KR101562938B1

KR101562938B1 - 전기접촉단자

Info

Publication number: KR101562938B1
Application number: KR1020140080149A
Authority: KR
Inventors: 김선기
Original assignee: 조인셋 주식회사; 김선기
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2015-10-30
Also published as: KR20150020043A

Abstract

코어, 상기 코어를 감싸며 접착되는 접착제층, 상기 접착체층을 감싸도록 상기 접착제층에 접착되는 폴리머 필름, 및 상기 폴리머 필름을 감싸 접착되는 금속 박을 포함하며, 상기 전기접촉단자의 양 측면에서 상기 금속박을 에칭하여 높이방향으로 연장하는 다수의 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 상기 폴리머 필름이 노출되고, 상기 노출된 폴리머 필름에 의해 솔더링시 상기 양 측면으로의 납 오름을 최소화한 것을 특징으로 하는 전기접촉단자가 개시된다.

Description

전기접촉단자{Electric contact terminal}

본 발명은 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 회로기판에 솔더링 시 납오름을 방지하면서 누르는 힘을 줄인 전기접촉단자에 관련한다.

일반적으로 솔더링(soldering)이 가능한 전기접촉단자는, 전기 전도도가 좋고, 탄성 복원력이 우수하며, 솔더링 온도에 견딜 수 있어야 한다.

종래에는 리플로우 솔더링이 가능한 전기접촉단자로 금속 재질을 주로 사용하였다. 특히 금속 재질 중에서 베릴륨 동(beryllium copper)은 탄성 회복력이 좋고, 전기 전도도가 뛰어나 전기접촉단자로 널리 사용되었다. 가령, 0.3㎜ 이하의 두께와 일정한 폭을 갖는 베릴륨 동 시트를 프레스 금형을 통하여 일정한 형상으로 타발한 후 열처리 공정을 거쳐 탄성 회복력을 향상시킨 전기접촉단자를 제작하였다.

이와 같이 금속 시트로만 이루어진 전기접촉단자는 금속의 특성상 또는 구조상 일정 높이 이하에서는 우수한 탄성을 제공할 수 없다는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 국내등록특허 제783588호에서는, 일정 체적을 갖는 절연 발포고무; 상기 절연 발포고무를 감싸며 접착되는 절연 비발포고무 코팅층; 및 한 면이 상기 절연 비발포고무 코팅층을 감싸도록 상기 절연 비발포고무 코팅층에 접착되고, 다른 면에 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 탄성 전기접촉단자를 개시하고 있다.

이 구성에 의하면, 탄성과 전기전도도가 좋으면서 진공픽업에 의한 표면 실장과 리플로우 솔더링이 용이한 탄성 전기접촉단자를 제공할 수 있다. 특히, 폴리이미드 필름의 금속층을 에칭에 의해 일부 제거함으로써 전기접촉단자의 유연성을 제공한다.

그러나, 금속층을 어떤 구조로 제거하여 유연성을 제공하는지에 대해서는 구체적으로 제시되어 있지 않으며, 단순히 전기접촉단자가 부드러워(flexible)지도록 하기 위한 개념으로만 기재되어 있다.

본 발명의 발명자는 이러한 종래의 전기접촉단자를 회로기판에 솔더링 할 때, 솔더가 금속층을 타고 올라와 굳게 되는 경우 솔더에 의해 전기접촉단자의 탄성 복원력이 감소한다는 것을 발견하였다(문제점 1).

또한, 전기접촉단자가 대상물에 의해 눌릴 때 금속층 자체가 오히려 방해요인으로 작용하여 누르는 힘이 크다는 것을 인지하였다(문제점 2).

본 발명의 발명자는 상기의 등록특허의 발명자이기도 하지만, 전기접촉단자에 유연성을 제공하기 위해 단순히 금속층을 일부 제거하는 것으로는 상기의 문제점 1,2를 해결할 수 없음을 알았고, 많은 시행착오와 연구의 결과로 본 발명을 제안하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전기접촉단자를 회로기판에 솔더링 할 때, 솔더가 금속층을 타고 올라오는 납오름 현상을 최소화한 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전기접촉단자가 대상물에 의해 눌릴 때 금속층에 의한 눌림 저항을 최소화한 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하여 제조수율이 향상된 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 치수에 관계 없이 납오름 현상을 최소화하고 눌림 저항을 최소화할 수 있는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 코어, 상기 코어를 감싸며 접착되는 접착제층, 상기 접착체층을 감싸도록 상기 접착제층에 접착되는 폴리머 필름, 및 상기 폴리머 필름을 감싸 접착되는 금속 박을 포함하며, 상기 전기접촉단자의 양 측면에서 상기 금속박을 에칭하여 높이방향으로 연장하는 다수의 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 상기 폴리머 필름이 노출되고, 상기 노출된 폴리머 필름에 의해 솔더링시 상기 양 측면으로의 납 오름을 최소화한 것을 특징으로 하는 전기접촉단자에 의해 달성된다.

