KR20190008161A - 기능성 컨택터 - Google Patents

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KR20190008161A
KR20190008161A KR1020180082380A KR20180082380A KR20190008161A KR 20190008161 A KR20190008161 A KR 20190008161A KR 1020180082380 A KR1020180082380 A KR 1020180082380A KR 20180082380 A KR20180082380 A KR 20180082380A KR 20190008161 A KR20190008161 A KR 20190008161A
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한희구
조상민
김태홍
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주식회사 아모센스
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Abstract

기능성 컨택터가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 기능성 컨택터는 하면이 장변과 단변으로 이루어지고, 전자장치의 전도체에 접촉되며, 수직방향으로 탄성을 갖는 제1소자; 상면이 상기 제1소자의 하면보다 크고, 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1영역과 상기 제1영역을 둘러싸는 제2영역을 포함하도록 상기 제1소자의 하부에 배치되는 제2소자; 및 제1소자와 제2소자를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제1소자 및 제2소자 사이에 개재되는 도전성 접합부재;를 포함하고, 상기 도전성 접합부재는 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1도전성부와, 측면강도의 향상을 위하여 상기 제1도전성부에서 연장되고 상기 제1소자의 측면의 일부와 상기 제2영역 상부의 일부를 잇는 경사면을 형성하여 제1소자를 둘러싸는 제2도전성부를 포함하도록 구현된다. 이에 의하면, 본 발명의 기능성 컨택터는 특정 고분자 화합물을 포함하는 도전성 접합부재를 포함함으로써, 도전성이 우수한 동시에 소자간의 접합강도 및 측면강도를 증대할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

기능성 컨택터{Functional contactor}
본 발명은 컨택터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기능성 컨택터에 관한 것이다.
최근의 휴대용 전자장치는 심미성과 견고함을 향상시키기 위해 메탈 재질의 하우징의 채택이 증가하고 있는 추세이다. 이러한 휴대용 전자장치는 외부 충격을 완화시키는 동시에 휴대용 전자장치 내부로 침투하거나 그로부터 누설되는 전자파를 감소시키고, 외장하우징에 배치되는 안테나와 내장회로기판의 전기적 접촉을 위해 도전성 개스킷 또는 도전성 컨택터 등과 같은 도전성 탄성부를 사용한다.
그러나, 외부의 메탈 하우징과 같은 전도체를 통하여 순간적으로 높은 전압을 갖는 정전기가 유입되는 경우, 상기 도전성 탄성부를 통하여 정전기가 내장회로기판에 유입되어 IC 등의 회로를 파손시키며, AC 전원에 의해 발생되는 누설전류가 회로의 접지부를 따라 외장 하우징으로 전파되어 사용자에게 불쾌감을 주거나 심한 경우, 사용자에게 상해를 입힐 수 있는 감전 사고를 초래한다.
이와 같은 정전기나 누설전류로부터 사용자를 보호하기 위한 기능소자가 메탈 하우징과 회로기판을 연결하는 도전성 개스킷 또는 도전성 컨택터와 함께 구비되며, 메탈 케이스와 같은 전도체의 사용에 따라 단순한 전기적인 접촉뿐만 아니라 사용자 또는 휴대용 전자장치 내의 회로를 보호하거나 통신 신호를 원활하게 전달하기 위한 다양한 기능을 구비한 기능성 컨택터가 요구되고 있다.
더욱이, 이러한 기능성 컨택터는 탄성부를 솔더링에 의해 소자의 전극에 적층하는데, 이때 탄성부는 가용범위로 인하여 높이가 높아질 수 밖에 없기 때문에, 길이가 긴 장변에 더 많은 외부충격이 작용하여 도전성 탄성부와 기능소자 사이의 접합강도 및/또는 측면강도가 감소하므로 도전성 탄성부가 기능소자로부터 분리됨에 따라 다량의 제품 불량이 발생하는 실정이다.
KR 10-2007-0109332 A (공개일: 2007.11.15)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특정한 도전성 접합부재를 포함함으로써 도전성이 우수한 동시에 소자간의 접합강도를 증대시킬 수 있는 기능성 컨택터를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 하면이 장변과 단변으로 이루어지고, 전자장치의 전도체에 접촉되며, 수직방향으로 탄성을 갖는 제1소자; 상면이 상기 제1소자의 하면보다 크고, 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1영역과 상기 제1영역을 둘러싸는 제2영역을 포함하도록 상기 제1소자의 하부에 배치되는 제2소자; 및
제1소자와 제2소자를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제1소자 및 제2소자 사이에 개재되는 도전성 접합부재;를 포함하고, 상기 도전성 접합부재는 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1도전성부와, 측면강도의 향상을 위하여 상기 제1도전성부에서 연장되고 상기 제1소자의 측면의 일부와 상기 제2영역 상부의 일부를 잇는 경사면을 형성하여 제1소자를 둘러싸는 제2도전성부를 포함하는 기능성 컨택터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 도전성 접합부재는 상기 제2도전성부의 경사면에 형성되는 제1부분, 상기 제1부분에 연장되어 상기 제1소자의 측면 일부를 덮는 제2부분 및 상기 제1부분에 연장되어 상기 제2소자의 제2영역 상부의 일부를 덮는 제3부분을 포함하는 피복층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 피복층은 고분자 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 피복층은 두께가 10 ~ 100㎛일 수 있다.
