KR100746868B1

KR100746868B1 - 튜뷸러 회로접속기

Info

Publication number: KR100746868B1
Application number: KR1020000037554A
Authority: KR
Inventors: 마쯔모또슈조
Original assignee: 신에츠 폴리머 가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-07-01
Publication date: 2007-08-07
Also published as: EP1065750A3; DE60014193D1; EP1363363B1; CN1183625C; NO319332B1; TW480786B; CN1290977A; US6224394B1; NO20003432L; ATE277434T1; DE60014193T2; NO20003432D0; EP1363363A1; EP1065750A2; KR20010015133A

Abstract

전자장치의 조립에 있어서 두 개의 대향하는 세트의 전극 단자들 사이의 전기적 접속을 위하여 사용된 고무계 튜뷸러 회로접속기가 개시된다. 튜뷸러 접속기는 실리콘 고무같은 절연성 고무의 연장된 코어튜브와 접촉층을 제공하기 위하여 일정한 피치에서 그 위에 배열된 복수의 링형상의 클래딩층을 포함한다. 각각의 링형상의 클래딩층은 코어튜브상에 형성된 합성수지의 코팅층과 합성수지의 코팅층상에 형성된 금의 접촉층으로 구성된 2층 구조를 갖는다. 고무계 튜뷸러 접속기는 (a) 실리콘 고무의 튜뷸러 바디상에 합성수지의 균일한 코팅층을 형성하는 단계, (b) 코어튜브의 표면에 도달하는 링 그루브를 형성하기 위하여 레이저빔을 사용함으로써 링형성의 영역으로부터 코팅층을 부분적으로 제거하는 단계, 및 (c) 합성수지의 링형상의 코팅층상에 금의 도금층을 형성하는 단계에 의해서 제공된다.

Description

튜뷸러 회로 접속기{TUBULAR CIRCUIT CONNECTOR}

도 1 는 다섯개의 링형상의 클래딩층만을 구비한 일 부분에 대한 본 발명의 고무계 튜뷸러 접속기의 원근도이다. 두 개의 보강 고무스트립이 방사상으로 대향하는 축방향측 라인을 따라서 그곳에 결속된다.

도 2a 내지 2f 는 본 발명의 고무계 튜뷸러 접속기의 제공을 위한 단계를 각각 가공물에 대한 원근도를 통해 도시하는 구성도이다.

도 3a 내지 3b 는 한 쌍의 보강 고무스트립을 구비한 본 발명의 고무계 튜뷸러 접속기의 제공을 위한 단계를 각각 가공물의 원근도를 통해 도시하는 구성도이다.

도 4 는 전극 단자의 어레이들 사이에서 본 발명의 고무계 튜뷸러 접속기를 사용함으로써 조립된 두 개의 회로보드의 단면을 도시하는 구성도이다.

도 5a 내지 5f 는 본 발명의 고무계 튜뷸러 접속기의 제공을 위한 단계를 각각 본 발명의 제 2 측면에 따른 가공물의 원근도를 통해 도시하는 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 코어튜브 2: 코팅층

3: 접촉층 4: 접속기 바디

5: 링 그루브 6: 크래딩층

7: 보강 고무스트립 11, 12: 회로보드

15: 마스킹 시트 20: 폴리실린층

본 발명은 튜뷸러 회로 접속기에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 예를 들면, 액정디스플레이 장치와 그와 동일한 것을 구동하기 위한 회로보드 사이, 두 디스플레이 장치 사이 또는 두 회로보드 사이에서 회로의 전기적인 접속을 위하여 사용된 고무계 튜뷸러 회로 접속기와 그것을 제공하기 위한 방법에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 작업장치를 구동하기 위한 전기회로를 제공하기 위하여, 예를 들면, 액정디스플레이 모듈, 및 회로보드같은 복수의 작업장치를 조립함으로써 다양한 최신 전기 및 전자장비들이 제조된다. 작업장치의 전극 단자들과 회로보드 사이의 전기적인 접속은 이하에서 접속기라 하는, 전기회로 접속기를 사용함으로써 이루어진다. 종래에 다양한 형태의 접속기들이 공지되고 이용되었지만, 가장 널리 사용된 접속기는 고무계 접속기로서 그 전극 단자들 사이의 전기적인 접속의 신뢰성은 고무로 만든 부재의 탄성력을 이용함으로써 확실해진다. 예를 들면, 소위 "제브라형(zebra type)" 고무계 접속기는, 전기적으로 절연성인 고무의 복수로된 층과, 도전성 카본 블랙 및 실버 파우더(conductive carbon black and silver powder)같은 전기전도성 파우더로 합성된 합성고무인 전기전도성 고무의 복수로 된 층의 길이방향의 교번하는 계층으로 구성된 계층화된 구조를 갖고, 검정색과 흰색 줄무늬의 외형을 보이는 전체적으로 연장된 바디이다.

전술한 "제브라" 접속기에서는 도전층을 형성하는 합성고무가 비교적 높은 볼륨 저항률을 갖게 되어 만일 접촉저항이 매우 작게 되도록 제어되지 않으면, 접촉저항에 의해서 영향을 받는 것과 같은 액정디스플레이의 성능에 있어서의 가능한 변화 때문에 본 형태의 접속기는 18 이상의 단계의 모노크롬 액정디스플레이와 컬러 액정디스플레이의 접속에서처럼 낮은 전기저항이 필수적인 전극 단자들 사이의 전기적인 접촉에 대하여 만족스럽지 못하게 되는 것이 보통이다. "제브라" 접속기는 또한, 각각의 도전층을 통과하는 전류가 높은 저항의 결과로서 발생된 열로 인한 온도상승 때문에 플라즈마 디스플레이 모듈의 연결에서 처럼, 예를 들면, 10 mA 를 초과할 만큼 큰 때는 전기접속에 적절치 못하다.

