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KR100343083B1 - 개선된 기준 단자를 갖춘 카드 에지 커넥터 - Google Patents

개선된 기준 단자를 갖춘 카드 에지 커넥터 Download PDF

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KR100343083B1
KR100343083B1 KR1019990028793A KR19990028793A KR100343083B1 KR 100343083 B1 KR100343083 B1 KR 100343083B1 KR 1019990028793 A KR1019990028793 A KR 1019990028793A KR 19990028793 A KR19990028793 A KR 19990028793A KR 100343083 B1 KR100343083 B1 KR 100343083B1
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파넬라어거스토피.
쳉카이무크
랑해롤드키이쓰
트리너어빈알.
퉁쉬-린
왈즈알랜에스.
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루이스 에이. 헥트
몰렉스 인코포레이티드
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Abstract

회로 기판 상에 장착되며 회로 카드를 착탈식으로 수용하는 본 발명의 카드 에지 커넥터는 카드 수용 슬롯을 형성하는 긴 하우징을 포함한다. 복수개의 단자 수용 공동은 슬롯의 양 측면을 가로질러 연장된다. 교번하는 공동은, 모두 하향 연장되는 기판 접촉자 및 상향 연장되는 스프링 아암을 갖는 스탬핑 가공된 기준(접지 또는 전력) 단자 및 신호 단자를 포함한다. 대향한 신호 접촉자 쌍에 평행하며 이에 겹쳐지는 기준 접촉자를 각각 포함하는 복수개의 동일한 대면 접촉자 세트가 구비된다. 상향 연장되는 기준 단자 스프링 아암은 기준 단자 및 신호 단자 사이의 결합을 높임으로써 혼선을 감소시키기 위한 오버사이즈 패드부를 포함한다. 회로 기판까지의 회로 경로는 회로 카드의 중심선에 대하여 대칭인 열로 배열되고, 회로의 평행한 내부 선은 기준 접촉자만을 수용하고 회로의 외부 선은 신호 접촉자만을 수용한다.

Description

개선된 기준 단자를 갖춘 카드 에지 커넥터{CARD EDGE CONNECTOR WITH IMPROVED REFERENCE TERMINALS}
본 발명은 인쇄 회로 기판용 전기 커넥터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 회로 카드를 회로 기판에 착탈 가능하게 접속시키는 개선된 카드 에지 커넥터에 관한 것이다.
인쇄 회로 기판을 이용하는 컴퓨터와 같은 장치는 높은 회로 밀도를 나타내고 있으며 고주파에서 작동한다. 예를 들어, 컴퓨터 마더보드와 해당 회로 기판 상의 고 밀집된 메모리 모듈 인쇄 회로 카드 사이에서 오가는 고주파 디지털 신호의 속도는 점점 빨라지고 있다. 이와 같은 경향은 인쇄 회로 기판 상에 회로 카드를 착탈 가능하게 장착시키는 데 사용되는 카드 에지 커넥터와 같은 전기 커넥터에 문제를 일으킨다.
회로 밀도가 증가하면서, 전기 커넥터와 전기 단자도 소형화되고 있다. 그러면서도 단자들은 커넥터 내에 삽입되는 회로 카드와의 신뢰성 있는 접촉을 제공하기에 충분한 가요성 및 강성을 지녀야 한다.
또한, 카드 에지 커넥터의 전기 단자에 의해 제공되는 회로 경로의 임피던스도 작게 유지하는 것이 바람직하다. 한편, 인덕턴스는 최소로 유지되어야 하고, 캐패시턴스는 조심스럽게 제어되어야 하며, 상이한 신호 간의 혼선을 최소화해야 한다. 이들 상충하는 목표들은 성공 정도가 상이한 커넥터 및 단자 구성의 다양한 시도를 초래하였다.
예를 들어, 미국 특허 제5,161,987호는 복수개의 납땜 미부를 갖춘 접지 버스를 갖는 전기 커넥터를 개시한다. 신호 접촉자의 열은 접지 버스의 각 측면 상에 위치한다.
한편, 미국 특허 제5,162,002호는 상대적으로 짧은 접촉자 요소 및 상대적으로 긴 접촉자 요소를 갖는 공간적으로 중첩된 단자를 갖춘 카드 에지 커넥터를 개시한다. 이러한 커넥터는 최고 카드 삽입력을 줄이는 것과 같은 중요한 장점을 지니지만, 고속 디지털 신호에는 최적이 아닌 전기적 특성을 갖는다.
미국 특허 제5,192,220호는 커넥터 사이의 공간을 증가시킴으로써 혼선이 저감된 이중 판독 소켓(dual readout socket)을 개시한다. 이러한 시도로는 고 회로 밀도의 목표를 달성할 수 없다.
