KR19990072055A - 인쇄회로기판 엣지 카드 컨넥터 - Google Patents
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Abstract
단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터(2)는 콘택트들(8, 12)의 2개의 열을 구비하며, 콘택트들(10, 14)은 서로에 대하여 (콘택트들의 열의 방향으로) 오프셋되어 단일 인라인 메모리 모듈 카드(24)의 인접한 콘택트 패드들은 기판의 양측부상에 교대로 접촉한다. 여유접촉점의 제거는 콘택트들이 금속핀으로부터 충분한 접촉력과 넓은 탄성범위를 가능하게 하는 비교적 넓은 빔들로의 타발을 가능하게 하며, 특히 제조단가를 줄이기 위하여 한 제조공정에서 콘택트들의 모든 열이 하우징 내로 삽입되는 것을 가능하게 한다.
Description
컴퓨터 시스템용 단일 인라인 메모리 모듈(SIMM : single in-line memory module)과 이중 인라인 메모리 모듈(DIMM: dual in-line memory module) 카드들과 같은 분야에 있어서, 메모리 칩들은 인쇄회로상에 위치되어 회로 상부의 회로 트레이스들(circuit traces)에 의하여 카드의 모서리를 따라 병렬로 배치된 다수의 회로 패드들(pads)과 상호연결되며, 그 뒤 카드는 컴퓨터에 메모리 모듈을 상호연결하기 위하여 컨넥터에 끼워(plug)어질 수 있다. 여러 분야에서, 카드는 카드를 교환 또는 제거하기 위하여 뽑혀(unplug)질 수 있어야 한다. 카드의 모서리를 따라 배치된 콘택트 패드들은 일반적으로 카드의 일측상에 제공된다. 단일 인라인 메모리 모듈(SIMM) 카드에서, 기판의 양측상에 정렬된 콘택트 패드들은 전기적으로 상호연결된다. 일반적으로 상대 엣지 카드 컨넥터는 기판의 양측상에서 콘택트 패드들과 접촉하기 위한 콘택트들을 구비한다. 한 예가 미국특허 4,575,172호에 나타나며, 여기서 각 콘택트는 인쇄회로기판의 양측으로 정렬된 콘택트 패드들과 접촉하기 위한 한 쌍의 접촉점을 갖는다. 따라서 접촉점중 하나는 여유분이다.
대부분의 단일 인라인 메모리 모듈 카드의 콘택트 패드들은 주석 또는 산화될 수 있는 유사한 물질로 이루어지며, 결합 컨넥터의 상대 콘택트들도 유사한 물질로 이루어진다. 접촉 표면들에서 전기적 도전성에 손상을 줄 수 있는 산화층의 존재로 인하여 비교적 높은 접촉력이 요구되며, 가능하다면, 플러깅 접속시 산화층을 극복(break through)하기 위하여 일정한 마찰량이 바람직하다. 큰 접촉력과 다수의 콘택트들은 단일 플러깅 접속을 갖는 실용성을 제거하지만, 미국특허 제 4,575,172호에 도시된 바와 같은 피봇팅 기판 해결책(pivoting board solution)과 같은 저삽입력 시스템(low insertion force systems)의 설계를 이끌어낸다. 피봇팅 레버 아암 효과는 다수의 콘택트들을 위한 큰 접촉력이 제공되어지도록 할 수 있게한다. 예를 들어 일반적으로 단일 인라인 메모리 모듈 카드 컨넥터용으로 사용되는 주석 접속 표면에서, 타이트한 이격수단(tight spacing means)에서 큰 접촉력을 위하여 콘택트들이 비교적 강성(rigid)이고 좁은 탄성영역을 갖는 것이 요구된다. 결합 인쇄회로기판의 휨(warping) 또는 두께 공차가 단일 콘택트에 있어서 과도할 수 있기 때문에 여유 콘택트들은 이러한 관점에서 중요하다.
