WO2020101269A1 - Fpc 접속 구조체 및 이를 이용한 인쇄회로기판 접속 방법 - Google Patents

Fpc 접속 구조체 및 이를 이용한 인쇄회로기판 접속 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a structure and a connection method for connecting an FPC to a printed circuit board, and more specifically, an FPC connection structure capable of being bonded to a printed circuit board by a spot welding method, and connection between the FPC and the printed circuit board using the same It's about how.
  • the battery pack includes various battery pack protection devices such as a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • Such protection devices can perform various roles, such as managing charging and discharging of a battery pack and securing safety, and a representative voltage among the factors considered in performing the role may be a voltage of each secondary battery.
  • a specific protection device may prevent overcharging or overdischarging of a corresponding secondary battery through a voltage value at both ends of each secondary battery, and may also perform a balancing function to reduce a variation in charging state between secondary batteries.
  • Typical voltage sensing structures include a wire method and a connector connection method.
  • the wire method is a method of connecting a sensing wire and a clip to a printed circuit board (PCB) on which an electrode portion of a secondary battery and a BMS circuit chip are mounted.
  • PCB printed circuit board
  • This wire method is excellent in assembly, but the product cost is increased by adding wire parts.
  • a plurality of wires are inconvenient to assemble space efficiently inside the pack case together with the secondary batteries.
  • the connector connection method is a method of using a FPC (FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT) called a flexible circuit board and a connector, for example, by combining a female connector at one end of the FPC and a male connector on the PCB. It is a method of connecting the female connector and the male connector.
  • This connector connection method is simpler than the wire method and has better assembly convenience, but also has a disadvantage in that the product cost is greatly increased by adding a connector component and adding a mounting (SMT) process.
  • the present invention has been devised in consideration of the above-mentioned problems, and provides an FPC connection structure capable of directly connecting an FPC to a circuit board without a connector and a circuit board connection method using the same, thereby reducing the cost compared to the existing one.
  • an FPC connection structure that is connected to a printed circuit board and transmits power or signals, comprising: several strands of FPC conductor patterns coated with an insulating film; And FPC terminals extending from one end of each of the FPC conductor patterns and provided in a flat type to enable spot welding to a substrate terminal provided on the printed circuit board.
  • Each of the FPC terminals may include a first bonding portion squeezed with one end of the FPC conductor patterns to be connected to the FPC conductor patterns, and a second bonding portion spot-welded on the substrate terminal portion.
  • the first bonding portion may include at least one connecting pin that contacts the FPC conductor pattern and passes through the insulating film vertically.
  • the insulating film may further include a pin cover that is forcibly fitted to an end portion of the at least one connecting pin exposed vertically through the insulating film.
  • An assembly guide member supporting the FPC terminals and provided to be coupled to the printed circuit board may be further included.
  • the assembly guide member may include a terminal fixing part in which slits through which the FPC terminals can pass and a substrate mounting part coupled to the printed circuit board by a bolt or hook fastening method.
  • the FPC conductor pattern and the FPC terminal are integrally formed, and the FPC terminal may be formed to be wider than the FPC conductor pattern and extended without being covered with the insulating film.
  • Each of the FPC terminals may include an incision between the substrate terminal portion and the places to be spot welded.
  • an FPC connection method for connecting an FPC to a printed circuit board using the above-described FPC connection structure applying a spot welding method to bond the FPC terminals to the substrate terminal portion of the printed circuit board FPC connection method comprising a can be provided.
  • the FPC terminals may be made of nickel (Ni), and the substrate terminal portion may be made of gold (Au) plated copper (Cu).
  • an FPC connection structure and a method capable of directly connecting an FPC to a printed circuit board (PCB) without a connector can be provided.
  • the FPC terminal is manufactured in a flat type and can be directly bonded to the printed circuit board by a spot welding method. Therefore, applying the FPC connection structure and the FPC joining method can be economical since no components such as connectors are required.
  • FIG. 1 is a perspective view of an FPC connection structure and a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a spot welding process of the FPC connection structure of FIG. 1 and a printed circuit board.
  • FIG 3 is a perspective view of an FPC connection structure according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of the FPC connection structure of FIG. 3 combined with a printed circuit board.
  • FIG. 5 is a view showing an FPC connection structure according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing an FPC connection structure according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of FIG. 7.
