KR200390440Y1 - 이방 도전성 커넥터 단자 - Google Patents

이방 도전성 커넥터 단자 Download PDF

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Abstract

비도전성 탄성 고무층과 금속포일이 제 1 방향으로 연속하여 교대로 적층되고 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 배치되는 대상물들 사이에 개재되어 금속포일을 전기적 도전통로를 이용하는 이방 도전성 커넥터 단자가 개시된다. 이 구성에 의하면, 얇은 두께의 금속포일을 이용함으로써 파인 피치를 구현할 수 있으며, 금속의 전기적 특성에 기인하여 도전성 파우더를 이용하는 종래의 커넥터에 비하여 높은 전기적 전도성을 얻을 수 있다.

Description

이방 도전성 커넥터 단자{Zebra typed anisotropic conductive connector terminal}
본 고안은 이방 도전성 커넥터 단자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도전층으로 금속포일을 이용하여 파인 피치를 구현함과 동시에 전기적 전도성을 향상시킨 이방 도전성 커넥터 단자에 관한 것이다.
일반적으로 FPC(Flexible Printed Circuit)등의 회로를 LCD(Liquid Crystal Display)등의 전극에 전기적, 기구적으로 연결하는 데에는 이방 도전성 필름(ACF; Anisotropic Conductive Film)이나 후지 폴리머(Fuji Polymer)사의 제브라(Zebra) 커넥터가 주로 이용된다.
즉, LCD용 유리의 투명 전극 재료로는 ITO를 사용하는데, ITO는 스퍼터링(sputtering)방식에 의하여 LCD용 유리에 최대 수 미크론 이하의 두께로 얇게 코팅 되어 있기 때문에 기존의 납땜 방식이나 케이스가 있는 기계적 접합 방식의 커넥터로는 전기적, 기계적 접합이 실제 불가능하여 ACF나 제브라 커넥터를 사용하여 접합한다.
이 중에서 이방성 도전필름은 에폭시계 바인더에 금속입자나 금속막을 코팅한 수지입자와 같은 전도성 입자를 분산시킨 필름상의 접착제로써 상호 대향하는 전극 사이에 존재하는 도전입자에 의해 전기적 통로가 형성된다.
또한, 제브라 타입의 커넥터의 경우는 도전층 실리콘고무와 비도전층 탄성 고무를 교대로 적층함으로써 대향하는 전극에 도전층 탄성 고무가 접촉하도록 함으로써 전기전도성 및 절연성을 얻을 수 있으며, 비도전층에 의해 인접하는 전극으로 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 제브라 타입의 커넥터의 도전층 탄성 고무는 비도전성 탄성 고무에 도전성 파우더를 혼합하여 도전층을 형성한 것이 사용되기 때문에 여러 가지의 문제점을 갖는다.
우선, 비도전성 탄성 고무에 분산된 도전성 파우더에 의해 전기적 전도성을 갖기 때문에 일반적으로 전기적 전도성이 떨어진다는 단점이 있다. 즉, 전기전도성을 좋게 하기 위해서는 도전성 파우더를 많이 혼합하여야 하는데, 이 경우 도전층 탄성 고무의 탄성이 나빠진다는 단점이 있다.
또한, 기계적 및 전기적으로 안정적인 접촉을 위하여 도전층과 비도전층의 경도가 유사하게 제조해야 된다는 단점이 있다.
또한, 일정한 전기 전도성을 갖기 위해서 도전층에 포함되는 도전성 파우더을 일정량 포함해야 하기 때문에 도전층의 두께를 얇게 하는데 한계가 있으므로 파인 피치를 구현하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 도전층 단면은 탄성 고무 탄성체로만 구성되어 강도가 없으므로 대상물에 먼지나 기름 등의 이물질이 묻어 있는 경우 신뢰성 있는 전기적 접촉을 할 수 없다는 단점이 있다.
더욱이, 도전층과 비도전층의 경도가 Shore A 55-65 사이에 있어 전체적인 경도가 높기 때문에 대상물과 커넥터를 전기적을 접촉하기 위하여 큰 힘을 가해야 한다는 단점이 있다.
또한, 도전층 탄성 고무에는 최대 50㎛ 이하의 금속 파우더가 사용되었기 때문에 외부로부터 가해지는 힘에 따라 도전층의 금속 파우더 입자의 위치가 변경되어 전기 저항이 틀려지므로 신뢰성이 없다는 단점이 있다.
