KR20100105102A - 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자 - Google Patents

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Abstract

표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자가 개시된다. 상기 전기접촉단자는, 상하로 관통하는 적어도 하나 이상의 관통 홀이 형성된 플레이트 형상의 절연 베이스; 상기 절연 베이스의 표면과 이면에 각각 제 1 및 제 2 금속층; 상기 관통 홀 내부에 형성되어 상기 제 1 및 제 2 금속층을 전기적으로 연결하는 도전부재; 및 상기 제 1 금속층 위에 적층된 전기전도성 탄성고무를 포함한다. 상기 전기전도성 탄성고무는, 전기전도성 파우더를 포함하는 액상의 절연 탄성고무가 상기 제 1 금속층 위에 도포되고 경화에 의해 상기 제 1 금속층에 접착되어 형성된다,
탄성, 전기접촉단자, 관통 홀, 표면 실장, 리플로우 솔더링, 경화, 접착, 실, 솔더 크림

Description

표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자{Electric contacts for SMT }
본 발명은 탄성을 갖으며 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 인쇄회로기판(PCB) 위에 진공 픽업에 의해 표면 실장되어 솔더 크림에 의해 리플로우 솔더링 가능한 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자에 관한 것이다.
최근 전자 산업의 발전에 따라 전자기기의 전기접촉단자(Electric contact)의 중요성이 커지고 있다. 예를 들어, 모바일폰(mobile phone)과 같이 크기가 작고 고주파인 전자기기의 내부에 위치한 인쇄회로기판(PCB)의 접지부위는 탄성을 갖는 전기접촉단자에 의해 기구물의 넓은 접지부위에 전기적으로 접지되는 것이 바람직하다. 이들 탄성을 갖는 전기접촉단자는 대향하는 대상물을 전기적 및 기구적으로 신뢰성 있게 연결하며, 이들 전기 접촉단자는 생산성 향상을 위하여 진공 픽업에 의해 표면 실장되어 리플로우 솔더링 된다.
일반적으로 진공 픽업과 리플로우 솔더링(reflow soldering)이 가능한 표면 실장(SMT; Surface Mount Technology)이 가능한 탄성 전기접촉단자는, 표면은 수평을 이루고, 전기 전도도가 좋고, 탄성 회복력이 우수하며, 리플로우 솔더링 온도에 견딜 수 있어야 한다. 또한, 전기저항은 낮을수록 좋고, 통상 300℃ 이내에서 3분 정도에 실시되는 리플로우 솔더링 온도 조건을 만족해야 하며 리플로우 솔더링 전후에 유사한 탄성을 유지해야 한다.
이를 위해 종래에는 리플로우 솔더링이 가능한 탄성을 갖는 전기접촉단자로 금속 박을 프레스하여 절곡한 금속 핑거(Metal finger)를 주로 사용하였다.
그러나, 이와 같이 금속 박으로 이루어진 전기접촉단자는 금속의 특성상 또는 구조상 일정 높이 이하의 제품을 제공하기 어렵다는 단점이 있고 진공 픽업하기 어렵다는 단점이 있다.
또 다른 종래의 기술로는 미국 고어(Gore) 사의 유럽특허 EP 1090538이 있다. 이 특허에 의하면, 전기전도성 개스킷 재료, 솔더링이 가능한 지지층 및 전기전도성 개스킷 재료와 솔더링이 가능한 지지층을 고정하는 수단으로 구성된다. 그러나 이들 제품은 전기전도성 개스킷과 솔더링을 고정하는 수단으로 별도의 전기전도성 접착제 등이 필요하다는 단점이 있다.
또 다른 종래의 기술로는 미국 고어 사의 미국특허 7,129,421호가 있다. 이 특허에 의하면, 압축 구멍이 형성된 전기전도성 개스킷 재료의 압축 구멍 내부에 접힘(crimp)을 갖는 전기전도성 지지대가 형성된다. 이와 같은 구조로 된 EMI 개스킷 어셈블리를 생산할 때 생산성이 떨어진다는 단점이 있다. 더욱이 전기전도성 개스킷 재료에 형성된 압축 구멍과 접힘을 갖는 전기전도성 지지대에 의해 높이가 낮은 제품을 만들기 어렵다는 단점이 있다.
