KR20000010669A - 2개 이상의 전도체 구조물 사이에 전기 전도체 접속부를제조하는 방법 - Google Patents

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KR20000010669A
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요제프 문디글
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Abstract

본 발명은 2개이상의 전도체 구조물(2,4)사이에서 하나이상의 전기 전도체 접속부를 제조하는 방법으로서, 하나이상의 상기 전도체 구조물(2,4)은 복합 전도체를 형성하도록 케리어(3)에 접속된다. 하나이상의 상기 복합 전도체는 접속부가 열 에너지를 공급함에 의해 또는 전기 전도 재료를 도입함에 의해 형성되는 영역에서 상기 전도체 구조물의 접촉 지점에 개구(6)를 갖추고 있다. 본 발명은 간단하고 비용면에서 효과적인 방법으로 수개의 전도체 구조물사이에서 전기 전도체 접속부를 형성하여 온도 민감 열가소성 케리어에 대한 손상을 방지할수 있도록 한다.

Description

2개 이상의 전도체 구조물 사이에 전기 전도체 접속부를 제조하는 방법
본 발명은 전도체 구조물사이에 특히, 안정화 케리어에 하나이상이 적용되는 2개의 전도체 구조물사이에 부분 전기 전도체 접촉 접속부를 제조하는 방법에 관한 것이다.
전도체 구조물에 있어서 임의의 전도체 구조물로는 임의의 전기 전도체 부품, 예컨데 SMD 및 IC모듈의 전기 접촉부를 들 수 있다. 특히, 이러한 것은 금속 층 또는 금속 박막으로부터 형성된 전도체 구조물 및 그중에서도, 전도체 박막에서 형성된 회로를 포함한다. 예를들어, 전도체 박막은 12-200㎛이상의 두께를 가질수도 있다.
기계적 보강 및 절연을 위해서는, 전도성 구조물은 증착되거나, 다른 공지된 방법으로 케리어에 적용되거나 또는 케리어에 일체식으로 구성될수도 있다. 이러한 타입의 시스템은 하기에는 복합 전도체 시스템으로 언급하였다. 적절한 케리어는 특히 플라스틱, 열가소성 물질, 예컨데, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 할로겐화 폴리올레핀, 할로겐화된 폴리올레핀, 필요에 따라 보강된 폴리에폭시 및 공중합체 또는 이들 중합체의 그라프트 중합체이다. 부식성 보호를 개선시키기 위해서, 또한 전도체 구조물은 표면 처리되거나 또는 표면 정제된다.
다수의 전도체 박막 및 하나이상의 케리어는 종종 예를들어 칩 카드(신분증명서, 크레딧(cheque) 카드등)으로서 사용될수도 있는 다중 층 구조물을 형성하도록 사용될수도 있다.
그러나, 특히 하나이상이 열가소성 물질에 위치되는 2개이상의 전도체 구조물을 갖는 이러한 타입의 다중층 구조물의 경우에는, 전도체 접속부가 전도체 구조물사이에서 만들어질 때 문제가 발생된다. 열이 작용될때, 열 가소성 케리어가 적어도 직접적인 열 작용의 영역하에서 용융된다. (로 등에서) 전체적인 열의 도입은 연속적으로 사용될수 없다. 열의 지역적 유입 및 짧은 기간동안 제어하는 방법이 바람직하다(예를들어, IR, 레이저, 얇은 노즐을 갖는 고온 공기 방법, 저항 방법, 갭 솔더링 로드(gap soldering rod) 방법 등). 열가소성 케리어에 가해진 전도체 구조물이 보다 크거나 또는 더 두꺼운 복합 전도체 장치에 전도되게 접속되게 될 때 특히 문제가 심각하다. 예를들어, 이들은 SMD 모듈에 있어서는 케리어 박막 또는 하나이상의 집적 IC 모듈에 있어서는 금속 접합 플레임(리이드 플레임)을 갖는 복합 전도체 시스템일수도 있다. 이들 케리어 박막은 정상적으로는 상대적으로 두껍고 시트형이다. 전도체 접속부를 제조하는 열에너지가 열가소성 케리어의 측면으로부터 공급된다면, 에너지는 케리어를 통해 전도되어야 하고 이 케리어가 용융되게 한다. 만약 열에너지가 다른 측면으로부터 예를들어 리드 플레임 케리어에 의해 공급된다면, 공급된 에너지의 상당한 부분이 리드 플레임에 의해 분산되며, 이 리드 플레임은 일반적으로 고전도체 금속으로 구성된다. 한편으로는, 이것은 전도체 접속부를 제조하는데 필요한 에너지 소모를 증가시키며, 다른 한편으로는, 열 분산은 케리어가 접속 점 주변의 영역에서 가열되도록 한다. 특히 열 가소성 케리어가 사용될 때, 대부분의 경우에 다중 층 구조물이 변형 또는 파괴되기 때문에 더 이상 사용될수 없는 정도로 용융된다.