따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 도전층으로 금속포일을 이용하여 파인 피치를 구현함과 동시에 전기적 전도성을 향상시킨 이방 도전성 커넥터 단자를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 고안의 다른 목적과 특징은 이하에 서술되는 바람직한 실시 예를 통하여 보다 명확하게 이해 될 것이다.
본 고안의 일 측면에 따르면, 비도전성 탄성 고무층과 금속포일이 제 1 방향으로 연속하여 교대로 적층되고 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 배치되는 대상물들 사이에 개재되어 금속포일을 대상물 간의 전기적 도전통로로 이용하는 이방 도전성 커넥터 단자가 개시된다.
이 구성에 의하면, 얇은 두께의 금속포일을 이용함으로써 파인 피치를 구현할 수 있으며, 금속의 전기적 특성에 기인하여 도전성 파우더를 이용하는 종래의 커넥터에 비하여 높은 전기적 전도성 및 신뢰성을 얻을 수 있다.
바람직하게, 금속포일에는 다수의 홀들이 형성되고, 이 홀들을 통하여 비도전성 탄성 고무층이 연결될 수 있다.
이 구성에 따르면, 전기적 저항은 동일하면서도 보다 유연성을 가질 수 있으며, 홀을 통하여 비도전성 탄성 고무층이 연결되므로 금속층과 고무층 사이의 보다 신뢰성있는 접착을 이룰 수 있다.
바람직하게, 금속포일의 양 측면과 비도전성 탄성 고무층 사이에는 도전성 탄성 고무층이 더 적층될 수 있다.
이 구성에 의하면, 도전성 탄성 고무층의 단부면은 탄성을 갖기 때문에 금속포일이 대향하는 대상물과 접촉할 때 금속포일의 얇은 두께에 의해 발생할 수 있는 불확실한 전기적 접촉을 보다 확실하게 해줄 수 있고, 기구적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 외부로 노출된 금속포일 또는 금속포일과 도전성 탄성 고무층의 양 단면은 이후 전해도금공정에 의해 금속도금층으로 덮여질 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 대상물과 접촉하는 부분의 면적을 넓혀주는 이점이 있으며, 대상물과 접촉하는 부분이 비도전성 탄성 고무층의 표면보다 돌출되도록 함으로써 전기적 접촉이 용이하도록 할 수 있고, 금속포일의 절단면에서의 부식을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 나타내는 절단 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 고안의 이방 도전성 커넥터 단자(100)는 비도전성 탄성 고무층(110)과 금속포일(metal foil; 120)이 연속적으로 교대로 적층되어 이루어진다. 즉, 금속포일(120)이 그 단부가 노출되도록 비도전성 탄성 고무층(110)에 일정한 간격으로 심어져 있는 형상을 갖는다.
탄성 고무로는 실리콘 고무나 천연 고무 또는 합성 고무가 이용될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 비도전성 탄성 고무층(110)가 탄성 지지체의 역할을 함과 동시에 미세한 두께의 금속포일(120)을 지지하는 역할을 하고, 금속포일(120)은 대향하는 대상물을 서로 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
또한, 강도를 갖는 금속포일의 단면이 대향하는 면과 접촉하므로 고무가 접촉하는 것보다 신뢰성 있는 전기접촉을 할 수 있다.
이 실시예에 따르면, 얇은 두께의 금속포일(120)을 이용함으로써 파인 피치를 구현할 수 있다. 예를 들어, 종래의 제브라 커넥터의 경우, 도전층 간의 피치가 30㎛ 정도인데 비하여 본 고안에서 금속포일 간의 피치는 8㎛ 정도로 파인 피치를 구현할 수 있다.
또한, 금속의 전기적 특성에 기인하여 금속의 도전성 파우더가 혼합된 비도전성 탄성 고무를 이용하는 종래의 커넥터에 비하여 높은 전기적 전도성을 얻을 수 있다. 예를 들어, 종래의 일반적인 제브라 커넥터의 경우 도전층 탄성 고무 양단에서 측정한 전기 저항이 1오옴 이상인데 비해 본 고안의 금속포일 양단에서 측정한 전기 저항은 약 0.1오옴 이하로 전기적 전도성이 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 도전성 파우더가 혼합된 비도전성 탄성 고무를 이용하지 않기 때문에 종래의 커넥터에 비하여 도전층과 비도전층의 경도가 다른 제품의 사용이 가능하고, 전체적인 경도를 낮출 수 있어 적은 힘을 가해도 된다는 장점이 있다. 즉, 예를 들어, 비도전성 탄성 고무로 경도가 낮은 재질을 이용함으로써 전체적인 경도를 낮출 수 있다.
