KR20180005777A - 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법 및 그를 통해 얻어진 실리콘 가스켓 - Google Patents

표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법 및 그를 통해 얻어진 실리콘 가스켓 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법 및 그를 통해 얻어진 실리콘 가스켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로기판에 표면실장 가능한 완충 및 접점, 절연기능을 갖춘 전자부품용 실리콘 가스켓에 관한 것이다.
본 발명의 구성은, 비전도성 또는 전도성재질을 갖는 실리콘 준비단계(S100)와;
실리콘(10)의 일면 또는 양면에 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 제2금속층(40)을 형성하는 제2금속층 형성단계(S400)를 포함해 구성된다.
또, 실리콘 준비단계(S100)와 제2금속층 형성단계(S400) 사이에는, 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 제1금속층(30)을 형성하는 제1금속층 형성단계(S300)를 포함하고, 실리콘 준비단계(S100)와 제1금속층 형성단계(S300) 사이에는, 상기 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 전도성 금속을 증착 또는 인쇄하여 전도층(20)을 형성하는 전도층 형성단계(S200)를 더 포함시켜 달성한다.
상기 제1금속층(30)은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 니켈 합금, 철, 주석, 동, 철과 니켈합금, 철과 주석합금, 철과 동 합금 중에서 어느 하나의 재질을 증착, 도금, 인쇄 중에서 어느 하나를 이용해 형성하고, 제2금속층(40)은 금(Au), 은(Ag) 중에서 어느 하나의 재질을 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 형성한다.
또한, 전도성 실리콘(10)은 10 내지 80 사이의 경도(단단한 정도)값과, 전기적 저항값을 갖고 성형되며, 전도층(20)은 니켈(Ni)을 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 점(island) 또는 박막 형태로 증착 또는 인쇄하여 형성한다.
그리고, 본 발명은 상기의 제조방법에 의해 제조되는 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓도 제공한다.

Description

표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법 및 그를 통해 얻어진 실리콘 가스켓{Silicone gaskets for surface mounting of electronic components manufacturing methods and the resulting silicon gasket over him}
본 발명은 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법 및 그를 통해 얻어진 실리콘 가스켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로기판에 표면실장 가능한 완충 및 접점, 절연기능을 갖춘 전자부품용 실리콘 가스켓에 관한 것이다.
일반적인 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board) 또는 연성회로기판(FPC : Flexible Printed Circuit) 등에 실장(SMD;Surface Mount Device)되는 전기 접촉 가스켓은 회로기판과 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디바이스와 전기적 및 기구적으로 연결하는 데 사용된다.
이를 위해, 상기 가스켓은 전기 전도성이 우수하여야 하고, 리플로우장비에서 260도 내지 290도에 이르는 고열에 의한 물성 변화가 없어야 하며, 솔더링이 용이하게 이루어질 수 있어야 하는 등 매우 까다로운 조건들이 요구되고 있는 실정이다.
종래 구조에 따른 가스켓은, 탄성이 좋은 금속 예컨대 벨릴륨동 포일이나 스테인레스 포일, 동 포일 등을 일정폭으로 절단하고 프레스 금형으로 타발하여 탄성이 있는 형태로 가공한 후 열처리를 통해 탄성효과를 향상시켜 전자회로기판에 실장하여 전기를 도전하는 구조로 되어 있었다.
그런데, 상기한 종래의 가스켓은 전체가 금속, 우레탄, 스폰지, 실리콘동막으로 이루어짐으로써 공차 관리가 필요하고, 이에 따라 제조상의 어려움이 많았으며, 또한 항복강도 이상 압력을 가할 경우 탄성의 효과가 저하되고 고가의 금형비가 필요하며 절단하기가 어려워 사용자가 자유롭게 필요한 길이로 절단하여 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 상기한 문제점을 개선하기 위하여 종래에는 다각형의 전도성 실리콘 고무 또는 표면만 전도성 코팅한 다각형 전도성 실리콘 고무의 한쪽 면에 솔더링이 가능한 동박을 부착하여 전자회로기판에 실장하는 구조가 개발되었다.