상기의 목적은, 코어, 상기 코어를 감싸며 접착되는 제1접착제층, 상기 제1접착체층을 감싸도록 상기 제1접착제층에 접착되는 폴리머 필름, 및 제2접착층을 개재하여 상기 폴리머 필름에 접착되는 금속 박을 포함하며, 상기 전기접촉단자의 양 측면에서 상기 금속박을 에칭하여 높이방향으로 연장하는 다수의 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 상기 제2접착제층이 노출되고, 상기 노출된 제2접착제층에 의해 솔더링시 상기 양 측면으로의 납 오름을 최소화한 것을 특징으로 하는 전기접촉단자에 의해 달성된다.

상기의 목적은, 코어, 상기 코어를 감싸며 접착되는 접착제층, 상기 접착체층을 감싸 상기 접착제층에 접착되는 폴리머 필름, 및 상기 폴리머 필름을 감싸 접착되는 금속 박을 포함하며, 상기 금속 박은 에칭되어 전기적으로 분리되는 다수 개의 영역이 형성되고, 상기 각 영역에서 양 측면에는 상기 금속박을 에칭하여 높이방향으로 연장하는 다수의 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 상기 폴리머 필름이 노출되고, 상기 노출된 폴리머 필름에 의해 솔더링시 상기 양 측면으로의 납 오름을 최소화한 것을 특징으로 하는 전기접촉단자에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 개구는 상기 양 측면에 대칭적으로 형성되고, 상기 전기접촉단자의 상면은 진공픽업을 위한 픽업 면이 형성된다.

바람직하게, 상기 개구는, 상기 양 측면과 상면에 걸쳐 이어져 형성되거나, 상기 양 측면과 상면 및 하면에 걸쳐 이어져 형성될 수 있다.

상기한 구성에 의하면, 전기접촉단자를 회로기판에 솔더링할 때, 개구를 통해 노출된 폴리머 필름에 의해 솔더가 금속 박의 측면을 타고 오르는 것을 최소화할 수 있다.

이와 같이 납 오름을 방지함으로써 솔더가 금속 박을 타고 올라오지 못하게 하여 전기접촉단자의 탄성 복원력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 높이가 2.0㎜ 이하 정도의 낮은 전기접촉단자에서는 납 오름의 높이에 따라 눌리는 힘이 많은 영향을 받기 때문에 납 오름을 최소화함으로써 전기접촉단자를 누르는 힘을 크게 줄일 수 있다.

또한, 에칭에 의해 금속 박 원단에 개구를 에칭에 의해 한꺼번에 형성하고, 원단을 적절한 크기로 절단하여 금속 박을 형성할 수 있어 제조가 용이하다.

또한, 전기접촉단자를 원하는 길이로 절단할 때, 개구에 절단선이 존재하면 이 부분에 금속 박이 형성되지 않아 금속 박의 절단이 줄어들거나 없기 때문에 절단에 따른 전기접촉단자의 구겨짐을 최소화할 수 있다.

또한, 개구가 전기접촉단자의 폭방향 전체에 걸쳐 형성되는 경우, 코어의 크기에 따라 금속 박의 폭을 다르게 하여 제작할 필요가 없어 제조원가가 저렴하고 제조가 용이하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여주는데, 도 1(a)은 사시도를 나타내고 도 1(b)는 폴리머 필름을 펼친 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여주는데, 도 2(a)는 사시도를 나타내고 도 2(b)는 폴리머 필름을 펼친 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여준다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여준다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여주며, 도 5(a)는 사시도를 나타내고 도 5(b)는 폴리머 필름을 펼친 상태를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여주며, 도 1(a)은 사시도를 나타내고 도 1(b)는 폴리머 필름을 펼친 상태를 나타낸다.

전기접촉단자(100)는 코어(core; 110), 접착제층(120), 폴리머 필름(130), 및 금속 박(140)이 순차적으로 감싸며 적층되어 이루어진다.