또 다른 종래의 기술로는 본 출원인이 출원하여 등록된 국내 특허등록 제 783588호가 있다. 이 특허에 의하면, 작은 사이즈의 제품, 가령 폭과 높이가 2㎜ × 2㎜ 이하인 제품을 제조하기 어렵다는 단점이 있다. 더욱이, 리플로우 솔더링 시 솔더가 전기접촉단자의 금속층 위의 일정 높이까지 형성되어 높이가 낮은 탄성 전기접촉단자, 예를 들어 높이가 1.5㎜ 이하인 경우, 솔더에 의해 전기접촉단자의 높이 방향의 탄성이 나쁘다는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 본 발명의 목적은 표면 실장이 가능하며 탄성 및 전기전도도가 좋은 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 리플로우 솔더링 후 솔더에 의해 탄성의 영향을 적게 받는 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조 원가가 낮고 생산이 용이한 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상하 전기 전도성이 우수한 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 접착제가 필요 없는 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 진공 픽업에 의한 표면 실장과 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 용이한 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적과 특징 및 이점은 이하에 서술되는 실시 예로부터 더욱 명확하게 이해될 것이다.
상기의 목적은, 상하로 관통하는 적어도 하나 이상의 관통 홀이 형성된 플레 이트 형상의 절연 베이스; 상기 절연 베이스의 표면과 이면에 각각 제 1 및 제 2 금속층; 상기 관통 홀 내부에 형성되어 상기 제 1 및 제 2 금속층을 전기적으로 연결하는 도전부재; 및 상기 제 1 금속층 위에 적층된 전기전도성 탄성고무를 포함하며, 상기 전기전도성 탄성고무는, 전기전도성 파우더를 포함하는 액상의 절연 탄성고무가 상기 제 1 금속층 위에 도포되고 경화에 의해 상기 제 1 금속층에 접착되어 형성된 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 절연 베이스는 세라믹 기판 또는 인쇄회로기판(PCB)에 사용하는 통상의 폴리머 재료 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 도전부재는, 상기 제 1 금속층, 절연 베이스 및 제 2 금속층을 관통하여 형성되거나, 상기 절연 베이스의 양측 단부에서 노출되어 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 및 제 2 금속층은 두께가 0.05 내지 0.1㎜ 이내인 금속 박이며, 상기 전기전도성 탄성고무는 경도가 Shore A 50 내지 80 사이인 전기전도성 실리콘고무일 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 제 1 금속층은 도금이 안 된 구리 박이며, 상기 제 2 금속층은 리플로우 솔더링이 되는 금속으로 도금된 구리 박이다.
본 발명에 의하면, 상기 전기전도성 탄성고무와 상기 제 1 금속층의 경계에서 상기 전기전도성 탄성고무의 길이방향으로 연속된 홈이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 탄성 전기접촉단자의 두께는 3㎜ 이하일 수 있다.
또한, 상기 전기전도성 탄성고무의 상면의 적어도 한 부분은 수평을 이루어 진공 픽업이 가능하다.
또한, 바람직하게, 상기 전기전도성 탄성고무 위에는 다른 전기전도성 탄성고무가 상기 전기전도성 탄성고무의 경화에 의해 접착될 수 있다.
바람직하게, 상기 탄성 전기접촉단자는 진공픽업에 의한 리플로우 솔더링이 가능하다.
상기 도전부재는 상기 관통 홀의 내측벽에 도금에 의해 형성된 금속층이거나, 상기 관통 홀에 충진되어 형성된 금속 플러그일 수 있다.
