KR20170135627A - 탄성 전기접촉단자 - Google Patents
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Abstract
띠 형상의 개구에 의해 길이방향으로 신축성과 유연성을 갖는 탄성 전기접촉단자가 개시된다. 금속층의 폭 방향 전체에 걸쳐 연장하는 개구가 길이방향에 수직하도록 에칭에 의해 형성됨으로써, 개구와 금속층이 띠 형상으로 길이방향을 따라 교대로 형성되고, 금속층은 구리 박과 구리 박 위에 형성되는 금속도금층으로 구성되며, 접촉단자의 양 절단면에서 구리 박이 외부로 노출된다.
Description
본 발명은 탄성 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 띠 형상의 개구에 의해 길이방향으로 신축성과 유연성을 갖는 탄성 전기접촉단자에 관련한다.
일반적으로 탄성 전기접촉단자는, 전기 전도도가 좋고 탄성 회복력이 우수하다.
탄성 전기접촉단자의 예로, 본 발명자에 의한 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 탄성 전기접촉단자를 개시한다.
상기와 같은 전기접촉단자를 제조하는 과정을 보면, 롤 (Roll)로 된 실리콘고무를 준비하고, 실리콘고무의 길이 방향으로 그 위에 액상의 실리콘고무 접착제를 연속하여 개재하고 액상의 실리콘고무 접착제 위에 금속층이 형성된 폴리머 필름을 금속층이 외부로 노출되도록 감싼 후 실리콘고무 접착제를 경화시켜 폴리머 필름을 접착시킨 후 일정 길이로 절단하고 금속으로 도금하여 릴 테이핑한다.
여기서, 금속층은 구리 박 위에 주석이나 은을 도금하거나, 니켈 도금 후 그 위에 주석 또는 금을 도금하여 형성된다.
따라서, 접촉단자의 외면이 금속층으로 감싸져 있기 때문에 길이방향을 따라 전혀 신축성을 갖지 못한다는 문제점이 있다.
또한, 양 절단면을 주석, 은 또는 금으로 도금하여 제품을 출하하지만, 사용자는 이를 다시 원하는 길이로 절단하여 사용하기 때문에 결과적으로 도금의 효과가 없고 오히려 생산원가만 증가하는 문제점이 있다.
또한, 리플로우 솔더링에 의한 장착만을 고려하고 있어서 제조과정 중 필름의 양단으로부터 접촉단자의 하면으로 누출되는 접착제를 수용하는 구조를 적용하지만 접착제가 많을 경우에는 불량 처리될 수밖에 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 길이방향으로 신축성과 유연성을 갖는 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사용자가 원하는 길이로 절단하여 사용할 수 있고 제조원가를 줄인 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조과정 중 누출되는 접착제에 관계없이 대상물에의 접착 신뢰성을 향상시킨 탄성 전기접촉단자를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 탄성 코어; 접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 내열 폴리머 필름; 상기 필름을 감싸며 접착되는 금속층; 및 상기 금속층의 하면에 점착되는 전기전도성 양면 점착테이프를 포함하며, 상기 금속층의 폭 방향 전체에 걸쳐 연장하는 개구가 길이방향에 수직하도록 에칭에 의해 형성됨으로써, 상기 개구와 상기 금속층이 띠 형상으로 길이방향을 따라 교대로 형성되고, 상기 금속층은 구리 박과 상기 구리 박 위에 형성되는 금속도금층으로 구성되며, 상기 접촉단자의 양 절단면에서 상기 구리 박이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 전기접촉단자는 일정한 길이로 고객에게 제공되어 상기 고객이 원하는 길이로 절단되어 사용된다.
바람직하게, 상기 구리 박의 표면, 폭 방향의 양 단면 및 상기 개구의 에칭면 위에 상기 금속도금층이 형성된다.
상기한 구성에 의하면, 전기접촉단자가 대상물과 접촉하는데, 금속층에 형성된 다수의 개구에 의해 금속층이 개별적으로 분리되어 움직일 수 있기 때문에 대상물이 다소 평탄하지 않더라도 대상물 전체에 균일하게 접촉을 이룰 수 있으며, 대상물과 전기접촉단자 간의 전기적 접속의 신뢰성이 향상된다.
또한, 접촉단자의 양 절단면에서는 구리 박이 외부로 노출되는데, 고객에게 제공되는 접촉단자의 길이가 길기 때문에 구리 박이 노출된 양 절단면은 전체에 비해 일부에 지나지 않아 대략 품질 문제가 되지 않을 수 있다.
