KR200442294Y1 - 솔더링 가능한 탄성 전기접촉단자 - Google Patents

Abstract

일정 체적을 갖는 절연 발포고무; 상기 절연 발포고무를 감싸며 접착된 절연 비발포고무 코팅층; 및 한 면은 상기 절연 비발포고무 코팅층을 감싸도록 상기 절연 비발포고무 코팅층에 접착되고, 다른 면에 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며, 상기 절연 비발포고무 코팅층과 내열 폴리머 필름은 상기 절연 발포고무의 둘레를 불연속으로 감싸며, 상기 불연속 부분에는 상기 금속층과 중첩되도록 상기 절연 발포고무에 코팅된 전기전도성 비발포고무 코팅층을 갖는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자가 개시된다.

탄성, 발포고무, 액상 실리콘고무, 접촉단자, 폴리머, 자동 표면실장, 솔더링

Description

솔더링 가능한 탄성 전기접촉단자{Solderable Electric contact terminal}

도 1은 특허출원 제2006-109861호에 따른 전기접촉단자를 보여주는 사시도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 단면도이다.

도 3은 도 2의 전기접촉단자가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.

도 4는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 단면도이다.

도 5는 도 4의 전기접촉단자가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.

도 6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.

본 고안은 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 솔더링에 의한 표면실장시 에러 발생을 최소화할 수 있는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자에 관한 것이다. 또한, 본 고안은 경제성 있는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자에 관한 것이다.

일반적으로 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자는, 전기 전도도가 좋고, 탄 성 회복력이 우수하며, 솔더링 온도에 견딜 수 있어야 한다. 이를 위해 종래에는 솔더링이 가능한 전기접촉단자로 금속 재질을 주로 사용하였다. 이 금속 재질 중에서 베릴륨 동은 탄성 회복력이 좋고, 전기 전도도가 뛰어나 전기접촉단자로 널리 사용되었다. 즉, 0.3mm 이하의 두께와 일정한 폭을 갖는 베릴륨 동 시트를 프레스 금형을 통하여 일정한 형상으로 타발한 후 열처리 공정을 거쳐 탄성 회복력을 향상시킨 전기접촉단자를 제작하였다.

그러나 이와 같이 금속 시트로만 이루어진 전기접촉단자는 금속의 특성상 또는 구조상 일정 높이 이하에서는 우수한 탄성을 제공할 수 없다는 단점이 있다. 즉, 탄성을 갖기 위해서는 일정한 형상으로 절곡 해야 하고, 결국 이 절곡 높이에 의해 전기접촉단자의 높이의 대부분이 결정되기 때문에 일정 높이 이하에서는 탄성을 제공하기 불가능하다. 특히, 2mm 이하의 높이를 갖는 작은 사이즈의 제품을 제공하는데 어려움이 있었다. 또한, 하나의 프레스 금형으로는 한 형상의 제품을 만들 수 있기 때문에 다른 형상의 제품을 만들려면 추가로 프레스 금형이 필요로 하다는 단점이 있다. 또한, 금속 시트로 이루어져 ITO가 코팅된 유리 기판에 적용하는 경우 ITO에 상처를 내는 단점이 있다.

이를 해결하기 위하여 본 출원인은 국내 실용신안등록 제2005-0012242호를 제시하였다. 그러나 이와 같은 전기 전도성 탄성고무 코팅층은 전기 전도도가 금속보다 나쁘다는 단점이 있다. 전기 전도도를 향상시키기 위해서는 은(Ag)과 같은 고가의 금속 파우더를 많이 사용해야 하는데 경도가 높아지고 제조 원가가 높아진다는 단점이 있다. 특히 8㎜ × 8㎜ × 8㎜ 이상의 크기에서는 구현하고자 하는 성능 대비 재료비가 너무 비싸다. 또한, 탄성고무로만 제조되어 정밀한 치수를 제공하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 솔더링을 위하여 별도의 금속박을 제공하여야 한다는 단점이 있다.

이에 대해 본 출원인은 국내 특허출원 제2006-109861호에서 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자를 제시하였다.

