KR101040594B1

KR101040594B1 - 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101040594B1
Application number: KR1020100035144A
Authority: KR
Inventors: 최철수
Original assignee: 최철수
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-06-10

Abstract

본 발명의 표면실장용 가스켓은 솔더링 가능한 금속층과 상기 금속층의 일면에 접한 심재층으로 이루어지는 적층시트; 및 상기 적층시트를 감싸는 도금층을 포함하여 이루어진다.

Description

표면실장용 가스켓 및 그 제조방법{SURFACE MOUNT GASKET AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 우수한 전도성을 가질 뿐만 아니라, 솔더링이 용이하고, 제조원가를 낮출 수 있는 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자파는 정전기 방전에 의하여 발생하는 노이즈(Noise)현상을 통칭하여 말하는데, 각종 전자기기의 내부 회로에서 발생되며 공중을 통하여 외부로 방사되거나 전원선등을 통하여 전도된다. 이러한 전자파는 주변의 부품 또는 기기에 노이즈와 오작동을 일으킬 뿐만 아니라 인체에도 해로운 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 최근 전자기기의 경박 단소화, 디지탈화로 인하여 회로가 복잡해지면서 전자파 발생 가능성이 급격히 증가하고 선진 각국은 물론 국내에서도 전자파의 규제가 강화되고 있다. 특히, 전자파 간섭(EMI, Electromagnetic Interference)는 각종 전자기기 각 파트의 이음매나 하우징에 있는 개폐용 문틈에서 발생되는 전자파로 인해 더욱 문제가 되고 있다. 따라서, 이음매나 개폐용 문틈에서 발생되는 전자파를 차폐하기 위해 일반적으로 전자파 차폐용 가스켓을 많이 사용되고 있다.

특히, 인쇄회로기판 (Printed circuit board, PCB) 혹은 연성인쇄회로기판 (Flexible Printed Circuit board, FPCB)의 경우 정전기방전이나 전자파 장해(electromagnetic interference, EMI)의 발생으로 인해 고장의 원인이 되므로 이를 효과적으로 제거하기 위해 전기전도성 접지 가스켓(Grounding Gasket)이 사용된다.

인쇄회로기판 실장용 전기전도성 가스켓은 우수한 전기전도성과, 우수한 납땜성, 내열성, 탄성복원성이 요구된다.

종래에는 베릴륨 동판재를 이용하여 프레스 작업을 통하여 일정한 형상으로 타발 및 절곡을 하여 열처리 공정 및 표면처리 공정을 거쳐 접지 단자로 사용하였으나, 금속 시트로만 이루어진 전기접촉단자는 금속의 특성상 또는 구조상 일정 높이 이하에서는 우수한 탄성을 제공할 수 없다는 단점이 있다. 즉, 탄성을 갖기 위해서는 일정한 형상으로 절곡을 해야 하고, 결국 이 절곡 높이에 의해 전기접촉단자의 높이의 대부분이 결정되기 때문에 일정 높이 이하에서는 탄성을 제공하기 불가능하다. 또한, 접지단자의 크기(규격)에 따라 프레스 금형을 제작해야 하는 단점이 있으며 열처리 공정 중 접지 단자의 높이가 변형되는 단점이 있을 뿐만 아니라, 하나의 프레스 금형으로는 한 형상의 제품을 만들 수 있기 때문에 다른 형상의 제품을 만들려면 추가로 프레스 금형이 필요로 하다는 단점이 있다.

국내공개 제2001-42299호에서는 실리콘에 전도성 금속 파우더를 가하여 전도성 실리콘 고무를 압출하고 한면에 동박을 부착하여 실장하는 기술을 개시하고 있다. 그러나 상기 방법은 금속 파우더의 양에 따라 전기저항이나 밀착성, 탄성이 저하되는 문제가 있으며 고가의 은을 사용하여 제조가가 상승하는 문제가 있다.

또한, 국내특허 제783588호에서는 폴리이미드 필름을 사용하여 탄성 전기접촉단자를 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 폴리이미드 필름과 금속층의 부착력이 약하여 고온시 금속박이 박리되는 문제가 있다.