그러나, 상기한 구조는 실리콘에 실버나 니켈 등의 전도성 금속 파우더를 넣어서 압출방식으로 제조한 것으로 전도성을 향상시키기 위하여 전도성 금속 파우더를 많이 넣을 경우 실리콘 고무의 탄성이 저하되어 피접촉물과의 밀착성이 저하되고, 도전성 금속 파우더를 적게 넣을 경우에는 탄성은 좋아지나 전기저항이 저하되는 문제가 있었다.
또, 전자회로 기판에 솔더링하기 위해 별도의 동박을 부착해야 하는 번거로움이 발생되며, 고가의 실버를 사용하므로 가격이 고가인 단점이 있었으며, 다각형 비전도성 실리콘의 표면에 도전성 실리콘을 코팅 또는 이중 압출하고 한쪽면에 솔더링이 가능한 동박을 부착한 구조의 경우 원재료비는 약간 감소될 수 있으나 여전히 상기한 문제점이 발생되고 있는 실정이다.
[특허문헌 1]. 대한민국 등록특허공보 제10-0762854호. 전자회로기판 표면 실장용 그라운드 폼 가스켓 및 그 제조방법 (등록일자 2007년 09월 21일)
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 비전도성 또는 전도성 실리콘에 전도층, 제1금속층, 제2금속층을 증착, 도금, 인쇄 하는 방법으로 제조공정과 구성을 단순화함으로써, 제조원가를 절감하고, 회로기판과 디바이스 사이에 위치한 가스켓의 완충 및 유연성을 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 실리콘에 금속층을 건식 도금 증착하고 다시 제2금속층을 습식 도금 또는 인쇄 하는 방법으로 제조공정과 구성을 단순화하면서도 전기전도성을 증대시킬 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실리콘에 니켈(Ni) 또는 금(Au), 은(Ag)의 금속층을 습식 도금하여 제조공정을 단순화하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은,
비전도성 또는 전도성재질을 갖는 실리콘 준비단계(S100)와;
실리콘(10)의 일면 또는 양면에 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 제2금속층(40)을 형성하는 제2금속층 형성단계(S400)를 포함해 구성된다.
또, 실리콘 준비단계(S100)와 제2금속층 형성단계(S400) 사이에는, 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 제1금속층(30)을 형성하는 제1금속층 형성단계(S300)를 포함하고, 실리콘 준비단계(S100)와 제1금속층 형성단계(S300) 사이에는, 상기 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 전도성 금속을 증착 또는 인쇄하여 전도층(20)을 형성하는 전도층 형성단계(S200)를 더 포함시켜 달성한다.
상기 제1금속층(30)은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 니켈 합금, 철, 주석, 동, 철과 니켈합금, 철과 주석합금, 철과 동 합금 중에서 어느 하나의 재질을 증착, 도금, 인쇄 중에서 어느 하나를 이용해 형성하고, 제2금속층(40)은 금(Au), 은(Ag) 중에서 어느 하나의 재질을 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 형성한다.
또한, 전도성 실리콘(10)은 10 내지 80 사이의 경도(단단한 정도)값과, 전기적 저항을 갖고 성형되며, 전도층(20)은 니켈(Ni)을 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 점(island) 또는 박막 형태로 증착 또는 인쇄하여 형성한다.
그리고, 본 발명은 상기의 제조방법에 의해 제조되는 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓도 제공한다.
이러한 본 발명에 의하면, 실리콘 표면에 금속층을 건식 도금 및 습식 도금 방식으로 증착, 도금 및 인쇄시키는 작업으로 제조공정과 구성을 단순화시켜 제조원가를 절감하게 되고, 회로기판과 디바이스 사이에 위치한 가스켓의 완충 및 유연성을 향상시킬 수 있으면서 두께를 최소화할 수 있다.
또, 실리콘을 비전도성 또는 전도성 금속 파우더를 첨가해 제조해 전도성 실리콘으로 제작하여 선택적으로 사용할 수 있도록 하며, 회로기판에 실장하여 전기적 및 기구적으로 디바이스와 연결되면서 탄성력에 의해 디바이스를 안정적으로 완충시킬 수 있다.
