KR20120107872A - Ｆｐｃ 커넥터의 제조 방법 - Google Patents

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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

FPC 커넥터는, 금형에 형성된 게이트를 통하여 금형에 의해 한정된 공동 내로 수지 재료를 주입하여 공동을 충전함으로써 FPC 커넥터의 사출 성형을 실시한다. 제조상에서, 단일의 게이트가 형성된 금형이 사용되고, 게이트는 공동의 길이 방향의 일 단부 부분과 상기 일 단부로부터 공동의 전체 길이의 15/100 만큼 내측에 있는 부분 사이의 위치에서 형성된다. 액정 폴리에스테르는 수지 재료로서 바람직하게 사용될 수 있다.

Description

ＦＰＣ 커넥터의 제조 방법{FPC CONNECTOR MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 FPC (연성 인쇄 회로) 커넥터의 제조 방법, 특히, 게이트를 통하여 수지로 금형의 공동을 충전함으로써 사출 성형 공정을 통한 FPC 커넥터의 제조 방법에 관한 것이고, FPC 커넥터는 각종 전기 및/또는 전자 장치로 조립된 FPC 용으로 사용되는 커넥터를 의미한다.
전술된 종류의 FPC 커넥터는 이것의 접속시에 높이를 낮게 하는 이점을 가지고, 스마트 폰, 디지털 카메라, 게임기 및 점점 소형화되는 다른 종류의 전기 및/또는 전자 장치 용으로 폭넓게 채택되어 이용된다. 최근 상기 종류의 FPC 커넥터는 핀 통과 구멍 사이의 좁은 피치 간격을 가지고, 따라서 FPC 커넥터가 미소한 휨을 가지는 경우, 상기 휨은 재 흐름 공정의 납땜된 상태의 결함을 야기할 수 있다. 상기 이유 때문에, FPC 커넥터의 제조시에 FPC 커넥터의 상기 휨을 가능한 한 줄이는 것이 강하게 요구되고 있다.
종래 기술에서, 상기 결함을 제거하기 위하여, 금형 내로의 수지의 유압을 낮춰 수지가 균등하게 흐르도록 금형의 공동의 중앙 부분 근처의 위치에서 게이트가 제공되는 방법, 또는 금형 내로의 수지의 유압을 낮춰 잔류 응력을 작게 하도록 다수의 게이트를 갖는 금형이 사용되는 방법이 채택되고 있다.
추가로, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 제 2009-181847 호 (특허 문헌 1) 에서 개시된 바와 같이, 금형의 공동의 깊이 방향으로 형성되거나 길이 방향으로 형성된 이등분선상에 금형의 게이트가 형성되지 않고, 또한, 어떠한 용접선 (2 개의 유동 선단이 만나지만 함께 용접되지 않은 선) 이 금형의 상기 이등분선상에 생성되지 않는 배치를 사용하는 기술이 사용되어 있다.
그러나, 용접선이 수지 흐름 공정에서 형성되면, 비록 용접선이 금형의 이등분선상에 존재하지 않더라도, FPC 커넥터의 휨이 증가하는 것으로 생각되고, 따라서 특허 문헌 1 에서 제안된 기술은 너무 불편하기 때문에 FPC 커넥터의 휨을 충분히 감소하는 것은 어렵고, 따라서 불리하다.
따라서, 본 발명은 전술된 선행 기술에 직면한 상황을 고려하여 고안되었고, 본 발명의 목적은, 예컨대 금형 내에 수지 재료의 사출 성형을 실시할 때, FPC 커넥터의 휨량을 가능한 한 줄일 수 있는 FPC 커넥터의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적은, 본 발명에 따라, 금형에 형성된 게이트를 통하여 금형에 의하여 한정된 공동 내로 수지 재료를 주입하여 공동을 충전함으로써 FPC 커넥터의 사출 성형을 실시하는 FPC 커넥터의 제조 방법을 제공함으로써 달성될 수 있고, 사출 성형은 공동의 길이 방향의 일 단부 부분과 상기 일 단부로부터 공동의 전체 길이의 15/100 만큼 내측에 있는 부분 사이의 위치에서 형성된 단일의 게이트를 포함하는 금형을 사용하여 실시된다.
바람직한 실시 형태에서, 수지 재료는 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
수지 재료가, 유리 섬유, 활석 및 운모로부터 선택된 충전재 중 적어도 하나와 액정 폴리에스테르를 배합함으로써 제조되는 액정 폴리에스테르 수지 조성물일 수 있다.
게이트가 금형의 공동의 깊이 방향의 이등분선상에 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 제조된 FPC 커넥터는 핀 통과 구멍의 수가 10 개 이상이고, 핀 통과 구멍이 0.6mm 이하의 피치를 갖는 것은 바람직하다.
전술된 특징의 본 발명에 따라, FPC 커넥터가 사출 성형 공정에 의하여 제조될 때, 수지가 공동 내에서 공동의 일 단부 근처의 위치로부터 공동의 다른 단부를 향하여 흐르기 때문에 FPC 커넥터는 공동의 길이 방향으로 배향됨으로써 형성된다. 상기 사출 성형에서, 단 하나 (단일) 의 게이트가 금형 (즉, 공동) 의 소정의 위치에서 금형에 형성되기 때문에, 용접선의 존재에 기인하는 FPC 커넥터의 휨이 제거될 수 있고, 그 결과, 휨량은 효과적으로 충분히 감소될 수 있고, 따라서 유리하다.