미국 특허 제5,259,768호는 신호 단자보다 현저하게 넓은 표면적을 갖는 접지 단자를 갖는 전기 커넥터를 개시한다. 접지 단자 및 신호 단자는 교대 배치되고, 접지 단자의 차폐 효과(shadowing effect)는 혼선을 줄인다. 접지 단자는 일반적으로 임피던스를 감소시키는 납땜 미부 및 접지 기부(feet)를 모두 가지며, 비기능 돌기(non-functional stub)는 구체적으로 요구되는 임피던스를 제공하는 크기로 설계된다.
미국 특허 제5,259,793호는 회로 카드 삽입 슬롯을 따라 교대 열로 배열된 단자를 갖는 에지 커넥터를 개시한다. 회로 밀도는 교대 열로 인해 줄어든다.
미국 특허 제5,309,630호는 소정 임피던스에 해당하는 크기의 고정부를 갖는 단자를 선택함으로써 소정 임피던스가 달성되는 전기 커넥터를 개시한다. 신호 및 접지 단자는 교대 배치되고, 임피던스를 줄이기 위해 적어도 접지 단자에는 2개의 기부가 구비된다.
미국 특허 제5,580,257호는 혼선을 줄이기 위해 확대형 접지 단자가 신호 단자 쌍에 인접해 있는 커넥터를 개시한다. 이러한 구성이 이점을 갖기는 하나, 3개의 상이한 단자 형상이 필요하고, 커넥터 하우징에 단자를 조립하는 작업이 복잡하다.
이들 및 다른 많은 시도에도 불구하고, 적절한 비용으로 제조되며 견고하고 신뢰성 있으며, 높은 회로 밀도를 갖고 고속 디지털 회로에서도 양호한 성능을 갖는 카드 에지 커넥터에 대한 오랜 필요성이 여전히 남아 있다.
본 발명의 목적은 개선된 카드 에지 커넥터를 제공하는 것이다. 다른 목적은 해당 회로 조립체와 동일한 임피던스를 달성할 수 있는 저 임피던스의 커넥터를 제공하고, 신호 회로 사이에 혼선이 최소가 되는 커넥터를 제공하고, 고 회로 밀도를 갖는 커넥터를 제공하고, 작지만 견고한 커넥터를 제공하고, 저렴하게 제조 및 조립될 수 있는 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있는 커넥터를 제공하고, 과거에 사용된 커넥터의 단점을 극복할 수 있는 개선된 카드 에지 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 복수개의 접촉 패드를 갖는 회로 카드의 정합 모서리를 수용하는 카드 에지 커넥터가 제공된다. 카드 에지 커넥터는 상부 벽 및 하부 벽과, 상부 벽 내에 정합하는 모서리를 수용하기 위한 긴 카드 슬롯을 갖는 길이가 긴 절연 하우징을 포함한다. 복수개의 평행하고, 근접 이격된 하우징 내의 단자 수용 공동 쌍은 교차하고 슬롯을 가로질러 연장된다. 각 쌍의 일 공동은 고주파 디지털 신호를 전도하기 위한 적어도 하나의 신호 단자만을 수용하고, 각 쌍의 다른 공동은 접지 또는 전력 신호를 전도하기 위한 적어도 하나의 기준 단자만을 수용한다. 각 신호 단자는 하부 벽에 인접해서 하우징 내에 보유된 신호 단자 본체와, 신호 단자 본체 및 슬롯 내의 신호 단자 접점 영역으로부터 상향 연장되는 신호 단자 가요성 비임을 포함하는 신호 단자 카드 접촉자를 포함한다. 각 기준 단자는 하부 벽에 인접해서 하우징 내에 보유되고 신호 단자 본체 상에 겹쳐지는 기준 단자 본체를 포함하고, 기준 단자 카드 접촉자는 본체로부터 상향 연장되는 기준 단자 가요성 비임과 슬롯 내의 기준 단자 접점 영역을 포함하고, 기준 단자 가요성 비임은 신호 단자 가요성 비임 상에 겹쳐진다. 각 기준 단자는 기준 단자 가요성 아암의 단부에 인접한 확대된 오버사이즈(oversize) 영역을 더 포함하고, 기준 단자 접점 영역은 확대된 영역 상에 형성된다.
도1은 회로 기판 상에 장착되고 착탈식 회로 카드를 회로 기판에 접속시키는, 본 발명을 구현하는 카드 에지 커넥터를 포함하는 인쇄 회로 기판 조립체의 사시도.
도2는 도1의 카드 에지 커넥터 중 하나의 측면도.
도3은 단자를 하우징에 장착하기 전의 단자 수용 공동을 도시한, 도2의 3-3 선을 따라 취한 카드 에지 커넥터의 하우징의 확대 수직 단면도.
