KR20160134410A

KR20160134410A - 작은 사이즈에 적합한 탄성 전기접촉단자

Info

Publication number: KR20160134410A
Application number: KR1020150075077A
Authority: KR
Inventors: 김선기
Original assignee: 조인셋 주식회사; 김선기
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-11-23
Also published as: JP6121583B2; KR101711013B1; JP2016219398A

Abstract

상면에서 하방으로 일정한 폭과 깊이로 움푹 패여 형성되고, 길이방향을 따라 연장하는 적어도 하나 이상의 채널(channel)을 구비한 탄성 코어; 접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 폴리머 필름; 및 상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층을 포함하며, 상기 채널의 양 측벽이 상기 대상물을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자가 개시된다.

Description

작은 사이즈에 적합한 탄성 전기접촉단자{Elastic electric contact terminal adapted to small size}

본 발명은 탄성 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 작은 사이즈에 적합한 구조를 갖는 탄성 전기접촉단자에 관련한다.

일반적으로 솔더링(soldering)이 가능한 탄성 전기접촉단자는, 전기 전도도가 좋고, 탄성 회복력이 우수하며, 솔더링 온도에 견딜 수 있어야 한다.

탄성 전기접촉단자의 예로, 본 발명자에 의한 등록특허 제783588호는, 일정 체적을 갖는 절연 발포고무; 상기 절연 발포고무를 감싸며 접착되는 절연 비발포접착제층; 및 한 면이 상기 절연 비발포접착제층을 감싸도록 상기 절연 비발포접착제층에 접착되고, 다른 면에 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더링 가능한 탄성 전기접촉단자를 개시한다.

또한, 등록특허 제1001354호는, 내부에 길이방향으로 관통공이 형성된 절연 탄성 내열 고무 코어; 상기 절연 탄성 내열 고무 코어를 감싸며 접착되는 절연 내열 접착제층; 및 한 면이 상기 절연 내열 접착제층을 감싸도록 상기 절연 내열 접착제층에 접착되고, 다른 면에 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며, 상기 폴리머 필름은 양단이 이격되도록 상기 절연 내열 접착제층에 접착되고, 상기 절연 탄성 내열 고무 코어의 하면은 폭 방향 양단에서 중간 부분을 향해 파인 형상으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 리플로우 솔더링 가능한 탄성 전기접촉단자를 개시한다.

상기와 같은 구조를 갖는 전기접촉단자의 경우, 통상 코어의 내부에 길이방향을 따라 관통구멍을 형성하거나 코어 자체를 튜브 형상으로 제조함으로써 코어가 탄성을 갖도록 하여 결과적으로 전기접촉단자가 대상물을 탄성적으로 지지할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 전기접촉단자의 0.5㎜ 이하의 작은 사이즈를 갖는 경우 관통구멍을 형성하기 어려울 뿐만 아니라 튜브 형상으로 제조하는 것도 어렵고 제조 효율성이 떨어졌다.

한편, 종래의 전기접촉단자의 구리박 위에는 부식이 방지되고 솔더 크림에 의한 솔더링이 잘 되도록 내 환경성이 구리보다 좋은 금속도금층이 형성되지만, 전기접촉단자를 제조하는 과정 중 고객이 원하는 길이로 절단하기 때문에 전기접촉단자의 길이방향 측면에 형성되는 절단면에서 구리박이 외부로 노출될 수밖에 없다.

다시 말해, 종래의 전기접촉단자는 주석 등의 금속층이 도금된 구리박을 갖는 폴리머 필름을 코어에 감싼 후 절단하여 제조하였기 때문에 절단면에서는 당연히 구리박이 외부로 노출될 수밖에 없다.

