KR20100057421A

KR20100057421A - 솔더링 가능한 개스킷

Info

Publication number: KR20100057421A
Application number: KR1020080116458A
Authority: KR
Inventors: 정장환; 송복현; 장윤석; 정용택; 오경근; 임재석
Original assignee: 주식회사 익스팬
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-05-31

Abstract

고열의 리플로우 솔더링 공정에서도 중공에서도 제품의 변형이 없고, 충분한 탄성을 가지며 금속의 부식을 막아주는 솔더링 가능한 개스킷이 제공된다. 본 발명에 따른 솔더링 가능한 개스킷은, 격벽을 사이에 두고 제1중공(中空)부 및 제2중공(中空)부가 내부에 배치된 탄성부재; 기재필름과, 상기 기재필름의 일면에 결합되어 있고 솔더링이 가능한 방청제로 표면 처리 된 금속박을 구비하는 라미네이트부재를 포함하며, 상기 라미네이트부재는 상기 탄성부재를 감싸고 있으며, 상기 격벽은 형상유지기능을 하는 것을 특징으로 한다.

개스킷, 전기접촉단자, 방청제, 솔더링

Description

솔더링 가능한 개스킷{SOLDERABLE GASKET}

본 발명은 솔더링 가능한 개스킷에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로 기판 위에 전자 부품을 올려놓는 공정에서 회로 기판과 전자 부품의 접촉부, 또는 전자 부품 사이의 접촉부에 사용될 수 있는 도전성 접촉 단자인 솔더링 가능한 개스킷에 관한 것이다.

전자, 통신 산업의 중요하게 취급되는 공정 비용의 절감과 제품의 소형화 기술에 대한 요구는, 더욱 복잡한 전자 회로와 대단히 조밀해진 집적 회로의 양산으로 이어졌다. 표면 실장 기술(Surface Mount Technology : SMT)은 전자회로를 PCB 기판 위에 올려놓고 고온에서 경화시키는 자동화 기술로서, 이러한 SMT공정을 통해 전자 부품간의 전기적 접촉 품질의 향상, 공정 시간의 단축, 제품의 초소형화가 더욱 가능하게 되었다.

전자 부품과 회로 기판 또는 전자 부품과 전자 부품의 접합을 위해서 그 사이에 도전성 접촉 단자가 개입될 수 있다. 일반적으로 접합부의 높이는 회로에 따 라 다양하기 때문에, 도전성 접촉 단자는 접합부의 높이에 맞게 변형되어 적용되거나, 탄성을 가진 금속성의 접촉 소자가 사용되는 경우가 있었다. 또한 접합면 자체가 불균일하거나 접합 치수가 맞지 않음에 따른 전기적 접속 불량의 문제를 방지하기 위하여 이러한 접합 부위에는 탄성이 있는 도전성 접촉 단자를 개입시킬 필요가 있었다.

리플로우 솔더링이 포함되는 표면 실장 공정은 200℃ 내지 270℃의 고열에서 진행되는데, 통상의 도전성 재료를 단순히 사용할 경우 제품이 변형되어 도전성을 상실하여 실제적으로 도전성 접촉 단자로서의 역할을 할 수 없었기 때문에, 표면 실장 공정에 적합한 접촉 단자를 사용할 필요가 있다.

그래서, 종래에는 접촉 단자의 열변성을 방지하기 위하여 베릴륨동과 같은 탄성 회복력이 있는 금속 재질의 도전성 접촉 단자를 사용한 경우가 있다. 그러나, 베릴륨동의 경우에도 탄성에 한계가 있으므로 전기적으로 연결한 부위의 높이가 큰 경우에는 적용하기 어려운 문제가 있었다.