도4는 단자 수용 공동 내에 장착된 기준 단자를 도시하는 도3과 유사한 단면도.
도5는 단자 수용 공동 내에 장착된 신호 단자를 도시하는 도3과 유사한 단면도.
도6은 커넥터 하우징이 제거되어 단자를 노출시킨 상태로 카드 에지 커넥터의 하우징 내에 장착된 기준 단자 및 인접한 신호 단자 쌍을 도시한 사시도.
도7은 커넥터 하우징이 제거되어 단자를 노출시킨 상태로 카드 에지 커넥터의 하우징 내에 장착된 신호 단자 쌍을 기준 단자의 정면에서 도시한 측면도.
도8은 카드 에지 커넥터와 정합하는 인쇄 회로 에지 카드의 일부의 부분 측면도.
도9는 본 발명의 설명을 돕기 위해 기준선이 부가된, 에지 카드가 장착되는 회로 기판의 일부의 부분 평면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 회로 조립체
12 : 카드 에지 커넥터
14 : 마더보드
16 : 인쇄 회로 기판
26 : 하우징
38 : 걸쇠
본 발명의 상기 및 다른 목적과 장점은 도면에 도시된 본 발명의 양호한 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 잘 이해될 수 있을 것이다.
이하 도면을 참조하면, 도1에는 본 발명의 원리에 따라 구성된 3개의 카드 에지 커넥터(12)를 포함하는 회로 조립체(10)가 도시되어 있다. 회로 조립체(10)는 인쇄 회로 기판(14), 예들 들어, 컴퓨터 마더보드를 포함한다. 카드 에지 커넥터(12)는 회로 기판(14) 상에 장착되고, 인쇄 회로 카드(16), 예를 들어, 인쇄 회로 기판(14)에 의해 이용되는 임의 추출 기억 장치(random access memory)를 갖춘 메모리 모듈을 착탈 가능하게 수용한다. 전력, 접지 및 디지털 신호가 회로 기판(14) 및 회로 카드(16) 사이에서 전달될 수 있도록 카드 에지 커넥터는 회로 경로를 제공한다.
회로 카드(16) 및 회로 기판(14)의 관련 구성이 도8 및 도9에 도시되었다. 일부가 도8에 도시된 회로 카드(16)는 카드 에지 커넥터(12)와 정합되는 모서리(18)를 포함한다. 일련의 전도성 접촉 패드(20)가 정합 모서리(1)를 따라 카드(16)의 양 대향 표면 상에 제공된다. 카드(16) 상부 및/또는 내부의 전도성 회로선은 접촉 패드(20)로부터 카드(16) 상에 장착된 요소(도시되지 않음)들로 통하는 전력, 접지 및 신호 경로를 제공한다.
회로 기판(14)의 일부가 도9에 도시되었다. 기판의 상부면(22)은 전도성 영역(24)의 열을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 전도성 영역(24)은 도금된 관통 구멍이다. 표면 장착 납땜 접속용 전도성 패드와 같은 다른 구성도 가능하다. 회로 기판 상부 및/또는 내부의 회로선은 전도성 영역(24)으로부터 회로 기판 상에 장착된 다른 요소(도시되지 않음)들에 전력, 접지 및 신호 경로를 제공한다. 카드 에지 커넥터(12)가 회로 기판(14) 상에 장착되고 회로 카드(16)가 카드 에지 커넥터(12) 내에 삽입되면, 커넥터(12)는 접촉 패드(20) 및 전도성 영역(24) 간에 회로 경로를 제공한다.
도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 카드 에지 커넥터(12)는 액정 중합체 플라스틱과 같은 성형된 고온 열가소성 재료 등의 전기 절연성 재료로 이루어진 길이가 긴 하우징(26)을 포함한다. 하우징은 상부 벽(28), 하부 벽(30) 및 대향한 측벽(32)을 포함한다. 상부 벽(28) 내의 긴 카드 슬롯(34)은 삽입된 카드(16)의 정합 모서리(18)를 수용한다. 하우징 단부 지주(36) 및 걸쇠(38)가 하우징(26)의 단부에 구비될 수 있다. 하부 벽(30)은 하부 벽(30)과 회로 기판(14)의 상부면(22)(도1) 사이에 공간을 유지하기 위한 이격 돌기(40)를 포함한다. 죔쇠(hold down, 42)는 당해 기술 분야에 일반적으로 공지되어 있으며 하우징(26)을 회로 기판(14)에 기계적으로 부착시키는 데에 사용될 수 있다.
복수개의 단자 수용 공동(44; 도3과 도4)(46; 도5)이 하우징(26) 내에 마련된다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 50개 이상의 공동(44)과, 동수의 공동(46)이 구비된다. 모든 공동(44)은 공동(46)과 바로 인접하고, 본 발명의 양호한 실시예에서 공동(44, 46)은 하우징(26)의 길이를 따라 위치가 교대로 배치된다.