타이트한 이격 상태에서 큰 힘을 발생시키기 위해서는 단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터들은 금속판(sheet metal)으로부터 엣지 타발된 콘택트들을 가지며, 접촉탄성 빔들은 금속판의 면에서 구부려진다. 이러한 콘택트들은 일반적으로 스티칭(stitching)에 의하여 컨넥터 하우징에 개별적으로 조립되며, 이는 비교적 긴 제조주기 시간을 필요로 한다. 여러 가지 다른 형태의 낮은 삽입력 또는 제로(zero) 삽입력 접속 시스템이 있으며, 예를 들어 이들중 일부는 엣지 카드의 삽입을 가능케 하기 위하여 마주보는 접촉점들을 개별적으로 지지하며, 그후 캠잉 메커니즘(camming mechanism) 또는 유사한 수단의 작동에 의하여 콘택트 패드들에 대한 콘택트들의 바이어싱(biasing)을 가능하게 한다. 이러한 캠 저삽입력(cammed low insertion) 또는 제로 삽입력 시스템들은 금도금된 접촉표면들 사이에 더 적은 접촉압력이 필요하고 마찰영향이 요구되지 않기 때문에 가끔 금도금된 접촉표면들과 함께 사용된다. 낮은 접촉력으로 인하여 금도금된 표면들을 구비한 엣지 카드 컨넥터 시스템들은 삽입력을 감소시키지 않고서도 간단하게 끼워지며, 이는 접촉력이 이를 실행할 수 있도록 충분히 작기 때문에다. 주어진 공간 내에서, 탄성범위(유연성)는 접촉력을 위한 보다 적은 요구조건으로 인하여 증가될 수 있다. 그러나, 금도금은 접속시스템의 단가를 증가시킨다.
신뢰성 및 성능의 필수불가결한 수준을 유지함에도 불구하고 이러한 접속 시스템의 단가를 감소시키는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 목적은 신뢰성이 있고 낮은 삽입력을 가능케 함에도 불구하고 비용면에서 효과적인 단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 신뢰성있는 접촉을 보장하면서 컨넥터와의 접속을 위하여 기판의 굽힘을 지지할 수 있는 비용면에서 효과적이고 신뢰성 있는 엣지 카드 컨넥터를 제공하는데 있다.
본 발명은 인쇄회로기판 엣지 카드(printed circuit board edge card)에 결합하기 위한 컨넥터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터를 관통한 횡단면도.
도 2는 도 1의 단일 인라인 메모리 모듈 카드의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터의 부분의 결합면의 평면도.
도 4는 단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터의 부분의 하부 장착면의 사시도.
도 5는 짧은 콘택트의 사시도.
도 6은 금속판으로부터 스탬프되고 성형된 콘택트로서, 캐리어 스트립에 부착된 상태의 사시도.
도 7은 긴 콘택트의 사시도.
본 발명의 목적들은 절연하우징과 절연하우징 내부에 장착되고 내부에 엣지 카드를 수용하기 위하여 간격에 의하여 분리되는 2열로 배치된 다수의 탄성 콘택트들을 포함하는 엣지 카드 컨넥터를 제공함으로서 이루어지며, 제 1 열은 병렬로 배치된 다수의 콘택트들을 구비하고, 제 2 열은 제 1 열에 대하여 오프셋된 병렬로 배치된 다수의 콘택트들을 구비하여 제 1 및 제 2 열의 콘택트들이 각각에 대하여 열들의 방향으로 오프셋된 콘택트 패드들에 접속하기 위한 것이다. 따라서, 여유 콘택트들은 제거되어 선행기술의 단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터들과 비교하여 각 열이 보다 적은 수의 콘택트들(예를 들어 절반의 콘택트들)을 갖는 것이 가능하다. 엣지 카드 콘택트 패드들 간의 보다 콤팩트한 간격이 가능함은 물론 예를 들어, 주석이 입혀진 콘택트용으로 보다 큰 접촉력을 제공하기 위하여 보다 긴 콘택트들이 컨넥터 내에 제공될 수 있다.
