KR20200112500A - 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자 - Google Patents

Abstract

폭에 비해 높이가 높고 표면 실장이 가능하며 압축 하중이 작은 전기접촉단자가 개시된다. 코어는 단일의 몸체로 이루어지고 폭에 비해 높이가 높은 치수로 구성되며, 상기 코어의 하면에 솔더링부가 형성되고, 상기 코어로부터 양쪽으로 벌어지면서 포크부(fork)가 연장 형성되고, 상기 포크부 사이에 위치한 상기 코어의 상면은 평면을 이루어 픽업 영역을 형성하고, 상기 포크부는 전기전도성 대상물과 직접 접촉하여 벌어지면서 구부러진다.

Description

저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자{Electric contact terminal capable for surface mounting with low compressive force}

본 발명은 탄성을 갖는 전기접촉단자에 관한 것으로, 특히 폭에 비해 높이가 높고 표면 실장에 의한 솔더링이 가능하며 압축 하중이 작은 전기접촉단자에 관련한다.

리플로우 솔더링이 가능한 전기접촉단자로 고무재질의 탄성을 갖는 내열고무 코어 위에 솔더링이 가능한 금속층이 형성된 탄성 전기접촉단자가 다양한 전기기기에 적용되고 있다.

가령, 금속 케이스와 같은 전기전도성 대상물과 인쇄회로기판 사이에 전기적 연결을 위해 탄성을 전기접촉단자가 사용될 수 있다.

본 출원인에 의한 국내 등록특허 제1001354호, 제1735656호, 및 제993253호 등에 이러한 솔더링 가능한 전기접촉단자가 개시되어 있다.

그런데 상기의 금속 케이스 대신에 LCD 패널과 같은 기구적 강도가 낮은 전기전도성 대상물과 인쇄회로기판을 전기적으로 연결할 때, LCD 패널에 전기접촉단자에 의해 힘이 많이 가해지지 않도록 할 필요가 있으며, 상기의 특허에서 제안된 전기접촉단자를 적용할 경우 이러한 필요조건을 완벽하게 충족시키지 못한다는 문제점이 있다.

예를 들어, LCD 패널에 힘을 가하여 LCD 패널이 회로기판에 솔더링된 전기접촉단자에 기구적 및 전기적으로 탄성 접촉할 때, 전기접촉단자의 접촉 면의 전체 또는 일부가 LCD 패널의 한 면에 접촉되어 가해지는 힘이 LCD 패널의 한 부분에 집중되므로 이에 따라 기계적 강도가 낮은 LCD 패널에 휨이나 굴곡 등이 발생하여 LCD 패널이 정상적으로 가동하기 어렵다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 외부의 힘이 가해지는 대상물에 의한 압축 하중이 분산되거나 작아져 결과적으로 대상물에 가해지는 힘을 분산하거나 적게 하는 구조의 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 진공 픽업에 의한 표면실장이 용이한 구조를 갖는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 대향하는 대상물과 신뢰성 있게 기구적 및 전기적으로 접촉할 수 있고 복원력이 좋은 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 재료비가 저렴하면서 제조가 용이한 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 탄성 코어, 상기 코어를 감싸도록 접착되고 외면에 솔더링이 가능한 금속층이 형성된 내열 폴리머 필름, 및 상기 코어와 상기 폴리머 필름 사이에 개재되는 접착제를 포함하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자로서, 상기 코어는 단일의 몸체로 이루어지고, 상기 코어의 하면에서 상기 높이 방향의 양쪽으로 상기 하면의 폭보다 넓게 벌어진 포크부(fork)가 연장 형성되고, 상기 포크부 사이에 위치한 상기 코어의 상면에서 진공 픽업 영역을 형성하고, 상기 코어의 하면은 상기 폴리머 필름으로 덮이고, 상기 포크부 사이에서 상기 폴리머 필름의 단부가 이격되며, 상기 포크부의 상단은 전기전도성 대상물과 접촉하여 대상물에 가해지는 힘에 의해 외측으로 벌어지는 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 포크부는 V자 형상으로 벌어지고, 상기 포크부의 살 두께는 단부로 갈수록 좁게 형성된다.

바람직하게, 상기 코어의 진공 픽업 영역을 중심으로 일정한 높이 부분까지 상기 폴리머 필름이 제거되어 노출 부분이 형성되고, 상기 노출 부분의 높이는, 상기 포크부가 상기 대상물에 가해지는 힘에 의해 벌어질 때 상기 코어가 상기 대상물과 접촉하지 않도록 하는 높이일 수 있다.

바람직하게, 상기 포크부의 끝이 외측으로 더 벌어지도록 구부러지고, 상기 포크부와 상기 폴리머 필름은 상기 진공 픽업 영역을 중심으로 좌우 대칭일 수 있다.

