KR102471723B1 - 표면실장용 서포트 - Google Patents

Abstract

방향성 없고 하면이 수평방향으로 평면을 이루어 표면실장이 용이하고 신축성과 탄성을 구비하여 외부의 힘을 흡수할 수 있고 회로기판에 장착 후 대향하는 대상물과 신뢰성 있게 접촉하기 용이한 리플로우 솔더링이 가능한 표면실장용 서포트가 개시된다. 상기 표면실장용 서포트는, 원뿔형의 몸체, 금속 재질로 구성된 판 형상의 고정부재, 및 상기 몸체의 하면과 상기 고정부재의 상면을 접착하는 접착제를 포함하며, 상기 몸체의 하면 중앙에는 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈의 바닥 중앙에는 상기 사출을 위한 게이트 자국이 형성되되 상기 하면보다 돌출되지 않고, 상기 고정부재는 상기 접착제가 개재되어 상기 몸체와 비접촉을 유지하고, 상기 서포트는 수직 중심선을 기준으로 회전 대칭을 이룬다.

Description

표면실장용 서포트{SMD Support}

본 발명은 회로기판에 리플로우 솔더링에 의해 장착되는 표면실장용 서포트에 관한 것으로, 특히 방향성 없고 하면이 수평방향으로 평면을 이루어 표면실장이 용이하고 신축성과 탄성을 구비하여 외부의 힘을 흡수할 수 있고 회로기판에 장착 후 대향하는 대상물과 신뢰성 있게 접촉하기 용이한 표면실장용 서포트에 관련한다.

빛을 방출하는 LED와 같은 발광 소스가 실장된 회로기판의 상부에는 시야각을 넓히고 콘트라스트를 높이기 위한 필름이나 도광판과 같은 광학기능 부재(이하, 광학부재라 함)가 사용된다.

이때, 회로기판에 실장된 LED와 광학부재가 접촉하지 않도록 하면서 빛 반사 등을 최소화하도록 광학부재를 기구적으로 지지하는 표면실장용 서포트가 회로기판에 리플로우 솔더링에 의해 설치된다.

도 1은 종래 표면실장용 서포트를 보여준다.

회로기판(10) 위에는 다수의 LED(30)가 어레이를 이루어 실장되고, LED(30) 사이에 사각형의 표면실장용 서포트(40)가 가령 접착제에 의해 회로기판(10) 위에 부착된다.

예를 들어, 회로기판(10) 위에 액상의 접착제를 도포한 후 별도로 제공되는 서포트(40)를 진공픽업하여 액상의 접착제 위에 올려 놓은 후 접착제를 경화하여 서포트(40)와 회로기판(10)을 접착한다.

회로기판(10)의 상부에 적층되는 광학부재(20)는 표면실장용 서포트(40)에 의해 지지되며, 표면실장용 서포트(40)의 높이가 LED(30)의 높이보다 높기 때문에 LED(30)와 광학부재(20) 사이에 일정한 간극이 형성된다.

또 다른 종류의 서포트(40)는 몸체의 하면에 위치한 금속으로 된 프레스물과 몸체를 이루는 사출물이 외부의 힘에 의해 기구적으로 조립된 후 금속이 회로기판에 리플로우 솔더링되어 장착된다.

그러나 이러한 종래의 표면실장용 서포트들은 작업 효율성이 나빠 제조 비용이 많이 들거나, 외부의 힘에 의한 기구적 결합의 구조상 크기를 작게 제조하기 어렵고 제조 비용이 많이 들거나, 구조적으로 리플로우 솔더링이 불 안정하거나 또는 크기가 커서 광학 특성이 떨어지는 등의 문제가 있다.

이를 해결하기 위해, 본 출원인은 공개특허 2020-0117264에서 광학부재 지지용 서포트를 제안하였으며, 해당 공개 특허는 본 발명에 참조로 포함된다.

상기의 공개 특허에 의하면, 고정부재에 폴리머 수지를 인서트 사출하여 몸체를 형성하기 때문에 서포트는 고정부재에 연장하여 형성된 인입선을 절단하여 생기는 팁(tip)이 몸체 측면보다 돌출되거나 또는 몸체에 부분적으로 형성되어 서포트가 방향성을 갖기 때문에 릴 포장 등이 번거롭고 또한 리플로우 솔더링시 및 광학을 위한 설계시 이를 고려해야 하는 번거로움이 있다.

또한, 원뿔형 몸체를 사출에 의해 제조할 때, 수지를 밀어 넣는 게이트의 자국이 남고 또한 몸체와 고정부재가 강하게 물리적으로 결합하기 위해서는 고정부재의 적어도 어느 한 부위는 서포트의 높이 방향으로 절곡되어야 하기 때문에 서포트를 작은 치수로 제공하기 어렵고 작은 치수에서는 몸체와 고정부재의 결합력이 약하다는 단점이 있다.

