KR101634238B1 - 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자 - Google Patents

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Abstract

인쇄회로기판의 도전 패턴 위에 표면실장되고 솔더링 되어 대향하는 전기전도성 대상물과 탄성적으로 전기접촉하며, 탄성고무의 폭 방향 또는 길이방향 중 적어도 어느 하나를 따라 연장하고 높이방향으로 수직으로 형성되는 절단 트레이스를 구비하여 분리된 다수의 탄성고무가 대상물에 의해 가압되어 제각각 다른 방향으로 휘어짐으로써 돌출되는 거리를 줄임으로써 인접하여 실장된 전자부품에 접촉하여 전기적 쇼트(short)가 발생하거나 접촉에 의한 가압으로 전자부품에 불량이 발생하는 것을 방지하거나 최소화할 수 있는 탄성 전기접촉단자가 개시된다.

Description

솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자{Solderable Electric Contact Terminal}
본 발명은 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 대상물에 의해 압착되는 경우 압착에 의한 변위나 변형에 의해 인접하여 실장된 다른 전기부품에 끼치는 악영향을 최소화할 수 있는 탄성 전기접촉단자에 관련한다.
모바일폰(Mobile phone)과 같이 크기가 작은 전자기기의 내부에 위치한 인쇄회로기판(PCB)에 실장되는 전기접촉단자는 진공 픽업과 표면 실장(Surface mount)에 따른 리플로우 솔더링(reflow soldering)이 가능함은 물론이고, 작은 사이즈가 요구되고 있다.
예를 들어, 본 출원인이 출원하여 등록된 국내 특허등록 제888238호가 있다. 이 특허에 의하면, 소정의 길이와 폭 및 두께를 갖는 시트형상의 전기전도성 지지대와, 전기전도성 지지대의 상면에 접착되는 전기전도성 실리콘고무로 구성되며, 전기전도성 실리콘고무는 전기전도성 파우더가 혼합된 액상의 전기 비전도성 실리콘 페이스트가 상기 전기전도성 지지대의 상면에 도포된 후 경화에 의해 전기전도성 지지대와 접착되어 형성되며, 솔더 크림에 의해 리플로우 솔더링은 상기 전기전도성 지지대에만 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그러나, 비교적 치수가 가령 폭에 비해 길이가 길고 높이가 높은 직육면체 형상의 연속된 전기전도성 실리콘고무가 스마트 폰의 내부에 있는 전자부품이나 전자모듈이 밀접하게 실장된 인쇄회로기판에 실장된 경우에 전기전도성 실시콘고무가 눌릴 때 문제점이 발생할 수 있다.
가령, 실장된 실리콘 고무가 대상물에 의해 위로부터 아래 방향으로 가압되면 폭 방향을 따라 어느 한쪽으로 실리콘고무가 휘어지거나 불룩하게 튀어나올 수 있고, 경우에 따라서는 길이방향을 따라 어느 한쪽으로 밀릴 수 있다.
이와 같이, 대상물에 의해 눌려서 전기전도성 실리콘고무가 변위되거나 변형될 때, 인접하여 실장된 전기부품이나 전자모듈에 변위되거나 변형된 전기전도성 실리콘고무가 직접 접촉함으로써 전기적으로 쇼트가 발생하거나 가압에 의해 파손을 일으킬 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 대상물에 의한 가압으로 변위나 변형이 일괄하여 발생하는 것을 방지할 수 있는 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대상물에 의한 가압시 인접하여 실장된 다른 전기부품에 끼치는 악영향을 최소화할 수 있는 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 인쇄회로기판의 도전 패턴 위에 표면실장되고 솔더링 되어 대향하는 전기전도성 대상물과 탄성적으로 전기접촉하는 전기접촉단자로서, 시트 형상의 전기전도성 지지대; 및 상기 지지대의 상면에 접착되는 전기전도성 탄성고무로 구성되며, 상기 탄성고무는 폭이 길이보다 작은 직육면체 형상으로, 상기 탄성고무의 폭 방향 또는 길이방향 중 적어도 어느 하나를 따라 연장하고 높이방향으로 수직으로 형성되는 절단 트레이스를 구비하고, 상기 탄성고무가 상기 대상물에 의해 눌릴 때, 상기 절단 트레이스에 의해 상기 탄성고무가 적어도 둘 이상으로 분리되어 동작하는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.