  • the FPC connection structure described below serves as a component for wiring used to electrically connect the electrode leads of the secondary battery cells to the BMS printed circuit board in the battery pack and transmits voltage values of the secondary battery cells to the BMS.
  • the FPC connection structure according to the present invention is not limited in its use as a component for voltage sensing of a battery pack.
  • the FPC connection structure may be used to transmit a signal or power provided by one device or circuit board to another device or circuit board.
  • FIG. 1 is a combined perspective view of an FPC connection structure and a printed circuit board according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a spot welding process of the FPC connection structure and a printed circuit board of FIG. 1.
  • the FPC connection structure 10 has several strands of FPC conductor patterns 100 coated with an insulating film 11 and one end of the FPC conductor patterns 100 It may include the FPC terminal 200 extending from.
  • the FPC conductor patterns 100 may be implemented in the form of a fine circuit that is precisely corroded in the outer layer in the insulating film 11 based on the insulating film 11 made of, for example, polyamide material, and both sides thereof. Is coated with the insulating film 11 and has flexibility and flexibility.
  • the number of FPC conductor patterns 100 may be adjusted according to the number of signals to be transmitted.
  • FPC terminals 200 are provided at one end of each of the FPC conductor patterns 100 to facilitate spot welding on the printed circuit board 20.
  • the other end of each of the FPC conductor patterns 100 may be electrically connected to electrode leads of the battery cells.
  • the electrode leads of the pouch-type secondary batteries may be attached to metal bar-type bus bars to be connected in series or parallel, and the other end of each of the FPC conductor patterns 100 may be welded to the bus bars. It can be attached in the manner of.
  • the FPC conductor patterns 100 and the FPC terminals 200 may be connected to each other by a pressing method.
  • the FPC conductor patterns 100 and the FPC terminals 200 can be combined one-to-one and compressed by applying heat and pressure.
  • the FPC conductor patterns 100 and the FPC terminals 200 in a pin bonding manner as well as a crimping method to increase the bonding reliability of the FPC conductor patterns 100 and the FPC terminals 200, respectively Can be connected.
  • the FPC terminals 200 are the first bonding portion 210 that is pressed against one end of the FPC conductor patterns 100, and the second bonding portion 220 that is in surface contact on the substrate terminal portion 21 to perform spot welding. It includes.
  • the first bonding part 210 includes at least one connecting pin 211 that contacts the FPC conductor pattern 100 and vertically passes through the insulating film 11.
  • connection pins 211 are provided with the FPC conductor pattern 100 and the insulating film ( 11) can be passed vertically.
  • the FPC conductor pattern 100 and the FPC terminal 200 are compressed up and down to secure the fixation and can be stably connected to each other because the fixation can be reinforced by the connection pin 211.
  • the FPC connection structure 10 may further include a pin cover 213.
  • the pin cover 213 may be forcibly coupled to the end of the connecting pins 211 exposed vertically through the insulating film 11 and passing through the insulating film 11.
  • the pin cover 213 can hold the movement of the connecting pins 211 in the vertical direction, and when the first bonding portion 210 is pressed onto the FPC conductor pattern 100, the surface contact with the lower surface of the insulating film 11 By doing so, it is possible to prevent the lower surface of the insulating film 11 from being damaged.
  • the FPC terminals 200 according to the present invention may be provided in a flat type to enable spot welding on the substrate terminal portion 21 provided on the printed circuit board 20.
  • the flat type may be referred to as a flat and flat plate-like body having a larger width than the FPC conductor patterns 100.
  • the substrate terminal unit 21 may be formed of metal patterns (not shown) on the printed circuit board 20 that may be in one-to-one correspondence with the FPC terminals 200.
  • the FPC conductor patterns 100 are thin and flexible, it is not easy to spot weld them by directly contacting the substrate terminal portion 21.
  • the FPC terminals 200 are provided in the form of a flat plate-like body having a relatively large area without bending, relatively more easily than the FPC conductor patterns 100, spot welding is facilitated by making surface contact with the substrate terminal portion 21.
  • the FPC terminals 200 can be spot welded to the substrate terminal portion 21 to function as a medium connecting the FPC conductor patterns 100 and the substrate terminal portion 21.
