KR101047057B1 - 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내열성 있는 원사를 직조하여 원단을 생성하는 단계 전후에 도금 처리를 실행함에 따라 내열성과 도전성을 동시에 갖추는 도전 기재층을 구비하는 표면 실장용 도전성 접촉 단자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 탄성 전기 접촉 단자에 있어서, 탄성 코어; 탄성 코어의 전체 또는 일부를 감싸는, 도전성 원단 또는 수지 위에 금속박이 라미네이팅된 복합체를 포함하는 도전 기재층; 및 도전 기재층의 적어도 일면에 부착되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자를 제공한다. 본 발명에 따르면, 도전성과 내열성을 갖춘 원단층을 구비함으로써 유연성이 매우 우수하게 되어 절단면에서 구겨짐 현상이 발생하지 않게 되며, 복원력 또한 매우 우수하게 된다. 또한, 표면에 요철이 있음으로 인해 접착력, 내구성, 신뢰성 등도 향상된다.

도전성 접촉 단자, (도전) 기재층, 원단, 원사, 직조, 도금 처리, 인쇄회로기판(PCB)

Description

도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자 및 그 제조 방법 {Conductive contactor having conductive substrate layer, and method of producing the same}

본 발명은 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 내열성 있는 원사를 직조하여 원단을 생성하는 단계 전후에 도금 처리를 실행함에 따라 내열성과 도전성을 동시에 갖추는 도전 기재층을 구비하는 표면 실장용 도전성 접촉 단자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

오늘날 산업사회에서는 시대적 흐름, 소비자의 요구 등에 따라 각종 전자제품이 경박단소화(輕薄短小化), 고밀도화, 고기능화 되는 경향을 보이고 있다. 이에 따라, 전자제품을 구성하는 전자부품들도 점차 소형화, 고집적화, 고기능화되어 가고 있으며, SMT(Surface Mount Technology)와 같은 고밀도 실장화 기술이 반영되기에 이르렀다. 일반적으로 SMT는 표면 실장형 부품들을 PCB 표면에 장착하고 납땜하는 기술로서, PCB 양면 모두에 부품을 배치시키는 것을 가능하게 할 뿐만 아니라, 전자부품 간의 전기적 접촉 품질의 향상, 공정 시간의 단축, 제품의 초소형화 등을 구현할 수 있게 한다.

그런데, SMT에서 PCB 표면에 회로를 구성하기 위해서는 솔더링(soldering) 공정이 필수적으로 요구된다. 또한, 솔더링 공정과 관련하여 회로 기판과 전자 부품들간 접촉면에는 탄성력을 가진 도전성 접촉 단자가 구비됨이 보통이다. 도전성 접촉 단자는 일반적으로 접합되는 부분의 높이가 일정하지 않거나 접합면 자체가 불균일한 현상을 해결하기 위해 도입되었다. 더욱이, 상기 문제점에 따라 발생되는 PCB의 전기적 접속 불량은 이러한 도전성 접촉 단자의 필요성을 절실히 느끼게 해준다.

그런데, 종래의 도전성 접촉 단자는 우수한 탄성력을 갖도록 하기 위해 압출성형된 절연 발포 실리콘 표면에 도전 실리콘 페이스트(paste)를 코팅한 후 한쪽면에 동박전극을 부착 형성시킨다. 보다 구체적으로 설명하면, 이 도전성 접촉 단자는 내열성, 도전성, 절연 발포 실리콘과의 접착력 및 가공성 등을 고려하여 습기 경화형 액상 실리콘 고무와 금속 도전 필러를 혼합한 페이스트를 코팅하여 절연 발포 실리콘 표면에 도전층을 형성한 후 한쪽면에 솔더링(soldering)을 위한 동박 전극을 부착함으로써 제작된다.

그러나, 이러한 도전성 접촉 단자는 제품의 재료 원가가 높으며, 시간이 경과함에 따라 도전층에 크랙(crack)이 발생하거나 전기전도도가 저하되거나 도전층의 경화현상이 진행되는 등 많은 경시 변화 특성 불량의 문제점을 노출시킨다. 게다가, 습기에 의해 경화되는 도전 코팅층의 특성상 온도와 습도가 일정하게 유지되는 곳에서 코팅 작업이 이루어져야 하는 불편도 따른다.

한편, 종래의 도전성 접촉 단자는 장시간이 경과함에 따라 탄성 저하로 인해 본래의 가스켓(Gasket) 기능이 저하되고, 전기전도성 저하로 인해 정전기 방지 기능(ESD; Electro-Static Discharge)이 불량해지는 등 신뢰성이 보장되지 않는다는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 도전성 접촉 단자는 제조 공정상 까다로운 조건으로 인한 제품 불량 및 손실(Loss)로 인해 제품의 단가가 상승하는 한계점을 노출하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 도전성과 내열성을 동시에 갖추는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자 및 그 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 탄성 전기 접촉 단자에 있어서, 탄성 코어; 상기 탄성 코어의 전체 또는 일부를 감싸는, 도전성 원단 또는 수지 위에 금속박이 라미네이팅된 복합체를 포함하는 도전 기재층; 및 상기 도전 기재층의 적어도 일면에 부착되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자를 제공한다.

