KR101591658B1

KR101591658B1 - 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기접촉단자

Info

Publication number: KR101591658B1
Application number: KR1020140129483A
Authority: KR
Inventors: 심흥용; 조성호; 이승진; 김선기
Original assignee: 조인셋 주식회사; 김선기
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2034-09-26

Abstract

하면으로부터 접촉돌기가 일체로 돌출되는 탄성 내열고무 코어; 및 내면이 상기 코어의 하면 전체에 연속하여 접착되고, 외면에 금속층이 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며, 상기 코어의 상면은 진공픽업이 가능한 픽업 면을 이루고, 상기 접촉돌기의 양측에서 상기 코어의 하면은 회로기판에 솔더링되는 솔더링부를 형성하고, 상기 접촉돌기는 상기 코어의 길이방향을 따라 동일한 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기접촉단자가 개시된다.

Description

리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기접촉단자{Pocket-typed electric contact terminal capable for surface mounting with reflow soldering process}

본 발명은 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 회로기판의 상면에 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능하고 회로기판의 하면에서 결합하는 대상물과 전기적으로 연결되는 전기접촉단자에 관련한다.

최근 리플로우 솔더링이 가능한 전기접촉단자로 고무재질의 구멍이 형성된 탄성을 갖는 내열고무 코어를 구비한 탄성 전기접촉단자가 다양한 전기기기에 적용되고 있다.

가령, 본 출원인에 의한 국내등록특허 제1001354호를 보면, 튜브 형상의 절연 탄성 구멍이 형성된 탄성을 갖는 내열고무 코어, 절연 탄성 구멍이 형성된 탄성을 갖는 내열고무 코어를 감싸며 접착되는 절연 내열고무 접착제, 및 한 면이 절연 내열고무 접착제을 감싸도록 절연 내열고무 접착제에 접착되고, 다른 면에 솔더링이 가능한 금속층이 일체로 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하는 솔더링 가능한 탄성 전기접촉단자를 개시하고 있다.

상기 특허의 전기접촉단자에 의하면, 외부면이 솔더링이 가능한 금속층으로 이루어져 전기 전도도가 좋고 솔더링이 가능하다는 이점이 있고, 회로기판에 리플로우 솔더링되어 상면이 접촉하는 대상물과 회로기판을 전기적으로 연결하는 역할을 한다.

한편, 최근의 전기기기나 전자기기는 컴팩트하고 슬림한 외형을 갖거나 다양한 형태을 이루기 때문에 불 필요한 전자파를 제거하기 위한 구조가 다양하게 제시되고 있는데, 가령 회로기판의 상면에 실드 케이스를 설치하여 불 필요한 전자파를 제거하는 통상적인 방식에서 탈피하여 복잡하지 않은 회로기판의 하면을 통하여 불필요한 전자파를 제거하는 것을 고려할 수 있다.

이와 같이 회로기판의 하면에 위치한 전기전도성의 대상물과 회로기판의 상면에 위치한 도전 패턴을 전기적으로 연결하기 위한 대량생산이 가능하고 경쟁력 있는 전기접촉단자가 필요하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 리플로우 솔더링에 의해 회로기판의 하면에 위치한 전기전도성 대상물과 회로기판의 상면에 형성된 회로패턴을 전기적으로 연결할 수 있는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 표면실장에 의한 리플로우 솔더링이 가능하고, 상면과 하면 양쪽을 통하여 전기전도성 대상물과 전기적으로 연결할 수 있는 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 전기접촉단자를 이용한 전자파 제거장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 하면으로부터 접촉돌기가 일체로 돌출되는 탄성 내열고무 코어; 및 내면이 상기 코어의 하면 전체에 연속하여 접착되고, 외면에 금속층이 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며, 상기 코어의 상면은 진공픽업이 가능한 픽업 면을 이루고, 상기 접촉돌기의 양측에서 상기 코어의 하면은 회로기판에 솔더링되는 솔더링부를 형성하고, 상기 접촉돌기는 상기 코어의 길이방향을 따라 동일한 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기접촉단자에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 코어의 내부에는 상기 길이방향으로 관통하는 완충 구멍이 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 접촉돌기의 내부에는 상기 길이방향으로 관통하는 완충 구멍이 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 접촉돌기는 단부로 갈수록 폭이 얇아져 테이퍼 형상을 가질 수 있다.