유리한 실시예에서, 마주보는 콘택트들의 접촉점들은 다른 높이에 있을 수 있으며, 이에 따라 낮은 접촉점(예로서 컨넥터의 베이스에 가까운)을 갖는 콘택트는 탄성경로를 연장하기 위하여 예각의 V형 굴곡부를 구비할 수 있어 콘택트 빔의 탄성 휘어짐을 증가시킨다. 따라서 접속을 위한 기판의 굴곡상태의 넓은 공차에 대한 조정은 신뢰성 있는 방법으로 가능하다. 콘택트들의 종단에서 연장부와 하우징의 견부의 접촉에 의하여 콘택트들은 또한 미리 압축된 상태로 하우징 내에 장착될 수 있어 콘택트 표면들의 정확한 위치가 가능하며, 원할 경우 보다 큰 접촉력을 얻을 수 있다.
다른 유리한 특징들은 상세한 설명, 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 절연 하우징(4)과 콘택트들(6)을 포함하는 단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터(2)가 도시된다. 긴 콘택트들(10)의 제 1 열(8)과 이에 평행한 짧은 콘택트들(14)의 제 2 열(12)이 존재한다.
절연 하우징(4)은 콘택트들(10 및 14)을 각각 수용하기 위한 다수의 터미널 수용 캐비티들(16 및 18)을 포함한다. 컨넥터 하우징은 장착면(20)으로부터 카드 수용면(22)으로 연장된다. 인쇄회로기판(24)의 모서리는 카드 수용면(22)으로부터 콘택트 열들(8 및 12) 사이로 어떤 삽입력이 요구됨이 없이 특정각도(20 내지 30°)로 경사지게 삽입가능하다. 그 후 카드(24)는 수직위치로 선회(pivot)될 수 있으며, 그로 인하여 콘택트 패드들(26, 28)과 각각 접촉하기 위하여 양 콘택트들(10 및 14)과 접촉하여 외측으로 탄성적으로 바이어싱시킨다.
도 7을 참고하면, 긴 콘택트들(10)은 금속판으로부터 타발, 성형(stamped and formed)되며, 인쇄회로기판에 접촉하는 연결부(34), 베이스부(32) 및 베이스부로부터 연장되고 자유단(38)에 인접한 접촉돌출부(36)를 포함하는 접촉부(34)를 포함한다. 베이스부(32)는 실질적으로 평면이며, 자유단(38)보다 넓은 폭(W)을 갖는다. 탄성부(33)는 접촉부(34)와 베이스부(32) 사이에 위치한다. 탄성부는 베이스부(32)로부터 접촉부(36)까지 점차적으로 감소하는 폭을 가진다. 넓은 베이스부(32)는 콘택트가 콘택트 수용 캐비티(16)의 양 측벽들(42)내로 연장된 슬롯들(도 4의 40)내에 견고하게 안착되어지는 것을 가능하게 한다. 비록 도 7에는 도시되지 않았지만, 베이스부의 측면 엣지들(44)은 지지 바브들(barbs)을 구비할 수 있다. 콘택트는 하우징(4)의 인쇄회로기판 장착면(20)으로부터 슬롯들(40) 내로 스티치(stitch)될 수 있다.
제조공정시, 열(8)의 콘택트들(10)은 하우징내의 위치와 동일한 피치로 타발, 성형될 수 있으며, 짧은 콘택트들(14)을 위한 도 6에 도시된 것과 유사하여 콘택트(10)의 전체 열(8)은 조립장치에 의하여 단일 삽입운동 상태로 하우징내에 삽입될 수 있으며, 조립장치는 하우징 내로의 삽입에 앞서 콘택트를 잡고 캐리어 스트립(41)의 내부 연결금속 부분들을 절달한다. 이것은 제조 주기시간을 감소시키기 때문에 콘택트들의 스티칭 또는 콘택트들을 개별적으로 각 캐비티내로 장착하는 것에 비하여 조립비용이 줄어든다.