본 발명의 특징 및 추가의 특징적인 특징부는 첨부된 도면을 참조하여 구성된 이하의 설명으로부터 보다 명백해질 수 있다.
도 1a ~ 도 1c 는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 FPC 커넥터를 도시하고, 도 1a 는 FPC 커넥터의 평면도, 도 1b 는 FPC 커넥터의 정면도, 및 도 1c 는 FPC 커넥터의 우측면도이다.
도 2a 및 도 2b 는 FPC 커넥터의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시하고, 도 2a 는 금형의 공동의 사시도이고, 도 2b 는 금형의 공동의 정면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태는 첨부한 도면을 참조하여 설명될 것이다.
[제 1 실시 형태]
도 1a ~ 도 2b 는 본 발명의 제 1 실시 형태를 나타내고, 도 2a 및 도 2b 에서 도시되고 후술되는 공동 (4) 의 치수 비율은 실시 형태의 명백한 이해 때문에 반드시 정확한 것은 아니다.
도 1a 및 도 1b 에 관하여, FPC (연성 인쇄 회로; flexible printed circuit) 커넥터 (1) 는, 세로의 길이 (L1) (예컨대, L1 = 18mm), 깊이 (L2) (예컨대, L2 = 3mm), 및 높이 (L3) (예컨대, L3 = 1mm) 를 갖는 커넥터 본체 (2) 를 구비한다. 커넥터 본체 (2) 에는 근접한 삽입구 (3) 사이의 소정의 피치 (pitch) (P1) (예컨대, P1 = 0.6mm) 를 갖고서 서로 평행하게 다수의 삽입구 (3) (예컨대, 25 개의 삽입구 (3)) 가 형성된다.
FPC 커넥터 (1) 는 액정 폴리에스테르를 사출 성형함으로써 제조된다. 액정 폴리에스테르는 용융 (융해된) 상태에서 액정성을 나타내는 폴리에스테르이고, 바람직하게는, 450 ℃ 이하의 온도에서 융해되는 폴리에스테르이다. 추가로, 상기 액정 폴리에스테르는 액정 폴리에스테르 아미드, 액정 폴리에스테르 에테르, 액정 폴리에스테르 카보네이트, 또는 액정 폴리에스테르 이미드일 수 있고, 액정 폴리에스테르가 원료 모노머로서 방향족 화합물만을 사용함으로써 형성되는 전방향족 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
액정 폴리에스테르의 통상적인 예로서는, 방향족 하이드록시 카르복실산, 방향족 디카르복실산, 및 방향족 디올, 방향족 하이드록실아민 및 방향족 디아민으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1 종의 화합물을 중합 (중축합) 시킴으로써 제조되는 것; 복수 종의 방향족 하이드록시 카르복실산을 중합시킴으로써 제조되는 것; 방향족 디카르복실산 및 방향족 디올, 방향족 하이드록실아민 및 방향족 디아민으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1 종의 화합물을 중합시킴으로써 제조되는 것, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 및 방향족 하이드록시 카르복실산을 중합시킴으로써 제조되는 것을 들 수 있다. 여기서, 방향족 하이드록시 카르복실산, 방향족 디카르복실산, 방향족 디올, 방향족 하이드록실아민 및 방향족 디아민의 일부 또는 전체 대신, 이들의 중합가능한 유도체를 각각 개별적으로 사용할 수 있다.
추가로, 방향족 하이드록시 카르복실산 및 방향족 디카르복실산과 같은 카르복실기를 갖는 화합물의 중합가능한 유도체의 예로서는, 카르복실기가 알콕시카르보닐기 또는 아릴옥시카르보닐기로 변형되는 것 (에스테르); 카르복실기가 할로포르밀기로 변형되는 것 (산 할로겐화물); 및 카르복실기가 아실옥시카르보닐기로 변형되는 것 (산 무수물) 을 들 수 있다. 게다가, 방향족 하이드록시 카르복실산, 방향족 디올 및 방향족 하이드록실아민과 같은 하이드록실기를 갖는 화합물의 중합가능한 유도체의 예로서는, 하이드록실기가 아실화되어 아실옥실기로 변형되는 것 (아실화물) 을 들 수 있다. 방향족 하이드록실아민 및 방향족 디아민과 같은 아미노기를 갖는 화합물의 중합가능한 유도체의 예로서는, 아미노기가 아실화되어 아실 아미노기로 변형되는 것 (아실화물) 을 들 수 있다.
액정 폴리에스테르가 아래의 식 (1) 로 나타내어지는 반복 단위 (이하, "반복 단위 (1)") 를 갖는 것은 바람직하고, 액정 폴리에스테르가 반복 단위 (1) 에 더하여 아래의 식 (2) 로 나타내어지는 반복 단위 (이하, "반복 단위 (2)") 및 아래의 식 (3) 으로 나타내어지는 반복 단위 (이하, "반복 단위 (3)") 를 갖는 것은 보다 바람직하다.
