KR102013898B1 - 전기접촉단자 및 그 장착 구조 - Google Patents

Abstract

전기전도성 대상물의 표면에 형성된 수납 홈에 삽입되어 초음파 용접에 의해 상기 대상물에 접합되는 전기접촉단자가 개시된다. 상기 접촉단자는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 구성된 몸체; 상기 몸체의 측면에 돌출되고, 외부의 압력에 의해 변형되는 적어도 한 쌍 이상의 돌기; 및 다른 대상물이 접촉하는 상기 몸체의 면에 형성된 도금층을 포함한다.

Description

전기접촉단자 및 그 장착 구조{Electric contact terminal and mount structure on metal case for the same}

본 발명은 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 대향하는 회로기판에 장착된 탄성전기접촉단자와 전기접촉하는 전자기기의 금속 케이스에 구비된 전기 접촉부분의 전기접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기접촉단자에 관련한다.

휴대전화를 비롯한 전자통신기기의 금속 케이스에 무게가 가볍고, 가격이 싸고, 가공이 쉬운 알루미늄이나 알루미늄 합금 또는 마그네슘이나 마그네슘 합금 등의 비철금속이 주로 사용되고 있다.

이들 비철금속 재질의 금속 케이스는 대기 중에서 또는 환경 변화에 따라 부식에 취약하고 강도가 낮다는 단점이 있어 부식 방지를 위하여 코팅 또는 도금과 같은 표면처리를 할 수 있다.

그러나 부식방지를 위해 알루미늄이나 알루미늄 합금 또는 마그네슘이나 마그네슘 합금 위에 표면처리를 하면 표면처리에 의해 전기저항이 높아진다는 단점이 있다. 이 경우에 회로기판에 실장된 탄성 단자가 접촉하는 케이스의 전기 접촉부분을 연삭 등의 후가공에 의해 표면처리된 부분을 벗겨내어 전기저항을 낮추어야 한다.

그러나 연삭에 의해 벗겨진 전기 접촉부분도 결과적으로 외부에 노출되기 때문에 또 다시 부식이 진행된다는 문제점이 있다.

이와 같이 부식이 되는 경우, 결과적으로 전기저항이 커지고 전기저항이 불균일해져서 대향하는 전기전도성 대상물과의 전기접촉저항이 커진다는 단점이 있다. 특히 RF 용도나 안테나 용도로 사용하는 경우 RF 성능 또는 송수신 성능이 저하된다는 단점이 있다.

또한, 알루미늄이나 알루미늄 합금 또는 마그네슘이나 마그네슘 합금으로 구성된 금속 케이스 표면의 기계적인 강도가 비교적 약하여 회로기판 등에 장착된 기계적 강도가 강하여 탄성을 갖는 금속으로 된 탄성 전기단자가 기계적으로 반복적하여 탄성 접촉하는 경우 금속 케이스 표면의 접촉부분은 쉽게 마모되거나 닳아서 신뢰성 있는 전기적 접촉을 계속 제공하기 어렵다는 단점이 있다.

이와 같이 스마트폰 등의 케이스에 사용되는 알루미늄이나 알루미늄 합금 또는 마그네슘이나 마그네슘 합금의 표면은 부식되기 쉽고, 기계적 강도가 약하기 때문에 대향하는 탄성을 갖는 전기단자와 신뢰성 있는 전기접촉이 어렵고 이에 따라 RF 성능 및 송수신 성능 등이 나쁘다는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 종래의 기술에 의하면 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 구성된 전기전도성 대상물의 표면 위에 용접되며, 금속 코어와 상기 코어의 상면과 하면에 각각 형성된 도금층을 구비한 몸체; 상기 몸체의 적어도 상면을 포함하는 외면에 형성되는 접촉층; 및 상기 몸체의 하면에 점착되는 점착테이프를 포함하며, 상기 몸체와 상기 대상물이 용접에 의해 서로 용융되어 상기 몸체의 하면과 상기 대상물의 표면 사이에 용접층이 형성되며, 상기 용접층에 의해 상기 접촉단자와 상기 대상물이 기구적 및 전기적으로 연결되는 전기접촉단자를 제안하고 있다.

이러한 전기접촉단자에서는, 전기접촉단자가 케이스와 같은 대상물로부터 돌출되어 점착테이프에 의해 임시 고정되기 때문에 진동이 제공되는 초음파 등의 용접이나 취급 과정에서 진동이나 충격 등에 의해 접촉단자의 위치가 변경되는 문제점이 있다.