이에 따라 종래에는 탄성고무를 감싸는 금속층이 형성된 도전성 접촉 단자를 사용하였는데, 표면 실장 공정중 고열에 의해 탄성고무 내에 남아있던 가소제 등이 고열에 의해 팽창하면서 탄성고무가 부풀어 올라 도전성 접촉 단자가 손상되는 문제가 발생하였다. 또한 도전성 접촉 단자의 외부를 금속층으로 감싸면서 금속층이 부식되는 경우도 발생하는 문제점도 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 표면 실장 공정의 고열에서도 제품의 열변형이 일어나지 않는 솔더링 가능한 개스킷을 제공하는데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 금속박의 표면에 방청처리를 하고 방청처리된 금속박이 도전성을 갖도록 하는 솔더링 가능한 개스킷을 제공하는데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 솔더링 가능한 개스킷은 격벽을 사이에 두고 제1중공(中空)부 및 제2중공(中空)부가 내부에 배치된 탄성부재; 기재필름과, 상기 기재필름의 일면에 결합되어 있고 솔더링이 가능한 방청제로 표면 처리 된 금속박을 구비하는 라미네이트부재를 포함하며, 상기 라미네이트부재는 상기 탄성부재를 감싸고 있으며, 상기 격벽은 형상유지기능을 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 솔더링 가능한 개스킷은 전기 저항이 매우 낮아 전력 손실의 우려가 적다. 또한 고열의 리플로우 솔더링 공정에서도 중공(中空)부가 내부에 배치된 탄성부재로 인하여 제품의 변형이 없고, 충분한 탄성을 갖기 때문에 접촉 소자가 삽입되는 부위에서 요구되는 다양한 높이에 삽입시켜 사용될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 솔더링 가능한 개스킷은 탄성부재의 내부의 중공(中空)부들 사이에 격벽을 형성하여 상기 격벽의 지지로 인하여 고열의 리플로우 솔더링 공정 후에도 탄성부재로 인하여 제품의 변형이 없도록 하게 해준다.

또한, 본 발명의 솔더링 가능한 개스킷은 금속박의 표면에 솔더링이 가능한 방청제를 구비하여 금속의 부식을 막아주고 솔더링도 가능하도록 해준다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하 도면을 참고하여, 본 발명의 솔더링 가능한 개스킷(10)에 대하여 상세 히 설명한다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 솔더링 가능한 개스킷(10)은 격벽(230)을 사이에 두고 제1중공(中空)부(210) 및 제2중공(中空)부(220)가 내부에 배치된 탄성부재(100)와 상기 탄성부재(100)를 감싸고 있는 라미네이트부재(300)로 이루어져 있다.

격벽(230)은 탄성부재(100)를 관통하는 제1중공부(210) 및 제2중공부(220)에 의해 형성되는 것이다. 격벽(230)은 제1중공부(21) 및 제2중공부(220)의 형상 변형을 막아주며, 궁극적으로는 탄성부재(100), 더 나아가서는 솔더링 가능한 개스킷(10)의 형상을 유지해주는 기능을 해준다.

일반적으로 막대형상인 탄성부재(100)는 본 발명의 솔더링 가능한 개스킷(10)에 탄성을 부여하는 것으로서, 발포 실리콘, 내열 처리된 천연고무 또는 합성 고무가 바람직하다. 표면 실장 공정이 200℃ 내지 270℃의 고온에서 진행되는 프로세스임을 고려할 때, 상기 탄성부재(100)는 열에 의해 부재가 변성되지 않도록 내열성 있는 재료를 사용함이 바람직하다.

탄성부재(100)의 내부에 형성되어 있는 제1중공부(210) 및 제2중공부(220)의 단면 형상은 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 원형, 타원형, 반구형 등과 같이 다양한 형상의 소정의 단면 형상을 가질 수 있다. 다만, 솔더링 가능한 개스킷(10)이 회로 기판에 안정적으로 고정되기 위해서는, 솔더링 가능한 개스킷(10)의 아랫면이 평평한 것이 바람직하다.

탄성부재(100)는 격벽(230)을 사이에 두고 형성된 제1중공부(210) 및 제2중공부(220)를 포함하는데, 이들 제1중공부(210) 및 제2중공부(220)가 형성되어 있어서 탄성부재(100)가 표면 실장 공정시 고열에 의해 가소제 등이 팽창되어 제품이 손상하는 것을 막아준다. 즉 중공의 탄성부재(100)는 열이 가해지더라도 중공으로 인해 탄성부재(100)의 팽창이 제품을 손상하지 않게 해준다.

도 2에 도시된 바와 같이, 라미네이트부재(300)는 기재필름(310)과, 상기 기재필름(310)의 일면에 결합되어 있는 금속박(320)을 구비하고 있다.

상기 기재필름(310)은 본 발명의 제품이 실장 공정 중의 리플로우 솔더링 공정을 거쳐야 함을 고려할 때, 내열성을 갖는 필름을 사용하는 것이 바람직하며, 이에 적합한 내열성 필름으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌나프타라레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS)등의 재질을 갖는 필름이 좋다. 특히 폴리이미드(PI)는 이하에서 설명할 제1 금속박(321) 및 제2 금속박(322)으로 이루어진 금속박(320)과 관련하여 중요한 효과를 가진다.

