KR100710833B1

KR100710833B1 - 마이크로 커넥터 핀의 제조방법

Info

Publication number: KR100710833B1
Application number: KR1020050083987A
Authority: KR
Inventors: 황화익
Original assignee: 주식회사 제이미크론
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-04-23
Also published as: KR20070029327A

Abstract

본 발명은 핀부의 영역중 접촉 영역 하한선 아래에 해당되는 핀부의 영역에 도금된 도금물질을 부분적으로 제거함으로써, 솔더링 공정시 솔더가 핀부의 접촉 영역으로 타고 올라가는 것을 차단하여 핀부에 접촉되는 접속 대상물간의 접촉 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 마이크로 커넥터 핀의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인쇄회로기판의 관통 구멍에 삽입되는 소정 길이의 레그부와, 상기 레그부에 적어도 1개 이상 분리된 소정 길이를 갖는 다수의 핀부로 이루어지는 판상의 마이크로 커넥터 핀의 제조방법에 있어서, 도전성 재질의 금속을 상기 레그부와 상기 핀부를 갖는 커넥터 핀의 외형을 성형한 후, 상기 레그부와 핀부의 외면 전체에 금으로 도금한 다음, 상기 핀부의 영역중 접촉 영역의 하한선 아래에 해당되는 영역에 레이저를 조사하여 도금된 금을 제거하여서 이루어진 것을 특징으로 한다.

마이크로, 커넥터, 핀

Description

마이크로 커넥터 핀의 제조방법{A method for production a micro connector pin}

도 1은 종래 기술에 의한 마이크로 커넥터 핀이 캐리어로부터 절단되기 전의 상태를 나타낸 평면도.

도 2는 종래 기술에 의한 마이크로 커넥터 핀이 인쇄회로기판의 관통 구멍에 삽입된 후, 솔더링된 상태를 나타낸 도면.

도 3은 도 2의 상태에서 핀부에 접속 대상물이 접속된 상태를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 의한 마이크로 커넥터 핀이 캐리어로부터 절단되기 전의 상태를 나타낸 평면도.

도 5는 도 4의 지시선 "B-B"선의 단면도.

도 6은 도 4의 지시선 "C-C"선의 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 커넥터 핀이 대상물에 전기적으로 삽입된 상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 레그부

111,112 : 핀부

120 : 금속

121 : 기초 금속

122 : 니켈

본 발명은 마이크로 커넥터 핀의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핀부의 영역중 접촉 영역 하한선 아래에 해당되는 핀부의 영역에 도금된 도금물질을 부분적으로 제거함으로써, 솔더링 공정시 솔더가 핀부의 접촉 영역으로 타고 올라가는 것을 차단하여 핀부에 접촉되는 접속 대상물간의 접촉 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 마이크로 커넥터 핀의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 커넥터 핀은 휴대용과 가정용 및 차량용으로 사용되는 충전기 및 핸즈프리 등과 같은 외부장치와, 핸드폰과 PDA(Personal Digital Assistance)과 전수첩과 HPC(Handheld Personal Computer) 및 TRS(Trunked Radio Sydtem) 등과 같은 유무선 통신기기와, 계측기와 통신장비 및 네트워크 장비 등과 같은 산업용 기기의 부품중의 하나인 인쇄회로기판의 관통 구멍(plated-through hole)에 삽입된 후 솔더액에 의해 솔더링됨으로써, 인쇄회로기판의 관통 구멍의 내면과 전기적인 도통이 가능해진다.

최근 들어, 전술한 외부장치와 유무선 통신기기, 산업용 기기들이 소형화됨에 따라 이에 내장되는 인쇄회로기판 역시 소형화되고 있다.

따라서, 인쇄회로기판이 소형화됨에 따라 커넥터 핀 역시 점차적으로 폭(W2)의 사이즈가 일반적인 커넥터 핀의 사이즈에 비해 아주 작은 2mm 내지 3mm 정도의 마이크로(micro) 크기로 제작되고 있다.

상기 커넥터 핀(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 일정한 폭(W1)을 갖는 수 내지 수십mm의 얇은 도전성 재질의 박판을 준비하여 스탬핑 방법을 이용하여 캐리어(1)를 성형한 후, 이 캐리어(1)의 일측면에 일정 간격으로 돌출되게 성형된 브릿지(2)에 일체로 성형하여 완성한다.

상기 커넥터 핀(10)의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(20)의 관통 구멍(21)에 삽입되는 소정 길이의 레그부(11)와, 이 레그부(11)에 적어도 1개 이상 분리된 소정 길이를 갖는 다수의 핀부(12,13)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 커넥터 핀(10)을 인쇄회로기판에 실장하기 위해서는 캐리어(1)의 브릿지(2)로부터 절단한 후 실장하게 된다.