상기의 목적은, 상기한 전기접촉단자; 및 평판 형상의 전기전도성 부재를 포함하며, 상기 전기접촉단자가 회로기판의 회로패턴에 솔더링되어 고정된 상태에서, 상기 회로패턴 사이에서 상기 회로기판에 형성된 비아 홀을 통하여 상기 접촉돌기가 상기 전기전도성 부재와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자파 제거장치에 의해 달성된다.

상기한 구성에 의하면, 컴팩트하고 슬림한 외형 또는 다양한 외형을 갖는 전기기기나 전자기기에서 회로기판의 하면에 위치한 전기전도성 대상물과 효율적이고 신뢰성 있게 전기적으로 연결할 수 있다.

또한, 코어의 하면 부위를 포함한 일부에만 금속층이 형성된 폴리머 필름을 접착함으로써 재료비를 줄일 수 있다.

또한, 접촉돌기가 가압에 의해 뭉그러지면서 접촉돌기와 전기전도성 대상물의 밀착력이 증가하고 접촉면적이 증가하여 접촉저항을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 사시도이다.
도 2는 정면도이다.
도 3은 전기접촉단자를 적용한 전자파 제거장치를 보여준다.
도 4는 전자파 제거장치가 결합되기 전후를 보여준다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 사시도이고, 도 2는 정면도이다.

전기접촉단자(100)는 하면으로부터 접촉돌기(114)가 일체로 형성된 탄성 코어(core; 110), 코어(110)를 감싸도록 접착된 내열 폴리머 필름(120)으로 구성되는데, 도 2의 원안에 나타낸 것처럼, 폴리머 필름(120)의 외면, 즉 노출면에는 솔더링이 가능한 금속층(140)이 형성되고, 반대면은 접착층(130)을 개재하여 코어(110)에 접착된다.

이하, 전기접촉단자(100)의 각 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

<코어(110)>

코어(110)는 탄성 재질로 구성되며 내열성과 절연성을 가질 수 있다.

도 1을 참조하면, 코어(110)의 상면에는 진공픽업을 위해 수평으로 편평한 픽업 면(116)이 형성되고, 하면으로부터 코어(110)와 일체로 접촉돌기(114)가 형성된다.

이 실시 예에서는 하면의 중앙부로부터 접촉돌기(114)가 형성되지만, 이에 한정되지 않고 하면의 일측으로 치우친 상태에서 접촉돌기(114)가 돌출 형성될 수 있다.

접촉돌기(114)는 코어(110)의 길이방향을 따라 동일한 길이로 구성되어 코어(110)를 제조할 때 일체로 동시에 제조될 수 있다.

접촉돌기(114)의 길이와 폭은 특별히 한정되지 않지만, 후술하는 것처럼, 전기접촉단자(100)가 실장되는 회로기판의 두께보다 길게 형성되어 접촉돌기(114)의 단부가 회로기판의 하면으로 돌출되도록 하는 것이 바람직하며, 폭은 전기전도성 부재(도 3의 20)에 의해 가압될 때 접촉돌기(114)가 휘어지지 않는 강도를 유지할 수 있는 정도이면 된다.

또한, 접촉돌기(114)는 전기접촉단자(100)가 실장되는 회로기판에 형성된 비아 홀(via hole)보다 작게 형성함으로써 진공픽업에 의해 표면실장을 할 때 접촉돌기(114)가 쉽게 비아 홀에 끼워지도록 하는 것이 중요하다.

특히, 접촉돌기(114)가 단부로 갈수록 폭이 좁아지도록 하여 테이퍼 형상을 갖도록 함으로써 회로기판의 비아 홀에 더 쉽게 끼워지도록 할 수 있다.

접촉돌기(114) 양측에는 솔더링부(112)가 형성되는데, 솔더링부(112)의 하면은 회로기판에 직접 접촉하는 부분이며, 이 실시 예와 같이 내측으로 위로 올라가는 경사를 이루도록 형성하거나 이와 달리 편평하게 형성할 수 있다.

코어(110)의 내부에는 길이방향으로 관통하는 완충 구멍(118)이 형성되거나 형성되지 않을 수 있는데, 형성되는 경우 원재료가 절감되고 무게가 감소할 분만 아니라 상면을 누르는 힘이 감소한다는 이점이 있다.