공동(44, 46)은 내부 분리벽(48) 또는 분할기에 의해 분리되고 측벽(32)들 사이에서 슬롯(34)에 수직하게 횡방향으로 연장된다. 공동(44, 46)은 슬롯(34)의 대향한 양 측면을 가로질러 연장된다. 슬롯(34)의 하부는 분리벽(48)에 의해 그리고 단자 멈춤 돌기(52), 공동(44) 내의 간격기(spacer, 54) 및 공동(46) 내의 단자 보유벽(56)에 의해 일부 형성되는 멈춤면을 갖는다. 분리벽(48)은 슬롯(34)의 멈춤면(50)으로부터 약간만 하향 연장되는 간격기(54)에 의해 공동(44)들을 가로질러 연결된다. 한편, 분리벽(48)은 슬롯(34)의 멈춤면(50)으로부터 대체로 하우징(26)의 하부까지 하향 연장되는 단자 보유벽(5)에 의해 공동(46)들을 가로질러 연결된다. 슬롯(34)의 측벽들은 분리벽(48)의 빗살형 상부(48a)의 내측 모서리에 의해 형성된다. 공동(44, 46)의 하부는 대향한 내부 측벽(58)을 갖는다. 각각의 공동(44, 46)은 단자가 공동 내로 삽입될 수 있는 개방된 하부를 갖는다.
기준 단자(60)는 공동(44) 내에 장착된다. 용어 '기준 단자'는 본 명세서에서 회로 기판(14)과 회로 카드(16) 사이에서 접지 또는 전력 접속을 제공하는 단자를 의미하는 것으로 정의된다. 신호 단자(62)는 공동(46) 내에 장착된다. 용어 '신호 단자'는 본 명세서에서 회로 기판(14)과 회로 카드(16) 사이에서 ac 신호, 통상적으로 고속 디지털 신호를 전달하기 위한 회로 경로를 제공하는 단자를 의미하는 것으로 정의된다.
양호한 실시예에 있어서, 기준 단자(60)는 모두 서로 동일하며 신호단자(62)는 모두 서로 동일하다. 단자(60, 62)는 양호하게는 임의의 다른 성형 또는 절곡 공정없이 금속 시트 재료를 스탬핑 가공함으로써 제조되는 균일한 두께의 금속으로 이루어진 평평한 평면체이다. 이는 스탬핑 가공 및 성형되는 단자를 갖는 전기 커넥터에 비해 보다 효율적인 제조 작업 및 보다 견고하고 신뢰성 있는 단자를 제공한다. 양호하게는 단자(60, 62)는 전기 접점 영역이 선택적으로 금도금되고 니켈 위에 주석과 납이 도금된 인청동으로부터 스탬핑 가공되지만, 다른 합금 또는 전도성 재료가 사용될 수도 있다.
도4에는 기준 단자(60) 중 하나가 공동(44) 중 하나에 위치된 상태로 도시되어 있다. 단자(60)는 양 단부에서 상향 연장되는 보유 아암(66)을 갖는 대체로 직사각형의 평면 판과 같은 본체(64)를 포함한다. 아암(66)은 단자(60)가 하부 벽(30)을 통해 공동(44) 내에 장착된 후에 내부 측벽(58)과 결합하여 단자(60)가 제거되지 못하게 저항하는 바브(barb, 68)를 갖는다. 단자 삽입은 돌기(52)에 대한 아암(66)의 결합에 의해 또는 간격기(54)에 대한 본체(64)의 중앙 폭 부분(70)의 결합에 의해 제한될 수 있다. 기준 단자(60)는 공동(44)의 전체 폭을 가로질러 연장되어 슬롯(34)의 양 측면으로 연장된다.
한 쌍의 이격된 기판 접촉자(72)는 본체(64)로부터 하향 연장된다. 이들 접촉자는 회로 기판(14)의 도금된 관통 전도성 영역(24) 내에 수용되어 단자(60)를 회로 기판에 접속시킨다. 기준 단자(60)에 접속되는 전도성 영역(24)은 접지 또는 전원 전위의 기준 전압 상태에 있다. 기준 전압과의 접속부가 낮은 임피던스를 갖는 것은 중요하다. 단일 기준 단자(60)가 2개의 이격된 기판 접촉자를 사용하는것은 여분의 병렬 회로 경로 및 낮은 임피던스의 결과를 초래한다.