바람직하게, 상기 제 2 금속층의 중간 부분은 폭이 얇게 형성되어 아령 형상을 갖거나, 중간 부분에서 전기적으로 격리되도록 양측에 대향하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 금속층은, 리플로우 솔더링 수율이 향상되도록 중앙을 기준으로 좌우 대칭되도록 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 전기전도성 파우더를 포함하는 액상의 절연 탄성고무는 상기 관통 홀에 충진되어 경화될 수 있다.
상기의 구성에 의하면, 관통 홀 내부에 형성된 금속층에 의해 절연 베이스의 표면과 이면에 형성된 금속층은 상하로 전기적으로 신뢰성 있게 연결된다.
또한, 일정한 두께를 갖는 절연 베이스는 기구적으로 휨이 적고, 일정 이상의 자중을 갖으므로 진공 픽업에 의한 리플로우 솔더링 시 생산 수율이 좋다.
또한, 절연 베이스가 원하는 정도의 두께를 갖도록 함으로써 고가의 전기전 도성 탄성고무를 적게 사용할 수 있다.
또한, 전기전도성 탄성고무에는 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 안되므로, 솔더는 탄성 전기접촉단자의 높이 방향 탄성에 영향을 미치지 않는다.
또한, 전기전도성 탄성고무는 탄성에 의해 대상물과 넓은 접촉 면적을 갖으며 진공픽업에 의한 표면 실장이 용이하다.
또한, 전기전도성 탄성고무 내부에 형성된 홈에 의해 더 낮은 경도와 좋은 탄성 회복력을 제공한다.
또한, 이면의 금속층에 의해 리플로우 솔더링이 용이하며 좋은 솔더링 강도를 갖는다.
또한, 탄성 전기접촉단자의 상하면의 광 휘도가 달라 광분석기에 의한 상하 구분이 가능하여 표면 실장을 위한 릴 테이핑(reel taping)이 용이하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 전기접촉단자(100)를 보여주는 사시도이고, 도 2는 측면도이며, 도 3은 도 1의 3-3'를 따라 절단한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 전기접촉단자(100)는, 사각 플레이트 형상으로 일정한 두께를 갖는 절연 베이스(10)와, 베이스(10)의 표면과 이면에 형성된 금속층(22, 24)과, 절연 베이스(10)와 금속층(22, 24)을 관통하는 관통 홀(12)과, 관통 홀(12)의 내부에 형성되어 금속층(22, 24)과 전기적으로 연결하는 금속층(30), 및 금속층(22) 위에 자기 접합 된 전기전도성 탄성고무(40)를 포함한다.
여기서, 자기 접합이란, 액상의 전기전도성 탄성고무가 경화에 의해 고상의 전기전도성 탄성고무(40)로 되면서 자체적으로 금속층(22) 위에 접합하는 것을 의미한다.
바람직하게, 본 발명의 탄성 전기접촉단자(100)는 전기전도성 탄성고무(40)의 탄성력, 전기전도성 탄성고무(40)의 전기저항, 리플로우 솔더링의 수율 또는 제조 비용 등을 고려하여 높이는 3㎜ 이내일 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 관통 홀(12)에 형성된 금속층(30)은 절연 베이스(10)의 표면과 이면에 형성된 금속층(22, 24)을 전기적으로 연결함과 동시에, 절연 베이스(10)의 이면에 형성된 금속층(24)은 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하고, 절연 베이스(10)의 표면에 형성된 금속층(22)을 개재하여 그 위에 자기 접합된 전기전도성 탄성고무(40)는 상하 통전 기능과 탄성을 제공한다.
특히, 전기전도성 탄성고무(40)는 경화 공정에 의한 자기 접합으로 금속층(22) 위에 별도의 접착제 없이 신뢰성 있게 접착됨으로써, 전기전도성 탄성고무(40)는 낮은 전기접촉저항을 가지며 리플로우 솔더링되는 절연 베이스(10)의 이면의 금속층(24)과 전기적으로 연결된다.
또한, 상기의 구조에 의하면, 절연 베이스(10)의 두께만큼 값비싼 전기전도성 탄성고무(40)의 사용량을 줄일 수 있고 또한 전기저항이 낮아진다.
