입할 수 있다. 그러므로, 체결 부재(131) 상으로 너트(132)를 나사결합시킴으로써, 제1 기판(111) 및 제2 기판(121)은 양쪽 측면들로부터 끼어있는 하우징(11)과 함께 체결된다.

이것은 제1 기판(111) 및 제2 기판(121)이 제1 기판(111)과 제2 기판(121) 사이에 끼어있는 커넥터(1)를 통해 연결되게 한다. 도 4에서, 커넥터(1)는 제2 기판(121) 아래에 배치되어 제2 기판(121)에 의해 숨겨지고, 이에 따라 보이지 않는다.

도 6에 잘 도시된 바와 같이, 단자(51)들은 긴 금속 부재를 굴곡시킴으로써 일체로 형성된 단일 부재에 의해 구성되고, 사실상 국자(scoop) 또는 후크(hook)의 형태를 갖는다. 단자(51)는 수직으로 연장하는 본체부(52), 본체부(52)의 바닥 단부에 연결되고 거의 180도의 각도로 굴곡된 제1 굴곡부(53), [본체부(52)에 대향된] 제1 굴곡부(53)의 단부에 연결된 수직 장착부(54), 본체부(52)의 상단 단부에 연결되고 제1 굴곡부(53)의 굴곡 방향에 대향하는 방향으로 경사지는 경사부(57), 및 하방으로 지향되고 제1 굴곡부(53)의 굴곡 방향에 대향하는 방향으로 굴곡된 자유단을 갖고 경사부(57)의 상단 단부에 연결된 제2 굴곡부(58)를 포함한다. 제1 굴곡부(53)는 제1 기판(111)의 제1 접촉 패드(113)와 접촉하게 되는 제1 단자 접촉부로서 기능하는 반면에, 제2 굴곡부(58)는 제2 기판(121)의 제2 접촉 패드(123)와 접촉하게 되는 제2 단자 접촉부로서 기능한다. 제1 및 제2 단자 접촉부들은 만곡된 표면을 갖고, 도면들에서 도시된 바와 같이, 만곡된 표면은 대향 방향으로 면한다.

장착부(54)는 단자가 소리굽쇠(tuning fork)의 형상을 갖도록 수직으로 연장하는 슬롯(54a)에 의해 분기되어 형성된다. 그러므로, 장착부(54)는 2개의 자유 아암들을 갖고, 각각의 아암은 돌출부, 스터브(stub) 또는 러그(lug)와 같이 도시되어 있는 상부 볼록부(55a) 및 하부 볼록부(55b)를 갖는다. 이들 돌출부(55a, 55b)들은 돌출부들 사이에서 오목부 또는 리세스(recess, 56)를 형성한다. 상부 볼록부(55a) 및 하부 볼록부(55b)는 전체적으로 단자 볼록부(55)로서 지칭될 것이다.

캐비티 장착부(54)의 폭은 단자 본체부(52), 제1 굴곡부(53), 경사부(57) 및 제2 굴곡부(58)의 폭보다 더 크다. 하부 볼록부(55b)의 하부 측면은 최하단부를 향하여 폭이 점차 좁아지는 테이퍼된 표면(tapered surface, 54b)이다. 테이퍼된 표면(54b)을 이용함으로써, 하우징 캐비티(12) 내로 단자(51)를 쉽게 삽입할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 캐비티(12)는 제2 기판(121)에 대향하는 하우징 표면에 근접한 전방 표면에 근접한 일부분에서 형성된 경사면(tilted surface, 13)을 포함한다. 경사면(13)은 단자(51)의 경사부(57)에 대응하기 위해서 경사지고, 도 7 및 도 9에서 도시된 바와 같이, 캐비티(12) 내에 수용된 연결 단자(51)의 경사부(57)에 대향된다. 도 10에 잘 도시된 바와 같이, 캐비티(12)는 하우징(11)에서 수직으로 연장하는 광폭부(14) 및 협소부(narrow part, 19)를 포함하고, 협소부(19)의 폭은 광폭부(14)의 폭보다 더 좁게 형성된다. 광폭부(14)는 단자(51)의 장착부(54)에 대응하는 영역에서 형성되고, 장착부(54)를 수용하기 위해서 장착부(54)의 폭보다 더 큰 폭을 갖는다. 협소부(19)는 단자(51)의 제1 굴곡부(53) 및 본체부(52)를 수용하기 위해서 제1 굴곡부(53) 및 본체부(52)의 폭보다 더 큰 폭을 갖는다. 본체부(52)에 대향된 협소부(19)의 측벽은 경사면(13)과 연속되도록 형성되고 연결 단자(51)가 탄성적으로 변형하는 범위를 제한하는 벽으로서 기능한다.