기재필름(310)의 두께는 12㎛ 내지 50㎛가 바람직하며, 약 25㎛가 더욱 바람직한 실시예이다. 기재필름의 두께가 12㎛ 이하의 경우 부착면과 본 제품을 솔더링한 후 사용 시 외부 충격에 충격 완화 작용이 미비하게 되어 탈착 및 형상 변화 현상이 일어나며, 50㎛ 이상의 경우 본 제품을 제조 시 형상 제작이 불가능한 현상이 발생된다.

예를 들어 폴리이미드(PI)는 압연 동박에 니켈 도금된 금속박(320)을 사용하는 경우, 생산과정에서 금속박(320)이 저항에 의해 끊어지는 것을 방지하고, 생산 완료된 제품을 절단하는 경우 절단면이 눌려 외관 불량이 발생되어 눌린 면의 복원을 증가시키는 경우 효과적인 재질이다.

기재필름(310)의 양면에는 접착제 또는 점착제가 형성되어 있다. 바람직하게는 접착제 또는 점착제는 실리콘 점착제 또는 실리콘 접착제이다. 더욱 바람직하게는 기재필름(310)의 일면에는 아크릴 점착제(311)가 형성되어 있고, 타면에는 실리콘 점착제(312)가 형성되어 있다. 상기 아크릴 점착제(311)는 고열 아크릴 점착제 또는 열경화성 핫멜트인 것이 바람직하다.

금속박(320)과 결합하는 기재필름(310)의 일면은 아크릴 점착제(311)로 이루어져 있고, 탄성부재(100)와 결합하는 기재필름(310)의 타면은 실리콘 점착제(312) 또는 접착 가능한 실리콘 및 씰란트로 이루어져 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 금속박(320)은 제1 금속박(321) 및 제2 금속박(322)의 이중층으로 이루어질수 있다.

제1 금속박(321)은 솔더링이 가능한 것이라면 그 종류에 특별한 제한이 없으나 바람직하게는 구리, 금, 은, 주석 등의 금속 재료로, 더욱 바람직하게는 니켈로 구성될 수 있다. 본 발명에서의 제1 금속박(321)은 전기의 전도가 가능한 금속성분이 포함된 재료를 의미하는 것으로, 금속메쉬, 금속이 코팅된 필름, 금속층을 포함하는 개념으로 사용된다.

제1 금속박(321)의 두께는 0.2㎛ 내지 2㎛가 좋은데, 제1 금속박(321)이 너무 얇을 경우 내식성이 저하되며 리플로우 솔더링이 되지 않고, 또한 제1 금속박(321)이 2㎛보다 두꺼울 경우 내식성은 좋아지지만 도전성이 저하되며 제품의 성 형성과 탄력이 저하되는 단점이 있다. 바람직하게는 제1 금속박(321)은 약 1㎛의 두께를 갖는다.

제2 금속박(322)은 제1 금속박(321)을 기재필름(310)에 견고하게 고정시키는 역할을 하며, 이를 통해 제1 금속박(321)의 탈리, 이로 인한 전도성의 상실을 방지할 수 있다. 제2 금속박(322)은 구리, 금, 은, 주석, 니켈 등의 금속 재료가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 압연 동박으로 구성될 수 있다.

특히 압연 동박은 부식성이 강하여 본 발명의 제품의 부식성을 보완하고 솔더링 작업을 용이하게 해준다. 본 발명에서의 제2 금속박(322)은 전기의 전도가 가능한 금속성분이 포함된 재료를 의미하는 것으로, 금속메쉬, 금속이 코팅된 필름, 금속층을 포함하는 개념으로 사용된다.

제2 금속박(322)의 두께는 0.5㎛ 내지 2.5㎛가 바람직하며, 제2 금속박(322)이 너무 얇을 경우 제품의 도전성은 좋아지지만 내식성이 저하되며, 또한 제2 금속박(322)이 2.5㎛보다 두꺼울 경우 내식성은 좋아지지만 도전성이 저하되며 제품의 성형성과 탄력이 저하되는 단점이 있다. 바람직하게는 제2 금속박(322)은 약 1.5㎛의 두께를 갖는다.

도 4는 금속박(320)에 솔더링이 가능한 방청제(330)로 표면 처리된 솔더링 가능한 개스킷(10)에 관한 도이다. 상기 방청제(330)는 도금 및 금속표면의 부식 방지를 위해 사용된다. 방청제(330)를 사용하지 않고 솔더링을 할 경우 금속박 표면의 부식 등의 문제가 발생될 수 있다. 방청제(330)는 유기물로 이루어져 있으며, 탄소, 수소, 산소, 질소 등의 구성 성분이 사슬 구조로 연결되어 있다. 상기와 같 은 성분으로 이루어져 있기 때문에, 솔더링 공정중 240℃ 이하의 열을 가할 경우 방청제 성분은 대부분 분해된다. 이와 같이 완전 연소를 하여 기체로 변하기 때문에 방청제(330)를 별도로 제거하지 않고도 솔더링이 가능하다. 방청제(330)는 알킬에스터(Alkyl Ester)와 알킬아릴이소시레이트(Alkyl Aryl ethoxylates)의 성분을 포함하는 피막의 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