이에, 본 발명자는 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 솔더링 가능한 금속층과 심재층을 적층하여 커팅하고 이를 도금함으로서, 제조방법이 용이할 뿐만 아니라, 전도성이 우수하고 제조원가를 낮출수 있는 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 하나의 목적은 전기전도성이 우수한 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하고 제조원가를 낮출 수 있는 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 크기 및 높이 조절이 용이한 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전기적 쇼트현상이 발생하지 않고 내구성이 우수한 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 쉴딩효과 및 grouding 효과가 우수하여 EMI/ESD 대책용으로 적합한 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조원가가 낮고, 균등한 품질을 유지하며, 대량생산이 가능한 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 하나의 관점은 전도성 가스켓에 관한 것이다. 상기 전도성 가스켓은 솔더링 가능한 금속층과 상기 금속층의 일면에 접한 심재층으로 이루어지는 적층시트; 및 상기 적층시트를 감싸는 도금층을 포함하여 이루어진다.

구체예에서 상기 금속층은 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 철, 알루미늄 또는 이들의 2종 이상의 합금에서 선택될 수 있다.

구체예에서 상기 심재층은 고무, 실리콘, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있다. 바람직하게는 상기 심재층은 비발포형 탄성시트가 다층으로 적층된 구조를 가질 수 있다.

구체예에서 상기 도금층은 주석, 알루미늄, 구리, 니켈, 코발트, 주석, 블랙니켈, 은, 금. 백금, 팔라듐 및 크롬으로 이루어진 금속으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 표면실장용 가스켓의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은 솔더링 가능한 금속층의 일면에 심재층을 부착하여 적층시트를 형성하고; 상기 적층시트를 커팅하고; 그리고 상기 커팅된 적층시트를 도금하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 금속층은 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 철, 알루미늄 또는 이들의 2종 이상의 합금에서 선택될 수 있다.

상기 심재층은 고무, 실리콘, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있다.

구체예에서는 상기 심재층은 단일층 또는 다층일 수 있다.

상기 도금층은 주석, 알루미늄, 구리, 니켈, 코발트, 주석, 블랙니켈, 은, 금. 백금, 팔라듐 및 크롬으로 이루어진 금속으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.

본 발명은 전기전도성이 우수하면서 제조가 용이하고 제조원가를 낮출 수 있으며, 크기 및 높이 조절이 용이하고 전기적 쇼트현상이 발생하지 않고 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 쉴딩효과 및 grouding 효과가 우수하여 EMI/ESD 대책용으로 적합하며, 균등한 품질을 유지하며, 대량생산이 가능한 표면실장용 가스켓 및 그 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 표면실장용 가스켓에 사용되는 적층 시트의 개략적인 사시도이다.
도 2(a)는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 표면실장용 가스켓의 단면도이며, 2(b)는 상기 표면실장용 가스켓의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 표면실장용 가스켓의 제조를 위한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 표면실장용 가스켓의 압축률에 따른 하중값과 전기 저항값 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 표면실장용 가스켓의 압축률에 따른 하중값과 전기 저항값 결과를 그래프로 나타낸 것이다.

표면실장용 가스켓

본 발명의 전도성 가스켓은 솔더링 가능한 금속층과 상기 금속층의 일면에 접한 심재층으로 이루어지는 적층시트; 및 상기 적층시트를 감싸는 도금층을 포함하여 이루어진다.

도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 표면실장용 가스켓에 사용되는 적층 시트의 개략적인 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 적층 시트는 솔더링 가능한 금속층(1) 및 상기 금속층의 일면에 접한 심재층(2)으로 이루어진다.

상기 금속층(1)은 솔더링 가능한 금속이라면 모두 적용될 수 있다. 구체예에서는 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 철, 알루미늄 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 합금으로도 사용될 수 있다.

상기 금속층(1)의 두께는 20㎛~300㎛, 바람직하게는 50㎛~150㎛일 수 있다.

상기 심재층(2)은 가스켓에 탄성력을 부여하기 위한 것으로, 탄성을 갖는 재질이면 어느 것이든 사용될 수 있다. 구체예에서는 고무, 실리콘, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있다. 상기 고무는 천연고무 또는 합성고무 모두 사용될 수 있다. 상기 열가소성 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등을 포함하는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 아크릴레이트계 중합체, 에틸비닐아세테이트(EVA) 공중합체, 폴리아미드, 스티렌계 중합체, 아세탈, 폴리카보네이트, 폴리우레탄 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 상기 열경화성 수지로는 폴리우레탄, 에폭시 수지, 멜라닌, 불포화 폴리에스테르 등이 사용될 수 있다.

