KR20170108769A

KR20170108769A - 탄성 전기접촉단자

Info

Publication number: KR20170108769A
Application number: KR1020160112229A
Authority: KR
Inventors: 김선기
Original assignee: 조인셋 주식회사
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-09-27
Also published as: KR20170108770A; KR101759713B1; KR20170108772A

Abstract

유연하여 구부러지기 쉬우면서 전자파를 신뢰성 있게 차폐할 수 있는 전기접촉단자가 개시된다. 상기 접촉단자는, 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; 상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층; 및 상기 금속층의 하면에 점착되는 전기전도성 양면 점착테이프를 포함하며, 상기 폴리머 필름은 상기 채널을 가로질러 상기 양 측벽 위에 걸치고, 상기 채널의 양 측벽이 상기 대상물을 탄성적으로 지지한다.

Description

탄성 전기접촉단자{Elastic electric contact terminal}

본 발명은 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 유연하여 구부러지기 쉬우면서 전자파를 신뢰성 있게 차폐할 수 있는 전기접촉단자에 관련한다.

일반적으로 전기접촉단자는, 전기 전도도가 좋고, 탄성 복원력이 우수하여야 한다는 기본적인 속성 이외에 적은 힘에 의한 압착이 가능하고 잘 구부러지도록 유연성이 필요하며, 이러한 특징과 더불어 전자파 차폐가 신뢰성 있게 이루어져야 한다.

본 출원인에 의한 국내 등록특허 제1562938호에서는, 코어, 상기 코어를 감싸며 접착되는 접착제층, 상기 접착제층을 감싸도록 상기 접착제층에 접착되는 폴리머 필름, 및 상기 폴리머 필름을 감싸 접착되는 금속층을 포함하는 전기접촉단자로서, 상기 전기접촉단자의 양 측면과 상면에서 상기 금속층을 에칭하여 높이방향으로 연장하는 다수의 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 상기 폴리머 필름이 노출되고, 상기 노출된 폴리머 필름에 의해 솔더링시 상기 양 측면으로의 납 오름을 최소화한 것을 특징으로 하는 전기접촉단자를 개시하고 있다.

이러한 전기접촉단자에 의하면, 전기접촉단자가 대상물에 의해 눌릴 때 금속층에 의한 눌림 저항을 최소화할 수 있고, 폴리이미드 필름의 금속층을 에칭에 의해 일부 제거함으로써 전기접촉단자의 유연성을 제공한다.

그러나, 상기의 전기접촉단자를 가령 금속 케이스와 회로기판 사이에 설치하여 적용할 때 다음과 같은 문제점이 발생한다.

전기접촉단자의 상면에 형성된 개구를 통하여 전자파가 누설된다는 문제점이 있다. 다시 말해, 상면에 형성된 개구는 일직선으로 형성되기 때문에 그 양단이 서로 연통하고, 그 결과 개구의 일단으로 침입한 전자파가 쉽게 타단을 통하여 누설된다.

또한, 양 측면에 형성된 개구는 대칭하여 형성되기 때문에 개구를 통하여 전자파가 누설된다. 즉, 양 측면에서 대향하는 개구는 금속층이 제거되어 코어와 폴리머 필름으로만 구성되며, 따라서 일 측면의 개구를 통하여 투과한 전자파는 쉽게 다른 측면의 개구를 통하여 누설된다.

또한, 종래의 접촉단자는 몇 가지 종류의 길이를 갖는 제품으로 사용자에게 공급하기 때문에 사용자의 입장에서는 상황에 맞추어 사용하기 불편하다는 문제점이 있다.

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

본 발명의 다른 목적은 유연하여 구부러지기 쉬우면서 전자파를 신뢰성 있게 차폐할 수 있는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전기접촉단자가 대상물에 의해 눌릴 때 금속층에 의한 눌림 저항을 최소화한 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사용자 임의대로 절단하여 사용할 수 있는 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; 상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층; 및 상기 금속층의 하면에 점착되는 전기전도성 양면 점착테이프를 포함하며, 상기 폴리머 필름은 상기 채널을 가로질러 상기 양 측벽 위에 걸치고, 상기 채널의 양 측벽이 상기 대상물을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 전기접촉단자의 폭 방향 전체에 걸쳐 상기 폭 방향에 대해 경사를 이루어 연장되는 개구가 상기 폴리머 필름이 노출되도록 상기 금속층에 형성되되 길이방향으로 이격되어 다수개 형성될 수 있다.