한 쌍의 대향한 스프링 아암(74)은 본체(64)로부터 상향 연장된다. 각 스프링 아암(74)은 수직부(76) 및 내향 경사부(78)를 갖춘 가요성 비임을 포함한다. 스프링 아암(74)의 단부는 도입면(82) 및 접점 영역(84)을 형성하는 확대부(80)를 포함한다. 회로 카드(16)의 정합 모서리(18)가 슬롯(34) 내에 삽입되면, 대향한 한 쌍의 전도성 패드(20)는 각각의 공동(44) 내에 삽입된다. 정합 모서리(18)는 대향한 도입면(82)과 결합하고 스프링 아암(74)은 탄성 편향되거나 분리된다. 카드(16)가 완전히 삽입되면, 접점 영역(84)은 패드(20)와 결합되어 단자(60)로부터 대향한 한 쌍의 패드(20)까지의 회로 경로를 완성하게 된다. 이와 같이, 여분의 경로가 회로 기판(14)과 회로 카드(16) 사이에 마련된다.
이하 도5를 참조하면, 이격된 한 쌍의 신호 단자(62)는 각각의 공동(46) 내에 장착된다. 기준 단자와 같은 단일 단자가 아닌 이격된 한 쌍의 신호 단자(62) 를 사용하는 것은 높은 회로 밀도를 가능하게 한다. 각 신호 단자(62)는 양 단부에서 상향 연장되는 보유 아암(88)을 갖는 일반적으로 직사각형의 평면 판과 같은 본체(86)를 포함한다. 아암(88)은 단자(62)를 공동(46) 내에 보유하는 바브(90)를 갖는다. 본체(86)의 외측 단부에서, 아암(88)과 바브(90)는 내부 측벽(58)과 결합한다. 본체(86)의 내측 단부에서, 아암(88)과 바브(90)는 보유벽(86)의 대향한 측면과 결합한다. 단자 삽입은 돌기(52)에 대한 아암(66)의 결합에 의해 제한된다.
기판 접촉자(92)는 공동(46) 내의 각각의 단자(62)의 본체(86)로부터 하향 연장된다. 이들 기판 접촉자(92)는 회로 기판(14)의 도금된 관통 전도성 영역(24)내에 수용되어 단자(62)를 회로 기판(14)에 접속시킨다. 신호 단자(62)에 접속된 전도성 영역(24)은 회로 기판(14)과 회로 카드(16) 사이에서 고주파 디지털 신호와 같은 ac 신호를 통신하는 데에 사용된다. 기판 접촉자(92)는 엇갈린 패턴으로 기준 단자 기판 접촉자(72)로부터 횡방향으로 편위되어 있다.
스프링 아암(94)은 각각의 본체(86)로부터 상향 연장된다. 각각의 스프링 아암(94)은 수직부(96)와 내향 경사부(98)를 갖는 가요성 비임을 포함한다. 스프링 아암(94)의 단부는 도입면(100)과 접점 영역(102)을 포함한다. 2개의 동일한 신호 단자(62)는 서로에 대하여 역전된 위치로 공동(46)의 대향 측면 내에 장착된다. 2개의 단자(62)가 슬롯(34)의 대향한 측면에 있고, 역전된 배향 때문에, 2개의 대향한 스프링 아암(94)은 슬롯(34)의 대향 측면에서 서로를 향해 경사진다.
회로 카드(16)의 정합 모서리(18)가 슬롯(34) 내에 삽입되면, 대향한 한 쌍의 전도성 패드(20)는 각각의 공동(46) 내에 삽입된다. 정합 모서리(18)는 대향한 도입면(100)과 결합하고 스프링 아암(94)은 탄성 편향되거나 분리된다. 카드(16)가 완전히 삽입되면, 접점 영역(102)은 패드(20)와 결합되어 단자(62)로부터 대향한 한 쌍의 패드(20)까지의 회로 경로를 완성한다. 각각의 공동(46) 내에 2개의 개별 단자를 사용하는 것은 회로 카드(16)의 대향한 측면에서 대향한 접촉 패드(20)까지 독립적인 신호 접속이 이루어질 수 있게 한다.
각각의 신호 단자 공동(46)이 기준 단자 공동(44)의 하나와 바로 인접해 있기 때문에, 본 발명의 커넥터(12)는, 근접 이격되고 인터페이스된 기준 단자(60)와 신호 단자(62)를 각각 포함하는 복수개의 단자 세트를 포함한다. 여러 단자세트(104) 중 하나가 단자 세트의 구조를 보다 많이 노출시키도록 하우징(26)이 생략되어 도6과 도7에 도시되어 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서는 각 세트(104)가 하나의 기준 단자(60)와 대향한 한 쌍의 신호 단자(62)를 포함하지만, 본 발명의 원리는 각각의 세트가 2개의 기준 단자와 2개의 신호 단자를 포함하거나 하나의 기준 단자와 하나의 신호 단자를 포함하는 다른 구성에도 적용될 수 있다. 양호한 실시예에 있어서, 기준 단자 공동(44)은 신호 단자(46)와 교대 배치되나, 각각의 기준 단자 공동 쌍 사이에 2개의 인접한 신호 단자 공동(44)이 배치되는 것과 같은 다른 형태도 가능하다.