상기 브릿지(2)로부터 절단된 커넥터 핀(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(20)의 관통 구멍(21)에 삽입된 후, 솔더액(30)에 의해 솔더링 공정을 실시하여 인쇄회로기판(20)에 실장하게 되는 것이다.

이후, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 핀부(12,13)이 전자부품등 접속 대상물에 삽입되도록 하여 핀부(12,13)와 전자부품을 전기적으로 연결한다. 여기서, 핀부(12,13)가 삽입되는 하한선은 도 3의 지시선 A선까지 삽입되도록 한다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기 커넥터 핀(10)은 접속 대상물 및 인쇄회로기판과의 전기적인 접촉 성능향상시기 위하여 금도금을 전체적으로 실시하게 되는데, 커넥터 핀(10)의 컨텍트 폭(W2)이 일반 크기의 커넥터 핀의 폭과 비교하였을때 1mm 내지 1mm 이하 정도의 마이크로(micro) 크기이기 때문에 상기 솔더링 공정시 솔더(30)가 표면 장력에 의해 핀부(12,13)의 표면을 따라 상승하게 되어 결과적으로 핀부(12,13)의 표면 전체에 솔더(30)가 존재하게 된다.

따라서, 종래 기술은 핀부(12,13)의 표면 전체에 솔더(30)가 존재하게 되면, 상기 핀부(12,13)와 상기 접속 대상물간의 전기적인 접촉 성능이 저하되는 문제점이 생기게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 핀부의 영역중 접촉 영역 하한선 아래에 해당되는 핀부의 영역에 도금된 도금물질을 부분적으로 제거함으로써, 솔더링 공정시 솔더가 핀부의 접촉 영역으로 타고 올라가는 것을 차단하여 핀부에 접촉되는 접속 대상물간의 접촉 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 마이크로 커넥터 핀의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 4는 본 발명에 의한 마이크로 커넥터 핀이 캐리어로부터 절단되기 전의 상태를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 지시선 "B-B"선의 단면도이며, 도 6은 도 4의 지시선 "C-C"선의 단면도이며, 도 7은 본 발명에 의한 커넥터 핀이 대상물에 전기적으로 삽입된 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 인쇄회로기판의 관통 구멍에 삽입되는 소정 길이의 레그부(110)와, 상기 레그부(110)에 적어도 1개 이상 분리된 소정 길이를 갖는 다수의 핀부(111)(112)로 이루어지며, 판상의 마이크로 커넥터 핀(100)의 제조방법에 있어서, 도전성 재질의 금속(120)을 상기 레그부(110)와 상기 핀부(111)(112)를 갖는 커넥터 핀의 외형을 성형한 후, 상기 레그부(110)와 핀부(111)(112)의 외면 전체에 금(130)으로 도금한 다음, 상기 핀부(111)(112)의 영역(A1)중 접촉 영역(A2)의 하한선(L1) 아래에 해당되는 영역(A3)에 레이저를 소정의 주사조건으로 주사하여 도금된 금(130)을 제거하여서 이루어진다.

상기와 같이, 본 발명의 레이저 주사 방법 이외에도 상기 영역(A3)의 금(130)층을 분리하여 그 아래의 금속층이 노출되도록 하는 방법이 여러 가지가 있는데, 그 일례로 본 발명의 마이크로 커넥터 핀의 제작시 금(130)을 분리하여 도금하는 첫번째 방법과, 금(130)을 전체 도금한 후에 상기 영역(A3)에 해당되는 금(130)을 끝이 날카로운 도구를 이용하여 강제로 제거하는 두번째 방법이 있다.

그러나, 상기 첫번째 방법은 마이크로 커넥터 핀의 폭 사이즈가 작기 때문에 1mm 내지 1mm 이하정도로 마이크로 크기이기 때문에 도금 공정시 상기 영역(A3)을 분리하여 도금하는 과정이 복잡하고 난해한 제작상의 문제점이 있다.

그리고, 상기 두번째 방법은 마이크로 커넥터 핀의 폭 사이즈가 작기 때문에 1mm 내지 1mm 이하정도로 마이크로 크기이기 때문에 끝이 날카로운 도구를 이용하여 강제로 제거할 수 있으나, 작업하기가 매우 곤란한 제작상의 문제로 인해 생산성이 매우 낮은 문제점이 있다.