그 결과, 염수 시험과 같은 신뢰성 테스트에 있어서 외부로 노출된 구리박에 염수가 접촉함으로써 염수의 의한 부식으로 염수 시험을 통과하지 못하거나, 사용 중 외부로 노출된 구리박이 쉽게 녹이 나서 품질의 저하를 가져온다는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 일정한 높이 이하의 작은 사이즈에 적합한 구조를 갖는 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 부식에 강한 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 솔더링 강도가 향상되고 솔더링 신뢰성을 향상시킨 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 상면에서 하방으로 일정한 폭과 깊이로 움푹 패여 형성되고, 길이방향을 따라 연장하는 적어도 하나 이상의 채널(channel)을 구비한 탄성 코어; 접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 폴리머 필름; 및 상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층을 포함하며, 상기 폴리머 필름은 상기 채널을 가로질러 상기 양 측벽 위에 걸치고, 상기 채널의 양 측벽이 대상물을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 채널은 다수 개 형성되고, 상기 채널 사이에 상기 양 측벽에 대응하는 높이로 돌출되고 상기 길이방향으로 연장된 지지벽을 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 지지벽의 수직 단면 형상은 상단으로 갈수록 크기가 작아지는 사다리꼴 형상일 수 있다.

바람직하게, 상기 양 측벽의 상기 채널 측 측면은 경사를 이루어 상기 대상물에 의한 가압시 상기 양 측벽이 상기 채널 측으로 기울어질 수 있다.

바람직하게, 상기 지지벽의 상면은 상기 접착체층을 개재하여 상기 폴리머 필름에 접착될 수 있다.

바람직하게, 상기 금속층은 구리박과 상기 구리박의 표면과 측면을 감싸는 금속도금층으로 구성되고, 상기 구리박의 측면은 길이방향의 절단면과 폭 방향의 양 단면을 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 구리박의 두께가 상기 금속도금층의 두께보다 두꺼울 수 있으며, 상기 구리박은 전해동박 또는 압연동박이고, 상기 구리박 위에 상기 폴리머 필름에 대응하는 액상의 폴리머를 도포하고 경화하여 상기 폴리머 필름에 접착되거나 접착제를 개재하여 상기 폴리머 필름에 접착된다.

바람직하게, 상기 금속도금층은 무전해 도금으로 형성되어 표면 조도가 증가함으로써 솔더링 강도가 향상될 수 있다.

상기의 목적은, 상면에서 하방으로 일정한 폭과 깊이로 움푹 패여 형성되고, 길이방향을 따라 연장하는 적어도 하나 이상의 채널(channel)을 구비한 탄성 코어; 상기 탄성 코어의 외면에 접착되는 전기전도성 탄성고무 코팅층; 및 상기 탄성고무 코팅층의 하면에 접착되는 솔더링이 가능한 금속박을 포함하며, 상기 채널의 양 측벽이 상기 대상물을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 전기접촉단자는 폭이 길이보다 클 수 있다.

바람직하게, 상기 전기접촉단자는 회로기판의 도전 패턴에 솔더 크림에 의해 솔더링 되어 대항하는 전기전도성 대상물과 탄성을 갖고 전기적으로 연결해준다.

상기한 구조에 의하면, 종래와 같이 코어 내부에 관통구멍을 형성하거나 코어 자체를 튜브 형상으로 제조하기 어려운 사이즈의 전기접촉단자를 용이하고 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 길이방향 절단면에서 노출된 구리박을 내 환경성이 좋은 금속도금층으로 덮음으로써 결과적으로 신뢰성 테스트에서 염수와 구리박의 접촉을 근원적으로 차단할 수 있고, 사용 중에도 구리박이 외부로 노출되지 않아 녹이 슬 염려가 없으므로 신뢰성이 향상된다.

또한, 길이방향 절단면에서 구리박을 덮도록 형성된 금속도금층 위로 솔더 크림이 잘 퍼져 절단면에서의 솔더링 강도가 증가한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 나타낸다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전기접촉단자의 동작을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 나타내며, 도 3(a)은 사시도이고 도 3(b)은 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 나타내고, 도 2는 일 실시 예에 따른 전기접촉단자의 동작을 나타낸다.

전기접촉단자(100)는 회로기판과 전기전도성 대상물(10) 사이에 개재되어 전기적으로 연결하는 역할을 하며, 가령 회로기판의 도전패턴과 전기전도성 대상물 사이에 강제로 끼워져 설치되거나, 회로기판의 도전 패턴에 솔더 크림에 의해 솔더링 되어 대향하는 전기전도성 대상물(10)과 탄성적으로 접촉하도록 할 수 있다.

리플로우 솔더링의 경우, 전기접촉단자(100)는 캐리어에 릴 테이핑 되어 공급되고, 진공 픽업과 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링 된다.