바람직하게는, 상기 도전성 원단은 내열성을 가지는 원단에 도금층을 형성시킨 것이거나, 도금 처리된 내열성을 가지는 원사를 직조시킨 것이다. 또는, 상기 도전성 원단은 폴리아미드(polyamide) 원사, 아라미드(aramid) 원사 및 레이온(rayon) 원사 중 하나 이상의 원사를 직조시킨 것이다.

바람직하게는, 상기 도전 기재층은 구리, 니켈, 금, 은 및 주석 중 하나 이상의 금속으로 형성된 도금층을 포함한다.

바람직하게는, 상기 도전 기재층은 상기 탄성 코어와의 사이에 난연성을 가지는 페이스트로 코팅된 코팅층을 형성한다. 더 바람직하게는, 상기 코팅층은 Br계, Cl계, 안티몬계, 산화 알루미늄계, 산화 마그네슘계, 인계 및 멜라닌계 중 1종 이상의 난연제를 포함한다.

바람직하게는, 상기 도전성 접촉 단자는 상기 탄성 코어와 상기 도전 기재층을 점착시키는 점착제층; 및 상기 도전 기재층의 적어도 일면과 상기 전극을 접착시키는 접착제부를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 복합체는 폴리이미드(Polyimide) 수지, 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(Polybutylene terephthalate) 수지, 폴리벤지이미다졸(Polybenzimidazole) 수지 및 폴리아미드이미드(Polyamideimide) 수지 중 하나 이상의 고분자 수지를 포함한다.

또한, 본 발명은 탄성 전기 접촉 단자의 제조 방법에 있어서, (a) 내열성 있는 고무 소재를 소정의 규격으로 절단하여 탄성 코어를 마련하는 단계; (b) 도전성 원단 또는 수지층 위에 금속박이 라미네이팅된 복합체를 상기 마련된 탄성 코어에 랩핑(wrapping)시키는 단계; 및 (c) 상기 도전성 원단이 랩핑된 탄성 코어에 전극을 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자의 제조 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 (b) 단계에서의 상기 도전성 원단 또는 상기 복합체는 전기분해를 이용하여 도금하는 전해도금 방법, 서로 다른 금속 사이의 전위차를 이용하여 도금하는 치환도금 방법, 및 환원제의 산화반응에 따라 금속이온을 환원시킴으로써 도금하는 무전해도금 방법 중 하나 이상의 도금 처리 방법을 이용하여 도금한다.

더욱 바람직하게는, 상기 도금 처리 방법은 (ba) 60℃~90℃의 10%~20%의 가 성소다 약품조에서 원단 또는 수지를 에칭시키는 단계; (bb) 염화파라듐, 염산 및 염화주석 중 하나 이상을 이용하여 상기 에칭시킨 원단 또는 수지에 착염을 형성시키는 단계; (bc) 상기 착염을 형성시킨 원단 또는 수지를 15%~20%의 황산 활성화조에 침적 세척시키는 단계; (bd) 상기 세척된 원단 또는 수지를 25g/ℓ~32g/ℓ의 황산니켈, 17g/ℓ~22g/ℓ의 차아인산소다, 및 35g/ℓ~45g/ℓ의 구연산소다를 혼합한 무전해 니켈도금조에 침적시켜 니켈금속을 도금하는 단계; (be) 상기 니켈금속이 도금된 원단 또는 수지를 3.5g/ℓ~4.5g/ℓ의 황산구리, 8g/ℓ~12g/ℓ의 가성소다, 5.5g/ℓ~6.0g/ℓ의 포르말린을 혼합한 무전해 구리 도금조에 침적시켜 구리 도금층을 형성시키는 단계; 및 (bf) 상기 구리 도금층이 형성된 원단 또는 수지에 20g/ℓ~60g/ℓ의 황산 제1주석, 10g/ℓ~30g/ℓ의 메탄술폰산, 3㎖/ℓ~10㎖/ℓ의 페놀히드록사이드 산화방지제 및 5㎖/ℓ~20㎖/ℓ의 아민알데히드계 광택제를 혼합한 전해 주석도금조를 침적시켜 주석 도금층을 형성시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 도전 기재층을 구비하는 표면 실장용 도전성 접촉 단자는 다음과 같은 효과를 발생시킨다. 첫째, 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자는 도전성과 내열성을 갖춘 도전 기재층을 구비함으로써 도전성과 내열성이 매우 우수하다. 또한, 유연성이 우수하여 절단면에서 구겨짐 현상이 발생하지 않으며, 복원력 또한 매우 우수하다. 둘째, 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자는 직조 방식으로 생성된 원단의 표면 특성상 요철이 있음으로 인해 접착력이 매우 우수하다. 또한, 도전성 접촉 단자는 이로 인하여 내구성과 신뢰성 또한 우수하다. 세째, 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자는 접착력과 유연성의 우수함에 따라 모서리에서의 들뜸 현상이 발생하지 않는다. 네째, 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자는 난연 코팅 처리가 가능하여 난연성을 부여받을 수 있으며, 종전보다 솔더링도 양호하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자의 단면도이다. 상기 도 1에 도시한 바에 따르면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자(100)는 탄성 코어(110), 점착제층(120), 도전 기재층(130), 접착제부(140) 및 전극부(150)를 포함한다.