예를 들어, 하나의 케이스에 다수의 전기접촉단자가 용접되는 경우 하나의 전기접촉단자를 용접하면 주변에 위치하여 용접 대기 중인 다른 전기접촉단자가 분리될 수 있다.

또한, 전기접촉단자의 치수가 작은 경우, 하면에 점착된 점착테이프에 의해 표면실장에 의해 자동으로 장착하기 어렵다는 단점이 있다.

또한, 케이스의 재질과 도금층을 포함한 전기접촉단자의 재질이 크게 다르기 때문에 이종 금속간의 용접에 의한 접합이 어렵고, 접합력이 충분하지 못하기 때문에 외부 충격에 의해 고정된 접촉단자가 케이스로부터 분리될 수 있다는 문제점이 있다. 예를 들어, 도금층의 최외부층은 금으로 이루어져 알루미늄 합금의 케이스가 용융되는 온도에서는 용융되지 않아 금과 알루미늄 합금의 용접은 신뢰성 있는 용접 접합을 제공하기 어렵다.

또한, 케이스의 재질과 전기접촉단자의 재질이 다르기 때문에 접촉단자와 금속 케이스가 접촉하여 용접된 부위에서 화학적-전기적 변화(갈바닉 부식 등)가 발생하여 전기 신호 및 양의 감쇄나 왜곡이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 전기접촉단자의 하면에 형성된 점착테이프는 용접시 발생하는 고온에 타서 접합부에 불순물이 존재한다는 단점이 있다.

또한, 전기접촉단자 재료의 용융점이 알루미늄이나 마그네슘의 용융점보다 높아 용접 시 많은 에너지가 소비된다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 표면실장에 의해 금속케이스에 경제성 있고 신뢰성 있게 장착이 용이한 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 운반, 취급 및 용접 과정에서 진동이나 충격에 의해 전기접촉단자의 위치가 변경되거나 분리되기 어려운 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 금속 케이스에 장착한 후 취급시 외부 충격에 의해 쉽게 이탈되지 않도록 하는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 금속 케이스와 접촉하여 용접된 부위에서 갈바닉 등의 부식이 적게 발생하여 전기 신호 및 양의 감쇄나 왜곡의 발생을 적도록 하고 환경적 부식의 발생을 최소화할 수 있는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접 시 에너지가 적게 소비되는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접부위에 불순물이 최소한으로 존재하는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접 부위가 넓은 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전기접촉단자가 수납 홈에 균일한 높이로 형성된 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대향하여 접촉하는 전기전도성 탄성 클립과의 내 마모성이 좋은 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 금속 케이스에 장착되는 전기접촉단자로써, 비철 금속으로 구성된 몸체; 및 상기 몸체의 측면에 직경 방향으로 연장하여 돌출되는 적어도 두 개 이상의 돌기로 구성되고, 상기 몸체의 한 면에 적어도 니켈을 포함하는 도금층이 형성되고, 상기 도금층에서 진공 픽업을 위한 평면을 제공하고, 상기 돌기가 상기 몸체의 두께 방향을 따라 적어도 일부에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자가 제공된다.

바람직하게, 상기 비철 금속은 금속 케이스의 재료와 동일 또는 유사하고, 상기 비철 금속은 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금일 수 있다.

바람직하게, 상기 돌기의 형상은 상기 몸체의 두께 방향을 따라 중간 부위가 가장 높고 양단으로 가면서 낮아지도록 테이퍼 진 형상일 수 있다.

바람직하게, 상기 몸체는 원형이나 사각형을 이루고, 상기 돌기는 모두 동일 또는 유사한 형상을 구비하고, 상기 몸체의 가장자리를 따라 균등한 간격으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 도금층은 니켈/금 도금층, 니켈-금합금(코발트) 도금층 또는 니켈합금 팔라듐)-금합금(코발트) 도금층일 수 있다.

바람직하게, 상기 몸체와 상기 돌기는 프레스 금형에 의해 동시에 형성되고, 상기 돌기는 상기 몸체에 연결된 부분의 폭이 넓고 단부로 갈수록 가늘어지거나, 얇은 핀(fin) 형상일 수 있다.