  • the FPC connection method for the printed circuit board 20 according to the present invention includes the steps of applying the spot welding method to the substrate terminal portion 21 by applying the spot welding method to the FPC terminals 200 using the FPC connection structure 10 as described above. can do.
  • the spot welding method uses a pair of welding rods (31,32) having different polarities to make the joint semi-melt by resistance heat generated by passing a large current to the joint of the base material and applies pressure to it to perform spot resistance welding. Method may be employed.
  • the FPC terminals 200 are not particularly limited as long as they are electrically conductive materials, but considering the ease of processing, nickel, brass, aluminum, copper, and selective alloys thereof and nickel coated iron on the outer surface are selected. One material may be preferred.
  • the metal patterns constituting the substrate terminal portion 21 may be preferably made of gold (Au) plated copper (Cu).
  • the FPC connection structure 10 according to the second embodiment of the present invention further includes an assembly guide member 300, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the assembly guide member integrally supports the FPC terminals 200 and is fixedly coupled to one side of the printed circuit board 20 to function as a component providing assembly convenience.
  • the assembly guide member 300 is made of an insulating material such as plastic and bolts or hooks to the terminal fixing part 310 and the printed circuit board 20 in which slits through which the FPC terminals 200 can respectively pass are formed. It may include a substrate mounting portion 320 coupled in a fastening manner.
  • the terminal fixing part 310 extends long in a direction intersecting the FPC terminals 200 and slits may be formed in the same direction as the FPC terminals 200 on the body. By assembling the FPC terminals 200 into the slits one by one, the FPC terminals 200 can be supported without flow, and the spacing of the FPC terminals 200 can be maintained constant.
  • the substrate mounting portion 320 may extend in the same direction as the FPC terminals 200 at both ends of the terminal fixing portion 310, and a fastening hole 321 capable of fastening the bolt B may be provided. . 4, the assembly guide member 300 may be fixed to the printed circuit board 20 by fastening the substrate mounting portion 320 to the printed circuit board 20 with a bolt (B).
  • the FPC terminals 200 in the process of preparing the spot welding, may be placed in the correct welding position on the substrate terminal portion 21, and the FPC terminals 200 may be fixed so as not to flow using a separate fixing tool.
  • a separate fixing tool there may be difficulties without a fixing tool.
  • the FPC terminals 200 can be placed in the correct welding position on the substrate terminal portion 21, and spot welding is performed in a stable state. Can be performed.
  • the assembly guide member 300 is bolted (B) to the printed circuit board 20 together with spot welding of the FPC terminals 200, the FPC connection structure 10 is printed circuit board 20 even in shock or flow. The possibility of separation from is significantly reduced.
  • the FPC conductor pattern 100 and the FPC terminal 200 are integrally provided. That is, in the third embodiment, it is not necessary to connect the FPC conductor pattern 100 and the FPC terminal 200 by pressing each other as in the above-described embodiments.
  • the FPC conductor pattern 100 is present in a state covered with the insulating film 11, and the FPC terminal 200 is flat and is formed wider than the FPC conductor pattern 100 and the FPC conductor pattern It extends from one end of the (100) may be exposed to the outside of the insulating film (11).
  • the FPC connection structure 10 according to the fourth embodiment as shown in FIG. 6, the FPC conductor pattern 100 and the FPC terminal 200 as the FPC connection structure 10 according to the third embodiment ) Is provided integrally, but the cutout hole 215 may be further provided between the substrate terminal portion 21 and the spots N to be welded.
  • the incision hole 215 may act to increase the amount of heat generated at the welding point by increasing the path (or welding distance) through which the current flows, as shown in FIG. 7 in spot resistance welding. At this time, the reason for the increase in the amount of heat is that the resistance between the welding points increases as the distance between the melting points increases.
  • the welding strength of the printed circuit board 20 can be further strengthened compared to the above-described embodiments.
  • the existing FPC can be directly connected to the printed circuit board 20, compared to the conventional FPC + connector or wire + connector connection method. You can save money.
  • spot resistance welding it is easier to manage the joining process than in the case of soldering, and substrate contamination may be small.

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Abstract

본 발명은 FPC 접속 구조체를 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 FPC 접속 구조체는 절연 필름으로 피복되는 여러 가닥의 FPC 도체패턴들; 및 상기 FPC 도체패턴들 각각의 일단부에서 연장되며 상기 인쇄회로기판에 구비되는 기판 단자부에 스폿 용접 가능하게 플랫 타입으로 마련되는 FPC 터미널들을 포함할 수 있다.