(1) -O-Arl-CO-
(2) -CO-Ar2-CO-
(3) -X-Ar3-Y-
여기서, Ar1 은 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐렌기를 나타내고, Ar2 및 Ar3 는 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐렌기 또는 아래의 식 (4) 로 나타내어지는 기를 개별적으로 나타내고, 여기서 X 및 Y 는 산소 원자 또는 이미노기 (-NH-) 를 개별적으로 나타낸다. 전술된 기의 수소 원자는 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 각각 개별적으로 치환될 수 있다.
(4) -Ar4-Z-Ar5?
여기서, Ar4 및 Ar5 는 페닐렌기 또는 나프틸렌기를 각각 개별적으로 나타내고, Z 는 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, 술포닐기 또는 알킬리덴기를 나타낸다.
할로겐 원자의 예로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자를 들 수 있다. 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기, n-헥실기, 2-에틸헥실기, n-옥틸기 및 n-데실기를 들 수 있고, 알킬기의 탄소의 수는 일반적으로 1 ~ 10 개이다. 아릴기의 예로서는, 페닐기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, 1-나프틸기, 및 2-나프틸기를 들 수 있고, 아릴기의 탄소의 수는 일반적으로 6 ~ 20 개이다. 수소 원자가 상기 기로 치환되는 경우, Ar1, Ar2 및 Ar3 로 나타내어진 각각의 기에 대하여, 수소 원자의 수는 일반적으로 2 개 이하이고, 바람직하게는 1 개 이하이다.
게다가, 알킬리덴기의 예로서는, 메틸렌기, 에틸리덴기, 이소프로필리덴기, n-부틸리덴기 및 2?에틸헥실리덴기를 들 수 있고, 알킬리덴기의 탄소의 수는 일반적으로 1 ~ 10 개이다.
반복 단위 (1) 는 소정의 방향족 하이드록시 카르복실산으로부터 유래하는 반복 단위이고, 반복 단위 (1) 로서, Ar1 이 p-페닐렌기인 것 (즉, p-하이드록실 벤조산으로부터 유래하는 반복 단위), Ar1 이 2,6?나프틸렌기인 것 (즉, 6-하이드록실-2-나프토에산으로부터 유래하는 반복 단위) 이 바람직하다.
반복 단위 (2) 는 소정의 방향족 디카르복실산으로부터 유래하는 반복 단위이고, 반복 단위 (2) 로서, Ar2 이 p-페닐렌기인 것 (즉, 테레프탈산으로부터 유래하는 반복 단위), Ar2 이 m-페닐렌기인 것 (즉, 이소프탈산으로부터 유래하는 반복 단위), Ar2 이 2,6?나프틸렌기인 것 (즉, 2,6?나프탈렌디카르복실산으로부터 유래하는 반복 단위), Ar2 이 디페닐에테르-4,4'-디일기인 것(즉, 디페닐에테르-4,4'-디카르복실산으로부터 유래하는 반복 단위) 이 바람직하다.
반복 단위 (3) 는 소정의 방향족 디올, 방향족 하이드록실 아민 또는 방향족 디아민으로부터 유래하는 반복 단위이고, 반복 단위 (3) 로서, Ar3 이 p-페닐렌기인 것 (즉, 하이드로퀴논, p-아미노페놀 또는 p-페닐렌디아민으로부터 유래하는 반복 단위), Ar3 가 4,4'-비페닐렌기인 것 (즉, 4,4'-디히드록시비페닐, 4?아미노-4'?하이드록시비페닐 또는 4,4'-디아미노비페닐로부터 유래하는 반복 단위) 이 바람직하다.
반복 단위 (1) 의 함유량은, 전체 반복 단위의 합계 함유량 (반복 단위의 식량으로 반복 단위의 질량을 나눔으로써 계산되는, 액정 폴리에스테르내에 함유된 반복 단위의 물질량 상당량 (즉, 몰) 을 구하여 이들을 합함으로써 얻어지는 합계 값) 에 대하여 통상적으로 30 몰% 이상, 바람직하게는 30 ~ 80 몰%, 보다 바람직하게는 40 ~ 70 몰%, 더욱 바람직하게는 45 ~ 65 몰% 이다. 반복 단위 (2) 의 함유량은, 전체 반복 단위의 합계 함유량에 대하여, 통상적으로 35 몰% 이하, 바람직하게는 10 ~ 35 몰%, 보다 바람직하게는 15 ~ 30 몰%, 더욱 바람직하게는 17.5 ~ 27.5 몰%이다. 반복 단위 (3) 의 함유량은, 전체 반복 단위의 합계 함유량에 대하여, 통상적으로 35 몰% 이하, 바람직하게는 10 ~ 35 몰%, 보다 바람직하게는 15 ~ 30 몰%, 더욱 바람직하게는 17.5 ~ 27.5 몰% 이다. 반복 단위 (1) 의 함유량의 증가가 용융 유동성, 내열성, 강도 및 강성을 향상시키는 것은 주목될 것이다. 하지만, 반복 단위 (1) 의 함유량이 초과하면, 용융 온도 및 용융 점도가 증가하고, 그 결과 성형에 필요한 온도가 상승한다.
