FPC용 커넥터란?
FPC용 커넥터는 회로 부품인 커넥터의 일종입니다.
FPC라는 플렉시블 기판을 연결합니다. 기기 내부의 기판과 기판 사이를 연결하는 데 사용되기 때문에 평소에는 잘 볼 수 없습니다.
FPC용 커넥터의 사용 용도
FPC용 커넥터는 전자기기 내부의 리지드 기판에 장착되어 FPC의 연결에 활용됩니다. 구체적으로 자동차, 의료기기, 휴대폰, 노트북, 액정 TV, 디지털 카메라, 게임기 등이 있습니다.
FPC와 FPC 커넥터는 가전제품의 소형화 및 공간 절약에 크게 기여하고 있습니다. 가전제품과 휴대용 기기는 더욱 소형화되는 추세이며, 향후 수요도 증가할 것으로 예상됩니다.
FPC용 커넥터의 원리
FPC 커넥터는 전기 신호를 연결하는 접점 부분과 접점 부분을 보호하기 위한 하우징 부분으로 구성됩니다. 이 구성은 일반 커넥터와 유사합니다.
접점 부분의 재료는 금속입니다. 구리의 표면을 금이나 은, 주석으로 표면 처리한 전도성이 좋은 재료가 사용됩니다. 이종 금속 간의 접촉으로 인한 부식 등을 피하기 위해 연결 대상인 FPC의 표면 처리와 같은 종류의 금속을 선택하는 경우가 많습니다.
하우징 부분에는 수지가 이용되고 있습니다. 리지드 기판 위에 납땜되기 때문에 수지는 내열성 수지가 사용됩니다. 접점부를 덮어 금속 단자의 변형이나 파손을 보호합니다. 접점과 하우징은 한 번 삽입된 FPC를 잠가 결합을 유지하는 구조를 취합니다.
FPC 커넥터의 구조
앞서 언급했듯이 FPC 커넥터에는 잠금 장치가 있습니다. 이 잠금 메커니즘에는 ZIF 구조와 Non-ZIF (N-ZIF, 비 ZIF) 구조의 두 가지가 있습니다.
1. ZIF 구조
ZIF 구조에서는 커넥터에 삽입한 FPC를 레버로 잠급니다. 잠금 시 단자끼리 접촉하게 됩니다.
삽입에 필요한 힘이 적고 마찰을 줄일 수 있기 때문에 수십 핀 이상의 단자 수에서도 작업성과 접촉성에 문제가 생기기 어렵습니다. 따라서 많은 FPC 커넥터에 채택되고 있습니다.
2. Non-ZIF 구조
Non-ZIF 구조는 스프링이 있는 단자에 FPC를 압입하도록 삽입합니다. 압입하기 때문에 끼우기만 하면 잠기게 됩니다.
끼우기만 하면 연결이 완료되기 때문에 작업성은 좋지만, 마찰이 커져 커넥터 자체나 FPC가 파손될 우려가 있어 수십 핀 이상의 단자 수에는 적합하지 않습니다.
FPC 커넥터의 종류
FPC 커넥터는 크게 4종류로 나뉘는데, FPC의 연결 방향에 따라 2종류, 잠금장치에 따라 2종류가 있어 2×2의 조합으로 아래 4가지 패턴으로 분류됩니다.
- 수평 연결 ZIF
- 수평 연결 Non-ZIF
- 수직 연결 ZIF
- 수직 연결 Non-ZIF
연결 방향은 수평 연결과 수직 연결의 두 가지가 있습니다. 수평 연결은 리지드 기판과 수평으로 FPC를 삽입합니다. 수직 연결은 리지드 기판과 수직으로 FPC를 삽입합니다.
잠금기구는 ZIF와 Non-ZIF 두 가지가 있는데, ZIF는 FPC 커넥터에 삽입한 FPC를 잠금 레버로 고정하는 구조이며, Non-ZIF는 잠금 레버가 없고 금속 접점 부분에 스프링을 넣는 등 FPC를 압입식으로 눌러서 고정하는 구조로 되어 있습니다.
FPC 커넥터 선택 방법
FPC 커넥터는 앞서 언급한 항목 외에도 선택 시 고려해야 할 파라미터가 있습니다. 사용 용도나 탑재하는 기기의 특성에 맞는 부품을 선택하는 것이 중요합니다.
1. 단자간 피치
전극의 중심에서 옆 전극의 중심까지의 거리를 피치라고 하며, FPC의 배선 피치에 맞는 커넥터를 선택해야 합니다.
2. FPC의 두께
결합의 안정성과 전기적 연결 안정성을 보장하기 위해 FPC의 두께에 맞는 커넥터를 선택해야 합니다.
3. 전극 수
리지드 기판 및 FPC의 회로 설계에 따라 적절한 전극 수를 선택해야 합니다.
4. 접점 표면 처리
신호 전도성 및 부식 방지 신뢰성 측면에서 접점이 FPC와 동일한 금속으로 된 커넥터를 선택해야 합니다.
5. 접촉 방향
FPC와의 접점에는 상부, 하부, 양면 등 세 가지 종류가 있습니다. 사용하는 기기의 구조에 따라 적절한 접점 방향을 선택해야 합니다.
6. 신호의 종류
대전력용, 고속전송용 등 FPC를 통과하는 신호의 특성에 따라 전용 커넥터를 선택해야 합니다.