코어(110)의 재질은 리플로우 솔더링을 위한 내열성과 탄성을 갖는 비발포 내열 탄성고무, 예를 들어 실리콘고무일 수 있으며, 적당한 기계적 강도와 탄성을 위하여 Shore A 40 내지 70의 경도를 가질 수 있다.

<접착층(130)>

접착층(130)은 코어(110)와 폴리머 필름(120) 표면 사이에 위치하여 코어(110)와 폴리머 필름(120)을 신뢰성 있게 접착하며, 솔더링 전후에도 접착력과 탄성을 유지한다.

접착층(130)은 내열성을 갖는 고무로 구성되며, 가령 액상 실리콘고무가 열 경화하여 형성될 수 있는데, 액상 실리콘고무가 경화하면서 대향하는 대상물과 접착을 가지며 경화 후 고상의 내열고무 접착제로 형성되고 한번 경화된 후에는 탄성을 유지하며 다시 열이 가해져도 접착력을 유지한다.

<폴리머 필름(120)>

폴리머 필름(120)은, 예를 들어, 내열성이 좋은 폴리이미드(PI) 필름이나 기타의 내열 폴리머 필름일 수 있다.

폴리머 필름(120)의 외면, 즉 노출면에는 솔더링이 가능한 금속층(140)이 일체로 형성된다. 일 예로, 솔더링이 가능한 금속층(140)은 폴리머 필름(120)과의 강한 접착력, 좋은 전기전도도 및 강한 솔더링 강도를 갖기 위하여 폴리머 필름(120) 위에 금속을 스퍼터링 코팅한 후 그 위에 구리 도금을 하고 다시 주석을 도금하여 구성할 수 있다.

또한, 전기전도성을 좋게 하거나 솔더링의 접착 강도가 좋도록 폴리이미드 필름 위에 주석이나 금이 도금된 구리 박이 형성되거나 또는 폴리이미드 필름 위에 접착제를 개재하여 주석이나 금이 도금된 구리 박이 접착될 수 있다.

솔더링이 가능한 금속층(140)이 형성된 내열 폴리머 필름(120)으로 가령 단면 연성 적층 금속판(FCCL)이 사용될 수 있다.

이 실시 예에서, 폴리머 필름(120)은 코어(110)의 하면에만 연속하여 접착됨으로써 재료비를 절감할 수 있다. 여기서, '하면'은 전기접촉단자(100)를 회로기판에 솔더링하여 실장할 때, 실질적으로 솔더링에 관여하는 부분을 의미한다.

도 3은 전기접촉단자를 적용한 전자파 제거장치를 보여준다.

전기접촉단자(100)가 실장되는 회로기판(10)에는 회로패턴(14), 가령 접지패턴이 형성되고 그 사이에 비아 홀(via hole, 12)이 형성된다.

여기서, 회로패턴(14)에 도포된 솔더(도 4의 16)가 리플로우 솔더링 과정에서 중력에 의해 금속층(140)을 따라 비아 홀(12)을 흐르는 것을 방지하기 위해 회로패턴(14)은 비아 홀(12)과 일정 거리 떨어지는 것이 바람직하다.

회로패턴(14)의 형상은 설명의 편의를 위하여 임의로 형성된 것으로 다양한 형태와 크기로 형성될 수 있으며, 비아 홀(12)의 형상과 크기는 실장되는 전기접촉단자(100)의 접촉돌기(114)의 형성과 크기에 대응하여 형성된다.

상기한 것처럼, 비아 홀(12)의 크기는 접촉돌기(114)의 수평 단면의 크기보다 크게 형성됨으로써 진공픽업으로 전기접촉단자(100)를 픽업하여 설정 위치에 놓을 때 접촉돌기(114)가 쉽게 삽입될 수 있는 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.

회로기판(10)의 하면에 위치하는 전기전도성 부재(20)는 얇은 두께를 갖는 금속 재질의 평판일 수 있다.

이하, 본 발명의 전기접촉단자(100)가 적용되는 전자파 제거장치의 결합과 작동에 대해 설명한다.

도 4(a)는 전자파 제거장치가 결합되기 전을 보여주고, 도 4(b)는 전자파 제거장치가 결합된 후를 보여준다.

전기접촉단자(100)는 테이프 캐리어에 릴 테이핑되어 공급되며, 픽업장치에 의해 진공픽업되어 회로기판(10) 위에 표면실장되는데, 전기접촉단자(100)의 솔더링부(112)는 회로기판(10)의 회로패턴(14) 위에 도포된 솔더(16) 위에 놓인 상태에서 회로기판(10)이 오븐으로 투입되어 정해진 온도 조건에 따라 리플로우 솔더링 공정이 진행된다.