여기서, 코어(110)와 접착제층(120) 및 폴리머 필름(130)은 솔더링을 견딜 수 있는 내열성을 구비한다.

<코어(110)>

최내부에 위치하는 코어(110)는 탄성과 내열성을 구비할 수 있고, 전기적으로 절연이거나 반도전성을 가지며, 특히, 반도전성의 경우, 금속 박(140)보다 전기저항이 크다.

코어(110)로는, 가령 탄성이 없는 폴리머 수지나 탄성을 갖는 실리콘 고무, 스폰지가 사용될 수 있다.

이 실시 예에서, 코어(110)의 단면 형상은 사다리꼴이지만, 이에 한정되지 않고 사각형이거나 폭이 높이에 비해 매우 큰 납작한 변형 사다리꼴일 수 있으며, 이 실시 예와 같이 길이방향으로 관통구멍(112)이 형성되어 튜브 형상이거나 관통구멍이 형성되지 않을 수 있다.

수직 단면에서 각 모서리는 둥글게 처리할 수 있는데, 상부의 양측 모서리를 둥글게 함으로써 대상물과 조립되는 과정에서 양 측면에서의 걸림을 방지할 수 있고, 하부의 양측 모서리를 둥글게 함으로써 솔더와 접촉하는 면적을 늘릴 수 있다.

관통구멍(112)의 단면 형상도 다양하게 형성될 수 있는데, 도 1과 같은 아령형(또는 땅콩형), 원형이나 타원형 또는 사다리꼴 형상일 수 있으며, 원형이나 타원형의 경우 쌍으로 형성될 수 있다.

관통구멍(112)의 양 측벽의 두께는 상하 벽의 두께보다 얇게 형성하여 탄성을 좋게 하고 눌리는 힘이 작도록 할 수 있다.

<접착제층(120)>

접착제층(120)은 코어(110)와 내열 폴리머 필름(130) 사이에 위치하여 코어(110)와 내열 폴리머 필름(130)을 신뢰성 있게 접착한다.

상기한 것처럼, 접착제층(120)은 솔더링시 견딜 수 있는 내열성을 구비하며, 가령 탄성이 있는 경우 액상의 실리콘고무를 경화하여 형성하고, 탄성이 없는 경우 액상의 에폭시 수지를 경화하여 형성할 수 있다.

또한, 접착제층(120)은 열에 의해 다시 용융되지 않는 열경화성 접착제일 수 있다.

<폴리머 필름(130)>

폴리머 필름(130)은, 상기한 것처럼, 내열성을 구비하며, 가령 내열성이 좋은 폴리이미드(PI) 필름이나 폴리에스터(PET) 등의 폴리머 필름이 사용될 수 있다.

<금속 박(140)>

금속 박(140)은 폴리머 필름(130)의 이면에 접착되는데, 가령 금속 박(140) 위에 액상의 폴리머를 캐스팅하고 경화시켜 내열 폴리머 필름(130)을 형성함으로써, 결과적으로 금속 박(140)이 내열 폴리머 필름(130)에 접착되도록 할 수 있다.

금속 박(140)으로는, 가령 신율이 우수한, 가령 6㎛ 내지 18㎛ 정도의 구리 박이 사용될 수 있다. 구리 박 위에는 부식방지를 위하여 금, 주석 또는 은이 도금될 수 있다. 이와 같이, 구리 박을 사용함으로써, 반복적으로 눌리더라도 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이 실시 예에 의하면, 금속 박(140)의 양 측면(142)에는 높이방향으로 다수의 개구(143)가 일정 간격으로 이격되어 형성되어 개구(143)를 통하여 폴리머 필름(130)이 외부로 노출된다.

도 1(b)을 참조하면, 금속 박(140)은 상면부(141), 양 측면부(142), 및 하면부(144)로 이루어지며, 양 측면부(142)에 개구(143)가 형성된다. 도면부호가 부여되지 않은 수직 점선은 접히는 부분으로 각각 상면과 측면 및 측면과 하면의 경계를 나타내며, 이하에서도 동일하다.

개구(143)는, 가령 금속 박(140)의 해당 부분을 에칭으로 제거하여 형성할 수 있는데, 개구(143)의 폭이나 길이 그리고 이격거리는 적절하게 조절될 수 있다.

