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KR100344051B1 - Ｐｇａ 패키지용 전기 커넥터 - Google Patents

Ｐｇａ 패키지용 전기 커넥터 Download PDF

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KR100344051B1
KR100344051B1 KR1019990037514A KR19990037514A KR100344051B1 KR 100344051 B1 KR100344051 B1 KR 100344051B1 KR 1019990037514 A KR1019990037514 A KR 1019990037514A KR 19990037514 A KR19990037514 A KR 19990037514A KR 100344051 B1 KR100344051 B1 KR 100344051B1
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terminal
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노다아쯔히또
미즈무라아끼노리
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몰렉스 인코포레이티드
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Abstract

커넥터의 높이를 감소시키도록 된 PGA 패키지용 전기 커넥터가 제공된다. PGA 패키지용 전기 커넥터는 PGA 패키지의 핀을 수용하도록 된 복수개의 접촉 구멍이 격자 배열 형태로 형성된 하우징 기판과, 각각의 접촉 구멍 내에 장착된 복수개의 단자, 및 핀을 삽입하기 적합한 관통 구멍이 격자 배열 형태로 형성되고 하우징 기판의 상부측 상에 활주 가능하게 제공된 덮개를 포함한다. 각각의 단자는 접촉 구멍 내에 위치되고, 핀과 전기적으로 결합하기 적합한 각각의 스프링 접촉자와 하우징 기판의 저부면으로부터의 압력 하에 결합된 결합편을 평행하게 독립적으로 배열함으로써 형성된다.

Description

ＰＧＡ 패키지용 전기 커넥터{ELECTRICAL CONNECTOR FOR PGA PACKAGE}
본 발명은 격자 배열 형태로 인쇄 회로 기판 등에 연결하기 위한 핀(pin)이 제공되는 PGA 패키지[핀 격자 배열 패키지(pin grid array package), 이후의 본 명세서에서 "패키지"로도 언급됨]를 연결하기 위한 PGA 패키지용 전기 커넥터에 관한 것이다.
종래기술에서는, 이러한 종류의 패키지용 전기 커넥터는 패키지의 핀을 수용하기 적합한 복수개의 접촉 구멍들이 격자 배열 형태로 형성된 하우징 기판, 각각의 접촉 구멍 상에 장착된 복수개의 단자들, 및 핀을 삽입하기 적합한 관통 구멍이 격자 배열 형태로 형성되고 하우징 기판의 상부측 상에 활주 가능하게 제공된 덮개를 포함한다. 덮개는 무삽발력(zero insertion force)으로 접촉 구멍 내부로 핀을 삽입하도록 역할한다. 덮개의 관통 구멍을 통해 하우징 기판의 접촉 구멍 내부로 핀을 삽입한 후, 덮개는 핀들과 단자들이 전기적으로 결합되도록 전체 핀 격자 배열체, 즉 패키지를 이동시키도록 활주한다(예를 들어, 일본 특허 제2689325호 참조).
각각의 단자는 하우징 기판과 결합하는 결합부를 통해 납땜 미부(soldering tail)가 각각의 핀과 결합하기 위한 접촉편(contact piece)의 연장부 상에 제공되는 형상으로 형성된다. 이러한 납땜 미부는 통상 딥 납땜(dip soldering)에 적합한 핀형 형상으로 형성된다.
전형적인 PGA 패키지용 전기 커넥터에서, 각각의 단자는 접촉편, 결합부 및 납땜 미부가 전술된 바와 같이 일직선으로 연속되는 형상으로 형성된다. 그러므로, 길이가 긴 단자를 제작하고 하우징 기판의 두께를 결합부 및 접촉편의 길이와 대체로 유사하게 제작하는 것을 필요로 하여, 전체 전기 커넥터의 높이를 감소시키기 어렵다는 문제점에 직면한다.
본 발명은 전술된 문제를 해결하기 위해 이루어졌다. 그러므로, 본 발명의 목적은 커넥터의 높이를 감소시키기 적합한 구조를 갖는 PGA 패키지용 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명에 따른 PGA 패키지용 전기 커넥터의 양호한 실시예의 분해 사시도.
