KR20170108772A - 탄성 전기접촉단자 - Google Patents

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KR20170108772A
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Abstract

탄성 코어; 접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 폴리머 필름; 및 상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층을 포함하며, 상기 금속층은, 폭 방향 전체에 걸쳐 상기 폭 방향에 대해 서로 반대방향으로 경사를 이루어 연장되고 길이방향으로 이격되어 형성되는 다수의 금속 띠가 서로 교차하여 이루어지고, 상기 금속 띠 사이에 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자가 개시된다.

Description

탄성 전기접촉단자{Elastic electric contact terminal}
본 발명은 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 금속층에 개구가 형성되어도 제조시 늘어나거나 꼬이는 것을 방지할 수 있는 탄성 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, 폭 방향 전체에 걸쳐 개구를 형성하는 경우, 막대 형상으로 제조되는 전기접촉단자가 금형으로부터 압출되어 나올 때, 금속층이 개구에 의해 분리되어 있어 전기접촉단자가 늘어난다는 문제점이 있다.
또한, 개구가 폭 방향으로 수평으로 형성되어 있어 제조과정에서 절단시 개구 부분을 절단함으로써 양 단면에 금속층이 존재하지 않을 수도 있다는 문제점이 있다. 특히, 양 단면 모두에 금속층이 존재하지 않는 경우, 실질적으로 길이 치수가 작아지는 것과 같은 효과를 가져온다.
따라서, 본 발명의 목적은 금속층에 개구가 형성되어도 제조시 늘어나거나 꼬이는 것을 방지할 수 있는 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 절단면에 항상 금속층이 존재하는 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.
상기의 목적은, 탄성 코어; 접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 폴리머 필름; 및 상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층을 포함하며, 상기 금속층은, 폭 방향 전체에 걸쳐 상기 폭 방향에 대해 서로 반대방향으로 경사를 이루어 연장되고 길이방향으로 이격되어 형성되는 다수의 금속 띠가 서로 교차하여 이루어지고, 상기 금속 띠 사이에 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 개구는 마름모 또는 원형일 수 있으며, 에칭에 의해 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 금속층은 구리 박과 상기 구리 박 위에 적층되는 금속도금층으로 이루어지며, 상기 전기접촉단자의 제조과정에서 형성되는 절단면과 상기 개구의 에칭면을 포함하여 상기 구리 박이 외부로 노출되는 모든 부분은 상기 금속도금층에 의해 덮인다.
바람직하게, 상기 전기접촉단자는 진공 픽업에 의해 전기전도성 대상물에 실장되고 솔더 크림에 의해 리플로우 솔더링된다.
상기한 구성에 의하면, 금속층이 서로 교차되는 금속 띠에 의해 형성됨으로써, 개구가 형성되면서도 격자 구조에 의해 물리적 강도가 증가하여 길이방향의 인장력에 대해서도 대항할 수 있어 제조과정 중 전기접촉단자가 금형으로부터 압출되어 나올 때 접촉단자가 잡아 당겨지면서 인장력을 받아도 전기접촉단자가 늘어나거나 꼬이지 않게 된다.
또한, 경사를 갖는 금속 띠가 교차하여 금속층을 형성하기 때문에, 제조과정에서 절단시 양 단면에 항상 금속층이 존재하게 된다.
또한, 개구가 분리되어 형성되기 때문에 측면에서 유입되는 전자파를 더욱 효율적으로 차단할 수 있다는 이점을 갖는다.
또한, 금속층에 개구가 형성되어 전기접촉단자가 대상물에 의해 눌릴 때 금속층에 의한 눌림 저항을 최소화할 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 적층되어 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 몸체의 튜브(tube) 또는 길이방향으로 내부에 하나 이상의 관통구멍이 형성되는 형상인데, 본 발명자에 의한 특허출원 제2015-0075077호와 같이, 상면에서 하방으로 움푹 패이고 길이방향을 따라 연장하는 일정한 폭과 깊이를 갖는 한 쌍의 채널이 형성되어 채널의 외측에는 측벽이 형성되고, 채널 사이에는 지지벽이 형성되어 상부에 위치하는 대상물을 지지하도록 형성될 수 있다.
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.
특히, 코어(110) 내부에 관통구멍을 형성하거나 코어(110) 자체를 튜브 형상으로 제조할 경우, 높이를 0.7㎜ 이하로 하는 것이 어려웠지만, 상면에서 하방으로 파서 일정한 폭과 깊이를 갖고 길이방향으로 연장하는 채널을 형성함으로써 높이가 0.5㎜ 이하인 전기접촉단자를 쉽게 만들 수 있다.