구체예에서 상기 심재층(2)은 폼 형태이거나 필름형태일 수 있다. 또한 상기 심재층(2)은 발포구조를 갖거나 비발포구조를 가질 수 있다. 바람직하게는 커팅공정의 용이성을 고려하여 마이크로 발포구조 를 갖는다.

구체예에서 상기 심재층(2)은 단일층 또는 다층일 수 있다. 바람직한 구체예에서는, 상기 심재층(2)은 마이크로 발포형 탄성시트가 다층으로 적층된 구조를 가질 수 있다.

상기 심재층(2)의 두께는 0.05mm 내지 20 mm, 바람직하게는 0.1mm 내지 10 mm의 범위에서 사용될 수 있으며, 이들 두께는 용도에 따라 조절이 가능하다.

상기 금속층(1)과 심재층(2)은 통상의 접착방식을 사용하여 적층될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 금속층(1)과 심재층(2)의 부착은 통상의 점착제 또는 접착제를 사용하여 부착할 수 있다.

도 2(a)는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 표면실장용 가스켓의 단면도이며, 2(b)는 상기 표면실장용 가스켓의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 전도성 가스켓은 솔더링 가능한 금속층(1)과 상기 금속층의 일면에 접한 심재층(2)으로 이루어진 적층시트를 감싸는 도금층(3)을 포함한다.

본 발명의 도금층(3)은 적층시트를 도금하기 때문에 금속층(1) 및 심재층(2)에 모두 접한다.

상기 도금층(3)은 도금이 가능하고 전도성이 있는 금속은 모두 도금될 수 있다. 구체예에서 상기 도금층은 주석, 알루미늄, 구리, 니켈, 코발트, 주석, 블랙니켈, 은, 금. 백금, 팔라듐 및 크롬 등의 금속 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

또한 상기 도금층(3)은 단일층일 수 있고, 2종 이상의 다층일 수 있다. 하나의 구체예에서는 상기 도금층은 니켈, 구리 및 니켈의 순으로 도금하여 니켈-구리-니켈의 도금층을 형성할 수 있다.

표면실장용 가스켓의 제조방법

본 발명의 다른 관점은 표면실장용 가스켓의 제조방법에 관한 것이다. 도 3은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 표면실장용 가스켓의 제조를 위한 공정도이다. 먼저 솔더링 가능한 금속층의 일면에 심재층을 부착하여 적층시트를 형성한다. 이때 심재층은 단일층으로 형성하거나 여러겹의 다층으로 형성할 수 있다. 심재층의 두께는 가스켓이 적용되는 용도에 따라 적절히 선택될 수 있다.

상기 심재층과 금속층의 부착은 통상의 방법에 따라 접착할 수 있다.

상기 심재층과 금속층이 적층된 적층시트는 적절한 크기로 커팅한다. 커팅은 심재층과 금속층이 적층된 면의 수직방향으로 커팅될 수 있으며, 사각형, 원형, 삼각형, 타원형, 실린더형, 막대형, 판상형 등의 원하는 크기 및 형태로 커팅될 수 있다.

상기와 같이 커팅된 적층시트는 도금과정을 거쳐 상면, 하면뿐만 아니라 측면까지 모두 도금층으로 덮이도록 한다. 도금 방법은 건식 또는 습식 도금이 모두 적용될 수 있으며, 이들의 조합도 적용될 수 있다. 또한 무전해 도금 또는 전해도금도 가능하며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 수행할 수 있다. 본 발명에서는 이와 같이 적층시트의 표면에 도금을 함으로서, 별도의 금속박 부착공정이 불필요할 뿐만 아니라, 고열에 의한 외피 박리문제를 해소하여 품질저하나 불량을 방지할 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있다.