또한, "제브라" 접속기를 구성하는 고무층들은 비교적 높은 고무 경도 (hardness)를 가지므로 전극 단자와 접속기의 도전층 사이에서는, 접속을 위한 회로보드가 접속기와의 전기적인 접속의 안정도를 감소시킬 수 있는 큰 접촉압력에 의한 비틀림(warping)이나 디스토션(distortion)의 위험을 겪을 정도로 접촉압력이 지나치게 증가되지 않으면 신뢰성 있는 전기적 접촉을 얻기 힘들다. 이 문제는 물론 회로보드의 기판보드 두께를 큰 접촉압력에 저항하도록 증가시킴으로써 해결될 수 있다. 그러나, 이것은, 증가된 회로보드의 두께는 한 편으로는 예를 들면, 볼륨이 매우 컴팩트하고 무게가 가벼워야 하는 이동전화의 액정디스플레이 모듈과 같은 작업장치의 두께의 감소를 요구하므로 항상 이용될 수는 없다는 것을 의미한다. 또한, "제브라" 접속기의 도전층을 형성하는 전기전도성 고무가 실버 입자들로 합성된 합성고무일 때, 실버 원자들의 일렉트로마이그레이션 현상이 때때로 전극들 사이에서 발생하고 전극표면상에 실버 금속의 증착을 유발시켜 그 결과 접속기를 통한 전기적인 접속의 신뢰성에 있어서 감소를 초래한다.

따라서 본 발명은 종래의 고무계 회로 접속기, 또는 특히 "제브라" 접속기에서의 전술된 문제점과 단점이 없고 비교적 낮은 저항과 높은 신뢰도 및 안정도를 갖는 전극 단자들의 대향적으로 위치된 어레이들을 전기적으로 접속시킬 수 있는 향상된 고무계 회로 접속기를 제공하는 것이 목적이다.

따라서, 본 발명에 의해서 제공되는 고무계 회로접속기는 기본적으로, 코어튜브(core tube)로서 전기적으로 절연성인 고무의 연장된 튜뷸러 바디와 축방향으로 배치되는 것처럼 코어튜브 위와 그 주변에 일정한 피치(regular pitch)로 형성되며, 링형상의 절연영역의 개입으로 인접한 도전성 링형상 영역들이 서로 절연되는, 전기적으로 도전성인 복수의 링형상의 영역으로 구성된 총체적 튜뷸러 바디이다.

본 발명의 제 1 양태에서, 튜뷸러 회로 접속기는,

(A) 코어튜브로서 전기적으로 절연성인 고무재료의 연장된 튜뷸러 바디, 및

(B) 인접한 링형상의 클래딩층들은, 그 사이에서 링형상의 클래딩 층들 사이의 비접촉적인 조건을 확실히 하기 위하여 코어튜브의 표면에 도달하는 깊이를 갖는 링 그루브(ring groove)에 의해서 서로 분리되며, 코어튜브의 축방향을 따라서 일정한 피치에서 코어튜브상 및 그 주위에 배치되는 복수의 링형상의 2 층 클래딩층(cladding layer)을 포함하며, 여기서 각각의 링형상의 2 층의 클래딩 층은,

금과 같은 높은 전기전도성 및 산화저항의 금속재료로부터 만들어진 접촉층으로서 최상층, 및

코어튜브와 양립성을 갖는 재료로부터 형성된, 코어튜브상의 접촉층과 합성수지나 금을 제외한 금속같은 접촉층을 확실히 하기 위하여 코어튜브의 표면과 접촉층사이에 개입되는 베이스층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 양태에서, 예를 들면 금과 같은 전기전도성 재료의 인접한 두 개의 링형상의 접촉층 사이의 절연은 링 그루브 대신에, 폴리실린 (polysilane) 화합물의 링형상 코팅층에 의해서 확실하게 된다.

선택적이지만, 처리의 신뢰성을 향상시키기 위하여 방사상으로 대향하는 축방향 라인을 따라서 한 쌍의 연장된 보강고무 스트립들은 클래딩층에 접착적으로 결속되는 것이 유리하다.

본 발명의 제 1 양태에 따른 전술된 고무계 접속기는, 예를 들면,

(a) 합성수지같은, 2 층의 클래딩층의 베이스층을 위한 재료로부터, 전기적으로 절연성인 고무재료의 연장된 코어튜브(A)상 및 그 주변에, 코팅층을 형성하는 단계,

(b) 코어튜브의 표면이 노출되어 링형상의 베이스층을 약간 남겨둘 정도의 깊이로 일정한 피치에서 코팅층을 부분적으로 제거함으로써 일정한 폭의 복수의 링 그루브를 형성하는 단계, 및

(c) 링형상의 베이스층의 표면에서 접촉층으로서 기능하기 위하여 금과 같은 높은 전기전도성 금속재료의 링형상의 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제공될 수 있다.

전술된 단계 (a) 를 거친 고무의 튜뷸러 바디가 연속적인 길이의 고무튜브일 때, 단계 (c) 후의 튜뷸러 바디는 복수의 단위길이 접속기들의 처음부터 끝까지의 연속체이므로 단계 (c) 후의 연속체는 각각의 단위길이 접속기들로 절단함으로써 분할 된다.

첫째, 본 발명의 고무계 튜뷸러 접속기의 전형적인 일예가 첨부된 도면의 도 1 를 참조함으로써 예시된다. 비록 단일의 접속기 바디(4)가 수 십 또는 그 이상의 링형상의 클래딩층(6)을 포함할 수 있지만 오직 다섯개의 링형상의 클래딩층(6₁ 내지 6₅)을 갖는 전체 접속기 바디의 일부만에 대한 예시가 주어진다. 본 도면에서 예시된 것처럼, 본 발명의 고무계 접속기(4)는, 코어튜브(1)로서의 기능을 하기 위하여 실리콘 고무같은 전기적인 절연고무로부터 만들어진 연장된 실린더형 튜뷸러 바디(1)로 구성되는 일체형의 바디이다. 때때로 코어튜브(1)의 단부에서 클래딩층(6₁)을 제외하고 일정한 폭을 갖는 다섯개의 링형상의 클래딩층(6₁ 내지 6₅)은 일정한 피치에서 코어튜브(1)상 및 그 주위에 형성된다. 각각의 인접한 쌍의 링형상의 클래딩층, 즉 6₁ 과 6₂, 6₂ 와 6₃, 6₃ 과 6₄, 6₄ 와 6₅ 를 형성하는 클래딩층(6)은, 각각 절연 고무재료로부터 만들어진 코어튜브(1)의 표면이 노출되는 링 그루브(5₁ 내지 5₄)의 개입에 의해 서로 분리되고 전기적으로 절연된다. 즉, 링 그루브(5₁ 내지 5₄)는 코어튜브(1)의 표면에 도달하는 깊이를 갖는다. 도 1 에서 명확히 도시되지는 않지만, 각각의 링형상의 클래딩층(6₁ 내지 6₅)은 절연 코어튜브(1)의 표면과 금과 같은 높은 전기전도성과 높은 산화저항성의 금속재료로부터 형성된 최상위 접촉층 사이에 개입하는 베이스층으로 구성된 2 층 구조를 갖는다. 베이스층을 위한 재료는 특별히 제한적이지 않고, 재료가 코어튜브(1) 및 접촉층 둘 다와 양립될 수 있고 회로보드들 사이에서 끼워짐으로써 유발되는 접속기 바디(4)의 변형에 저항하기 위하여 양호한 탄력적 변형성(deformability)을 갖는다면, 합성플라스틱 수지와 니켈같은 금속재료를 포함하는 수지재료(resinous materials)로부터 선택될 수 있다.