탄성 코어(110)는 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자(100)에 탄성을 부여하는 지지체로서, 발포 실리콘, 내열 처리된 천연고무나 합성고무 등으로 이루어질 수 있다. 리플로우 솔더링(reflow soldering)이 포함되는 표면 실장 공정이 고온에서 진행되는 프로세스임을 고려할 때, 탄성 코어(110)는 열에 의해 쉽게 변성되지 않 도록 내열성 있는 재료를 사용하게 된다. 따라서, 이러한 점들을 감안할 때 본 발명에 따른 탄성 코어(110)는 내열성이 강한 고무 소재나 내열성 충진제 성분을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 한편, 이와 같은 탄성 코어(110)는 경도 Shore A로 30도 ~ 80도의 특성을 지님이 바람직하다. 그 이유는 일반성형용, 일반압출용, 고인열용, 난연용 등 소재의 종류에 구애받지 않아 광범위 적용이 가능해지기 때문이다.

탄성 코어(110)는 본질적으로 전기전도성이 요구되지는 않는다. 이러한 탄성 코어(110)는 그 형상이 직육면체 형상인 것이 일반이나 이에 꼭 한정될 필요는 없다. 예컨대, 탄성 코어(110)는 8면체 또는 10면체와 같은 각면체 형상이거나 원통 형상인 것도 가능하다.

점착제층(120)은 본 발명의 실시예에서 탄성 코어(110)와 도전 기재층(130)을 결합시키는 역할을 하며, 이를 위해 점착제가 탄성 코어(110) 외부면에 도포됨으로써 형성된다. 점착제는 탄성 코어(110)와 도전 기재층(130)을 수월하게 결합시킨다면 무엇이든 가능하나, 바람직하게는 내열성이 우수한 점착제가 사용된다. 예컨대, 실리콘 점착제, 아크릴계 감압성 점착제 등이 사용될 수 있겠다.

한편, 점착제층(120)은 도전성 접촉 단자(100)가 표면 실장용임을 고려하여 도전성(導電性)을 가지도록 함도 가능하다.

도전 기재층(130)은 본 발명의 실시예에서 내열성 있는 원사를 이용하여 직조한 원단으로 이루어진다. 원단이 직조 방식에 따라 생성됨을 고려할 경우 도전 기재층(130)은 직물로 구성됨이 보통이나 본 발명의 실시예에서 이에 꼭 한정될 필 요는 없으며 도전 기재층(130)이 편성물로 구성됨도 가능하다.

도전 기재층(130)은 앞서 설명한 점착제층(120)을 이용하여 탄성 코어(110)에 도포되도록 형성된다. 이때, 점착제층(120)은 탄성 코어(110) 외부면 전체에 도포되어 도전 기재층(130)을 탄성 코어(110)에 결합시킴이 일반이나, 도전 기재층(130)이 탄성 코어(110)로부터 용이하게 탈출되지만 않는다면 탄성 코어(110) 외부면 일부에 도포됨도 가능하다.

이러한 도전 기재층(130)은 본 발명의 실시예에서 크게 2가지 특징을 갖는다. 이하, 이에 대해 설명한다.

첫째, 도전 기재층(130)은 내열성이 우수한 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자(100)가 표면 실장용임을 참작할 때, 도전 기재층(130)은 200~240도의 고온에서 진행되는 표면 실장 공정(특히, 솔더링 과정) 중 변형이 발생하지 않아야 한다. 이를 고려할 경우 도전 기재층(130)은 내열성을 갖는 원사를 소재로 함이 바람직하며, 특히 폴리아미드(polyamide) 원사, 아라미드(aramid) 원사, 아라미드와 레이온(rayon)으로 구성되는 혼방 원사 등 내열성이 우수한 원사를 소재로 함이 더욱 바람직하다.

둘째, 도전 기재층(130)은 도전성이 우수한 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자(100)가 솔더링 가능함을 참작할 때, 도전 기재층(130)은 도전성 접촉 단자(100)의 외피를 형성하므로 도전성을 갖추어야 한다. 이를 고려할 경우 도전 기재층(130)은 도금 방법을 이용하여 금속재를 함유하도록 함이 바람직하다. 금속재로는 솔더링이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없겠으나 바 람직하게는 구리, 니켈, 금, 은, 주석 등이 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 도전성의 효율을 감안하여 2개 이상의 금속재가 도전 기재층(130)에 포함될 수 있겠다. 일례로, 도전 기재층(130)의 외피에는 니켈/구리/니켈로 적층된 제1 층 또는 니켈/구리/니켈/주석으로 적층된 제2 층이 형성될 수 있다.

이상 상술한 도전 기재층(130)은 내열성과 도전성을 모두 갖추기 위해 원사를 직조하여 원단을 생성한 후 이를 도금 처리하여 도전 기재층(130)을 제조하게 된다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 도전 기재층(130)은 원사에 먼저 도금 처리를 실행한 후 도금된 원사를 직조하여 제조됨도 가능하다.

한편, 본 발명의 실시예에서 도전 기재층(130) 일면을 난연 코팅 처리하여 난연성을 부여함도 가능하다. 난연 처리의 경우 이미 제조된 도전 기재층(130)의 일면에 난연제가 함유된 페이스트(paste)를 코팅하여 건조시킴으로써 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 사용 가능한 난연제로는 Br계, Cl계, 안티몬계, 산화 알루미늄계, 산화 마그네슘계, 인계, 멜라닌계 등이 있으며, 유해성이나 난연성을 고려할 경우 인계 난연제를 사용함이 가장 바람직하겠다.