Description

FPC 접속 구조체 및 이를 이용한 인쇄회로기판 접속 방법
본 발명은 FPC를 인쇄회로기판에 접속시키기 위한 구조 및 연결 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스폿 용접 방식으로 인쇄회로기판에 접합시킬 수 있는 FPC 접속 구조체 및 이를 이용한 FPC와 인쇄회로기판의 접속 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 11월 13일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2018-0139353호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
배터리 팩에는 이차전지들 이외에 BMS(Battery Management System)와 같은 다양한 배터리 팩 보호 장치가 포함되어 있다. 이러한 보호 장치들은, 배터리 팩의 충방전을 관리하고 안전성을 확보하는 등 여러 역할을 수행할 수 있고, 그 역할을 수행하는 데에 고려하는 인자 중 대표적인 것이 각 이차전지의 전압이라 할 수 있다. 예를 들어, 특정 보호 장치는 각 이차전지의 양단 전압값을 통해 해당 이차전지의 과충전 내지 과방전을 방지할 수 있고, 이차전지 간 충전 상태 편차를 줄이는 밸런싱 기능을 수행할 수도 있다.
이처럼, 배터리 팩에 포함된 보호 장치의 특정 기능을 수행하는 데 있어서, 배터리 팩에 포함된 각 이차전지의 전압을 센싱하는 것은 매우 중요하고 필수적이라 할 수 있기 때문에, 종래의 배터리 팩에는 이러한 이차전지의 전압을 검출하기 위한 전압 센싱 구조가 대부분 적용되어 있다. 대표적인 전압 센싱 구조로는 와이어(wire) 방식과 커넥터 연결 방식이 있다.
와이어 방식은 이차전지의 전극부와 BMS 회로 칩이 실장되어 있는 PCB(Printed Circuit Board)에 센싱 와이어와 클립(clip)으로 연결하는 방식이다. 이러한 와이어 방식은 조립성이 우수하나, 와이어 부품이 추가되어 제품 단가가 상승 된다. 또한, 복수 개의 와이어들은 이차전지들과 함께 팩 케이스 내부에 공간 효율적으로 조립하는데 불편함이 있다.
커넥터 연결 방식은 예컨대 연성회로기판이라고 부르는 FPC(FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT)와 커넥터를 사용하는 방식으로 예컨대, FPC의 일단부에 암 커넥터(female Connector)를 결합하고 PCB 상에 수 커넥터(male)를 결합하여 상기 암 커넥터와 수 커넥터를 연결하는 방식이다. 이러한 커넥터 연결 방식은 와이어 방식보다 간편하고 조립 편의성이 더 우수하나, 커넥터 부품의 추가와 실장(SMT) 공정의 추가로 역시 제품 단가가 크게 상승하는 단점이 있다.
따라서 공간 배치 효율성이 낮고 배선 정리가 어려운 와이어 방식의 단점과 커넥터 추가와 그 실장 공정으로 비용 상승이 부담스러운 커넥터 연결 방식의 단점을 모두 해소할 수 있는 새로운 전압 센싱 방식이 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 커넥터 없이 FPC를 직접 회로기판에 접속시킬 수 있는 FPC 접속 구조체 및 이를 이용한 회로기판 접속 방법을 제공하여 기존 대비 비용을 절감하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 인쇄회로기판에 접속되어 파워 또는 신호를 전송하는 FPC 접속 구조체로서, 절연 필름으로 피복되는 여러 가닥의 FPC 도체패턴들; 및 상기 FPC 도체패턴들 각각의 일단부에서 연장되며 상기 인쇄회로기판에 구비되는 기판 단자부에 스폿 용접 가능하게 플랫 타입으로 마련되는 FPC 터미널들을 포함하는 FPC 접속 구조체가 제공될 수 있다.
상기 FPC 터미널들은 각각 상기 FPC 도체패턴들과 연결되게 상기 FPC 도체패턴들의 일단부와 압착되는 제1 접합부와, 상기 기판 단자부 위에 면 접촉하여 스폿 용접되는 제2 접합부를 포함할 수 있다.