코어튜브(1)의 치수는 접속기(4)의 의도적인 적용에 자연스럽게 의존한다. 전형적인 실시예에서, 코어튜브(1)는 6mm를 초과하지 않는 외부직경과 0.5 내지 3mm, 또는 바람직하게는 0.5 내지 2.5mm 의 벽두께를 갖는다. 코어튜브(1)의 벽두께가 너무 크면, 튜뷸러 접속기(4)는, 방사상 방향에 있어서의 압축변형에 대하여 지나치게 저항하므로 접촉압력이 지나치게 증가되지 않으면 클래딩층(6)의 금속접촉층과 회로보드상의 전극 단자들 사이의 전기적인 접촉의 신뢰성을 감소시킨다. 벽두께가 너무 작으면, 튜뷸러 접속기(4)의 기계적 강도는 자연적으로 감소되고 전기적인 접속의 신뢰성을 확실히 하기 위한 탄성력도 감소된다.

코어튜브(1)가 형성되는 고무재료의 예는, 부타디엔-스티렌 공중합체 고무(butadiene-styrene copolymeric rubbers), 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 고무(butadiene-acrylonitrile copolymeric rubbers) 및 부타디엔-이소부틸렌 공중합체 고무(butadiene-isobutylene copolymeric rubbers)같은 부타디엔-기초의 합성고무, 폴리클로로프렌(polychloroprene)고무, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체 고무, 폴리우레탄 고무, 실리콘 고무 및 플루오르카본 고무를 포함하는데, 그중 실리콘 고무가 열저항, 콜드저항(cold resistance), 반화학적(antichemical) 저항, 내후성(weatherability) 및 전기적 절연과 인체에 대한 안전성과 같은 그들의 우수한 특성에 있어서 바람직하다.

코어튜브(1)의 고무재료는 JIS A 스케일에 따라서 약 30°H 내지 80°H, 또는 바람직하게는, 40°H 내지 60°H 범위에서 고무경도를 갖어야 한다. 고무경도가 너무 높을 때, 접속기는 지나치게 굳게되고 압축변형에 대하여 저항하게 되어 전기적인 접속의 신뢰성을 감소시키는 한편, 고무경도가 너무 낮을 때는, 고무는 영구적인 압축 세트의 증가를 겪게 되어 튜뷸러 접속기의 내구성을 감소시킨다.

이하 가공물의 원근도에 의해 각각의 단계에서 코어튜브(1)에 대한 작업방식을 도시하는 도 2a 내지 2f 를 참조함으로써 전술된 고무계 튜뷸러 접속기(4)의 제공절차에 대한 설명을 한다.

도 2a 는 코어튜브로서 전술된 절연 고무재료의 실린더형 튜뷸러 바디(1)의 원근도이다. 튜뷸러 바디(1)는 연속길이 튜브 또는 개별적인 접속기에 대한 단위 길이의 튜브일 수 있다. 도 2b 는 동일한 튜뷸러 바디(1)의 원근도이지만, 튜뷸러 바디(1)의 표면에 대한 후속하는 작업을 촉진시키기 위하여 바람직하게는, 금속의 맨드렐(mandrel, 10)이 삽입된다.

본 발명의 방법의 단계(a)에서는, 도 2c 에서 예시된 것처럼, 베이스층(2)이, 튜뷸러 바디(1)의 단부 표면을 제외한 튜뷸러 바디(1)의 전체 표면상 및 그 주위에 형성된다. 베이스층과 함께 클래딩층(6)을 형성하는 접촉층(3)과 코어튜브(1)의 표면 사이에 개입될 베이스층(2)는 수지재료나 금속재료로부터 형성될 수 있다. 코팅층(2)을 형성하기에 적절한 수지재료의 예는 ABS수지, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 나일론과 다양한 종류의 유리섬유강화 플라스틱 수지를 포함하는데, 그 중 소위 금속도금 그레이드의 ABS 수지와 폴리프로필렌 수지가 도금에 의해 접촉층(3)을 형성하기 위한 후속 단계에 있어서의 효율면에서 바람직하다. 코팅층(2)은 이 수지재료들로부터 형성되어 0.5 내지 20 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 베이스층(2)의 두께가 너무 두꺼우면, 베이스층(2)이 너무 강하고 견고하게 되어 코어튜브(1)의 변형에 대한 다음 동작이 감소되고 결과적으로 그곳에 크랙(crack)이 형성된다. 두께가 너무 얇으면, 그 두께의 불균일성이 증가하는 것은 물론 얇은 두께의 베이스층(2)에서 때때로 핀홀 (pinhole) 이 발견된다.