한편, 본 발명의 실시예에서 도전 기재층(130)은 도금 처리된 원단으로 이루어진 도전성 원단층에 한정되지 않는다. 즉, 도전 기재층(130)은 소정 두께를 갖는 수지층 위에 금속박을 라미네이팅(laminating)시킴(이하, 이를 복합체로 정의함)으로써 내열성과 도전성을 동시에 갖추도록 함도 가능하다. 이 경우, 수지층을 형성하는 수지로는 폴리이미드(PI; Poly-Imide) 수지와 같은 고분자 수지가 바람직하며, 이 고분자 수지 외에 내열성이 우수한 수지라면 무엇이든 가능하다. 따라서, 예컨대 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(PBT; Poly-Butylene Terephthalate) 수지, 폴리벤지이미다졸(PBI; Poly-Benz Imidazole) 수지, 폴리아미드이미드(PAI; Poly-Amide Imide) 수지 등이 이에 적용될 수 있겠다.

접착제부(140)는 도전 기재층(130)의 일면에 전극부(150)를 접착시키는 역할을 하는 것으로서, 핫멜트 접착제 등을 도전 기재층(130)(또는 전극부(150))의 일면에 도포시킴으로써 형성할 수 있다. 이러한 접착제부(140)는 점착제층(120), 도전 기재층(130) 등과 마찬가지로 내열성을 갖춤이 필요하다.

전극부(150)는 본 발명의 실시예에서 도체로 형성되는데, 예컨대 구리 플레이트(plate), 구리/주석 플레이트 등으로 구현될 수 있다. 이러한 전극부(150)는 그 밑면이 인쇄회로기판에 부착됨을 고려하여 평평하게 이루어짐이 바람직하다.

이상 상술한 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자(100)는 도전성과 내열성을 갖춘 도전 기재층(130)을 구비함으로써 유연성이 크게 향상되어 절단면에서의 구겨짐 현상이 발생하지 않게 된다. 게다가, 복원력 또한 대폭 향상되어 종전 도전성 접촉 단자(100)의 문제점을 말끔하게 해결하였다.

또한, 도전성 접촉 단자(100)는 직조 방식으로 생성된 원단의 특성상 표면에 요철이 있음으로 인해 도금 후 발생할 수 있는 도금액과의 밀착력에서 종전보다 우수한 결합력을 보였으며, 이는 나아가 도전성 접촉 단자(100)의 내구성과 신뢰성도 크게 향상시켰다.

이와 같이 많은 장점이 구비된 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자(100)는 표면 실장용으로써 매우 적합하게 된다. 이하, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자의 일실시 적용례를 보여주는 단면도이다.

인쇄회로기판(PCB: 200) 상에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자(100)와 각종 전자 부품(210)들이 솔더 크림(220)을 매개로 하여 실장된다. 이때, 도전성 접촉 단자(100)는 바닥의 인쇄회로기판(200)과 상부 회로(230)의 전기적 도통 수단이 되는데, 일반적으로 도전성 접촉 단자(100)와 접촉되는 상부 회로(230)의 일부 파트는 도전성 접촉 단자(100)를 통해 인쇄회로기판(200)의 그라운드와 연결되도록 구성된다. 상부 회로(230)의 높이는 회로의 구조에 따라 다양할 수 있는데, 본 발명에 따른 도전성 접촉 단자(100)는 탄성이 우수하여 다양한 높이 조건도 만족시킬 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자(100)의 제조 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 이하, 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 도전성 접촉 단자(100)에 구비되는 원단을 제조한다(S300). 본 발명에서는 원단이 내열성과 도전성을 갖추도록 하기 위해 내열성 있는 원사를 직조한 후 생성된 직조물에 도금 처리하여 제조하거나(S300a), 내열성 있는 원사를 먼저 도금 처리한 후 도금 처리된 원사를 직조하여 제조하게 된다(S300b). 한편, S300 단계에서는 원단을 대신할 기재를 제조하는 것도 가능하다. 이때에는, 고분자 수지에 금속박을 라미네이팅시킴으로써 내열성과 도전성을 동시에 갖춘 기재를 제조하게 된 다.

본 발명의 실시예에서 원사를 직조하여 직조물을 생성하는 방법은 정경 공정, 사이징 공정, 통경 공정, 제직 공정, 모소 공정, 마감 공정 등의 순서대로 진행한다.

먼저, 정경 공정은 선염을 위한 섹셔날(Sectional) 준비 과정과 그 외의 직물을 제직하기 위한 다이렉트(Direct) 준비 과정을 포함한다. 정경 공정에서는 이 준비 과정들을 통하여 설계된 직물의 정경장에 맞춰 경사의 길이를 정하며, 이후 밀도와 폭에 따라 경사를 배열하여 꼬임이 없도록 하여 경사 빔(Beam)에 감게 된다.

다음으로, 사이징 공정에서는 제직될 원단의 특성에 따라 그리고 후가공의 공정을 고려하여 각각의 원단에 적합한 호발제를 사용하여 가호를 하게 된다.

다음으로, 통경 공정에서는 가호 공정 또는 정경 공정을 거쳐서 경사빔에 감겨진 경사를 직물의 설계에 따라 한올씩 끌어내어 경사를 꿰어주게 된다. 이때에는 드롭퍼, 종광, 바디 등의 통경 도구들이 사용되며, 직물의 종류에 따라서는 드롭퍼를 사용한 공정을 생략한다.

