KR20200052318A - 코팅된 시트에 전기 접속 단자를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코팅된 시트(1)에 전기 접속 단자(6)를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 시트의 코팅(2)은 전기 절연층(5)에 의해 덮인 하나 이상의 전기 도체 트랙(4)을 포함하고, 상기 방법에서 공구(9)가 상기 전기 도체 트랙(4)에 대해 상대적으로 위치 설정되고, 후속하여 상기 공구(9)에 의해 상기 전기 절연층(5)을 관통하여 적어도 상기 전기 도체 트랙(4)까지 리세스(8)가 생성되며, 그리고 다음 단계에서 이와 같은 리세스(8) 내로 전기 전도성 접촉 소자(7)가 제공되고, 상기 접촉 소자는 자체 하나의 단부(7.1)에서 상기 도체 트랙(4)에 전기적으로 접속하고 자체 다른 단부(7.2)에서 상기 전기 접속 단자(6)를 형성한다. 상기 방법의 재생 가능성을 개선하기 위해, 상기 시트(1)는 적외선 검출기(10)에 의해 주사되고, 이와 같은 주사 데이터(12.1, 12.2, 12.3)로부터 상기 시트(1)의 열 분포도(12)가 형성되며, 그리고 상기 열 분포도(12)에 의해 상기 시트(1)의 도체 트랙(4)에 대한 위치 정보(13)가 결정되고, 상기 위치 정보(13)는 상기 공구(9)의 위치 설정시 고려되도록 제안된다.

Description

코팅된 시트에 전기 접속 단자를 제조하기 위한 방법
본 발명은 코팅된 시트에 전기 접속 단자를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 시트의 코팅은 전기 절연층에 의해 덮인 하나 이상의 전기 도체 트랙을 포함하고, 상기 방법에서 공구가 상기 전기 도체 트랙에 대해 상대적으로 위치 설정되고, 후속하여 상기 공구에 의해 상기 전기 절연층을 관통하여 적어도 상기 전기 도체 트랙까지 리세스가 생성되며, 그리고 다음 단계에서 이와 같은 리세스 내로 전기 전도성 접촉 소자가 제공되고, 상기 접촉 소자는 자체 하나의 단부에서 상기 도체 트랙에 전기적으로 접속하고 자체 다른 단부에서 상기 전기 접속 단자를 형성한다.
금속 시트 상의 코팅 내에 매립되어 있는 도체 트랙에 전기적으로 접속할 수 있기 위해, 선행 기술(EP1517597A2)에서는, 전기 전도성 접촉 소자를 제공하기 위한 리세스를 형성하기 위해, 공구에 의해 절연층을 국부적으로 제거하도록 공지되어 있다. 상기 공구의 위치 설정은 절연층에 의해 덮인 상기 도체 트랙의 프로파일에 대한 상기 금속 시트로부터 도출된 데이터를 통해 이루어진다. 단점적으로 상기 도체 트랙에 대해 부정확하게 위치 설정된 리세스들은 접속 단자에서 증가한 전기 저항값들을 야기한다. 그에 따라 상기 방법의 재생 가능성은 작고, 상기 방식으로 제조된 장치의 기능도 악영향을 받는다. 상기 방법의 정확성을 비교적 복잡하게 향상시킴으로써, 상기 방법의 재생 가능성이 개선될 수는 있지만, 절연층에 의해 덮인 도체 트랙의 프로파일에 대한 데이터를 상이하게 만드는 시트의 제조에서의 파라미터 변동은 전기 접속 단자를 제조하기 위한 방법에 대해 상기 방법의 재생 가능성과 관련해서 계속해서 높은 불확실성을 나타낸다.
따라서 본 발명의 과제는 전기 접속 단자를 제조하기 위한 방법을 자체 재생 가능성 및 정확성에서 개선하는 것이다.