또한, 상기 제2도전성부의 높이는 상기 제1소자의 높이에 대하여 0.01% 이상일 수 있다.
또한, 상기 제2도전성부의 높이 및 제2도전성부의 폭은 길이비가 1 : 0.1 ~ 0.5일 수 있다.
또한, 상기 도전성 접합부재는 합금 분말, 주제수지, 경화제, 환원제 및 경화촉매를 포함하는 조성물이 경화되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 주제수지는 비스페놀계 에폭시, 노볼락계 에폭시, 지방족 에폭시, 글리시딜아민계 에폭시로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 상기 합금 분말을 550 ~ 800 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 합금 분말은 Pb-Sn계, Pb-free Sn-Ag-Cu계, Sn-Ag계, Sn-Cu계, Sn-Bi계, Sn-Bi-Ag계, Sn-Bi-Ag-In계 및 Sn-Ag-Cu-Bi계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2소자는, 상면의 적어도 일부에 제1전극이 구비될 수 있고, 하면의 적어도 일부에 제2전극이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1소자는, 상기 전자장치의 전도체와 접촉하는 클립 형상의 접촉부; 탄성력을 부여하도록 일정 곡률로 이루어진 절곡부; 및 상기 제2소자의 제1전극에 접촉하는 단자부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1소자는 도전성 개스킷, 실리콘 고무 패드 및 C-클립 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 제1소자는 하면 및 측면의 일부에 금속으로 도금처리될 수 있다.
한편, 본 발명은 하면이 장변과 단변으로 이루어지고, 전자장치의 전도체에 접촉되며, 수직방향으로 탄성을 갖는 제1소자; 상면이 상기 제1소자의 하면보다 크고, 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1영역과 상기 제1영역을 둘러싸는 제2영역을 포함하도록 상기 제1소자의 하부에 배치되는 제2소자; 및 제1소자와 제2소자를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제1소자 및 제2소자 사이에 개재되는 제1도전성 접합부재; 상기 제2소자의 하부에 배치되는 보강부재; 및 제2소자 및 보강부재를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제2소자 및 보강부재 사이에 개재되는 제2도전성 접합부재;를 포함하고, 상기 제1도전성 접합부재는 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1도전성부와, 측면강도의 향상을 위하여 상기 제1도전성부에서 연장되고 상기 제1소자의 측면의 일부와 상기 제2영역 상부의 일부를 잇는 경사면을 형성하여 제1소자를 둘러싸는 제2도전성부를 포함하는 기능성 컨택터를 제공한다.
본 발명의 기능성 컨택터는 특정 고분자 화합물을 포함하는 도전성 접합부재를 포함함으로써, 도전성이 우수한 동시에 소자간의 접합강도 및 측면강도를 증대할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 컨택터를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 측면도,
도 3은 도 1의 정면도,
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 도 1의 X-X'경계선에 따른 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 도 1의 X-X'경계선에 따른 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 컨택터에서 제1소자의 다른 예를 나타낸 사시도, 그리고,
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기능성 컨택터를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기능성 컨택터(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1소자(110), 제2소자(120) 및 도전성 접합부재(130)를 포함한다.
이러한 기능성 컨택터(100)는 휴대용 전자장치에서, 외장 메탈 케이스와 같은 도전성 케이스와 회로기판 또는 회로기판에 일측에 전기적으로 결합되는 도전성 브래킷을 전기적으로 연결하기 위한 것이다.
이때, 기능성 컨택터(100)는 제1소자(110)가 회로기판 또는 도전성 브래킷에 접촉되고, 제2소자(120)가 도전성 케이스에 결합될 수 있지만, 이와 반대로, 제1소자(110)가 도전성 케이스에 접촉되고, 제2소자(120)가 회로기판에 결합될 수도 있다.
일례로, 기능성 컨택터(100)가 SMT 타입인 경우, 즉, 솔더링을 통하여 결합되는 경우, 제2소자(120)는 회로기판에 결합되며, 접착층 타입인 경우, 즉, 도전성 접착층을 통하여 결합되는 경우, 제2소자(120)는 도전성 케이스에 결합될 수 있다.
한편, 상기 휴대용 전자장치는 스마트폰, 셀룰러폰 등과 같은 휴대 단말기일 수 있으며, 스마트 워치, 디지털 카메라, DMB, 전자책, 넷북, 태블릿 PC, 휴대용 컴퓨터 등일 수 있다. 이러한 전자장치들은 외부기기와의 통신을 위한 안테나 구조들을 포함하는 임의의 적절한 전자 컴포넌트들을 구비할 수 있다.
여기서, 상기 도전성 케이스는 상기 휴대용 전자장치와 외부기기의 통신을 위한 안테나일 수 있다. 이러한 도전성 케이스는 예를 들면, 휴대용 전자장치의 측부를 부분적으로 둘러싸거나 전체적으로 둘러싸도록 구비될 수 있다.
먼저, 상기 제1소자(110)에 대하여 설명한다.