반복 단위 (2) 의 함유량과 반복 단위 (3) 의 함유량 사이의 비는 [반복 단위 (2) 의 함유량]/[반복 단위 (3) 의 함유량] (몰/몰) 으로 나타내고, 상기 비가 통상적으로 0.9/1 ~ 1/0.9, 바람직하게는 0.95/1 ~ 1/0.95, 보다 바람직하게는 0.98/1 ~ 1/0.98 인 것이 바람직하다.
추가로, 액정 폴리에스테르에는 2 종 이상의 반복 단위 (1) ~ (3) 가 각각 독립적으로 제공될 수 있고, 추가로 액정 폴리에스테르에는 반복 단위 (1) ~ (3) 이외의 반복 단위가 제공될 수 있지만, 상기 경우에서의 함유량은 전체 반복 단위의 합계 함유량에 대하여, 통상적으로 10 몰% 이하, 바람직하게는 5 몰% 이하이다.
액정 폴리에스테르는, "X" 및 "Y" 가 각각 산소 원자인 반복 단위 (3) 을 포함하고, 즉, 액정 폴리에스테르는 낮은 용융 점도 때문에 소정의 방향족 디올로 부터 유래하는 반복 단위를 포함하는 것은 보다 바람직하고, 액정 폴리에스테르가 반복 단위 (3) 으로서 "X" 및 "Y" 가 각각 산소 원자인 반복 단위만을 포함하는 것은 보다 바람직하다.
추가로, 액정 폴리에스테르는 액정 폴리에스테르를 구성하는 반복 단위에 상응하는 원료 모노머를 용융 중합시키고, 이로 인해 얻어진 중합물을 고상 중합함으로써 제조되는 것이 바람직하다. 상기 제조 방식에 따라, 향상된 내열성이나 강도 및 강성을 갖는 고분자량 액정 폴리에스테르는 간단한 작동으로 제조될 수 있다. 용융 중합은, 촉매의 존재하에서 실시될 것이고, 촉매로서는, 초산 마그네슘, 초산 제 1 석, 테트라부틸티타네이트, 아세트산 납, 아세트산 나트륨, 아세트산 칼륨, 삼산화 안티몬 등과 같은 금속 화합물이나, 4-(디메틸아민) 피리딘 또는 1-메틸이미다졸 등과 같은 함질소 헤테로고리 화합물을 들 수 있다. 함질소 헤테로고리 화합물은 촉매로써 바람직하게 사용된다.
액정 폴리에스테르가 통상적으로 270℃ 이상, 바람직하게는 270 ~ 400℃, 보다 바람직하게는 280 ~ 380℃ 의 유동 개시 온도를 가지는 것은 바람직하다. 상기의 경우에서, 유동 개시 온도가 높을수록, 내열성, 강도 및 강성이 쉽게 향상될 것이다. 하지만, 유동 개시 온도가 너무 높을 경우, 플로우 온도 및 용융 점도는 높아지기 쉬울 것이고, 그 결과 액정 폴리에스테르의 성형 공정에 필요한 온도가 높아질 것이다.
추가로, 유동 개시 온도는 "플로우 온도" 또는 "유동 온도" 라고도 불리고, 상기 온도는, 모세관 유동계를 이용함으로써 9.8MPa (100kgf/cm2)의 하중 및 4℃/분의 속도 하에서 온도를 가열시킴으로써, 액정 폴리에스테르를 용융시켜 1mm 의 내경 및 10mm 의 길이를 갖는 노즐을 통하여 밀어낼 때, 4800Pa?s (4800 푸아즈) 의 점도를 나타내며, 상기 유동 개시 온도는 액정 폴리에스테르의 분자량 (예컨대, "액정 폴리머 - 합성, 성형, 응용-", (주) 씨엠씨 출판, 1987년 06월 05일에 발행된 코이데 나오유키편, 페이지 95 ~ 105 참조) 에 대한 기준이다.
다음으로, 전술된 특성의 FPC 커넥터 (1) 의 제조 방법은 도 2a 및 도 2b 를 참조하여 설명될 것이다. 도 2a 및 도 2b 는 본 실시 형태에 따른 공동 및 게이트를 개념적으로 도시한다. 잘 공지된 바와 같이, '공동' 이라는 용어는 금형 소재가 게이트를 통하여 금형 내에 부어지는 금형의 내부 공간을 의미한다. 도 2a 및 도 2b 에서, 금형은 본 실시 형태의 이해를 용이하게 하기 위하여 공동 (4) 및 게이트 (5) 를 제외하고는 나타내지 않는다.