시트가 적외선 검출기에 의해 주사되고, 이와 같은 주사 데이터로부터 상기 시트의 열 분포도가 형성되며, 그리고 상기 열 분포도에 의해 상기 시트의 도체 트랙에 대한 위치 정보가 결정되고, 상기 위치 정보는 상기 공구의 위치 설정시 고려됨으로써 본 발명은 상기 과제를 해결한다.
시트가 적외선 검출기에 의해 주사되고, 이와 같은 주사 데이터로부터 상기 시트의 열 분포도가 형성되며, 그리고 상기 열 분포도에 의해 상기 시트의 도체 트랙에 대한 위치 정보가 결정되고, 상기 위치 정보는 상기 공구의 위치 설정시 고려되면, 상기 방법은 자체 재생 가능성에서 현저히 개선될 수 있다. 상기 방식으로 말하자면, 시트로부터 도출된 도체 트랙에 대한 위치 정보들의 데이터가 상기 열 분포도로부터 발생한 위치 정보들에 의해 향상될 수 있다. 이와 같은 방식으로 공구의 위치 설정의 정확성이 향상될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 접속 단자의 형성에서 코팅된 시트의 제조에서 공정을 변경시키는 것과 비교해서 덜 민감하고, 이는 공정 안정적으로 낮은 저항의 접속 단자를 야기할 수 있다. 물론, 공구의 위치 설정을 위해 오로지 열 분포도에 의해 결정된 위치 정보만이 상기 방법에서 사용되는 것도 본 발명의 범주 내에 속한다.
이와 같은 열 분포도를 형성하기 위해 다양한 방법들 또는 서모그래피 기술들이 사용될 수 있다. 이 경우, 능동 또는 수동 서모그래피 기술들을 가정할 수 있다. 이와 관련하여 입사광 주사 또는 입사광 방법 혹은 투과광 주사 또는 투과광 방법이 고려될 수 있다. 바람직하게 열 분포도를 형성하기 위해 능동 서모그래피 기술이 사용되는데, 예를 들어 임펄스 서모그래피(impulse thermography) 또는 락-인 서모그래피(lock-in thermography)가 고려될 수 있다. 상기 임펄스 서모그래피를 위한 열 자극은 예를 들어 섬광등 또는 레이저에 의해 이루어질 수 있다. 상기 락-인 서모그래피를 위한 열 자극은 예를 들어 할로겐 램프 또는 전압 인가에 의해 이루어질 수 있다. 적외선 검출기로서 냉각되거나, 또는 냉각되지 않은 적외선 검출기들이 사용될 수 있다.
시트가 주사되기 이전에 코팅이 펄스 방식으로, 특히 섬광 혹은 가열- 또는 냉각 가스에 의해 자극되면, 열 분포도에 의해 결정된 위치 정보는 추가로 개선될 수 있다.
시간에 걸쳐서 열 분포도가 검출되고 상기 열 분포도의 시간적인 변경에 의해 코팅 내 도체 트랙의 깊이 정보가 도출되면, 상기 도체 트랙의 위치 정보의 정확성은 추가로 향상될 수 있다.
적외선 검출기로서 서모그래피 카메라(thermography camera)가 사용되면, 상기 방법의 취급 가능성은 간편해질 수 있다.
도체 트랙에 대한 위치 정보가 시트의 열 분포도 내 중간 적외선(MIR)에 기초하여 결정되면, 해당 도체 트랙의 위치 정보의 정확성은 추가로 향상될 수 있다. MIR-영역 내 유기 코팅들의 더 높은 흡수율이 말하자면 신호 대 잡음비를 추가로 증가시킬 수 있으며, 이는 전기 접속 단자를 제조하기 위한 방법의 정확성을 추가로 향상시킬 수 있다. 일반적으로, 상기 중간 적외선 MIR가 예를 들어 전자파의 3 내지 50㎛ 파장의 스펙트럼 범위 내에 놓일 수 있다고 언급된다.
리세스가 레이저 또는 할로우 니들(hallow needle)을 포함하는 공구에 의해 생성되는 경우, 전기 절연층을 관통하여 적어도 전기 도체 트랙까지 이르는 리세스는 재생 가능하게 생성될 수 있다.