상기 제1소자(110)는 전자장치의 전도체에서 전기적으로 접촉하며 수직방향으로 탄성력을 갖는다. 일례로, 제1소자(110)는 전자장치의 회로기판, 회로기판에 결합된 브래킷 및 케이스와 같은 인체 접촉 가능한 전도체 중 어느 하나에 전기적으로 접촉될 수 있다.
여기서, 제1소자(110)가 상기 전도체에 접촉되는 경우, 그 가압력에 의해 제1소자(110)는 제2소자(120) 측으로 수축될 수 있고, 상기 전도체가 분리되는 경우, 그 수직방향의 탄성력에 의해 원래의 상태로 복원될 수 있다.
한편, 제1소자(110)가 가압되는 경우, 이종금속 사이의 전위차에 의한 갈바닉 부식(galvanic corrosion)이 발생한다. 이때, 갈바닉 부식을 최소화하기 위해, 제1소자(110)는 접촉되는 면적을 작게 하는 것이 바람직하다.
이러한 제1소자(110)는 그 일측이 전자장치의 전도체에 접촉하고, 그 타측은 제2소자(120)에 전기적으로 연결되며, 그 하면이 장변(115a) 및 단변(115b)으로 이루어진다. 즉, 제1소자(110)는 그 하면이 한 변의 길이가 다른 변의 길이보다 길게 형성되는 직사각형일 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1소자(110)는 접촉부(111), 절곡부(112), 이격부(113), 외장부(114) 및 단자부(115)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1소자(110)는 도전성 개스킷, 실리콘 고무패드 및 C-클립 중 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 "C자"형상을 갖는 C-클립일 수 있다. 이러한 제1소자(110)는 선접촉 또는 점접촉되기 때문에, 갈바닉 부식성 방지가 우수할 수 있다.
상기 접촉부(111)는 클립 형상의 만곡부 형상을 가지며 전자장치의 전도체와 전기적으로 접촉될 수 있다. 이러한 접촉부(111)는 외장부(114)의 상면(114a)의 일측에 구비된 개구(114b)에 배치되어 만곡부가 개구(114b)의 외측으로 돌출되도록 배치될 수 있다.
상기 절곡부(112)는 접촉부(111)로부터 라운드 형상으로 연장형성되며, 탄성력을 가질 수 있다. 즉, 절곡부(112)는 탄성력을 부여하도록 일정 곡률로 이루어질 수 있다. 여기서, 절곡부(112)의 일단이 제1소자(110)의 내측에서 접촉부(111)로 연결되고, 타단은 외장부(114) 사이의 상면(114a)에 연결될 수 있다.
상기 이격부(113)는 절곡부(112)의 하단에서 외장부(114)의 측벽(114c) 사이에 형성된 공간이다. 이에 의해 절곡부(112)는 단자부(115)와 일정거리 이격될 수 있다. 즉, 이격부(113)는 탄성력을 제공하는 절곡부(112)를 구속하지 않도록 절곡부(112)와 단자부(115)를 이격시킨다. 이를 통해, 접촉부(111) 및 절곡부(112)에 의한 탄성력은 단자부(115)에 의한 영향을 받지 않을 수 있다.
상기 외장부(114)는 상면(114a), 개구부(114b) 및 측벽(114c)을 포함한다. 상기 외장부(114)의 상면(114a)은 절곡부(112) 및 측벽(114c)과 연결되며, 개구부(114b)는 그 내측에서 외측으로 접촉부(111)가 배치된다. 이러한 개구부(114b)는 절곡부(112)의 탄성력에 따라 접촉부(111)가 유동하는 공간을 형성한다.
측벽(114c)은 장변(115a)에서 단자부(115)로부터 수직으로 연장형성된다. 이러한 측벽(114c)은 절곡부(112)가 형성되지 않은 단변(115b)에 연장될 수 있다.
결과적으로, 외장부(114)는 접촉부(111) 및 절곡부(112)의 단부가 외부로 노출되지 않도록 접촉부(111) 및 절곡부(112)의 단부를 외부에서 둘러싸는 케이스 형태로 이루어질 수 있다.
이를 통해, 제1소자(110)는 작업자에 의한 걸림 등과 같은 외부요소들에 의한 영향을 억제할 수 있다.
상기 단자부(115)는 제1소자(110)의 하면에 대응하며 외장부(114)의 하측에서 연결하도록 형성될 수 있다. 이러한 단자부(115)는 제2소자(120)의 제1전극(121)에 접촉되어 제2소자(120)와 전기적으로 연결되는 단자일 수 있다.
이와 같은 접촉부(111), 절곡부(112), 외장부(114) 및 단자부(115)는 탄성력을 갖는 도전성물질로 일체로 형성될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 기능성 컨택터는 이격부가 생략된 제1소자(210)를 구비할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명한 제1소자(110)와 동일부분은 그 설명을 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1소자(210)는 접촉부(211), 절곡부(212), 측벽(214) 및 단자부(215)를 포함할 수 있다.
이러한 제1소자(210)는 대략적으로 "C자" 형상으로 이루어지는 C-클립일 수 있다.
접촉부(211)는 클립 형상의 만곡부 형상을 가지며 전자장치의 전도체와 전기적으로 접촉될 수 있다. 이러한 접촉부(211)는 측벽(214) 사이에서 외측으로 돌출되도록 배치될 수 있다.