코어(110)의 하면은 솔더링을 위하여 하면이 가장자리에서 중앙을 향하여 위로 경사를 갖는 형상이며, 이에 한정되지 않고 점착테이프(150)가 용이하게 점착되도록 편평하게 수평을 유지할 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)은 폭 방향 전체에 걸쳐 폭 방향에 대해 서로 반대방향으로 경사를 이루어 연장되고 길이방향으로 이격되어 형성되는 다수의 금속 띠(140a, 140b)에 의해 이루어진다.
도 2를 참조하면, 폭 방향으로 대략 45도의 경사를 이루는 금속 띠(140a)와 135도의 경사를 이루는 금속 띠(140b)가 각각 길이방향으로 다수 개가 이격 형성되고 이들 금속 띠(140a, 140b)가 격자 형상으로 서로 교차한다. 이해를 위해 도면에서는 이들 중 각각 하나의 금속 띠만 해칭되어 있다.
금속 띠(140a, 140b)가 서로 교차하는 사이에는 마름모 형상의 개구(145)가 분리 형성되어 개구(145)를 통하여 폴리머 필름(130)이 외부로 노출된다.
금속 띠(140a, 140b)의 경사각도는 특별히 한정되지 않으며, 경사각도에 따라 개구(145)의 형상도 달라질 수 있다. 또한, 이 실시 예와 같이, 금속 띠(140a, 140b)의 폭과 이들 사이의 간격은 동일하게 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이와 같이, 금속층(140)을 띠 형상으로 서로 교차되도록 형성함으로써 측면에서 유입되는 전자파를 더 차단할 수 있게 된다.
설명되지 않은 도면부호 141, 143, 144는 각각 금속층(140)의 상면, 양 측면, 및 하면을 나타낸다.
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 도금하여 노출되는 구리 박이 모두 도금되도록 한다.
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, 전기접촉단자(100)의 제조과정에서 형성되는 에칭면과 절단면에 모두 금속도금층이 형성됨으로써 전기접촉단자(100)의 사용 중에도 접촉단자의 구리 박이 외부로 노출되지 않아 구리 박이 부식될 염려가 없으므로 신뢰성이 향상된다. 또한, 수직 절단면에서 구리 박을 덮도록 형성된 금속도금층 위로 솔더 크림이 잘 퍼져 절단면에서의 솔더링 강도가 증가한다.
한편, 금속층(140)은 서로 교차되는 금속 띠(140a, 140b)에 의해 형성되는데, 이러한 구성에 의하면, 개구(145)가 형성되면서도 격자 구조에 의해 물리적 강도가 증가하여 길이방향의 인장력에 대해서도 대항할 수 있어 제조과정 중 전기접촉단자가 금형으로부터 압출되어 나올 때 접촉단자가 잡아 당겨지면서 인장력을 받아도 전기접촉단자가 늘어나거나 꼬이지 않게 된다.
또한, 경사를 갖는 금속 띠(140a, 140b)가 교차하여 금속층(140)을 형성하기 때문에, 제조과정에서 절단시 양 단면에 항상 금속층이 존재하게 된다.
이 실시 예에서는, 개구(145)가 마름모 형상이지만, 금속 띠(140a, 140b)가 경사지고 서로 교차하는 패턴을 유지하는 한, 개구(145)는 원형이나 다른 형상으로 형성될 수 있으며, 이는 에칭시 개구(145)에 대응하는 패턴 마스크의 형상으로 대응 할 수 있다.
또한, 금속층(140)에 개구(145)가 형성되어 전기접촉단자가 대상물에 의해 눌릴 때 금속층에 의한 눌림 저항을 최소화할 수 있다.
또한, 개구(145)가 분리되어 형성되기 때문에 측면에서 유입되는 전자파를 더욱 효율적으로 차단할 수 있다는 이점을 갖는다.
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
140a, 140b: 금속 띠
141: 상면
143: 측면
144: 하면
145: 개구

Claims (5)

  1. 탄성 코어;
    접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 폴리머 필름; 및
    상기 폴리머 필름을 감싸며 접착되는 솔더링이 가능한 금속층을 포함하며,
    상기 금속층은, 폭 방향 전체에 걸쳐 상기 폭 방향에 대해 서로 반대방향으로 경사를 이루어 연장되고 길이방향으로 이격되어 형성되는 다수의 금속 띠가 서로 교차하여 이루어지고,
    상기 금속 띠 사이에 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
  2. 청구항 1에서,
    상기 개구는 마름모 또는 원형인 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
  3. 청구항 1에서,
    상기 개구는 에칭에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
  4. 청구항 1에서,
    상기 금속층은 구리 박과 상기 구리 박 위에 적층되는 금속도금층으로 이루어지며,
    상기 전기접촉단자의 제조과정에서 형성되는 절단면과 상기 개구의 에칭면을 포함하여 상기 구리 박이 외부로 노출되는 모든 부분은 상기 금속도금층에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
  5. 청구항 1에서,
    상기 전기접촉단자는 진공 픽업에 의해 전기전도성 대상물에 실장되고 솔더 크림에 의해 리플로우 솔더링되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
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