이에따라 열을 사용한 방법은 단지 매우 제한된 범위로 사용될수 있거나 또는 전혀 전도체 접속부를 제조할수 없다. 용접, 납땜, 초음파, 열압축, 열음파 또는 레이저 방법과 같은 열을 사용한 방법만이 하나 이상의 열가소성 케리어를 포함하는 다중 층 구조물을 형성하도록 전도체 구조물을 접속시키는데 사용되어 왔지만, 이것은 단지 다양한 제한이 따르게 된다. 접촉 지점의 복잡한 재구성 및 새로운 구조화중 하나가 수행되거나 또는 열가소성 케리어는 다른 보다 고가의 재료로 대체되었다. 열가소성 재료가 손상되는 것을 방지하기 위해서는 다른 가능성은 온도 입력을 낮게 유지하는 것이었다. 그러나, 이것은 달성되는 접속부의 강도를 감소되게 한다.
본 발명의 목적은 2개이상의 전도체 구조물을 특히 열 사용 수단 또는 열을 사용하여 수행되는 방법에 의해, 단순하고 비용면으로 효과적으로 가능한한 안정된 방법으로 전기적으로 접속될수 있도록 하는 방법을 제공된다. 이 방법은 크게는 하나 또는 양쪽 전도체 구조물을 지지하는 케리어가 손상되는 것을 방지한다. 나아가, 이 방법은 에너지 지출을 낮출 수 있다.
본 발명의 목적은 제 1 항에 따르는 방법에 의해 달성된다. 또 다른 실시예는 종속항에 나타내었다.
이에따라, 본 발명은 하나이상이 복합 전도체 장치를 형성하도록 케리어에 접속되는 2개이상의 전도체 구조물사이의 하나 이상의 전기 전도체 접속부를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 하나 이상의 복합 전도체 장치에 있어서, 전도체 구조물의 접촉점의 영역내에 개구를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이 개구는 실제 접속 지점에 직접적으로 접근되도록 하고 접속부가 제어된 방법으로 제공되도록 한다.
한편으로는, 이 접속부는 예를들어 열 방사선, 용접, 납땜, 열압축에 의해, 초음파 수단에 의해, 레이저 또는 열음파 방법에 의해 열 에너지를 공급함에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 용접 방법은 스폿(spot), 갭(gap) 또는 크로스(close) 용접이다. 다른 한편으로는, 접속부는 전기 전도체 매스(mass)를 개구에 도입함에 의해 제조될 수 있다. 예를들어, 전기 전도체 매스는 전도체 페이스트, 전도체 접착제, 납땜 페이스트 또는 납땜 박막이 될 수있다. 바람직하게는, 열 에너지는 접속 지점에 추가로 공급되고 주로 상술한 방법중 하나가 사용될수도 있다. 이 방법은 박막 케리어, 첨가물 및 접속하고자 하는 부품에 따라 선택되며 포함된 재료의 작용에 의해 최소 작용 존속 기간을 감소시켜야 한다. 열 가소성 기판 케리어의 연속적 또는 공정 동반 냉각 작업이 제안되고 있다.