절곡부(212)는 접촉부(211)로부터 라운드 형상으로 연장형성되며, 탄성력을 가질 수 있다. 즉, 절곡부(212)는 탄성력을 부여하도록 일정 곡률로 이루어질 수 있다. 여기서, 절곡부(212)는 단자부(215)로부터 연장형성될 수 있다. 즉, 절곡부(212)는 접촉부(211)와 단자부(215) 사이에 배치될 수 있다.
측벽(214)은 장변(215a)에서 단자부(215)로부터 수직으로 연장형성된다. 이러한 측벽은 절곡부(212)가 형성되지 않은 단변(215b)의 일부(214a)에 연장될 수 있다. 즉, 측벽(214)은 절곡부(212)가 형성되지 않은 단변(215b)에서, 일부(214a)만이 그 양측에 형성되어 그 사이에 공간이 형성된다. 이때, 측벽(214)의 일부(214a) 사이의 공간에서, 절곡부(212)의 탄성력에 의해 접촉부(211)가 유동할 수 있다.
이를 통해, 제1소자(210)는 작업자에 의한 걸림 등과 같은 외부요소들에 의해 의한 영향을 억제할 수 있다.
단자부(215)는 제1소자(210)의 하면에 대응하며 측벽(214)의 하측에서 연결하도록 형성될 수 있다. 이러한 단자부(215)는 제2소자의 제1전극에 접촉되어 제2소자와 전기적으로 연결되는 단자일 수 있다.
한편, 상기 제1소자(110)는 하면 및 측면의 일부에 금속으로 도금처리될 수 있다. 이에 따라, 후술하는 도전성 접합부재(130)가 제1소자(110)의 측면일부를 덮도록 형성될 수 있기 때문에 도전성 접합부재(130)의 면적의 증대뿐만 아니라, 제1소자(110)와 제2소자(120) 사이의 결합부분으로부터 도전성 접합부재(130)가 일정 두께로 형성되기 때문에 장변(115a)에서 제1소자(110)와 제2소자(120) 사이의 접합강도 및 측면강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 여기서, 제1소자(110)의 하면 및 측면 일부에 도금되는 금속은 Sn일 수 있다.
다음, 상기 제2소자(120)에 대하여 설명한다.
상기 제2소자(120)는 제1소자(110)의 하부에 배치되어 제1소자(110)와 전기적으로 연결되고, 상면이 상기 제1소자(110)의 하면 보다 크며, 상기 제1소자(110)의 하면에 대응되는 제1영역(121a)과 상기 제1영역(121a)을 둘러싸는 제2영역(121b)을 포함하도록 상기 제1소자(110)의 하부에 배치된다.
상기 제1소자(110)의 하면에 대응되는 제1영역(121a)과 상기 제1영역(121a)을 둘러싸는 제2영역(121b)을 포함함에 따라, 후술하는 도전성 접합부재(130)를 제1소자(110)의 측면 일부와 제2영역(121b)의 상면 일부를 덮도록 형성할 수 있음에 따라, 제1소자(110)와 제2소자(120) 간의 접합강도 및 측면강도를 향상시킬 수 있어 제품의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 상기 제2소자(120)는 상면의 적어도 일부에 제1전극(121)이 구비될 수 있도, 하면의 적어도 일부에 제2전극(122)이 구비될 수 있다.
일례로, 제1전극(121) 및 제2전극(122) 각각은 제2소자(120)의 상면 및 하면의 일부에 각각 구비될 수 있다. 즉, 제2소자(120)는 제1전극(121)과 제2전극(122) 사이의 몸체가 제1전극(121) 및 제2전극(122) 보다 외부로 돌출 형성될 수 있다.
다른 예로서, 제1전극(121) 및 제2전극(122)은 커패시턴스의 용량을 증대시키기 위해 대면적으로 이루어질 수 있다. 즉, 제1전극(121) 및 제2전극(122) 각각은 제2소자(120)의 상면 및 하면 전체에 걸쳐 각각 형성될 수 있다.
이때, 제1전극(121)은 후술하는 도전성 접합부재(130)를 통해 제1소자(110)와 적층 결합되고, 제2전극(122)은 솔더링을 통하여 회로기판에 결합되거나 도전성 접합부재를 통하여 도전성 케이스와 같은 전도체에 결합될 수 있다.
한편, 상술한 제1소자(110) 및 상기 제2소자(120)는 사용자 또는 내부회로를 보호하기 위한 기능을 구비할 수 있으며, 전자장치에 구비되는 공지된 회로부품인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 제1소자(110) 및 제2소자(120)는 각각 독립적으로 바리스터, 서프레서, 커패시터, 공통모듈필터, 인덕터, 피티씨(PTC), 다이오드(Diode), 전력 반도체(Power semiconductor), 표면 탄성파 필터(SAW FILTER) 및 유전체 필터 등 공지된 회로소자에서 선택된 어느 하나 일 수 있다.