도 1을 참조하면, 전기접촉단자(100)는, 상면에서 하방으로 일정한 폭과 깊이로 움푹 패여 형성되고, 길이방향을 따라 연장하는 적어도 하나 이상의 채널(channel, 112)을 구비한 탄성 코어(110), 접착제층(120)을 개재하여 코어(110)를 감싸며 접착되는 폴리머 필름(130), 및 폴리머 필름(130)을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층(140)을 포함한다.

이 실시 예에 따르면, 채널(112)의 양 측벽(114, 116)이 상부에 위치하는 대상물을 탄성적으로 지지한다.

이하, 이 실시 예에 따른 전기접촉단자(100)의 세부 구조에 대해 상세하게 설명한다.

1.1 코어(110)

고무 재질의 코어(110)는 내열성과 탄성을 구비하는데, 바람직하게 전기적으로 절연성이다. 결과적으로, 리플로우 솔더링과 탄성 조건을 만족시키는 비발포 실리콘고무이거나 발포고무, 가령 스펀지일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

코어(110)는, 가령 압출 공정에 의해 제조될 수 있으며, 솔더링 시 수평방향으로 균형을 이루도록 좌우 대칭을 이루어 형성됨으로써, 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링 시 들뜸 또는 치우침 현상을 줄일 수 있다.

코어(110)는 단일 몸체로 이루어지며, 상면에서 하방으로 움푹 패이고 길이방향을 따라 연장하는 일정한 폭과 깊이를 갖는 채널(112)이 형성된다. 그 결과, 채널(112)의 양측에는 측벽(114, 116)이 형성되어 상부에 위치하는 대상물과 접촉하여 지지하게 된다.

코어(110)는 작은 사이즈로 형성되는데, 가령 폭이 2㎜, 높이가 0.5㎜, 길이가 1㎜일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 이에 상응하거나 그보다 작은 크기를 갖는다.

상기한 것처럼, 이와 같은 크기의 코어(110)에서는 종래와 같이 코어(110) 내부에 관통구멍을 형성하거나 코어(110) 자체를 튜브 형상으로 제조할 경우, 높이를 0.7㎜ 이하로 하는 것이 어려웠지만, 이 실시 예와 같이 상면에서 하방으로 파서 일정한 폭과 깊이를 갖고 길이방향으로 연장하는 채널(112)을 형성하면 되므로 높이가 0.5㎜ 이하인 전기접촉단자를 쉽게 만들 수 있다.

양 측벽(114, 116)은 단면에서 볼 때 상단 외측이 라운드(round) 처리된 형상으로 형성되는데, 이는 완성된 전기접촉단자(100)가 인쇄회로기판 등에 솔더링 된 후 대향하는 대상물에 의해 가압될 때 내측으로 쉽게 눌릴 수 있도록 하며, 외부의 물체가 양측 모서리에서 걸리는 것을 방지한다.

양 측벽(114, 116)의 채널(112) 측 측면, 즉 내측면은 수직을 이루거나 채널(112) 측으로 기울어지도록 경사를 이룰 수 있으며, 특히 도 2에 도시한 것처럼, 채널(112) 측으로 기울어지도록 경사를 이루는 경우 대상물(10)에 의한 가압시 양 측벽(114, 116)이 채널(112) 측으로 기울어지기 쉬워 누르는 힘을 적게 할 수 있다.

코어(110)의 하면은 폭 방향으로 양단에서 중간 부분을 향해 파인 형상으로 경사지게 형성될 수 있다. 다시 말해, 코어(110)를 수직으로 절단할 때, 코어(110)의 하면 이등변 삼각형의 빗변을 형성하도록 폭 방향 양 모서리에서 하면 중앙부분을 향해 파인 형상으로 경사지게 형성된다. 경사각도는 특별히 한정되지 않지만, 코어(110)의 하면 하부에 접착제층(120)으로부터 누출되는 접착제를 수용하여 솔더링에 영향을 주지 않는 정도의 공간을 형성하면 된다.