먼저, 소정의 금형이 준비된다. 상기 금형은, 수직으로 한 쌍의 금형 절반부, 즉 개폐할 수 있는 상측 및 하측 금형 절반부로 구성된다. 도 2a 및 도 2b 에서 도시된 바와 같이, 상기 금형 절반부가 폐쇄될 때, FPC 커넥터 (l) 의 형상에 상응하는 형상을 가지는 공동 (4) 은 폐쇄된 금형 절반부 내에 형성된다. 상기 금형에는, 단 하나의 게이트 (5) 가 상측의 금형 절반부에 형성된다. 도 2a 에서 도시된 바와 같이, 게이트 (5) 가 공동 (4) 의 깊이 방향 (화살표 Y 방향) 의 이등분선 (M1) 에 위치되고, 도 2b 에 또한 도시된 바와 같이, 공동 (4) 의 일 단부 (4a) 로 부터 공동 (4) 의 길이 방향 (화살표 X 방향) 의 내측 (다른 일 단부 (4b) 측) 을 향하여 소정의 거리 (L5) 를 둔 곳에 위치된다. 여기서 거리 (L5) 는 공동 (4) 의 전체 길이 (L4) 의 15/100 (15%) 이하이고, 즉, 0≤L5/L4≤15/100 을 만족시키는 것이다.
이어서, 한 쌍의 상측 및 하측 금형 절반부는 폐쇄되고, 공동 (4) 은 금형 내에 형성된다. 그런 다음, 액정 폴리에스테르는 금형 내로 부어지고 게이트 (5) 를 통하여 공동 (4) 을 충전한다. 따라서, 공동 (4) 에 충전된 액정 폴리에스테르는 공동 (4) 의 일 단부 (4a) 근방으로부터 공동 (4) 의 다른 단부 (4b) 를 향하여 유동하고, 액정 폴리에스테르 분자는 공동 (4) 의 길이 방향 (즉, 화살표 X방향에 평행한 방향) 으로 배향된다.
그 후, 액정 폴리에스테르는 냉각된다. 그 결과, 액정 폴리에스테르는 공동 (4) 의 길이 방향으로 배향된 상태로 공동 (4) 내에서 고체화된다.
마지막으로, 폐쇄된 금형 절반부는 액정 폴리에스테르 수지를 꺼내기 위하여 개방되고, 이로써, 액정 폴리에스테르로 형성된 FPC 커넥터 (1) 가 얻어진다.
전술된 바와 같이, FPC 커넥터 (1) 의 제조에서, FPC 커넥터 (1) 는, 액정 폴리에스테르가 공동 (4) 의 길이 방향으로 배향된 고체 상태에서 형성되고, 따라서 FPC 커넥터 (1) 의 길이 방향으로의 FPC 커넥터 (1) 의 휨을 줄인다. 따라서, FPC 커넥터 (1) 의 재흐름 공정 동안 납땜 불량이 발생하는 것이 방지된다.
게다가, 금형에는 단 하나의 게이트 (5) 가 형성되기 때문에, 액정 폴리에스테르가 FPC 커넥터 제조 공정에서 부어질 때, 어떠한 용접선이 형성되지 않고, 이로 인해 용접선의 존재로부터 야기될 수 있는 FPC 커넥터 (1) 의 휨의 증가는 효과적으로 제거될 수 있다.
게다가, FPC 커넥터 (1) 의 원료로서 공동 (4) 을 충전하는 액정 폴리에스테르는 범용 수지에 비해 배향이 우수한 특성이 있고, 따라서, FPC 커넥터 (1) 의 원료로서 액정 폴리에스테르를 사용하는 것은 FPC 커넥터 (1) 의 휨의 감소에 추가로 기여할 수 있다.
[본 발명의 그 밖의 실시 형태]
또한, 상기 서술한 실시 형태에서, 액정 폴리에스테르가 금형의 공동 (4) 을 충전하는 수지로서 사용될지라도, 액정 폴리에스테르 이외의 수지, 예컨대 폴리 아미드는 액정 폴리에스테르의 대용으로 사용될 수 있다는 것은 주목될 것이다.
또한, 충전재, 첨가제, 또는 액정 폴리에스테르 이외의 수지와 같은 다른 성분과 함께 액정 폴리에스테르를 배합함으로써 제조된 액정 폴리에스테르 수지 조성물을 사용할 수 있다. 액정 폴리에스테르가 충전재와 함께 배합되는 경우, 액정 폴리에스테르는 충전재에 의하여 보강되고, 그 결과 FPC 커넥터 (1) 의 휨의 가능성은 보다 줄여질 수 있다.
충전재로서, 섬유상 충전재, 판상 충전재, 또는 구상 또는 그 밖의 입상 충전재는 사용될 수 있다. 게다가, 무기 충전재 또는 유기 충전재는 또한 사용될 수 있다. 섬유상 무기 충전재의 예로서, 유리 섬유; 팬계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유와 같은 탄소 섬유; 실리카 섬유; 알루미나 섬유; 실리카-알루미나 섬유 등과 같은 세라믹 섬유; 및 스테인리스 섬유와 같은 금속 섬유를 들 수 있다. 게다가, 티탄산 칼륨 위스커, 티탄산 바륨 위스커, 규회석 위스커; 붕산 알루미늄 위스커; 질화 규소 위스커 또는 탄화 규소 위스커와 같은 위스커도 들 수 있다. 섬유상 유기 충전재의 예로서는, 폴리에스테르 섬유 및 아라미드 섬유 (aramid fiber) 를 들 수 있다. 판상 충전재의 예로서는, 활석, 운모, 흑연, 규회석, 유리 가루, 황산 바륨 또는 탄산 칼슘을 들 수 있다. 여기서, 운모로서 백 운모, 금 운모, 불소 금 운모, 4 규소 운모가 있다. 입상 무기 충전재의 예로서는, 실리카, 알루미나, 산화 티타늄, 글라스 비드 (glass beads), 글라스 벌룬 (glass balloon), 질화 붕소, 탄화 규소 또는 탄산 칼슘을 들 수 있다. 충전재의 함유량은 액정 폴리에스테르 100 질량부에 대하여 통상적으로 0 ~ 100 질량부이다.