도2는 본 발명에 따른 하우징 기판의 양호한 실시예의 부분 확대 평면도.
도3은 양호한 실시예의 PGA 패키지용 전기 커넥터가 인쇄 회로 기판에 장착된 상태를 도시하는 부분 확대 단면도.
도4는 본 발명에 따른 PGA 패키지용 전기 커넥터의 양호한 실시예의 사시도.
도5는 레버의 조작부의 하강 위치에서, 하우징 기판과 단자에 대한 덮개의 상대적인 위치를 설명하는 도면.
도6은 레버의 조작부의 상승 위치에서, 하우징 기판과 단자에 대한 덮개의 상대적인 위치를 설명하는 도면.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
1 : PGA 패키지용 커넥터
2 : 하우징 기판
3 : 단자
4 : 덮개
5 : 레버
6 : 장착부
7 : 접촉 구멍
8 : 저부편
9 : 접촉편
10 : 스프링 접촉자
11 : 결합편
12 : 납땜 미부
13 : 인쇄 회로 기판
15 : 핀
18 : 관통 구멍
24 : 조작부
31 : 유연성 핀
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하우징 기판과 결합하기 위한 결합편과 접촉편이 일직선으로 제공되는 단자의 구조를 대신하여 평행하게 제공되는 구조를 제공하려고 한다.
PGA 패키지용 전기 커넥터는 PGA 패키지의 핀을 수용하기 적합한 복수개의 접촉 구멍이 격자 배열 형태로 형성된 하우징 기판, 각각의 접촉 구멍 내에 장착된 복수개의 단자, 및 핀을 삽입하기 적합한 관통 구멍이 격자 배열 형태로 형성되고 하우징 기판의 상부측 상에 활주 가능하게 제공된 덮개를 포함할 수 있고, 각각의 단자는 접촉 구멍 내에 위치되고, 핀과 전기적으로 결합하도록 된 각각의 스프링 접촉자와 하우징 기판의 저부면으로부터의 압력 하에 결합된 결합편을 평행하게 독립적으로 배열함으로써 형성된다.
본 발명에 따른 PGA 패키지용 전기 커넥터에서, 각각의 단자는 각각의 스프링 접촉자와 결합편을 평행하게 독립적으로 배열함으로써 형성된다. 따라서, 단자의 길이는 스프링 접촉자의 유효 스프링 길이의 손실 없이 짧아질 수 있고, 하우징 기판은 또한 높이가 낮은 형태로 제작될 수 있다.
본 발명은 이하의 상세한 설명과, 본 발명을 제한하도록 취해진 것이 아니고 단지 설명 및 이해만을 위한 본 발명의 양호한 실시예의 첨부 도면으로부터 보다 완전하게 이해될 것이다.
본 발명은 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 양호한 실시예에 의해 이후에 상세히 설명될 것이다. 이하의 설명에서, 다수의 특정 세부 사항들은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 발명은 이들 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것을 당해 기술 분야의 숙련자들은 알 것이다. 다른 경우에서는, 주지의 구조는 본 발명의 불필요한 혼란을 피하기 위해 상세히 도시되지 않는다.
도1은 결합되지 않은 상태의 PGA 패키지용 전기 커넥터(1)의 양호한 실시예를 도시한다. 조립된 상태는 도4에 도시되어 있다. PGA 패키지용 전기 커넥터(1)는 하우징 기판(2), 하우징 기판(2)에 장착되는 단자(3), 및 하우징 기판(2)의 상부측 상에 위치되는 덮개(4)를 포함한다.