다음으로, 제직 공정에서는 위사와 경사를 교차하여 직물을 짜며, 이를 통해 실제 제품을 생산한다.

다음으로, 모소 공정에서는 원단 표면의 잔털을 태워 표면을 매끄럽게 하고 조직이 선명하게 보이도록 불이나 열로써 원단 표면을 태운다.

이후, 마감 공정에서는 직조물을 한꺼번에 염색하기 위해 봉침 및 연폭을 먼 저 실행하며, 이후 직조물의 촉감을 부드럽게 하기 위해 직조물을 세척하는 로터리 워싱을 실행한다. 다음에는 래피드 염색을 실행하여 온도와 압력에 알맞게 직조물을 염색시킨다. 이후, 이물질을 제거하는 수세, 염색한 직조물을 고정시킨 상태에서 열 처리로써 셋팅해주는 텐타, 제조된 직조물 중에서 불량이 없는지를 확인하는 검품, 직조물을 감아주는 롤링(rolling) 등을 차례대로 실행한다.

이상에서 설명한 원사를 직조하여 직조물을 생성하는 방법은 일례를 들어 설명한 것으로 본 발명의 실시예에서 반드시 이에 한정될 필요는 없다. 한편, 직조시 이용되는 직기는 원사의 중량, 굵기, 밀도, 종류 등에 따라 다양하며, 예컨대 본 발명에서는 셔틀 직기, 워터제트, 에어제트, 레피아 등이 사용될 수 있다.

한편, 상기에서 원사는 방적용 섬유나 필라멘트 또는 그외 다른 재료로 만들어진 연속 선형 재료에 대한 일반적인 용어로 정의될 수 있는데, 이를 감안할 경우 본 발명의 실시예에서 원사로는 방적사(Spun yarn), 필라멘트사(Pilament yarn), 서로 다른 섬유를 합쳐 만든 혼섬사 등이 사용 가능하다.

방적사는 섬유의 뭉치로부터 여러 가닥의 섬유를 끌어내며 섬유를 팽팽하게 하여 조사라고 하는 가닥을 만들고 조사를 다시 잡아 늘이면서 꼬임을 주어 실로 만든다. 따라서, 원사로 방적사를 이용할 경우 강력과 유연성을 갖출 수 있게 된다.

반면, 필라멘트사는 방적사보다 강력이 더 높은데, 그 이유는 실을 구성하고 있는 섬유의 길이가 길기 때문이다. 대부분의 섬유의 길이는 자른 실의 구간에 비하여 짧으며 아주 적은 수의 섬유만이 이 구간보다 긴 섬유장을 가지고 있다. 짧은 섬유들은 실을 잡아당기면 다른 섬유와의 접촉이 떨어지거나 엉킴이 풀려 원사로부터 뽑혀져 나오게 되어 실이 파손된다. 그러나 필라멘트사는 실의 짧은 구간 내에서 모든 섬유가 같은 섬유장을 갖고 있어 실에 강력이 걸리면 각 섬유에 균등하게 분배되므로 더 높은 강력을 가지게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에서 직조시 사용되는 원사의 굵기는 10 데니어(Denier) 내지 300 데니어가 가장 바람직하다. 그 이유는 이 굵기 정도의 원사에 도금 처리가 가장 잘 이루어지기 때문이다.

한편, 전기전도성을 부여하기 위해 직조된 직조물(또는 원사)에 도금 처리를 실시하는 방법은 에칭을 통해 직조물의 특정 화학물질을 탈락시킨 후 착염, 이온화, 침지 등의 방법을 통해 탈락된 특정 화학물질의 위치에 금속층을 형성시켜 이루어질 수 있다. 물론, 상기 방법은 본 발명의 실시예에서 고분자 수지 위에 금속박을 라미네이팅시킬 때에도 적용할 수 있다. 이때, 금속류는 종류나 방식에 따라 동, 니켈 뿐만 아니라, 금, 은, 주석, 코발트 등도 다양하게 용도에 맞출 수가 있으며, 금속 종류에 따라 도금 방식은 전기분해를 이용하여 도금하는 전해도금, 서로 다른 금속 사이의 전위차를 이용하여 도금하는 치환도금, 자기촉매 작용(환원제의 산화반응으로 유리되는 전자에 의하여 금속이온을 환원시킴)을 이용하여 도금하는 무전해도금 등 중 하나를 선택하게 된다.

이러한 도금 처리 방법은 다음과 같이 진행된다. 이하 방법은 도전성을 갖춘 기재 제조시 더욱 유용하겠다.

먼저 제1 단계에서, 직조된 직조물(또는 수지층)을 가성소다 약품조에서 에 칭시킨 후 수세한다. 본 발명의 실시예에서 가성소다 약품조는 가성소다의 농도가 10%~20%(특히 15%)이며, 그 온도가 60℃~90℃(특히 75℃)인 것이 바람직하다. 그 이유는 이 경우의 가성소다 약품조가 에칭에 최적이기 때문이다.

이후 제2 단계에서, 염화파라듐, 염산, 염화주석 등을 이용하여 착염을 형성시키고, 이후 에칭된 곳에 치환시킨다. 다음 제3 단계에서는, 팔라듐 이온과 함께 흡착되어 있는 주석 이온을 제거하기 위하여 황산 활성화조에 침적 세척한다. 본 발명의 실시예에서 황산 활성화조는 황산의 농도가 15%~20%(특히 18%)인 것이 바람직하다. 그 이유는 이 경우의 황산 활성화조가 침적 세척에 최적이기 때문이다.