즉, 제2소자(120)는 상기 회로기판의 접지로부터 상기 전도체로 유입되는 외부전원의 누설전류를 차단할 수 있다. 이때, 제2소자(120)는 그 항복전압(Vbr) 또는 내압이 상기 전자장치의 외부전원의 정격전압보다 크게 되도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 정격전압은 국가별 표준 정격전압일 수 있으며, 예를 들면, 240V, 110V, 220V, 120V 및 100V 중 어느 하나일 수 있다.
아울러, 도전성 케이스가 안테나 기능을 갖는 경우, 제2소자(120)는 상면 및 하면에 구비된 제1전극(121) 및 제2전극(122)이 커패시터로 기능하여, 외부전원의 누설전류를 차단함과 아울러 전도체 또는 회로기판으로부터 유입되는 통신 신호를 통과시킬 수 있다.
나아가, 제2소자(120)는 상기 도전성 케이스로부터 유입되는 정전기(ESD)를 절연파괴되지 않고 통과시킬 수 있다. 이때, 제2소자(120)는 그 항복전압(Vbr)이 제1전극(121)과 제2전극(122) 사이에 구비되는 소체의 절연파괴 전압(Vcp)보다 작게 되도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 기능성 컨택터(100)는 통신 신호 및 정전기(ESD) 등에 대하여 상기 도전성 케이스와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하여 통과시키지만, 상기 회로기판으로부터의 외부전원의 누설전류는 상기 도전성 케이스로 전달되지 않도록 차단할 수 있다.
다음, 상기 도전성 접합부재(130)를 설명한다.
상기 도전성 접합부재(130)는 제1소자(110)와 제2소자(120)를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제1소자(110) 및 제2소자(120) 사이에 개재된다.
상기 도전성 접합부재(130)는 제1전극(121)에 도전성 접합부재 조성물을 도포한 후, 도전성 접합부재(130) 형성 공정에서, 제1소자(110)를 도전성 접합부재 조성물 상에 배치한 후 가열함으로써, 용융된 도전성 접합부재 조성물이 제1소자(110)의 하면 및 측면의 일부와 제2소자(120)의 제1전극(121)에 융착됨으로써, 제1소자(110)와 제2소자(120)를 결합할 수 있다.
이때, 상기 제1소자(110)와 제2소자(120) 간의 접합강도 및 측면강도는 길이가 짧은 단변(115b)과 길이가 긴 장변(115a)에서 서로 상이하게 작용한다. 즉, 제1소자(110)는 단변(115b)에 비하여 장변(115a)에서 더 넓은 면적을 통해 외부충격이 작용할 수 있다.
따라서, 제1소자(110)는 단변(115b) 측에 비하여 장변(115a) 측에 대한 외부충격에 취약하여 제2소자(120)와 분리되는 경우가 다량으로 발생하기 때문에 이에 대한 보완이 요구된다.
이를 위해, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 도전성 접합부재(130)는 상기 제1소자(110)의 하면에 대응되는 제1도전성부(130a)와 측면강도의 향상을 위하여 상기 제1도전성부(130a)에서 연장되고, 상기 제1소자(110)의 측면의 일부와 상기 제2영역(121b) 상부를 잇는 경사면을 형성하여 제1소자(110)를 둘러싸는 제2도전성부(130b)를 포함한다.
이를 통해, 제1소자(110)와 제2소자(120)를 연결하는 도전성 접합부재(130)의 형성 면적이, 제1도전성부(130a)에서 연장되고 상기 제1소자(110)의 측면의 일부와 상기 제2영역(121b) 상부를 잇는 경사면을 형성하여 제1소자(110)를 둘러싸는 제2도전성부(130b)에 의해 증가하기 때문에 제1소자(110)의 장변(115a)에 대한 접합강도 및 측면강도를 증대시킬 수 있고, 따라서, 장변(115a)에 대한 외부충격에도 제1소자(110)가 제2소자(120)로부터 분리되는 것을 억제하므로 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제2도전성부(130b)의 높이는 상기 제1소자(110)의 높이에 대하여 0.01% 이상, 바람직하게는 0.02 ~ 0.05%일 수 있다. 만일 상기 제1소자(110)의 높이에 대하여 상기 제2도전성부(130b)의 높이가 0.01% 미만이면 목적하는 수준의 접합강도 및 측면강도를 발현할 수 없을 수 있다.
또한, 상기 제2도전성부(130b)의 높이 및 제2도전성부(130b)의 폭은 길이비가 1 : 0.1 ~ 0.5, 바람직하게는 1 : 0.2 ~ 0.4일 수 있다. 만일 상기 제2도전성부(130b)의 높이 및 폭의 길이비가 상기 범위를 벗어나면 접합강도 및 측면강도가 저하될 수 있다. 한편, 상기 제2도전성부(130b)의 폭이 상기 제2영역(121b)의 폭 보다 작은 길이를 가지는 것은 자명하다.
한편, 상기 도전성 접합부재(130)는 합금 분말, 주제수지, 경화제, 환원제 및 경화촉매를 포함하는 조성물이 경화되어 형성될 수 있다.
먼저, 상기 주제수지는 당업계에서 통상적으로 접합부재를 형성하는데 사용할 수 있는 주제수지라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에폭시계 수지를 사용할 수 있다. 일례로, 상기 에폭시계 수지는 비스페놀계 에폭시, 노볼락계 에폭시, 지방족 에폭시 및 글리시딜아민계 에폭시로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 비스페놀계 에폭시를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 비스페놀-F형 에폭시를 포함할 수 있다.