또한, 고정부재와 몸체를 접착제로 접착하는 구조를 개시하지만, 몸체는 원뿔형이고 베이스는 사각형을 이루는 구조이기 때문에 베이스 상에서 LED로부터 방출되는 빛을 효율적으로 반사, 흡수 또는 회절하기 어려워 광학특성이 나쁘고 구조나 형상이 비효율적이라는 단점이 있다. 특히, 다이싱 소에 의한 절단에 의해 절단 부위의 외관이 매끄롭지 않고 절단 공정 비용이 비싸며 다이싱 소의 회전 절단에 의해 외부로 돌출되어 버(Burr)가 형성되기 용이하다는 단점이 있다.

한편, 릴 프레스된 고정부재에 내열 폴리머 수지를 인서트 사출하여 몸체를 형성하여 서포트를 제조하기 때문에 결과적으로 금형비 등의 제조원가가 많이 필요하며, 고정부재의 원료 자재의 손실이 많고 또한 비교적 작은 치수의 서포트를 신뢰성 있는 특성을 갖도록 경제성 있게 제공하기 어렵다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 방향성을 갖지 않는 표면실장용 서포트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하며 제조원가가 적게 들며 작은 치수로 제공하기 용이한 표면실장용 서포트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대향하는 대상물과 신뢰성 있는 접촉을 제공하는 표면실장용 서포트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광학 특성이 좋고 신뢰성 있는 표면실장용 서포트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 리플로우 솔더링이 신뢰성이 있고 릴 테이핑이 용이한 표면실장용 서포트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 진공 픽업되어 회로 기판에 리플로우 솔더링에 의해 장착되어 대향하는 대상물을 지지하기 위한 표면실장용 서포트로서, 폴리머 수지가 사출되어 형성되고 하면에서 상면으로 갈수록 면적이 좁아지며 상기 리플로우 솔더링에 대응하는 내열성을 갖는 원뿔형의 몸체; 금속 재질로 구성된 판 형상의 고정부재; 및 상기 몸체의 하면과 상기 고정부재의 상면을 접착하는 상기 리플로우 솔더링에 대응하는 내열성을 갖는 접착제를 포함하며, 상기 몸체의 하면 중앙에는 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈의 내부에는 상기 사출을 위한 게이트 자국이 형성되되 상기 하면보다 돌출되지 않고, 상기 고정부재는 상기 접착제가 개재되어 상기 몸체와 비접촉을 유지하고, 상기 서포트를 리플로우 솔더링 할 때 상기 서포트의 흔들림이나 치우침이 최소화 되게 상기 서포트는 수직 중심선을 기준으로 회전 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트가 제공된다.

바람직하게, 상기 수용 홈 내부의 측벽은, 상기 사출 시 몸체의 수축 변형을 최소화하거나 상기 몸체의 하면이 평면을 유지하기 용이하도록 상기 몸체의 측면에 대응하는 경사를 이루거나 라운드지게 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 수용 홈에 대향하는 위치에서 상기 접착제의 일부는 상기 수용 홈의 내부로 밀려 들어가 융기될 수 있다.

바람직하게, 상기 몸체의 하단에 인접한 부분의 측면은 수직면의 스커트부가 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 몸체의 상단은 구형상을 이루어 상기 구형상의 중앙이 상기 대상물과 접촉하여 접촉 면적이 최소한으로 될 수 있다.

바람직하게, 상기 고정부재는 구리 포일이 화학적 에칭에 의해 형성되고, 상기 고정부재의 외부로 노출된 하면은 주석이 도금될 수 있다.

바람직하게, 상기 고정부재는 상기 몸체로부터 직경방향으로 돌출되지 않으며, 상기 몸체의 하면과 상기 고정부재는 원형으로 상기 고정부재의 직경은 상기 몸체의 하면의 직경과 같거나 그보다 20% 이내에서 작을 수 있다.

바람직하게, 상기 고정부재의 직경은 상기 몸체의 하면의 직경보다 작은 경우, 상기 접착제의 일부는 상기 고정부재의 가장자리의 측벽에 더 형성되고 상기 몸체의 하면에서 직경방향으로 돌출되지 않는다.

