KR102565034B1 - 기능성 컨택터 - Google Patents

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Abstract

기능성 컨택터가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기능성 컨택터는 전자장치의 전도체에 전기적으로 접촉되는 탄성력을 갖는 클립 형상의 전도체; 솔더를 통하여 클립 형상의 전도체에 전기적으로 직렬 연결되며, 상면 및 하면 전체에 각각 제1전극 및 제2전극이 구비된 기능소자; 및 클립 형상의 전도체의 위치를 정렬하도록 기능소자의 상면에서 클립 형상의 전도체의 적어도 일부를 둘러쌓도록 형성되며 비도전성 수지로 이루어진 정렬용 가이드를 포함한다. 이에 의하면, 솔더링에 의해 클립 형상의 전도체를 기능소자에 적층하는 경우, 클립 형상의 전도체를 정확한 위치에 정렬시킬 수 있으므로 클립 형상의 전도체의 틀어짐을 방지하여 전기적 또는 기구적 불량을 방지할 수 있고, 따라서, 안정적으로 결합시킬 수 있어 제품의 정밀도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 클립 형상의 전도체를 솔더링에 의해 기능소자에 결합하거나 기능성 컨택터를 솔더링에 의해 회로기판에 실장하는 경우, 가이드에 의해 클립 형상의 전도체를 구속하여 1번 또는 2번의 리플로우 공정에도 용융된 액상 솔더에 의한 클립 형상 전도체의 흔들림을 방지할 수 있으므로, 별도의 정렬을 위한 노력이 없이도 솔더링 공정을 안정적이고 용이하게 수행할 수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있다.

Description

기능성 컨택터{Functional contactor}
본 발명은 스마트 폰 등과 같은 전자장치용 컨택터에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 기능소자 상에서 솔더링에 의해 적층되는 컨택터를 안정적으로 정렬시킬 수 있는 기능성 컨택터에 관한 것이다.
최근의 휴대용 전자장치는 심미성과 견고함을 향상시키기 위해 메탈 재질의 하우징의 채택이 증가하고 있는 추세이다. 이러한 휴대용 전자장치는 외부로부터의 충격을 완화시키는 동시에 휴대용 전자장치 내부로 침투하거나 휴대용 전자장치로부터 누설되는 전자파를 감소시키고, 외장 하우징에 배치되는 안테나와 내장회로기판의 전기적 접촉을 위해 외장 하우징과 휴대용 전자장치의 내장회로기판 사이에 도전성 개스킷 또는 도전성 컨택터 등과 같은 도전성 탄성부를 사용한다.
그러나, 상기 도전성 탄성부에 의해, 외장 하우징과 내장회로기판 사이에 전기적 경로가 형성될 수 있기 때문에, 외부의 메탈 하우징과 같은 전도체를 통하여 순간적으로 높은 전압을 갖는 정전기가 유입되는 경우, 도전성 개스킷 또는 도전성 컨택터를 통하여 정전기가 내장회로기판에 유입되어 IC 등의 회로를 파손시킬 수 있으며, AC 전원에 의해 발생되는 누설전류가 회로의 접지부를 따라 외장 하우징으로 전파되어 사용자에게 불쾌감을 주거나 심한 경우, 사용자에게 상해를 입힐 수 있는 감전 사고를 초래한다.
아울러, 메탈 하우징이 안테나로 사용되는 경우, 도전성 개스킷 또는 도전성 컨택터는 커패시턴스가 낮으면 신호의 감쇄가 발생하여 RF 신호의 전달이 원활하지 못하므로 높은 커패시턴스를 구현할 필요가 있다.
이와 같은 정전기나 누설전류로부터 사용자를 보호하기 위한 기능소자가 메탈 하우징과 회로기판을 연결하는 도전성 개스킷 또는 도전성 컨택터와 함께 구비되며, 메탈 케이스와 같은 전도체의 사용에 따라 단순한 전기적인 접촉뿐만 아니라 사용자 또는 휴대용 전자장치 내의 회로를 보호하거나 통신 신호를 원활하게 전달하기 위한 다양한 기능을 구비한 기능성 컨택터가 요구되고 있다.
더욱이, 이러한 기능성 컨택터는 기능소자의 커패시턴스의 용량을 증대하기 위해 전극의 면적을 대면적화하는 경우, 상대적으로 작은 크기의 클립 형상의 전도체와 같은 도전성 탄성부를 솔더링에 의해 전극에 적층하거나, 솔더링에 의해 도전성 탄성부를 적층한 기능소자를 회로기판에 2차 솔더링에 의해 실장하는 공정에서, 프린팅된 솔더가 액상으로 존재하기 때문에 도전성 탄성부가 고정되지 않고 위치가 틀어짐에 따라 다량의 불량이 발생하는 실정이다.