바람직하게, 상기 돌기의 경도는 상기 케이스의 경도와 같거나 그보다 낮을 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 금속 케이스의 표면 위에 전기접촉단자를 장착하는 구조로서, 회로기판에 장착된 탄성 금속 클립과 전기적으로 접촉되는 상기 케이스의 표면의 전기 접촉부분에 상기 전기접촉단자를 수납하는 수납 홈이 일체로 형성되고, 상기 전기접촉단자는, 상기 금속 케이스와 동일 또는 유사한 재료로 구성된 몸체, 상기 몸체 위에 형성되는 적어도 니켈층을 포함한 도금층으로 구성되며, 상기 몸체의 측면에서 연장하여 돌출되고, 외부의 압력에 의해 변형되는 적어도 두 개 이상의 돌기를 구비하고, 상기 수납 홈의 수평 면적은 상기 몸체의 수평 면적보다 크고, 상기 돌기는 상기 돌기에 의해 상기 몸체가 상기 수납 홈의 입구에 걸치는 정도의 크기를 갖고, 상기 수납 홈에 상기 돌기가 뭉그러지게 끼워진 후, 상기 몸체와 상기 돌기가 상기 수납 홈에서 만나는 부분이 용접에 의해 융착되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조가 제공된다.

바람직하게, 상기 수납 홈의 입구 가장자리에는 테이퍼가 형성되고, 상기 돌기는 상기 테이퍼에 걸치는 치수와 형상을 구비할 수 있다.

바람직하게, 상기 수납 홈의 깊이는 상기 몸체의 높이와 같거나 작고 상기 몸체를 상하로 관통하지 않는다.

바람직하게, 상기 용접은 초음파 용접일 수 있다.

바람직하게, 상기 몸체와 상기 수납 홈은 동일한 형상의 원형이거나 사각형일 수 있다.

바람직하게, 상기 금속 케이스는 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금 중 어느 하나일 수 있다.

바람직하게, 상기 전기접촉단자는, 상기 도금층의 상면이 진공 픽업되도록 릴 캐리어에 릴 테이핑 될 수 있다.

바람직하게, 상기 전기접촉단자의 상기 몸체의 밑면과 상기 돌기가 각각 상기 수납 홈의 바닥과 측벽에 초음파에 의해 용접될 수 있다.

상기한 구조에 의하면, 릴 테이핑 되어 진공픽업에 의해 전기접촉단자를 케이스의 수납 홈에 경제성 있고 신뢰성 있게 장착하기 용이하고 얇은 두께로 형성된 돌기를 작은 힘으로 가압하여 수납 홈에 용이하게 삽입할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 전기접촉단자가 수납 홈에 끼워진 상태에서 돌기의 변형부가 수납 홈의 측벽을 가압하여 전기접촉단자가 쉽게 이탈되지 않도록 하고 있기 때문에, 운반, 취급 또는 초음파 용접 중 진동이나 충격이 발생하여도 인접하는 전기접촉단자가 수납 홈에서 쉽게 움직이거나 분리되지 않는다.

또한, 몸체를 균등하게 분할하는 위치에 대칭하여 짝수의 돌기가 형성되어 전기접촉단자가 평형을 이루어 작업에 용이하며 무게의 평형을 이루며, 몸체의 상하면이 평면이어서 진공픽업이 용이하며 용접부위가 넓다는 장점이 있다.

특히, 돌기가 수납 홈의 측벽에 접촉한 후 용접하므로 돌기도 수납 홈의 측벽에 용접되므로 용접 면적이 넓다.

또한, 용접에 의한 동종 또는 유사 금속의 접합으로 전기접촉단자와 케이스의 용접 결합력이 좋고, 용접 부위에서 전기적 그리고 화학적 변화에 의한 부식의 발생이 적어 전기 신호의 감쇄나 왜곡이 작아지고 환경적 부식의 발생도 적으며, 그 결과 전기접촉단자와 케이스의 기구적 및 전기적 결합의 신뢰성이 향상된다.

또한, 전기접촉단자를 용접 전에 수납 홈에 끼워 고정하기 때문에 용접 작업이 편리하고 케이스의 정확한 위치에 전기접촉단자를 장착할 수 있다.

또한, 초음파 용접을 할 때 제공되는 힘에 의해 전기접촉단자는 수납 홈에 균일한 높이로 충분하게 삽입되어 결과적으로 전기접촉단자는 케이스에 균일한 높이로 형성된다는 이점이 있다.

또한, 용융 온도가 낮은 금속재료를 사용하여 용접 시 에너지가 적게 든다.