다음의 단계(b)는 도 2d 에서 도시된 것처럼 코어튜브(1)의 축방향에서 일정한 피치로 배치된 링 그루브(5)를 형성하기 위한 것이다. 링 그루브(5)는 예를 들면, YAG 레이저빔을 이용하여 코어튜브(1)의 표면을 노출시킬 만큼의 최대 20㎛ 의 깊이로 수지재료의 코팅층(2)을 절단 또는 깎음으로써 형성될 수 있다. 각각 의 링 그루브(5)는, 접합적으로 클래딩층(6)을 형성하는 각각의 베이스층(2)상에서 후속적으로 형성될 접촉층(3) 사이의 전기적인 절연을 확실히 할 정도로 충분히 큰 약 50㎛의 폭을 갖는다.

상기 단계(b) 이후의 단계(c)에서는, 접촉층으로서 기능할 금속 도금층(3)이, 도 2e 에서 도시된 것처럼, 단계(b)에서 형성된 링 그루브(5)에 의해서 분리된 수지재료의 링형상의 베이스층(2) 각각에서 형성되어, 2층 구조에서 베이스층(2)과 접촉층(3)으로 구성되는 클래딩층(6)을 형성한다.

접촉층(3)을 형성하는 금속재료는 화학물질과 산화에 대한 높은 저항과 안정성 및 낮은 볼륨 저항률을 갖는 금속들중 선택되어야 한다. 이런 관점에서 가장 바람직한 금속재료는 금이다. 베이스층(2)상에서 접촉층으로서 금속 도금층(3)은 0.01 내지 50㎛ 범위의 두께를 가져야 한다. 두께가 너무 두꺼우면, 도금층(3)은 너무 견고하여, 두 회로보드 사이의 압축하에 코어튜브(1)의 탄성적인 변형에 대한 추종이 불량한 것에 기인하여 결과적으로 층(3)에 균열이 발생하기 쉽다. 금속 도금층(3)의 두께가 너무 얇으면, 층 두께의 불균일성과 함께 도금층에서 때때로 핀홀이 발견된다. 도 2e 에서 예시된 단계(c)에서 작업된 튜뷸러 바디(4)는 이제 도 2f 에서 도시된 것처럼 맨드렐(10)이 제거될 때 접속기로서 기능할 수 있다. 그러나, 여전히 맨드렐(10)상에 있는 튜뷸러 바디(4)는, 도 3a 에서 도시된 것처럼, 튜뷸러 접속기의 취급을 촉진시키고 전극 단자들의 두 어레이 사이의 세팅에 있어서 신뢰성을 증가시키기 위하여, 축방향으로 진행하는 방사상으로 대향하는 측의 라인을 따라서 접착적으로 결속된 두 개의 보강 고무스트립(7, 7)이 제공된다. 맨드렐(10)은 도 3b 에서 도시된 것처럼 그 후 제거된다.

보강 고무스트립(7, 7)은, 예를 들면 토핑(topping)이나 시팅(sheeting)의 방법으로 플라스틱 수지의 낮은 수축성의 얇은 베이스막상에 높은 경도의 고무의 층을 형성함으로써 제공된다. 베이스막은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 니트릴(polyethylene nitrile)같은 폴리에스테르 수지와 폴리이미드 수지의 막으로부터 선택될 수 있다. 높은 경도의 고무는 폴리클로로프렌 고무, 실리콘 고무, 폴리이소프렌 고무, 부틸고무, 플루오르카본 고무 및 우레탄 고무로부터 선택되는데, 그 중 실리콘 고무가, 불리한 환경적 조건에 저항하기 위한 양호한 내후성과 높은 기계적 특성의 관점에서 바람직하다.

보강 고무스트립(7,7)에 대한 고무재료는 JIS A 스케일에 따라 60°H 내지 90°H 의 범위 또는, 바람직하게는, 70°H 내지 80°H의 범위의 고무경도를 가져야 한다. 너무 높은 경도의 고무는 접속기에 대한 압축부하를 증가시키는 효과를 갖는 한편 너무 낮은 고무경도는 끈적이는 외관을 야기시키고 미끄러움이 감소하여 조립시 작업효율이 감소된다. 튜뷸러 접속기(4)의 크기에 의존할 지라도, 보강 고무스트립(7, 7)을 양측에서 결속한 후 접속기의 부피를 고려할 때 50 내지 500 ㎛ 의 범위 또는, 바람직하게는 80 내지 150㎛의 범위의 두께를 갖는다.

이후 본 발명의 튜뷸러 접속기의 제공을 위한 절차에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

먼저, 믹싱롤러 상에서 밀링 (milling) 함으로써 가소화된 전기적 절연 고무합성물은 압출기를 사용하여 압출성형되어 소정시간동안 특정 온도에서 가열함으로써 가황되는 튜뷸러 형태로 되어 도 2a 에서 도시된, 연속적인 길이의 튜브이거나, 필요하다면, 절단에 의해 개별적인 단위길이의 튜브들로 분할될 수 있는, 큐어된 고무의 튜뷸러 바디(1)를 제공한다. 도 2b 에 도시된 것처럼 튜뷸러 바디(1)의 회전을 위한 샤프트(shaft)로서 기능하기 위하여 큐어된(cured) 고무튜브(1)의 구멍으로 금속의 맨드렐(10)을 삽입한 후, 튜뷸러 바디(1)는 스크린 프린팅 기기상에 탑재되고 축방향의 이동과 회전하에 플라스틱 수지 기초의 코팅 합성물로 코팅되어 도 2c 에서 도시된 것처럼 플라스틱 수지의 균일한 코팅층(2)을 형성한다.

그 후, 외부표면상에 균일한 코팅층(2)을 갖는 코어튜브로서 튜뷸러 바디(1)는 도 2d 에서 도시된 것과 같은 작업단계를 거쳐서, YAG 레이저 커터(도면에서는 도시하지 않음)같은 적절한 도구를 이용하여 베이스층(2)은 남기고 완전한 링 영역에서 코팅층을 제거함으로써 일정한 피치에서 축방향으로 배치된 링 그루브(5)에 의해서 분리된 복수의 링형상의 베이스층(2)으로 분할된다. 코팅층(2)을 제거하는 깊이는, 예를 들면 1 내지 600 와트 또는, 바람직하게는, 300 내지 600 와트 범위의 파워출력, 단일 링 그루브(5)당 0.05 내지 3.0초 범위의 조사(irradiation)시간 및 20 내지 50㎛ 범위의 레이저빔 직경을 포함하는 YAG 레이저 커터의 작업조건을 적절히 제어하여 코어튜브(1)의 표면이 노출되도록 하는 것이 필수적이다.