도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 각각의 단자 세트(104)에서, 기준 단자(60)는 신호 단자(62) 쌍에 평행하며 근접해 있다. 기준 단자(60)는 실질적으로 완전히 신호 단자(62)를 덮거나 가린다. 기준 단자 본체(64)는 신호 단자 본체(86) 상에 완전히 겹쳐진다. 기준 단자 본체는 도7에 도시된 바와 같이 중앙 폭 부분(70)이 구비됨으로써 그리고 기판 접촉자(72)의 기부에서 본체(64)를 하향 연장시킴으로써 신호 단자 본체(86)의 범위 밖에서 확대된다. 신호 단자 내측 보유 아암(88)은 보유 아암(66)과 폭 부분(70)에 의해 겹쳐진다. 신호 단자 접촉 아암인 스프링인 아암(94)은 작은 접점 영역(102)을 제외하고는 기준 단자 접촉 아암인 스프링 아암(74)에 의해 겹쳐진다. 이러한 구성은 신호 단자(62)의 기준 단자(60)와의 결합을 최대화하고 신호 경로 간의 혼선을 최소화한다. 상대적으로 큰 기준 단자(60)의 구조는 유도 임피던스를 감소시킨다.
기준 단자 접촉 아암인 스프링 아암(74)의 확대부(80)는 신호 단자 접촉 아암인 스프링 아암(94)의 단부 상에 겹쳐지는 넓은 표면적을 제공한다. 이들 부분이 기존의 접촉 아암인 스프링 아암(74)의 기계적, 전기적 성능에 필요한 것보다 크기 때문에, 이들은 '오버사이즈(oversize)'로 규정된다. 이 오버사이즈의 확대부(80)는 몇 가지 중요한 기능을 제공한다. 이들은 기계적 작업을 방해할 수도 있는 단자의 기능부에 질량을 추가하지 않고도 신호 단자(62)와의 결합을 증진시킨다. 이들은 견고하고 단단한 카드 도입 영역을 제공한다. 회로 카드(16)의 양 측면에 대칭 배열로 오버사이즈의 확대부를 모두 갖는 복수개의 이와 같은 기준 단자(60)를 사용하는 것은 회로 카드(16)의 양 측면 상에서의 회로의 정전기 차폐력을 높인다.
오버사이즈의 확대부(80)의 다른 이점은 단자의 작동을 방해하지 않고도 확대부(80)의 크기를 변경하여 단자 임피던스를 조정할 수 있다는 점이다. 확대부(80)는 도6의 파선(106)까지만 연장됨으로써 길이를 줄일 수도 있다. 결과적으로 단자는 확대부(80)를 갖는 도시된 바와 같은 단자와는 다른 임피던스를 갖게 된다. 단자의 다른 부분이 이와 같은 치수 조정(resizing)을 필요로 할 수도 있으나, 이러한 특징은 단자가 단자의 기계적인 기능은 방해하지 않으면서 특정 임피던스 요건으로 맞춰지거나 조정될 수 있게 한다.
도7에 잘 도시된 바와 같이, 기준 단자 접점 영역(102)은 신호 단자 접점 영역(84)보다 높은 높이에 있다. 회로 카드(16)의 정합 모서리(18)가 슬롯(34) 내에 삽입되면, 정합 모서리는 먼저 기준 단자 접촉 아암인 스프링 아암(74)과 접촉하고 도입면(82)에 대하여 반작용하여 스프링 아암(74)들을 탄성 편향시키거나 분리시킨다. 그런 후에, 정합 카드 모서리(18)는 신호 단자 도입면(100)과 접촉하여 신호 단자 접촉 아암인 스프링 아암(94)들을 편향시키거나 분리시킨다. 이들 2개의 접촉 결합 작용을 분리시킴으로써 최고 삽입력은 감소된다.
본 발명의 카드 에지 커넥터(12)는 회로 기판(14)과 단자(60, 62) 사이에 유용한 회로 경로의 열을 제공한다. 도9는 기판 접촉자(72, 92)가 통과하여 연장되는 도금된 관통 구멍 전도성 영역(24)의 열을 도시하는 회로 기판(14)의 일부를 도시한다. 기준선(108)은 슬롯(34)의 종방향 중심선 및 삽입된 회로 카드(16)의 중심과 일치하는, 열의 종방향 중심선을 나타낸다. 회로 경로 열의 주요 특징은 모든 회로가 이 중심선(108)에 대해 대칭이라는 점이다.