또한, 접촉단자와 케이스 사이의 용접 부위에 점착테이프 등의 불순물이 없으므로 용접 후에도 불순물이 최소화된다.

또한, 전기접촉단자의 상부에 강도가 좋은 니켈과 적어도 금이 순차적으로 형성되어 대향하여 접촉하는 전기전도성 탄성 클립과의 내 마모성이 좋다.

도 1은 금속 케이스에 적용되는 전기접촉단자를 분해하여 보여준다.
도 2(a)는 본 발명에 적용되는 전기접촉단자를 나타내는 사시도이고, 도 2(b)는 b-b를 따른 단면도이다.
도 3(a) 내지 3(c)은 전기접촉단자가 금속 케이스에 적용되는 것을 보여준다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 금속 케이스에 적용되는 전기접촉단자를 분해하여 보여주고, 도 2(a)는 본 발명에 적용되는 전기접촉단자를 나타내는 사시도이고, 도 2(b)는 도 2(a)의 b-b를 따른 단면도이다.

전기접촉단자(100)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 경량의 비철금속으로 된 전기전도성 대상물인 금속 케이스의 표면 위에 용접되어 장착되는데, 전기접촉단자(100)의 표면이 진공 픽업이 용이하게 평면을 이루고 있어 릴 캐리어에 포장되고 공급되어 진공 픽업될 수 있다.

여기서, 전기접촉단자(100)는 상하면이 평면을 이루는 몸체(110)와 몸체(110)의 일부에 일체로 연장되어 형성된 돌기(130)로 구성된다.

이 실시 예에서, 전기전도성 대상물은 휴대전화(200)의 금속 케이스(210, 220)이고, 전기접촉단자(100)가 장착되는 케이스(210, 220)의 부분에는 케이스(210, 220)의 부식 방지를 위한 절연 코팅층이 형성되지 않는다.

이 예에서는 하부 케이스(210)의 내부면에 전기접촉단자(100)가 설치되어 회로기판(230)에 실장된 탄성 금속 클립(300)이 전기접촉단자(100)에 기계적으로 접촉하여 전기적으로 연결되는 구조를 예로 든다.

케이스(210)의 클립(300)이 접촉하는 부분에는 정해진 치수의 수납 홈(212)이 형성되고, 이 수납 홈(212)에 전기접촉단자(100)가 삽입되어 장착되는데, 가령 전기접촉단자(100)가 수납 홈(212)에 물리적으로 삽입된 상태에서 초음파 용접에 의해 케이스(210)와 일체로 될 수 있다.

수납 홈(212)은 케이스(210)의 일부가 CNC 밀링에 의해 파여 케이스(210)에 일체로 형성되며, 수납 홈(212)은 말 그대로 케이스(210)를 관통하지 않는 홈을 의미한다.

이 실시 예에서, 작업성이 좋게 수납 홈(212)은 전기접촉단자(100)의 몸체(110)와 같이 수평 단면이 원 형상이다.

회로기판(230)에서 전기접촉단자(100)에 대향하는 부분에 금속 클립(300)이, 가령 솔더링에 의해 실장되어 케이스(210)에 장착된 전기접촉단자(100)에 기계적으로 전기 접촉한다.

전기접촉단자(100)는, 클립(300)이 접촉하는 몸체(110) 부분에 형성된 도금층(120)을 구비하는데, 도금층(120)은 적어도 니켈층을 포함한다.

몸체(110)는 케이스(210)와 동일 또는 유사한 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 재질이어서 용접이 용이하고, 용접 강도가 좋고 또한 용접 부위에서 전기적 및 화학적 변화가 적다.

여기서, '유사한'이라는 의미는 알루미늄 합금과 마그네슘 합금이 여러 종류가 있기 때문에 금속 주성분이 같거나 유사한 특성을 구비한 재료를 사용한다는 의미로 해석한다.

만일, 몸체(110)의 재료가 케이스(210)의 재료와 크게 다른 경우, 예를 들어 동 합금이나 철 합금인 경우에 강도가 높은 장점이 있을 수 있지만 녹는 온도가 다르고 재료 성능도 크게 달라 경제성 있고 신뢰성 있는 초음파 용접이 제공되기 어렵다는 단점이 있다.