결국, 본 발명은 상기와 같은 두가지 방법을 사용하지 않고 레이저를 주사하는 방법으로 상기 영역(A3)에 해당하는 금(130)을 제거하여 그 밑에 있는 금속층이 노출되도록 한 마이크로 커넥터 핀을 개발하게 된 것이다.

본 발명에 의한 레이저 방법은 주사량에 따라 상기 영역(A3)의 상하 높이 및 그 깊이를 조절할 수 있는 잇점도 있어, 결국에는 자동화 공정으로 생산할 수 있어 생산량을 증가시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 도전성 재질의 금속(120)은 단일 재질을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 구리 또는 구리 합금 재질의 기초 금속(121)과, 상기 기초 금속(121)의 외면에 니켈(122)을 도금하여서 구성하였다.

상기와 같이, 구성된 본 발명의 작용을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 커넥터 핀을 구성하는 레그부(110)를 인쇄회로기판(20)의 관통 구멍(21)에 삽입된 후, 솔더(30)에 의해 솔더링 공정을 실시하여 인쇄회로기판(20)에 실장한다.

여기서, 상기 솔더(30)는 주석과 납을 6:4의 비율로 혼합한 합금을 사용하지 않고, Pb free solder를 많이 사용하는데, 이 Pb free solder는 주석(Sn)과, 15%의 Cu(구리)와, 3%의 Ag(은)을 100%가 되게 구성한 합금으로 이루어진다.

또한, 상기 솔더(30)는 솔더 크림(Solder Cream)이라는 재료도 사용할 수 있는데, 이는 페이스트(paste) 형태로 솔더와 플럭스(flux)를 혼합하여 유동성이 있도록 구성한 것이다.

이렇게 되면, 솔더링 공정시 솔더(30)는 상기 영역(A3) 부분에만 금도금이 제거되어 있기 때문에 상기 금속(120)이 노출되며, 뿐만 아니라 상기 노출된 금속(120)은 제거된 금의 도금 두께만큼 영역(A2) 또는 레그부(110)와 단차지게 된다.

따라서, 상기 솔더(30)는 최소한 상기 영역(A2)의 하한선(L1)까지는 올라올 수 있으나, 상기 단차로 인하여 영역(A2)으로는 올라올 수 없게 된다.

결국, 핀부(111,112)의 영역(A2)에 솔더(30)가 존재하지 않기 때문에 핀부(111,112)와 접속 대상물과의 연결된 접촉 성능이 저하되지 않게 된다.

한편, 본 발명은 전술한 설명에서와 같이, 상기 금속(120)을 구리 또는 구리 합금 재질의 기초 금속(121)과, 상기 기초 금속(121)의 외면에 니켈(122)을 도금하여서 구성하였는데, 이렇게 한 이유는 영역(A3)에서 금이 제거되며, 니켈(122)이 노출되게 된다.

여기서, 상기 노출된 니켈(122)은 솔더(30)가 상기 영역(A3) 뿐만 아니라 영역(A2)로 상승되는 것을 방지하는 역할을 한다.

결국, 핀부(111,112)의 영역(A2)에 솔더(30)가 존재하지 않기 때문에 핀부 (111,112)와 접속 대상물과의 연결된 접촉 성능이 저하되지 않게 할 수 있는 등 기능 저하를 방지하게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 핀부의 영역중 접촉 영역 하한선 아래에 해당되는 핀부의 영역에 도금된 도금물질을 부분적으로 제거함으로써, 솔더링 공정시 솔더가 핀부의 접촉 영역으로 타고 올라가는 것을 차단하여 핀부에 접촉되는 접속 대상물간의 접촉 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Claims

인쇄회로기판의 관통 구멍에 삽입되는 소정 길이의 레그부(110)와, 상기 레그부(110)에 적어도 1개 이상 분리된 소정 길이를 갖는 다수의 핀부(111)(112)로 이루어지는 판상의 마이크로 커넥터 핀의 제조방법에 있어서,

도전성 재질의 금속을 상기 레그부(110)와 상기 핀부(111)(112)를 갖는 커넥터 핀의 외형을 성형한 후, 상기 레그부(110)와 핀부(111)(112)의 외면 전체에 금으로 도금한 다음, 상기 핀부(111)(112)의 영역중 접촉 영역의 하한선 아래에 해당되는 영역에 레이저를 조사하여 도금된 금을 제거하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로 커넥터 핀의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 도전성 재질의 금속(120)은 구리 또는 구리 합금 재질의 기초 금속(121)과, 상기 기초 금속(121)의 외면에 니켈(122)을 도금하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 커넥터 핀의 제조방법.