상기의 목적은, 인쇄회로기판의 도전 패턴 위에 표면실장되고 솔더링 되어 대향하는 전기전도성 대상물과 탄성적으로 전기접촉하는 전기접촉단자로서, 시트 형상의 전기전도성 지지대; 상기 지지대의 상면에 접착되는 전기전도성 탄성고무 접착제; 및 상기 탄성고무 접착제 위에 접착된 전기전도성 탄성고무로 구성되며, 상기 탄성고무는 폭이 길이보다 작은 직육면체 형상으로, 상기 탄성고무의 폭 방향 또는 길이방향 중 적어도 어느 하나를 따라 연장하고 높이방향으로 수직으로 형성되는 절단 트레이스를 구비하고, 상기 탄성고무가 상기 대상물에 의해 눌릴 때, 상기 절단 트레이스에 의해 상기 탄성고무가 적어도 둘 이상으로 분리되어 동작하는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 분리된 탄성고무는 서로 다른 방향으로 휘어지거나 휘어지는 각도가 다르다.
바람직하게, 상기 절단 트레이스에 의해 분리된 탄성고무의 일부가 제거될 수 있다.
바람직하게, 상기 탄성고무의 상면에서 진공픽업을 위한 부분이 형성될 수 있는 정도로 상기 절단 트레이스가 형성된다.
바람직하게, 상기 지지대는 솔더 크림에 의한 솔더링이 가능하거나, 상기 지지대에 솔더 크림이 되는 금속 층이 도금될 수 있다.
바람직하게, 상기 접착은 액상의 전기전도성 접착제의 경화에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 절단 트레이스는 상기 탄성고무의 표면에서 상기 탄성고무의 높이의 50% 이상의 깊이까지 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자는 진공픽업과 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링이 된다.
상기한 구조에 의하면, 분리된 다수의 탄성고무가 대상물에 의해 가압되어 제각각 다른 방향으로 휘어짐으로써 돌출되는 거리를 줄임으로써 인접하여 실장된 전자부품에 접촉하여 전기적 쇼트(short)가 발생하거나 접촉에 의한 가압으로 전자부품에 불량이 발생하는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 전기접촉단자의 사시도이다.
도 2는 대상물에 의한 가압시 탄성 전기접촉단자의 동작을 보여준다.
도 3은 다른 실시 예에 따른 절단 트레이스를 보여준다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 전기접촉단자의 사시도이다.
탄성 전기접촉단자(100)는 솔더링이 가능한 시트 형상의 전기전도성 지지대(10)와, 지지대(10) 위에 적층 결합된 전기전도성 탄성고무(20)로 이루어진다.
지지대(10)와 탄성고무(20)는 전기전도성 접착제를 개재하여 결합하거나, 탄성고무(20)를 구성하는 액상의 탄성고무가 경화에 의해 서로 결합할 수 있다.
지지대(10)는 구리 또는 구리합금의 금속박일 수 있으며, 그 위에 부식을 방지를 위하여 또는 솔더링이 잘 되도록 주석(Sn)이나 은(Ag) 또는 금(Au)으로 도금될 수 있다. 상기한 것처럼, 지지대(10)는 시트 형상으로 대략 0.02 내지 0.12㎜ 정도의 두께를 갖는다.
전기전도성 탄성고무(20)는, 솔더링 온도를 견디는 내열성과 탄성을 갖는 전기전도성 실리콘고무로, 일 예로 경도가 액상의 전기 비전도성 실리콘 페이스트에 구리, 니켈 또는 은 등의 금속 파우더나 혹은 전기전도성 카본 파우더를 혼합된 액상의 전기전도성 실리콘 페이스트 접착제를 일정 크기, 가령 100㎜×100㎜의 치수를 갖는 지지대(10) 위에 캐스팅 또는 스크린 인쇄한 후 액상의 전기전도성 실리콘 페이스트 접착제를 열 경화하여 지지대(10)에 접착되도록 형성할 수 있다.