그리고, 상기 실리콘 표면에 니켈을 증착시킨 다음 니켈과 금을 도금하거나 또는 실리콘 표면에 금, 은을 도금, 증착, 인쇄 중 어느하나로 형성됨으로써, 구성을 단순화하면서도 전기전도성을 증대시켜 제품에 대한 만족도를 향상시킬 수 있는 효과 등도 있다.
도 1은 본 발명인 실리콘 가스켓의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2는 본 발명인 실리콘 가스켓의 제조방법을 설명하기 위한 사시도.
도 3은 본 발명인 실리콘 가스켓의 다른 실시예에 따른 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 가스켓의 제조방법을 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명인 실리콘 가스켓의 또 다른 실시예에 따른 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실리콘 가스켓의 제조방법을 설명하기 위한 사시도.
본 발명인 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법 및 그를 통해 얻어진 실리콘 가스켓은, 회로기판과 디바이스 사이에 위치하면서 회로기판에 표면실장 가능한 완충 및 접점, 절연기능을 갖춘 전자부품용 실리콘 가스켓 및 그 제조방법에 관한 것으로, 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
(실시 예 1)
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 제2금속층(40)이 증착 적층되게 하는 제조방법을 설명하고 있다.
우선 실리콘 준비단계(S100)에서의 실리콘(10)은 비전도성 또는 전도성재질로 10 내지 80 사이의 경도(단단한 정도)값을 갖으며, 전도성 실리콘(10)에는 전기적 저항을 갖는 것이 바람직하다.
또, 상기 실리콘(10)은 0.1 내지 10mm의 두께를 갖고 형성되어 제조원가가 절감되면서도 충분한 유연성 및 완충효과를 갖도록 한다.
제2금속층 형성단계(S400)는, 상기 실리콘(10)의 표면에 0.03 내지 0.3μ의 두께를 갖도록 금(Au)을 진공증착공법 중에서 스퍼터링 (Sputtering)공법을 이용해 증착하며, 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 점(island) 또는 박막 형태로 증착한다.
이때, 상기 실리콘(10)의 표면에 1 내지 4μ의 두께를 갖게 은(Ag)을 진공증착공법 중에서 스퍼터링 (Sputtering)공법을 이용해 증착하며, 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 점(island) 또는 박막 형태로 증착하는 것도 가능함을 밝혀둔다.
또, 상기 제2금속층(40)은, 습식 도금 또는 건식 도금 방식 중에서 어느 하나의 방식으로 실리콘(10) 표면에 금(Au)이 0.03 내지 0.3μ의 두께를 갖게 하거나, 은(Ag)이 1.0 내지 4.0μ의 두께가 적층 형성되게 하는 것도 가능하다.
또한, 제2금속층(40)은 1 내지 20μ의 두께를 갖도록 금(Au) 또는 은(Ag) 중에서 어느 하나의 재질로 실리콘(10) 표면에 적층 인쇄하여 형성시킬 수도 있다.
본 발명에서는 금(Au), 은(Ag)에 대해 설명하고 있지만, 주석, 주석과 납합금 중에서 어느 하나의 재질을 이용해 증착, 도금, 인쇄하는 것도 가능함을 밝혀둔다.
상기와 같이, 상기 실리콘(10)에 제2금속층(40)이 적층된 실리콘 가스켓은 플레이트 형태를 갖고 접촉저항 0.1Ω 이하를 갖도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기와 같이 형성된 실리콘 가스켓을 요구되는 치수에 맞춰 프레스 타발(S500)하고, 상기 형상 가공된 실리콘 가스켓을 검사(S600) 후 포장(S700)하여 제공되게 한다.
(실시 예 2)
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 제1금속층(30), 제2금속층(40)이 증착, 도금, 인쇄 중에서 어느 하나로 적층되게 하는 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
우선 실리콘 준비단계(S100)에서의 실리콘(10)은 비전도성 또는 전도성재질로 10 내지 80 사이의 경도(단단한 정도)값을 갖으며, 전도성 실리콘(10)에는 전기적 저항을 갖는 것이 바람직하다.