바람직하게, 상기 접착제는 탄성 및 신축성을 갖는 실리콘고무 접착제이거나 에폭시 접착제로 실리콘고무 접착제 또는 상기 에폭시 접착제에 대응하는 액상의 에폭시 수지가 상기 몸체와 상기 고정부재 사이에 개재된 상태에서 열 또는 자외선 경화에 의해 고체로 변환되어 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 몸체의 높이는 상기 몸체의 하면의 직경보다 같거나 클 수 있고, 상기 몸체의 외면은 백색이고 매끄러우며 광택을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 원뿔형의 몸체를 제공하는 단계; 여기서, 상기 몸체는 폴리머 수지가 사출되어 형성되고 하면에서 상면으로 갈수록 면적이 좁아지며 상기 리플로우 솔더링에 대응하는 내열성을 구비하고, 상기 몸체의 하면 중앙에는 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈의 내부에 상기 사출을 위한 게이트 자국이 형성되되 상기 하면보다 돌출되지 않고, 금속포일을 점착제가 개재된 필름의 점착제 위에 올려 놓고 상기 금속포일을 에칭하여 상기 몸체의 하면과 같거나 그보다 20% 이내로 작은 크기를 갖는 원형의 고정부재를 상기 필름 위에 다수개 배열하는 단계; 상기 배열된 고정부재 위에 각각 액상의 접착제를 도포하는 단계; 상기 몸체의 상부에서 진공 픽업하여 상기 몸체의 하면을 상기 도포된 액상의 접착제 위에 정렬하여 적층하는 단계; 여기서, 상기 고정부재의 가장자리는 상기 몸체의 하면에서 직경방향으로 돌출하지 않게 적층되며, 열 또는 자외선을 가하여 상기 액상의 접착제를 고상의 접착제로 변환하여 상기 몸체와 상기 고정부재가 접착하도록 하는 단계; 및 상기 몸체와 상기 고정부재가 접착된 적층체를 상기 필름의 점착제에서 분리하여 표면실장용 서포트를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 서포트의 형상이 방향성을 갖지 않기 때문에 리플로우 솔더링 작업이 신뢰성이 있고 광학 특성이 우수하며 릴 테이핑 및 제조가 용이하고 경제적이다.

또한, 몸체의 사출에 따른 게이트 자국이 외부로 노출되지 않고 또한 다이싱 소에 의한 절단 공정이 필요하지 않다.

또한, 몸체의 하면의 형상과 동일 또는 약간 작은 형상을 갖는 평면상의 고정부재에 의해 리플로우 솔더링이 신뢰성이 있어 솔더링 후 서포트의 높이나 솔더링 형상이 균일하며 솔더링 강도가 크다.

또한, 고정부재는 굴곡없는 평면으로 되고 몸체로부터 직경방향으로 돌출되지 않아 릴 테이핑 및 취급이 용이하다.

또한, 고정부재를 비교적 평면으로 된 얇은 구리박을 에칭에 의해 형성함으로써 고정부재의 원자재 손실을 최소화하는 등 제조 비용을 줄일 수 있고, 고정부재를 위한 고가의 금형이 필요 없고, 액상의 접착제를 사용하여 접착하므로 비용이 많이드는 인서트나 기구적 조립공정이 필요 없어 결과적으로 제조 공정이 간단하여 제조 비용이 적게 들며 비교적 작은 치수의 서포트를 용이하게 제공할 수 있다.

도 1은 종래 광학부재 지지용 표면실장용 서포트를 보여준다.
도 2(a)와 2(b)는 각각 본 발명의 일 실시 예에 의한 표면실장용 서포트를 나타낸다.
도 3(a)와 3(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 의한 표면실장용 서포트를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

도 2(a)와 2(b)는 각각 본 발명의 일 실시 예에 의한 표면실장용 서포트를 나타낸다.

이하에서는 설명의 편의상 광학부재를 지지하는 용도의 표면실장용 서포트를 예를 들어 설명한다.

이 실시 예에는 주로 LED TV 등 광학 디스플레이에 적용되는 표면실장용 서포트에 대해 설명하나 본 발명은 이에 한정하지는 않는다.

표면실장용 서포트(100)는, 광학부재(20)에 직접 접촉하여 지지하는 몸체(120), 몸체(120)의 하면에 결합하는 고정부재(110), 및 몸체(120)와 고정부재(120)를 접착하는 접착제(130)로 이루어진다.

표면실장용 서포트(100)는 캐리어에 릴 포장되어 제공되고, 이후 몸체(120)의 상면(123)이나 원뿔면(121)에서 진공 픽업되어 회로 기판(10)의 솔더 패턴 위에 형성된 솔더 크림 위에 고정부재(110)가 장착된 후 리플로우 솔더링에 의해 솔더링 된다.

몸체(120)는, 가령 리플로우 솔더링에 대응할 수 있는 내열성과 강도를 갖는 플라스틱 재료로 이루어지되 서포터(100)로서의 광학 특성이 좋게 백색을 띄고 빛의 난반사 방지 등을 위해 외면이 광택을 갖도록 매끄럽게 형성된다.

예를 들어, 몸체는 가령 LED(30)를 패킹하는 재료와 유사할 수 있으며 폴리아미드수지나 폴리이미드수지 등일 수 있으나 이에 한정하지 않고 바람직하게 몸체(120)의 경도는 광학부재에 사용되는 폴리에스터 필름이나 도광판 등의 경도와 유사할 수 있으나 이에 한정하지는 않고 통상의 탄성과 신축성이 있는 고무의 경도보다는 높은 것이 바람직하다.

사출 공정에 의해 광택을 갖는 원뿔형으로 제조된 몸체(120)는 인접하여 위치한 LED(30)에서 발생하는 빛에 의해 형성되는 그림자로 인해 광학 특성이 저하하는 것을 최소화 할 수 있고 광학 특성이 좋다.