특히, 개구(143)가 양 측면부(142)에 대칭적으로 형성함으로써 솔더링시 좌우 솔더링 강도가 같아지도록 할 수 있다.

이 실시 예의 경우, 개구(143)의 하단이 솔더링 시 솔더에 의해 덮이는 부분과 겹치게 되고, 솔더는 겹친 부분에서 개구(143)를 통하여 솔더링되지 않는 폴리머 필름(130)과 접촉하기 때문에 실질적으로 납 오름을 방지할 수 있다. 다시 말해, 전기접촉단자(100)를 회로기판에 솔더링할 때, 개구(143)에 의해 솔더(납)가 금속 박(140)의 측면(142)을 타고 오르는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 에칭에 의해 금속 박 원단에 개구(143)를 에칭에 의해 한꺼번에 형성하고, 원단을 적절한 크기로 절단하여 금속 박(140)을 형성할 수 있어 제조가 용이하다.

한편, 길이방향(도 1(b)에서 다수의 개구(143)가 배치되는 방향)을 따라 전기접촉단자(100)를 원하는 길이로 절단할 때, 개구(143)에 절단선이 존재하면 이 부분에 금속 박(140)이 형성되지 않아 금속 박(140)의 절단이 줄어들기 때문에 절단에 따른 전기접촉단자(100)의 구겨짐을 최소화할 수 있다.

개구(143)가 절단 부분에 포함되면 개구(143)에서는 절단이 이루어지지 않기 때문에 절단시 전기접촉단자(100)의 구겨짐을 최소화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여주는데, 도 2(a)는 사시도를 나타내고 도 2(b)는 폴리머 필름을 펼친 상태를 나타낸다.

이 실시 예에 의하면, 개구(243)는 금속 박(240)의 양 측면(242)과 상면(241)에 걸쳐 형성된다. 따라서, 표면실장을 위한 진공 픽업시 픽업 면으로 사용되는 상면(241)에도 개구(243)가 형성된다.

이 경우, 개구(243)의 폭을 조절하거나 개구(243) 사이의 간격을 조절하여 진공 픽업을 구현할 수 있으며, 필요시 상면(241)에 다른 금속 박을 추가로 덧대어 접착하여 픽업 면을 형성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여준다.

이 실시 예에서는 폴리머 필름(330)과 금속 박(340) 사이에 별도의 접착제층(350)이 개재된다.

도 1의 실시 예에서는, 폴리머 필름(130)의 경화에 의해 금속 박(140)이 폴리머 필름(130)에 접착된다.

그러나, 이 실시 예에서는, 폴리머 필름(330)과 금속 박(340) 사이에 다른 접착제층(350)이 개재될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 금속 박(340) 위에 액상의 폴리머를 캐스팅하고 경화하여 폴리머 필름(330)을 만드는 공정이 생략되므로 제조원가가 싸다는 이점이 있다.

이 실시 예에서, 금속 박(340)의 측면(342)에 형성된 개구(343)를 통하여 접착제층(350)이 노출된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여준다.

이 실시 예에 의하면, 내열 폴리머 필름(430) 위에 형성된 금속 박(440)은 에칭되어 전기적으로 분리되는 3개의 영역(440a, 440b, 440c)으로 형성되며, 전기적으로 절연 분리된 영역의 개수는 특별히 한정되지 않는다.

각 영역(440a, 440b, 440c)은 도 1의 전기접촉단자(100)와 같은 구조를 구비하여 결과적으로 하나의 몸체에 전기적으로 분리된 다수의 전기접촉단자를 형성하게 된다.

전기적으로 분리되는 3개의 영역(440a, 440b, 440c) 사이에는 내열 폴리머 필름(430)이 노출되고, 상기의 실시 예와 같이, 개구(443)를 통하여 내열 폴리머 필름(430)이 노출된다.

이러한 구성에 의하면, 가령 다수의 전기단자를 구비한 휴대폰 배터리로부터 회로기판에 전원을 공급할 때 회로기판에 실장된 하나의 전기접촉단자(400)를 이용하여 전기적으로 분리되는 3개의 영역(440a, 440b, 440c)에 휴대폰 배터리의 각 전기단자가 접촉되도록 할 수 있다.