상기 제1 접합부는 상기 FPC 도체패턴과 접촉하고 상기 절연 필름을 수직으로 통과하는 적어도 하나의 연결핀을 포함할 수 있다.
상기 절연 필름을 수직으로 통과하여 상기 절연 필름의 하부에 노출되는 상기 적어도 하나의 연결핀의 끝단부에 억지 끼움 결합되는 핀 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 FPC 터미널들을 지지하며 상기 인쇄회로기판에 결합되게 마련되는 조립 가이드부재를 더 포함할 수 있다.
상기 조립 가이드부재는, 상기 FPC 터미널들이 통과할 수 있는 슬릿들이 형성되어 있는 터미널 고정부와 상기 인쇄회로기판에 볼트 또는 후크 체결 방식으로 결합되는 기판 장착부를 포함할 수 있다.
상기 FPC 도체패턴과 상기 FPC 터미널은 일체형으로 이루어지며, 상기 FPC 터미널은 상기 FPC 도체패턴보다 폭이 넓게 형성되고 상기 절연 필름으로 피복되지 않은 상태로 연장될 수 있다.
상기 FPC 터미널들 각각은, 상기 기판 단자부와 스폿 용접될 곳들 사이에 절개공을 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 FPC 접속 구조체를 이용하여 인쇄회로기판에 FPC를 접속시키는 FPC 접속 방법으로서, 스폿 용접 방식을 적용해 상기 FPC 터미널들을 상기 인쇄회로기판의 기판 단자부에 접합시키는 단계를 포함하는 FPC 접속 방법이 제공될 수 있다.
상기 FPC 터미널들은 니켈(Ni)로 이루어지고, 상기 기판 단자부는 금(Au)도금 처리된 구리(Cu)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 커넥터 없이 FPC를 직접 인쇄회로기판(PCB)에 접속시킬 수 있는 FPC 접속 구조체와 그 방법이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 FPC 접속 구조체는 FPC 터미널이 플랫 타입으로 제작되어 스폿 용접 방식으로 인쇄회로기판에 직접 접합될 수 있다. 따라서 이러한 FPC 접속 구조체와 FPC 접합 방법을 적용하면 커넥터와 같은 부품이 필요 없게 되어 경제적일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FPC 접속 구조체와 인쇄회로기판의 결합 사시도이다.
도 2는 도 1의 FPC 접속 구조체와 인쇄회로기판의 스폿 용접 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 FPC 접속 구조체의 사시도이다.
도 4는 도 3의 FPC 접속 구조체와 인쇄회로기판의 결합 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 FPC 접속 구조체를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 FPC 접속 구조체를 도시한 도면이다.
도 7은 도 7의 부분 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서 설명하는 FPC 접속 구조체는 배터리 팩에 있어서, 이차전지 셀들의 전극 리드들과 BMS 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는데 사용되는 배선용 부품으로서 이차전지 셀들의 전압 값들을 BMS에 전송하는 역할을 한다. 물론, 본 발명에 따른 FPC 접속 구조체는 배터리 팩의 전압 센싱용 부품으로서 그 용도가 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 FPC 접속 구조체는 어느 하나의 기기 또는 회로기판에서 제공하는 신호나 전원을 다른 하나의 기기 또는 회로기판에 전송하는데 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FPC 접속 구조체와 인쇄회로기판의 결합 사시도이고, 도 2는 도 1의 FPC 접속 구조체와 인쇄회로기판의 스폿 용접 공정을 나타내는 도면이다.
이들 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 FPC 접속 구조체(10)는 절연 필름(11)으로 피복되는 여러 가닥의 FPC 도체패턴(100)들과 상기 FPC 도체패턴(100)들의 일단부에서 연장되는 FPC 터미널(200)들을 포함할 수 있다.
FPC 도체패턴(100)들은 예컨대 폴리아미드(Polyimide) 재질로 이루어진 절연 필름(11)을 베이스로 상기 절연 필름(11) 속의 외층(Cover Layer)에 정밀 부식한 미세회로 형태로 구현될 수 있으며 그 양면은 상기 절연 필름(11)으로 피복되고 유연성과 굴곡성을 갖는다.
본 실시예에 따른 FPC 도체패턴(100)들은 8개이나 전송하고자 하는 신호의 개수에 따라 FPC 도체패턴(100)들의 개수는 가감될 수 있다.