몸체(120)의 형상은 하면에서 상면으로 갈수록 직경이 줄어드는 원뿔형으로 형성되고, 몸체(120)의 상면(123)은 수평하게 형성되어 대상물과 수평으로 접촉하기 용이하도록 할 수 있고, 경사를 이루는 원뿔면(121)과 상면(123) 사이의 경계는 일정한 곡률 반경의 곡면을 이룰 수 있다.

몸체(120)의 픽업은 몸체(120)의 크기에 따라 픽업장치의 노즐이 상면(123)에 접촉되어 픽업이 이루어지거나, 노즐 내부에 몸체(123) 일부가 들어가 원뿔면(121)에서 픽업이 이루어질 수 있는데, 원뿔면(121)은 매끄럽게 형성되어 진공 픽업이 쉽게 이루어진다.

이 실시 예와 같이, 몸체(120)의 상면(123)이 수평면으로 다소 넓게 형성되는 경우 광학부재(20)와의 접촉 면적이 넓어 지지하는 광학부재(20)와 신뢰성 있는 접촉을 제공하기 용이하다. 이러한 형상의 상면(123)은 몸체(120)를 사출하여 제조할 때 가스(Gas) 빼기를 용이하게 하여 몸체(120)를 경제성 있고 신뢰성 있게 제공할 수 있다는 장점도 있다.

몸체(120)의 하면도 수평으로 평면을 이루고, 이 실시 예에서 상면과 하면 모두가 원형을 이루고 있어 몸체(120)의 하면과 같은 크기와 형상을 갖는 고정부재(110)와 함께 서포트(100)를 구성한다. 그 결과, 제조된 서포트(100)는 서포트(100)의 수직 중심선에 대해 회전 대칭되어 방향성을 갖지 않기 때문에 리플로우 솔더링 작업이 용이하고 광학 특성이 효율적이고 릴 테이핑 및 제조가 용이하다.

이 실시 예에서, 몸체(120)의 하면 중앙에는 수용 홈(140)이 형성되고, 수용 홈(140)의 바닥 중앙에는 몸체(120)를 사출한 후 생긴 게이트 자국(150)이 돌출 형성된다.

게이트 자국(150)은 말 그대로 몸체(120)를 형성하기 위해 금형 내부에 폴리머 수지를 주입하기 위한 입구를 말하며, 사출 후 절단되어 자국이 남게 된다.

이 실시 예에서, 수용 홈(140)의 깊이는 게이트 자국(150)을 충분히 수용할 수 있는 정도로 형성되어 게이트 자국(150)이 몸체(120)의 하면으로부터 돌출되지 않도록 한다.

수용 홈(140)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 가령 측벽이 원뿔면(121)과 같은 경사를 이루거나 라운드지게 형성하여 사출 시 몸체(120)의 수축 변형을 최소화하거나 몸체(120)의 하면이 평면을 유지하기 용이하거나 또는 폴리머 수지의 주입이 용이하도록 할 수 있다.

예를 들어, 수용 홈(140)은 몸체(120)의 하면 중앙에 위치하고 수평 단면의 형상이 원형이고 수용 홈(140)의 입구의 면적은 몸체(120) 하면의 면적의 1/3 이하일 수 있다.

후술하는 것처럼, 수용 홈(140)에 대향하는 위치에 있는 접착제(130)의 일부는 고정부재(110)와 몸체(120)의 접착을 위한 가압에 의해 수용 홈(140)의 내부로 밀려 들어가 다소 융기된 부분(132)을 형성한다.

고정부재(110)는 두께가 얇은 판(포일, foil) 형상으로 이루어지고 금속 재질로 구성되며, 가령 구리포일, 구리합금포일, 스테인레스 스틸포일 등이 사용될 수 있고 서포트(100)의 외부로 노출된 면은 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 용이하게 주석이 도금될 수 있다.

바람직하게, 고정부재(110)는 화학적 에칭공정에 의한 에칭이 용이하며 제조 원가가 적은 한 면에 주석이 도금된 구리 포일이고 두께는 0.01mm 내지 0.05mm일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.

프레스에 의해 고정부재(110)를 제공하는 경우 금형비가 들고 가장자리가 휘거나 뒤틀릴 수 있고 배열을 위해 이들을 다시 정렬해야 한다는 단점이 있다.

반면 본 발명의 고정부재(110)는 화학적 에칭에 의해 한 번에 다수가 배열을 이루며 형성될 수 있고, 이 경우 고정부재(110)의 제조 비용이 적게 들고 원자재 손실을 최소화할 수 있으며, 고정부재(110)를 평면으로 하기 용이하며 고가의 금형이 필요없다.

고정부재(110)는 몸체(120)의 하면과 같은 형상이고, 동일하거나 다소 작은 크기(도 3(a)(b) 참조)를 가지며 솔더링 온도에 대응하는 내열성을 갖는 접착제(130)에 의해 몸체(120)의 하면에 접착된다.

바람직하게, 접착제(130)는 탄성 및 신축성을 갖는 실리콘고무 접착제일 수 있는데 이에 한정하지 않고 탄성과 신축성이 필요 없는 경우에는 에폭시 접착제일 수 있다.