여기서, 절연 베이스(10)는, 두께가 0.03 내지 2㎜ 범위를 갖는 세라믹 기판, 연성 회로기판(Flexible print circuit board) 또는 경성 회로기판(rigid print circuit board) 등의 재료가 적용될 수 있다. 예를 들면, 경성 회로기판인 경우 에폭시 또는 페놀수지, 세라믹 기판인 경우 알루미나 그리고 연성 회로기판인 경우 폴리이미드(PI)가 선택적으로 적용될 수 있다.
더욱 바람직하게, 리플로우 솔더링 시 들뜸 현상 등의 불량이 적도록 전기접촉단자(100)의 절연 베이스(10)의 두께는 0.2㎜ 이상일 수 있으며, 절연 베이스(10)의 두께가 두꺼울수록 고가의 전기전도성 탄성고무(40)의 사용량을 줄어든다는 이점이 있다. 다만, 절연 베이스(10)의 두께가 너무 두꺼워 전기전도성 탄성고무(40)의 두께가 너무 얇은 경우 탄성 전기접촉단자(100)의 탄성이 나쁘다는 단점이 있다.
여기서, 바람직하게, 금속층(30)의 전기저항은 0.1오옴 이하일 수 있다. 금속층(30)은 통상의 비아 홀(Via hole)의 내측벽에 도금에 의해 형성되거나, 관통 홀(12) 내부에 금속 페이스트를 채워 넣어 금속 플러그 형태로 형성할 수 있다. 바람직하게 금속층(22, 24) 상하의 전기저항을 작게 하기 위해 관통 홀(12)은 하나 이상 형성될 수 있으며, 관통 홀(12)이 다수인 경우 절연 베이스(10)에 대해 좌우 대칭되게 형성하여 리플로우 솔더링 시 들뜸 현상 등을 감소시킬 수 있다. 그러나 이에 한정하지 않고 관통 홀(12)과 금속층(30)은 절연 베이스(10)의 양측 단부에 반달 모양으로 좌우 대칭되게 노출될 수도 있다.
관통 홀(12)에 형성된 금속층(30)은 필수적으로 절연 베이스(10)의 표면과 이면에 형성된 금속층(22, 24)과 전기적으로 연결된다.
여기서, 금속층(22, 24)은 전기저항이 0.01Ω 이하인, 통상의 양면 회로기판(Double side PCB)에 사용되는 구리 박일 수 있으나, 이에 한정하지 않고 진공 증착법, 스퍼터링법 또는 인쇄법을 적용하여 형성할 수도 있다.
여기서, 절연 베이스(10) 이면의 금속층(24)은 반드시 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능한 재료를 사용한다.
바람직하게, 원가 절감을 위해 또한 좋은 전기전도도를 갖기 위해 금속층(22, 24)은 두께가 0.1㎜ 이하인 구리 박이고 주석, 은 또는 금 중 어느 하나에 의해 도금되어 리플로우 솔더링이 용이하다.
바람직하게, 절연 베이스(10) 표면의 금속층(22)은 전기전도성 탄성고무(40)와 넓은 접촉 면적을 갖는데, 이 경우 낮은 전기접촉저항을 갖도록 전기전도성 탄성고무(40)가 형성되는 절연 베이스(10)의 표면 전체에 형성될 수 있다. 또한, 바람직하게, 절연 베이스(10) 이면의 금속층(24)은 들뜸 현상 등의 불량을 감소시키기 위해 절연 베이스(10)에 대해 좌우로 대칭으로 형성한다. 더욱 바람직하게, 균일한 솔더링 강도를 갖기 위해, 이면의 금속층(24)의 중앙 부위는 가늘고 양측 단부는 넓은 좌우 대칭의 형상을 갖는다. 바람직하게 표면의 금속층(22)과 이면의 금속층(24)의 재료와 두께는 동일하다.