바람직하게, 상기 전기접촉단자의 높이는 상기 코어의 하면의 폭에 비해 크며, 가령 2배 이상의 치수일 수 있다.

바람직하게, 상기 전기접촉단자는 캐리어에 릴 테이핑될 수 있다.

상기한 구성에 의하면, 코어로부터 분기하여 연장하는 두 개의 포크부 위에 형성된 금속층이 대향하는 전기전도성 대상물의 2개 부위에 접촉한 후 가해지는 힘에 의해 슬라이딩 되어 휘어지면서 벌어지기 때문에 대상물에 가해지는 압축력이 분산되고 작아진다.

또한, 코어의 노출 부분만큼 고가의 폴리머 필름이 절약되어 제조원가가 줄고, 코어가 V자 형상으로 되어 코어 위에 필름을 접착하기 용이하고 진공 픽업 시 픽업 노즐의 이동이 용이하며, 대상물에 의해 포크부에 힘이 가해질 때 코어의 노출 부분에 폴리머 필름이 없기 때문에 포크부가 부드럽게 구부러지거나 슬라이딩 되기 용이하다.

또한, 포크부가 상단부로 갈수록 살의 두께가 얇아지기 때문에 복원력이 좋다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 사시도이다.
도 2(a)와 2(b)는 각각 전기접촉단자의 동작을 나타낸다.
도 3(a)과 3(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여준다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기접촉단자에 대해 상세하게 설명한다. 여기서, 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 설명의 편의를 위하여 일부 구성은 치수 등이 무시되고 다소 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여주는 사시도이다.

전기접촉단자(100)는 탄성 코어(110), 코어(110)를 감싸도록 접착된 내열 폴리머 필름(120)으로 구성되는데, 도 1의 원안에 나타낸 것처럼, 폴리머 필름(120)의 외면, 즉 노출면에는 솔더링이 가능한 금속층(140)이 형성되고, 반대면은 접착제(130)를 개재하여 코어(110)에 접착된다.

전기접촉단자(100)는 캐리어에 릴 테이핑되어 공급되며, 진공 픽업되어 회로기판에 실장되고 리플로우 솔더링에 의해 장착된다.

이하, 전기접촉단자(100)의 각 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

<코어(110)>

코어(110)의 재질은 리플로우 솔더링을 위한 내열성과 탄성을 갖는 비발포 또는 발포 내열 탄성고무, 예를 들어 재료로는 솔더링에 대응하는 내열성이 있는 실리콘고무일 수 있으며, 적당한 기계적 강도와 탄성을 위하여 Shore A 35 내지 70의 경도를 가질 수 있다.

도 1을 참조하면, 코어(110)는 단일의 몸체로 이루어지고, 코어(110)의 하면의 폭에 비해 코어(110)의 높이가 높은 형상으로 구성되는데, 가령 하면의 폭은 대략 6㎜이고 전기접촉단자(100)의 높이는 13㎜일 수 있다.

코어(110) 하면의 폭은 코어(110) 높이의 1/2 이하이고, 결과적으로 본 발명의 전기접촉단자(100)는 인쇄회로기판의 면적을 좁게 사용하면서 대향하는 대상물과 회로기판과의 간격이 큰 곳에 사용되기 적합하다.

이와 같이, 전기접촉단자(100)는 하면의 폭이 높이보다 작아 대향하는 대상물에 작은 힘을 제공하는 구조로 적용하기 용이하다.

코어(110)의 수직 단면은 외부에서 넓게 벌어지고 내부에서는 좁게 벌어진 대략 V자 형상으로 구성되고 전체적으로 수직 중심선을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다.

이와 같이 코어(100)의 수직 단면이 대략 V자 형상이라 후술하는 폴리머 필름(120)을 접착하기 용이하며, 또한 진공픽업 시 픽업 노즐이 외부의 간섭을 받지 않고 쉽게 드나들 수 있다.

코어(110)의 하면에는 솔더링부(111)가 형성되어, 후술하는 것처럼, 회로기판의 도전패턴에 형성된 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링에 의해 장착된다.

코어(110)의 하면은 양단에서 중간 부분을 향해 경사짐으로써 솔더링부(111)가 쌍을 이루어 형성되도록 할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 하면을 편평하게 하여 하나의 솔더링부를 형성할 수 있다.

코어(110)로부터 분기하여 높이 방향의 양쪽으로 코어(110)의 하면의 폭보다 넓게 벌어지면서 포크부(fork)(112)가 연장 형성되는데, 후술하는 것처럼, 포크부(112)는 전기전도성 대상물과 직접 접촉하여 대상물에 의한 외부의 힘에 의해 슬라이딩 되어 벌어지거나 또는 구부러지는 부분이다.

