KR20200052098A

KR20200052098A - BtoB 커넥터 핀의 부분도금장치

Info

Publication number: KR20200052098A
Application number: KR1020180135275A
Authority: KR
Inventors: 박용복
Original assignee: 대성하이피(주)
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-05-14
Also published as: KR102238129B1

Abstract

본 개시내용은 BtoB 커넥터에 설치되는 접속핀을 도금하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접속핀 전체를 금도금하지 않고 일부만을 도금하는 부분도금장치에 관한 것이다. 본 개시내용의 일 실시예에 의하면, BtoB 커넥터 접속핀을 도금하기 위한 부분도금장치에 있어서, 본체부와, 상기 본체부의 양 끝단에 설치되는 방향전환롤러부와, 상기 본체부에 설치되며, 양극분사노즐을 통해 BtoB 커넥터 접속핀의 단자부 후면을 금으로 도금하기 위한 제1리드부와, 상기 제1리드부에 인접 설치되며, 양극분사노즐을 통해 BtoB 커넥터 접속핀의 단자부 전면을 금으로 도금하기 위한 제2리드부와, 상기 본체부에 설치되며, 양극분사노즐을 통해 상기 BtoB 커넥터 접속핀의 접촉부에 금을 도금하기 위한 컨택트부를 포함한다.

Description

BtoB 커넥터 핀의 부분도금장치{PARTIAL PLATING APPARATUS OF BtoB CONNECTOR PIN}

본 개시내용은 BtoB('Board to Board'의 약어로서, 이하 BtoB로 칭한다) 커넥터에 설치되는 접속핀을 도금하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접속핀 전체를 금도금하지 않고 일부만을 도금하는 부분도금장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

최근 휴대용 모바일기기와 노트북들이 부피 및 무게 경량화 차원에서 슬림화되면서 그 내부 기판에 사용되는 부품인 커넥터(connector) 또한 소형화가 필요한 실정이다. 상기 커넥터에는 크기가 대략 1mm 정도의 BtoB(Board to Board)용 다수의 접속핀이 보드(Board)에 실장(SMT)되는데, 납(Solder)이 젖음성 또는 습윤성(Wettability)으로 인하여 접속핀의 단자부에서 접촉부까지 납 타오름(Solder Wicking) 현상이 발생하여, BtoB 커넥터가 조립된 PCB 기판 전체를 폐기해야 하는 문제점이 존재한다. 따라서, 접속핀의 단자부와 접촉부 사이에 니켈 배리어층(Ni-Barrier Layer)을 생성함으로써 접촉부까지 타오르지 못하도록 하는기술이 필수적이라고 볼 수 있다.

상기 BtoB 커넥터의 일측에 다수의 접속핀이 결합되어 있으며, 접속핀이 커넥터와 결합되는 부분을 접촉부라 하고 보드에 실장되는 부분을 단자부라고 한다. 여기서, 상기 단자부에서부터 접촉부까지 납 타오름 현상이 발생하는 것을 차단하기 위하여 니켈 배리어층이 생성되어야 한다.

상기 접속핀의 경우, 접속핀의 외측 전체에 걸쳐 니켈 도금공정을 진행하고, 이후 니켈로 도금된 접속핀의 외측에 다시 금 도금공정을 진행한다. 그 이후에는 니켈층 위에 금층이 도금되어 있고, 그 중에 니켈 배리어층이 필요한 부분에 레이저를 조사하여 금도금층을 박리하는 공정을 거친다. 여기서 도금공정은 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며 그 중 하나인 브러시 도금공정의 경우 브러시 노즐에 직접 접촉하여 도금을 하는 방법이다. 따라서, 접속핀 외측 전체에 걸쳐 금도금공정을 진행하고 난 후 레이저로 니켈 배리어층이 형성되는 부분에 금도금층을 박리하여 나타난 접속핀을 결과물로 도출해낸다. 이와 같은 과정은 도금공정과 레이저 박리 공정이 필수적으로 수행되어야 하므로 두 가지 공정에 대한 비용 및 시간이 증가하고 인건비가 상승하게 된다. 또한, 레이저 박리공정에서 레이저빔의 강도가 강한 경우 금도금층 내측에 도금된 니켈층까지 침투되어 박리되는 문제점이 있어 향후 Cu확산 및 내부식성에 이상을 가져올 수 있다. 뿐만 아니라, 레이저빔이 조사된 부분만 박리가 되는 것이므로 레이저가 조사되는 부분만 금도금층이 박리되고 니켈 배리어층의 모든 영역(4면) 박리는 현실적으로 불가능하므로 이를 보드에 실장시 박리가 되지 않은 부분에는 금도금층의 영역을 통해 납 타오름 현상이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