베이스부(32)로부터 접촉돌출부(36)까지의 탄성 아암(33)의 폭의 줄어듬(tapering)에 의하여 최적의 탄성과 가요성의 제공이 가능함에도 불구하고 베이스부(32)의 넓은 폭은 하우징 내에서의 콘택트의 매우 안정되고 강력한 지지를 가능하게 한다. 베이스부(32)의 넓은 폭(W)은 제 2 열(12)의 콘택트들(14)이 인쇄회로기판(24)의 콘택트 패드들(26, 28)의 피치와 동일한 거리(도 4의 d)에 의하여 오프셋(offset)되기 때문에 가능하다.
단일 인라인 메모리 모듈 컨넥터에서, 콘택트 패드들(28 또는 26)은 회로기판의 각 대향 측부상에서 함께 정렬된 콘택트 패드에 상호접속된다. 인쇄회로기판(24)의 일측부(23)상에서의 교호 콘택트 패드들(26)과의 접촉, 컨넥터 콘택트(8) 및 인쇄회로기판(24)의 다른 측부상에서 거리 D 만큼 오프셋되어진 교호 콘택트 패드들(28)과의 접촉에 의하여 인쇄회로기판 엣지의 모든 컨넥터 콘택트들은 (여분 없이) 접촉되어진다. 따라서, 선행기술에서와 같이 여유 콘택트들을 제조하는 것보다는 개별적인 콘택트들(10, 14)은 인쇄회로기판(24)의 최종적인 휨에 대한 보상을 위하여 높은 가요성을 가지게 된다. 적은 수의 콘택트들의 사용은 베이스부가 보다 넓어지는 것을 가능하게 하며 탄성부가 산화(주석) 접촉 표면들을 위하여 충분한 큰 힘을 발생시키는 것을 가능하게 한다. 중요한 이점은 금속판의 평면으로부터 형성된 콘택트들의 방향으로서, 콘택트들이 이 방향으로 캐비티내로 삽입되어 하우징내로의 콘택트들의 동시 조립을 가능하게 한다.
도 5를 참고하면, 짧은 콘택트(14)는 연결부(30), 베이스부(32'), 탄성부(33') 및 자유단(38')에 인접한 접촉부(34')를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이 긴 콘택트(10)에 대하여 컨넥터 내에서의 접촉돌출부(36')의 낮은 위치로 인하여 탄성부(33')에 유용한 낮은 높이에 있다. 넓은 탄성 범위를 갖는 콘택트를 제공하기 위하여 탄성부(33')는 경사각을 갖고 제공되며 예각 α (도 1 참조)를 갖는 V형 굴곡부(50)를 통하여 베이스부(32')에 상호연결된다. 따라서 필수불가결한 탄성력을 제공함에도 불구하고 콤팩트한 방법으로 탄성부(33')의 유효한 탄성 길이는 향상된다. 탄성부(33')는 또한 긴 콘택트(10)에 대한 유사한 방법으로 넓은 베이스부(32')에서부터 좁은 접촉돌출부(36')까지 테이퍼진다.
도 6에 도시되고 긴 콘택트(10)에 대하여 이미 위에서 설명한 바와 같이, 한번의 조립동작으로 하우징의 캐비티(18) 내로 콘택트들의 전체 열의 삽입을 위하여콘택트들(14)은 피치를 갖고 금속판으로부터 타발, 성형된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 접촉돌출부들(36, 36')이 정확하게 위치할 수 있도록 콘택트들의 자유단들(38, 38')은 하우징의 견부들(52,52'; shoulders)에 각각 접촉된다. 견부들(52, 52')은 절개부들(54, 54')을 제공함으로서 형성되며, 이 절개부들은 정확한 조립체의 카드 수용 측부로부터 육안검사를 가능하게 하며, 하우징내에서의 콘택트들(10, 14)의 위치를 가능하게 한다. 이러한 육안검사는 비디오 카메라를 이용하여 예를 들어 품질제어공정들의 성형공정 등과 같은 제조공정을 따라 제공될 수 있다. 필요한 경우, 접촉력을 증가시키기 위하여 콘택트는 미리 압축될 수 있다.