그 결과, 전기접촉단자(100)는 솔더링에 의해 회로기판(10) 위에 실장 고정되며, 접촉돌기(114)는 회로기판(10)의 비아 홀(12)에 삽입된 상태에서 단부가 회로기판(10)의 하면으로부터 돌출된다.

이 상태에서, 전기전도성 부재(20)가 상승하여 회로기판(10)의 하면에 접촉하여 결합하면, 접촉돌기(114)의 단부가 전기전도성 부재(20)의 가압에 의해 도 4(b)와 같이, 뭉그러지면서 압축된다. 이와 같이, 접촉돌기(114)가 가압에 의해 뭉그러지면서 접촉돌기(114)와 전기전도성 부재(20)의 밀착력이 증가하고 접촉면적이 증가하여 접촉저항을 줄일 수 있다.

그 결과, 회로기판(10)의 회로패턴(14) - 솔더(16) - 폴리머 필름(120)의 금속층(140) - 전기전도성 부재(20)을 통하여 전기적 통로가 형성되며, 전지전도성 부재(20)를 접지에 연결함으로써 결과적으로 회로기판(10) 위의 다수의 회로패턴(12)이 공통적으로 접지와 연결될 수 있다.

따라서, 컴팩트하고 슬림한 외형을 갖는 전기기기나 전자기기에서 상대적으로 덜 복잡한 구조를 갖는 회로기판의 하면을 이용하여 전자파를 효과적으로 제거할 수 있다.

한편, 회로기판(10)의 하면을 이용하여 전자파를 제거함과 동시에 전기접촉단자(100)의 상면에 실드 케이스 등의 대상물을 전기적으로 접촉시킴으로써 전기적으로 연결할 수도 있다.

도 5(a)와 5(b)는 각각 전기접촉단자의 변형 예이다.

전기접촉단자(200)의 코어(210)는 완충 구멍을 구비하고 있지 않으며, 전기접촉단자(300)의 코어(310)의 접촉돌기(314)에는 완충 구멍(315)이 형성된다.

접촉돌기(314)에 완충 구멍(315)이 형성된 경우에는 살 두께를 얇게 하고, 반대로 완충 구멍이 없는 경우에는 접촉돌기(314)의 폭을 좁게 하여 접촉돌기(314)가 전기전도성 부재(20)의 작은 힘에 의해서도 쉽게 변형될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

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.

100, 200, 300: 전기접촉단자
110, 210, 310: 코어
112: 솔더링부
114: 접촉돌기
116: 픽업 면
118: 완충 구멍
120: 폴리머 필름
130: 접착층
140: 금속층

Claims

대향하는 전기전도성 대상물 사이에 개재되는 전기접촉단자로서,
상면이 진공픽업이 가능한 픽업 면을 이루고, 하면으로부터 접촉돌기가 일체로 돌출되는 탄성 내열고무 코어; 및
외면에 금속층이 형성된 내열 폴리머 필름을 포함하며,
상기 폴리머 필름은 상기 코어의 하면과 양 모서리를 포함하는 부분에 연속하여 접착되고,
상기 부분 중 상기 접촉돌기에 대응하는 부분을 제외하고 상기 금속층은 회로기판의 회로패턴에 솔더링되며,
상기 금속층을 통하여 상기 회로패턴과 상기 대상물 중 어느 하나가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기접촉단자.
청구항 1에 있어서,
상기 코어의 내부에는 길이방향으로 관통하는 완충 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기접촉단자.
청구항 1에 있어서,
상기 접촉돌기의 내부에는 길이방향으로 관통하는 완충 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기접촉단자.
청구항 1에 있어서,
상기 접촉돌기는 단부로 갈수록 폭이 얇아져 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 리플로우 솔더링에 의한 표면실장이 가능한 전기접촉단자.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 전기접촉단자; 및
평판 형상의 전기전도성 부재를 포함하며,
상기 전기접촉단자가 회로기판의 회로패턴에 솔더링되어 고정된 상태에서, 상기 회로패턴 사이에서 상기 회로기판에 형성된 비아 홀을 통하여 상기 접촉돌기가 상기 전기전도성 부재와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자파 제거장치.