바람직하게, 측면에서 볼 때, 상기 전기접촉단자의 상면에 형성된 개구의 양단이 서로 보이지 않도록 하는 패턴으로 상기 개구가 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 개구의 폭과 상기 금속층의 폭은 동일할 수 있다.

바람직하게, 상기 폴리머 필름에는 전기전도성 입자가 혼합 분산되어 전기전도성을 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 금속층은 구리층과 상기 구리층 위에 형성된 금속 도금층으로 구성되며, 절단면에서 상기 구리층이 외부로 노출될 수 있다.

바람직하게, 상기 전기접촉단자는, 전자파 차폐를 위해 사용되는 탄성을 갖는 전도성 개스킷 또는 상하방향으로 전기를 연결해주기 위해 사용되는 탄성을 갖는 전기 커넥터일 수 있다.

상기의 목적은, 편평한 하면을 구비한 탄성 코어; 접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 폴리머 필름; 상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층; 및 상기 금속층의 하면에 점착되는 전기전도성 양면 점착테이프를 포함하며, 상기 금속층의 폭 방향 전체에 걸쳐 상기 폭 방향에 대해 경사를 이루어 연장되는 개구가 상기 폴리머 필름이 노출되도록 상기 금속층에 형성되되 길이방향으로 이격되어 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.

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

또한, 상면에 형성된 개구가 일직선을 이루지 않아 양단이 보이지 않으면서 연통되기 때문에 개구의 일단으로 침입한 전자파가 개구를 통하여 쉽게 타단을 통하여 누설되지 않으므로 전자파 차폐의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 폴리머 필름이나, 폴리머 필름과 금속층을 접착제로 접착하는 접착제층에 전기전도성 입자가 분산 혼합되어 전기전도성을 갖도록 함으로써 양 측면에 형성된 개구를 통하여 투과하는 전자파를 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여준다.
도 2는 도 1에 적용된 금속층의 전개도를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전기접촉단자를 보여주고, 도 2는 도 1에 적용된 금속층의 전개도를 나타낸다.

전기접촉단자(100)는, 탄성 코어(core; 110), 접착제층(120), 폴리머 필름(130), 및 금속층(140)이 순차적으로 감싸며 적층되고, 금속층(140)의 하면에 전기전도성 양면 점착테이프(150)가 접착되어 이루어진다.

이 실시 예의 전기접촉단자(100)는, 전자파 차폐를 위해 사용되는 탄성을 갖는 전도성 개스킷, 또는 상하방향으로 전기를 연결해주기 위해 사용되는 탄성을 갖는 전기 커넥터일 수 있다.

<코어(110)>

최내부에 위치하는 코어(110)는 탄성을 구비할 수 있고, 전기적으로 절연이거나 반도전성을 가지며, 특히, 반도전성의 경우, 금속층(140)보다 전기 전도성이 떨어지지만 전자파를 제거할 수 있는 정도이면 충분하다.

코어(110)로는, 가령 탄성이 없는 폴리머 수지나 탄성을 갖는 실리콘 고무, 스폰지가 사용될 수 있다.

이 실시 예에서, 코어(110)는 단일 몸체로 이루어지며, 상면에서 하방으로 움푹 패이고 길이방향을 따라 연장하는 일정한 폭과 깊이를 갖는 한 쌍의 채널(112)이 형성된다. 그 결과, 채널(112)의 외측에는 측벽이 형성되고, 채널(112) 사이에는 지지벽(114)이 형성되어 상부에 위치하는 대상물을 지지하게 된다.

이와 같은 구조에서 코어(110)는 작은 사이즈로 형성될 수 있으며, 가령 폭이 3㎜, 높이가 0.4㎜ 정도의 치수를 가질 수 있으며, 이에 한정되지 않고 이에 상응하거나 그보다 작은 크기를 갖는다.

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.

코어(110)의 하면은 점착테이프(150)가 용이하게 점착되도록 편평하게 수평을 유지할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

이 실시 예와 달리, 코어(110)는 튜브(tube) 또는 길이방향으로 내부에 하나 이상의 관통구멍이 형성되는 형상이거나 스펀지와 같이 관통구멍이 형성되지 않을 수 있다.