하우징 기판(2)은 평면도에서 사각형으로 도시된, 유전체 플라스틱으로 성형된 얇은 평판형 기판이다. 덮개(4)의 활주를 위한 레버(5)의 장착부(6)는 하우징 기판의 후방 모서리를 따라 형성된다. 하우징 기판(2)을 관통하는 접촉 구멍(7)은 나머지 부분의 대체로 전체 면적에 걸쳐 격자 배열 형태로 형성된다. 격자 배열 형태로 형성된 접촉 구멍(7)들은 도2에 도시된 바와 같이, 근접한 열(row)(도2의 횡방향) 내에서 피치(pitch)의 절반으로 오프셋(offset)된 상태로 위치된다. 접촉 구멍들은 전체적으로 엇갈린 형태로 위치된다. 이러한 배열에 의해, 도2에 도시된 거리(A)를 가능한 한 짧게(예를 들면, 1.27 ㎜) 제작하는 것이 가능해진다.
단자(3)는 각각의 접촉 구멍(7) 내에 장착된다. 단자(3)는 박판 금속으로 스탬핑 및 성형되고, 단자는 저부편(8)과 한 쌍의 접촉편(9)에 의해 형성되는 대체로 U자형의 스프링 접촉자(10), 및 저부편(8)의 일 측면으로부터 접촉편(9)과 평행하게 연장하는 결합편(11)을 포함한다. 각각의 접촉편(9)의 말단부는 접촉부(9a)를 형성하도록 내측으로 부풀려져 있다. 게다가, 납땜 미부(12)는 저부편(8)의 다른 측면으로부터 저부편(8)의 하부측과 평행하게 연장된다. 도3에 도시된 바와 같이, 납땜 미부는 인쇄 회로 기판(13)의 표면 상에 표면 납땜(surface soldering)되기에 적합하다.
하우징 기판(2)의 저부면(2a)에서, 결합 구멍(14)은 접촉 구멍(7)의 열을 따라 접촉 구멍(7)에 인접하게 결합편(11)에 대응하여 형성된다(도3). 각각의 단자(3)는 하우징 기판(2)의 저부면(2a) 쪽으로부터 장착되고, 결합편(11)과 결합 구멍(14) 사이에 가압 결합에 의해 고정된다. 결합편(11)은 단자(3)의 스프링 접촉자(10)에 대한 전술된 열의 방향으로 위치된다. 접촉 구멍(7)은 덮개(4)가 전술된 열의 방향으로 활주하는 행정(stroke)에 적합하도록 형성된다. 결과적으로, 하우징 기판(2)에 장착된 각각의 단자(3)의 스프링 접촉자(10)는 각각의 접촉 구멍(7)의 일 측면 상에 위치되고, 무삽발력으로 패키지(도시 않됨)의 각각의 핀(15)(도2, 도5 및 도6 참조)을 삽입하기 위한 공간은 각각의 접촉 구멍(7)의 다른 측면 상에 제공된다.
다음으로, 도면에서 도시된 바와 같이, 덮개(4)는 하우징 기판(2)의 크기와 대체로 유사한 크기의 사각형 평판 형상으로 형성된다. 양호한 실시예에서, 덮개(4)는 금속 박판(알루미늄, 스테인레스강 등)으로 형성된다. 하우징 기판(2)의 측면 모서리와 결합하기 위해, 도1에 도시된 바와 같이 단면이 채널형 형상으로 형성된 측면 모서리부를 구비하거나, 또는 도4에 도시된 바와 같이 단면이 역전된L자형 형상으로 형성된 측면 모서리부를 구비한 덮개(4)를 형성함으로써, 레버(5)의 작동에 의해 화살표(16) 방향으로 활주하도록 덮개(4)를 안내하기 적합하다.
레버(5)와의 결합부(17)는 덮개(4)의 후방 모서리의 대향 측면들 상에 형성된다. 덮개(4)의 대체로 전체 면적 상에는 관통 구멍(18)들이 하우징 기판(2)의 접촉 구멍(7)에 대응하여 격자 배열 형태로 제공된다. 관통 구멍(18)들은 패키지의 핀(15)들을 삽입하기 적합하고, 하부면측 상의 직선 구멍(20)과 표면측 상의 카운터 보어(counter bore, 19)의 조합에 의해 형성된다. 덮개(4)의 후방 모서리부는 도1의 리벳(22)에 의해 보강재(stiffener, 21)를 장착함으로써 구성된다. 그러나, 도4에서 후방 모서리부는 일체로 성형된 구조로서 형성된다. 금속 박판으로 형성된 덮개(4)는 관통 구멍(18) 내부로 삽입된 핀(15)에 의해 전기적으로 전도되는 것을 방지하도록 산화 필름 등과 같은 절연 피복재에 의해 피복된다.