또, 상기 실리콘(10)은 0.1 내지 10mm의 두께를 갖고 형성되어 제조원가가 절감되면서도 충분한 유연성 및 완충효과를 갖도록 한다.
제1금속층 형성단계(S300)는, 상기 실리콘(10)의 표면에 0.03 내지 0.3μ의 두께를 갖도록 금(Au)을 진공증착공법 중에서 스퍼터링 (Sputtering)공법을 이용해 증착하며, 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 점(island) 또는 박막 형태로 증착한다.
이때, 상기 실리콘(10)의 표면에 1 내지 4μ의 두께를 갖게 은(Ag)을 진공증착공법 중에서 스퍼터링 (Sputtering)공법을 이용해 증착하거나, 1 내지 5μ의 두께를 갖게 니켈(Ni)을 진공증착공법 중에서 스퍼터링 (Sputtering)공법을 이용해 증착하며, 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 점(island) 또는 박막 형태로 증착하는 것도 가능함을 밝혀둔다.
또, 상기 제1금속층(30)은, 습식 도금 또는 건식 도금 방식 중에서 어느 하나의 방식으로 실리콘(10) 표면에 금(Au)이 0.03 내지 0.3μ의 두께를 갖게 하거나, 은(Ag)이 1.0 내지 4.0μ의 두께를 갖게 하거나, 니켈(Ni)이 1.0 내지 5.0μ의 두께를 갖게 적층 형성하는 것도 가능하다.
또한, 제1금속층(30)은 1 내지 20μ의 두께를 갖도록 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 중에서 어느 하나의 재질이 포함된 전도성 잉크를 상기 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 실크 인쇄하여 적층 형성하는 것으로, 후술되는 제2금속층(40)과의 부착성능을 향상시킬 수 있도록 실리콘(10) 표면 전체에 고르게 인쇄 작업한다.
본 발명에서는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni)에 대해 설명하고 있지만, 니켈 합금, 철, 주석, 동, 철과 니켈합금, 철과 주석합금, 철과 동 합금 중에서 어느 하나의 재질을 이용해 1 내지 20μ의 두께를 갖도록 증착, 도금, 인쇄 하는 것도 가능함을 밝혀둔다.
이후, 제2금속층 형성단계(S400) 및 제2금속층(40)에 대한 설명은 서술된 실시 예 1의 내용과 동일하므로 상기 내용을 대신함을 밝혀둔다.
상기와 같이, 상기 실리콘(10), 제1금속층(30), 제2금속층(40)이 적층된 실리콘 가스켓은 플레이트 형태를 갖고 접촉저항 0.1Ω 이하를 갖도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기와 같이 형성된 실리콘 가스켓을 요구되는 치수에 맞춰 프레스 타발(S500)하고, 상기 형상 가공된 실리콘 가스켓을 검사(S600) 후 포장(S700)하여 제공되게 한다.
(실시 예 3)
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 전도층(20), 제1금속층(30), 제2금속층(40)이 증착, 도금, 인쇄 중에서 어느 하나로 적층되게 하는 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
우선 실리콘 준비단계(S100)에서의 실리콘(10)은 비전도성 또는 전도성재질로 10 내지 80 사이의 경도(단단한 정도)값을 갖으며, 전도성 실리콘(10)에는 전기적 저항을 갖는 것이 바람직하다.
또, 상기 실리콘(10)은 0.1 내지 10mm의 두께를 갖고 형성되어 제조원가가 절감되면서도 충분한 유연성 및 완충효과를 갖도록 한다.
전도층 형성단계(S200)는, 상기 실리콘 준비단계(S100)와 제1금속층 형성단계(S300) 사이에서, 상기 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 전도성 금속을 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나의 방법으로 전도층(20)을 형성하는 것으로, 주로 니켈(Ni)을 상기 실리콘(10)의 표면에 1.0 내지 5.0μ의 두께를 갖도록 진공증착공법 중에서 스퍼터링 (Sputtering)공법을 이용해 증착하며, 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 점(island) 또는 박막 형태로 증착한다.