광폭부(14)의 양쪽 측면들 상의 대향하는 내측면들 상에서는 캐비티에 대해 내향으로 돌출하는 각각의 볼록부들 또는 러그(또는 돌출부)(15)들이 각각 형성된다. 이들 러그(15)들은 단자(51)가 캐비티(12) 내에서 삽입될 때 단자(51)의 장착부(54)의 오목부(56)(리세스)에서 맞물려서 단자(51)가 캐비티(12)로부터 제거되는 것을 방지한다. 돌출부들은 도시된 바와 같이 정사각형 또는 직사각형의 형상으로 4개의 측면으로 되어 있는 것이 바람직하다. 수직 방향(또는 길이)에서의 캐비티의 볼록부(15)의 치수는 단자 오목부(56)의 수직 치수보다 더 작다. 따라서, 단자(51)는 캐비티(12) 내의 소정 범위 내에서 수직으로 이동하도록 유지된다. 제1 및 제2 기판들의 변형 또는 비틀림 또는 파동(undulation)이 큰 경우에, 볼록부(15)의 수직 치수를 감소시키거나 연결 단자(51)의 오목부(56)의 수직 치수를 증가시켜서 이들 치수들을 변화시킴으로써 단자(51)의 수직 이동의 소정 범위 "t"를 쉽게 증가시킬 수 있다. 오목부(56)(리세스)의 길이는 캐비티 돌출부(15)의 길이 보다 더 큰 것이 바람직하다.

도 9c 및 도 10c에서 도시된 바와 같이, 하우징(11)의 광폭부(14)의 상부면이 개방되어 있다. 따라서, 단자(51)가 하우징(11) 내의 최고 위치에 있을 때에도, 하우징(11)의 표면 위로 또는, 반대로, 하우징(11)의 표면 아래로 연결 단자(51)의 상부 볼록부(55a)의 상부 단부를 위치시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 상부 볼록부(55a)의 상부 단부는 더욱 넓은 소정 범위 "t"가 쉽게 설정될 수 있도록 하우징(11)에 의해 조절되지 않는다.

소정 범위 "t"는 볼록부(15)의 수직 치수와 오목부(56)의 수직 치수 사이의 관계에 기초하여 설정되고, 각각의 오목부(56)의 수직 치수로부터 각각의 볼록부(15)의 수직 치수를 공제함으로써 얻어진 값에 의해 주어진다. 예를 들어, 범위 "t"는 이 실시예에서 약 100㎛로 설정된다.

도 9a 및 도 10a에서 도시된 바와 같이, 단자(51)가 하우징(11)에 대하여 최하부 위치, 즉 제1 기판(111)에 가장 근접하여 있을 경우에, 상부 볼록부(55a)의 하부 단부는 볼록부(15)의 상부 단부와 접해서, 단자(51)의 임의의 추가 하방 이동을 제한한다. 도 9c 및 도 10c에서 도시된 바와 같이, 단자(51)가 하우징(11) 내의 최상부 위치, 즉 제2 기판(121)에 가장 근접한 위치에 있을 경우에, 하부 볼록부(55b)의 상부 단부는 볼록부(15)의 하부 단부와 접해서, 단자(51)의 임의의 추가 상방 이동을 제한한다.