이러한 구조에 의하면, 코어(110)의 하면이 양단에서 중간 부분을 향해 파인 형상을 갖기 때문에, 리플로우 솔더링 시 전기접촉단자(100)의 하면 양측이 용융솔더에 균일하게 접촉되어 하면의 어느 한쪽만 솔더링 되는 들뜸 현상을 방지할 수 있다. 또한, 코어(110)의 하면이 양단에서 중간 부분을 향해 파인 형상을 갖기 때문에 제조공정 시 접착제층(120)으로부터 외부로 누출되는 접착제를 수용할 수 있는 공간을 제공하여 리플로우 솔더링 시 솔더링이 안되는 현상을 최소화시켜 준다.

1.2 접착제층(120)

접착제층(120)은 유연성, 탄성 및 절연성을 가지며, 전기접촉단자(100)가 리플로우 솔더링에 적용될 경우에는 내열성을 가질 수 있고, 코어(110)와 폴리머 필름(130) 사이에 위치하여 코어(110)와 폴리머 필름(130)을 신뢰성 있게 접착한다.

접착제층(120)은, 가령 액상 실리콘고무가 열 경화에 의해 형성될 수 있으며, 액상 실리콘고무는 경화하면서 대향하는 대상물과 접착되고 경화 후 고상의 접착제층(120)을 형성하는데, 한 번 경화된 후에는 탄성을 유지하며 다시 열이 가해져도 용융되지 않고 접착력을 유지하여 솔더링 시에도 접착력을 유지한다.

바람직하게 접착제층(120)은 자기접착성을 갖는 실리콘고무 접착제가 경화에 의해 형성되고 두께는 대략 0.005mm 내지 0.03mm 이다.

1.3 폴리머 필름(130)

폴리머 필름(130)은, 예를 들어, 내열성이 좋은 폴리이미드(PI) 필름이나 기타의 내열 폴리머 필름일 수 있으며, 유연성과 기구적 강도를 고려하여 두께를 결정할 수 있다.

폴리머 필름(130)은 통상 유연성이 있는 연성회로기판에 사용되는 폴리머 필름이다.

일 예로, 폴리머 필름(130)은 액상의 폴리머가 캐스팅된 후 경화에 의해 형성될 수 있고 경화된 폴리머 필름(130)의 두께는 0.007㎜ 내지 0.030㎜이다.

1.4 금속층(140)

금속층(140)은 한 면이 폴리머 필름(130)을 감싸도록 접착 형성되며, 가령 구리층(141) 위에 도금에 의한 금속도금층(142)이 형성되며, 금속도금층(142)에 의해 구리층(141)에 비해 전기가 더 잘 통하고 솔더링이 더 잘 된다.

이 실시 예에 의하면, 금속도금층(142)은 구리층(141)의 모든 노출면 위에 형성되는데, 노출면은 구리층(141)의 외면, 즉 표면과 측면을 포함한다.

도 1을 참조하면, 구리층(141)의 표면은 외부에서 육안으로 식별되는 바깥쪽 면을 말하고, 측면은 길이방향으로 절단된 절단면과 폭 방향의 양 단면을 말한다.

여기서, 구리층(141)은 전해 동박 또는 압연 동박의 구리박이거나, 또는 폴리머 필름의 한 면에 시드(seed)로 텅스텐을 스퍼터링한 후 그 위에 형성된 구리도금층을 총칭하며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 구리박을 예로 든다.

구리박(141)의 두께는 대략 10㎛ 정도이고, 구리도금층의 두께는 대략 3㎛ 정도로 얇게 형성된다.

금속도금층(142)은 구리박(141)보다 부식성이 작은 것에 주목할 필요가 있으며, 구리박(141)의 두께는 금속도금층(142)의 두께보다 두껍다.

금속층(140)이 폴리머 필름(130)을 감싸 접착되도록 하기 위해서, 구리박(141)을 폴리머 필름(130) 위에 접착제를 개재하고 접착하거나, 구리박(141) 위에 폴리머 필름(130)에 대응하는 액상의 폴리머를 도포하고 경화하여 접착할 수 있다.

금속도금층(142)은 주석(Sn)이나 은(Ag)을 도금하여 형성하거나, 니켈(Ni) 도금 후 주석 (Sn) 또는 금(Au)을 도금하여 형성하는데, 바람직하게, 주석이나 은의 경우 두께가 대략 2㎛이고, 니켈/금의 경우 니켈과 금의 두께는 각각 1㎛ 이하이다.