고정부재(110)가 몸체(120)의 하면에 비해 너무 작으면 솔더링 강도에 문제가 될 수 있기 때문에, 가령 직경 대비 20% 범위 내에서 몸체(120)의 하면보다 작을 수 있다.

따라서, 고정부재(110)와 몸체(120) 사이에는 접착제(130)가 개재되어 고정부재(110)는 몸체(120)와 비접촉을 유지하기 때문에, 고정부재(110)가 몸체(120)와의 결합을 위한 절곡이나 구멍 등을 형성하지 않아도 된다.

특별히 한정되지는 않지만, 접착제(130)의 두께는 0.02mm 내지 0.2mm일 수 있고 경도는 Shore A 30 내지 75일 수 있다.

여기서 접착제(130)가 탄성과 신축성을 갖는 실리콘고무 접착제이고 두께가 두껍고 경도가 낮으면 외부의 힘을 흡수하거나 완충작용을 하기 용이하다.

접착제(130)는 탄성 및 신축성을 갖는 실리콘고무 접착제 또는 에폭시 접착제일 수 있으며, 실리콘고무 접착제나 에폭시 접착제에 대응하는 액상의 실리콘고무나 에폭시 수지가 열 또는 자외선 경화에 의해 고체로 변환되어 형성될 수 있다.

접착제(130)의 두께가 몸체(120) 높이의 1/5 이상인 경우 서포터(100)는 실리콘고무의 탄성 및 신축성 특성을 너무 많이 갖게 되고 제조가 어렵다는 단점이 있어 접착제(130)의 두께는 사용용도에 적합하게 결정한다.

고정부재(110)의 직경은 몸체(120)의 하면의 직경보다 작은 경우, 접착제(130)의 일부는 고정부재(110)의 가장자리의 측벽에 더 형성되어 접착력을 증가할 수 있으며, 바람직하게 이 경우에도 접착제(130)는 몸체(120)의 하면에서 직경방향으로 돌출되지 않는다.

이와 같이 몸체(120)의 하면에 신축성과 탄성을 구비한 실리콘고무 접착제(130)를 개재하여 고정부재(110)가 접착됨으로써 리플로우 솔더링 후 서포트(100)가 지지하는 광학부재(20)에 외부로부터 인가되는 힘을 수용하거나 완충작용을 할 수 있다.

예를 들어, 다수의 서포트(100)가 도광판 등의 광학부재에 의해 전체적으로 눌릴 때 서포트 자체의 높이 공차에 의해 또는 리플로우 솔더링 공정 중에 생기는 서포트의 높이 편차에 의해 다수의 서포트의 높이가 다소 다르더라도 탄성을 갖는 접착제(130)가 이를 일부 수용하거나 완충작용을 할 수 있다.

또한, 리플로우 솔더링 후 일부 서포트가 수평 방향으로 다소 불균형하게 장착됨으로써 수직방향으로 지지하는 광학부재(20)가 서포트에 가하는 힘에 편차가 생기더라도 접착제(130)가 신축하거나 완충작용을 하여 서포트가 광학부재(20)를 보다 균일하게 지지하도록 할 수 있다.

접착제(130)로 액상의 실리콘고무를 열 경화하여 사용하므로 양산성 및 품질 균일성이 우수하고, 한번에 다수의 고정부재(110)의 한 면 위에 액상의 실리콘고무를 스크린 프린팅에 의해 도포할 수 있어 투자 금액 및 제조경비가 적게 든다.

또한, 접착제(130)의 두께를 일부 조정하여 높이에 따른 몸체를 제공하기 위한 별도의 금형을 제공하지 않고도 유사한 높이의 서포트(100)를 경제성 있게 제공할 수 있다는 이점이 있다.

접착제(130)의 두께는 스크린 인쇄를 위한 마스크(Mask)의 두께와 액상의 접착제의 점도에 의해 조정이 가능하다.

이 실시 예의 표면실장용 서포트에 의하면, 몸체(120)는 하면에서 상면으로 갈수록 직경이 작아지는 원뿔형이어서 빛이 반사되는 면적이 위로 갈수록 작아지는데, LED(30)가 일정한 높이에서 상방향으로 빛을 방출하기 때문에 실제로 몸체(120)에 부딪히는 빛의 양은 줄어든다.

이에 더하여, 몸체(120)의 원뿔면(121)이 광택을 구비하여 매끄럽게 형성되어 있어 LED(30)로부터 방출된 빛이 원뿔면(121)을 감아 돌아 진행하여 회절이 발생하게 된다.

상기와 같이, 몸체(120)의 원뿔면(121)에 부딪히는 빛의 양이 줄어들고, 몸체(120)의 원뿔면(121) 주위로 빛의 회절이 일어남으로써 광학부재(20)에 표면실장용 서포트(100)의 그림자를 최소화 할 수 있다. 그 결과, 표면실장용 서포트(100)에 의한 광학 품질의 저하를 방지할 수 있다.