이어서 제4 단계에서는, 황산니켈, 차아인산소다, 구연산소다 등을 혼합한 무전해 니켈도금조에 침적하여 니켈금속을 도금하며, 이후 수세한다. 본 발명의 실시예에서 무전해 니켈도금조를 구성하는 황산니켈과 차아인산소다와 구연산소다는 그 농도가 각각 25g/ℓ~32g/ℓ, 17g/ℓ~22g/ℓ, 35g/ℓ~45g/ℓ인 것이 바람직하다. 특히, 황산니켈과 차아인산소다와 구연산소다를 각각 30g/ℓ, 20g/ℓ, 40g/ℓ의 성분비로 혼합하는 것이 더 바람직하다.

다음 제5 단계에서는, 황산구리, 가성소다, 포르말린 등을 혼합한 무전해 구리도금조에 침적하여 구리금속을 석출시켜 구리 도금층을 형성시키고, 이후 수세한다. 본 발명의 실시예에서 무전해 구리도금조를 구성하는 황산구리와 가성소다와 포르말린은 그 농도가 각각 3.5g/ℓ~4.5g/ℓ, 8g/ℓ~12g/ℓ, 5.5g/ℓ~6.0g/ℓ인 것이 바람직하다. 특히, 황산구리와 가성소다와 포르말린을 각각 4.0g/ℓ, 10g/ℓ, 5.8g/ℓ의 성분비로 혼합하는 것이 더 바람직하다.

도금 처리 방법은 이상 상술한 제1 단계 내지 제5 단계로 진행할 수 있겠으나, 솔더링시 발생하는 크랙(crack) 방지와 산화 방지를 위해 주석(Tin) 도금을 추가로 실시할 수 있다. 추가 실시되는 전해 주석 도금 과정은 이하 설명할 제6 단계와 같다.

제6 단계에서는, 황산주석, 메탄술폰산, 페놀히드록사이드 산화방지제, 아민알데히드계 광택제 등을 혼합한 전해 주석도금조에 침적하여 주석 도금층을 형성시킨 후 수세한다. 본 발명의 실시예에서 전해 주석도금조를 구성하는 황산 제1주석, 메탄술폰산, 페놀히드록사이드 산화방지제 및 아민알데히드계 광택제 등은 그 농도가 각각 20g/ℓ~60g/ℓ, 10g/ℓ~30g/ℓ, 3㎖/ℓ~10㎖/ℓ, 5㎖/ℓ~20㎖/ℓ 성분비로 혼합된 도금액을 플로속도 1㎧~5㎧, 온도 20℃~50℃ 및 전류밀도 0.05A/dm²~1A/dm²의 조건 하에서 주석 전해도금조에 침적하여 도금하는 것이 바람직하다. 특히, 황산 제1주석, 메탄술폰산, 페놀히드록사이드 산화방지제 및 아민알데히드계 광택제 등을 각각 40g/ℓ, 20g/ℓ, 5㎖/ℓ, 10㎖/ℓ의 성분비로 혼합된 도금액을 플로속도 2㎧, 온도 25℃ 및 전류밀도 0.5A/dm²의 조건 하에서 주석 전해도금조에 침적하여 도금하는 것이 더 바람직하다.

[실시예 1]

폴리이미드(PI) 수지층을 65℃의 13%의 가성소다 약품조에서 에칭과정을 거치고 수세를 행한 후에 염화파라듐, 염산, 염화주석 등으로 착염을 형성시켜 에칭된 곳에 치환하고 팔라듐 이온과 함께 흡착되어 있는 주석 이온을 제거하기 위하여 17% 황산 활성화조에 침적 세척한다. 이어서, 황산니켈 28g/ℓ, 차아인산소다 19g/ℓ 및 구연산소다 38g/ℓ를 혼합한 무전해 니켈도금조에 침적하여 니켈금속을 도금하고, 이후 수세하며, 그 이후 구리 도금을 위해 황산구리 3.8g/ℓ, 가성소다 9g/ℓ 및 포르말린 5.7g/ℓ를 혼합한 무전해 구리 도금조에 침적하여 구리금속을 석출시켜 구리 도금층을 형성시킨 후 수세한다. 이어서, 황산 제1주석 40g/ℓ, 메탄술폰산 20g/ℓ, 페놀히드록사이드 산화방지제 5㎖/ℓ, 아민알데히드계 광택제 10㎖/ℓ를 혼합한 도금액을 플로속도 2㎧, 온도 25℃ 및 전류밀도 0.3A/dm²의 조건 하에서 주석 전해도금조에 침적하여 주석 도금층을 형성시킨 후 수세한다.