이 실시 예에서, 전기접촉단자(100)는 원판 형상으로 직경이 대략 1.2㎜ 내지 4.0㎜ 정도이고, 두께가 0.1㎜ 내지 0.4mm 정도일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

전기접촉단자(100)의 두께는 수납 홈(212)의 깊이와 같거나 그보다 크게 형성되어 케이스(210)로부터 돌출될 수 있으며, 가령 수납 홈(212)의 깊이는 0.1㎜ 내지 0.3㎜일 수 있다.

전기접촉단자(100)가 원판 형상일 경우, 방향성이 적어 릴 테이핑하기 용이하고 경제성 있는 제조가 용이하다는 이점이 있다.

여기서, 전기접촉단자(100)는 도금층(120)의 상면이 진공 픽업되도록 릴 캐리어에 릴 테이핑 된다.

도금층(120)은 니켈, 니켈-금 도금층, 니켈-금합금(코발트) 도금층 또는 니켈-니켈합금(팔라듐)-금합금(코발트) 도금층으로 구성될 수 있다.

특히, 도금층(120)은 클립(300)과 전기적, 기계적으로 접촉하는 부분으로 니켈층의 경도(hardness)가 케이스(210)의 경도보다 커서 접촉단자(100)가 클립(300)과의 기계적 접촉에 대해 기계적 강도가 낮은 케이스(210)를 마찰로부터 보호하고, 금 또는 금 합금은 환경적 부식을 방지하는 역할을 한다.

전기접촉단자(100)는 판 형상의 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 된 시트 위에 도금층(120)을 형성한 다음 프레스 금형으로 타발하여 만들 수 있으며, 한 번의 타발로 몸체(110)와 돌기(130)가 동시에 형성될 수 있다.

선택적으로, 타발에 의해 노출되는 몸체(110) 부분은 환경적 부식을 방지하고 용접 작업 중 고온에서 번-아웃(burn out)되어 증발할 수 있는 얇은 두께의 부식 방지제가 코팅될 수 있다. 이러한 부식 방지제는 용접 온도에서 번-아웃되어 용접 후에는 잔여물이 남지 않는 폴리머 코팅제로 구성될 수 있다.

수납 홈(212)이 원 형상인 경우, 수납 홈(212)의 직경은 몸체(110)의 직경과 같거나 그보다 약간 크게 형성되고 돌기(130)의 끝 부분을 서로 잇는 길이보다 약간 작게 형성된다.

수납 홈(212)의 수평 면적은 몸체(110)의 수평 단면적보다 약 1% 내지 15% 정도 크게 형성되어 수직으로 가해지는 적은 힘에 의해서 몸체(110)가 수납 홈(212)에 용이하게 삽입되고, 삽입된 후에도 수용 홈(212)에 빈 공간이 많지 않게 하여 흔들림 등의 현상을 적게 한다.

이 경우, 진공 픽업에 의한 표면 실장으로 릴 캐리어에 테이핑 된 전기접촉단자(100)를 수납 홈(212)에 장착 시 몸체(110)에서 일체로 돌출되는 돌기(130)의 끝 부분 사이의 길이가 수납 홈(212)의 직경보다 크기 때문에 돌기(130)가 수납 홈(212)의 입구 가장자리에 걸치면서 표면 실장과 동시에 또는 별도로 제공되는 압력에 의해 돌기(130) 또는 수납 홈(212)이 뭉그러지면서 전기접촉단자(100)가 수납 홈(212)에 강제 삽입된다.

이와 같이, 용접에 의한 고정 이전에 임시로 장착 고정됨으로써, 전기접촉단자(100)는 케이스의 운반, 취급 또는 초음파 용접 중 진동이나 충격이 발생하여도 인접하는 수납 홈(212)에서 쉽게 움직이거나 분리되지 않는다.

이와 같이, 전기접촉단자(100)는 몸체(110)에 형성된 얇은 두께의 돌기(130)가 표면 실장과 함께 제공되는 또는 표면 실장 이후에 연속적으로 제공되는 압력에 의해 뭉그러지면서 수납 홈(212)에 장착될 수 있다.

여기서, 제공되는 압력은 표면실장 장비에 구비된 가압 도구에 의해 표면 실장하면서 가압 도구로 몸체(110)를 눌러 수납 홈(212)에 얕게 끼워지도록 하거나, 표면 실장을 모두 완료한 후 별도의 지그를 이용하여 한꺼번에 몸체(110)를 눌러 끼울 수 있다.