따라서, 고객이 접촉단자를 구입하여 원하는 길이로 절단하여 사용하는 경우, 제조과정 중 굳이 양 절단면에서 구리 박을 금속 도금할 필요가 없으며 그 결과 제조원가를 줄일 수 있다.
또한, 개구에 의해 길이방향으로 금속층이 실질적으로 분리되어 띠 형상을 구비하게 되므로 폴리머 필름의 신축성에 의해 길이방향으로 신축성과 유연성이 매우 좋아져 긴 길이에서도 쉽게 꺾이지 않는 장점이 있다.
또한, 점착테이프를 적용함으로써, 전체적으로 접촉단자의 좌우의 패턴이 대략 대칭되기 때문에 유사한 전기적 및 기계적 특성을 제공할 수 있게 된다.
또한, 제조과정에서, 양단이 이격된 폴리머 필름으로부터 접착제가 삐져나올 수 있는데, 점착테이프는 삐져나온 접착제를 덮으며 금속층 위에 점착되어 전기 접촉하므로 대향하는 대상물과 신뢰성 있는 전기접촉을 할 수 있다.
도 1(a)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 나타내고, 도 1(b)은 도 1(a)의 b-b를 따라 절단한 단면도를 나타낸다.
도 2는 개구가 형성된 구리 박의 전개도이다.
도 3은 고객에 의해 절단되어 사용되는 것을 보여준다.
도 2는 개구가 형성된 구리 박의 전개도이다.
도 3은 고객에 의해 절단되어 사용되는 것을 보여준다.
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, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1(a)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 나타내고, 도 1(b)은 도 1(a)의 b-b를 따라 절단한 단면도를 나타낸다.
탄성 전기접촉단자(100)는 코어(core; 10), 접착제층(20), 폴리머 필름(30), 및 금속층(40)이 순차적으로 적층되고 금속층(40)의 하면에 양면 점착테이프(50)가 점착되어 구성되며, 선택적으로 점착테이프(50)의 하면에 이형지(60)가 점착된다.
접착제층(20), 폴리머 필름(30) 및 금속층(40)의 양단은 코어(10)의 하면에서 분리되어 일정한 이격 공간(12)을 형성한다.
전기접촉단자(100)는 회로기판과 전기전도성 대상물 사이에 개재되어 전기적으로 연결하는 역할을 하며, 가령 회로기판의 도전패턴과 전기전도성 대상물 사이에 강제로 끼워져 설치되거나 회로기판의 도전 패턴에 점착테이프(50)에 의해 부착되어 대향하는 전기전도성 대상물과 접촉하도록 할 수 있다.
1.1 코어(10)
고무 재질의 코어(10)는 내열성과 탄성을 구비하는데, 전기적으로 바람직하게 절연성이나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 튜브 형상의 비발포 실리콘고무이거나 발포고무, 가령 스펀지일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
코어(10)의 상면 양측 모서리는 각각 라운드 형상으로 형성함으로써, 취급이 용이할 뿐 아니라 완성된 전기접촉단자(100)가 인쇄회로기판 등에 실장된 후 대향하는 대상물과 조립되는 과정에서 양측 모서리에서의 걸림을 방지할 수 있다.
코어(10)는, 이 실시 예와 같이, 튜브(tube) 또는 길이방향으로 내부에 하나 이상의 관통구멍이 형성되는 형상이거나 스펀지와 같이 관통구멍이 형성되지 않을 수 있다.
1.2 접착제층(20)
접착제층(20)은 유연성, 탄성 및 절연성을 가지며, 코어(10)와 폴리머 필름(30) 사이에 위치하여 코어(10)와 폴리머 필름(30)을 신뢰성 있게 접착한다.
접착제층(20)은, 가령 액상 실리콘고무가 열 경화에 의해 형성될 수 있으며, 액상 실리콘고무는 경화하면서 대향하는 대상물인 폴리머 필름(30)과 접착되고 경화 후 고상의 접착제층(20)을 형성하는데, 한 번 경화된 후에는 탄성을 유지하며 다시 열이 가해져도 용융되지 않고 접착력을 유지한다.
접착제층(20)은 자기접착성을 갖는 실리콘고무 접착제가 경화에 의해 형성되고 두께는 대략 0.005㎜ 내지 0.03㎜이다.
1.3 폴리머 필름(30)
폴리머 필름(30)은, 예를 들어, 내열성이 좋은 폴리이미드(PI) 필름이나 기타의 내열 폴리머 필름일 수 있으며, 유연성과 기구적 강도를 고려하여 두께를 결정할 수 있다.