따라서, 전기접촉단자(100)가 전기를 잘 통하고 솔더링이 잘 되도록 원재료 레벨에서 폴리머 필름(130)에 금속도금층(142)을 구비한 금속층(140)을 적층하여 구리박(141)의 부식을 방지한다.

이와 함께, 전기접촉단자(100)를 제조하는 과정에서 절단에 의해 형성되는 절단면에서는 구리박(141)이 그대로 외부에 노출되기 때문에 이에 대한 부식방지가 필요하다.

이를 위해, 도 1의 원 안에 확대하여 나타낸 것처럼, 금속도금층(142)이 접촉단자(100)의 절단면에서 노출된 구리박(141) 위에 형성되어 구리박(141)을 덮는다. 즉, 도 1을 참조하면, 구리박(141)과 금속도금층(142)의 경계를 점선으로 표시하여 절단면에서 구리박(141)이 금속도금층(142)에 의해 덮이는 것을 알 수 있다.

따라서, 종래에는 절단에 의해 형성되는 절단면에서 구리박이 외부로 노출됨으로써, 염수 시험과 같은 신뢰성 테스트에서 노출된 구리박에 염수가 접촉하여 부식을 일으키기 때문에 염수 시험을 통과하지 못하거나, 사용 중 노출된 구리박에 녹이 슬어 신뢰성이 저하하였다.

그러나, 본 발명에 의하면, 절단면에서 노출된 구리박(141)을 금속도금층(142)으로 덮음으로써 결과적으로 신뢰성 테스트에서 염수의 접촉을 근원적으로 차단할 수 있고, 사용 중에도 구리박(141)이 노출되지 않아 녹이 슬 염려가 없으므로 신뢰성이 향상된다.

더욱이, 리플로우 솔더링 시 절단면에서 구리박(141)을 덮도록 형성된 금속도금층(142) 위로 솔더 크림이 더 잘 퍼질 수 있어 솔더링 강도가 증가할 수밖에 없으며 특히 절단면에서 솔더링 강도가 향상된다.

특히, 접촉단자(100)의 폭이 길이보다 긴 경우, 절단면의 솔더링 강도는 매우 중요하고 본 발명은 이런 경우에 매우 유용하다.

이 실시 예에 의한 전기접촉단자(100)를 제조하기 위해서는 한쪽 면에 구리박(141)이 접착된 폴리머 필름(130)으로 액상의 접착제층(120)을 개재하여 코어(110)를 연속으로 감싸 공급되는 접촉단자 바(bar)를 일정한 길이로 절단하는데, 일 예로, 접촉단자 바는 500㎜ 정도의 길이를 가질 수 있다.

이후, 접촉단자 바를 고객이 원하는 길이, 예를 들면 3㎜ 정도로 절단하여 접촉단자를 형성하고, 상기한 것처럼, 접촉단자의 구리박(141)의 노출면을 덮도록 주석이나 은 또는 니켈/금으로 도금한 금속도금층(142)을 형성하여 최종적인 접촉단자(100)를 제조한다.

여기서, 실리콘고무 재질의 코어(110)에 의해 접촉단자(100)의 비중은 물의 비중보다 작으며, 따라서 벌크(Bulk) 방식으로 무전해 도금을 이용하여 금속도금층(142)을 형성할 수 있는데 이에 한정되지 않고 전해도금을 적용할 수도 있다.

특히, 무전해 도금의 의해 금속도금층(142)을 형성하는 경우, 금속도금층(142)의 표면 조도가 증가하여 표면이 거칠게 되고 그 결과 솔더 크림과의 접착력이 향상되어 솔더링 강도가 증가한다.

상기한 것처럼, 코어(110)는 비발포 실리콘고무이거나 발포고무, 가령 스펀지로 구성되고, 접착제층(120)은 액상 실리콘고무가 열 경화에 의해 형성되며, 폴리머 필름(130)은 폴리이미드 필름을 구성되어 도금 공정에 의해 절단면에 금속도금층(142)이 형성되지 않는다.