또한, 금속 파우더를 사용하지 않기 때문에 가격이 싸고 제조공정이 쉽다.
바람직하게, 금속포일(120)의 재질로는 알루미늄이나 구리가 이용될 수 있고, 대략 6㎛ 내지 15㎛의 두께를 갖는다.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 나타내는 확대 단면도이다.
이 실시예에서는 외부로 노출되는 금속포일(120)의 단면을 금(Au) 등의 재질로 된 금속도금층(130)으로 덮는다. 이때, 금속포일(120)은 양단면이 외부로 노출되며, 노출되는 부분에 전기도금에 의해 금속도금층(130)을 형성할 수도 있다.
이러한 구성에 따르면, 얇은 두께의 금속포일(120)에 있어서 외부로 노출되어 대상물과 접촉하는 단면 부분에 금속도금층(130)을 형성함으로써 접촉 면적을 넓혀주는 이점이 있으며, 또한 대상물과 접촉하는 부분이 비도전성 탄성 고무층(110)의 표면보다 돌출되도록 함으로써 보다 전기적 접촉이 용이하도록 할 수 있다는 이점이 있다. 더욱이, 금속포일(120)의 절단부에서의 부식을 방지할 수 있다.
바람직하게, 금속도금층(130)은 0.1㎛ 이상의 두께로 형성할 수 있다.
도 3은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 나타내는 확대 단면도이다.
이 실시예에서 금속포일(120)은 도전성 탄성 고무층(140) 사이에 개재되어 샌드위치된 구조를 갖는다. 도전성 탄성 고무층(140)은, 예를 들어, 탄소, 구리 또는 은 파우더를 액상 탄성 고무 수지에 분산하여 인쇄방식에 의해 형성할 수 있다.
이 구성에 의하면, 도전성 탄성 고무층(140)은 탄성을 가지면서도 폭을 넓게 형성할 수 있으므로 금속포일(120)이 대상물과 접촉할 때 금속포일(120) 만의 얇은 두께에 의해 발생할 수 있는 불확실한 전기적 접촉을 확실하게 해주는 이점이 있다. 또한, 금속포일(120)만 적용하는 경우와 비교하여 전기적 저항을 더욱 줄여줄 수 있다는 이점이 있다.
한편, 이 실시예의 경우 도 2의 금속도금층(130)을 금속포일(120)과 도전성 탄성 고무층(140)의 노출 부분을 덮도록 형성할 수 있다.
도 4는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 나타내는 확대 단면도이다.
이 실시예에서는 금속포일(120)에 다수개의 홀(122)이 형성되고, 금속포일(120)의 양면에 코팅되는 비도전성 탄성 고무는 홀(122)을 통하여 서로 연결된다.
이에 따라 전기적 저항은 동일하면서도 보다 유연성을 가질 수 있으며, 홀(122)을 통하여 비도전성 탄성 고무층(110)이 연결되므로 금속층과 고무층 사이의 보다 신뢰성있는 접착을 이룰 수 있다.
이하 상기한 이방 도전성 커넥터 단자의 제조방법에 대해 설명한다.
먼저 금속포일(120)의 어느 한 면에 액상의 비도전성 탄성 고무를 캐스팅(casting) 또는 인쇄방법 등을 이용하여 일정한 두께로 코팅하고 경화 공정을 거쳐 비도전성 탄성 고무층(110)을 형성한다.
이어 금속포일(120)의 다른 면에 액상의 비도전성 탄성 고무를 캐스팅(casting) 또는 인쇄방법 등을 이용하여 일정한 두께로 코팅하고 다른 금속포일(120)을 코팅된 비도전성 탄성 고무 위에 위치하고 경화 공정을 거쳐 다른 비도전성 탄성 고무층(110)을 형성한다. 이때, 액상의 비도전성 탄성 고무는 열경화성이거나 습기경화성 또는 용제경화성 탄성 고무일 수 있다.
이에 따라 하나의 금속포일(120)은 두 층의 비도전성 탄성 고무층(110) 사이에 위치함과 동시에, 하나의 비도전성 탄성 고무층(110)은 두 금속포일(120) 사이에 위치하게 된다.
이와 같은 공정을 연속적으로 반복하여 커넥터 블록을 형성한 다음, 해당 규격에 맞도록 금속포일의 두께방향으로 절단하여 본 고안에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 제조한다.