폴리머 필름(30)은 통상 유연성이 있는 연성회로기판에 사용되는 폴리머 필름이다.
일 예로, 폴리머 필름(30)은 액상의 폴리머가 캐스팅 된 후 경화에 의해 형성될 수 있고 경화된 폴리머 필름(30)의 두께는 0.007㎜ 내지 0.030㎜이다.
1.4 금속층(40)
금속층(40)은 한 면이 폴리머 필름(30)을 감싸도록 접착 형성되며, 도 1(b)의 원안에 확대하여 나타낸 것처럼, 구리 박(41)과 구리 박(41)에서 외부로 노출되는 부분을 덮도록 적층되는 금속도금층(42, 43)으로 구성된다.
설명의 편의를 위하여, 금속도금층(42)은 구리 박(41)의 표면을 덮는 금속도금층을 나타내고, 금속도금층(43)은 구리 박(41)에 개구(45)를 형성할 때 에칭에 의해 생기는 에칭면을 덮는 금속도금층을 나타낸다.
노출 부분은 구리 박(41)의 원래의 표면을 포함하고, 폭 방향의 양 단면 및 개구(45)를 형성할 때 생기는 에칭면을 모두 포함한다.
여기서, 구리 박(41)은 전해동박 또는 압연동박의 구리 박이거나, 또는 폴리머 필름의 한 면에 시드(seed)로 텅스텐을 스퍼터링한 후 그 위에 도금에 의한 구리도금층을 총칭한다.
도 2는 개구가 형성된 구리 박 원단의 전개도이고, 도 2에서는 구별의 편의를 위하여 폴리머 필름(30)은 도트(dot)로 해칭한다.
구리 박(41)의 두께는 대략 6 내지 13㎛ 정도이고, 폴리머 필름(30) 위에 접착(합지)되는데, 구리 박(41)을 폴리머 필름(30) 위에 접착제를 개재하고 접착하거나, 구리 박(41) 위에 폴리머 필름(30)에 대응하는 액상의 폴리머를 도포하고 경화하여 접착하여 형성할 수 있다.
구리 박(41)이 접착된 필름(30)으로부터 노광과 에칭에 의해 연속적으로 구리 박(41)을 제거하여 개구(45)를 형성하며, 개구(45)의 폭과 구리 박(41)의 폭은 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으며, 가령 구리 박(41)과 개구(45)의 폭은 유연성, 전기저항 및 전자파 차폐 등을 고려하여 대략 0.5㎜ 내지 2㎜일 수 있다.
개구(45)는 접촉단자(100)의 길이방향에 대해 대략 수직으로 형성되며, 개구(45)에 의해 구리 박(41)은 띠 형상을 갖게 된다.
개구(45)를 형성한 다음 개구(45)에 의해 분리된 구리 박(41)의 표면, 구리 박(41)의 폭 방향의 양 단면, 그리고 개구(45)의 에칭면 모두에 주석이나 은 또는 니켈/금으로 금속도금층(42, 43)을 형성한다.
구체적으로, 금속도금층(42, 43)은 주석(Sn)이나 은(Ag)을 도금하여 형성하거나, 니켈(Ni) 도금 후 주석 (Sn) 또는 금(Au)을 순차적으로 도금하여 형성하는데, 예를 들어, 주석이나 은의 경우 두께가 대략 2㎛이고, 니켈/금의 경우 대략 니켈의 두께는 2㎛, 금의 두께는 0.1㎛ 정도이나 이에 한정하지는 않는다.
그 결과, 외부에 노출된 구리 박(41)을 금속도금층(42, 43)으로 덮음으로써 결과적으로 신뢰성 테스트에서 염수의 접촉을 근원적으로 차단할 수 있고, 사용 중에도 구리 박(41)이 노출되지 않아 녹이 슬 염려가 없으므로 신뢰성이 향상된다.
1.5 점착테이프(50)
필름(30)의 하면에는 접촉단자(100)의 폭과 유사한 폭을 갖는 전기전도성 양면 점착테이프(50)가 점착되고, 점착테이프(50)의 하면에 이형지(60)나 이형필름이 점착되는데, 필름(30)의 하면은 편평하게 형성될 수 있다.
점착테이프(50)는 아크릴, 에폭시 또는 우레탄 점착제에 금속 파우더가 혼합되어 제조될 수 있다.
점착테이프(50)는 접촉단자(100)의 하면보다 크게 형성하거나 작게 할 수 있는데, 작게 형성하더라도 금속층(40)의 하면의 양 모서리가 전기전도성 대상물에 접촉되기 때문에 전기 전달에서 문제가 없다.