본 개시내용은 BtoB 커넥터 접속핀에 적용되는 도금공정 및 박리공정상의 단점을 보완하기 위하여 전체도금공정 대신 고정밀 부분분사도금공정을 적용하여 종래 레이저 박리공정을 적용하지 않더라도 니켈배리어층을 생성할 수 있는 부분분사도금장치를 제공함에 있다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 개시내용의 일 실시예에 의하면, BtoB 커넥터 접속핀을 도금하기 위한 부분도금장치에 있어서, 본체부와, 상기 본체부의 양 끝단에 설치되는 방향전환롤러부와, 상기 본체부에 설치되며, 양극분사노즐을 통해 BtoB 커넥터 접속핀의 단자부 후면을 금으로 도금하기 위한 제1리드부와, 상기 제1리드부에 인접 설치되며, 양극분사노즐을 통해 BtoB 커넥터 접속핀의 단자부 전면을 금으로 도금하기 위한 제2리드부와, 상기 본체부에 설치되며, 양극분사노즐을 통해 상기 BtoB 커넥터 접속핀의 접촉부에 금을 도금하기 위한 컨택트부를 포함한다.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 제1리드부, 제2리드부 및 컨택트부는, 상부에 구비되며, 도금액을 공급할 수 있는 도금액공급홀과, 중앙에 설치되어 상기 BtoB 커넥터 접속핀의 단자부 및 접촉부를 금으로 도금하기 위한 양극분사노즐과, 상기 BtoB 커넥터 접속핀을 이송시키는 이송링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 제1리드부의 양극분사노즐은 상기 BtoB 커넥터 접속핀의 단자부 후면을 향하여 분사되도록 상부전극과 하부전극이 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 제2리드부의 양극분사노즐은 상기 BtoB 커넥터 접속핀의 단자부 전면을 향하여 분사되도록 상부전극과 하부전극이 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 컨택트부의 양극분사노즐은 상기 BtoB 커넥터 접속핀의 접촉부를 향하여 분사되도록 상부전극과 하부전극이 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 실시예에 의하면 상기 부분도금장치를 통하여, 종래 접속핀의 외측에 전체금도금공정 적용 후 니켈 배리어층을 형성하기 위한 레이저 박리공정을 생략할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 전체금도금공정이 아닌 고정밀 부분 분사도금공정을 적용함으로써 전체 도금공정보다 금 소비량을 70% 이상 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 부분도금장치에 따라 도금액을 원하는 영역에 직분사하도록 정밀한 설계가 이루어짐으로써 정밀한 도금공정이 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시내용에 따른 BtoB 커넥터 접속핀의 부분도금장치에 있어서, 접속핀의 단자부에 금을 도금하기 위한 리드부를 포함하는 부분도금장치의 평면도.
도 2는 본 개시내용에 따른 BtoB 커넥터 접속핀의 부분도금장치에 있어서, 접속핀의 접촉부에 금을 도금하기 위한 컨택트부를 포함하는 부분도금장치의 평면도.
도 3은 본 개시내용에 따른 BtoB 커넥터 접속핀의 부분도금장치에 있어서, 제1리드부 및 접속핀의 단면도.
도 4는 본 개시내용에 따른 BtoB 커넥터 접속핀의 부분도금장치에 있어서, 제2리드부 및 접속핀의 단면도.
도 5는 본 개시내용에 따른 BtoB 커넥터 접속핀의 부분도금장치에 있어서, 컨택트부 및 접속핀의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 BtoB 커넥터 접속핀의 부분도금장치의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

전술한바와 같이, 종래 BtoB 커넥터에 결합되는 접속핀은 최초에 사출성형된 접속핀 형상의 금속 표면에 전체적으로 니켈(Ni) 도금공정이 이루어지고, 니켈도금 후 접속핀 외측 전체에 걸쳐 금(Au) 도금공정이 이루어진다. 이후에 금으로 도금된 접속핀의 단자부에서 접촉부까지 납 타오름 현상이 발생하여 BtoB 커넥터가 파손되는 현상을 방지하기 위하여 단자부와 접촉부 사이에 니켈 배리어층을 형성하기 위한 단계로, 레이저를 조사하여 금도금층을 박리함으로써 니켈 배리어층을 형성하는 공정이 이루어진다. 그러나 이와 같은 공정은 금도금공정뿐만 아니라 레이저 박리공정까지 이루어져야 한다는 단점이 존재하였다.

도 1은 본 개시내용에 따른 BtoB 커넥터 접속핀의 부분도금장치에 있어서, 접속핀의 단자부에 금을 도금하기 위한 리드부를 포함하는 부분도금장치의 평면도를 도시하고, 도 2는 접속핀의 접촉부에 금을 도금하기 위한 컨택트부를 포함하는 부분도금장치의 평면도를 나타낸다.