공구의 정확한 위치 설정에 의해, 접촉 소자를 생성하기 위해, 리세스 내로 전기 전도성의 점성 화합물을 삽입하는 것도 가능해질 수 있다. 이는 상기 방법을 현저히 간소화시킬 수 있고, 예를 들어 낮은 저항의 접촉부를 보장할 수 있다. 전기 전도성의 점성 화합물로서 예를 들어 전기 전도성 폴리머 또는 페이스트/잉크가 바람직하게 적합하다. 일반적으로, 접촉 소자를 형성하기 위해 전기 전도성 폴리머, 예를 들어 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리티오펜이 사용될 수 있다고 언급된다. 그 대신 이러한 페이스트/잉크는 예를 들어 은, 구리 또는 금과 같은 금속 베이스, 예를 들어 PEDOT(폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜)와 같은 유기 베이스 혹은 그라핀 베이스를 포함할 수 있다. 마찬가지로 접촉 소자를 위해 탄소 또는 흑연이 고려될 수 있다. 금속 베이스의 잉크/페이스트들은 특히 바람직한 전도성을 특징으로 하는 반면, 유기 베이스의 잉크들 및/또는 페이스트들은 대부분 향상된 내식성을 제공할 수 있다. 일반적으로 페이스트는 잉크보다 더 높은 점도, 예를 들어 ＞50mPa·s, 바람직하게 ＞1Pa·s의 점도를 갖는다. 예를 들어 PEDOT:PSS가 잉크뿐만 아니라 페이스트로도 제조될 수 있다. 이는, 예를 들어 물 또는 이소프로판올과 같은 용매의 양을 통해 설정될 수 있다.
시트가 능동적으로 자극되도록, 열 분포도에 의해 결정된 위치 정보는 추가로 개선될 수 있다. 이와 같은 열적 자극은 섬광, 레이저, 할로겐 램프 또는 전압 인가 등에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게 시트의 주사는 입사광에서 발생한다. 공지된 방식으로 이러한 입사광 주사의 경우, 적외선 검출기는 상기 시트의 능동 자극원과 동일한 측면에 배치되어 있다. 그에 따라 열 분포도에 의해 결정된 위치 정보는 추가로 개선될 수 있다.
도면들에서 예를 들어 본 발명의 대상이 부호들에 의해 더 상세하게 설명되어 있다.
도 1은 시트 상의 코팅 내 도체 트랙에 대한 위치 정보를 검출하기 위한 개략도이고, 그리고
도 2는 리세스를 삽입하기 위한 공구를 구비한 코팅된 시트의 측면도이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 특히 강철 재료로 이루어진 시트(1), 바람직하게 금속 박판이 부분적으로 개방된 평면도로 도시되고, 상기 시트(1)에는 코팅(2)이 제공되어 있다. 이와 같은 코팅(2)은 상기 시트(1) 상에 제공된 초벌층(3), 예를 들어 프라이머(primer), 상기 초벌층에 제공된 전기 도체 트랙(4) 및 상기 도체 트랙(4)을 외부에 대해 덮는 전기 절연층(5), 예를 들어 탑 코트(top coat)로 구성된다.
또한, 도 2에서는 표시된 전기 접속 단자(6)를 확인할 수 있고, 상기 전기 접속 단자를 통해 상기 도체 트랙(4)은 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 전기 접속 단자(6)는 전기 전도성 접촉 소자(7)에 의해 형성된다. 이를 위해, 도 1과 관련하여 확인할 수 있는 것처럼, 상기 접촉 소자(7)는 상기 전기 절연층(5) 내 리세스(8)를 통해 상기 전기 도체 트랙(4)까지 돌출하고, 그에 따라 상기 도체 트랙(4)을 접촉한다. 그럼으로써 상기 접촉 소자(7)는 제1 단부(7.1)에서 상기 도체 트랙(4)과 전기적으로 연결되어 있고, 이때 상기 접촉 소자(7)는 다른 제2 단부(7.2)에서 상기 전기 접속 단자(6)를 형성한다.