도 1은 이 출원에 따른 탄성 전기접촉단자를 보여주는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 절연 발포고무(10)는 단면이 다각형, 예를 들어, 사각형을 이루며, 절연 비발포고무 코팅층(20)은 절연 발포고무(10)와 내열 폴리머 필름(30) 표면 사이에 위치하여 절연 발포고무(10)와 내열 폴리머 필름(30)을 신뢰성 있게 접착한다. 또한, 내열 폴리머 필름(30)의 이면에는 금속층(40)이 일체로 형성되는데, 일 예로 내열 폴리머 필름(30)은 단면 연성동박적층필름(FCCL)이다.

그러나, 이러한 구조에 의하면 다음의 문제점이 발생한다.

먼저, 표면 실장을 위하여 고속 자동 표면실장기로 전기접촉단자를 픽업하는 경우, 전기접촉단자의 픽업 면이 금속박으로 이루어져 빛을 반사하고 매끄럽기 때문에 픽업 에러가 발생한다는 문제점이 있다.

또한, 대상물과 접촉하는 표면이 금속박으로 이루어져 단단하므로 대상물에 흠집을 내는 경우가 종종 있다. 또한, 표면이 금속박으로 이루어져 대상물에 의해 눌릴 때 모서리 부분에 힘이 많이 가해져 대상물과 접촉할 수 있는 면적이 감소한다는 단점이 있다.

따라서 본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 본 고안의 목적은 솔더링에 의한 표면실장시 에러 발생을 최소화할 수 있는 솔더링 가능한 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 대상물에 흠집을 적게 내는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 모서리 부분에 많은 힘이 가해지지 않아 많은 면적이 대상물에 접촉할 수 있는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 일정 크기 이상에서 가격이 싼 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 고안의 특징 및 이점은 이하에 서술되는 실시 예로부터 더욱 명확하게 이해될 것이다.

상기한 목적은 일정 체적을 갖는 절연 발포고무; 상기 절연 발포고무를 감싸며 접착되는 절연 비발포고무 코팅층; 및 한 면은 상기 절연 비발포고무 코팅층을 감싸도록 상기 절연 비발포고무 코팅층에 접착되고, 다른 면에 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며, 상기 절연 비발포고무 코팅층과 내열 폴리머 필름은 상기 절연 발포고무의 둘레를 감싸되, 경계를 이루는 단부에는 일정 간격의 불연속 부분이 형성되며, 상기 불연속 부분과 이에 인접한 상기 금속층 위에 전기전도성 비발포고무 코팅층이 형성되는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 전기전도성 비발포고무 코팅층은 솔더링되는 부분을 제외하고 상기 절연 발포고무 둘레 전체에 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 전기전도성 비발포고무 코팅층은 경도가 Shore A 40 내지 70, 전기저항이 1Ω 이하일 수 있다.

또한, 상기 내열 폴리머 필름은 단면 연성동박적층필름(FCCL)일 수 있으며, 상기 고무는 실리콘 고무일 수 있다.

상기한 목적은, 일정 체적을 갖는 절연 발포고무; 상기 절연 발포고무를 감싸며 접착되는 절연 비발포고무 코팅층; 및 한 면은 상기 절연 비발포고무 코팅층을 감싸도록 상기 절연 비발포고무 코팅층에 접착되고, 다른 면에 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며, 상기 절연 비발포고무 코팅층과 내열 폴리머 필름은 상기 절연 발포고무의 둘레를 감싸되, 경계를 이루는 단부가 위치한 면의 반대면에 전기전도성 비발포고무 코팅층이 형성되고, 상기 단부가 위치한 면은 솔더링 되는 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시 예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 절연 발포고무(10)는 단면이 다각형, 예를 들어, 사각형을 이루며, 절연 비발포고무 코팅층(20)은 절연 발포고무(10)와 내열 폴리머 필름(30) 표면 사이에 위치하여 절연 발포고무(10)와 내열 폴리머 필름(30)을 신뢰성 있게 접착한다. 내열 폴리머 필름(30)의 이면에는 금속층(40)이 일체로 형성되는데, 일 예로 내열 폴리머 필름(30)은 단면 연성동박적층필름(FCCL)이다.

본 고안에 따르면, 절연 비발포고무 코팅층(20), 내열 폴리머 필름(30) 및 금속층(40)은 절연 발포고무(10)의 주위를 감싸되 경계를 이루는 단부에는 일정 간격의 불연속 부분(12)이 형성되며, 이 불연속 부분(12)과 이에 인접한 금속층(40) 위에는 전도성 비발포고무 코팅층(50)이 형성된다. 다시 말해, 전도성 비발포고무 코팅층(50)은 불연속 부분(12)에 노출된 절연 발포고무(10) 위에 접촉하여 형성됨과 동시에 이에 인접한 금속층(40)의 일부에도 중첩되어 형성된다.