본 개시내용에 따른 BtoB 커넥터 접속핀(100)을 도금하기 위한 부분도금장치에 있어서, 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 양 끝단에 설치되는 방향전환롤러부(20)와, 상기 본체부(10)에 설치되며, 양극분사노즐(70)을 통해 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 후면을 금으로 도금하기 위한 제1리드부(30)와, 상기 제1리드부(30)에 인접 설치되며, 양극분사노즐(70)을 통해 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 전면을 금으로 도금하기 위한 제2리드부(40)와, 상기 본체부(10)에 설치되며, 양극분사노즐(70)을 통해 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 접촉부(130)에 금을 도금하기 위한 컨택트부(50)를 포함한다.

또한, 본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1리드부(30), 제2리드부(40) 및 컨택트부(50)는, 상부에 구비되며, 도금액을 공급할 수 있는 도금액공급홀(60)과, 중앙에 설치되어 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 및 접촉부(130)를 금으로 도금하기 위한 양극분사노즐(70)과, 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)을 이송시키는 이송링(80)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 상기 BtoB 커넥터용 접속핀(100)은 제품크기가 1mm 이하의 복잡한 3D 형상을 가지고 있어, 접속핀(100)이 보드에 실장되는 부분인 단자부(110)와 커넥터에 결합되는 부분인 접촉부(130)에 대한 부분분사도금공정을 통한 도금방법이 쉽지 않은 실정이다. 따라서, 상기 부분도금장치에 설치되는 제1리드부(30), 제2리드부(40) 및 컨택트부(50)의 구성을 통하여 접속핀(100)의 부분금도금공정이 용이하게 이루어질 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 본체부(10)는 도금공정을 위한 다수의 기기들이 설치되는 선반이다. 선반으로 구성될 수 있는 상기 본체부(10)의 상측에는 접속핀(100)의 단자부(110) 및 접촉부(130) 영역을 부분도금하기 위한 리드부(30, 40) 및 컨택트부(50)가 설치될 수 있다. 상기 리드부(30, 40) 및 컨택트부(50)는 바람직하게는 회전샤프트를 중심으로 회전할 수 있는 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 상측에는 도금액을 공급하기 위한 도금액공급홀(60)이 구비되어 도금액(일반적으로는 금도금액)을 공급하고, 도금액을 공급받아 양극분사노즐(70)에서 접속핀(100)을 향해 금도금액을 분사하는 방식으로 도금공정이 이루어진다. 상기 본체부(10) 양측에 설치된 방향전환롤러부(20) 및 상기 리드부(30, 40)와 컨택트부(50)에 구비된 BtoB 커넥터 접속핀(100)을 이송시키는 이송링(80)의 구성에 따라, 도 4에 도시된 리드부(30, 40)를 포함하는 부분도금장치가 작동이 시작되면 A-B 선을 따라 제품이 이송하면서 리드부(30, 40)의 양극분사노즐(70)을 통해 부분도금공정이 이루어진다.

마찬가지로, 도 2는 접속핀(100)의 접촉부(130)에 금을 도금하기 위한 컨택트부(50)를 포함하는 부분도금장치를 도시하며, 전체적인 구성 및 작동방법은 상기 도 4에 도시된 리드부(30, 40)를 포함하는 부분도금장치와 유사하므로 생략한다. 결과적으로는, 상기 컨택트부(50)를 포함하는 부분도금장치와 리드부(30, 40)를 포함하는 부분도금장치를 거쳐 공정이 이루어진 접속핀(100)은 단자부(110)와 접촉부(130)에 부분도금공정이 이루어지게 되므로, 종래 접속핀(100) 전체를 금으로 도금하고 니켈 배리어층(150)을 생성하기 위하여 레이저를 이용한 금박리공정이 불필요하게 되는 효과가 인정된다.

도 3은 본 개시내용에 따른 BtoB 커넥터 접속핀의 부분도금장치에 있어서, 제1리드부 및 접속핀의 단면도, 도 4는 제2리드부 및 접속핀의 단면도, 도 5는 컨택트부 및 접속핀의 단면도를 도시한다.

도 3은 상기 제1리드부(30)에 구비된 양극분사노즐(70)을 통해 접속핀(100)을 도금하는 과정을 상세히 보여주고 있다. 상기 양극분사노즐(70)의 상부전극(71a)과 하부전극(73a)을 통해 금도금액이 접속핀(100)을 향해 분사되어 접속핀(100)의 단자부(110) 후면에 도금된다. 또한, 본 개시내용에 따른 부분도금장치는, 상기 제1리드부(30)의 양극분사노즐(70)은 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 후면을 향하여 분사되도록 상부전극(71a)과 하부전극(73a)이 배치될 수 있고, 바람직하게는, 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 후면을 향하여 분사되는 제1리드부(30)의 양극분사노즐(70)은 수평으로부터 35°각도를 이루도록 상부전극(71a)과 하부전극(73a)이 배치되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 배치에 따라 양극분사노즐(70)이 단자부(110) 후면에 충분한 양의 금도금액을 도금을 원하는 영역에 정확하게 분사할 수 있게 된다.