첨가제의 예로서, 산화 방지제, 열 안정제, 자외선 흡수제, 정전기 방지제, 계면활성제, 발화 지연제 및 착색제를 들 수 있다. 첨가제의 함유량은 액정 폴리에스테르 100 질량부에 대하여 통상적으로 0 ~ 5 질량부이다.
액정 폴리에스테르 수지 조성물은, 액정 폴리에스테르, 및 필요에 따라 사용될 수 있는 다른 성분을 용융 및 반죽하고 압출기를 이용하여 펠릿 상으로 압출함으로써 제조되는 것이 바람직하다. 바람직한 압출기는 실린더, 실린더 내에 배치된 1 개 이상의 나사 및 실린더에 형성된 l 개 이상의 공급구를 포함할 수 있고, 실린더에 하나 이상의 벤트부가 형성된 압출기가 보다 바람직하다.
또한, 전술한 실시 형태 1 에서, 게이트 (5) 가 공동 (4) 의 깊이 방향으로 이등분선 (M1) 상에 배치되는 것은 전술되었다. 하지만, 공동 (4) 의 형상을 고려하여, 게이트 (5) 는 공동 (4) 의 깊이 방향으로 이등분선 (M1) 으로부터 벗어난 위치에 배치될 수 있다.
[실시예]
본 발명의 바람직한 실시 형태의 실시 예는 이하에 설명될 것이지만, 본 발명은 실시 예에 한정되는 것은 아니라는 것은 주목될 것이다.
<액정 폴리에스테르의 제조>
우선, 후술하는 2 종류의 제조 방법 (제 1 및 제 2 제조 방법) 에 의하여 2 종류의 액정 폴리에스테르 (LCP1 및 LCP2) 는 제조된다.
(1) 제 1 제조 방법
교반기, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기가 준비되었고, 994.5g (7.2 몰) 의 p?하이드록실 벤조산, 446.9g (2.4 몰) 의 4,4'-디하이드록시 비페닐, 299.0g (1.8 몰) 테레프탈산, 99.7g (0.6 몰) 의 이소프탈산 및 1347.6g (13.2 몰) 의 무수초산은 반응기에 제공된다.
그런 다음, 반응기의 내부 공기가 질소 가스로 충분히 치환된 후, 0.18g 의 1-메틸 이미다졸은 질소 가스에 첨가되고, 반응기의 내부 온도는 질소 가스 유동의 존재하에서 30분 동안 150℃ 까지 상승하고, 상기 온도를 유지하면서 30 분 동안 환류시킨다. 다음으로, 2.4g 의 1-메틸 이미다졸은 추가로 첨가되고 반응기의 내부 온도는 아세트산 부산물, 미반응 무수초산 등을 증류 제거하면서, 2 시간 50 분 동안 320 ℃ 까지 상승한다. 그 후, 토크의 증가가 검출될 때, 반응은 종료되고, 내용물은 반응기의 밖으로 꺼낸다.
다음 단계에서, 얻어진 고체 성분은 실온까지 냉각되고, 그런 다음 러프 분쇄기로 분쇄된다. 이후에, 질소 분위기 하에서, 분쇄된 성분은 실온으로부터 1 시간 동안 250℃ 까지 가열되고, 그런 다음 5 시간 동안 250℃ 로 부터 295℃ 까지 가열되고, 그런 다음 295℃ 의 온도는 3 시간 동안 유지되고, 따라서 고체 중합은 실시된다.
마지막으로, 얻어진 고체 성분은 냉각된다. 결과적으로, 액정 폴리에스테르 (LCP1) 는 얻어진다. LCP1 의 유동 개시 온도는 327℃ 이다.
유동 개시 온도는 약 2g 의 시료 (액정 폴리에스테르) 를 이용하여 시마즈 플로우 테스터 CFT-500 ((주) 시마즈) 에 의하여 측정된 값이다. 즉, 약 2g 의 시료는 1mm 의 내경 및 10mm 의 길이를 갖는 노즐이 제공된 다이가 부착된 실린더에 충전되고, 9.8MPa (100kgf/cm2) 의 하중이 적용된다. 상기 상태 하에서, 시료는 4℃/분의 승온 속도에서 용융되어 압출되고, 용융 점도가 4800 Pa?s (4800 포아즈) 를 나타내는 온도는 측정되고, 상기 온도는 유동 개시 온도로서 여겨진다.