<접착제층(120)>

접착제층(120)은 코어(110)와 내열 폴리머 필름(130) 사이에 위치하여 코어(110)와 내열 폴리머 필름(130)을 신뢰성 있게 접착한다.

상기한 것처럼, 접착제층(120)은 탄성이 있는 경우 액상의 실리콘고무를 경화하여 형성하고, 탄성이 없는 경우 액상의 에폭시 수지를 경화하여 형성할 수 있다.

<폴리머 필름(130)>

폴리머 필름(130)은 폴리이미드(PI) 필름이나 폴리에스터(PET) 등의 폴리머 필름이 사용될 수 있다.

폴리머 필름(130)은 액상의 폴리머가 캐스팅된 후 경화에 의해 형성될 수 있고, 유연성과 기구적 강도를 고려하여 두께를 결정할 수 있는데, 가령 경화된 폴리머 필름(130)의 두께는 0.007㎜ 내지 0.030㎜일 수 있다.

폴리머 필름(130)은 전기전도성 입자를 포함하여 전자파를 제거할 수 있는 정도의 전기전도성을 가질 수 있으며, 후술하는 것처럼, 폴리머 필름(130)과 금속층(340) 사이에 별도의 접착제를 개재하는 경우에는 이 접착제가 개구(145)를 통하여 노출되기 때문에 전자파를 제거하기 위해 접착제가 전기전도성 입자를 포함하도록 할 수 있다.

<금속층(140)>

금속층(140)은 폴리머 필름(130)의 이면에 접착되는데, 가령 금속층(140) 위에 액상의 폴리머를 캐스팅하고 경화시켜 폴리머 필름(130)을 형성함으로써, 결과적으로 금속층(140)이 폴리머 필름(130)에 접착되도록 할 수 있다.

이에 한정되지 않고 폴리머 필름(130)과 금속층(340) 사이에 별도의 접착제를 개재할 수 있는데, 이 경우, 금속층(140) 위에 액상의 폴리머를 캐스팅하고 경화하여 폴리머 필름(130)을 만드는 공정이 생략되므로 제조원가가 싸다는 이점이 있다. 이 경우, 개구(145)를 통하여 접착제가 노출된다.

금속층(140)으로는, 가령 신율이 우수한, 가령 6㎛ 내지 18㎛ 정도의 구리 박이 사용될 수 있다. 구리 박 위에는 부식방지를 위하여 금, 주석 또는 은이 도금될 수 있다. 이와 같이, 구리 박을 사용함으로써, 반복적으로 눌리더라도 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이 실시 예에 의하면, 금속층(140)의 폭 방향 전체에 걸쳐 연장되는 다수의 개구(145)가 길이방향을 따라 일정 간격으로 이격되어 형성되고 개구(145)를 통하여 폴리머 필름(130)이 외부로 노출된다.

도 2를 참조하면, 금속층(140)이 전개된 평면상에서 폭 방향으로 경사, 가령 45도의 경사를 이루는 개구(145)가 길이방향으로 일정 간격으로 형성된다. 도 2에서는 구별의 편의를 위하여 개구(145)를 통하여 보이는 폴리머 필름(130) 부분은 도트(dot)로 해칭하였다.

개구(145)와 금속층(140)의 폭은 동일하게 형성될 수 있으며, 위에서 볼 때 45도의 경사를 이루는 금속 띠가 폴리머 필름(130) 위에 형성된 것처럼 보이게 된다.

이와 같이, 개구(145)가 폭 방향으로 경사를 이룸으로써, 개구(145)가 경사를 이루지 않은 경우와 비교하여 개구(145)를 통하여 유입되는 전자파를 더 차단할 수 있게 된다.

금속층(140)을 구리 박과, 구리 박 위 부식방지를 위해 형성된 금속도금층으로 구성하는 경우, 금속도금층을 형성하지 않은 원단에 에칭에 의해 개구(145)를 형성하고 개구(145)가 형성된 원단을 도금한다.

도금은 주석(Sn)이나 은(Ag)으로 도금하거나, 니켈(Ni) 도금 후 주석(Sn) 또는 금(Au)을 순차적으로 도금할 수 있는데, 예를 들어, 주석이나 은의 경우 두께가 대략 2㎛이고, 니켈/금의 경우 대략 니켈의 두께는 2㎛, 금의 두께는 0.1㎛ 정도이나 이에 한정되지 않는다.