단자(51)가 하우징(11) 내의 최상부 위치에 있는 경우에도, 제1 굴곡부(53)의 하부 단부는 하우징(11)의 후방 표면 아래에, 즉 제1 기판(111)에 대향된 표면 아래에 위치된다. 단자(51)가 하우징(11)에 대하여 최하부 위치에 있는 경우에, 제2 굴곡부(58)의 상부 단부는 하우징(11)의 전방 표면 위에, 즉 제2 기판(121)에 대향된 표면 위에 위치된다. 제1 굴곡부(53)의 하부 단부는 하우징(11)의 후방 표면으로부터 약 50㎛까지 돌출되는 위치로 설정된다.

단자(51)는 캐비티(12) 내에서 수직으로 자유롭게 이동하고, 이에 따라 플로팅 상태(floating state)에서 내부에 유지된다. 제1 기판(111) 및 제2 기판(121)이 제1 기판(111)과 제2 기판(121) 사이에서의 커넥터(1)와 연결될 때 하우징(11)과 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121) 사이에서의 공간이 일정하지 않은 경우에, 단자(51)의 제1 굴곡부(53) 및 제2 굴곡부(58)는 대응하는 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)와의 접촉을 유지할 수 있다. 하우징(11), 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121)이 비틀림 또는 휨을 받는 경우에도 제1 기판(111)과 제2 기판(121)을 전기적으로 연결하는 것이 가능하다.

제1 기판(111) 및 제2 기판(121)이 제1 기판(111)과 제2 기판(121) 사이에 끼어있는 하우징(11)과 함께 체결될 때, 각각의 연결 단자(51)는 스프링 특성으로 인하여 탄성적으로 변형된다. 이 경우에, 제1 굴곡부(53) 및 제2 굴곡부(58)는 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)와 접촉하게 되고, 위로부터 그리고 아래로부터 가압된다. 이에 의해, 본체부(52), 제1 굴곡부(53), 경사부(57) 및 제2 굴곡부(58)는 탄성적으로 변형된다. 또한, 도 11에서 잘 도시된 바와 같이, 경사부(57)는 더 경사지고, 제2 굴곡부(58)는 하우징(11)의 표면에 접근하기 위해서 변형된다.

하우징 캐비티(12)들이 일부분에서 그의 표면에 인접하기 때문에, 하우징 상에 형성된 경사면(13), 본체부(52) 또는 경사부(57)는 표면에 근접하여 캐비티(12)의 단부와 간섭하지 않지만, 가요성 있게 변형된다. 경사부(57)는 제1 굴곡부(53)의 굴곡 방향에 대향하는 방향으로 경사지고, 팁 단부를 향하여 장착부(54)로부터 멀리 이동한다. 다시 말하면, 경사부(57)는 하우징(11)의 표면에 대하여 예각을 형성하고, 점차 넓어지는 형상을 갖는다. 따라서, 단자 본체부(52) 또는 경사부(57)는 더욱 가요성 있게 변형된다.

단자(51)가 변형될 때, 단자(51)의 각각의 상부 볼록부(55a) 및 하부 볼록부(55b)의 측면은 경사면(13)에 근접한 캐비티 광폭부(14)의 측면에 대하여 가압된다. 이 상태에서, 캐비티(12) 내의 각각의 단자(51)의 위치는 안정화될 수 있다. 또한, 변형의 응력은 단자(51)의 경사부(57)가 이동할 때 장착부(54) 상에 집중한다. 장착부(54)는 상부 볼록부(55a)의 측면 상의 2개의 섹션들과 하부 볼록부(55b)의 측면 상의 2개의 섹션들을 포함한 총 4개의 섹션들에서 하우징(11)과 맞물린다. 이것은 응력에 의해 초래된 장착부(54)의 가능한 변형을 방지함으로써 단자(51)를 원활하게 변형시킨다.

이러한 방식으로, 단자(51)는 탄성적으로 그리고 가요성 있게 변형된다. 하우징(11)과 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121) 사이에서의 공간이 일정하지 않은 경우에도, 연결 단자(51)의 제1 굴곡부(53) 및 제2 굴곡부(58)는 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)와의 접촉을 유지할 수 있다. 따라서, 하우징(11), 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121)이 비틀려지거나 휘어지는 경우에도, 제1 기 판(111)과 제2 기판(121)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 기판(111) 및 제2 기판(121)은 손상되지 않도록 연결 단자(51)로부터 강한 저항력을 받지 않는다.