바람직하게, 전기전도성 탄성고무의 상하 전기저항은 2 ohm 이하이고 경도는 Shore A 30 내지 Shore A 60일 수 있다.
다른 예로, 전기전도성 탄성고무(20)는 미리 제조된 별도의 전기전도성 실리콘고무 시트를 별도의 전기전도성 실리콘고무 접착제로 지지대(10) 위에 접착하여 형성할 수도 있다.
이와 같이 지지대(10) 위에 형성된 탄성고무(20)를 다이싱 소(Dicing Saw)로 일정 크기로 수직으로 절단한다.
이와 같이 제조된 전기접촉단자(100)에 의하면, 지지대(10)는 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하며, 탄성고무(20)는 상하 전기전도성으로 탄성을 가지며, 상면에서 진공픽업에 의한 표면실장이 가능하다.
이때 탄성고무(20)는 폭에 비해 길이가 매우 길고, 높이가 높은 직육면체 형상으로 형성되는데, 가령 폭은 0.4㎜, 높이는 1.0㎜, 그리고 길이는 5.5㎜ 정도일 수 있다.
이후, 도 1을 참조하면, 탄성고무(20)는 길이방향을 따라 적어도 한 곳에서 폭 방향에 걸쳐 절단되어 절단 트레이스(30)가 형성되는데, 한 곳에 형성되는 경우에는 중간부분이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
예를 들어, 탄성고무(20)가 눌릴 때 많이 변형되는 부분, 또는 탄성고무(20)의 부분 중 인접한 주변에 전자부품이 실장된 부분에 필요에 따라 절단 트레이스(30)를 형성할 수 있다.
원 A와 같이, 절단 트레이스(30)는 탄성고무(20)의 높이방향 전체에 걸쳐 형성되거나, 원 B와 같이 높이방향으로 탄성고무(20)의 일부 영역(21)을 남기고 형성될 수 있는데, 남은 영역(21)의 높이는 특별히 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 절단 트레이스(30)가 길이방향을 따라 3개가 형성되어 탄성고무(20)는 각각 분리되거나 분리된 효과를 갖는 탄성고무(21, 22, 23, 24)로 나누어진다.
절단 트레이스(30)의 개수는 특별히 한정되지 않지만, 탄성고무(20)의 상면에서의 진공픽업을 위한 부분을 확보할 수 있는 정도이면 충분하다.
절단 트레이스(30)는, 가령 칼날 커터(cutter)에 의해 탄성고무(20)의 높이방향으로 형성되며, 절단 트레이스(30)에 의해 형성되는 틈을 좁게 형성함으로써 전자파 차폐에 영향을 줄 수 있는 정도의 간격이 형성되지 않도록 할 수 있다.
절단 트레이스(30)는 탄성고무(20)가 칼날 또는 톱과 같은 커터에 의해 수직 방향으로 절단되어 형성되는데, 힘이나 압력을 가하지 않으면 절단 트레이스(30)의 양 절단면이 서로 접착된 것처럼 붙어 있거나, 또는 커터의 폭에 대응하는 작은 틈의 그루우브(groove)가 형성될 수 있는데 이는 절단에 사용된 커터의 종류 및 절단 방법 등에 따라 결정된다.
바람직하게, 절단 트레이스(30)는 탄성고무(20)의 폭 방향과 길이방향에 대해 직각을 이루고 상면에 대해 수직으로 형성되는데, 탄성고무(20)의 폭 방향 또는 길이 방향을 따라 형성될 수 있으나 폭이 길이에 비해 좁으므로 폭 방향을 따라 형성하는 것이 바람직하다.