전기전도성 탄성고무(40)는, 경화 후 경도가 shore A 10 내지 30인 액상의 절연 탄성고무에 구리, 니켈 또는 은 등의 금속 파우더나 전기전도성 카본 파우더를 혼합한 액상의 전기전도성 탄성고무를 금속층(22) 위에 캐스팅(casting) 또는 스크린 인쇄(screen printing) 한 후 경화하여 금속층(22) 위에 자기 접합하여 형성한다.
바람직하게, 경화된 전기전도성 탄성고무(40)의 두께는 2㎜ 이내이고, 경도 는 shore A 50 내지 80이고, 표면 및 상하 전기저항은 1Ω 이하이다.
전기전도성 탄성고무(40)의 높이를 2㎜보다 높게 하면, 높이 방향의 전기저항을 낮추기 위하여 전기전도성 탄성고무(40)의 경도(Hardness)가 높아져 탄성 전기접촉단자로 사용하기가 제한적이고 가격이 상승한다는 단점이 있다.
바람직하게, 전기전도성 탄성고무(40)는 대향하는 대상물과 전기적 및 기구적으로 탄성 접촉하며, 눌림율은 원래의 높이 대비 30% 이내이다.
바람직하게, 전기전도성 탄성고무(40)의 표면은 수평을 이루어 진공 픽업이 용이하고 또한 대향하는 대상물과의 접촉면적이 넓다.
이러한 구조를 갖는 탄성 전기접촉단자(100)는, 전기전도성 탄성고무(40)에서 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이 되지 않기 때문에, 리플로우 솔더링 후 솔더는 전기전도성 탄성고무(40)의 상하 탄성에 영향을 미치지 않는다.
또한, 일정 이상의 두께를 갖는 절연 베이스(10)의 자중과 이면의 금속층(24)에 의해 리플로우 솔더링 시 수율이 좋고 솔더링 강도도 좋다.
또한, 하나 이상의 관통 홀(12) 내부에 형성된 금속층(30)에 의해 금속층(22, 24)은 서로 상하로 통전되므로 전기전도성 탄성고무(40)는 이면의 금속층(24)과 전기적으로 연결된다.
또한, 가공이 쉽고 가격이 저렴한 절연 베이스(10)를 적용함으로써 경제성이 있다.
또한, 자기 접합에 의해 표면의 금속층(22) 위에 형성된 전기전도성 탄성고무(40)에 의해 진공 픽업에 의한 표면 실장이 용이하며 대향하는 대상물과 전기적 및 기구적으로 탄성 접촉한다.
한편, 상기한 바와 같이, 액상의 전기전도성 탄성고무를 금속층(22) 위에 캐스팅 또는 스크린 인쇄하는 경우, 액상의 전기전도성 탄성고무는 관통 홀(12) 내부로 흘러들어 관통 홀(12)을 충진할 수 있다. 이에 따라, 액상의 전기전도성 탄성고무가 경화되면, 관통 홀(12)에 충진되어 경화한 전기전도성 탄성고무가 앵커 역할을 함으로써 전기전도성 탄성고무(40)는 금속층(22)에 더욱 강하게 접착한다.
이러한 도 1의 구조를 갖는 전기접촉 단자(100)의 제조방법에 대해 설명한다.
대략, 두께가 0.8㎜이고 폭과 길이가 60㎜ × 50㎜이며 표면과 이면의 전체에 대략 두께가 0.035㎜의 구리 박(22, 24)이 형성된 절연 에폭시 수지로 된 양면 회로기판(10)을 준비한다.
바람직하게, 이면에 형성된 구리 박(24)의 양단은 좌우 대칭을 이루는 구조를 가져 리플로우 솔더링 시 불량률을 감소시키도록 하며, 표면에 형성된 구리 박(22)은 절연 베이스(10) 표면의 전체에 형성되어 전기전도성 탄성고무(40)와의 전기접촉저항을 줄여주도록 한다.
이후, 드릴로 양면 인쇄회로기판의 구리 박(22, 24)과 에폭시 기판(10)을 상하로 수직하게 관통하는 관통 홀(12)을 하나 이상 형성한 후 관통 홀(12)이 상하로 전기가 통하게 관통 홀(12) 내부를 금속으로 도금하여 금속층(30)을 형성한다. 바람직하게, 관통 홀(12)은 원형이며 직경이 약 0.05 내지 0.4㎜ 이내이다.