또한, 단자(51)의 탄성 변형에 의해 발생된 탄성력은 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)를 향하여 제1 굴곡부(53) 및 제2 굴곡부(58)를 작동시켜서, 위에서 기술된 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)와의 접촉을 안정시킨다.

경사부(57)의 기울기의 변화는 제2 굴곡부(58)로 하여금 하우징(11)에 평행한 방향으로 이동하게 하고 제2 접촉 패드(123)의 표면에 대하여 마찰(rub)하게 한다. 이것은 전기 도전성을 방해하는 제2 굴곡부(58) 및 제2 접촉 패드(123)의 표면들에 부착된 임의의 이물질을 제거하는 와이핑 효과(wiping effect)를 발생시킨다. 이것은 제2 굴곡부(58)와 제2 접촉 패드(123) 사이에서의 신뢰 가능한 전기 연속성을 보장한다.

또한, 단자(51)는 경사부(57)를 포함하여서, 경사 방향뿐만 아니라 수직 방향에서의 제2 기판(121)에 대한 연결부에서 발생된 접촉 압력을 흡수할 수 있다. 단자(51)는 수직 방향으로 휘어지지 않아서 손상되지 않는다.

캐비티(12) 내의 광폭부(14)의 어느 한 측면에서의 내부 측면과, 캐비티(12) 내에 수용된 단자(51)의 장착부(54)의 어느 한 측면에서의 상부 볼록부(55a) 또는 하부 볼록부(55b) 사이에서는 단자(51)의 수직 이동을 방지할 수 없는 작은 틈새가 있다. 또한, 광폭부(14)의 어느 한 측면에서의 볼록부(15)와 장착부(54)의 어느 한 측면에서의 오목부(56) 사이에서는 단자(51)의 수직 이동을 방지할 수 없는 작은 틈새가 있다. 따라서, 단자(51)는 캐비티(12) 내에 유지되지만 틈새의 범위 내 에서 장착부(54)의 가로방향으로(widthwise) 또는 수평으로 이동할 수 있다. 상부 볼록부(55a) 및 하부 볼록부(55b)는 단자(51)로 하여금 경사지게 하도록 서로 대향 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 방식으로, 단자(51)는 수직 및 수평 이동뿐만 아니라 경사짐도 가능한 상태로 캐비티(12) 내에 유지된다. 하우징(11), 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121)이 비틀려지거나 휘어지는 경우에도, 커넥터는 제1 기판(111)과 제2 기판(121) 사이에서 전기 연결을 신뢰 가능하게 제공한다.

장착하기 위하여, 각각의 단자(51)는 캐비티(12) 내로 연결 단자(51)를 삽입하도록 하방으로 면하는 제1 굴곡부(53)와 함께 위로부터 하강된다. 이 공정에서, 장착부(54)의 하부 볼록부(55b)는 광폭부(14)가 어느 한 측면에서 볼록부(15)와 접한다. 하부 볼록부(55b)의 하부 측면은 최하단부를 향하여 더 좁아지게 되는 테이퍼된 표면(54b)이다. 측면으로 분기된 장착부(54)의 일부분은 탄성적으로 변형되고 안쪽으로 경사져서, 하부 볼록부(55b)로 하여금 양쪽 측면들 상의 볼록부(15)를 원활하게 관통하게 한다. 그러므로, 단자(51)를 내부에 수용하도록 단자(51)를 캐비티(12) 내로 쉽게 삽입시킬 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단자(51)를 각각의 캐비티(12) 내에 수용함으로써, 단자(51)가 하우징(11) 상에 장착되는 기판 커넥터(1)를 얻을 수 있다. 작동자의 수동 조작 또는 공구의 사용에 의해, 안쪽으로 경사지게 하기 위해서 측면으로 분기되는 장착부(54)의 일부분을 탄성적으로 변형시킴으로써, 대응 단자 수용 리세스(12)로부터 각각의 단자(51)를 쉽게 제거할 수 있다. 따라서, 단자(51)는 손상되거나 오염되지 않는 경우에 쉽게 제거될 수 있다. 이에 따라, 개별 방식으로 단일 단자(51)를 스페어(spare)로 선택적으로 교 체할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 기판(111)과 제2 기판(121)은 커넥터(1)에 의해 서로 연결되고, 커넥터(1)는 제1 접촉 패드(113)가 배치되는 제1 기판(111)의 표면에 연결된다. 이 경우에, 제1 안내 컬럼(16a, 16b)은 하우징(11)의 후방 표면으로부터 돌출하고 제1 기판(111) 내에 형성된 제1 안내 구멍(114) 내로 끼워맞춤된다. 이것은 하우징(11) 및 제1 기판(111)을 위치시키고, 각각의 단자(51)의 제1 굴곡부(53)로 하여금 대응하는 제1 접촉 패드(113)와 접촉하게 한다. 이러한 단계에서, 단자(51)는 제1 기판(111)의 비틀림 또는 파동에 의해 초래된 각각의 제1 접촉 패드(113)의 수직 위치에서의 편차에 응답하여 최하부 위치에서 또는 최하부 위치 위의 위치에서 배치된다.