상기 리세스(8)는 레이저(91)를 포함하는 공구(9)에 의해 상기 전기 절연층(5)을 통해 적어도 상기 전기 도체 트랙(4)까지 생성되는데, 예를 들어 상기 공구(9)의 레이저 빔(91.1)의 재료 절제에 의해 생성된다. 이를 위해, 상기 공구(9)는 상기 전기 도체 트랙(4)에 대해 상대적으로 위치 설정되는데, 예를 들어 상기 전기 도체 트랙(4) 바로 위에 위치 설정되고, 말하자면 상기 전기 도체 트랙(4)이 접촉 패드(4.1)를 형성하는 위치에 위치 설정된다.
상기 리세스(8)가 형성된 이후에 이와 같은 리세스 내로 전기 전도성 점성 화합물(70), 말하자면 페이스트가 삽입됨으로써, 예를 들어 상기 점성 화합물(11)의 추가 경화 및/또는 건조 공정 등에 의해 고체 접촉 소자(7)가 생성된다.
일반적으로, 레이저(91) 대신에 할로우 니들(92)도 이와 같은 리세스(8)를 생성한다고 가정할 수 있다. 할로우 니들(92)은 또한, 생성된 리세스(8)로부터 상기 할로우 니들(92)을 뒤로 당김과 동시에 상기 전기 전도성 점성 화합물(70), 말하자면 페이스트가 이와 같은 리세스(8) 내로 삽입될 수 있음으로써, 예를 들어 상기 점성 화합물(11)의 추가 경화 및/또는 건조 공정 등에 의해 접촉 소자(7)가 생성된다는 장점을 제공한다.
도 1에 개략적으로 도시되어 있는 것처럼, 상기 공구(9)의 특히 정확한 위치 설정을 보장하기 위해, 상기 시트(1)는 본 발명에 따라 적외선 검출기(10)에 의해 주사된다. 상기 적외선 검출기(10)의 이와 같은 주사 데이터(12.1)는 연산 장치(11)에 공급되고, 상기 연산 장치는 이와 같은 주사 데이터(12.1)로부터 상기 시트(1)의 열 분포도(12)를 형성한다. 상기 도체 트랙이 열 복사 내에서 주변 영역들로부터 분리되기 때문에, 이와 같은 도체 트랙(4)이 평면도 상에서 불투명한 절연층(5)을 통해 식별될 수 있다는 사실에서, 이와 같은 열 분포도(12)를 도 1에서 확인할 수 있다. 이와 같은 열 분포도(12)를 참조하여 상기 연산 장치(11)에 의해 상기 시트(1)의 도체 트랙(4)에 대한 위치 정보(13)가 결정되고 이동 장치(14)에 전송된다. 상기 이동 장치(14)는 다음 단계에서 이와 같은 위치 정보(13)에 의해 예를 들어 도시된 이동 축들(x, y, z)을 따라 상기 공구(9)를 상기 접촉 패드(4.1)에 대해 중심에 위치 설정하는데, 이는 부분적으로 도 2에서 확인할 수 있다. 그에 따라 절연층(5) 내 정확하게 위치 설정된 리세스(8)의 제조가 보장될 수 있다. 따라서 이와 같은 위치 정확한 리세스(8) 내로 삽입된 접촉 소자(7)는 재생 가능하게 낮은 저항의 전기 접촉부를 제조한다.
도 1에서 확인할 수 있는 것처럼, 상기 적외선 검출기(10)에 의해 상기 시트(1)가 주사되기 이전에 상기 코팅은 펄스 방식으로 IR-섬광(15)에 의해 자극된다. 그에 따라 본 발명에 따르면, 예를 들어 입사광에 의한 주사 또는 입사광 주사를 이용하는 능동 서모그래피 기술이 고려된다. 상기 능동 서모그래피 기술에 의해 상기 열 분포도(12) 내에서 식별 가능한 소자들을 충분히 구별하기 위해 주사될 시트(1)가 특히 우수하게 자극된다.