(2) 제 2 제조 방법
교반기, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기가 준비되었고, 994.5g (7.2 몰) 의 p?하이드록실 벤조산, 446.9g (2.4 몰) 의 4,4'-디하이드록시 비페닐, 239.2g (1.44 몰) 테레프탈산, 159.5g (0.96 몰) 의 이소프탈산 및 1347.6g (13.2 몰) 의 무수초산은 반응기에 제공된다.
그런 다음, 반응기의 내부 공기가 질소 가스로 충분히 치환된 후, 0.18g 의 1-메틸 이미다졸은 질소 가스에 첨가되고, 반응 용기의 내부 온도는 질소 가스 유동의 존재하에서 30분 동안 150℃ 까지 상승하고, 상기 온도를 유지하면서 30 분 동안 환류시킨다. 다음으로, 2.4g 의 1-메틸 이미다졸은 추가로 첨가되고 반응기의 내부 온도는 아세트산 부산물, 미반응 무수초산 등을 증류 제거하면서, 2 시간 50 분 동안 320 ℃ 까지 상승한다. 그 후, 토크의 증가가 검출될 때, 반응은 종료되고, 내용물은 반응기의 밖으로 꺼낸다.
다음 단계에서, 얻어진 고체 성분은 실온까지 냉각되고, 그런 다음 러프 분쇄기로 분쇄된다. 이후에, 질소 분위기 하에서, 분쇄된 성분은 실온으로부터 1 시간 동안 220℃ 까지 가열되고, 그런 다음 0.5 시간 동안 220℃ 로 부터 240℃ 까지 가열되고, 그런 다음 240℃ 의 온도는 10 시간 동안 유지되고, 따라서 고체 중합은 실시된다.
마지막으로, 얻어진 고체 성분은 냉각된다. 결과적으로, 액정 폴리에스테르 (LCP2) 는 얻어진다. LCP2 의 유동 개시 온도는 286℃ 이고, 상기 유동 개시 온도는 LCP1 의 유동 개시 온도보다 41℃ 낮은 온도이다. LCP2 의 유동 개시 온도는 LCP1 의 유동 개시 온도와 동일하게 측정된다.
<액정 폴리에스테르 수지 조성물의 조제>
전술된 공정에 의하여 제조되고 얻어진 LCP1 및 LCP2 는 55:45 의 질량비로 혼합된 후, 운모 (AB-25S 로서, (주) 야마구치 마이카에서 제조됨) 는 혼합된 수지 100 질량부에 대해 43 질량부로 배합된다. 이후에, 배합된 재료는 (주) 이케가이에 의하여 제조된 2 축 압출기 "PCM-30" 을 이용함으로써 용융되어 혼합되고, 따라서 펠릿 형태의 액정 폴리에스테르 수지 조성물은 제조된다.
<휨 분석 데이터 취득>
이와 같이 제조된 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 대하여, 휨 분석용 데이터로서, 영률, 프와송비, 선 팽창 계수 (유동 방향 및 유동 방향에 수직한 방향), 열전도율, 비열, 점도 및 비용적이 취득된다.
그 결과, 액정 폴리에스테르 수지 조성물은 5000MPa 의 영률, 0.31 의 프와송비, 6.12×10- 6 의 유동 방향의 선 팽창 계수, 6.31×10- 6 의 수직 방향의 선 팽창 계수, 0.38 W/(m?K) 의 열전도율 (25℃) 을 가진다. 비열에 있어서, 비열의 온도 의존성을 파악하기 위하여 51 ~ 344℃ 내의 12 개의 온도는 측정되고, 상기 측정에서, 890 ~ 1519 J/kg?℃ 의 비열은 얻어진다. 게다가, 점도에 있어서, 점도의 온도 의존성 및 전단 속도 의존성을 얻기 위하여, 325℃, 345℃, 365℃ 의 3 수준의 온도 및 100 ~ 50000 s-1 내의 8 수준의 전단 속도에서 점도가 측정되고, 측정 결과로서, 2.3 ~ 865.1Pa?s 의 점도가 얻어진다. 게다가 비용적에 있어서, 비용적의 온도?압력 의존성을 파악하기 위하여, 25.0 ~ 360.0℃ 내의 50 수준의 온도 및 0MPa, 50MPa, 100MPa, 150MPa, 200MPa 의 5 수준의 압력에서 비용적이 측정되고, 측정 결과로서, 0.6135 ~ 0.7054cm3/g 의 비용적이 얻어진다.
<실시예 1>
이렇게 취득된 휨 분석용 데이터를 이용하여, 공동의 길이 방향의 단부로부터 전체 길이의 6/100 길이로 내측에 있는 위치 (즉, 도 2 에서, L5/L4 = 6/100 으로 되는 위치) 에서 단 하나의 게이트가 형성된 금형을 사용함으로써, 소정의 크기 (18mm 의 길이, 3mm 의 깊이, 1mm 의 높이) 를 갖는 FPC 커넥터를 사출 성형하는 경우에, 그 FPC 커넥터의 길이 방향의 휨량 (단위: mm) 을 수치 해석에 의하여 계산한다. 상기 수치 해석은 (주)금형플로우에 의하여 제조된 분석 소프트웨어 "Moldflow Plastics Insight 2011" 를 사용함으로써 실시된다. 상기 분석의 결과는 후술되는 표 1 에 나타내었다.