제조방법을 간단히 설명하면, 구리 박(41)을 노광과 에칭에 의해 띠 형상의 개구와 구리 박(41)이 교대로 연속하도록 형성하고 구리 박(41)의 표면과 에칭면을 금속도금층(42, 43)으로 도금하여 금속층(40)을 형성하며, 금속층(40)이 합지된 폴리머 필름(30)으로 액상의 접착제층(20)을 개재하여 코어(10)를 감싸면서 연속하여 금형에 넣어 통과시킨다.
금형으로부터 연속하여 인출되는 전기접촉단자 바(bar)의 금속층(40)의 하면에는 각각 릴로 공급되는 점착테이프(50)와 이형지(60)가 점착되어 최종적으로 전기접촉단자를 구성하며, 고객이 원하는 길이로 절단하여 전기접촉단자(100)를 제조한다.
도 3에 나타낸 것처럼, 고객은 제조되어 제공된 전기접촉단자(200)를 원하는 길이로 절단하여 전기접촉단자(100)를 형성하여 사용할 수 있다.
여기서, 전기접촉단자(100)의 양 절단면에서는 구리 박(41)이 외부로 노출되는데, 고객에게 제공되는 접촉단자(100)의 길이가 길기 때문에 구리 박(41)이 노출된 양 절단면은 전체에 비해 일부에 지나지 않아 대략 품질 문제가 되지 않을 수 있다.
따라서, 고객이 전기접촉단자(100)를 구입하여 원하는 길이로 절단하여 사용하는 경우, 제조과정 중 굳이 양 절단면에서 구리 박(41)을 금속 도금할 필요가 없으며 그 결과 제조원가를 줄일 수 있다.
한편, 상기한 전기접촉단자(100)에 의하면, 개구(45)에 의해 길이방향으로 금속층(40)이 실질적으로 분리되어 띠 형상을 구비하게 되므로 폴리머 필름(30)의 신축성에 의해 길이방향으로 신축성과 유연성을 가질 수 있어 긴 길이에서도 쉽게 꺾이지 않는 장점이 있다.
또한, 전기접촉단자(100)의 금속층(40)의 상면은 대상물과 접촉하는데, 금속층(40)에 형성된 개구(45)에 의해 금속층(40)이 개별적으로 분리되기 때문에 대상물이 다소 평탄하지 않더라도 대상물 전체에 균일하게 접촉을 이룰 수 있다. 그 결과, 대상물과 전기접촉단자(100) 간의 전기적 접속의 신뢰성이 향상된다.
또한, 점착테이프(50)를 적용함으로써, 전체적으로 접촉단자(100)의 좌우의 패턴이 대략 대칭되기 때문에 유사한 전기적 및 기계적 특성을 제공할 수 있게 된다.
또한, 제조과정에서, 양단이 이격된 폴리머 필름(30)으로부터 접착제가 삐져나올 수 있는데, 점착테이프(50)는 삐져나온 접착제를 덮으며 금속층(40) 위에 점착되어 전기 접촉하므로 대향하는 대상물과 신뢰성 있는 전기접촉을 할 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.
10: 코어
20: 접착제층
30: 폴리머 필름
40: 금속층
41: 구리 박
42, 43: 금속도금층
20: 접착제층
30: 폴리머 필름
40: 금속층
41: 구리 박
42, 43: 금속도금층
Claims (3)
- 탄성 코어; 접착제층을 개재하여 상기 코어를 감싸며 접착되는 내열 폴리머 필름; 상기 필름을 감싸며 접착되는 금속층; 및 상기 금속층의 하면에 점착되는 전기전도성 양면 점착테이프를 포함하는 전기접촉단자로서,
상기 금속층의 폭 방향 전체에 걸쳐 연장하는 개구가 길이방향에 수직하도록 에칭에 의해 형성됨으로써, 상기 개구와 상기 금속층이 띠 형상으로 길이방향을 따라 교대로 형성되고,
상기 금속층은 구리 박과 상기 구리 박 위에 형성되는 금속도금층으로 구성되며,
상기 접촉단자의 양 절단면에서 상기 구리 박이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 1에서,
상기 전기접촉단자는 일정한 길이로 고객에게 제공되어 상기 고객이 원하는 길이로 절단되어 사용되는 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자. - 청구항 1에서,
상기 구리 박의 표면, 폭 방향의 양 단면 및 상기 개구의 에칭면 위에 상기 금속도금층이 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 전기접촉단자.
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