물론, 이 경우에도, 상기한 것처럼, 금속 박(440)의 측면에 형성된 개구(443)에 의해 솔더링 시 솔더가 금속 박(440)의 측면(442)을 타고 오르는 것을 최소화할 수 있고, 금속 박(440)의 측면(442)의 일부를 제거함으로써 전기접촉단자(400)를 누를 때 금속 박(440)에 의한 눌림 저항을 줄일 수 있고, 같은 맥락으로 탄성 복원력을 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여주며, 도 5(a)는 사시도를 나타내고 도 5(b)는 폴리머 필름을 펼친 상태를 나타낸다.

금속 박(540)은 상면부(541), 양 측면부(542), 및 하면부(544)로 이루어지며, 폭방향 전체에 걸쳐 개구(543)가 형성되므로 실제 다수의 금속 스트립이 분리되어 폴리머 필름(530)에 부착된 상태를 이룬다.

여기서, 금속 박(540)은 폴리머 필름(530)에 접착된 상태로 에칭을 수행하여 개구(543)를 형성하기 때문에 개구(543)가 모두 분리되어 형성되어도 문제가 없다.

이 실시 예에 의하면, 개구(543)가 폭방향 전체에 걸쳐 형성되기 때문에 코어(510)의 크기에 따라 금속 박(540)의 폭을 다르게 하여 제작할 필요가 없다는 이점이 있다. 다시 말해, 가장 큰 치수의 코어(510)를 기준으로 개구(543)가 형성된 금속 박(540)을 제작한 다음, 코어(510)의 치수에 맞추어 금속 박(540)을 재단함으로써 어떠한 치수의 코어(510)라도 금속 박(540)을 적용할 수 있다.

또한, 길이방향(도 5(b)에서 다수의 개구(143)가 배치되는 방향)을 따라 전기접촉단자(500)를 원하는 길이로 절단할 때, 개구(543)에 절단선이 존재하면 이 부분에 금속 박(540)이 형성되지 않아 금속 박(540)을 절단할 필요가 없으므로 절단에 따른 전기접촉단자(500)의 구겨짐을 최소화할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

100: 전기접촉단자
110: 코어
112: 관통구멍
120: 접착제층
130: 내열 폴리머 필름
140: 금속 박
141: 상면
142: 측면
143: 개구

Claims

코어, 상기 코어를 감싸며 접착되는 접착제층, 상기 접착제층을 감싸도록 상기 접착제층에 접착되는 폴리머 필름, 및 상기 폴리머 필름을 감싸 접착되는 금속 박을 포함하는 전기접촉단자로서,
상기 전기접촉단자의 양 측면에서 상기 금속박을 에칭하여 높이방향으로 연장하는 다수의 개구가 형성되고,
상기 개구를 통하여 상기 폴리머 필름이 노출되고, 상기 노출된 폴리머 필름에 의해 솔더링시 상기 양 측면으로의 납 오름을 최소화한 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
코어, 상기 코어를 감싸며 접착되는 제1접착제층, 상기 제1접착체층을 감싸도록 상기 제1접착제층에 접착되는 폴리머 필름, 및 제2접착제층을 개재하여 상기 폴리머 필름에 접착되는 금속 박을 포함하는 전기접촉단자로서,
상기 전기접촉단자의 양 측면에서 상기 금속박을 에칭하여 높이방향으로 연장하는 다수의 개구가 형성되고,
상기 개구를 통하여 상기 제2접착제층이 노출되고, 상기 노출된 제2접착제층에 의해 솔더링시 상기 양 측면으로의 납 오름을 최소화한 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 개구는 상기 양 측면에 대칭적으로 형성되고, 상기 전기접촉단자의 상면은 진공픽업을 위한 픽업 면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 개구는, 상기 양 측면과 상면에 걸쳐 이어져 형성되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 개구는, 상기 양 측면과 상면 및 하면에 걸쳐 이어져 형성되는 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.
코어, 상기 코어를 감싸며 접착되는 접착제층, 상기 접착제층을 감싸 상기 접착제층에 접착되는 폴리머 필름, 및 상기 폴리머 필름을 감싸 접착되는 금속 박을 포함하는 전기접촉단자로서,
상기 금속 박은 에칭되어 전기적으로 분리되는 다수 개의 영역이 형성되고, 상기 각 영역에서 양 측면에는 상기 금속박을 에칭하여 높이방향으로 연장하는 다수의 개구가 형성되고,
상기 개구를 통하여 상기 폴리머 필름이 노출되고, 상기 노출된 폴리머 필름에 의해 솔더링시 상기 양 측면으로의 납 오름을 최소화한 것을 특징으로 하는 전기접촉단자.