또한, 상기 합금 분말은 당업계에서 통상적으로 소자간 전기적인 연결을 할 수 있는 접합부재에 포함될 수 있는 합금 분말이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 2원계이상의 합금을 적용할 수 있다. 일례로, 상기 합금 분말은 Pb-Sn계, Pb-free Sn-Ag-Cu계, Sn-Ag계, Sn-Cu계, Sn-Bi계, Sn-Bi-Ag계, Sn-Bi-Ag-In계 및 Sn-Ag-Cu-Bi계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 합금분말은 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 550 ~ 800 중량부로, 바람직하게는 600 ~ 750 중량부로 포함될 수 있다. 만일 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 합금분말이 550 중량부 미만이면 기능성 컨택터의 도전성이 저하될 수 있고, 합금분말이 800 중량부를 초과하면 기능성 컨택터의 측면강도 및 접합강도가 저하될 수 있다.
또한, 상기 경화제는 당업계에서 통상적으로 경화제로 사용할 수 있는 물질이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아민계 경화제, 페놀계 경화제 및 티올계 경화제 등을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 환원제는 당업계에서 통상적으로 환원제로 사용할 수 있는 물질이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 옥살산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 피멜린산, 수베르산, 아젤라산 및 세바스산 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 경화촉매는 당업계에서 통상적으로 경화촉매로 사용할 수 있는 물질이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 염기성 질소 화합물일 수 있다. 일례로, 상기 염기성 질소 화합물은 이미다졸류 화합물일 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 도전성 접합부재(130)는 상기 제2도전성부(130b)의 경사면에 형성되는 제1부분(140a), 상기 제1부분(140a)에 연장되어 상기 제1소자(110)의 측면 일부를 덮는 제2부분(140b) 및 상기 제1부분(140a)에 연장되어 상기 제2소자(120)의 제2영역(121b) 상부의 일부를 덮는 제3부분(140c)을 포함하는 피복층(140)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1부분(140a), 제2부분(140b) 및 제3부분(140c)을 포함하는 피복층(140)을 더 포함함으로써, 제1소자(110)의 장변(115a)에 대한 접합강도 및 측면강도를 더욱 증대시킬 수 있고, 이에 따라 장변(115a)에 대한 외부충격에도 제1소자(110)가 제2소자(120)로부터 분리되는 것을 억제하므로 제품의 신뢰성을 현저히 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 피복층(140)은 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 에폭시가 경화되어 형성된 피복층(140)일 수 있다. 이에 따라, 제1소자(110)의 장변(115a)에 대한 접합강도 및 측면강도를 더욱 증대시킬 수 있다.
상기 피복층(140)은 두께가 10 ~ 100㎛, 바람직하게는 두께가 20 ~ 90㎛일 수 있다. 만일 상기 피복층(140)의 두께가 10㎛ 미만이면 목적하는 수준으로 접합강도 및 측면강도를 향상시킬 수 없고, 두께가 100㎛를 초과하면 제 1소자가 기울어짐에 따라 접학강도 및 측면강도가 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 기능성 컨택터(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1소자(110), 제2소자(120) 및 제1도전성 접합부재(130)를 포함하고, 제2소자(120) 하부에 제2도전성 접합부재(131) 및 보강부재(150)를 포함한다.
상기 제2도전성 접합부재(131)는 상기 제1도전성 접합부재(130)와 동일한 조성물로 형성된 동일한 형상을 갖는 도전성 접합부재일 수 있다. 이에 따라, 제1소자(110), 제2소자(120), 제1도전성 접합부재(130) 및 제2도전성 접합부재(131)에 대한 설명은 상술한 제1소자, 제2소자 및 도전성 접합부재에 대한 설명과 동일하여 생략하도록 한다.
상기 제2소자(120)와 보강부재(150)는 제2도전성 접합부재(131)를 통해 접합되고, 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 보강부재(150)는 당업계에서 통상적으로 보강부재로 사용할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 보강부재(150)의 형상은 기능성 컨택터(100)가 적용되는 용도에 따라 달라질 수 있음에 따라 본 발명에서는 보강부재(150)의 형상에 제한을 두지 않으며, 일례로, 상기 보강부재(150)는 밑면이 원형, 타원형, 직사각형 또는 사각형일 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
< 실시예 1>
먼저, 도전성 접합부재를 형성하기 위한 조성물을 준비하기 위하여, 주제수지로 비스페놀-F형 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 합금분말로 Sn, Ag 및 Cu를 1 : 0.03 : 0.005의 중량비로 포함하는 Pb-free Sn-Ag-Cu계 합금분말을 679.2 중량부로 혼합하여 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 조성물은 경화제로 아민계 경화제, 경화촉매로 이미다졸류 화합물 및 환원제로 옥살산을 더 포함하였다.