그러나 본 발명은 여기에 한정하지 않고, 에폭시 기판(10) 위에 은 등의 금 속 페이스트를 인쇄하고 경화하여 금속층(22, 24)을 형성한 후, 드릴로 에폭시 기판(10) 및 금속층(22, 24)을 상하로 관통하여 관통 홀(12)을 형성하고, 관통 홀(12)에 전도성 페이스트를 충진한 후 열 처리하여 금속층(30)을 형성할 수도 있다. 이후, 금속 도금 공정 등을 통하여, 금속층(30)은 금속층(22, 24)과 더욱 신뢰성 있게 전기적으로 연결될 수 있다.
상기와 같은 제조 공정은 통상의 양면 회로기판을 만드는 제조 공정으로 본 발명은 현재 널리 사용하는 통상의 기술을 일부 적용한 것으로 본 실시 예에서는 일부만 기술한다.
이렇게 하면 관통 홀(12)에 형성된 금속층(30)을 통하여 표면과 이면의 금속층(22, 24)이 서로 상하로 전기적으로 연결된다.
여기서, 금속층(30)의 부식 방지 등을 위해 금속층(30)을 형성한 후 관통 홀(12)을 산화 방지제 등으로 충진할 수 있다.
이후 표면으로 노출된 금속층(30)을 포함하여 금속층(22) 전면에 사전에 준비한 액상의 전기전도성 실리콘고무를 캐스팅 공정에 의해 약 1.0㎜ 두께로 도포한다.
상기한 바와 같이, 전기전도성 탄성고무(40)의 두께가 두꺼우면 고가의 재료비가 소요되며 또한 전기저항이 증가한다는 단점이 있고, 두께가 너무 얇으면 탄성이 나빠진다는 단점이 있다. 바람직하게, 전기전도성 탄성고무(40)의 두께는 0.5㎜ 이상이고 2mm 이하이다.
여기서, 액상의 전기전도성 실리콘고무는, 경화 후 경도가 shore A 10 내지 30인 액상의 전기 비전도성 실리콘고무에 평균 입자 크기가 0.025㎜ 정도인 은이 도금된 구리 파우더와 희석제 및 기타 접착력 강화제 등을 혼합하여 제조된다. 여기에 사용된 금속 파우더의 양은 총 무게 대비 60 내지 85%이다.
바람직하게, 액상의 전기 비전도성 실리콘고무는 작업 효율을 좋게 하기 위하여 열에 의해 경화하는 열 경화성 실리콘고무이다.
여기서 금속 파우더의 양이 많으면 전기전도성은 좋아지나 경도가 높아진다는 단점이 있으므로 금속 파우더의 입자 사이즈 및 형상 등을 잘 고려하여 선정한다.
이후, 전기전도성 탄성고무(40)의 두께 균일성 및 접착강도가 좋게 일정한 무게를 갖는 테프론이 코팅된 표면이 매끄러운 금속 판재를 액상의 전기전도성 실리콘고무가 건조 후, 열 경화하는 과정에 전기전도성 실리콘고무 위에 올려놓는다. 즉, 테프론이 코팅된 금속 판재는 경화 후에도 전기전도성 실리콘고무(40)와 접착력이 없으므로 열 경화 후 쉽게 제거될 수 있다.
이후, 150 내지 200℃의 경화로(curing oven)에 넣어 액상의 전기전도성 실리콘 고무를 1차 열 경화하고, 바람직하게 200℃ 전후에서 2차 열 경화한다.
이와 같이 열 경화를 마치면 액상의 전기전도성 실리콘고무는 경화되어 전기전도성 실리콘고무(40)로 되며, 이 경화에 의해 전기전도성 실리콘고무(40)는 절연 베이스(10)의 표면 금속층(22)과 관통 홀(12)의 금속층(30) 위에 신뢰성 있게 접착된다.