결과적으로, 커넥터(1)는 제2 접촉 패드(123)가 배치되는 제2 기판(121)의 표면에 연결된다. 제2 안내 컬럼(18)은 하우징(11)의 표면으로부터 돌출하고 제2 기판(121)의 제2 안내 구멍(124) 내로 끼워맞춤된다. 제2 기판(121)에 대한 하우징(11)의 위치설정이 달성되고, 각각의 단자(51)의 제2 굴곡부(58)로 하여금 대응하는 제2 접촉 패드(123)의 표면과 접촉하게 한다. 하우징(11)의 표면으로부터 돌출하는 환형 돌출부(17a)의 상부 단부 표면은 제2 기판(121)과 접하여서, 하우징(11)과 제2 기판(121) 사이의 공간을 유지한다.

마지막으로, 체결 부재(131)는 장착 구멍(17) 내로 삽입되고, 제1 장착 구멍(112) 및 제2 장착 구멍(122)과 너트(132)는 제1 기판(111)과 제2 기판(121)을 함께 체결하도록 체결 부재(131) 상으로 나사결합된다. 제1 기판(111)과 제2 기 판(121)이 점차 함께 체결되는 경우에, 각각의 단자(51)의 제2 굴곡부(53)는 제1 기판(111)의 제1 접촉 패드(113)에 의해 위로 밀리고, 단자(51)의 제2 굴곡부(58) 및 경사부(57)는 제2 기판(121)의 제2 접촉 패드(123)에 의해 경사지고 하방으로 변형된다. 이러한 공정에서, 장착부(54)의 상부 볼록부(55a) 및 하부 볼록부(55b)의 측면들이 협소부에 근접하여 광폭부(14)의 측면에 의해 가압되도록, 경사부(57)의 경사 방향으로 단자(51) 상에 응력이 가해진다. 커넥터(1)의 하우징(11)은 두께 방향으로 하우징(11) 내의 캐비티(12)를 포함하여 단자(51)를 수용한다. 단자(51)는 수직 슬롯(54a)에 의해 분기되는 장착부(54)를 포함하고, 장착부(54)는 그 외부 에지들 상에 형성된 오목부(56)를 포함한다. 캐비티(12)에는 장착부(54)를 수용하도록 장착부(54)의 폭보다 더 큰 폭을 갖는 광폭부(14)가 형성된다. 광폭부(14)의 내측면으로부터 안쪽으로 돌출하는 볼록부(15)는 수직으로 그리고 수평으로 이동할 수 있게 하기 위해서 단자(51)를 유지하도록 오목부(56)와 맞물린다.

하우징(11), 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121)이 비틀려지거나 휘어지는 경우에도, 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121)과 하우징(11) 사이의 공간에서의 편차를 적절하게 흡수할 수 있어서, 제1 기판(111)과 제2 기판(121) 사이의 접촉을 유지한다. 또한, 커넥터(1)의 구조를 단순화시킬 수 있어서 비용을 감소시킬 수 있다.