[실시예 2]

아라미드(Aramid) 원사를 사용하여 제직된 원단을 75℃의 15%의 가성소다 약품조에서 에칭과정을 거치고 수세를 행한 후에 염화파라듐, 염산, 염화주석 등으로 착염을 형성시켜 에칭된 곳에 치환하고 팔라듐 이온과 함께 흡착되어 있는 주석 이온을 제거하기 위하여 18% 황산 활성화조에 침적 세척한다. 이어서, 황산니켈 30g/ℓ, 차아인산소다 20g/ℓ 및 구연산소다 40g/ℓ를 혼합한 무전해 니켈도금조에 침적하여 니켈금속을 도금하고, 이후 수세하며, 그 이후 구리 도금을 위해 황산구리 4.0g/ℓ, 가성소다 10g/ℓ 및 포르말린 5.8g/ℓ를 혼합한 무전해 구리 도금조에 침적하여 구리금속을 석출시켜 구리 도금층을 형성시킨 후 수세한다. 이어서, 황산 제1주석 35g/ℓ, 메탄술폰산 15g/ℓ, 페놀히드록사이드 산화방지제 3㎖/ℓ, 아민알데히드계 광택제 8㎖/ℓ를 혼합한 도금액을 플로속도 2㎧, 온도 25℃ 및 전류밀도 0.5A/dm²의 조건 하에서 주석 전해도금조에 침적하여 주석 도금층을 형성시킨 후 수세한다.

[실시예 3]

폴리벤지이미다졸(PBI) 수지층을 85℃의 18%의 가성소다 약품조에서 에칭과정을 거치고 수세를 행한 후에 염화파라듐, 염산, 염화주석 등으로 착염을 형성시켜 에칭된 곳에 치환하고 팔라듐 이온과 함께 흡착되어 있는 주석 이온을 제거하기 위하여 19% 황산 활성화조에 침적 세척한다. 이어서, 황산니켈 31g/ℓ, 차아인산소다 21g/ℓ 및 구연산소다 43g/ℓ를 혼합한 무전해 니켈도금조에 침적하여 니켈금속을 도금하고, 이후 수세하며, 그 이후 구리 도금을 위해 황산구리 4.2g/ℓ, 가성소다 11g/ℓ 및 포르말린 5.9g/ℓ를 혼합한 무전해 구리 도금조에 침적하여 구리금속을 석출시켜 구리 도금층을 형성시킨 후 수세한다. 이어서, 황산 제1주석 25g/ℓ, 메탄술폰산 10g/ℓ, 페놀히드록사이드 산화방지제 3㎖/ℓ, 아민알데히드계 광택제 5㎖/ℓ를 혼합한 도금액을 플로속도 2㎧, 온도 25℃ 및 전류밀도 0.7A/dm²의 조건 하에서 주석 전해도금조에 침적하여 주석 도금층을 형성시킨 후 수세한다.

한편, 본 발명은 도금 방법으로 대한민국 특허등록공보 제344,958호(발명의 명칭 : 도전성 직물지의 제조 방법)에 제안된 바를 참조할 수 있으며, 도금이 수월하게 이루어진다면 이외 다른 방법도 가능하다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상술한 원단 제조 단계(S300)는 탄성 코어(110)에 점착제층(120)을 형성시킨 이후에 실행됨도 가능하다.

다음으로, 탄성 코어(110)를 마련한다(S305). 탄성 코어(110)는 실리콘 탄성 발포체를 소정의 규격으로 절단하여 직육면체 형상을 띠게 제작할 수 있으며, 본 발명에서는 이외 다른 제작 방법도 가능하다.

다음으로, 내열 점착 처리 과정을 통하여 마련된 탄성 코어(110) 외부면에 점착제를 도포시켜 점착제층(120)을 형성시킨다(S310). 이후에는, 랩핑(wrapping) 방법을 이용하여 점착제층(120)이 형성된 탄성 코어(110)를 감싸도록 제조된 원단을 그 위에 부착시킨다. 그러면, 점착제층(120) 위에는 본 발명에 따른 도전 기재층(130)이 형성된다(S315). 한편, 본 발명의 실시예에서 원단에 점착제를 도포한 후 이를 통해 탄성 코어(110)를 감싸도록 하여 탄성 코어(110) 상에 점착제층(120)과 도전 기재층(130)이 동시에 형성되도록 함도 가능하다.

다음으로, 도전 기재층(130) 밑면에는 전극부(150)가 장착된다(S320). 이후, 내열 접착제 처리 과정을 통하여 전극부(150)는 접착제부(140)에 의해 도전 기재층(130)에 단단하게 결합된다(S325). 다음으로, S325 단계를 거쳐 제조된 도전성 접촉 단자(100)는 컷팅(cutting) 과정을 통해 적절한 크기로 절단된다(S330).

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범 위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명의 실시예에 따라 구성되거나 제조되는 도전성 접촉 단자는 리플로우 솔더링 공정에 따라 인쇄회로기판에 전자 부품들을 실장하는 경우 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 리플로우 공정이 적용되는 부품 실장된 인쇄회로기판을 이용하는 각종 전자제품에 적용시킴이 가능하므로 이용 효율성이 매우 높을 것으로 예측된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자의 단면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자의 일실시 적용례를 보여주는 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 접촉 단자의 제조 방법을 도시한 순서도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 도전성 접촉 단자 110 : 탄성 코어

120 : 점착제층 130 : 도전 기재층

140 : 접착제부 150 : 전극부

200 : 인쇄회로기판 210 : 전자 부품

220 : 솔더 크림 230 : 상부 회로

Claims (15)

1. 탄성 전기 접촉 단자에 있어서,

   탄성 코어;

   상기 탄성 코어의 전체 또는 일부를 감싸는 것으로서, 내열성을 가지는 원단에 도금층을 형성시킨 것이거나 도금 처리된 내열성을 가지는 원사를 직조시킨 것인 도전성 원단 또는 수지 위에 금속박이 라미네이팅된 복합체를 포함하는 도전 기재층; 및