접속 지점에 대한 직접적인 접근은 복합 전도체 장치내의 개구에 의해 제조되는 것이 가능하기 때문에, 2개의 전도체 장치사이의 접속이 매우 간단한 방법으로 제조되는 것이 가능하다. 열을 사용하여 실행되는 방법을 사용하는 경우의 종래 기술의 문제점은 본 발명에 의해 극복될 수 있다. 이에따라,예를들어, 더 이상 열 에너지는 케리어를 통해 전도되지 않지만 제어된 방법으로 접속점에 직접 공급될 수 있다. 한편으로는, 이것은 에너지를 절감할수 있지만 다른 한편으로는 케리어의 제어되지 않은 용융 작업을 크게 극복할 수 있다. 본 발명에 따라, 낮은 용융점을 갖는 케리어는 어려움없이 사용될 수 있다. 예를들어, (PVC, PE, PET, PEN, PP, ABS등으로 제조된) 비용면에서 효과적인 열 가소성 케리어가 용이하게 사용될수도 있으며 또한 폐기 처리물 또는 재생물의 관점으로부터 유리할수도 있다.
본 발명은 특히 전도체 접속부가 상대적으로 두꺼운 복합 전도체 장치, 예컨데 리드 플레임 박막으로 제조될 때 특히 바람직하다. 본 발명에 따르면, 열 에너지는 제어된 방법으로 접속점에 공급될수 있기 때문에, 금속 리드 플레임이 가열되는 것을 방지할수 있으며 케리어로의 열의 전환 및 케리어의 용융은 실제로는 관측되지 않는다.
본 발명은 도면을 참조로 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 실행되는 다중 층의 디자인을 도시한 단면도이다.
도 2는 접속부가 제조된 도 1에 따른 다중층을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 다른 실시예로 접속부를 제조한 도 1 에 따른 다중층을 도시한 도면이다.
도 4는 좌측에서는 개개의 부품의 형태 및 우측에서는 복합 구조물의 형태를 단면으로 개략적으로 도시하였으며, 가능한 접속 기술을 도해식으로 예시한 다양한 다중 층을 도시한 도면이다.
도 5는 복합 전도체에 본 발명에 따른 개구의 전형적인 형태를 도시한 평면도이다.
특히, 도 1은 본 발명에 따른 방법으로 제조 가능한 다중층을 도시한 것이다. 예를들어, 다중층(1)은 2개의 복합 전도체로 구성되는데, 즉 한편으로는 케리어(3)위에 정렬된 전도체 구조물(2)과 다른 한편으로는 금속 리드 플레임(도시하지 않았음)이 집적되어 있는 리드 플레임 박막으로 구성된다. IC 또는 SMD 모듈(5)이 리드 플레임(4)상에 정렬된다.
이 장치는 단지 실례이다. 주로, 본원 발명은 모든 전도체 구조물의 접속부에 대해 적절하며, 이들중 적어도 하나는 복합 전도체를 형성하도록 케리어와 조합된다.
본원 발명에 따라, 다중층에 있는 적어도 하나의 복합 전도체에는 개구가 제공된다. 이 개구는 복합 전도체내의 전도체 구조물의 접촉 지점의 영역내에 위치된다. 도 1은 (6)으로 지시된 개구를 도시하고 있다. 이 개구는 접촉 지점에 직접 접근하도록 한다. 이러한 접속부를 제조하기 위해 열 에너지가 공급될 때, 먼저 (7)로 지시된 지점의 영역에서 접속부가 형성된다.
기판 두께가 50㎛ 내지 1000㎛이상일 경우 개구의 크기는 바람직하게는 지름이 0.3 내지 1.5mm이다. 개구는 방법, 사용되는 재료, 이들의 크기 및 접속 기술(땝납, 용접, 부착 결합등)의 선택에 따라 좌우된다.