도1에 도시된 바와 같이, 크랭크 바아 부분(crank bar portion, 23)과 조작부(24)는 레버(5)를 형성하도록 L자형 형상으로 연속된다. 크랭크 바아 부분(23)의 중앙부는 하우징 기판(2)의 장착부(6) 내부로 삽입되고, 크랭크 바아 부분의 대향 단부들은 덮개(4)의 결합부(17)에 형성된 길이가 긴 구멍(25) 내부로 삽입된다. 참조 부호 26은 스냅 링을 나타낸다. 도4의 화살표(27)에 의해 나타낸 레버(5)의 조작부(24)의 상승과 하강에 의해, 덮개(4)는 화살표(16)에 의해 나타낸 전후 방향으로 활주할 수 있다. 이 활주 방향은 접촉 구멍(7)과 단자(3)의 열과 일치한다.
전술된 바와 같이, 복수개의 관통 구멍(18)들은 격자 배열 형태로 덮개(4) 내에 형성된다. 그러나, 관통 구멍이 필수적으로 형성되는 부분에서, 일정 부분은격자 배열 형태로 관통 구멍이 형성되지 않고 빈 공간(28)으로 남겨진다. 게다가, 접촉 구멍(7)이 형성되지 않은 부분(29)은 또한 빈 공간(28)에 대응하여 하우징 기판(2) 내에 남겨진다. 접촉 구멍이 형성되지 않은 각각의 부분(29)의 저부면(2a) 쪽에는 돌기(30)가 도2와 도3에 도시된 바와 같이 형성된다. 유연성 핀(31)의 네일부(nail portion, 32)는 저부면(2a) 쪽으로부터 각각의 돌기(30)와 소정 압력 하에 결합되고, 유연성 핀(31)은 하우징 기판(2)의 저부면(2a)으로부터 돌출한다.
도3은 전술된 양호한 실시예의 PGA 패키지용 전기 커넥터(1)가 인쇄 회로 기판(13) 상에 장착된 상태를 도시하는 도면이다. 하우징 기판(2)의 저부면(2a)으로부터 돌출하는 각각의 유연성 핀(31)은 인쇄 회로 기판(13)의 결합 구멍(33)과 결합한다. 이와 관련하여, 하우징 기판(2)의 저부면(2a)을 따라 엇갈린 형태로 배열된 단자(3)의 납땜 미부(12)들은 인쇄 회로 기판(13)의 회로 패드(도시 않됨)에 표면 납땜된다.
도5와 도6은 레버(5)의 조작부(24)의 상승 및 하강 위치에서 하우징 기판(2)과 단자(3)에 대한 덮개(4)의 상대적인 위치를 도시하는 도면이다. 즉, 도5는 조작부(24)의 하강 위치에서의 상태를 도시하는 도면이다. 덮개(4)는 덮개(4)의 관통 구멍(18)이 단자(3)의 스프링 접촉자(10)와 결합되는 위치로 이동하도록 화살표(16a)로 나타낸 것처럼 활주하여 이동된다. 도6은 조작부(24)의 상승 위치에서의 상태를 도시하는 도면이다. 덮개(4)는 관통 구멍(18)이 스프링 접촉자(10)의 측면에 대응하는 위치로 이동하도록 화살표(16b)로 나타낸 것처럼 활주한다.
패키지가 PGA 패키지용 전기 커넥터(1)를 통해 인쇄 회로 기판(13)에 연결된때, 패키지는 레버(5)의 조작부(24)가 상승된 후 덮개(4) 상으로 위치되고, 핀(15)은 덮개(4)의 관통 구멍(18)을 통해 접촉 구멍(7) 내부로 삽입된다. 각각의 핀(15)은 무삽발력으로 삽입되도록 각각의 단자(3)의 스프링 접촉자(10)의 측면 내부로 삽입된다.