KR 2007-0109332A (2007.11.15 공개)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 도전성 탄성부의 위치정렬 기능을 부여함으로써, 기능소자와의 결합 또는 회로기판의 실장을 위해 솔더링하는 경우에도 도전성 탄성부를 정확한 위치에 정렬시킬 수 있는 기능성 컨택터를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 전자장치의 전도체에 전기적으로 접촉되는 탄성력을 갖는 클립 형상의 전도체; 솔더를 통하여 상기 클립 형상의 전도체에 전기적으로 직렬 연결되며, 상면 및 하면 전체에 각각 제1전극 및 제2전극이 구비된 기능소자; 및 상기 클립 형상의 전도체의 위치를 정렬하도록 상기 기능소자의 상면에서 상기 클립 형상의 전도체의 적어도 일부를 둘러쌓도록 형성되며 비도전성 수지로 이루어진 정렬용 가이드를 포함하는 기능성 컨택터를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 정렬용 가이드는 상기 클립 형상의 전도체의 탄성력을 갖는 절곡부가 배치되는 영역에는 형성되지 않을 수 있다.
또한, 상기 정렬용 가이드는 상기 솔더의 프린팅 두께 대비 10~170%의 두께로 형성될 수 있다.
또한, 상기 정렬용 가이드는 상기 클립 형상의 전도체와 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 정렬용 가이드는 상기 클립 형상의 전도체와 맞닿도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 정렬용 가이드는 적어도 상기 클립 형상의 전도체의 폭 방향 양변에 형성되는 제1부분 및 제2부분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 정렬용 가이드는 상기 제1부분 및 상기 제2부분 중 적어도 하나는 대향측으로 연장되는 제3부분을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정렬용 가이드는 상기 제1부분과 상기 제2부분을 수직으로 연결하는 제3부분을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 비도전성 수지는 오버글라스(overglass), 에폭시, 필러를 포함하는 에폭시, 폴리머 및 비도전성 페이스트 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 비도전성 수지는 140~210℃에서 경화되는 저온 경화 재료일 수 있다.
또한, 상기 비도전성 수지는 상기 솔더의 융점보다 높은 온도에서 열분해될 수 있다.
또한, 상기 기능소자는 상기 전자장치의 회로기판의 접지로부터 유입되는 외부전원의 누설전류를 차단하는 감전 방지 기능, 상기 도전성 케이스로 또는 상기 회로기판으로부터 유입되는 통신 신호를 통과시키는 통신 신호 전달 기능, 및 상기 도전성 케이스로부터 정전기 유입시 절연파괴되지 않고 상기 정전기를 통과시키는 ESD 방호 기능 중 적어도 하나의 기능을 가질 수 있다.
본 발명에 의하면, 기능소자의 대면적 전극에 비도전성 수지로 이루어진 정렬용 가이드를 구비함으로써, 솔더링에 의해 클립 형상의 전도체를 기능소자에 적층하는 경우, 클립 형상의 전도체를 정확한 위치에 정렬시킬 수 있으므로 클립 형상의 전도체의 틀어짐을 방지하여 전기적 또는 기구적 불량을 방지할 수 있고, 따라서, 안정적으로 결합시킬 수 있어 제품의 정밀도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 클립 형상의 전도체의 적어도 일부를 둘러쌓도록 정렬용 가이드를 구비함으로써, 클립 형상의 전도체를 솔더링에 의해 기능소자에 결합하거나 기능성 컨택터를 솔더링에 의해 회로기판에 실장하는 경우, 가이드에 의해 클립 형상의 전도체를 구속하여 1번 또는 2번의 리플로우 공정에도 용융된 액상 솔더에 의한 클립 형상 전도체의 흔들림을 방지할 수 있으므로, 별도의 정렬을 위한 노력이 없이도 솔더링 공정을 안정적이고 용이하게 수행할 수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 컨택터를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 X선에 따른 단면도,
도 3은 도 2의 A부분의 확대도,
도 4는 도 1의 Y선에 따른 단면도,
도 5는 도 1의 기능소자의 평면도,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 컨택터에서 정렬용 가이드의 변형예를 나타낸 평면도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 컨택터의 제조 공정중 기능소자의 상면에 솔더가 프린팅된 상태의 평면도,
도 10은 도 9의 Z선에 따른 일례의 단면도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 컨택터의 제조 공정중 기능소자의 상면에 솔더가 용융된 상태의 일례의 단면도,
도 12는 도 9의 Z선에 따른 다른 예의 단면도, 그리고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 컨택터의 제조 공정중 기능소자의 상면에 솔더가 용융된 상태의 다른 예의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 컨택터(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 클립 형상의 전도체(110), 기능소자(120) 및 정렬용 가이드(130)를 포함한다.