연속하여 이어진 탄성고무(20)가 눌릴 때 측벽 방향으로 휘어지는 등 일괄적으로 변위되거나 변형되는 것을 최소화하기 위해, 절단 트레이스(30)는 탄성고무(20)의 표면으로부터 탄성고무(20) 높이의 50% 이상의 깊이로 형성된다.
도 3은 다른 실시 예에 따른 절단 트레이스를 보여준다.
이 실시 예에서 절단 트레이스(30)는 길이방향만을 따라 형성되는데, 상기의 일 실시 예와 같이 폭 방향으로도 함께 형성될 수 있다.
또한, 다수의 절단 트레이스(30)가 형성될 때, 절단 트레이스(30)가 형성되는 깊이를 모두 동일하게 하거나 서로 다르게 할 수 있다.
또한, 다수의 절단 트레이스(30)가 형성될 때, 절단 트레이스(30)에 의해 분리되는 탄성고무(20) 중 일부(도 3에서는 중간의 탄성고무를 분리함)를 제거하는 경우, 탄성고무(20)가 휘어지거나 밀리는 등 변위되거나 변형되는 공간을 충분히 제공할 수 있다. 그러나 이 경우는 제거에 의해 형성된 틈에 의해 전자파가 새어나갈 수 있는 가능성이 커진다.
도 2는 대상물에 의한 가압시 탄성 전기접촉단자의 동작을 보여준다.
도 2(a)를 보면, 종래의 전기접촉단자는 회로기판(200)에 솔더링되어 고정되며 점선으로 나타내고 있으며, 대상물(210), 가령 차폐 케이스의 측벽에 의해 눌릴 때, 전기접촉단자의 우측이 외부를 좌측이 내부를 각각 나타낸다.
이때, 전기접촉단자는 대상물(210)이 수직 방향으로 눌리는 것으로 가정한다.
이 상태에서 탄성고무(52)는 대상물(210)에 의해 가압되어 눌리는데, 탄성고무(52)는 폭 방향 우측으로 휘어지면서 도 2(a)에서 실선으로 표시한 것처럼 우측으로 t1만큼 돌출된다.
따라서, 전기접촉단자가 실장된 회로기판(200)에 전자부품이 고밀도 실장된 스마트폰과 같은 경우 전기접촉단자의 전기전도성 탄성고무(52)가 인접하여 실장된 전자부품에 접촉함으로써 전기적 쇼트(short)가 발생하거나 접촉에 의한 가압으로 전자부품에 불량이 발생할 수 있다.
특히, 탄성고무(52)의 높이의 40% 정도가 대상물(210)에 의해 눌려 압착되는 경우 즉, 많이 눌릴수록 이러한 현상을 더욱 심해진다.
반면, 도 2(b)를 참조하면, 전기접촉단자(100)가 절단 트레이스(30)에 의해 다수의 탄성고무(21, 22, 23, 24)가 분리되거나 분리된 효과를 갖기 때문에 대상물(210)에 의해 가압되더라도 탄성고무(21, 22, 23, 24)가 폭 방향 좌우 양측으로 휘어지기 때문에 그만큼 휘어짐에 따라 돌출되는 거리가 작아질 수 있다.
가령, 도 2(b)와 같이, 탄성고무(21)는 좌측으로 밀려 t2만큼 돌출되고, 탄성고무(22)는 우측으로 밀려 t3만큼 돌출되는 등 다수의 분리된 탄성고무(21, 22, 23, 24)가 제각각 다른 방향으로 휘어질 수 있다.
또한, 도시되지 않은 탄성고무(23, 24)는 각각 다른 형태로 휘어지거나, 적게 휘어지도록 눌리면서 양측으로 부풀어 돌출될 수 있다.
여기서, 돌출되는 거리 t2과 t3는 서로 다를 수 있지만, t1보다는 작게 형성된다.
그 결과, 종래에는 탄성고무가 동일한 방향으로 휘어짐으로써 돌출되는 거리가 컸지만, 본 발명의 경우 분리된 다수의 탄성고무가 제각각 다른 방향으로 휘어짐으로써 돌출되는 거리가 조금이라도 감소하는 효과를 기대할 수 있게 된다.