그리고, 장변×단변×높이가 2.5㎜×1.3㎜×3.2㎜인 제1소자((CS-077B), 협진 커넥터)의 하면 및 하면에서 연장되는 측면의 일부에 Sn을 도금처리하고, 도금처리된 상기 제1소자와 제2소자(감전보호소자, 아모텍) 사이에 상기 조성물을 개재시킨 후, 리플로우 솔더링 장치(BK-350S, 리젠아이)를 이용하여 전기적으로 접합하여 기능성 컨택터를 제조하였다. 이때, 제조된 기능성 컨택터에 구비되는 도전성 접합부재의 제2도전성부 높이는 상기 제1소자의 높이에 대하여 0.03%인 0.096㎜(96㎛)였고, 제2도전성부의 폭은 0.0288㎜(28.8㎛)로, 높이와 폭의 길이비는 1 : 0.3이었으며, 경사면에는 에폭시 화합물을 포함하는 두께 50㎛의 피복층이 형성되었다.
< 실시예 2 ~ 17>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 제1소자 하면과 하면에서 연장되는 측면의 일부 도금 여부, 제2도전성부의 높이, 제2도전성부의 폭, 합금분말 함량, 피복층 두께 및 주제수지의 종류 등을 변경하여 표 1 내지 표 3과 같은 기능성 컨택터를 제조하였다.
< 실험예 >
실시예에 따라 제조한 각각의 기능성 컨택터에 대하여 하기의 물성을 평가하여 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
1. 접합강도 평가
실시예에서 제조된 각각의 기능성 컨택터에 대하여, 각각의 기능성 컨택터를 바닥에 고정시킨 후 인장력평가장비(BMSHIGO-V1.3, 비엠에스테크)를 통해 제1소자를 수직방향으로 당겨 수직방향으로의 접합강도를 평가하였다.
2. 측면강도 평가
실시예에서 제조된 각각의 기능성 컨택터에 대하여, 각각의 기능성 컨택터를 바닥에 고정시킨 후 인장력평가장비(Series 4000, Dage)를 통해 제1소자의 하단부를 측면방향으로 밀어 장변방향으로의 측면강도를 평가하였다.
3. 도전성 평가
실시예에서 제조된 각각의 기능성 컨택터에 대하여, 각각의 기능성 컨택터를 바닥에 고정시킨 후 도전성평가장비(IM3523, Hioki)제2소자의 하단부와 제1소자의 상단부를 계측과 연결하여 도통 평가하는 방법으로 도전성을 평가하였다.
구분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5
조성물 주제
수지		 종류 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시
합금
분말		 함량
(중량부)		 679.2 679.2 679.2 679.2 679.2
도전성 접합부재 피복층 두께(㎛) 50 50 50 50 50
제2
도전
성부		 제1소자에 대한 높이 비율(%) 0.03 0.005 0.02 0.05 0.03
높이와 폭 길이비 1:0.3 1:0.3 1:0.3 1:0.3 0.05
제1소자 하부 도금여부 ○ ○ ○ ○ ○
기능성 컨택터 접합강도
(kgf)		 13.1 8.1 12.7 13.7 11.1
측면강도
(kgf)		 11.8 5.9 11.4 12.5 5.6
도전성(CP) 58 57 58 58 57

구분 실시예
6		 실시예
7		 실시예
8		 실시예
9		 실시예
10		 실시예
11
조성물 주제
수지		 종류 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시
합금
분말		 함량
(중량부)		 679.2 679.2 679.2 679.2 679.2 500
도전성 접합부재 피복층 두께(㎛) 50 50 50 5 120 50
제2
도전
성부		 제1소자에 대한 높이 비율(%) 0.03 0.03 0.005 0.03 0.03 0.03
높이와 폭 길이비 0.2 0.4 0.7 1:0.3 1:0.3 1:0.3
제1소자 하부 도금여부 ○ ○ ○ ○ ○ ○
기능성 컨택터 접합강도
(kgf)		 12.8 13.4 8.2 8.2 7.9 13.2
측면강도
(kgf)		 11.3 11.4 6.9 7.7 7.8 12.1
도전성(CP) 58 59 59 58 57 41
구분 실시예
12		 실시예
13		 실시예
14		 실시예
15		 실시예
16		 실시예
17
조성물 주제
수지		 종류 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-F형 에폭시 비스페놀-A형 에폭시 -
합금
분말		 함량
(중량부)		 600 750 850 679.2 679.2 679.2
도전성 접합부재 피복층 두께(㎛) 50 50 50 50 50 -
제2
도전
성부		 제1소자에 대한 높이 비율(%) 0.03 0.03 0.03 0.002 0.03 0.03
높이와 폭 길이비 1:0.3 1:0.3 1:0.3 1:0.4 1:0.3 1:0.3
제1소자 하부 도금여부 ○ ○ ○ × ○ ○
기능성 컨택터 접합강도
(kgf)		 13.1 12.7 9.2 6.3 12.9 5.1
측면강도
(kgf)		 11.5 11.1 6.5 5.1 11.5 4.0
도전성(CP) 57 59 66 58 58 58
1) 상기 실시예 17은 주제수지 없이 실시예 1과 동일한 종류 및 중량의 합금분말을 사용한 것을 나타낸 것임.