레이저 출력이 너무 작으면, 양호한 작업효율이 획득될 수 없는 한편, 레이저 출력이 너무 크면, 큐어된 고무의 코어튜브(1)의 표면에 의해 받아진 에너지 밀 도 선량(dose)이 매우 크게 되어 결과적으로 고무의 열화와 변성을 초래한다.

단일 링 그루브(5)에 대한 주기당 레이저빔에 의한 조사시간이 너무 짧으면, 코팅층(2)의 제거가 완료될 수 없는 한편, 조사시간이 너무 길면, 코어튜브(1)의 큐어된 고무의 열화나 변성이 불가피하게 되어 결과적으로 탄성력의 손실을 초래한다.

레이저빔 직경이 너무 크면, 피치가 동일한 것으로 가정할 때 각각의 링 그루브(5)의 폭은 대응하여 증가되어 베이스층(2)상에 형성될 접촉층(3)의 폭이 대응하여 감소된다. 레이저빔 직경이 너무 작으면, 소정의 폭을 갖는 링 그루브(5)는 레이저빔의 단일 조사에 의해 형성될 수 없고 튜뷸러 바디(1)의 수 회전의 조사를 필요로 하게 되어 작업효율을 떨어뜨린다.

마지막으로, 접촉층으로서 금속의 전기전도성 도금층(3)이 각각의 링형상의 베이스층(2)에 형성되어 각각 베이스층(2)과 접촉층(3)으로 구성되는 클래딩층(6)을 완성한다. 접촉층(3)에 대한 도금금속은, 금속으로서의 높은 전기전도성과 대기에서의 산화와 다양한 화학물질에 의한 공격에 저항할 수 있는 높은 안정성의 관점에서 금이 바람직하다. 따라서 복수의 링형상의 클래딩층(6)이 제공되는 튜뷸러 바디(4)는 여전히, 도 2e 에서 도시된 것처럼 맨드렐(10)에 의해서 지지된다. 맨드렐(10)은 그리고 나서 튜뷸러 바디(4)로부터 제거되어 도 2f 에 도시된 본 발명의 튜뷸러 접속기를 완성한다.

전술된 바와 같이 선택적이라도, 튜뷸러 접속기의 취급을 촉진하기 위하여, 링 그루브(5)에 의해서 분리된 복수의 링형상의 클래딩층(6)을 갖고, 여전히 도 2e 에 도시된 것처럼 맨드렐(10)에 의해서 지지되는, 튜뷸러 바디(4)에, 도 3a 에서 도시된 것처럼 튜뷸러 바디(4)의 축방향으로 진행하는 방사상으로 대향하는 측의 라인을 따른 튜뷸러 바디(4)의 표면에 접착적으로 결속된 한 쌍의 보강 고무스트립(7, 7)이 제공되고, 이로부터 맨드렐(10)이 제거되어 도 3b 에서 도시된 것처럼 본 발명의 보강된 튜뷸러 접속기가 완성되는 것이 유리하다. 각각의 보강 고무스트립(7,7)은 큐어되지 않은 고무 합성물의 스트립을 튜뷸러 바디(4)의 측면 라인에 부착하고 이후 큐어되지 않은 고무스트립을 큐어함으로써 형성되어 튜뷸러 바디(4)와 통합될 수 있다.

전술된 방식으로 제공된 본 발명의 튜뷸러 접속기(4)는, 일렉트로마이그레이션과 전해부식 현상이 없는 금의 낮은 볼륨 저항률과 훌륭한 높은 안정성에 의해 높은 신뢰성의 대전류 회로 접속기로서 기능하여, 2 층 구조의 클래딩층(6)의 접촉층(3)을 형성한다. 양호하고 신뢰성 있는 전기접속이, 심지어 비교적 작은 접촉압력하에서도 전극 단자들의 어레이 사이에서 코어튜브(1)의 적절한 고무경도에 의해 획득될 수 있으므로 본 발명의 튜뷸러 접속기(4)는, 이동전화같은 매우 컴팩트하고 비교적 부서지기 쉬운 장치에서도 접촉압력에 의한 회로 보드의 디스토션이나 뒤틀림의 문제가 없이 사용될 수 있다.

도 4 는 각각 회로보드(11, 12)의 전극단자(11A, 12A)의 두 어레이 사이의 전기적인 접속을 위한 사용하에 양측에 보강 고무스트립(7, 7)을 구비하는 본 발명의 튜뷸러 접속기(4)의 단면을 도시한다. 튜뷸러 접속기(4)는 상하방향에서 적절한 압축력하에 있게 되어, 코어튜브(1)의 적절한 탄성력하에서 2층의 클래딩층(6)의 접촉층(3)을 통하여 전극 단자(11A, 12A) 사이에서 신뢰성 있는 전기적인 접속을 구축하는 회로보드(11, 12) 사이에 있는 지지물(13, 13)에 의해 제한되는 높이의 타원형 단면을 갖는다. 금의 접촉층(3)의 두께가 매우 작고 금이 하부층의 변형에 순응하는 양호한 변형성을 가지므로, 접촉층(3)은 코어튜브(1)의 변형에 의해 유발된 부정적인 어떠한 영향 하에도 있지 않거나, 다른 측으로부터 보듯이, 코어튜브(1)의 탄성력은 금의 접촉층(3)의 영향을 받지 않는다.

또한, 압축력하의 튜뷸러 접속기(4)의 타원형 변형은 전극 단자(11A, 12A)와 전기접속에 유용한 접촉층(3) 사이의 접촉 표면을 증가시키는데에 영향을 미친다.