전도성 비발포고무 코팅층(50)은, 액상의 탄성고무에, 예를 들어, 50㎛ 이하의 금속 파우더를 균일하게 혼합하여 불연속을 이루는 부분(12)에 도포하되, 상기한 바와 같이, 금속층(40)의 양단부로부터 일정한 거리만큼의 표면과 중첩하도록 도포하여 형성한다.

바람직하게, 전도성 비발포고무 코팅층(50)은 내열 실리콘 고무를 사용하며 경도가 Shore A 40 내지 70일 수 있고, 전기저항은 1Ω 이하이다.

이러한 구조를 갖는 전기접촉 단자의 제조방법에 대해 설명한다.

이면에 금속층(40)이 형성되고 절연 발포고무(10)의 둘레보다 작은 폭을 갖는 내열 폴리머 필름(30) 표면 위에 습기에 의해 경화되며 대상물과 접착력을 갖는 액상 실리콘 고무(20)를 두께 0.03mm 내지 0.5mm로 코팅층을 형성하면서, 이 코팅층 위에 이미 경화되어 롤(roll) 형태로 제조된 절연 발포고무(10)를 올려놓고 일정한 모양의 지그를 통하면서 감싸서 접착한다. 즉, 내열 폴리머 필름(30)으로 감싸려고 하는 절연 발포고무(10) 위에만 액상의 비발포 실리콘 고무(20)를 코팅하고 이 코팅 부위에 금속층(40)이 외부로 향하도록 내열 폴리머 필름(30)을 위치시켜 접착한다.

이때, 액상 실리콘 고무(20)에 의한 코팅층은 경화 후 절연 발포 고무(10)와 내열 폴리머 필름(30)을 접착시켜주는 역할을 하며, 이 코팅층의 두께가 너무 얇으면 절연 발포고무(10)와 내열 폴리머 필름(30) 사이의 접착력이 나빠지며, 코팅층의 두께가 너무 두꺼우면 액상의 실리콘 고무가 경화하는데 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.

이어, 액상의 비전도성 고무에 금속 파우더가 균일하게 혼합된 액상의 전도성 비발포 고무를 내열 폴리머 필름(30)이 없는 불연속 부분(12)의 절연 발포 고무(10) 위에 도포하되 불연속 부분(12)에 인접한 금속층(40)의 양단부의 표면과 중첩하도록 도포한다. 이때 상기 액상의 전도성 비발포 고무는 습기에 의해 경화되어 전도성 비발포고무 코팅층(50)을 형성하고 경화된 후에는 절연 발포 고무(10)와 금속층(40)에 신뢰성 있게 접합한다.

이와 같이, 금속층(40)의 불연속 부분(12)은 전도성 비발포고무 코팅층(50)으로 연결되어 있어 금속층(40)은 모두 전기적으로 연결되는 구조가 된다. 바람직하게 상기 액상의 비발포 고무는 실리콘 고무일 수 있다.

상기에서 사용한 액상의 실리콘 고무는 한 번 경화되면 열에 의해 다시 용융되지 않기 때문에 전기접촉단자(200)를 솔더링 할 때도 원래의 접착 성능을 유지한다. 또한, 경화 후에도 탄성을 갖기 때문에 대상물과 접촉할 때 신뢰성 있는 접촉을 유지시켜 준다.

이와 같이 제작된 전기접촉단자(200)의 외부 표면의 대부분과 솔더링 되는 부위는 금속층(40)으로 이루어져 전기 전도도가 0.01Ω 이하로 매우 좋고 솔더링이 잘 되며, 재료비가 싸다.

또한, 이와 같이 제작된 전기접촉단자(200)에서 표면 실장기에 의해 픽업되는 부위는 전도성 비발포고무 코팅층(50)이므로 빛을 반사하지 않고, 금속과 같이 매끄럽지 않기 때문에 픽업시 에러가 잘 발생하지 않는다. 또한, 탄성이 우수하여 대상물에 흠집을 적게 발생시킨다.

도 3은 도 2의 전기접촉단자가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.