이러한 기능성 컨택터(100)는 휴대용 전자장치에서, 외장 메탈 케이스와 같은 도전성 케이스와 회로기판 또는 회로기판에 일측에 전기적으로 결합되는 도전성 브래킷을 전기적으로 연결하기 위한 것이다.
이와 같은 기능성 컨택터(100)는 클립 형상의 전도체(110)가 회로기판 또는 도전성 브래킷에 접촉되고, 기능소자(120)가 도전성 케이스에 결합될 수 있지만, 이와 반대로, 클립 형상의 전도체(110)가 도전성 케이스에 접촉되고, 기능소자(120)가 회로기판에 결합될 수도 있다.
일례로, 기능성 컨택터(100)가 SMT 타입인 경우, 즉, 솔더링을 통하여 결합되는 경우, 기능소자(120)는 회로기판에 결합되며, 접착층 타입인 경우, 즉, 도전성 접착층을 통하여 결합되는 경우, 기능소자(120)는 도전성 케이스에 결합될 수 있다.
한편, 상기 휴대용 전자장치는 스마트폰, 셀룰러폰 등과 같은 휴대단말기일 수 있으며, 스마트 워치, 디지털 카메라, DMB, 전자책, 넷북, 태블릿 PC, 휴대용 컴퓨터 등일 수 있다. 이러한 전자장치들은 외부기기와의 통신을 위한 안테나 구조들을 포함하는 임의의 적절한 전자 컴포넌트들을 구비할 수 있다.
여기서, 상기 도전성 케이스는 상기 휴대용 전자장치와 외부기기의 통신을 위한 안테나일 수 있다. 이러한 도전성 케이스는 예를 들면, 휴대용 전자장치의 측부를 부분적으로 둘러싸거나 전체적으로 둘러싸도록 구비될 수 있다.
클립 형상의 전도체(110)는 전자장치의 전도체에 전기적으로 접촉하며 탄성력을 갖는다. 일례로, 클립 형상의 전도체(110)는 전자장치의 회로기판, 회로기판에 결합된 브래킷, 및 케이스와 같은 인체 접촉가능한 전도체 중 어느 하나에 전기적으로 접촉될 수 있다.
여기서, 클립 형상의 전도체(110)가 상기 전도체에 접촉되는 경우, 그 가압력에 의해 클립 형상의 전도체(110)는 기능소자(120) 측으로 수축될 수 있고, 상기 전도체가 분리되는 경우, 그 탄성력에 의해 원래의 상태로 복원될 수 있다.
한편, 클립 형상의 전도체(110)가 가압되는 경우, 이종금속 사이의 전위차에 의한 갈바닉 부식(galvanic corrosion)이 발생한다. 이때, 갈바닉 부식을 최소화하기 위해, 클립 형상의 전도체(110)는 접촉되는 면적을 작게 하는 것이 바람직하다.
클립 형상의 전도체(110)는 그 일측이 상기 전도체에 접촉하고, 그 타측은 기능소자(120)에 전기적으로 연결되며, 접촉부(111), 절곡부(112) 및 단자부(113)를 포함할 수 있다.
여기서 클립 형상의 전도체는 대략적으로 "C자" 형상으로 이루어지는 C-클립일 수 있다. 이러한 클립 형상의 전도체(110)는 선접촉 또는 점접촉되기 때문에, 갈바닉 부식성이 우수할 수 있다.
접촉부(111)는 만곡부 형상을 가지며 상기 전도체와 전기적으로 접촉될 수 있다. 절곡부(112)는 접촉부(111)로부터 라운드 형상으로 연장형성되며, 탄성력을 가질 수 있다. 단자부(113)는 절곡부(112)로부터 접촉부(111)의 하측으로 판형상으로 연장 형성되며, 기능소자(120)와 전기적으로 연결되는 단자일 수 있다.
이와 같은 접촉부(111), 절곡부(112), 및 단자부(113)는 탄성력을 갖는 도전성물질로 일체로 형성될 수 있다.
기능소자(120)는 솔더(101)를 통하여 클립 형상의 전도체(110)에 전기적으로 직렬 연결되며, 커패시턴스의 용량을 증대시키기 위해 대면적의 제1전극(121) 및 제2전극(122)을 포함한다.