이 실시 예에서, 몸체(212)는 릴 테이핑 등이 용이하게 방향성이 없는 원 형상을 이루나 이에 한정하지 않고 타원형 또는 사각형일 수 있다.

수납 홈(212)의 입구 가장자리는 표면실장시 제공되는 치수 공차 및 전기접촉단자(100)의 치수 공차를 고려하여 전기접촉단자(100)가 수납 홈(120)에 원활하게 삽입될 수 있게 테이퍼(213)가 형성된다.

테이퍼(213)는 몸체(110)와 돌기(130)의 치수를 고려하여 전기접촉단자(100)가 수납 홈(212)에 용이하게 삽입되도록 테이퍼(213)의 경사각과 크기를 적절하게 조정할 수 있다.

즉, 진공 픽업에 의한 표면 실장으로 전기접촉단자(100)를 수납 홈(212)에 장착 시 테이퍼(213)는 전기접촉단자(100)가 수납 홈(212)에 용이하게 삽입되게 하는 가이드 역할을 한다.

도 2를 보면, 일 예로, 돌기(130)는 쌍을 이루어 서로 반대방향으로 돌출되어 90도 간격으로 형성된다.

원활한 릴 테이핑과 균형 있는 삽입을 위해 돌기(130)는 적어도 한 쌍 이상으로 돌출되며, 몸체(110)의 가장자리를 따라 일정한 간격과 일정한 크기로 형성됨으로써 몸체(110)가 진공 픽업에 의한 실장시 수평을 이루도록 할 수 있다.

이 실시 예에서, 돌기(130)의 형상은 몸체(110)의 두께 방향을 따라 중간 부위가 가장 높고 양단으로 갈수록 낮아지도록 테이퍼 진 형상을 구비할 수 있다.

이렇게 테이퍼진 돌기(130) 형상에 의해 전기접촉단자(100)는 표면실장장치에 의한 표면 실장 시 수납 홈(212)의 테이퍼(213)에 신뢰성 있게 위치할 수 있으며 표면 실장 후 작은 힘에 의해 수납 홈(212)에 용이하게 삽입된다.

돌기(130)의 형상은 다양하게 이루어질 수 있는데, 가령 몸체(110)에 연결된 부분에서의 폭이 두껍고 끝 부분이 얇게 형성되어 몸체(110)와의 경계에서 잘 찢어지지 않고 쉽게 변형되도록 하거나, 얇은 핀(fin) 구조로 형성될 수 있다.

일 예로, 형성되는 돌기(130)는 모두 동일한 형상을 구비할 수 있다.

돌기(130)의 치수는 특히 한정되지 않지만, 위에서 인가되는 작은 압력에 의해 케이스(210)의 수납 홈(212)에 용이하게 끼워지면서 변형을 일으킬 수 있는 정도이면 충분하다.

돌기(130)는 몸체(110)를 만드는 프레스 금형에서 몸체(110)를 형성할 때 동시에 형성되는데, 도 2와 같이 몸체(110)의 두께 방향으로 일부에 걸쳐 형성될 수 있다.

이와 같이, 전기접촉단자(100)는 표면 실장과 이에 따라 제공되는 작은 압력에 의해 수용 홈(130)에 용이하게 삽입되고 이후 적은 힘에 의해 움직이거나 분리되지 않고 물리적으로 고정된다.

이하, 전기접촉단자(100)를 케이스(210)의 수납 홈(212)에 삽입하고 초음파 용접하는 과정을 설명한다.

도 3(a) 내지 3(b)은 전기접촉단자가 금속 케이스에 적용되는 것을 보여준다.

전기접촉단자(100)가 릴 캐리어에 포장되고 공급되며, 진공 픽업장치는 전기접촉단자(100)의 도금층(120)의 상면을 진공 픽업하여 케이스(210)의 수납 홈(212)에 실장한다.

도 3(a)의 원안을 참조하면, 돌기(130)는 수납 홈(212)의 입구 가장자리에 형성된 테이퍼(213)에 놓이게 되는데, 돌기(130)의 하부에 형성된 경사면이 수납 홈(212)의 테이퍼(213) 위에 놓이게 되어 접촉단자(100)가 수평방향으로 밀리는 것이 방지된다.

접촉단자(100)가 수납 홈(212)에 실장된 후, 진공 픽업장치 자체에 구비된 가압 도구로 몸체(110)를 눌러 수납 홈(212)에 얕게 끼워지도록 하거나, 표면 실장을 모두 완료한 후 별도의 지그를 이용하여 한꺼번에 몸체(110)를 눌러 끼울 수 있다.