<실시예 2>
길이 방향의 FPC 커넥터의 휨량은, 금형의 게이트의 위치가 공동의 길이 방향의 단부 부분으로부터 전체 길이의 9/100 로 내측으로 이동되는 것을 제외하면, 상기 실시예 1 과 실질적으로 동일한 조건으로 수치 해석에 의하여 계산된다. 상기 분석의 결과는 표 1 에 나타내었다.
<실시예 3>
길이 방향의 FPC 커넥터의 휨량은, 금형의 게이트의 위치가 공동의 길이 방향의 단부 부분으로부터 전체 길이의 14/100 로 내측으로 이동되는 것을 제외하면, 상기 실시예 1 과 실질적으로 동일한 조건으로 수치 해석에 의하여 계산된다. 상기 분석의 결과는 표 1 에 나타내었다.
<비교예 1>
길이 방향의 FPC 커넥터의 휨량은, 금형의 게이트의 위치가 공동의 길이 방향의 단부 부분으로부터 전체 길이의 25/100 로 내측으로 이동되는 것을 제외하면, 상기 실시예 1 과 실질적으로 동일한 조건으로 수치 해석에 의하여 계산된다. 상기 분석의 결과는 표 1 에 나타내었다.
<비교예 2>
길이 방향의 FPC 커넥터의 휨량은, 금형의 게이트의 위치가 공동의 길이 방향의 단부 부분으로부터 전체 길이의 50/100 만큼 내측 (즉, 공동의 길이 방향의 중앙부) 으로 이동되는 것을 제외하면, 상기 실시예 1 과 실질적으로 동일한 조건으로 수치 해석에 의하여 계산된다. 상기 분석의 결과는 표 1 에 나타내었다.
<비교예 3>
길이 방향의 FPC 커넥터의 휨량은, 2 개의 게이트가 공동의 길이 방향의 단부 부분으로부터 전체 길이의 25/100 및 75/100 만큼 내측으로 이동되는 위치에서 금형에 형성되는 것을 제외하면, 상기 실시예 1 과 실질적으로 동일한 조건으로 수치 해석에 의하여 계산된다. 상기 분석의 결과는 이하의 표 1 에 나타내었다.
Figure pat00001
<FPC커넥터의 휨 평가>
표 1 로부터 분명한 것처럼, 단일의 게이트가 공동의 길이 방향의 중앙부에 형성되는 비교예 2 (0.048mm 의 휨량) 를 기준으로서 고려하면, 비교예 1 (0.052mm 의 휨량) 및 비교예 3 (0.050mm 의 휨량) 의 결과는, 비교예 1 및 비교예 3 의 휨량이 비교예 2 의 휨 량을 초과하는 것을 나타내었다. 다른 한편으로는, 본 실시 형태의 실시예 1 (0.037mm 의 휨량), 실시예 2 (0.040mm 의 휨량) 및 실시예 3 (0.045mm 의 휨량) 의 결과는, 실시예 1 ~ 3 의 휨량이 비교예 1 의 휨량보다 적다는 것을 나타낸다. 따라서, 게이트가 공동의 길이 방향의 중앙부에 형성되는 경우와 비교하여, 금형의 공동의 길이 방향의 단부 부분으로부터 전체 길이의 15/100 으로 내측으로 이격된 금형의 위치에 일 게이트를 형성함으로써 FPC 커넥터의 휨이 상당히 억제될 수 있다는 것이 증명된다.
본 발명은 전술된 실시 형태에 한정되지 않으며, 첨부된 청구항의 범위로부터 벗어나지 않고서 많은 다른 변화 및 수정 및 대안이 가능하다.
예컨대, 본 발명은 스마트 폰, 디지털 카메라, 게임기 등과 같은 각종의 전기 또는 전자 기계, 장비, 또는 부품에서 결합되거나 조립될 수 있는 연성 인쇄 회로 기판에 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. FPC 커넥터의 제조 방법으로서, 금형에 형성된 게이트를 통하여 금형에 의해 한정된 공동 내로 수지 재료를 주입하여 공동을 충전함으로써 FPC 커넥터의 사출 성형을 실시하는 FPC 커넥터의 제조 방법에 있어서,
    상기 사출 성형은 공동의 길이 방향의 일 단부 부분과 상기 일 단부로부터 공동의 전체 길이의 15/100 만큼 내측에 있는 부분 사이의 위치에서 형성된 단일의 게이트를 포함하는 금형을 사용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 FPC 커넥터의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 재료가 액정 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 FPC 커넥터의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 재료가, 유리 섬유, 활석 및 운모로부터 선택된 적어도 1 종 이상의 충전재와 함께 액정 폴리에스테르를 배합함으로써 제조되는 액정 폴리에스테르 수지 조성물인 것을 특징으로 하는 FPC 커넥터의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트가 금형의 공동의 깊이 방향의 이등분선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 FPC 커넥터의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 FPC 커넥터는 핀 통과 구멍의 수가 10 개 이상이고, 핀 통과 구멍은 0.6mm 이하의 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 FPC 커넥터의 제조 방법.
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