도 2는 접속부가 열을 사용하여 제조되는 도 1 에 따른 다중층 구조물을 도시하고 있다. 열 에너지의 공급에 따라 발생된 용융점은 (8)로 지시되어 있다.
도 3은 도 1에 따른 다중층을 도시하고 있으며, 접속부는 전기 전도체 수단, 예를들어, 납땜 또는 전도체 페이스트 수단에 의해 제조되어진 것이다. 개구에 삽입된 전도체 매스는 (9)로 지시된다.
개구(6)는 폭넓은 다양한 방식으로 제조될수도 있다. 예를들어, 이들은 펀칭(punch) 가공, 스탬핑(stamp) 가공, 컷팅(cut) 또는 톱 가공, 밀링(mill) 가공, 에칭(each) 가공, 프린팅(print) 또는 다른 방법으로 제조될수도 있다. 개구의 형태 및 크기는 복합 전도체의 디자인 및 이것의 의도한 용도에 따라 좌우된다. 원형 단면을 갖는 개구는 제조가 간단하기 때문에 바람직하다. 그러나, 주로 이 개구는 의도한 단면 형태 즉 예를들어, 정사각형, 직사각형, 다각형, 타원형 등의 형태를 가질수도 있다. 기다란 형태는 시트형 접속 디자인에 대해 바람직하다. 개구의 코너는 둥근형태로 형성될수도 있다. 개구의 전형적인 단면 형태는 도 5에 도시되어 있다.
도 4는 본 발명에 따른 방법에 의해 접속될 수 있는 추가의 다중층 구조물을 개략적으로 도시한 것이다. 각 경우에, 좌측면상에서는 접속되지 않은 개개의 부품을 도시하고 있고, 우측편에는 대응 다중층 구조물 및 접속부의 제조를 개략적으로 예시하였다.
도 4a에 예시된 것은 도 1 내지 3에 대응된다. 도 4a 2)에서, 10은 열 에너지를 공급하기 위한 수단을 지시한 것이다. 예를들어, 이것은 초음파 및/또는 열 압축 전극 또는 이미 기술된 방법으로 열 에너지가 공급될 수 있는 다른 수단이 될 수도 있다.
종래 기술의 방법과 비교하여 본원 발명의 장점은 에너지가 제어되거나 또는 구역적으로 제한된 방법으로 공급될수 있다는 것이다. 먼저 열 에너지가 케이러를 통해 통과되지도 않으며 비교적 많은 양의 에너지가 리드 플레임 박막(4)내의 리드 플레임을 통해 유용되고 박막이 용융되기 시작할 위험이 없다. 이에따라, 본 발명에 따르면, 열 감지 케리어 재료, 예컨데, 열가소성 재료는 전도체 접속부가 제조될 때 이들이 손상되지 않고서 사용될수도 있다.
도 4b는 케리어 박막(3) 및 전도체 구조물(2)로 구성된 복합 전도체에 리드 플레임 박막을 접속시키는 다른 가능한 실시예를 도시한 것이다. 리드 플레임내의 개구 대신에, 2개의 복합 전도체 즉, 케리어 박막(3) 및 전도체 구조물(2)의 하부에 개구가 형성되어 있다. 2개 이상의 복합 전도체를 갖는 다중층에 있어서, 가장 두꺼운 복합 전도체에는 바람직하게는 개구가 형성되어있다. (10')은 열 에너지를 공급하기 위한 수단, 예를들어 레이저 또는 IR 방사선을 공급하기 위한 수단을 지시한 것이다.
도 4c는 2개의 리드 플레임(4, 4')이 서로 접속되어 있는 다중층을 예시한 것이다. 개구(6)는 복합 전도체의 상부에 위치된다.
도 4d는 각 경우에 전도체 구조물(2, 2') 및 케리어(3 및 3')로 구성된 2개의 복합 전도체로 구성된 다중층을 도시하고 있다. IC 또는 SMD 모듈은 2개의 복합 전도체의 하부에 정렬된다. 상부 복합 전도체(2', 3')는 오리피스(6)이외에, IC 또는 SMD 모듈에 대한 통로 오리피스(11)를 갖는다.