제1전극(121)은 대면적 전극을 구현하기 위해 기능소자(120)의 상면 전체에 형성된다. 즉, 제1전극(121)은 기능소자(120)의 상면 전체에 일체로 구비된다.
이러한 제1전극(121)은 솔더를 통하여 클립 형상의 전도체(110)가 적층 결합된다. 즉, 제1전극(121)은 SMT 솔더링 공정에 의해 클립 형상의 전도체(110)가 적층될 수 있다.
제2전극(122)은 대면적 전극을 구현하기 위해 기능소자(120)의 하면 전체에 형성된다. 즉, 제2전극(122)은 기능소자(120)의 하면 전체에 일체로 구비된다.
이러한 제2전극(122)은 솔더링을 통하여 회로기판에 결합되거나 도전성 접착층을 통하여 도전성 케이스와 같은 전도체에 결합될 수 있다.
여기서, 기능소자(120)는 사용자 또는 내부회로를 보호하기 위한 기능을 구비할 수 있다. 일례로, 기능소자(120)는 감전보호소자, 바리스터(varistor), 써프레서(suppressor), 다이오드, 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
즉, 기능소자(120)는 상기 회로기판의 접지로부터 상기 전도체로 유입되는 외부전원의 누설전류를 차단할 수 있다. 이때, 기능소자(120)는 그 항복전압(Vbr) 또는 내압이 상기 전자장치의 외부전원의 정격전압보다 크게 되도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 정격전압은 국가별 표준 정격전압일 수 있으며, 예를 들면, 240V, 110V, 220V, 120V, 및 100V 중 어느 하나일 수 있다.
아울러, 도전성 케이스가 안테나 기능을 갖는 경우, 기능소자(120)는 상면 및 하면에 구비된 제1전극(121) 및 제2전극(122)이 커패시터로 기능하여, 외부전원의 누설전류를 차단함과 아울러 전도체 또는 회로기판으로부터 유입되는 통신 신호를 통과시킬 수 있다.
나아가, 기능소자(120)는 상기 도전성 케이스로부터 유입되는 정전기(ESD)를 절연파괴되지 않고 통과시킬 수 있다. 이때, 기능소자(120)는 그 항복전압(Vbr)이 제1전극(121)과 제2전극(122) 사이에 구비되는 소체의 절연파괴 전압(Vcp)보다 작게 되도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 기능성 컨택터(100)는 통신 신호 및 정전기(ESD) 등에 대하여 상기 도전성 케이스와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하여 통과시키지만, 상기 회로기판으로부터의 외부전원의 누설전류는 상기 도전성 케이스로 전달되지 않도록 차단할 수 있다.
정렬용 가이드(130)는 클립 형상의 전도체(110)의 위치를 정렬하도록 기능소자(120)의 상면에서 클립 형상의 전도체(110)의 적어도 일부를 둘러쌓도록 형성되며 비도전성 수지로 이루어진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 정렬용 가이드(130)는 클립 형상의 전도체(110)와 일정 간격(d) 이격되어 형성될 수 있다. 이에 의해, 정렬용 가이드(130)를 형성하기 위한 공정의 정밀도에 대한 자유도를 향상시킬 수 있다. 즉, 정밀도가 높지 않은 공정을 이용하여 정렬용 가이드(130)를 형성하여도 정렬용 가이드(130)에 의한 클립 형상의 전도체(110)의 구속을 달성할 수 있다. 이때, 간격(d)은 클립 형상의 전도체(110)의 위치 정렬 오차보다 작은 크기로 형성되어야 함은 물론이다.
대안적으로, 이러한 정렬용 가이드(130)는 클립 형상의 전도체(110)와 맞닿도록 형성될 수 있다. 즉, 정렬용 가이드(130)를 형성하기 위한 공정이 미세오차까지 조정 가능하여 정밀도가 높은 경우, 클립 형상의 전도체(110)와 정렬용 가이드(130)가 실질적으로 맞닿도록 형성하여 클립 형상의 전도체(110)의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 정렬용 가이드(130)는 솔더(101)를 구속하도록 일정 두께로 형성될 수 있다. 일례로, 정렬용 가이드(130)는 솔더(101)의 프린팅 두께, 즉, 솔더 페이스트(101') 대비 10~170%의 두께로 형성될 수 있다.
다시 말하면, 정렬용 가이드(130)는 SMT 공정 중에 클립 형상의 전도체(110)의 위치를 정렬하기 위한 기능을 갖지만, 이때, 용융상태의 솔더를 일부 구속하는 기능이 부가되어야 되므로, 솔더 페이스트(101')의 두께(h2) 보다 정렬용 가이드(130)의 두께(h1)를 더 크게 형성될 수 있다(도 10 참조).