또한, 필요에 따라 비도전성 탄성 고무층(110)으로부터 노출된 금속포일(120)의 단부에 금 등을 이용하여 금속도금층(130)을 형성할 수 있다.
도 3에 따른 이방 도전성 커넥터 단자의 경우에도 유사한 공정을 적용할 수 있으며, 이 경우에는 비도전성 탄성 고무층(110) - 도전성 탄성 고무층(140) - 금속포일(120) - 도전성 탄성 고무층(140) - 비도전성 탄성 고무층(110)의 적층 구조를 이루도록 연속적으로 진행한다.
이상에서는 본 고안의 바람직한 실시 예들을 중심으로 설명하였지만 당업자의 수준에서 다양하게 변경할 수 있다. 따라서, 본 고안의 권리 범위는 상기한 실시 예에 한정되어서는 안 되며 이하에 기재된 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 얇은 두께의 금속포일을 전극으로 이용함으로써 파인 피치를 구현할 수 있으며, 금속의 전기적 특성에 기인하여 도전성 파우더를 이용하는 종래의 커넥터에 비하여 높은 전기적 전도성을 얻을 수 있다.
또한, 금속포일의 외부로 노출되어 전극으로 사용되는 부분에 금속도금층을 형성함으로써 대상물과 접촉하는 부분에서의 전극의 면적을 넓혀주고, 대상물과 접촉하는 도금된 금속포일의 단면이 비도전성 탄성 고무층의 표면보다 돌출되도록 함으로써 전기적 접촉을 보다 용이하도록 할 수 있으며, 금속포일의 절단면에서의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 금속포일에 홀을 형성함으로써 이 홀을 통과하여 비도전성 탄성 고무층이 연결됨으로써 금속층과 고무층 사이의 보다 신뢰성있는 접착을 이룰 수 있다.
또한, 도전성 탄성 고무층을 금속포일의 양측면에 적층함으로써 금속포일이 대상물과 접촉할 때 얇은 두께에 의해 발생할 수 있는 불확실한 전기적 접촉을 확실하게 해주며, 금속포일만 적용하는 경우와 비교하여 전기적 저항을 더욱 줄여줄 수 있다는 이점이 있다.
또한, 종래의 경우 도전층 고무층을 위해 은(Ag)과 같은 고가의 금속 파우더를 이용하고 별도의 공정을 거쳐 제작하기 때문에 제조원가가 고가인데 비해 본 고안의 경우는 제조원가가 저렴하다는 이점이 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 나타내는 절단 사시도이다.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 이방 도전성 커넥터 단자를 나타내는 확대 단면도이다.

Claims (5)

  1. 비도전성 탄성 고무층과 금속포일이 제 1 방향으로 연속하여 교대로 적층되고 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 배치되는 대상물들 사이에 개재되어 상기 금속포일을 상기 대상물 간의 전기적 도전통로로 이용하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터 단자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속포일에는 다수의 홀들이 형성되고, 상기 홀들을 통하여 상기 비도전성 탄성 고무층이 연결되는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터 단자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속포일의 양 측면과 상기 비도전성 탄성 고무층 사이에는 도전성 탄성 고무층이 더 적층되는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터 단자.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속포일의 노출되는 단면은 금속도금층으로 덮여지는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터 단자.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 금속포일과 도전성 탄성 고무층의 노출되는 단면은 금속도금층으로 덮여지는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 커넥터 단자.
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