다음에, 레버(5)의 조작부가 하강된 때, 덮개(4)는 도5의 화살표(16a)의 방향으로 활주한다. 따라서, 핀(15)과 전체 패키지는 각각의 핀(15)이 대응 단자(3)의 스프링 접촉자(10)의 위치로 이동되도록 동일한 방향으로 활주한다. 결과적으로, 핀(15)은 전기적으로 전도되는 접촉편(9)의 접촉부(9a)와 결합되고, 핀들이 단자(3)를 통해 인쇄 회로 기판(13)의 회로와 연결되는 상태로 위치된다.
각각의 단자(3)는 각각의 스프링 접촉자(10)와 결합편(11)을 평행하게 독립적으로 배열함으로써 형성된다. 그러므로, 접촉편(9)은 하우징 기판(2)의 두께와 대체로 유사하게 전체 길이를 유효 스프링 길이로서 한정함으로써 스프링 특성을 달성할 수 있고, 핀(15)들 사이에서 소정의 전기 전도를 확립할 수 있다.
게다가, 접촉편(9)의 유효 스프링 길이의 전체 길이는 하우징 기판(2)의 두께와 대체로 유사하게 제작될 수 있기 때문에, 접촉편(9)의 길이와 하우징 기판(2)의 두께는 전기 전도에 필요한 스프링 성능이 제공될 수 있는 한 감소될 수 있다. 그러므로, PGA 패키지용 전기 커넥터(1)의 높이의 감소가 달성될 수 있다. 게다가, 접촉편(9)의 길이의 감소에 의해, 단자(3)의 인덕턴스(inductance)는 신호의 고속 교류에 기여하도록 작게 제작될 수 있다. 금속 박판으로 형성된 덮개(4) 또한, 덮개(4)가 얇은 평판으로 형성되더라도 덮개로서의 필요한 강도를 제공할 수있기 때문에, PGA 패키지용 전기 커넥터(1)의 높이의 감소에 기여할 수 있다는 것을 알아야 한다.
패키지의 핀(15)이 전술된 바와 같이, 레버(5)의 조작에 의해 단자(3)의 스프링 접촉자(10)의 측면 상에서 이동될 때, 응력은 단자(3)와 하우징 기판(2)에 대한 활주 방향으로 가해진다. 인쇄 회로 기판(13)과 결합된 유연성 핀(31)은 이 응력에 저항할 수 있다.
따라서, 초과 응력이 단자(3)의 납땜 미부(12)의 납땜부 상에 작용하여 납땜부 등의 박리(peel off)와 같은 불완전한 연결을 초래하는 것을 방지할 수 있게 된다.
패키지의 연결 상태를 해제하기 위해, 레버(5)의 조작부(24)는 상승된다. 조작부(24)가 상승된 때, 핀(15)은 큰 후퇴량을 필요로 하지 않고 패키지를 제거하도록 도6의 화살표(16b)로 나타낸 것처럼 스프링 접촉자(10)의 측면으로 이동된다. 다시, 유연성 핀(31)은 납땜 미부(12)의 납땜부를 보호할 수 있다.
전술된 양호한 실시예에서, 각각의 단자(3)의 접촉자(10)는 저부편(8)과 한 쌍의 접촉편(9)에 의해 대체로 U자형 형상으로 형성되지만, 이 형상으로 제한되지는 않는다. 한 개의 접촉편이 각각의 핀(15)을 접촉편 내부로 가압하도록 제공되는 구성도 가능하다.
전술된 실시예와 같이, 한 쌍의 접촉편(9)에 의해 각각의 핀(15)이 체결되는 구성에 따라, 덮개(4)의 활주에 기인한 응력과 소정의 전도를 확립하기 위한 전기 전도 상태 사이에는 관계가 없다.