상기와 같이, 전기접촉단자(100)에 있어서, 표면과 길이방향의 절단면 그리고 폭 방향의 양 단면을 포함하여 외부로 노출된 모든 구리박(141) 위에는 금속도금층(142)이 형성되어 구리박(141)을 외부와 차단하게 된다.

도 2를 참조하면, 대상물(10)이 전기접촉단자(100)를 가압하면 양 측벽(114, 116)이 대상물(10)에 접촉되어 눌리면서 내측으로 변위된다. 도 2에서는, 구별을 위해 변위된 양 측벽(114a, 116a)을 점선으로 도시하고 있다.

이때, 상기한 것처럼, 양 측벽(114, 116)의 채널(112) 측 측면, 즉 내측면이 채널(112) 측으로 기울어지도록 경사를 이루고 있으며, 대상물(10)에 의한 가압시 양 측벽(114, 116)이 채널(112) 측으로 쉽게 눌릴 수 있어 대상물(10)을 누르는 힘이 작아지도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 나타내며, 도 3(a)은 사시도이고 도 3(b)은 정면도이다.

전기접촉단자(200)의 탄성 코어(210)에서, 상면에서 하방으로 움푹 패여 일정한 폭과 깊이를 갖는 한 쌍의 채널(211, 212)이 형성되고 길이방향으로 연장하는데, 채널(211, 212) 사이에 지지벽(218)이 형성된다.

일 실시 예와 마찬가지로, 폴리머 필름(230)은 접착제층(220)을 개재하여 코어(210)를 감싸며 접착되고, 솔더링이 가능한 금속층(240)은 폴리머 필름(230)을 감싸며 접착된다.

이 실시 예에 따르면, 채널(211, 212)의 양 측벽(214, 216)과 지지벽(218)가 상부에 위치하는 대상물을 탄성적으로 지지한다.

도 1의 일 실시 예와 비교하여 코어(210)와 금속층(240)의 구성이 다르므로 이에 대해서만 설명한다.

코어(210)는 단일 몸체로 이루어지며, 상면에서 하방으로 움푹 패여 일정한 폭과 깊이를 갖는 한 쌍의 채널(211, 212)이 이격 형성되어 길이방향을 따라 연장되며, 그 결과 채널(211, 212) 사이에 측벽(214, 216)과 대략 같은 높이로 지지벽(218)이 형성된다.

도 3(b)을 참조하면, 채널(211, 212)의 바닥은 코어(210)의 하면과 같이 경사를 이루어 바닥 외측 모서리에서 내측으로 갈수록 상방으로 경사를 이루도록 형성할 수 있다.

상기한 구조에 의하면, 채널(211, 212)의 외측에는 각각 측벽(214, 216)이 형성되고, 내측에는 지지벽(218)이 형성되어 상부로 가압되는 대상물(10)은 측벽(214, 216)과 지지벽(218)에 의해 지지된다.

지지벽(218)의 상면은 코어(210)의 다른 부분과 같이 접착제층(220)을 개재하여 폴리머 필름(230)에 접착되어 폴리머 필름(230)이 들뜨는 것을 방지할 수 있다.

지지벽(218)의 단면 형상은 특별히 한정되지 않지만, 가령 상면으로 갈수록 크기가 작아지는 사다리꼴 형상일 수 있으며, 상단의 양 모서리는 둥글게 형성될 수 있다.

상기의 일 실시 예처럼, 양 측벽(214, 216)은 단면에서 볼 때 상단 외측이 라운드 처리된 형상으로 형성되는데, 이는 완성된 전기접촉단자(200)가 인쇄회로기판 등에 솔더링 된 후 대향하는 대상물(10)에 의해 가압될 때 내측으로 쉽게 눌릴 수 있도록 하며, 외부의 물체가 양측 모서리에서 걸리는 것을 방지한다.

이 실시 예에 의하면, 한 쌍의 채널(211, 212) 사이에 형성된 지지벽(218)에 의해 그 위를 지나는 폴리머 필름(230)을 받치기 때문에 대상물(10)에 의해 가압되더라도 채널(211, 212) 위에 대상물(10)에 의한 자국이 남지 않게 된다.

또한, 한 쌍의 채널(211, 212)이 형성되는 것을 예로 들었지만, 다수 개의 채널이 형성될 수 있으며, 이 경우 채널 사이에 다수의 지지벽(218)이 형성될 수 있음은 물론이다.