전술한 바와 같이, 클래딩층(6)은 합성수지의 베이스층(2)과 금의 접촉층(3)으로 구성된 2층 구조를 갖는다. 큐어된 고무의 코어튜브(1)의 표면과 그 위에 형성된 금의 접촉층(3)에 대하여 양호한 결속강도가 얻어질 수만 있다면 베이스층(2)이 합성수지 대신에, 금속이나 금이외의 금속 즉, 은, 백금, 구리, 철, 코발트 알루미늄, 스테인리스 강철, 티타늄, 아연 등과 같은 금속과, 주석산화물, 인듐산화물, 텅스텐 카바이드, 탄탈륨 카바이드, 티타늄 카바이드 등과 같은 도전금속 산화물 및 카바이드(carbides)를 포함하는 다른 전기적으로 도전성인 재료들의 도금층으로부터 형성되는 구조의 변형도 가능하다. 그런 재료의 베이스층(2)은 두께가 0.01 내지 50nm의 범위에 있다.

코어튜브(1)와 금의 접촉층(3) 사이에 개입하기 위한 베이스층(2)의 재료로서 전기전도성 재료를 사용하는 것을 제외하고, 본 발명의 튜뷸러 접속기(4)는, 베이스층(2)이 합성수지로부터 형성되는 튜뷸러 접속기(4)의 제공에서와 동일한 식으 로 제공될 수 있다.

튜뷸러 접속기(4)의 제공을 위한 단계가 도 5a 내지 5f에서 예시된, 본 발명의 제 2 양태에 따르면, 전기적 절연 고무재료의 코어튜브(1)(도 5a)는 맨드렐(10)상에서 지지되고 먼저 폴리실린 화합물로 코팅되어 코어튜브(1)의 전체 외부 표면에 걸쳐 균일한 코팅층(20)을 형성한다. 폴리실린 화합물은, 다양한 유기 용매에서 양호한 용해도를 갖고 산소플라즈마에 대한 양호한 저항성과 안정도를 보이는 유기실리콘 중합체의 일종이다. 특히, 폴리실린 화합물은 자외선광으로 패턴방향 조사함으로써 패터닝하는데 적절하다. 폴리실린 화합물의 다양한 형태들 가운데, 선형분자 구조를 갖는 폴리페닐실린이 본 발명에 있어서 바람직하다. 폴리실린 화합물로부터 형성된 코팅층(20)은 건조시 0.1 내지 20㎛ 범위의 두께를 가져야 한다. 폴리실린층(20)의 두께가 너무 두꺼우면, 층(20)은 견고성이 증가되어 그 결과 코어튜브(1)의 변형과의 양립성에 있어서 감소를 초래한다. 폴리실린 화합물의 층(20)은 코어튜브(1)의 표면을 유기 용매에서의 폴리실린 화합물 용액으로 코팅하고 건조시킴으로써 형성될 수 있다.

코어튜브(1)의 전체 외부표면에 걸쳐서 폴리실린층(20)을 형성한 후 다음 단계는 코어튜브(1)의 주위의 링형상의 영역에서 패턴방향으로 폴리실린층(20)의 선택적인 자외선 조사이다. 폴리실린 화합물은 산화 분위기(oxidizing atmosphere)에서 자외선광으로 조사함으로써 실리카로 분해될 수 있으므로, 폴리실린층(20)을 선택적으로 조사하는 단계는, 도 5c 에서처럼 곧 바른 선형 또는 웨이브되고, 코어튜브(1)가 그 속으로 삽입된 맨드렐(10)에 의해 축을 중심으로 회전하는 동안 소정의 피치에서 배치될 수 있는 복수의 슬릿(15A)을 구비하는 마스킹 시트(15)를 통하여 자외선광으로 층을 조사함으로써 수행되어 폴리실린 화합물이, 각각 코어튜브(1) 주변에서 복수의 링형상의 실리카층(20A)을 형성하는 실리카로 변환될 수 있다(도 5d).

실리카층으로 변환되지 않은 링형상의 폴리실린층(20)상에서 금의 접촉층(30)을 형성하는 대신, 실리카를 제거한 후의 적절한 방법을 통해 폴리실린이 실리카층(20A)으로 변환된 링형상의 영역에 금의 접촉층(30)이 형성될 수 있다(도 5e).

마지막으로, 선택적일지라도, 그렇게 얻어진 튜뷸러 접속기(40)는 맨드렐(10)을 제거하기 전에 그곳에 접착적으로 결속된 보강 고무스트립 또는 스트립들(7)과 함께 일측 또는 양측에 제공된다.

다음에, 본 발명에 따른 고무계 튜뷸러 회로접속기 및 그 것을 제공하는 방법이 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명된다.

실시예 1.

실리콘 고무합성물(KE 151U, 신-에츠 화학 주식회사의 생산물)은 믹싱롤러에서 큐어링제(curing agent)로 반죽되고 합성되어 가소화되며(plasticized) 그렇게 가소화된 실리콘 고무합성물은 외부직경 3.4mm 이고 내부직경 2.0mm 인 연속길이 튜브로 압출성형되고, 3분간 195℃ 의 오븐에서 가열함으로써 큐어링 처리를 받는다. 그렇게 큐어된 연속길이 실리콘 고무튜브는 각각의 길이가 300mm 인 단위길이 튜브(1)로 절단함으로써 분할된다. 길이가 400mm 이고 직경이 2.1mm 인 스테인레스강 맨드렐(10)이 300mm 길이의 튜뷸러 바디(1)의 구멍으로 삽입되고 튜뷸러 바디는 맨드렐(10)에 의해서 프린팅 기기상에 탑재되며 축을 중심으로 회전시키고 축방향으로 이동시키면서 플라스틱 수지를 포함하는 코팅합성물(coating composition)로 코팅되고 건조되어 두께 10㎛의 플라스틱 수지의 균일한 코팅층(2)을 형성한다.

다음에, 베이스층(2)으로서 플라스틱 수지층은 50㎛의 스폿직경의 YAG 레이저에 의해 링형상의 영역에서 선택적으로 제거되어, 하부고무층이 노출된 코어튜브(1)의 축방향을 따라서 배치된 0.1mm 일정한 피치에서 50㎛ 의 폭과 20㎛ 의 깊이를 각각 갖는 링 그루브(5)를 형성한다. YAG 레이저는 600 와트의 출력에서 동작되고 작업시간은 링 그루브(5)의 각각에 대하여 0.5초이다.