전도성 영역(24)과 이 전도성 영역 내부에 삽입된 기판 접촉자(72, 92)는 모두 중심선(108)에 대하여 평행한 4개의 선, 2개의 내부 선(110, 112)과 2개의 외부 선(114, 116) 내에 위치한다. 내부 선(110, 112)은 외부 선(114, 116)보다 중심선(108)에 근접한다. 양호한 실시예에 있어서, 선(110, 112, 114, 116)들은 등간격으로 배치되었지만, 필요하다면 선(110, 112)은 중심선(108) 주위에서는 대칭성을 유지하면서 더 멀리 이격될 수도 있다.
전도성 영역(24)의 내부 선(110, 112)은 단일 형태의 단자의 접촉자만을 수용하고 외부 선(114, 116)은 다른 형태의 단자의 접촉자만을 수용한다. 도시된 구성에 있어서, 관통 구멍(24)의 내부 선(110, 112)은 기준 단자 기판 접촉자(72)만을 수용하고 외부 선(114, 116)은 신호 단자 기판 접촉자(92)만을 수용한다.
모든 기준 단자 기판 접촉자(72)는 다른 기준 단자 접촉자(72)와 마찬가지로중심선(108)과 횡방향으로 정렬되고 중심선(108)으로부터 등간격으로 이격된다. 교차선(118)은 2개의 접촉자(72)와 교차하고 이러한 관계를 나타낸다. 각각의 신호 단자 접촉자(92)도 중심선(108)과 횡방향으로 정렬되고 중심선(108)으로부터 다른 신호 단자 접촉자(92)와 동일한 거리로 이격된다. 다른 교차선(120)도 2개의 접점(92)와 교차하고 이러한 관계를 나타낸다.
본 발명에 기인한 회로 경로 열은 종래의 비대칭형 회로 열에 비해 회로 기판(14) 상의 전도성 회로선의 경로 배정(routing)을 용이하게 한다. 또한, 대칭형 열은 커넥터 제조 및 조립을 용이하게 하는 단자 패턴의 특성이다.
본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 기판 접촉자(72, 92)는 회로 기판(14)의 도금된 관통 구멍(24)에 납땜되는 납땜 미부이다. 본 발명의 이점을 보유하는 다른 형태의 기판 접촉자로는 표면 장착 기부와 같은 것이 사용될 수 있다. 또한, 어떤 용도에서는, 단 하나의 기준 단자(60)용 기판 접촉자가 이용될 수도 있다.
본 발명이 도면에 도시된 발명의 실시예의 세부를 참조하여 설명되었으나, 이와 같은 세부는 첨부된 청구 범위에 기재된 발명의 범위를 한정하지 않는다.
본 발명에 의하면, 해당 회로 조립체와 동일한 임피던스를 달성할 수 있는 저 임피던스의 커넥터를 제공하고, 신호 회로 사이에 혼선이 최소가 되는 커넥터를 제공하며, 고 회로 밀도를 갖는 커넥터를 제공하고, 작지만 견고한 커넥터를 제공하고, 저렴하게 제조 및 조립될 수 있는 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있는 커넥터를 제공하고, 과거에 사용된 커넥터의 단점을 극복할 수 있는 개선된 카드 에지 커넥터를 제공한다.

Claims (14)

  1. 복수개의 접촉 패드를 갖는 회로 카드의 정합 모서리를 수용하는 카드 에지 커넥터에 있어서,
    정합면과, 상기 정합 모서리를 수용하기 위한 상기 정합면 내의 긴 카드 슬롯을 갖는 긴 절연 하우징과,
    상기 하우징 내의 근접 이격된 단자 수용 공동-공동은 상기 슬롯과 교차하고 슬롯을 가로질러 연장됨-의 복수개의 쌍을 포함하고,
    상기 쌍들 중 하나 쌍의 일 공동은 고주파 디지털 신호를 전도하는 신호 단자를 수용하고 상기 쌍들 중 하나 쌍의 다른 공동은 접지 또는 전력 접속을 형성하는 기준 단자를 수용하고,
    신호 단자는 하부 벽에 인접해서 하우징 내에 보유된 신호 단자 본체와, 이 본체로부터 연장되는 신호 단자 가요성 비임과 상기 슬롯 내에 배치되는 단일 단자 접점 영역을 구비하는 신호 단자 스프링 아암을 포함하고,
    기준 단자는 하부 벽에 인접해서 상기 하우징 내에 보유되고 상기 신호 단자 본체 상에 겹쳐지는 기준 단자 본체와, 상기 기준 단자 본체로부터 연장되는 기준 단자 가요성 비임과 상기 슬롯 내에 배치되는 기준 단자 접점 영역을 구비하는 기준 단자 스프링 아암을 포함하고,
    각각의 기준 단자는 기준 단자 가요성 비임의 단부에 인접한 오버사이즈의 확대부를 더 포함하고, 기준 단자 접점 영역은 상기 확대부 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 기준 단자 가요성 비임은 상기 신호 단자 가요성 비임 상에 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