상기 표 1 내지 표 3에서 알 수 있듯이,본 발명에 따른 제1소자 하면과 하면에서 연장되는 측면의 일부 도금 여부, 제2도전성부의 높이, 제2도전성부의 폭, 합금분말 함량, 피복층 두께 및 주제수지의 종류 등을 모두 만족하는 실시예 1, 3, 4, 6, 7, 12, 13 및 16이, 이 중에서 하나라도 누락된 실시예 2, 5, 8 ~ 11, 14, 15 및 17에 비하여 접합강도, 측면강도 및 도전성이 모두 동시에 현저히 우수한 것을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 기능성 컨택터 110,210 : 제1소자
111, 211 : 접촉부 112,212 : 절곡부
113 : 이격부 114 : 외장부
114a: 상면 114b : 개구부
114c, 214 : 측벽 115, 215 : 단자부
115a : 장변 115b : 단변
120 : 제2소자 121 : 제1전극
121a : 제1영역 121b : 제2영역
122 : 제2전극 130 : 도전성 접합부재
130a : 제1도전성부 130b : 제2도전성부
131 : 제2도전성 접합부재 140 : 피복층
140a : 제1부분 140b : 제2부분
140c : 제3부분 150 : 보강부재

Claims (15)

  1. 하면이 장변과 단변으로 이루어지고, 전자장치의 전도체에 접촉되며, 수직방향으로 탄성을 갖는 제1소자;
    상면이 상기 제1소자의 하면보다 크고, 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1영역과 상기 제1영역을 둘러싸는 제2영역을 포함하도록 상기 제1소자의 하부에 배치되는 제2소자; 및
    제1소자와 제2소자를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제1소자 및 제2소자 사이에 개재되는 도전성 접합부재;를 포함하고,
    상기 도전성 접합부재는 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1도전성부와, 측면강도의 향상을 위하여 상기 제1도전성부에서 연장되고 상기 제1소자의 측면의 일부와 상기 제2영역 상부의 일부를 잇는 경사면을 형성하여 제1소자를 둘러싸는 제2도전성부를 포함하는 기능성 컨택터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 접합부재는
    상기 제2도전성부의 경사면에 형성되는 제1부분,
    상기 제1부분에 연장되어 상기 제1소자의 측면 일부를 덮는 제2부분 및
    상기 제1부분에 연장되어 상기 제2소자의 제2영역 상부의 일부를 덮는 제3부분을 포함하는 피복층을 더 포함하는 기능성 컨택터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 피복층은 고분자 화합물을 포함하는 기능성 컨택터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 피복층은 두께가 10 ~ 100㎛인 기능성 컨택터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2도전성부의 높이는 상기 제1소자의 높이에 대하여 0.01% 이상인 기능성 컨택터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2도전성부의 높이 및 제2도전성부의 폭은 길이비가 1 : 0.1 ~ 0.5 인 기능성 컨택터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 접합부재는 합금 분말, 주제수지, 경화제, 환원제 및 경화촉매를 포함하는 조성물이 경화되어 형성된 기능성 컨택터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주제수지는 비스페놀계 에폭시, 노볼락계 에폭시, 지방족 에폭시, 글리시딜아민계 에폭시로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 기능성 컨택터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 주제수지 100 중량부에 대하여 상기 합금 분말을 550 ~ 800 중량부로 포함하는 기능성 컨택터.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 합금 분말은 Pb-Sn계, Pb-free Sn-Ag-Cu계, Sn-Ag계, Sn-Cu계, Sn-Bi계, Sn-Bi-Ag계, Sn-Bi-Ag-In계 및 Sn-Ag-Cu-Bi계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 기능성 컨택터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2소자는,
    상면의 적어도 일부에 제1전극이 구비되고,
    하면의 적어도 일부에 제2전극이 구비되는 기능성 컨택터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1소자는,
    상기 전자장치의 전도체와 접촉하는 클립 형상의 접촉부;
    탄성력을 부여하도록 일정 곡률로 이루어진 절곡부; 및
    상기 제2소자의 제1전극에 접촉하는 단자부;를 포함하는 기능성 컨택터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1소자는 도전성 개스킷, 실리콘 고무 패드 및 C-클립 중 어느 하나인 기능성 컨택터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1소자는 하면 및 측면의 일부에 금속으로 도금처리 되는 기능성 컨택터.
  15. 하면이 장변과 단변으로 이루어지고, 전자장치의 전도체에 접촉되며, 수직방향으로 탄성을 갖는 제1소자;
    상면이 상기 제1소자의 하면보다 크고, 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1영역과 상기 제1영역을 둘러싸는 제2영역을 포함하도록 상기 제1소자의 하부에 배치되는 제2소자; 및
    제1소자와 제2소자를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제1소자 및 제2소자 사이에 개재되는 제1도전성 접합부재;
    상기 제2소자의 하부에 배치되는 보강부재; 및
    제2소자 및 보강부재를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제2소자 및 보강부재 사이에 개재되는 제2도전성 접합부재;를 포함하고,
    상기 제1도전성 접합부재는 상기 제1소자의 하면에 대응되는 제1도전성부와, 측면강도의 향상을 위하여 상기 제1도전성부에서 연장되고 상기 제1소자의 측면의 일부와 상기 제2영역 상부의 일부를 잇는 경사면을 형성하여 제1소자를 둘러싸는 제2도전성부를 포함하는 기능성 컨택터.
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