50㎛ 폭의 링 그루브(5)의 개입으로 분리된 것처럼 각각 50㎛의 링영역으로 분할된 플라스틱 수지층(2)은 각각 이중으로 도금되는데 먼저 1㎛ 두께의 니켈로 도금되고 나서 0.5㎛ 두께의 금으로 도금되어 접촉층(3)으로서 기능한다.

별도로, 1mm 의 폭과 0.1mm 의 두께를 갖는 큐어되지 않은 실리콘 고무합성물의 스트립이 동일한 실리콘 고무합성물(KE 151U, supra)로부터 제공되어 고무튜브(1)의 방사상의 대향하는 측의 표면에 부착된 후 30분간 185℃에서 열처리함으로써, 실리콘 고무합성물을 JIS A 스케일에서 80°H 의 높은 고무경도를 갖는 큐어된 실리콘 고무로 큐어링하는데 영향을 미쳐 보강 고무스트립(7, 7)으로서 기능한다. 최종적으로 스테인레스강 맨드렐(10)이 튜뷸러 바디(4)로부터 제거되고 튜뷸러 바디는 그리고 나서 각각 10mm의 길이를 갖는 단위길이의 조각으로 축방향을 따라서 절단함으로써 분할되어 본 발명에 따른 회로 접속기로서 기능한다.

실시예 2

외부직경이 3.0mm 이고 내부직경이 2.0mm 인 큐어되지 않은 실리콘 고무합성물의 연속길이 튜브가 실시예 1 과 동일한 방식으로 실리콘 고무합성물(KE 151U 100, 신-에츠 화학주식회사의 생산물)로부터 제공되고 3분간 195℃에서 고온의 오븐에서 가열함으로써 큐어링 처리를 받아 큐어된 실리콘 고무의 연속길이의 튜뷸러 바디를 제공한다.

연속길이 튜브는 각각의 길이가 300mm인 단위길이 튜뷸러 바디로 분할된다. 코어튜브(1)의 구멍으로 삽입되고 직경이 2.1mm 인 400mm 길이의 스테인레스강 맨드렐(10)에 의해 지지되는 300mm 길이의 코어튜브(1)가 스퍼터링 장치의 진공 챔버에 세트되고 베이스 층(2)으로서 기능하기 위한 30nm의 두께를 갖는 도전성 인듐산화물의 스퍼터된 코팅층이 1000초동안 맨드렐(10)을 중심으로 한 회전과 축방향으로의 이동하에 코어튜브(1)의 전체 외부면에서 형성된다.

본 발명의 튜뷸러 회로 접속기를 제공하기 위한 후속하는 절차는 실질적으로 실시예 1 과 동일한데, 그 절차는 실시예 1 과 동일한 치수를 갖고 동일한 피치에서 배치된 링 그루브(5)를 형성하는 단계, 각각의 도금층이 실시예 1 과 동일한 두께를 갖도록 니켈과 금의 이중 도금층을 형성하는 단계, 및 튜뷸러 바디(4)의 방사상으로 대향하는 외부면으로 두 개의 보강 고무스트립(7, 7)을 결속하고 후속하여 10mm 길이의 조각으로 분할하는 단계를 포함한다.

실시예 3

외부직경이 3.4mm 이고 내부직경이 2.0mm 인 큐어되지 않은 실리콘 고무합성물의 연속길이 튜브가 실시예 1 에서 사용된 동일한 실리콘 고무합성물로부터 제공되고 3분동안 195℃에서 고온의 오븐에서 가열함으로써 큐어링 처리를 받는다. 연속길이의 큐어된 실리콘 고무튜브는 각각 300mm의 길이를 갖는 단위길이의 튜브로 절단함으로써 분할된다.

직경이 2.1mm 인 400mm 길이의 스테인레스강 맨드렐(10)이 코어튜브(1)로서 300mm 길이의 튜뷸러 바디의 구멍으로 삽입되고 코어튜브(1)의 전체 외부면은, 곧 바른 선형의 분자구조를 갖는 폴리페닐실린(polyphenylsilane)의 코팅 합성물로 균일하게 코팅되고 10분동안 120℃에서 건조되어 폴리페닐실린의 코팅층(20)을 형성한다.

폴리페닐실린의 코팅층(20)은 도 5c 에서 도시된 것처럼 10분간 0.1mm의 일정한 피치에서 0.05mm 폭의 슬릿(15A)을 갖는 마스킹 시트(15)하에 맨드렐(10) 주위에서 코어튜브(1)를 회전시킴으로써 링형상의 영역상의 저압수은등으로부터 방출된 파장 254nm 의 자외선광으로 조사되어, 조사된 영역에서의 폴리페닐실린은 분해되고 실리카로 변환되어 링형상의 실리카층(20A)을 형성하는데 각각은 다른 링형상의 실리카층(20A)과 평행을 유지하는 웨이브된 링의 형상으로 0.05mm 의 폭을 갖는다.

전술된 방식으로 복수의 링형상의 실리카층(20A)이 형성되는 튜뷸러 바디(1)는 귀금속 솔트(noble metal salt)의 용액에 침지되어 실리카층(20A)에 귀금속의 콜로이드성 입자를 증착한다. 그 후, 튜뷸러 바디는, 귀금속의 콜로이드성의 입자를 내포하는 실리카층(20A)의 표면에서 두께가 1 ㎛ 인 니켈의 도금층을 형성하기 위하여 무전해 도금처리(electroless plating treatment)를 받는다. 두께가 0.5㎛인 금의 도금층이 그리고 나서 니켈도금층상에 형성되어 접촉층(30)으로서 기능한다.

단위길이의 본 발명에 따른 튜뷸러 회로 접속기를 제공하기 위한 후속적인 절차는 실시예 1 과 동일한데 그 절차는 튜뷸러 바디의 방사상으로 대향인 측의 표면에 보강 고무스트립(7, 7)을 결속하는 단계, 튜뷸러 바디로부터 스테인레스강 맨드렐(10)을 제거하는 단계 및 300mm 길이의 튜뷸러 바디(40)를 10mm 길이의 개별적인 단위길이의 접속기 조각들로 분할하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면 비교적 낮은 저항과 높은 신뢰도 및 안정도를 갖는 전극 단자들의 대향적으로 위치된 어레이들을 전기적으로 접속시킬 수 있는 향상된 고무계 회로 접속기를 제공할 수 있다.