이와 같이 제조된 표면실장용 가스켓은 최소한 하나의 면에 이형지가 합지될 수 있다. 상기 이형지의 합지는 점착제 또는 접착제 등이 있으면 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 전도성 가스켓은 3ⅹ3 mm² 크기의 시편에 대한 체적저항(두께방향)이 0.001 내지 1 Ω, 바람직하게는 0.01 내지 0.1 Ω로 우수한 전도성을 갖는다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예 1

100㎛ 두께의 구리박막에 심재층으로 3.2mm 두께의 폴리우레탄 폼 을 열경화성 접착제를 사용하여 접착하여 3.3mm 의 적층시트를 제조하고, 이를 4×6 mm² 의 크기로 커팅하였다. 커팅된 적층시트를 무전해 도금방법으로 니켈-구리-니켈 금속을 도금하여, 표면실장용 가스켓 샘플 1,000 개를 제조하였다. 제조된 4mm(W) x 3.3mm(H) x 6mm(L) 크기의 샘플을 압축률에 따른 하중값과 전기 저항값에 대해 15회 측정하였으며, 평균값을 구하였다. 측정결과를 표 1 및 도 4에 나타내었다.

Compression ratio(%)	Compressive force (Kgf)	Resistance (ohm)
10	0.13	0.023
20	0.27	0.015
30	0.45	0.009
40	0.58	0.006
50	0.94	0.004

실시예 2

100㎛ 두께의 구리박막에 심재층으로 1.2 mm 두께의 폴리우레탄 폼 을 열경화성 접착제를 사용하여 접착하여 1.3mm 의 적층시트를 제조하고, 이를 2×8 mm2 의 크기로 커팅하였다. 커팅된 적층시트를 무전해 도금방법으로 니켈-구리-니켈 금속을 도금하여, 표면실장용 가스켓 샘플 1,000 개를 제조하였다. 제조된 2mm(W) x 1.3mm(H) x 8mm(L) 크기의 샘플을 압축률에 따른 하중값과 전기 저항값에 대해 15회 측정하였으며, 그 평균값을 구하였다. 측정결과를 표 2 및 도 5에 나타내었다.

Compression ratio(%)	Compressive force (Kgf)	Resistance (ohm)
10	0.15	0.040
20	0.20	0.010
30	0.27	0.003

비교실시예 1

실리콘 심재에 접착제가 코팅된 50㎛ 두께의 폴리이미드 필름 상에 구리 니켈을 도금하여 이를 상기 심재 외표면에 부착하고, 상기 금속박막이 도금된 필림이 부착된 심재를 6.0 mm 길이로 커팅하여 샘플을 제조하였다. 제조된 샘플에 대해 압축률에 따른 하중값과 전기 저항값에 대해 15회 측정하였으며, 그 평균값을 구하였다.

측정결과, 실시예1-2는 비교실시예 1에 비해 단순한 공정으로도 우수한 전도성을 갖는 것으로 확인되었다. 따라서, 본 발명의 표면실장용 가스켓은 생산량이 우수하며, 제조원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 전기전도성 및 제품균일성면에서 우수함을 알 수 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
1: 금속층 2: 심재층
3: 도금층 10: 표면실장용 가스켓

Claims

솔더링 가능한 금속층과 상기 금속층의 일면에 접한 심재층으로 이루어지는 적층시트; 및
상기 적층시트의 상면, 하면 및 측면을 모두 감싸는 도금층;
을 포함하여 이루어지며, 상기 금속층은 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 철, 알루미늄 또는 이들의 2종 이상의 합금에서 선택되고, 두께가 20㎛~300㎛ 인 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓.
삭제
제1항에 있어서, 상기 심재층은 고무, 실리콘, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓.
제3항에 있어서, 상기 심재층은 발포형 또는 비발포형 탄성시트가 다층으로 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓.
제1항에 있어서, 상기 도금층은 주석, 알루미늄, 구리, 니켈, 코발트, 주석, 블랙니켈, 은, 금, 백금, 팔라듐 및 크롬으로 이루어진 금속으로부터 하나 이상 선택되는 금속 또는 이들의 합금의 단일층 혹은 복수층인 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓.
솔더링 가능한 금속층의 일면에 심재층을 부착하여 적층시트를 형성하고;
상기 적층시트를 커팅하고; 그리고
상기 커팅된 적층시트를 도금하는;
단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 금속층은 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 철, 알루미늄 또는 이들의 2종 이상의 합금에서 선택되는 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 심재층은 고무, 실리콘, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 심재층은 단일층 또는 다층인 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 도금은 주석, 알루미늄, 구리, 니켈, 코발트, 주석, 블랙니켈, 은, 금, 백금, 팔라듐 및 크롬으로 이루어진 금속으로부터 하나 이상 선택되는 금속 또는 이들의 합금을 단일 혹은 복수층으로 도금하는 것을 특징으로 하는 표면실장용 가스켓의 제조방법.