이 실시 예에 의하면, 서포트(100)의 형상이 방향성을 갖지 않기 때문에 리플로우 솔더링 작업이 용이하고 광학 특성이 우수하며 릴 테이핑 및 제조가 용이하고 경제적이다.

또한, 몸체(110)의 사출에 따른 게이트 자국(150)이 몸체(110)의 하면에 형성된 수용 홈(140)에 수용되고 하면보다 돌출되지 않고 평면으로 된 고정부재(110)에 의해 덮히므로 리플로우 솔더링 시 흔들림이나 뒤틀림이 최소화되어 리플로우 솔더링이 신뢰성이 있다.

또한, 몸체(110)의 하면과 같거나 다소 작은 크기의 고정부재(110)를 에칭에 의해 제작한 후 접착제(130)를 개재하여 몸체(110)에 접착하기 때문에 다이싱 소에 의한 절단 공정이 필요하지 않아 생산성 및 광학특성이 좋다.

또한, 고정부재(110)를 위한 고가의 금형이 필요 없고, 액상의 접착제를 사용하여 접착하므로 비용이 많이 드는 인서트나 기구적 조립공정이 필요 없어 결과적으로 제조 공정이 간단하여 제조 비용이 적게 들며 비교적 작은 치수의 서포트(100)를 용이하게 제공할 수 있다.

이하, 서포트(100)를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

솔더링 온도에 대응하는 내열 폴리머 수지를 사출하여 위로 갈수록 직경이 줄어드는 원뿔형의 백색의 몸체(120)를 제작한다.

상기한 것처럼, 제작된 몸체(120)의 하면 중앙에는 금형에 의해 수용 홈(140)이 형성되고, 수용 홈(140)의 바닥 중앙에는 몸체(120)를 사출한 후 절단에 의해 생긴 게이트 자국(150)이 돌출 형성되는데 이 돌출된 높이는 몸체(120)의 수용 홈(140)의 깊이보다 낮아 몸체(120)의 하면의 수평방향으로부터 돌출되지 않는다,

다음, 몸체(120)의 하면과 동일 또는 약간 작은 치수를 갖는 평면 형상의 고정부재(110)를 제공하고, 고정부재(110)의 한 면에 액상의 실리콘고무 접착제를 도포한다. 액상의 실리콘고무 접착제 대신에 에폭시 접착제를 적용할 수도 있다.

여기서 고정부재(110)가 되는 구리포일을 점착제가 개재된 필름의 점착제 위에 올려 놓고 구리포일을 화학적으로 에칭하여 몸체(120)의 하면과 같거나 그보다 20% 이내로 작은 크기를 갖는 원형의 고정부재를 필름의 점착제 위에 다수개 배열한 후 이후 각각의 고정부재(110) 위에 접착제(130)에 대응하는 액상의 접착제를 스크린 인쇄에 의해 균일한 두께로 도포한다.

이 때 스크린 인쇄 시 마스크(Mask)의 두께 및 액상의 실리콘고무 접착제의 점도에 의해 접착제(130)의 두께가 결정된다.

여기서, 구리포일 대신에 다른 금속포일을 적용할 수도 있고 고정부재(110)의 하면은 주석이 도금된 경우에 내부식성이 좋고 리플로우 솔더링 시 솔더링이 용이하다.

이후 몸체(120)의 상면이나 몸통에서 진공 픽업하여 액상의 접착제 위에 몸체(120)의 하면을 올려놓아 적층체를 형성한다.

이때, 몸체(120)를 정렬하여 고정부재(110)가 직경방향에서 몸체(120)의 하면으로부터 돌출되지 않도록 하여 제조된 서포트(100)를 릴 테이핑 시 테이핑이 용이하고 취급이 용이하도록 한다.

픽업된 몸체(120)를 액상의 접착제 위에 실장하는 과정에서 몸체(120)는 픽업도구에 의해 가압되어 몸체(120)의 하면 중앙에 형성된 수용 홈(140)에 대향하는 액상의 접착제의 일부는 수용 홈(140) 내부로 밀려 들어올 수 있다.

고정부재(110)가 몸체(120)의 하면보다 작은 크기인 경우에 가장자리로 삐져나간 일부의 접착제는 몸체(120)와 고정부재(110)의 접착강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 액상의 접착제의 점도를 조정하여 접착제의 두께나 옆으로 빠져나가는 양을 조정할 수 있다.

따라서, 액상의 접착제가 고정부재(110)와 몸체(120) 사이에서 가장자리로 삐져나가는 것을 최소화할 수 있거나 또는 삐져나가는 경우에 접착력을 향상시킬 수 있다.

이어, 적층체를 오븐에 넣거나 연속적으로 오븐을 통과하면서 일정 온도에서 액상의 접착제를 열 경화하거나 자외선 경화하여 액상의 접착제를 고상의 접착제(130)로 만들어 몸체(120)와 고정부재(110)를 접착하여 서포트(100)를 제조한다.

바람직하게, 열 경화인 경우에 액상의 접착제의 경화 온도는 100℃ 내지 200℃일 수 있고 경화 시간은 1분 내지 30분일 수 있다.