결과적으로, 금속 도금된 금속층(140)이 형성된 폴리머 필름(130)으로 코어(110)를 감싸 접촉단자(100)를 제작하여 적절한 길이로 절단하게 되면, 절단면을 제외한 부분에서 금속층(140)은 금속 도금되는 반면, 절단면에서는 구리 박이 외부로 노출되며, 전기접촉단자(100)는 고객에게 제공되어 고객이 원하는 길이로 절단되어 사용된다.

개구(145)의 폭은 특별히 한정되지 않지만, 금속층(140)과 동일하게 0.1㎜ 정도로 형성할 수 있으며, 특히 유입되는 전자파의 진동수(λ)의 1/4로 설정하여 실질적으로 전자파의 유입을 차폐할 수 있다.

<점착테이프(150)>

접촉단자(100)의 하면에는 전기전도성 양면 점착테이프(150)가 점착되고, 그 위에 이형지(160)나 이형필름이 점착된다.

점착테이프(150)는 아크릴, 에폭시 또는 우레탄 점착제에 금속 파우더가 혼합되어 제조될 수 있다.

점착테이프(150)는 접촉단자(100)의 하면보다 크게 형성하거나 작게 할 수 있는데, 작게 형성하더라도 금속층(140)의 하면의 양 모서리가 전기전도성 대상물에 접촉되기 때문에 전기 전달에 있어서는 문제가 없다.

이 실시 예에 의하면, 폭 방향으로 경사를 이루는 개구(145)에 의해 측면에서 볼 때 접촉단자(100)의 상면에서 개구(145)의 양단이 서로 보이지 않거나 작은 부분만이 보이게 된다. 그 결과, 개구(145)의 일단으로 침투한 전자파가 개구(145)의 타단을 통하여 쉽게 누설되지 않으므로 전자파 차폐의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 전기접촉단자(100)는 금속층(140)의 상면에서 대상물과 접촉하는데, 금속층(140)에 형성된 개구(145)에 의해 금속층(140)이 독립적으로 분리되기 때문에 대상물이 다소 평탄하지 않더라도 대상물 전체에 균일하게 접촉을 이룰 수 있다. 그 결과, 대상물과 전기접촉단자(100) 간의 전기적 접속의 신뢰성이 향상된다.

또한, 제조과정에서, 양단이 이격된 폴리머 필름(130)으로부터 접착제가 삐져나올 수 있는데, 점착테이프(150)는 삐져나온 접착제를 덮으며 금속층(140) 위에 점착되어 전기 접촉하므로 대향하는 대상물과 신뢰성 있는 전기접촉을 할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

100: 전기접촉단자
110: 코어
120: 접착제층
130: 폴리머 필름
140: 금속층
141: 상면
143: 측면
144: 하면
145: 개구

Claims

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;
상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층; 및
상기 금속층의 하면에 점착되는 전기전도성 양면 점착테이프를 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 전기접촉단자의 폭 방향 전체에 걸쳐 상기 폭 방향에 대해 경사를 이루어 연장되는 개구가 상기 폴리머 필름이 노출되도록 상기 금속층에 형성되되 길이방향으로 이격되어 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 2에서,
측면에서 볼 때, 상기 전기접촉단자의 상면에 형성된 개구의 양단이 서로 보이지 않도록 하는 패턴으로 상기 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 2에서,
상기 개구의 폭과 상기 금속층의 폭은 동일한 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 1에서,
상기 폴리머 필름에는 전기전도성 입자가 혼합 분산되어 전기전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 1에서,
상기 금속층은 구리층과 상기 구리층 위에 형성된 금속 도금층으로 구성되며, 절단면에서 상기 구리층이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
청구항 1 또는 2에서,
상기 전기접촉단자는, 전자파 차폐를 위해 사용되는 탄성을 갖는 전도성 개스킷 또는 상하방향으로 전기를 연결해주기 위해 사용되는 탄성을 갖는 전기 커넥터인 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
편평한 하면을 구비한 탄성 코어;
접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 폴리머 필름;
상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층; 및
상기 금속층의 하면에 점착되는 전기전도성 양면 점착테이프를 포함하며,
상기 금속층의 폭 방향 전체에 걸쳐 상기 폭 방향에 대해 경사를 이루어 연장되는 개구가 상기 폴리머 필름이 노출되도록 상기 금속층에 형성되되 길이방향으로 이격되어 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.