게다가, 각각의 단자(3)의 납땜 미부(12)는 또한 표면 납땜에 적합한 형상으로 제한되지 않는다. 핀형 납땜 미부는 인쇄 회로 기판(13)의 관통 구멍 내부로 삽입될 수 있고, 딥 방식(dip method)에 의해 납땜될 수 있다. 유연성 핀(31)의 배열 밀도는 덮개(4)의 활주에 의해 하우징 기판(2)과 단자(3)에 가해지는 응력을 고려하여 설정된다. 유연성 핀의 배열 밀도는 단자(3)의 배열 밀도의 약 1/10의 밀도로 분포되는 것이 적당한 것으로 고려된다.
전술된 바와 같은 구성에서, 각각의 단자는 각각의 스프링 접촉자와 결합편을 평행하게 독립적으로 배열함으로써 형성되기 때문에, 단자의 길이는 짧아질 수 있고, 하우징 기판은 또한 각각의 스프링 접촉자의 유효 스프링 길이를 패키지의 핀들 사이의 전기 전도를 위해 필요한 정도로 제공함으로써 높이가 낮은 형태로 제작될 수 있다. 따라서, PGA 패키지용 전기 커넥터의 높이의 감소가 달성될 수 있다.
패키지의 각각의 핀은 소정의 전기 전도를 달성하도록 한 쌍의 접촉자에 의해 체결된다.
게다가, 표면 납땜에 의해 인쇄 회로 기판 상에 장착되기 적합한 PGA 패키지용 전기 커넥터를 제공하는 것이 가능하다. 또한, 유연성 핀은 납땜 미부의 납땜부를 보호하도록 덮개의 활주에 의해 하우징 기판과 단자 상에 가해지는 응력에 저항할 수 있다.
비록 본 발명은 본 발명의 예시적인 실시예에 관해 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 사상과 범주에서 벗어남 없이, 전술된 다양한 변화, 생략 및 부가가 만들어질 수 있다는 것을 당해 기술 분야의 숙련자들은 이해해야 한다. 그러므로, 본 발명은 전술된 특정 실시예에 제한되는 것이 아니고, 첨부된 특허청구범위의 특징에 대해 본 발명과 동등하고 그 범위 내에서 실시될 수 있는 모든 가능한 실시예를 포함하는 것으로서 이해해야 한다.
본 발명에 따르면, 하우징 기판과 결합하기 위한 결합편과 접촉자가 일직선으로 제공되는 단자의 구조를 대신하여 평행하게 제공되는 구조를 제공함으로써 커넥터의 높이를 감소시키기 적합한 구조를 갖는 PGA 패키지용 전기 커넥터가 제공된다.

Claims (4)

  1. PGA 패키지용 전기 커넥터에 있어서,
    PGA 패키지의 핀을 수용하도록 된 복수개의 접촉 구멍이 격자 배열 형태로 형성된 하우징 기판과,
    각각의 상기 접촉 구멍 내에 장착된 복수개의 단자와,
    상기 핀을 삽입하도록 된 관통 구멍이 격자 배열 형태로 형성되고, 상기 하우징 기판의 상부측에 활주 가능하게 제공된 덮개를 포함하고,
    각각의 상기 단자들은 상기 접촉 구멍 내에 위치되고, 상기 핀과 전기적으로 결합하도록 된 각각의 스프링 접촉자와 상기 하우징 기판의 저부면으로부터 가압 하에 결합되는 결합편을 평행하게 독립적으로 배열함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 PGA 패키지용 전기 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 상기 단자들은 저부편 및 한 쌍의 접촉편에 의해 구성되는 대체로 U자형 스프링 접촉자와, 상기 저부편의 일 측면으로부터 상기 접촉자와 평행하게 연장하는 상기 결합편을 포함하는 것을 특징으로 하는 PGA 패키지용 전기 커넥터.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 상기 단자들은 상기 스프링 접촉자를 구성하는 상기 저부편으로부터 연장하고 상기 하우징 기판의 저부면으로부터 돌출하며 표면 납땜되도록 된 납땜 미부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PGA 패키지용 전기 커넥터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징 기판은 상기 저부면으로부터 돌출하는 유연성 핀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 PGA 패키지용 전기 커넥터.
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