이와 같이 액상의 실리콘고무 접착제는 열 경화에 의해 고상의 실리콘고무 접착제가 되어 몸체(120)와 고정부재(110)를 신뢰성 있게 강하게 접착하고, 경화 된 접착제(130)는 온도에 의해 다시 용융되지 않아 이후 제공되는 리플로우 솔더링 시에도 신뢰성 있는 접착력을 유지한다.

이와 같이, 접착제(130)가 실리콘고무 접착제(130)인 경우에 접착제(130)는 탄성 및 신축성을 갖아 서포트(100)가 대향하는 대상물에 의해 눌릴 때 탄성과 신축성을 갖고 대상물과 접촉하여 신뢰성 있는 접촉을 제공해준다.

이후, 몸체(120)와 고정부재(110)가 접착된 적층체를 상기 필름의 점착제에서 분리하여 본 발명의 표면실장용 서포트(100)를 제공할 수 있다.

바람직하게 서포트(100)의 하면인 고정부재(110)는 수평방향으로 평면을 이루어 이후 제공되는 리플로우 솔더링 시 흔들림이나 뒤틀림이 적고 솔더링 강도가 좋다.

이후, 서포트(100)는 릴 캐리어 포켓에 포장되고 공급되어 이후 회로기판에 진공 픽업되어 리플로우 솔더링이 된다.

도 3(a)과 3(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 의한 표면실장용 서포트를 나타낸다.

이하에서는 도 1의 일 실시 예와 다른 점에 대해서만 기술한다.

도 3(a)을 보면, 몸체(220)의 높이는 몸체(220)의 하면 직경의 대략 2배 정도가 되어 원뿔면은 더욱 급격한 경사를 갖는다.

또한, 몸체(220)의 상단은 대략 구형상(223)으로 형성된다.

이러한 구조에 의하면, 높이에 비해 폭이 좁으므로 몸체(220)의 체적이 적어 광학 성능이 향상되며 회로기판의 실장 면적이 좁아도 된다는 이점이 있다.

또한, 몸체(220)가 대향하는 광학부재와 적은 면적을 접촉하는 경우에 유리하지만 전술한 것과 같이 몸체(220)를 사출할 때 가스 빼기를 하기가 어렵고 많은 면적이 대향하는 대상물과 접촉하기 어려운 단점이 있다.

또한, 고정부재(210)와 몸체(210)의 하면은 같은 원형으로 이루어지는데, 고정부재(210)의 직경이 몸체(210)의 하면보다 작아 고정부재(210)의 가장자리와 몸체(210) 하면의 가장자리 사이에 단차가 형성된다.

바람직하게, 접착제(230)의 가장자리는 고정부재(210)의 가장자리와 일치하도록 개재되나 이에 한정하지는 않는다.

도 3(b)을 보면, 몸체(320)의 높이는 몸체(320)의 하면 직경의 대략 2배 정도가 되고, 몸체(320)의 상단은 대략 구형상을 이루고 그 중앙에 편평한 면으로 이루어진 영역(323)이 형성되며, 몸체(320)의 하단에 인접하여 측면이 수직면을 이루는 스커트부(skirt)(322)가 형성된다.

스커트부(322)에 의해 리플로우 솔더링 시 흔들림이나 뒤틀림이 최소화 되고 릴 테이핑 및 취급 시 몸체(320)의 하면의 손상을 최소화 할 수 있고 릴 테이핑 및 취급이 용이하다.

이 실시 예에서, 고정부재(310)의 직경이 몸체(310)의 하면보다 작아 고정부재(310)의 가장자리와 몸체(310) 하면의 가장자리 사이에 단차가 형성되지만, 고정부재(310)의 직경과 몸체(310) 하면이 직경이 같도록 할 수 있음은 물론이다.

이러한 단차가 발생하는 이유는 고정부재(310)의 치수가 몸체(310)의 치수 보다 작거나 각 구성 요소의 치수 공차 및 제조 공정의 공차에 의해 발생한다.

이와 같은 구조는, 서포트(300)의 높이가 비교적 높으며 몸체(320)의 하면이 비교적 좁은 경우 스커트부(322)의 높이를 적절히 조정하여 적용할 수 있다.

바람직하게, 좋은 광학 특성을 위해 스커트부(322)의 높이는 몸체의 총 높이의 1/4 이하일 수 있다.

본 발명에서 에칭과 사출에 의해서 제공되는 고정부재나 몸체의 형상은 매우 다양하며 또한 쉽게 변형되게 형성되므로 본 발명에서의 에칭과 사출에 의한 고정부재나 몸체의 형상은 본 발명의 목적에 맞게 해석되어야 한다.

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 청구범위에 의해 해석되어야 한다.