상기 FPC 도체패턴(100)들 각각의 일단부에는 인쇄회로기판(20)에 스폿 용접이 용이하도록 마련되는 FPC 터미널(200)들이 연결된다. 그리고 도면에는 생략하였으나 FPC 도체패턴(100)들 각각의 타단부는 배터리 셀들의 전극 리드들과 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 파우치형 이차전지들의 전극 리드들은 금속 바 타입의 버스 바(bus-bar)들에 부착되어 직렬 또는 병렬 연결될 수 있는데, FPC 도체패턴(100)들 각각의 타단부는 상기 버스 바들에 용접 등의 방식으로 부착될 수 있다.
상기 FPC 도체패턴(100)들과 FPC 터미널(200)들은 압착 방식으로 서로 연결될 수 있다. 이를테면, FPC 도체패턴(100)들과 FPC 터미널(200)들을 일대일로 맞대고 열과 압력을 가해 압착하는 방식으로 이들을 결합할 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, FPC 도체패턴(100)들과 FPC 터미널(200)들의 결합 신뢰성을 높일 수 있게 압착 방식과 더불어 핀 결합 방식으로 FPC 도체패턴(100)들과 FPC 터미널(200)들이 각각 연결될 수 있다.
구체적으로 살펴보면, FPC 터미널(200)들은 FPC 도체패턴(100)들의 일단부와 압착되는 제1 접합부(210)와, 기판 단자부(21) 위에 면 접촉되어 스폿 용접이 행해지는 제2 접합부(220)를 포함한다.
그리고 상기 제1 접합부(210)는 상기 FPC 도체패턴(100)과 접촉하고 상기 절연 필름(11)을 수직으로 통과하는 적어도 하나의 연결핀(211)을 포함한다.
위와 같은 구성으로, FPC 도체패턴(100)의 일단부와 FPC 터미널(200)의 제1 접합부(210)를 압착시킬 때 2개의 연결핀(211)이 상기 FPC 도체패턴(100)과 절연 필름(11)을 수직으로 통과할 수 있다.
따라서 FPC 도체패턴(100)과 FPC 터미널(200)은 상하로 압착되어 고정성이 확보될 수 있고 연결핀(211)에 의해 고정성이 보강될 수 있어 상호 간 안정적으로 연결될 수 있다.
이에 더불어 FPC 접속 구조체(10)는 핀 커버(213)를 더 포함할 수 있다.
핀 커버(213)는 절연 필름(11)을 수직으로 통과하여 절연 필름(11)의 하부에 노출되는 연결핀(211)들의 끝단부에 억지 끼움 결합될 수 있다.
이러한 핀 커버(213)는 연결핀(211)들의 상하 방향 움직임을 잡아줄 수 있고, 제1 접합부(210)를 FPC 도체패턴(100) 위에 압착시킬 때, 절연 필름(11)의 하면에 면 접촉하여 절연 필름(11)의 하면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 FPC 터미널(200)들은 인쇄회로기판(20)에 구비되는 기판 단자부(21)에 스폿 용접이 가능하게 플랫 타입으로 마련될 수 있다.
여기서 플랫 타입이란 FPC 도체패턴(100)들에 비해 폭이 크고 평평한 판상체 형태라 할 수 있다. 그리고 기판 단자부(21)는 상기 FPC 터미널(200)들과 일대일 대응하게 접촉될 수 있는 인쇄회로기판(20) 상의 금속 패턴들(미도시)로 구성될 수 있다.
FPC 도체패턴(100)들은 가늘고 유연해서 이를 바로 기판 단자부(21)에 접촉시켜 놓고 스폿 용접을 행하기 용이하지 않다. 그러나 FPC 터미널(200)들은 FPC 도체패턴(100)들보다 상대적으로 잘 휘지 않고 넓은 면적을 갖는 플랫 타입의 판상체 형태로 제공되므로 기판 단자부(21)에 면 접촉시켜 놓고 스폿 용접이 용이하다.
따라서 본 발명의 FPC 접속 구조체(10)에서 상기 FPC 터미널(200)들이 기판 단자부(21)에 스폿 용접됨으로써 FPC 도체패턴(100)들과 기판 단자부(21)를 연결하는 매개체로서 기능할 수 있다.