단자(51)는 제1 기판(111)에 근접한 장착부(54)의 단부에 연결된 제1 굴곡부(53)와, 제1 기판(111)에 근접한 단부가 제1 굴곡부(53)에 연결되는 본체부(52)와, 제2 기판(121)에 근접한 본체부(52)의 단부에 연결되고 제1 굴곡부(53)의 굴곡 방향에 대향하는 방향으로 경사지는 경사부(57)와, 제2 기판(121)에 근접한 경사부(57)의 단부에 연결되고 제1 굴곡부(53)의 굴곡 방향에 대향하는 방향으로 굴곡된 제2 굴곡부(58)를 포함한다. 단자(51)의 제1 굴곡부(53)는 제1 접촉 패드(113)와 접촉하고, 제2 굴곡부(58)는 제2 접촉 패드(123)와 접촉하고, 단자(51)로 하여금 탄성적으로 변형하게 하여 제1 접촉 패드(113)와 제2 접촉 패드(123) 사이의 거리에서의 임의의 변동을 흡수하게 한다.

이러한 방식으로, 단자(51)는 탄성적으로 그리고 가요성 있게 변형된다. 하우징(11)과 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121) 사이에서의 공간이 일정하지 않은 경우에도, 각각의 단자(51)의 제1 굴곡부(53) 및 제2 굴곡부(58)는 대응하는 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)와 접촉할 수 있다. 따라서, 하우징(11), 제1 기판(111) 또는 제2 기판(121)이 비틀려지거나 휘어지는 경우에도, 제1 기판(111)과 제2 기판(121)을 신뢰 가능하게 연결할 수 있다. 단자(51)의 탄성 변형에 의해 발생된 탄성력은 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)를 향하여 제1 굴곡부(53) 및 제2 굴곡부(58)를 작동시켜서, 제1 접촉 패드(113)와 제2 접촉 패드(123)와의 접촉을 보장한다. 경사부(57)의 기울기의 변화는 전기 연속성을 방해하는 제2 굴곡부(58) 및 제2 접촉 패드(123)의 표면들에 부착된 임의의 이물질을 제거하는 와이핑 효과를 발생시킨다. 이것은 제2 굴곡부(58)와 제2 접촉 패드(123) 사이의 연속성을 보장한다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단자를 도시하는 사시도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 돌출부(59)는 제1 굴곡부(53)의 하부 단부에서 그리고 또한 단자(51)의 제2 굴곡부(58)의 상부 단부에서 형성된다. 돌출부(59)는 단위 면적당 접촉력이 더 높도록 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123)와 접촉하게 되어, 제1 굴곡부(53) 및 제2 굴곡부(58)와 각각 제1 접촉 패드(113) 및 제2 접촉 패드(123) 사이의 전기 연결을 또한 보장한다. 다른 구성 및 작동은 대응하는 기술이 생략되도록 상술된 제1 실시예에서의 구조 및 작동과 동일하다.

본 발명은 상술된 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 요점에 기초한 다양한 방식으로 변화되고 수정될 수 있고, 이들 변화 및 수정은 첨부된 청구범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 범위로부터 배제되지 않아야 한다.

Claims

인터포저 어플리케이션에서 사용하기 위한 단자이며,

제1 자유단 및 제2 자유단을 갖는 후크 형상의 긴 단자 본체와,

상기 제1 자유단 내에 배치되어 2개의 자유 아암들을 형성하는 종방향 슬롯을 포함하는 단자 유지부와,

상기 단자 유지부에 접하는 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 포함하며,

상기 제1 자유단은 상기 단자 본체로부터 이격된 상기 단자 유지부를 형성하도록 상기 단자 본체를 향하여 굴곡되고,

상기 자유 아암들은 상기 인터포저 어플리케이션 내에 형성된 단자 수용 캐비티의 측면들과 맞물리기 위하여 종방향 리세스를 사이에 형성하는 한 쌍의 이격된 돌출부들을 각각 포함하고,