  3. 제2항에 있어서, 기준 및 신호 단자 가요성 비임의 단부는 카드 모서리가 상기 슬롯 내에 수용되었을 때 상기 정합 모서리에 대하여 반작용하는 경사 도입면을 포함하는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 단자 수용 공동은 상기 슬롯으로부터 양쪽 대향 방향들로 연장되고, 각 쌍 중 하나의 공동은 한 쌍의 신호 단자를 수용하는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나의 공동 내의 한 쌍의 신호 단자는 동일하고 역 방향으로 장착되는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
  6. 제4항에 있어서, 각 쌍의 적어도 하나의 공동은 슬롯을 가로질러 슬롯으로부터 양쪽 대향 방향들로 연장되는 단일 기준 단자를 수용하는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기준 단자 본체는 상기 하나의 슬롯 내의 2개의 신호 단자 본체 상에 겹쳐지고, 기준 단자는 상기 하나의 슬롯 내의 신호 단자 쌍의 신호 단자 가요성 비임 상에 각각 하나씩 겹쳐지는 2개의 기준 단자 가요성 비임을 갖는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
  8. 제7항에 있어서, 하나의 공동 내의 각각의 신호 단자 쌍은 연장되는 회로 기판 접촉자를 가지며, 다른 공동 내의 기준 단자는 이격된 한 쌍의 회로 기판 접촉자를 갖는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
  9. 회로 기판 상에 장착되는 회로 카드 에지 커넥터의 하우징 내에 복수개의 동일한 단자 쌍과 근접하게 이격된 대면 관계로 장착되는 단자 쌍에 있어서,
    평면 본체와, 이 본체로부터 연장되는 단자 보유 탭과, 상기 본체로부터 연장되는 기판 접촉자와, 본체로부터 연장되는 가요성 접촉 비임을 갖는 신호 단자와,
    신호 단자의 본체 상에 겹쳐지는 평면 본체와, 이 본체로부터 연장되고 상기 신호 단자의 단자 보유 탭을 덮는 단자 보유 탭과, 본체로부터 연장되는 기판 접촉자와, 본체로부터 연장되고 상기 신호 단자의 가요성 접촉 비임 상에 겹쳐지는 가요성 접촉 비임을 가지며, 신호 단자와 정렬되는 기준 단자를 포함하고,
    상기 기준 단자 접촉 비임은 말단부에 오버사이즈의 확대부를 가지며, 이 확대부는 상기 신호 단자의 접촉 비임의 말단부의 표면적보다 넓은 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 단자 쌍.
  10. 제9항에 있어서, 기준 단자의 본체는 신호 단자의 본체의 표면적보다 넓은 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 단자 쌍.
  11. 제9항에 있어서, 신호 접점 영역은 신호 단자의 접촉 비임 상에 형성되고 기준 접점 영역은 기준 단자의 확대부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 단자 쌍.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기준 접점 영역은 회로 기판에 대하여 신호 접점 영역보다 높은 높이에 있는 것을 특징으로 하는 단자 쌍.
  13. 제12항에 있어서, 신호 단자의 가요성 비임과 기준 단자의 확대부는 회로 카드용 경사 도입면을 갖는 것을 특징으로 하는 단자 쌍.
  14. 복수개의 전도성 접촉 패드를 갖는 정합 모서리를 갖는 인쇄 회로 카드를 수용하는 카드 에지 커넥터에 있어서,
    정합면을 갖는 절연 재료로 이루어진 긴 하우징과,
    정합면 내에 회로 카드의 정합 모서리를 수용하는 크기의 긴 슬롯과,
    슬롯과 교차하고 슬롯을 가로질러 연장되는, 상기 하우징 내의 복수개의 종방향으로 이격된 접촉자 수용 공동과,
    공동 내에서 서로 평행하게 장착된 복수개의 평평한 평면 단자를 포함하고,
    단자는 인접한 단자 수용 공동 쌍 내에 장착되는 단자 쌍으로 배열되고, 각각의 단자 쌍은 접촉 패드들 중 하나와 전기 신호 접속을 형성하는 신호 단자와, 접촉 패드들 중 다른 하나와 기준 접속을 형성하는 기준 단자를 포함하고,
    각 단자 쌍의 단자는 하부 벽에 인접하여 공동 내에 장착되는 단자 본체와 슬롯 속으로 돌출하는 스프링 아암을 포함하고, 스프링 아암은 상향 연장되는 가요성 아암과 가요성 아암 상에 형성된 접점 영역을 포함하고,
    각 단자 쌍의 기준 단자의 스프링 아암부는 해당 신호 단자의 접점 영역에 평행하고 그와 용량 결합되는 오버사이즈의 확대 패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카드 에지 커넥터.
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