본 발명에 따른 인쇄회로기판(20)에 대한 FPC 접속 방법은 위와 같은 FPC 접속 구조체(10)를 이용하여 FPC 터미널(200)들을 기판 단자부(21)에 스폿 용접 방식을 적용해 접합시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스폿 용접 방식은 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 용접봉(31,32)을 이용해 모재의 접합부에 대전류를 흘려 발생하는 저항열에 의해 접합부를 반용융 상태로 하고 이것에 압력을 가하여 접합하는 스폿 저항 용접 방식이 채용될 수 있다.
이때 FPC 터미널(200)들은 전기 전도성을 갖는 소재라면 특별히 제한되지 않으나, 가공의 용이성 등을 고려할 때 니켈, 황동, 알루미늄, 구리 및 이들의 선택적인 합금 및 외면에 니켈이 피복된 철로 이루어지는 군에서 선택되는 하나의 소재가 바람직할 수 있다. 또한, 기판 단자부(21)를 구성하는 금속 패턴들은, 금(Au)도금 처리된 구리(Cu)로 이루어진 것이 바람직할 수 있다.
이어서, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 내지 제4 실시예에 따른 FPC 접속 구조체(10)를 연속해서 설명하기로 한다. 전술한 실시예와 동일한 부재 번호는 동일한 부재를 나타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하고 전술한 실시예와의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 제2 실시예에 따른 FPC 접속 구조체(10)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 조립 가이드부재(300)를 더 포함한다.
상기 조립 가이드 부재는 FPC 터미널(200)들을 일체로 지지하며 인쇄회로기판(20)의 일측에 고정 결합됨으로써 조립 편의성을 제공하는 부품으로서 기능할 수 있다.
구체적으로 조립 가이드부재(300)는 플라스틱과 같은 절연 재질로 이루어지며 FPC 터미널(200)들이 각각 통과할 수 있는 슬릿들이 형성되어 있는 터미널 고정부(310)와 인쇄회로기판(20)에 볼트 또는 후크 체결 방식으로 결합되는 기판 장착부(320)를 포함할 수 있다.
터미널 고정부(310)는 FPC 터미널(200)들과 교차하는 방향으로 길게 연장되며 슬릿들은 몸체에 FPC 터미널(200)들과 같은 방향으로 형성될 수 있다. 이러한 슬릿들에 FPC 터미널(200)들이 하나씩 끼워진 형태로 조립됨으로써 FPC 터미널(200)들이 유동하지 않게 지지될 수 있으며, 또한 FPC 터미널(200)들의 간격이 일정하게 유지될 수 있다.
기판 장착부(320)는 터미널 고정부(310)의 양쪽 단부에서 FPC 터미널(200)들과 같은 방향으로 연장될 수 있으며, 볼트(B)를 체결할 수 있는 체결공(321)이 마련될 수 있다. 도 4와 같이, 조립 가이드부재(300)는 상기 기판 장착부(320)를 인쇄회로기판(20)에 볼트(B) 체결시킴으로써 인쇄회로기판(20)에 고정될 수 있다.
제1 실시예의 경우, 스폿 용접을 준비하는 과정에서 FPC 터미널(200)들을 기판 단자부(21) 상의 정확한 용접 위치에 놓고 별도의 고정용 도구를 이용해 FPC 터미널(200)들이 유동하지 못하게 고정시킬 수 있겠으나, 고정용 도구가 없으면 어려움이 있을 수 있다.
반면 제2 실시예의 경우, 조립 가이드부재(300)를 인쇄회로기판(20)에 장착하게 되면 FPC 터미널(200)들이 기판 단자부(21) 상의 정확한 용접 위치에 놓일 수 있으며, 안정된 상태에서 스폿 용접이 수행될 수 있다. 또한, FPC 터미널(200)들의 스폿 용접과 더불어 조립 가이드부재(300)가 인쇄회로기판(20)에 볼트(B) 체결되기 때문에 충격이나 유동에도 FPC 접속 구조체(10)가 인쇄회로기판(20)에서 분리될 가능성이 현저히 낮아진다.
다음으로, 제3 실시예에 따른 FPC 접속 구조체(10)는, 도 5에 도시한 바와 같이, FPC 도체패턴(100)과 FPC 터미널(200)이 일체형으로 마련된다. 즉, 제3 실시예는 전술한 실시예들처럼 FPC 도체패턴(100)과 FPC 터미널(200)을 서로 압착시켜 연결할 필요가 없다.