상기 제1 접촉부는 상기 굴곡부에 근접하여 배치되고, 상기 제2 접촉부는 상기 단자 본체의 제2 자유단에서 배치되는

단자.
제1항에 있어서,

상기 리세스는 상기 슬롯보다 짧은 길이를 갖는

단자.
제1항에 있어서,

상기 리세스는 상기 자유 아암들을 따라 종방향으로 연장하는

단자.
제1항에 있어서,

상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부는 만곡면을 갖는

단자.
제4항에 있어서,

상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부는 대향 방향으로 만곡되는

단자.
제1항에 있어서, 각각의 상기 2개의 자유 아암들 상의 상기 2개의 돌출부들 중 하나의 이상의 돌출부는 4개의 측면들로 되어 있는

단자.
제1항에 있어서,

상기 단자 유지부 및 상기 단자 본체의 제2 자유단으로부터 이격된 경사부를 더 포함하는

단자.
(내용 없음)
제4항에 있어서,

상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부 각각은 외향으로 연장하는 돌출부를 포함하는

단자.
제9항에 있어서,

상기 돌출부들은 상기 제1 접촉부의 만곡면 및 상기 제2 접촉부의 만곡면 상에 배치되는

단자.
2개의 기판들을 함께 연결하기 위한 커넥터이며,

내부에 배치된 복수의 단자 수용 캐비티를 포함하는 절연성 하우징으로서, 각각의 상기 단자 수용 캐비티는 상기 하우징을 통해 완전하게 연장하고, 각각의 상기 단자 수용 캐비티는 제1 폭을 갖는 기부와 대향하는 제1 단부 및 제2 단부를 구비하고, 상기 제1 단부는 제1 폭보다 큰 제2 폭을 갖는 확대부를 포함하고, 상기 확대부는 상기 단자 수용 캐비티 내로 측방향으로 연장하는 한 쌍의 대향 단자 맞물림 돌출부들을 포함하는, 절연성 하우징과,

복수의 도전성 단자로서, 단일의 단자는 단일의 단자 수용 캐비티 내에 수용되고, 각각의 상기 단자는 제1 자유단 및 제2 자유단을 구비하고, 상기 단자는 후크형 구성을 형성하도록 자체로 부분적으로 굴곡되고, 상기 단자의 제1 자유단은 단자 유지부를 형성하고, 상기 단자의 제2 자유단은 상기 단자의 제2 접촉부를 형성하고, 상기 단자는 상기 단자가 자체로 굴곡되는 상기 단자 상의 위치에 근접하여 배치된 제1 접촉부를 포함하는, 복수의 도전성 단자와,

상기 제1 자유단 내에 배치된 종방향 슬롯을 포함하는 단자 유지부로서, 상기 슬롯은 2개의 자유 아암들을 형성하고, 각각의 자유 아암은 각각의 자유 아암들 상에서 리세스를 사이에 형성하는 한 쌍의 이격된 돌출부를 포함하고, 상기 단자의 자유 아암의 리세스는 상기 캐비티의 상기 단자 맞물림 돌출부와 맞물리고, 상기 단자의 자유 아암의 리세스는 상기 단자가 상기 캐비티 내에서 제한된 이동을 하도록 상기 캐비티의 단자 맞물림 돌출부의 길이보다 더 긴 길이를 갖는, 단자 유지부와,

상기 단자의 제2 자유단에서 배치되는 제2 접촉부를 포함하는

커넥터.
제11항에 있어서,

상기 캐비티들은 상기 단자의 제2 자유단에 대향하는 경사 벽을 각각 포함하는

커넥터.
제12항에 있어서,

상기 단자들은 상기 단자의 제1 접촉부와 제2 접촉부 사이에 배치된 경사부를 각각 포함하는

커넥터.
제11항에 있어서,

상기 단자의 제1 접촉부 및 제2 접촉부는 대향 방향으로 대면하는 만곡면들을 포함하는

커넥터.
제14항에 있어서,

상기 만곡면들은 돌출부를 각각 포함하는

커넥터.
제11항에 있어서,

상기 단자들 각각은 상기 캐비티의 경사부에 대향하여 경사부를 포함하는

커넥터.
제16항에 있어서,

상기 경사부는 상기 단자 내의 제2 굴곡부에 의해 상기 단자의 제1 자유단으로부터 분리되는

커넥터.