또한, 상기 열 분포도(12)에 의해 상기 코팅(5) 내 도체 트랙(4)의 깊이(16)가 산출된다. 이를 위해, 시간에 걸쳐서, 또는 시간 간격(△t) 내에 상기 열 분포도(12)가 주사되고, 그 결과 복수의 주사 데이터(12.1, 12.2, 12.3)가 상기 연산 장치(11) 내에 저장된다. 상기 주사 데이터(12.1, 12.2, 12.3)에 기초하여 상기 연산 장치(11)는 상기 열 분포도(12)의 시간적인 변경을 산출하고, 상기 열 분포도의 시간적인 변경에 의해 상기 코팅(2) 내 도체 트랙(4)의 깊이 정보(16)가 도출된다. 상기 공구(9)를 침투 깊이에 상응하게 제어/조절하기 위해, 이와 같은 깊이 정보(16)는 상기 이동 장치(14)에 전송된다.
이와 같은 실시예에서 적외선 검출기(10)로서 서모그래피 카메라(17)가 사용된다.
또한, 상기 도체 트랙(4)에 대한 위치 정보(13)는 상기 시트(1)의 열 분포도(12) 내 중간 적외선(MIR)에 기초하여 결정되고, 이는 상기 공구(9)의 정확한 위치 설정에 의해 특히 재생 가능한 방법을 제공한다.

Claims (9)

  1. 코팅된 시트(1)에 전기 접속 단자(6)를 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 시트의 코팅(2)은 전기 절연층(5)에 의해 덮인 하나 이상의 전기 도체 트랙(4)을 포함하고, 상기 방법에서 공구(9)가 상기 전기 도체 트랙(4)에 대해 상대적으로 위치 설정되고, 후속하여 상기 공구(9)에 의해 상기 전기 절연층(5)을 관통하여 적어도 상기 전기 도체 트랙(4)까지 리세스(8)가 생성되며, 그리고 다음 단계에서 이와 같은 리세스(8) 내로 전기 전도성 접촉 소자(7)가 제공되고, 상기 접촉 소자는 자체 하나의 단부(7.1)에서 상기 도체 트랙(4)에 전기적으로 접속하고 자체 다른 단부(7.2)에서 상기 전기 접속 단자(6)를 형성하며,
    상기 시트(1)는 적외선 검출기(10)에 의해 주사되고, 이와 같은 주사 데이터(12.1, 12.2, 12.3)로부터 상기 시트(1)의 열 분포도(12)가 형성되며, 그리고 상기 열 분포도(12)에 의해 상기 시트(1)의 도체 트랙(4)에 대한 위치 정보(13)가 결정되고, 상기 위치 정보(13)는 상기 공구(9)의 위치 설정시 고려되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시트(1)가 주사되기 이전에 상기 코팅(2)은 펄스 방식으로, 특히 섬광(15) 혹은 가열- 또는 냉각 가스에 의해 자극되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    시간에 걸쳐서 상기 열 분포도(12)가 검출되고 상기 열 분포도(12)의 시간적인 변경에 의해 상기 코팅(2) 내 도체 트랙(4)의 깊이 정보가 도출되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
    적외선 검출기(10)로서 서모그래피 카메라(thermography camera)(17)가 사용되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체 트랙(4)에 대한 위치 정보(13)는 상기 시트(1)의 열 분포도(12) 내 중간 적외선(MIR)에 기초하여 결정되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스(8)는 레이저(91) 또는 할로우 니들(hallow needle)(92)을 포함하는 공구(9)에 의해 생성되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 소자(7)를 생성하기 위해, 상기 리세스(8) 내로 전기 전도성의 점성 화합물(70), 특히 페이스트/잉크가 삽입되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트(1)는 능동적으로 자극되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트(1)는 입사광에서 주사되는,
    전기 접속 단자의 제조 방법.
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