제3 실시예의 경우, FPC 도체패턴(100)은 절연 필름(11) 속에 피복된 상태로 존재하고 FPC 터미널(200)은 플랫 타입으로 상기 FPC 도체패턴(100)보다 폭이 넓게 형성되고 FPC 도체패턴(100)들의 일단부에서 연장되고 절연 필름(11)의 외부로 노출될 수 있다.
그 다음으로 제4 실시예에 따른 FPC 접속 구조체(10)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 제3 실시예에 따른 FPC 접속 구조체(10)와 같이 FPC 도체패턴(100)과 FPC 터미널(200)이 일체형으로 마련되는 것은 동일하나, 기판 단자부(21)와 스폿 용접될 곳(N)들 사이에 절개공(215)을 더 구비할 수 있다.
상기 절개공(215)은 스폿 저항 용접에 있어서, 도 7과 같이, 전류가 흐르는 경로(또는 용접 거리)를 증가시켜 용접 지점에서 발생되는 열량을 증가시키는 작용할 수 있다. 이때 열량이 증가하는 원인은 용점 지점 사이의 거리가 증가됨으로써 용접 지점 사이에 존재하는 저항이 증가하기 때문이다.
따라서 제4 실시예에 따른 FPC 접속 구조체(10)는 인쇄회로기판(20)에 대한 용접 강도가 전술한 실시예들에 비해 더 강화될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 FPC 접속 구조체(10)와 이를 이용한 FPC 접속 방법에 의하면, 기존의 FPC를 직접 인쇄회로기판(20)에 접속시킬 수 있어 기존의 FPC+커넥터 또는 와이어+커넥터 연결 방식에 비해 비용을 절감시킬 수 있다. 또한, 스폿 저항 용접을 적용함으로써 솔더링(soldering)의 경우보다 접합 공정 관리가 쉽고 기판 오염이 작게 발생할 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

Claims (10)

  1. 인쇄회로기판에 접속되어 파워 또는 신호를 전송하는 FPC 접속 구조체로서,
    절연 필름으로 피복되는 여러 가닥의 FPC 도체패턴들; 및
    상기 FPC 도체패턴들 각각의 일단부에서 연장되며 상기 인쇄회로기판에 구비되는 기판 단자부에 스폿 용접 가능하게 플랫 타입으로 마련되는 FPC 터미널들을 포함하는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 FPC 터미널들은 각각
    상기 FPC 도체패턴들과 연결되게 상기 FPC 도체패턴들의 일단부와 압착되는 제1 접합부와, 상기 기판 단자부 위에 면 접촉하고 스폿 용접되는 제2 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 접합부는 상기 FPC 도체패턴과 접촉하고 상기 절연 필름을 수직으로 통과하는 적어도 하나의 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 구조체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연 필름을 수직으로 통과하여 상기 절연 필름의 하부에 노출되는 상기 적어도 하나의 연결핀의 끝단부에 억지 끼움 결합되는 핀 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 FPC 터미널들을 지지하며 상기 인쇄회로기판에 결합되게 마련되는 조립 가이드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조립 가이드부재는,
    상기 FPC 터미널들이 통과할 수 있는 슬릿들이 형성되어 있는 터미널 고정부와 상기 인쇄회로기판에 볼트 또는 후크 체결 방식으로 결합되는 기판 장착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 FPC 도체패턴과 상기 FPC 터미널은 일체형으로 이루어지며,
    상기 FPC 터미널은 상기 FPC 도체패턴보다 폭이 넓게 형성되고 상기 절연 필름으로 피복되지 않은 상태로 연장되는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 FPC 터미널들 각각은,
    상기 기판 단자부와 스폿 용접될 곳들 사이에 절개공을 구비하는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 구조체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 FPC 접속 구조체를 이용하여 인쇄회로기판에 FPC를 접속시키는 FPC 접속 방법으로서,
    스폿 저항 용접 방식을 적용해 상기 FPC 터미널들을 상기 인쇄회로기판의 기판 단자부에 접합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FPC 접속 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 FPC 터미널들은 니켈(Ni)로 이루어지고, 상기 기판 단자부는 금(Au)도금 처리된 구리(Cu)로 이루어진 것을 특징으로 하는 FPC 접속 방법.
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