Claims

(A) 코어튜브로서 전기적으로 절연성인 고무의 연장된 튜뷸러 바디; 및

(B) 각각의 링형상의 클래딩층 (cladding layer) 은 (B1) 상기 코어튜브의 표면상에 합성수지의 베이스층 및 (B2) 상기 베이스층상의 금속의 접촉층으로 구성된 2층 구조를 갖고, 상기 각각의 링형상의 클래딩층은 그 사이에 개입된 링 그루브에 의해 인접한 클래딩층과 전기적으로 절연되는, 일정한 피치에서 상기 코어튜브의 축방향으로 배치된 상기 코어튜브상 및 주위에 형성된 복수의 링형상의 클래딩층을 포함하는, 일체형 튜뷸러 바디인 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
제 1 항에 있어서,

상기 접촉층을 형성하는 금속은 금인, 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
제 1 항에 있어서,

상기 전기적으로 절연성인 고무는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 고무계 튜뷸러 회로접속기.
제 1 항에 있어서, 상기 전기적으로 절연성인 고무는 JIS A 스케일에서 30°H 내지 80°H 범위의 고무경도를 갖는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
제 1 항에 있어서,

상기 링 그루브는 상기 코어튜브의 표면에 도달하는 깊이를 갖는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
제 1 항에 있어서,

상기 베이스층을 형성하는 합성수지는 ABS 수지와 폴리프로필렌 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
제 1 항에 있어서,

합성수지의 상기 베이스층은 0.5 내지 20㎛ 범위의 두께를 갖는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
제 1 항에 있어서,

상기 축방향에서 방사상으로 대향하는 측의 라인을 따라서 외부면에 접착적으로 결속되는 한 쌍의 보강 고무스트립을 더 포함하는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
(A) 코어튜브로서 전기적으로 절연성인 고무의 연장된 튜뷸러 바디; 및

(B) 각각의 링형상의 클래딩층은 (B1) 상기 코어튜브의 표면상에 니켈의 베이스층 및 (B2) 상기 베이스층상의 금의 접촉층으로 구성된 2층 구조를 갖고, 각각의 링형상 클래딩층은 인접한 클래딩층과 그 사이에 개입된 링 그루브에 의해 전기적으로 절연되는, 일정한 피치에서 상기 코어튜브의 축방향으로 배치되는 상기 코어튜브상 및 주위에 형성된 복수의 링형상의 클래딩층을 포함하는, 일체형 튜뷸러 바디인 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
(A) 코어튜브로서 전기적으로 절연성인 고무의 연장된 튜뷸러 바디, 및

(B1) 일정한 피치에서 상기 코어튜브의 축방향으로 배치된 상기 코어튜브상 및 그 주위에 형성된 복수의 링형상의 금속접촉층으로서, 각각의 링형상의 접촉층은 상기 코어튜브의 표면상 및 그 주위의 폴리실린 화합물의 (B2) 링형상의 코팅층이 개입되어, 인접한 클래딩층으로부터 전기적으로 절연되는, 일체형 튜뷸러 바디인 고무계 튜뷸러 회로 접속기.
제 1 항에 기재된 고무계 튜뷸러 회로 접속기의 제조방법에 있어서,

(a) 전기적으로 절연성인 고무의 연장된 튜뷸러 바디의 전체 외부면상에 합성수지의 코팅층을 형성하는 단계,

(b) 상기 합성수지의 링형상의 코팅층을 남겨두고 고무의 상기 튜뷸러 바디의 표면이 노출되는 깊이로 일정한 피치에서 상기 코팅층을 부분적으로 제거함으로써 일정한 피치에서 복수의 링 그루브를 형성하는 단계, 및

(c) 상기 합성수지의 링형상의 코팅층의 표면상에서 접촉층으로서 기능하기 위한 복수의 링형상의 금속도금층을 형성하는 단계를 포함하는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기의 제조방법.
제 11 항에 있어서,

상기 링 그루브는 레이저빔을 이용하여 단계(b)에서 형성되는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기의 제조방법.
제 9 항에 기재된 고무계 튜뷸러 회로 접속기의 제조방법에 있어서,

(a) 전기적으로 절연성인 고무의 연장된 튜뷸러 바디의 전체 외부면상에 니켈의 도금층을 형성하는 단계,

(b) 니켈의 링형상의 도금층을 남겨두고 고무의 상기 튜뷸러 바디의 표면이 노출되는 깊이로 일정한 피치에서 니켈의 상기 도금층을 부분적으로 제거함으로써 일정한 피치에서 복수의 링 그루브를 형성하는 단계, 및

(c) 니켈의 상기 링형상의 도금층의 표면상에서 접촉층으로서 기능하기 위한 금의 복수의 링형상의 금도금층을 형성하는 단계를 포함하는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기의 제조방법.
제 10 항에 기재된 고무계 튜뷸러 회로 접속기의 제조방법에 있어서,

(a) 전기적으로 절연성인 고무의 연장된 튜뷸러 바디의 전체 외부면상에 폴리실린 화합물의 코팅층을 형성하는 단계,

(b) 상기 폴리실린 화합물이 실리카로 변환되는 양으로 일정한 피치에서 배치되는 복수의 링형상의 영역에서 자외선광으로 상기 폴리실린 화합물의 코팅층을 조사하는 단계, 및

(c) 상기 튜뷸러 바디의 상기 자외선 조사된 링형상의 영역상에서 상기 접촉층으로서 기능하기 위한 복수의 링형상의 금도금층을 형성하는 단계를 포함하는, 고무계 튜뷸러 회로 접속기의 제조방법.
제 1 어레이의 전극단자와 제 2 어레이의 전극단자가, 탄성력을 갖는 고무의 튜뷸러 바디를 변형하기 위한 압축력 하에 제 1 항, 제 9 항, 또는 제 10 항 중 어느 한 항에서 기재된 고무계 튜뷸러 회로 접속기를 매개로 전기적으로 접속되는, 상기 제 1 및 제 2 어레이에 대향하여 배치되는 두 세트의 전극단자를 포함함으로써 조립되는 전자장치.