이에 의해, 솔더(101)는 용융상태에서 정렬용 가이드(130)를 넘어 흐르지 않고 정렬용 가이드(130) 내측에 구속될 수 있다. 이때, 솔더(101)는 정렬용 가이드(130)의 두께보다 약간 낮은 상태로 형성될 수 있다(도 11 참조).
다른 예로서, 정렬용 가이드(130')는 그 두께(h3)가 솔더 페이스트(101')의 두께(h2)보다 더 작게 형성될 수 있다(도 12 참조).
이에 의해, 솔더(101)는 용융상태에서 그 표면 장력에 의해 정렬용 가이드(130')를 넘어 흐르지 않고 정렬용 가이드(130') 내측에 구속될 수 있다. 이때, 솔더(101)는 정렬용 가이드(130')의 두께보다 약간 높은 상태로 형성될 수 있다(도 13 참조).
여기서, 바람직하게는 정렬용 가이드(130,130')는 5~20um의 두께로 형성될 수 있고, 솔더 페이스트(101')는 40~80um의 두께로 형성될 수 있으며, 솔더링 완료후 솔더(101)는 20~40um의 두께로 형성될 수 있다.
이러한 정렬용 가이드(130)가 클립 형상의 전도체(110)의 둘레의 적어도 일부를 둘러쌈으로써, 솔더링에 의해 클립 형상의 전도체를 기능소자에 적층하여 솔더링하는 경우, 클립 형상의 전도체를 정확한 위치에 정렬할 수 있을 뿐만 아니라, 정렬용 가이드(130)에 의해 클립 형상의 전도체(110)의 유동이 구속되므로 용융된 액상 솔더에 의한 클립 형상의 전도체(110)의 틀어짐을 방지하여 SMT 솔더링 공정에서 발생하는 전기적 또는 기구적 불량을 방지할 수 있다.
더욱이, 클립 형상의 전도체(110)가 공정상에서 픽업 오차에 의해 기능소자(120)의 제1전극(121) 상의 정확한 위치에 정렬되지 않음에 따라 클립 형상의 전도체(110)가 정확한 위치에서 벗어나 틀어짐이 발생하고, 틀어진 부분에 하중이 집중되어 기능소자(120)의 균열을 초래하는 일이 종종 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 정렬 기술이 핵심 요소인데, 본 발명의 실시예는 정렬용 가이드(130)에 의해 클립 형상의 전도체(110)를 구속하여 틀어짐을 방지함으로써, 클립 형상의 전도체(110)를 기능소자(120)에 안정적으로 결합시킬 수 있어 제품의 정밀도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 정렬용 가이드(130)에 의해 클립 형상의 전도체(110)가 구속됨으로써, 기능성 컨택터(100)가 회로기판 등에 솔더링에 의해 결합되는 경우, 즉, 2번의 리플로우 공정에도, 클립 형상의 전도체(110)와 기능소자(120) 사이의 솔더가 용융되어 액상으로 그 상태가 변경되어도 정렬용 가이드(130)가 클립 형상의 전도체(110)의 유동을 구속하기 때문에 용융된 액상 솔더에 의한 클립 형상의 전도체(110)의 흔들림을 방지할 수 있어 솔더링 공정을 안정적이고 용이하게 수행할 수 있다.
나아가, 클립 형상의 전도체(110)를 기능소자(120)에 결합하기 위한 SMT 공정시, 클립 형상의 전도체(110)를 정렬시키기 위한 별도의 노력이 필요없어 공정 시간이 단축되고 제조비용이 절감되므로 생산효율을 향상시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 정렬용 가이드(130)는 클립 형상의 전도체(110)의 탄성력을 갖는 절곡부(112)가 배치되는 영역에는 형성되지 않을 수 있다.
즉, 절곡부(112)가 클립 형상의 전도체(110)의 탄성력을 제공하기 위해 유동 가능해야 하기 때문에, 정렬용 가이드(130)에 의해 구속되는 것이 바람직하지 않으므로, 정렬용 가이드(130)는 클립 형상의 전도체(110)의 둘레 전체를 둘러쌓지 않고 일부만을 둘러쌓도록 형성될 수 있다. 일례로, 정렬용 가이드(130)는 "ㄷ"자 형상으로 이루어질 수 있다.
여기서, 정렬용 가이드(130)는 제1부분(131), 제2부분(132) 및 제3부분(133)을 포함할 수 있다.