도 4e에 따른 구조에 있어서, 부착된 IC 또는 SMD 모듈(5)을 갖는 리드 플레임 박막(4)은 도 4d에 본질적으로 대응되는 2개의 복합 전도체사이에서 밀려넣어진다. 이 경우에, 개구(6, 6')는 상부 복합 전도체(2', 3') 및 리드 플레임 박막(4)을 통해 연장된다.
다른 가능한 실시예는 도 4f에 도시하였다. 본원에서, 한편으로는, IC 또는 SMD 모듈(5)은 하부 복합 전도체상에 정렬되고 대응 오리피스(11')는 리드 플레임 박막(4)내에 제공된다. 개구(6, 6')는 상부와 하부 복합 전도체내에 위치된다. 접속부를 제조하기 위해서, 구조물의 양 측면으로부터 열에너지가 공급된다(10").
개구(6, 6')의 정렬은 다중층내의 접속 점의 위치에 따라 좌우된다. 또한, 열 에너지로 접속되는 대신에, 전도체 구조물사이의 접속은 각 경우에 있어서, 전도체 매스의 수단에 의해 제조될수도 있다.
본 발명에 따른 복합 전도체 및 본 발명에 따라 제조될 수 있는 다중층은 간단하고 비용면에서 효율적인 방법으로 수득된다. 개개의 층들사이에서 본 발명에 따라 제조된 접속부는 안정되어 있다. 그럼에도 불구하고, 이들을 제조하기 위해서는 단지 낮은 에너지 입력이 필요로 된다. 접속 에너지는 제어된 방법으로 개구를 통해 접속 지점에 공급될수있기 때문에, 접속부 영역 외면에서의 케리어의 용융은 크게 극복될 수 있다. 열 가소성 케리어가 사용될수도 있다. 나아가 본 발명에 따른 복합 전도체의 디자인은 제조된 접속부가 가시적으로 체크되도록 한다. 그밖에도, 통로 오리피스는 제조하는 동안 최종 다중층에서 가시적 위치조정 및 중심조정을 목적으로 사용될수도 있다.

Claims (8)

  1. 2개이상의 전도체 구조물(2, 2', 4, 4')사이에서 하나이상의 전기 전도체 접속부를 제조하는 방법으로서, 하나이상의 상기 전도체 구조물(2, 2', 4, 4')은 복합 전도체를 형성하도록 케리어(3, 3')에 접속되고, 하나이상의 상기 복합 전도체는 상기 전도체 구조물의 접촉 지점의 영역내에서 개구(6, 6')를 갖추고 있는 전기 전도체 접속부를 제조하는 방법에 있어서,
    하나 이상의 케리어(3, 3')는 열 가소성 재료로 구성되고 열 에너지는 상기 개구(6, 6')의 영역내에서 구역적으로 공급되어 전기 전도체 접속부를 제조하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 개구(6, 6')에 전기 전도체 매스(9)가 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 전기 전도체 매스(9)가 전도체 페이스트, 전도체 접착제, 납땜 페이스트 또는 납땜 박막인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 열 에너지는 용접에 의해 특히, 스폿, 갭 또는 크로스 용접, 땝납, 초음파, 열압축, 열 음파 또는 레이저에 의해 열 방사선으로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 전도체 구조물(2, 2')은 각각 케리어(3, 3')상에 또는 이것에 집적되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 모든 상기 케리어(3, 3')가 열 가소성 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 접속부가 상기 복합 전도체(2, 3 또는 2', 3')의 두꺼운 부분에 위치된 개구의 영역에서 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한항에 있어서, 박막에 집적된 상기 금속 리드 플레임(4)과 열가소성 케리어(3, 3')상에 정렬된 하나 이상의 구조물(2, 2')사이에서 전기 전도체 접속부를 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
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