도 5는 라미네이트부재(300)가 탄성부재(100)를 감싸는 솔더링 가능한 개스킷(10)에 관한 사시도이다. 라미네이트부재(300)가 탄성부재(100)를 감싸는 경우 라미네이트부재(300)의 양 끝단이 만나는 지점에서 이음새 부분이 생긴다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 솔더링 가능한 개스킷(10)을 보여주는 단면도이다. 라미네이트부재(300)가 탄성부재(100)를 감싸는 경우 라미네이트부재(300)의 양 끝단이 만나는 지점에서는 치수의 차이에 의해 탄성부재(100)를 완전히 감싸지 못하고 라미네이트부재(300)로 덮히지 않는 부분이 생긴다.

상기 실시예를 설명하는 데 있어서 결합이라는 용어는 점착 또는 접착의 형태일 수 있다.

이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 격벽을 사이에 두고 제1중공(中空)부 및 제2중공(中空)부가 내부에 배치된 탄성부재를 감싸는 라미네이트부재를 포함하는 솔더링 가능한 개스킷의 단면도이다.

도 2는 도 1과 동일한 구성에서 라미네이트부재가 기재필름과 금속박으로 이루어진 것을 나타내는 솔더링 가능한 개스킷의 단면도와 일부분을 확대한 단면도이다.

도 3은 도 2와 동일한 구성에서 금속박이 제1 금속박과 제2 금속박으로 이루어진 것을 나타내는 솔더링 가능한 개스킷의 단면도이다.

도 4는 도 3과 동일한 구성에서 방청제가 추가로 결합된 솔더링 가능한 개스킷의 단면도이다.

도 5는 도 1과 동일한 구성을 보이는 솔더링 가능한 개스킷의 사시도이다.

도 6은 도 1과 동일한 구성에서 라미네이트부재로 덮히지 않은 부분이 생기는 솔더링 가능한 개스킷의 단면도이다.

10 : 솔더링 가능한 개스킷 100 : 탄성부재

210 : 제1중공(中空)부 220 : 제2중공(中空)부

230 : 격벽 300 : 라미네이트부재

310 : 기재필름 311 : 아크릴 점착제

312 : 실리콘 점착제 320 : 금속박

321 : 제1 금속박 322 : 제2 금속박

330 : 방청제 400 : 솔더링 되는 밑면

500 : 이음새 부분

600 : 라미네이트부재로 덮히지 않은 부분

Claims

격벽을 사이에 두고 제1중공(中空)부 및 제2중공(中空)부가 내부에 배치된 탄성부재;

기재필름과, 상기 기재필름의 일면에 결합되어 있고 솔더링이 가능한 방청제로 표면 처리 된 금속박을 구비하는 라미네이트부재를 포함하며,

상기 라미네이트부재는 상기 탄성부재를 감싸고 있으며, 상기 격벽은 형상유지기능을 하는 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제1항에 있어서,

상기 제1중공(中空)부 및 상기 제2중공(中空)부의 단면형상은 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 원형, 타원형, 반구형 중 하나인 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재는 상기 개스킷에 탄성을 부여하는 실리콘 고무, 천연 고무, 합성 고무 중 하나인 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제1항에 있어서,

상기 결합은 점착 또는 접착인 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제1항에 있어서,

상기 기재필름의 일면에는 고열 아크릴 점착제 또는 열경화성 핫멜트가 부착되어 있고, 타면에는 실리콘 점착제가 부착되어 있으며, 상기 실리콘 점착제가 부착된 면이 상기 탄성부재를 감싸는 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제1항에 있어서,

상기 기재필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에틸렌 나프타라레이트(PEN) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제1항에 있어서,

상기 기재 필름의 두께는 12㎛ 내지 50㎛ 인 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제1항에 있어서,

상기 금속박은 압연 동박 및 니켈 도금층의 이중층으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제8항에 있어서,

상기 압연 동박의 두께는 0.5㎛ 내지 2.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제8항에 있어서,

상기 니켈 도금층의 두께는 0.2㎛ 내지 2㎛ 인 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.
제1항에 있어서,

상기 방청제는 알킬에스터(Alkyl Ester)와 알킬아릴이소시레이트(Alkyl Aryl ethoxylates)의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 개스킷.