제1부분(131) 및 제2부분(132)은 클립 형상의 전도체(110)의 폭 방향 양변에 형성될 수 있고, 제3부분(133)은 제1부분(131)과 제2부분(132)을 수직으로 연결할 수 있다.
이에 의해, 정렬용 가이드(130)는 클립 형상의 전도체(110) 둘레의 3변에서 접하므로 클립 형상의 전도체(110)를 정확한 위치에 정렬시키고, 용융된 솔더에 의해서도 클립 형상의 전도체(110)가 유동하지 않도록 구속하여 클립 형상의 전도체(110)의 틀어짐을 안정적으로 보장할 수 있다.
그러나, 정렬용 가이드(130)는 상술한 형태에 한정되지 않으며, 클립 형상의 전도체(110)의 위치를 정렬하고, 용융 상태의 솔더(101) 일부를 구속할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 정렬용 가이드(230)는 제1부분(131) 및 제2부분(132)의 일측에서 서로 대향하여 연장되는 제3부분(234)을 포함할 수 있다. 즉, 정렬용 가이드(230)는 도 5의 정렬용 가이드(130)에서 제1부분(131)과 제2부분(132)을 연결하는 제3부분(133)의 중간 부분의 일부가 절단된 형태이다.
이와 같이, 정렬용 가이드(230)를 제1부분(131)과 제2부분(132) 사이를 연결하도록 형성하지 않아도 클립 형상의 전도체(110)의 구속이 가능하므로, 정렬용 가이드(230)를 구성하기 위한 재료를 절감할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 정렬용 가이드(330)는 클립 형상의 전도체(110)의 폭 방향 양변에만 형성될 수 있다. 즉, 정렬용 가이드(330)는 제1부분(131) 및 제2부분(132)만을 포함할 수 있다.
이와 같이, 정렬용 가이드(330)를 클립 형상의 전도체(110)의 폭 방향 양측에만 구비하여, 클립 형상의 전도체(110)의 좌우 틀어짐만을 방지하여도 정렬 기능을 부여할 수 있으므로, 정렬용 가이드(130)의 재료를 더욱 감소시킬 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 정렬용 가이드(430)는 제2부분(132)으로부터 연장되는 제3부분(434)을 포함한다. 즉, 정렬용 가이드(430)는 도 6의 정렬용 가이드(230)에서 제3부분(234)이 제2부분(132)에만 형성된 형태이다.
여기서, 제3부분(434)이 제2부분(132)에 형성되는 것으로 도시되고 설명되었으나, 제3부분(434)은 제1부분(131) 및 제2부분(132) 중 어느 하나로부터 연장 형성될 수 있음을 물론이다.
이와 같이, 정렬용 가이드(430)를 제1부분(131)과 제2부분(132) 사이를 연결하도록 형성하지 않고 어느 한쪽의 일부에만 수직 연장부(434)를 형성하여도 클립 형상의 전도체(110)의 구속이 가능하기 때문에, 도 6의 정렬용 가이드(230)에 비해 정렬용 가이드를 구성하기 위한 재료를 더욱 절감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 정렬용 가이드(130,230,330,430)의 패턴은 재료의 경제성 및 클립 형상의 전도체(110)의 정렬 정밀도에 따라 적합한 형태로 결정될 수 있다. 즉, 클립 형상의 전도체(110)의 위치 정렬에 더 중요한 요소일 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 클립 형상의 전도체(110)의 절곡부(112)의 둘레를 제외한 3변에 정렬용 가이드(130)를 형성하고, 경제성이 더 중요한 요소일 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 클립 형상의 전도체(110)의 폭 방향 양 변을 포함하여 클립 형상의 전도체(110)의 둘레의 일부에만 정렬용 가이드(130)를 형성할 수 있다.
이와 같은 정렬용 가이드(130) 내에 솔더링하는 과정을 도 9 내지 도 13을 참조하여 더 상세하게 설명한다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 먼저, 기능소자(120)의 대면적 제1전극(121)의 가이드 내에 솔더 페이스트(101')를 도포한다. 이때, 솔더 페이스트(101')는 프린팅 방식으로 정렬용 가이드(130) 내에서 적어도 일부에 도포될 수 있다.