이와 같이 돌출되는 거리를 줄임으로써 실질적으로 인접하여 실장된 전자부품(220)에 접촉함으로써 전기적 쇼트(short)가 발생하거나 접촉에 의한 가압으로 전자부품에 불량이 발생하는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
절단 트레이스(30)의 틈이 비교적 좁더라도, 절단 트레이스(30) 사이의 간격을 비교적 넓게 해주거나, 절단 트레이스(30) 사이에 이형제 등을 처리하여 마찰 계수를 작게 해주거나 또는 절단 트레이스(30)의 갯수가 많게 하면, 탄성고무(20)가 수직 방향의 대상물(210)로부터 많이 눌릴 때 탄성고무(20)가 탄성고무(20)의 측벽 방향으로 변형 또는 변위되는 최대 거리를 작게 해줄 수 있을 것이다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100: 탄성 전기접촉단자
10: 금속박
20, 21, 22, 23, 24, 25: 탄성고무
30: 절단 트레이스

Claims (9)

  1. 인쇄회로기판의 도전 패턴 위에 표면실장되고 솔더링 되어 대향하는 전기전도성 대상물과 탄성적으로 전기접촉하는 전기접촉단자로서,
    시트 형상의 전기전도성 지지대; 및
    상기 지지대의 상면에 접착되는 전기전도성 탄성고무로 구성되며,
    상기 탄성고무는 폭이 길이보다 작은 직육면체 형상으로, 상기 탄성고무의 폭 방향 또는 길이방향 중 적어도 어느 하나를 따라 연장하고 높이방향으로 수직으로 형성되는 절단 트레이스를 구비하고,
    상기 탄성고무가 상기 대상물에 의해 눌릴 때, 상기 절단 트레이스에 의해 상기 탄성고무가 적어도 둘 이상으로 분리되어 동작하는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  2. 인쇄회로기판의 도전 패턴 위에 표면실장되고 솔더링 되어 대향하는 전기전도성 대상물과 탄성적으로 전기접촉하는 전기접촉단자로서,
    시트 형상의 전기전도성 지지대;
    상기 지지대의 상면에 접착되는 전기전도성 탄성고무 접착제; 및
    상기 탄성고무 접착제 위에 접착된 전기전도성 탄성고무로 구성되며,
    상기 탄성고무는 폭이 길이보다 작은 직육면체 형상으로, 상기 탄성고무의 폭 방향 또는 길이방향 중 적어도 어느 하나를 따라 연장하고 높이방향으로 수직으로 형성되는 절단 트레이스를 구비하고,
    상기 탄성고무가 상기 대상물에 의해 눌릴 때, 상기 절단 트레이스에 의해 상기 탄성고무가 적어도 둘 이상으로 분리되어 동작하는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 분리된 탄성고무는 서로 다른 방향으로 휘어지거나 휘어지는 각도가 다른 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 절단 트레이스에 의해 분리된 탄성고무의 일부는 제거되는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 탄성고무의 상면에서 진공픽업을 위한 부분이 형성될 수 있는 정도로 상기 절단 트레이스가 형성되는 것을 특징으로 하는 리플로우 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 지지대는 솔더 크림에 의한 솔더링이 가능하거나, 상기 지지대에 솔더 크림이 되는 금속 층이 도금되는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 접착은 액상의 전기전도성 접착제의 경화에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 절단 트레이스는 상기 탄성고무의 표면에서 상기 탄성고무의 높이의 50% 이상의 깊이까지 형성되는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자는 진공픽업과 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링이 되는 것을 특징으로 하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10224073A (ja) * 1997-02-13 1998-08-21 Nitto Kogyo Co Ltd 電磁シールドパッキン
KR20050009377A (ko) * 2003-07-16 2005-01-25 조인셋 주식회사 열접착 도전성 엘라스토머 개스킷과 그 제조방법
KR200447610Y1 (ko) * 2009-02-02 2010-02-11 주식회사 나노인터페이스 테크놀로지 표면 실장용 전기 접촉 단자

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