도시한 바와 같이, 인쇄회로기판(230) 위에 형성된 회로패턴(220)에 솔더(210)를 이용하여 전기접촉단자(200)가 실장된다.

도 4는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 단면도이고, 도 5는 도 4의 전기접촉단자가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.

도 2의 일 실시 예와 달리, 절연 발포고무(10)의 둘레 부분 중 전도성 비발포고무 코팅층(50)이 형성되는 부분이 1/2 이상 형성되고, 솔더링되는 부분에만 절연 비발포고무 코팅층(20), 내열 폴리머 필름(30) 및 금속층(40)의 적층구조가 형성된다.

이와 같이 제작된 전기접촉단자(200)는 대상물과 접촉되는 모든 면이 빛을 반사하지 않고, 탄성이 좋아 표면 실장 시 에러가 적고 대향하는 대상물에 상처를 주지 않는다. 또한 대상물과 접촉시 각이 진 부위에 힘이 많이 가해지지 않아 접촉 면적을 크게 해준다. 또한, 금속층(30) 밑면에 내열 폴리머가 붙어 있어 금속층이 쉽게 구겨지는 것을 방지해 준다.

도 6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단가 실제 적용되는 상태를 보여주는 단면도이다.

이 실시 예에서는 절연 비발포고무 코팅층(20), 내열 폴리머 필름(30) 및 금속층(40)은 절연 발포고무(10)의 주위를 감싸되 경계를 이루는 단부가 위치한 측면이 솔더(210)에 의해 회로패턴(220)에 전기적으로 연결되며, 그 반대면, 즉 대상물과 접촉하는 면에 전도성 비발포고무 코팅층(50)이 형성된다.

이러한 구성에 의해서도 상기한 동일한 효과를 갖는다.

이상에서는 본 고안의 일 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 가령, 절연 발포고무 대신에 내부에 관통공이 형성된 튜브 형상의 절연 비발포 고무를 적용하는 것을 고려할 수도 있다. 이러한 변경과 변형이 본 고안의 범위를 벗어나지 않는 한 본 고안에 속한다고 할 수 있다. 본 고안의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따르면 표면 실장 시 픽업되는 부위는 전도성 비발포고무 코팅층으로 되어 빛을 반사하지 않고 매끄럽지 않으므로 픽업 에러가 줄어들고, 대향하는 대상물에 흠집을 적게 준다.

또한, 대향하는 대상물과 접촉 면적을 크게 해 준다.

또한, 솔더링이 되는 부위는 금속층을 포함한 내열 폴리머 필름으로 되어 전기 전도도가 좋고, 솔더링이 잘 되며 가격이 싸다.

Claims (6)

1. 일정 체적을 갖는 절연 발포고무;

   상기 절연 발포고무를 감싸며 접착되는 절연 비발포고무 코팅층; 및

   한 면은 상기 절연 비발포고무 코팅층을 감싸도록 상기 절연 비발포고무 코팅층에 접착되고, 다른 면에 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며,

   상기 절연 비발포고무 코팅층과 내열 폴리머 필름은 상기 절연 발포고무의 둘레를 감싸되, 경계를 이루는 단부에는 일정 간격의 불연속 부분이 형성되며, 상기 불연속 부분과 이에 인접한 상기 금속층 위에 전기전도성 비발포고무 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 전기전도성 비발포고무 코팅층은 솔더링되는 측면에 대해 이웃하는 그리고 대향하는 다른 측면에만 형성되는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
3. 청구항 1 내지 2에 있어서,

   상기 전기전도성 비발포고무 코팅층은 경도가 Shore A 40 내지 70, 두께가 10㎛ 내지 50㎛, 전기저항이 1Ω 이하인 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 내열 폴리머 필름은 단면 연성동박적층필름(FCCL)인 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 고무는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
6. 일정 체적을 갖는 절연 발포고무;

   상기 절연 발포고무를 감싸며 접착되는 절연 비발포고무 코팅층; 및

   한 면은 상기 절연 비발포고무 코팅층을 감싸도록 상기 절연 비발포고무 코팅층에 접착되고, 다른 면에 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며,

   상기 절연 비발포고무 코팅층과 내열 폴리머 필름은 상기 절연 발포고무의 둘레를 감싸되, 경계를 이루는 단부가 위치한 면의 반대면에 전기전도성 비발포고무 코팅층이 형성되고, 상기 단부가 위치한 면은 솔더링 되는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.

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