100: 표면실장용 서포트
110: 고정부재
120: 몸체
121: 원뿔면
130: 접착제
140: 수용 홈
150: 게이트 자국

Claims (17)

1. 진공 픽업되어 회로 기판에 리플로우 솔더링에 의해 장착되어 대향하는 대상물을 지지하기 위한 표면실장용 서포트로서,
   폴리머 수지가 사출되어 형성되고 하면에서 상면으로 갈수록 면적이 좁아지며 상기 리플로우 솔더링에 대응하는 내열성을 갖는 원뿔형의 몸체;
   금속 재질로 구성된 판 형상의 고정부재; 및
   상기 몸체의 하면과 상기 고정부재의 상면을 접착하는 상기 리플로우 솔더링에 대응하는 내열성을 갖는 접착제를 포함하고,
   상기 몸체의 하면과 상기 고정부재는 원형이고, 상기 고정부재는 상기 몸체의 하면의 크기와 동일하거나 작은 크기를 갖고,
   상기 몸체의 하면 중앙에는 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈의 내부에는 상기 폴리머 수지의 사출을 위한 게이트 자국이 형성되되 상기 하면보다 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트.
2. 청구항 1에서,
   상기 수용 홈 내부의 측벽은, 상기 사출 시 몸체의 수축 변형을 최소화하거나 상기 몸체의 하면이 평면을 유지하기 용이하도록 상기 몸체의 측면에 대응하는 경사를 이루거나 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트.
3. 청구항 1에서,
   상기 수용 홈에 대향하는 위치에서 상기 접착제의 일부는 상기 수용 홈의 내부로 밀려 들어가 융기되는 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에서,
   상기 고정부재는 구리 포일이 화학적 에칭에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트.
7. 청구항 1에서,
   상기 고정부재의 외부로 노출된 하면은 주석이 도금된 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트.
8. 삭제
9. 삭제
10. 청구항 1에서,
    상기 고정부재의 직경이 상기 몸체의 하면의 직경보다 작은 경우, 상기 접착제의 일부는 상기 고정부재의 가장자리의 측벽에 더 형성되고 상기 몸체의 하면에서 직경방향으로 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 진공 픽업되어 회로 기판에 리플로우 솔더링에 의해 장착되어 대향하는 대상물을 지지하기 위한 LED 또는 LCD 디스플레이에 적용되는 표면실장용 서포트로서,
    폴리머 수지가 사출되어 형성되고 하면에서 상면으로 갈수록 면적이 좁아지며 상기 리플로우 솔더링에 대응하는 내열성을 갖으며 광택을 갖는 백색의 원뿔형의 몸체;
    금속 재질로 구성된 판 형상의 고정부재; 및
    상기 몸체의 하면과 상기 고정부재의 상면을 접착하는 상기 리플로우 솔더링에 대응하는 내열성을 갖는 접착제를 포함하며,
    상기 몸체의 하면과 상기 고정부재는 원형이고,
    상기 몸체의 하면 중앙에는 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈의 내부에는 상기 사출을 위한 게이트 자국이 형성되되 상기 하면보다 돌출되지 않고,
    상기 고정부재의 상면은 상기 접착제가 개재되어 상기 몸체와 비접촉을 유지하면서 상기 몸체로부터 직경 방향으로 외부로 돌출되지 않게 형성되고,
    상기 접착제는 상기 접착제에 대응하는 액상의 접착제가 상기 몸체와 상기 고정부재 사이에 개재된 상태에서 열 또는 자외선 경화에 의해 고체로 변환되어 형성되고,
    상기 서포트를 상기 리플로우 솔더링 할 때 상기 서포트의 흔들림이나 치우침이 최소화 되게 상기 고정부재의 하면은 수평의 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 광학부재 지지를 위한 표면실장용 서포트.
16. 삭제
17. 원뿔형의 몸체를 제공하는 단계;
    여기서, 상기 몸체는 폴리머 수지가 사출되어 형성되고 하면에서 상면으로 갈수록 면적이 좁아지며 리플로우 솔더링에 대응하는 내열성을 구비하고, 상기 몸체의 하면 중앙에는 수용 홈이 형성되고, 상기 수용 홈의 내부에 상기 사출을 위한 게이트 자국이 형성되되 상기 하면보다 돌출되지 않고,
    금속포일을 점착제가 개재된 필름의 점착제 위에 올려 놓고 상기 금속포일을 에칭하여 상기 몸체의 하면과 같거나 그보다 작은 크기를 갖는 원형의 고정부재를 상기 필름 위에 다수개 배열하는 단계;
    상기 배열된 고정부재 위에 각각 액상의 접착제를 도포하는 단계;
    상기 몸체의 상부에서 진공 픽업하여 상기 몸체의 하면을 상기 도포된 액상의 접착제 위에 정렬하여 적층하는 단계;
    여기서, 상기 고정부재의 가장자리는 상기 몸체의 하면에서 직경방향으로 돌출하지 않게 적층되며,
    열 또는 자외선을 가하여 상기 액상의 접착제를 고상의 접착제로 변환하여 상기 몸체와 상기 고정부재가 접착하도록 하는 단계; 및
    상기 몸체와 상기 고정부재가 접착된 적층체를 상기 필름의 점착제에서 분리하여 표면실장용 서포트를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면실장용 서포트의 제조 방법.

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