금속층(240)의 양 측면에는 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성되고 높이 방향으로 연장하는 개구(242)가 형성되어 개구(242)를 통하여 폴리머 필름(230)이 노출될 수 있다.

여기서, 측면은 솔더링이 되는 부분을 일부 포함하는 하단에서 상면의 진공 픽업되는 부분을 제외하는 상단까지 포함하는 영역을 말한다.

개구(242)는, 가령 금속층(240)의 해당 부분을 에칭으로 제거하여 형성할 수 있는데, 개구(242)의 폭이나 길이 그리고 이격거리는 적절하게 조절될 수 있다. 특히, 개구(242)가 양 측면에 대칭적으로 형성함으로써 솔더링시 좌우 솔더링 강도가 같아지도록 할 수 있다.

개구(242)의 하단이 솔더링 시 솔더에 의해 덮이는 부분과 겹치는 경우, 용융 솔더는 겹친 부분에서 개구(242)를 통하여 솔더링되지 않는 폴리머 필름(230)과 접촉하기 때문에 실질적으로 납 오름을 방지할 수 있다. 다시 말해, 전기접촉단자(200)를 회로기판에 솔더링할 때, 개구(242)에 의해 용융 솔더가 금속층(240)의 측면을 타고 오르는 것을 최소화할 수 있다.

이와 같이 납 오름을 방지함으로써 용융 솔더가 금속층(240)을 타고 올라오지 못하게 하여 전기접촉단자의 탄성 복원력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 높이가 0.5㎜ 이하 정도의 낮은 전기접촉단자에서는 납 오름의 높이에 따라 눌리는 힘이 많은 영향을 받기 때문에 납 오름을 최소화함으로써 전기접촉단자를 누르는 힘을 크게 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 나타낸다.

전기접촉단자(300)는, 탄성 코어(310)와 탄성 코어(310)를 감싸는 전기전도성 탄성고무 코팅층(340) 및 탄성고무 코팅층(340)의 하면에 접착되는 금속박(350)으로 구성된다.

탄성고무 코팅층(340)은 액상의 탄성고무에, 예를 들어, 50㎛ 이하의 금속 파우더를 균일하게 혼합한 재료를 탄성 코어(310)의 외부에 금형을 통하여 동일한 두께로 코팅을 한 후 경화시켜 형성할 수 있다.

탄성고무 코팅층(340)은 경도가 Shore A 40 내지 70일 수 있고, 전기저항은 1Ω 이하로 코팅 두께는 10 내지 40㎛이 바람직하다.

금속박(350)은 8 내지 200㎛ 이하가 바람직하고, 금속재질로 구리가 이용될 수 있으며, 필요에 따라 금이나 주석을 더 코팅하여 부식을 방지하거나 솔더링이 잘 되도록 할 수 있다.

탄성 코어(310)는 압출 및 경화공정에 의해 연속적으로 생산하고, 탄성 코어(310)의 외면에 액상의 전기전도성 탄성고무에 금속 파우더를 혼합한 재료를 코팅하면서 하면에 구리박(350)을 길이방향으로 공급하면서 경화한다.

액상의 전기전도성 액상고무가 경화되면서 탄성고무 코팅층(340)이 형성되며, 이와 동시에 탄성고무 코팅층(340)과 구리박(350)은 기계적, 전기적 접합이 이루어진다.

상기의 실시 예와 마찬가지로, 코어 내부에 관통구멍을 형성하거나 코어 자체를 튜브 형상으로 제조하기 어려운 높이 0.5㎜ 이하의 작은 사이즈의 전기접촉단자에서 코어의 상면에서 하방으로 길이방향을 따라 일정한 폭과 깊이를 갖는 적어도 하나 이상의 채널을 형성하여 채널 양측의 측벽이나 채널 사이에 형성되는 지지벽을 이용하여 대상물을 탄성적으로 지지하도록 할 수 있다.