   상기 도전 기재층의 적어도 일면에 부착되는 전극

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전성 원단은 폴리아미드(polyamide) 원사, 아라미드(aramid) 원사 및 레이온(rayon) 원사 중 하나 이상의 원사를 직조시킨 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전 기재층은 구리, 니켈, 금, 은 및 주석 중 어느 하나의 금속으로 형성된 도금층 또는 구리, 니켈, 금, 은 및 주석 중 적어도 두개의 금속이 적층 형성된 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전 기재층은 상기 탄성 코어와의 사이에 난연성을 가지는 페이스트로 코팅된 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 코팅층은 Br계, Cl계, 안티몬계, 산화 알루미늄계, 산화 마그네슘계, 인계 및 멜라닌계 중 1종 이상의 난연제를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성 코어와 상기 도전 기재층을 점착시키는 점착제층; 및

   상기 도전 기재층의 적어도 일면과 상기 전극을 접착시키는 접착제부

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 수지는 폴리이미드(Polyimide) 수지, 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(Polybutylene terephthalate) 수지, 폴리벤지이미다졸(Polybenzimidazole) 수지 및 폴리아미드이미드(Polyamideimide) 수지 중 어느 하나의 고분자 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자.
9. 탄성 전기 접촉 단자의 제조 방법에 있어서,

   (a) 내열성 있는 고무 소재를 소정의 규격으로 절단하여 탄성 코어를 마련하는 단계;

   (b) 내열성을 가지는 원사를 직조한 후 도금 처리하여 도전성 원단을 제조하거나 내열성을 가지는 원사를 도금 처리한 후 직조하여 도전성 원단을 제조하며, 상기 제조된 도전성 원단 또는 수지층 위에 금속박이 라미네이팅된 복합체를 상기 마련된 탄성 코어에 랩핑(wrapping)시키는 단계; 및

   (c) 상기 복합체가 랩핑된 탄성 코어에 전극을 부착시키는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자의 제조 방법.
10. 삭제
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 (b) 단계는 아라미드와 레이온으로 구성되는 혼방 원사, 폴리아미드 원사, 및 아라미드 원사 중 어느 하나의 원사를 직조하여 상기 도전성 원단을 제조하는 단계, 또는 폴리이미드 수지, 폴리부틸렌 텔레프탈레이트 수지, 폴리벤지이미다졸 수지 및 폴리아미드이미드 수지 중 어느 하나의 고분자 수지 위에 금속박을 라미네이팅시켜 상기 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자의 제조 방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 (b) 단계에서의 도전성 원단은 직조를 통해 원사에서 생성된 직조물을 에칭시킨 뒤 에칭 위치에 금속층을 형성시킴으로써 도금 처리되거나, 상기 직조물 표면에 구리, 니켈, 금, 은 및 주석 중 하나 이상의 금속을 적층시킴으로써 도금 처리되는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자의 제조 방법.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 (b) 단계는 상기 탄성 코어와 상기 랩핑되는 원단 사이에 난연성을 가지는 페이스트를 코팅시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자의 제조 방법.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 (b) 단계에서의 상기 도전성 원단 또는 상기 복합체는 전기분해를 이용하여 도금하는 전해도금 방법, 서로 다른 금속 사이의 전위차를 이용하여 도금하는 치환도금 방법, 및 환원제의 산화반응에 따라 금속이온을 환원시킴으로써 도금하는 무전해도금 방법 중 하나 이상의 도금 처리 방법을 이용하여 도금하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자의 제조 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 도금 처리 방법은,

    (ba) 60℃~90℃의 10%~20%의 가성소다 약품조에서 원단 또는 수지를 에칭시키는 단계;

    (bb) 염화파라듐, 염산 및 염화주석 중 하나 이상을 이용하여 상기 에칭시킨 원단 또는 수지에 착염을 형성시키는 단계;

    (bc) 상기 착염을 형성시킨 원단 또는 수지를 15%~20%의 황산 활성화조에 침적 세척시키는 단계;

    (bd) 상기 세척된 원단 또는 수지를 25g/ℓ~32g/ℓ의 황산니켈, 17g/ℓ~22g/ℓ의 차아인산소다, 및 35g/ℓ~45g/ℓ의 구연산소다를 혼합한 무전해 니켈도금조에 침적시켜 니켈금속을 도금하는 단계;

    (be) 상기 니켈금속이 도금된 원단 또는 수지를 3.5g/ℓ~4.5g/ℓ의 황산구 리, 8g/ℓ~12g/ℓ의 가성소다, 5.5g/ℓ~6.0g/ℓ의 포르말린을 혼합한 무전해 구리 도금조에 침적시켜 구리 도금층을 형성시키는 단계; 및

    (bf) 상기 구리 도금층이 형성된 원단 또는 수지에 20g/ℓ~60g/ℓ의 황산 제1주석, 10g/ℓ~30g/ℓ의 메탄술폰산, 3㎖/ℓ~10㎖/ℓ의 페놀히드록사이드 산화방지제 및 5㎖/ℓ~20㎖/ℓ의 아민알데히드계 광택제를 혼합한 전해 주석도금조를 침적시켜 주석 도금층을 형성시키는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전 기재층을 구비하는 도전성 접촉 단자의 제조 방법.

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