그 결과, 접촉단자(100)의 돌기(130) 및/또는 수납 홈(212)의 측벽이 뭉그러지면서 접촉단자(100)가 수납 홈(212)에 끼워져 임시 장착된다.

몸체(110)에 가해지는 압력에 따라 수납 홈(212)의 측벽이 뭉그러지는 것이 가능하지만, 실질적으로 돌기(130)가 변형되어 뭉그러지는 것이 효율적이기 때문에, 돌기(130)의 경도가 수납 홈(212)이 형성된 케이스(210)의 경도와 같거나 그보다 낮은 것이 바람직하다.

전기접촉단자(100)를 표면 실장하면서 위로부터 아래로 누르면, 도 3(b)과 같이, 수납 홈(212)의 측벽과 접촉하는 돌기(130)의 부분이 찌그러지면서 변형부(132)가 형성된다.

변형부(132)는 다양한 구조로 이루어질 수 있는데, 가령 도 3(b)과 같이 돌기(130)의 끝 부분이 두께 방향을 따라 울퉁불퉁하게 변형되거나, 두께 방향으로 접힐 수 있다.

이러한 끼워 맞춤에 의한 삽입에 의해 전기접촉단자(100)와 이에 인접하여 위치하는 다른 전기접촉단자는 삽입된 위치를 유지할 수 있다.

잘 알려진 바와 같이, 초음파 용접은 압력과 열에 의해 이루어진다. 도 3(c) 에 나타낸 것처럼, 각 위치(112)에서 초음파 용접을 수행하면, 돌기(130)의 변형부(132)와 수납 홈(212)이 물리적으로 접촉하는 부분과, 몸체(110)와 수납 홈(212)의 바닥 사이의 접촉된 부분이 서로 용융되어 융착된다.

여기서, 각 위치(112)는 초음파 용접시 형성되는 것으로 초음파 용접 지그 표면의 다수의 돌기에 의해 한 번에 형성된다.

전기접촉단자(100)와 케이스(210)는 동일 또는 유사한 재질로 구성되어 서로 동일 또는 유사한 온도에서 녹으면서 하나의 재질로 되어 서로 접합한다.

초음파 용접시, 몸체(110)의 상면의 도금층(120)을 구성하는 니켈과 금은 몸체(110)를 구성하는 알루미늄 합금보다 융점이 높아 도금층(120)에서는 용접에 따른 변화가 없다.

초음파 용접을 할 때 제공되는 힘에 의해 전기접촉단자는 수납 홈에 균일한 높이로 충분하게 삽입되어 결과적으로 전기접촉단자는 케이스에 균일한 높이로 형성된다.

이와 같이 용접되는 부위의 면적이 넓어 용접 접착력이 좋다.

본 발명에서는, 누르는 힘이 제공되는 초음파 용접을 예들 들었으나 힘이 제공되지 않는 레이저 용접을 수행할 수도 있다. 이 경우 누르는 힘이 제공되지 않아 전기접촉단자(100)가 수납 홈(212)에 신뢰성 있게 삽입될 수 없어 별도로 전기접촉단자(100)를 수납 홈(212)에 충분히 넣는 장치와 공정이 추가되며 레이저 용접을 한 부위에 탄 자욱이 남는다는 단점이 있다.

수납 홈(212)은 말 그대로 상하가 관통되지 않는 구조이므로, 전기접촉단자(100)를 수납 홈(212)에 넣고 압력을 가해도 다른 방향으로 이탈되지 않아 전기접촉단자(100)는 케이스(210)에서 신뢰성 있게 균일한 높이를 유지할 수 있다.

상기한 것처럼, 전기접촉단자(100)가 수납 홈(212)에 끼워지면서 돌기(130)의 변형부(132)가 수납 홈(212)의 측벽을 가압하여 전기접촉단자(100)가 쉽게 이탈되지 않도록 하고 있기 때문에, 초음파 용접 중 진동이 발생하여도 인접하는 전기접촉단자(100)가 수납 홈(212)에서 이탈되지 않는다.