일례로, 솔더 페이스트(101')의 두께(h2)가 정렬용 가이드(130)의 두께(h1)에 60~100% 정도로 되도록 정렬용 가이드(130)의 두께를 설정할 수 있다(도 10 참조). 즉, 솔더 페이스트(101')의 리플로우시 용융된 액상 솔더가 정렬용 가이드(130)를 넘어가지 않도록 정렬용 가이드(130)의 두께(h1)를 솔더 페이스트(101')의 두께(h2)보다 크게 형성할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 솔더 페이스트(101')는 SMT 공정에 의해 리플로우되어 정렬용 가이드(130)의 두께보다 낮은 솔더(101) 상태로 된다. 이에 의해, 용융된 액상 솔더에 의해 클립 형상의 전도체(110)의 틀어짐이나 흔들림이 방지되어 클립 형상의 전도체(110)를 안정적으로 정렬시킬 수 있고, 기능소자(120)와의 결합성을 향상시킬 수 있다.
다른 예로서, 솔더 페이스트(101')의 두께(h2)가 정렬용 가이드(130')의 두께(h3)에 1~10배 정도로 되도록 정렬용 가이드(130)의 두께를 설정할 수 있다. (도 12 참조). 즉, 정렬용 가이드(130')의 사용량을 최소화하도록 정렬용 가이드(130')의 두께(h3)를 솔더 페이스트(101')의 두께(h2)보다 작게 형성할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 솔더 페이스트(101')는 SMT 공정에 의해 리플로우되어 정렬용 가이드(130')의 두께(h3)보다 높은 솔더(101) 상태로 된다. 이를 통해 용융된 액상 솔더의 표면장력에 의해 클립 형상의 전도체(110)의 틀어짐이나 흔들림이 방지되어 클립 형상의 전도체(110)를 안정적으로 정렬시킬 수 있고, 기능소자(120)와의 결합성을 향상시키면서도, 정렬용 가이드(130)를 사용량을 감소시킬 수 있다.
여기서, 바람직하게는 정렬용 가이드(130,130')를 5~20um의 두께로 형성할 수 있고, 솔더 페이스트(101')를 40~80um의 두께로 형성할 수 있으며, 솔더링 완료후 솔더(101)를 20~40um의 두께로 형성할 수 있다.
이러한 정렬용 가이드(130)는 도전성 재료인 제1전극(121) 상에 형성되기 때문에 비도전성 수지로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 오버글레이즈(overglazeg) 공정 발생하는 절연 저항의 저하나 누설전류의 증가 형상을 억제할 수 있다.
이때, 상기 비도전성 수지는 오버글라스(overglass), 에폭시, 필러를 포함하는 에폭시, 폴리머 및 비도전성 페이스트 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 비도전성 수지는 비도금형 전극 상에 또는 도금된 기능소자(120) 상에 클립 형상의 전도체(110)의 안정한 안착을 위한 가이드로서 기능해야 되기 때문에 Sn을 주성분으로 하는 솔더의 용융 온도보다 낮은 온도에서 경화될 수 있다. 여기서, 비도전성 수지가 솔더의 용융 온도보다 높은 고온 경화 수지로 이루어지는 경우, 전극 또는 도금의 조직을 변경시키므로 솔더링이 용이하지 않다. 일례로, 상기 비전도성 수지는 140~210℃에서 경화되는 저온 경화 수지일 수 있다.
더욱이, 상기 비도전성 수지는 솔더를 형성하기 위한 SMT 공정에 영향을 받지 않도록 솔더(101)의 융점보다 높은 온도에서 열분해될 수 있다. 즉, 클립 형상의 전도체(110)를 기능소자(120)에 결합하기 위한 SMT 공정에서, 정렬용 가이드(130) 내에 도포된 솔더 페이스트(101')의 용융온도로 가열할 경우에도 상기 비도전성 수지는 용융되지열분해되지 않고, 솔더 페이스트(101')만 용융될 수 있다.