Claims (8)
- 인쇄회로기판(24)의 일측 상부 및 모서리를 따라 병렬로 배치된 콘택트 패드들(26, 28)에 접속하기 위한 것으로서, 장착면(20)에서부터 카드 수용면(22)까지 연장된 절연 하우징(4), 병렬로 배치된 긴 콘택트들(10)의 제 1 열(8) 및 제 1 열과의 사이에 인쇄회로기판의 수용을 위하여 제 1 열과 평행하고 제 1 열로부터 이격된 병렬로 배치된 짧은 콘택트들(14)의 제 2 열(12)을 포함하며, 긴 콘택트(10) 각각은 장착면(20)으로부터 일정한 높이에 접촉돌출부(36)를 구비하며, 짧은 콘택트(14) 각각은 긴 콘택트의 접촉돌출부보다 낮은 높이에 접촉돌출부(36')를 구비하여 인쇄회로기판이 경사각을 가지고 저 삽입력으로 콘택트 열들 사이로 유입되도록 구성되며 그 후에 인쇄회로기판 콘택트 패드들(26, 28)에 대하여 접촉돌출부들이 탄성적으로 접촉하도록 인쇄회로기판이 선회가능한 엣지 카드 컨넥터(2)에 있어서, 제 1 열(8)의 콘택트들(10)은 제 2 열(12)의 콘택트들(14)에 대하여 열들의 방향으로 오프셋(offset)되어 있는 것을 특징으로 하는 엣지 카드 컨넥터.
- 오프셋 거리 (d)는 열들중 하나의 열의 인접한 콘택트들 사이의 거리의 반과 동일한 제 1 항의 컨넥터.
- 짧은 콘택트(14)는 베이스부(32'), 탄성부(33') 및 접촉돌출부(36')를 포함하는 접촉부(34')를 포함하며, 탄성부(33')는 베이스부와 접촉부 사이로 연장된 빔형상이며 V형 굴곡부(50)를 구비한 제 1 항 또는 제 2 항의 컨넥터.
- 굴곡부(50)는 예각(α)을 갖는 제 3 항의 컨넥터.
- 콘택트들(10, 14)은 하우징(4)의 슬롯들(40)내에 견고한 장착 및 지지를 위하여 실질적인 평면형 베이스부들(32')을 가지며, 베이스부와 슬롯들은 콘택트 열 방향과 평행하게 평면형으로 실질적으로 배치된 선행하는 항중 어느 한항의 컨넥터.
- 콘택트들은 베이스부들(32, 32')로부터 연장되고 접촉돌출부(36, 36')를 향하여 테이퍼지는 탄성부들(33, 33')를 갖는 제 5 항의 컨넥터.
- 콘택트들은 접촉돌출부들(36, 36')의 위치를 위하여 캐비티들(54, 54')내로 돌출된 자유종단들(38, 38')을 가지되, 캐비티들은 자유종단들과 접촉하는 견부들(52, 52')을 형성하며, 그로 인하여 자유종단들은 캐비티들(54, 54')를 통하여 그들의 육안 검사를 위하여 컨넥터의 카드 수용 종단으로부터 관찰가능한 선행하는 항중 어느 한항의 컨넥터.
- 콘택트들의 각 열(8, 12)은 조립된 컨넥터의 콘택트 피치와 대응하는 콘택트 피치를 갖고 금속판의 한평면으로부터 타발, 성형되어 콘택트들의 전체 열(8, 12)은 하나의 조립 삽입 단계에서 컨넥터 하우징 내에 삽입, 록킹될수 있는 선행하는 항중 어느 한항의 컨넥터.
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