상기의 실시 예에서는, 전기접촉단자(100, 200, 300)가 회로기판의 도전 패턴에 솔더 크림에 의해 솔더링 되어 대향하는 전기전도성 대상물과 접촉하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 상기한 것처럼, 회로기판의 도전패턴과 전기전도성 대상물 사이에 강제로 끼워져 설치될 수 있다. 이 경우, 리플로우 솔더링과 같은 공정이 없기 때문에 구성요소의 재질이 내열성을 가질 필요는 없다.

이상에서 설명한 것처럼, 높이 0.5㎜ 이하의 작은 사이즈의 전기접촉단자에서 코어의 상면에서 하방으로 길이방향을 따라 일정한 폭과 깊이를 갖는 채널을 적어도 하나 이상 형성하여 채널 양측의 측벽이나 채널 사이의 지지벽을 이용하여 대상물을 탄성적으로 지지하도록 할 수 있다.

그 결과, 종래와 같이 코어 내부에 관통구멍을 형성하거나 코어 자체를 튜브 형상으로 제조하기 어려운 사이즈의 전기접촉단자를 용이하고 효율적으로 제조할 수 있다.

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.

100, 200, 300: 전기접촉단자
110, 210, 310: 코어
120, 220: 접착제층
130, 230: 폴리머 필름
140, 240: 금속층
141: 구리박
142: 금속도금층
340: 전기전도성 탄성고무층
350: 금속박

Claims

대상물 사이에 개재되고 접촉되어 상기 대상물 사이에 전기 통로를 형성하는 전기접촉단자로서,
상면에서 하방으로 일정한 폭과 깊이로 움푹 패여 형성되고, 길이방향을 따라 연장하는 적어도 하나 이상의 채널(channel)을 구비한 탄성 코어;
접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 폴리머 필름; 및
상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층을 포함하며,
상기 폴리머 필름은 상기 채널을 가로질러 상기 양 측벽 위에 걸치고, 상기 채널의 양 측벽이 상기 대상물을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 1에서,
상기 채널은 다수 개 형성되고, 상기 채널 사이에 상기 양 측벽에 대응하는 높이로 돌출되고 상기 길이방향으로 연장된 지지벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 2에서,
상기 지지벽의 수직 단면 형상은 상단으로 갈수록 크기가 작아지는 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 1에서,
상기 양 측벽의 상기 채널 측 측면은 경사를 이루어 상기 대상물에 의한 가압시 상기 양 측벽이 상기 채널 측으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 2에서,
상기 지지벽의 상면은 상기 접착체층을 개재하여 상기 폴리머 필름에 접착되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 1에서,
상기 금속층은 구리박과 상기 구리박의 표면과 측면을 감싸는 금속도금층으로 구성되고,
상기 구리박의 측면은 길이방향의 절단면과 폭 방향의 양 단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 6에서,
상기 구리박의 두께가 상기 금속도금층의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 6에서,
상기 구리박은 전해동박 또는 압연동박이고, 상기 구리박 위에 상기 폴리머 필름에 대응하는 액상의 폴리머를 도포하고 경화하여 상기 폴리머 필름에 접착되거나 접착제를 개재하여 상기 폴리머 필름에 접착되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 6에서,
상기 금속도금층은 무전해 도금으로 형성되어 표면 조도가 증가함으로써 솔더링 강도가 향상되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
대상물 사이에 개재되고 접촉되어 상기 대상물 사이에 전기 통로를 형성하는 전기접촉단자로서,
상면에서 하방으로 일정한 폭과 깊이로 움푹 패여 형성되고, 길이방향을 따라 연장하는 적어도 하나 이상의 채널(channel)을 구비한 탄성 코어;
상기 탄성 코어의 외면에 접착되는 전기전도성 탄성고무 코팅층; 및
상기 탄성고무 코팅층의 하면에 접착되는 솔더링이 가능한 금속박을 포함하며,
상기 채널의 양 측벽이 상기 대상물을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 10에서,
상기 채널은 다수 개 형성되고, 상기 채널 사이에 상기 양 측벽에 대응하는 높이로 돌출되고 상기 길이방향으로 연장된 지지벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 1 또는 10에서,
상기 전기접촉단자는 폭이 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 1 또는 10에서,
상기 전기접촉단자는 회로기판의 도전 패턴에 솔더 크림에 의해 솔더링 되어 대항하는 전기전도성 대상물과 탄성을 갖고 전기적으로 연결해주는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.