이에 의해, 비도전성 수지가 기능소자(120)의 제1전극(121) 상에 형성되는 것이 용이하며, 기능소자(120)에 클립 형상의 전도체(110)의 솔더링 또는 회로기판에 기능성 컨택터(100)의 솔더링시에도 안정적으로 클립 형상의 전도체(110)를 구속할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 기능성 컨택터 101 : 솔더
101' : 솔더 페이스트 110 : 클립 형상의 전도체
111 : 접촉부 112 : 절곡부
113 : 절곡부 120 : 기능소자
121 : 제1전극 122 : 제2전극
130,230,330,430 : 정렬용 가이드 131 : 제1부분
132 : 제2부분 133,234,434 : 제3부분

Claims (12)

  1. 전자장치의 전도체에 전기적으로 접촉되는 탄성력을 갖는 클립 형상의 전도체;
    상면에 제1전극 및 하면에 제2전극을 구비하고, 상기 제1전극 상의 솔더를 통하여 상기 클립 형상의 전도체와 전기적으로 직렬 연결되는 기능소자; 및
    상기 클립 형상의 전도체의 위치를 정렬하도록 상기 제1전극의 상면에서 높이를 가져 상기 제1전극에서 돌출된 구조로 구현되면서 상기 클립 형상의 전도체의 적어도 일부를 둘러쌓도록 형성되며 비도전성 수지로 이루어진 정렬용 가이드;를 포함하며,
    상기 정렬용 가이드는 상기 클립 형상의 전도체의 폭 방향 양변에 그 폭 방향을 따라 연장되되 서로 이격되는 제1부분 및 제2부분을 포함하고,
    상기 제1부분 및 상기 제2부분은 상기 솔더가 용융 상태일 경우에 상기 제1전극의 상면 중에서 상기 제1부분 및 상기 제2부분 사이의 이격 공간 내에 상기 솔더 및 상기 클립 형상의 전도체가 위치하도록 상기 솔더 및 상기 클립 형상의 전도체를 구속함으로써, 상기 클립 형상의 전도체의 위치를 정렬하는 기능성 컨택터.
  2. 전자장치의 전도체에 전기적으로 접촉되는 탄성력을 갖는 클립 형상의 전도체;
    솔더를 통하여 상기 클립 형상의 전도체에 전기적으로 직렬 연결되며, 상면 및 하면 전체에 각각 제1전극 및 제2전극이 구비된 기능소자; 및
    상기 클립 형상의 전도체의 위치를 정렬하도록 상기 기능소자의 상면에서 상기 클립 형상의 전도체의 적어도 일부를 둘러쌓도록 형성되며 비도전성 수지로 이루어진 정렬용 가이드;를 포함하며,
    상기 정렬용 가이드는 적어도 상기 클립 형상의 전도체의 폭 방향 양변에 형성되는 제1부분 및 제2부분과, 상기 제1부분 및 상기 제2부분 중 적어도 하나가 대향측으로 연장되는 제3부분을 각각 포함하는 기능성 컨택터.
  3. 전자장치의 전도체에 전기적으로 접촉되는 탄성력을 갖는 클립 형상의 전도체;
    솔더를 통하여 상기 클립 형상의 전도체에 전기적으로 직렬 연결되며, 상면 및 하면 전체에 각각 제1전극 및 제2전극이 구비된 기능소자; 및
    상기 클립 형상의 전도체의 위치를 정렬하도록 상기 기능소자의 상면에서 상기 클립 형상의 전도체의 적어도 일부를 둘러쌓도록 형성되며 비도전성 수지로 이루어진 정렬용 가이드;를 포함하며,
    상기 정렬용 가이드는 적어도 상기 클립 형상의 전도체의 폭 방향 양변에 형성되는 제1부분 및 제2부분과, 상기 제1부분과 상기 제2부분을 수직으로 연결하는 제3부분을 각각 포함하는 기능성 컨택터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬용 가이드는 상기 클립 형상의 전도체와 일정 간격 이격되어 형성되는 기능성 컨택터.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬용 가이드는 상기 클립 형상의 전도체와 맞닿도록 형성되는 기능성 컨택터.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비도전성 수지는 상기 솔더의 용융 온도보다 낮은 온도에서 경화되면서 상기 솔더의 융점보다 높은 온도에서 열분해되는 기능성 컨택터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정렬용 가이드는 상기 제1부분 및 상기 제2부분 중 적어도 하나는 대향측으로 연장되는 제3부분을 더 포함하는 기능성 컨택터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정렬용 가이드는 상기 제1부분과 상기 제2부분을 수직으로 연결하는 제3부분을 더 포함하는 기능성 컨택터.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬용 가이드는 상기 클립 형상의 전도체의 탄성력을 갖는 절곡부가 배치되는 영역에는 형성되지 않는 기능성 컨택터.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비도전성 수지는 140~210℃에서 경화되는 저온 경화 재료인 기능성 컨택터.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬용 가이드는 상기 솔더의 프린팅 두께 대비 10~170%의 두께로 형성되는 기능성 컨택터.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능소자는 상기 전자장치의 회로기판의 접지로부터 유입되는 외부전원의 누설전류를 차단하는 감전 방지 기능, 도전성 케이스로 또는 상기 회로기판으로부터 유입되는 통신 신호를 통과시키는 통신 신호 전달 기능, 및 상기 도전성 케이스로부터 정전기 유입시 절연파괴되지 않고 상기 정전기를 통과시키는 ESD 방호 기능 중 적어도 하나의 기능을 갖는 기능성 컨택터.
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