동일 또는 유사한 재료의 초음파 용접에 의한 접합으로 전기접촉단자(100)와 케이스(210)의 결합력이 크게 향상되고, 전기접촉단자(100)와 케이스(210)가 동일 또는 유사한 재질로 구성되어 전기적 그리고 화학적 변화가 발생이 적어 전기 신호의 감쇄나 왜곡이 작아지고 부식의 발생도 적으며 환경적 부식도 적고, 그 결과 전기접촉단자(100)와 케이스(210)의 기구적 및 전기적 결합의 신뢰성이 향상된다.

또한, 당연하지만, 전기접촉단자(100)를 용접 전에 수납 홈(212)에 끼워 고정하기 때문에 초음파 용접 작업이 편리하고 이동 시 위치 변동이 없고 케이스(210)의 정확한 위치에 장착할 수 있다.

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 전기접촉단자
110: 몸체
120: 도금층
130: 돌기
200: 휴대전화
210, 220: 케이스
212: 수납 홈
230: 회로기판
300: 탄성 클립

Claims (17)

1. 금속 케이스에 형성된 수납 홈에 강제 압입되어 고정되며,
   비철 금속으로 구성된 몸체; 및
   상기 몸체의 측면에 직경 방향으로 돌출되는 적어도 두 개 이상의 돌기로 구성되고,
   상기 몸체의 상면에 적어도 니켈을 포함하는 도금층이 형성되고, 상기 도금층에서 진공 픽업을 위한 평면을 제공하고,
   상기 돌기가 상기 몸체의 두께 방향을 따라 적어도 상기 몸체의 일부에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
2. 삭제
3. 청구항 1에서,
   상기 돌기의 형상은 상기 몸체의 두께 방향을 따라 중간 부위가 가장 높고 양단으로 가면서 낮아지도록 테이퍼 진 형상인 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
4. 삭제
5. 청구항 1에서,
   상기 돌기는 상기 몸체의 가장자리를 따라 균등한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
6. 삭제
7. 청구항 1에서,
   상기 몸체와 상기 돌기는 프레스 금형에 의해 동시에 형성되고,
   상기 돌기는 상기 몸체에 연결된 부분의 폭이 넓고 단부로 갈수록 가늘어지거나, 얇은 핀(fin) 형상인 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
8. 청구항 1에서,
   상기 돌기의 경도는 상기 케이스의 경도와 같거나 그보다 낮은 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
9. 금속 케이스의 표면 위에 전기접촉단자를 장착하는 구조로서,
   회로기판에 장착된 탄성 금속 클립과 전기적으로 접촉되는 상기 케이스의 표면의 전기 접촉부분에 상기 전기접촉단자를 수납하는 수납 홈이 일체로 형성되고,
   상기 전기접촉단자는, 몸체, 상기 몸체 위에 형성되는 적어도 니켈층을 포함한 도금층으로 구성되며,
   상기 몸체의 측면에서 돌출되고, 외부의 압력에 의해 변형되는 적어도 두 개 이상의 돌기를 구비하고,
   상기 수납 홈의 수평 면적은 상기 몸체의 수평 면적보다 크고,
   상기 돌기는, 상기 돌기에 의해 상기 몸체가 상기 수납 홈의 입구 가장자리에 걸치는 정도의 크기를 갖고,
   상기 수납 홈에 상기 돌기가 뭉그러지게 끼워진 후, 상기 몸체와 상기 돌기가 상기 수납 홈에서 만나는 부분이 용접에 의해 융착되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.
10. 청구항 9에서,
    상기 수납 홈의 입구 가장자리에는 테이퍼가 형성되고,
    상기 돌기는 상기 테이퍼에 걸치는 치수와 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.
11. 청구항 9에서,
    상기 수납 홈의 깊이는 상기 몸체의 높이와 같거나 작고 상기 몸체를 상하로 관통하지 않는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.
12. 청구항 9에서,
    상기 용접은 초음파 용접인 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.
13. 청구항 9에서,
    상기 몸체와 상기 수납 홈은 동일한 형상의 원형이거나 사각형인 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.
14. 청구항 9에서,
    상기 금속 케이스는 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.
15. 청구항 9에서,
    상기 돌기의 경도는 상기 케이스의 경도보다 같거나 그 보다 낮은 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.
16. 청구항 9에서,
    상기 전기접촉단자는, 상기 도금층의 상면이 진공 픽업되도록 릴 캐리어에 릴 테이핑 되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.
17. 청구항 9에서,
    상기 전기접촉단자의 상기 몸체의 밑면과 상기 돌기가 각각 상기 수납 홈의 바닥과 측벽에 초음파에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자의 장착 구조.

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