이후, 이면 금속층(24)에 도시되지 않은 자기 점착성 점착 테이프(Pressure sensitive adhesive tape)를 붙인다.
다음, 칩 절단기(chip cutter)나 레이저 등을 이용하여 가로 방향 및 세로 방향으로 원하는 치수로 절단한다. 예를 들어, 칼날 자동절단기를 사용하여 폭과 길이가 2㎜ × 2㎜로 절단할 수 있다. 이렇게 절단된 전기접촉단자(100)는 윗면과 밑면은 수평을 이루고 테두리는 사각형을 이룬다.
절단 공정 중, 관통 홀(12)이 2개로 분할 절단되어 반달 모양으로 양측 단부에서 대칭되게 배열될 수 있으며, 그 외에 내부에 다수 개의 금속층(30)을 구비할 수 있다.
이와 같이 제조된 높이 3㎜ 이하의 탄성 전기접촉단자(100)는 진공을 이용한 장치에 의해 캐리어 테이프에 포장한다.
따라서, 표면 실장 시에는 캐리어 테이프에 포장된 전기접촉단자(100)를 진공 픽업에 의해 인쇄회로기판 위에 장착한 후 이면의 금속층(24)이나 금속 플러그(30) 중 어느 하나는 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자(200)를 보여주는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 금속층(22)과 전기전도성 탄성고무(40)의 경계에서 길이방향을 따라 전기전도성 탄성고무(40)에 홈(42)이 연속하여 형성된다. 여기서, 홈(42)은 단면이 원형 또는 사각형일 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 형성된 홈(42)에 의해 전기접촉단자(200)의 경도가 낮아지는 효과를 얻을 수 있고, 또한 일정 부분 탄성 회복력이 좋아진다는 면도 있 다.
도 4의 전기접촉단자(200)의 제조방법에 대해 설명한다.
예를 들어, 폭과 길이 및 두께가 1㎜ × 120㎜ × 1㎜인 테프론(Teflon)이 코팅된 스트립을 금속층(22) 위에 일정 간격, 가령 2㎜로 일렬로 배치한 후 도 1에서 설명한 것과 동일하게 금속층(22) 위에 액상의 전기전도성 실리콘고무를 일정한 두께로 도포하고 열 경화한 후, 테프론이 코팅된 스트립을 전기전도성 실리콘고무에서 빼내면 테프론 코팅 스트립이 제거된 부위에 홈(42)이 형성된다.
즉, 테프론이 코팅된 스트립은 액상의 전기전도성 실리콘고무가 열에 의해 경화된 후에도 전기전도성 실리콘고무(40)와 접착되지 않으므로 열 경화 후에 테프론이 코팅된 스트립을 제거하여 홈(42)을 형성할 수 있다.
이후, 도 1과 같이 절단기에 의해 일정 치수의 폭과 길이, 예를 들어 폭과 길이가 2㎜ × 2㎜로 절단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자(300)를 보여주는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 관통 홀(12)이 절반으로 절단되어 반달 모양을 갖고 외부로 노출된다.
이에 따라 외부로 노출된 금속층(30')은 절연 베이스(10)의 양측 단부에서 좌우 대칭되게 배열될 수 있으며, 양측에 절단된 금속층(30') 이외에 내부에 다수 개의 금속층(30)을 구비할 수 있다.
이와 같이 반달 모양을 가지며 외부로 노출된 금속층(30')은 경화된 전기전 도성 탄성고무(40)의 절단 과정에서 제공될 수 있고 솔더링 강도가 좋아진다는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자(400)를 보여주는 저면도이다.
도 6을 참조하면, 절연 베이스(10)의 이면에 형성된 금속층(24)은 중간 부위(24a)는 좁고, 양측 단부는 좌우 대칭되도록 넓은 형상을 갖는다. 이와 같은 금속층(24)의 형상은 통상의 양면 회로기판을 제조하는 에칭 공정에 의해 이루어진다.