상기 제1리드부(30)를 거쳐 이송된 접속핀(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 그 다음단계인 제2리드부(40)를 거치면서, 양극분사노즐(70)의 상부전극(71b)과 하부전극(73b)을 통해 금도금액이 접속핀(100)을 향해 분사되어 접속핀(100)의 단자부(110) 전면에 도금된다. 또한, 본 개시내용에 따른 부분도금장치는, 상기 제2리드부(40)의 양극분사노즐(70)은 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 전면을 향하여 분사되도록 상부전극(71b)과 하부전극(73b)이 배치될 수 있고, 바람직하게는, 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 전면을 향하여 분사되는 제2리드부(40)의 양극분사노즐(70)은 수평으로부터 20°각도를 이루도록 상부전극(71b)과 하부전극(73b)이 배치되는 것을 특징으로 한다. 그에 따라, 상기 리드부(30, 40)를 거친 접속핀(100)의 단자부(110)는 전면 및 후면에 정확하게 금도금공정이 이루어지게 되는 것이다.

이후에는, 접속핀(100)이 커넥터와 결합되는 부분인 접촉부(130)를 부분도금하기 위하여, 상기 컨택트부(50)에 구비된 양극분사노즐(70)의 상부전극(71c)과 하부전극(73c)을 통해 금도금액이 접속핀(100)을 향해 분사되어 접속핀(100)의 접촉부(130)에 도금된다. 또한, 본 개시내용에 따른 부분도금장치는, 상기 컨택트부(50)의 양극분사노즐(70)은 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 접촉부(130)를 향하여 분사되도록 상부전극(71c)과 하부전극(73c)이 배치될 수 있고, 바람직하게는, 상기 컨택트부(50)의 양극분사노즐(70)은 수평방향을 향하도록 상부전극(71c)과 하부전극(73c)이 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 접촉부(130)의 상단 및 하단에 정확하게 금도금액을 분사할 수 있게 된다.

본 개시내용에 따른 부분도금장치를 통해, 접속핀(100)의 부분도금공정을 거치게 되면 접속핀(100)의 단자부(110) 및 접촉부(130)는 금으로 도금되어 단자부(110)와 접촉부(130) 사이에 니켈 배리어층(150)이 형성되면서 단자부(110)에서부터 접촉부(130)까지 납 타오름 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다는 효과가 인정된다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 본체부
20 : 방향전환롤러부
30 : 제1리드부
40 : 제2리드부
50 : 컨택트부
60 : 도금액공급홀
70 : 양극분사노즐
71a, 71b, 71c : 상부전극
73a, 73b, 73c : 하부전극
80 : 이송링
100 : 접속핀
110 : 단자부
130 : 접촉부
150 : 니켈 배리어층

Claims

BtoB 커넥터 접속핀(100)을 도금하기 위한 부분도금장치에 있어서,
본체부(10);
상기 본체부(10)의 양 끝단에 설치되는 방향전환롤러부(20);
상기 본체부(10)에 설치되며, 양극분사노즐을 통해 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 후면을 금으로 도금하기 위한 제1리드부(30);
상기 제1리드부(30)에 인접 설치되며, 양극분사노즐을 통해 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 전면을 금으로 도금하기 위한 제2리드부(40);
상기 본체부(10)에 설치되며, 양극분사노즐을 통해 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 접촉부(130)에 금을 도금하기 위한 컨택트부(50);를 포함하는 부분도금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1리드부(30), 제2리드부(40) 및 컨택트부(50)는,
상부에 구비되며, 도금액을 공급할 수 있는 도금액공급홀(60);
중앙에 설치되어 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 및 접촉부(130)를 금으로 도금하기 위한 양극분사노즐(70);
상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)을 이송시키는 이송링(80);을 포함하는 것을 특징으로 하는 부분도금장치.
제2항에 있어서,
상기 제1리드부(30)의 양극분사노즐(70)은 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 후면을 향하여 분사되도록 상부전극(71a)과 하부전극(73a)이 배치되는 것을 특징으로 하는 부분도금장치.
제2항에 있어서,
상기 제2리드부(40)의 양극분사노즐(70)은 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 단자부(110) 전면을 향하여 분사되도록 상부전극(71b)과 하부전극(73b)이 배치되는 것을 특징으로 하는 부분도금장치.
제2항에 있어서,
상기 컨택트부(50)의 양극분사노즐(70)은 상기 BtoB 커넥터 접속핀(100)의 접촉부(130)를 향하여 분사되도록 상부전극(71c)과 하부전극(73c)이 배치되는 것을 특징으로 하는 부분도금장치.