또, 상기 전도층(20)은, 습식 도금 또는 건식 도금 방식 중에서 어느 하나의 방식으로 실리콘(10) 표면에 니켈(Ni)이 1.0 내지 5.0μ의 두께를 갖게 적층 형성하거나, 1 내지 20μ의 두께를 갖고 니켈(Ni)이 포함된 전도성 잉크를 상기 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 실크 인쇄하여 적층 형성하는 것으로, 후술되는 제1금속층(30)과의 부착성능을 향상시킬 수 있도록 실리콘(10) 표면 전체에 고르게 인쇄 작업한다.
본 발명에서는 니켈(Ni)에 대해 설명하고 있지만, 니켈 합금, 철, 주석, 동, 철과 니켈합금, 철과 주석합금, 철과 동 합금 중에서 어느 하나의 재질을 이용해 1 내지 20μ의 두께를 갖도록 증착, 도금, 인쇄 하는 것도 가능함을 밝혀둔다.
이후, 2금속층 형성단계(S400) 및 제2금속층(40)과 제1금속층 형성단계(S300) 및 제1금속층(30)에 대한 설명은 서술된 실시 예 1과 실시 예2의 내용과 동일하므로 상기 내용으로 대신함을 밝혀둔다.
상기와 같이, 상기 실리콘(10), 전도층(20), 제1금속층(30), 제2금속층(40)이 적층된 실리콘 가스켓은 플레이트 형태를 갖고 접촉저항 0.1Ω 이하를 갖도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기와 같이 형성된 실리콘 가스켓을 요구되는 치수에 맞춰 프레스 타발(S500)하고, 상기 형상 가공된 실리콘 가스켓을 검사(S600) 후 포장(S700)하여 제공되게 한다.
이후, 상기 타발된 실리콘 가스켓을 회로기판에 실장하여 사용하게 된다.
이상에서와 같이 상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
10. 실리콘 20. 전도층
30. 제1금속층 40. 제2금속층
S100. 실리콘 준비단계
S200. 전도층 형성단계
S300. 제1금속층 형성단계
S400. 제2금속층 형성단계

Claims (10)

  1. 비전도성 또는 전도성재질을 갖는 실리콘 준비단계(S100)와;
    실리콘(10)의 일면 또는 양면에 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 제2금속층(40)을 형성하는 제2금속층 형성단계(S400)를 포함해 구성된 것을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 실리콘 준비단계(S100)와 제2금속층 형성단계(S400) 사이에는,
    실리콘(10)의 일면 또는 양면에 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 제1금속층(30)을 형성하는 제1금속층 형성단계(S300)를 포함해 구성된 것을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 실리콘 준비단계(S100)와 제1금속층 형성단계(S300) 사이에는, 상기 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 전도성 금속을 증착, 인쇄, 도금 중에서 어느 하나를 이용해 전도층(20)을 형성하는 전도층 형성단계(S200)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 전도성 실리콘(10)은 10 내지 80 사이의 경도(단단한 정도)값과, 전기적 저항을 갖고 성형됨을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 제2금속층(40)은 0.03 내지 0.3μ의 두께를 갖는 금(Au)과, 1 내지 4μ의 두께를 갖는 은(Ag) 중에서 어느 하나의 재질로 도금 또는 증착 형성됨을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 제2금속층(40)은 1 내지 20μ의 두께를 갖고 금(Au) 또는 은(Ag) 중에서 어느 하나의 재질로 인쇄 형성됨을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  7. 청구항 2에 있어서, 제1금속층(30)은 0.03 내지 4μ의 두께를 갖고, 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 니켈 합금, 철, 주석, 동, 철과 니켈합금, 철과 주석합금, 철과 동 합금 중에서 어느 하나의 재질로 도금 또는 증착 형성됨을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 제1금속층(30)은 1 내지 20μ의 두께를 갖고 인쇄 형성됨을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  9. 청구항 3에 있어서, 전도층(20)은 1 내지 5μ의 두께를 갖는 니켈(Ni)을 실리콘(10)의 일면 또는 양면에 점(island) 또는 박막 형태로 형성하는 것을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓의 제조방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따라서 제조된 것을 특징으로 한 표면실장 전자부품용 실리콘 가스켓.
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