이와 같이 제조된 전기접촉단자(400)는 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링 시 맨하탄(Manhattan) 및 틀어짐 불량을 줄여 준다는 장점이 있다.
또한, 중간 부위(24a)를 제거하여 양측의 금속층(24)이 전기적으로 격리하도록 형성될 수 있으며, 바람직하게 맨하탄 현상 등의 솔더링 불량을 줄이도록 대칭으로 형성된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자(500)를 보여주는 측면도이다.
도 7을 참조하면, 금속층(22) 위에 전기전도성 탄성고무(40) 표면 위에 다른 전기전도성 부재(50)가 전기전도성 탄성고무(40)에 의해 전기적 및 기구적으로 접착된다.
바람직하게, 다른 전기전도성 부재(50)는 전기전도성 탄성고무일 수 있다.
전기전도성 탄성고무(40)는 경화 후 자기 접합을 갖기 때문에 전기전도성 탄 성고무(40)가 경화하기 전에 전기전도성 탄성고무(40) 위에 사전에 경화되어 제조된 다른 전기전도성 탄성고무를 적층하여 다른 전기전도성 부재(50)를 형성할 수 있다. 이 경우 전기전도성 탄성고무(40)는 매우 얇은 두께, 예를 들어 0.1㎜ 이하의 두께를 가지며 주로 전기전도성 접착제의 역할을 한다.
이와 같이 전기전도성 탄성고무(50)는 미리 제조된 다른 전기전도성 부재를 사용하여 제조하므로 일정 두께 이상의 전기전도성 탄성고무(50)에서 생산성이 좋다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 전기접촉단자(100)를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 3-3'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자(200)를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자(300)를 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자(400)를 보여주는 저면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자(500)를 보여주는 측면도이다.

Claims (14)

  1. 상하로 관통하는 적어도 하나 이상의 관통 홀이 형성된 플레이트 형상의 절연 베이스;
    상기 절연 베이스의 표면과 이면에 각각 제 1 및 제 2 금속층;
    상기 관통 홀 내부에 형성되어 상기 제 1 및 제 2 금속층을 전기적으로 연결하는 도전부재; 및
    상기 제 1 금속층 위에 적층된 전기전도성 탄성고무를 포함하며,
    상기 전기전도성 탄성고무는, 전기전도성 파우더를 포함하는 액상의 절연 탄성고무가 상기 제 1 금속층 위에 도포되고 경화에 의해 상기 제 1 금속층에 접착되어 형성된 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 절연 베이스는 세라믹 기판 또는 인쇄회로기판(PCB) 기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전부재는, 상기 제 1 금속층, 절연 베이스 및 제 2 금속층을 관통하여 형성되거나, 상기 절연 베이스의 양측 단부에서 노출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 금속층은 금속 박이며, 상기 전기전도성 탄성고무는 전기전도성 실리콘고무인 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기전도성 탄성고무와 상기 제 1 금속층의 경계에서 상기 전기전도성 탄성고무의 길이방향으로 연속된 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 전기접촉단자의 두께는 3㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기전도성 탄성고무의 상면의 적어도 한 부분은 수평을 이루어 진공 픽업이 가능한 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기전도성 탄성고무 위에는 다른 전기전도성 탄성고무가 상기 전기전 도성 탄성고무의 경화에 의해 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 전기접촉단자는 진공픽업에 의한 리플로우 솔더링이 가능한 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전부재는 상기 관통 홀의 내측벽에 도금에 의해 형성된 금속층이거나, 상기 관통 홀에 충진되어 형성된 금속 플러그인 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 금속층의 중간 부분은 폭이 얇게 형성되어 아령 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 금속층은 중간 부분에서 전기적으로 격리되도록 양측에 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  13. 청구항 1, 11 또는 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 금속층은, 리플로우 솔더링 수율이 향상되도록 중앙을 기준으로 좌우 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기전도성 파우더를 포함하는 액상의 절연 탄성고무는 상기 관통 홀에 충진되어 경화된 것을 특징으로 하는 표면 실장이 가능한 탄성 전기접촉단자.
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