코어(110)는 한 번의 압출 공정에 의해 일체로 형성된 것이다.

포크부(112)는 좌우에 하나씩 총 2개로 분리되고, 포크부(112)는 진공 픽업 영역(113)을 중심으로 좌우 대칭이 되도록 하여 전체적으로 전기접촉단자(100)의 중심 부위에 무게 중심이 위치하게 하여 리플로우 솔더링 시 흔들림이나 치우침 현상이 없게 한다.

포크부(112)의 살 두께는 단부로 갈수록 좁게 형성됨으로써, 단부에서 더 쉽게 슬라이딩 되어 벌어지거나 구부러지도록 할 수 있다. 포크부(112)의 살 두께는 특히 한정되지는 않지만, 바람직하게 전기접촉단자(100)의 하단 부위에 무게 중심이 위치한 살 두께를 가져 리플로우 솔더링 시 흔들림이나 치우침 현상이 없게 한다.

포크부(112) 사이에 위치한 코어(110)의 상면에 진공 픽업 영역(113)을 형성하는데, 픽업 영역(113)에서 전기접촉단자(100)를 진공 픽업하여 표면 실장할 수 있다.

바람직하게, 진공 픽업 영역(113)은 평면을 이룬다.

<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 대상물인 폴리머 필름(120)과 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, 적어도 한쪽 면에 솔더링이 가능한 금속층(140)이 형성된 솔더링 온도에 대응하는 내열성이 좋은 폴리이미드(PI) 필름이나 기타의 내열 폴리머 필름일 수 있다.

코어(110)의 하면은 금속층(140)이 외부로 노출되게 폴리머 필름(120)으로 접착층(130)에 의해 접착되어 덮이고, 포크부(112) 사이에서 금속층(140)이 외부로 노출되고 폴리머 필름(120)의 단부가 이격되게 접착층(130)에 의해 접착되어 덮인다.

도 1을 참조하면, 코어(110)의 픽업 영역(113)을 중심으로 일정한 높이 부분까지 폴리머 필름(120)이 제거되어 노출 부분(114)을 형성한다.

여기서, 폴리머 필름(120)이 제거된다는 의미는 이 부위에 폴리머 필름(120)과 금속층(140)이 형성되지 않았다는 것을 의미한다.

폴리머 필름(120)은 각 포크부(112)에서 같은 높이로 제거되어 폴리머 필름(120)이 진공 픽업 영역(113)을 중심으로 좌우 대칭이 되도록 할 수 있다.

이러한 구조에 의하면, 노출 부분(114)만큼 고가의 폴리머 필름(120)이 절약되므로 제조원가가 줄고 제조가 용이하며, 대상물에 의해 포크부(112)가 벌어지거나 구부러질 때 코어(110)의 노출 부분(114)에 폴리머 필름(120)이 없기 때문에 포크부(112)가 적은 힘으로 부드럽게 벌어지거나 구부러질 수 있다.

노출 부분(114)의 높이는, 포크부(112)가 대상물의 가해지는 힘에 의해 벌어지거나 구브러질 때 코어(110)가 대상물과 접촉하지 않도록 하는 높이로 하여 전기전도성 대상물이 폴리머 필름(120)과 금속층(140)이 없는 코어(110) 부분과 접촉하지 않도록 한다.

이하, 본 발명의 전기접촉단자(100)의 동작에 대해 설명한다.

도 2(a)와 2(b)는 각각 전기접촉단자의 동작을 나타낸다.

캐리어에 릴 테이핑 된 전기접촉단자(100)를 진공픽업 노즐에 의해 전기접촉단자(100)의 픽업 영역(113)에서 진공픽업하여, 회로기판(10)의 회로패턴(14) 위에 도포된 솔더크림(16) 위에 장착한다.

이후, 리플로우 오븐으로 투입되어 정해진 온도 조건에 따라 리플로우 솔더링 공정이 진행되어 도 2(a)와 같이, 전기접촉단자(100)가 회로기판(10)에 솔더링 되어 장착된다.

바람직하게, 전기접촉단자(100)의 무게 중심은 리플로우 솔더링 시 흔들림이나 뒤틀림이나 움직임이 적도록 가능한 높이의 1/2 지점 아래에 있게 코어(110)의 형상을 가지고 이에 따라 폴리머 필름(120)이 형성된다.

도 2(b)를 참조하면, 평면 방향으로 기계적 강도가 낮은 LCD 패널과 같은 전기전도성 대상물(50)이 수직방향으로 하강하여 전기접촉단자(100)에 접촉하면, 포크부(112)가 옆 방향으로 슬라이딩 되어 벌어지거나 구부러진다.

이때, 상기한 것처럼, 포크부(112)는 좌우 대칭되게 2개 부분으로 구성되어 있기 때문에 포크부(112)가 용이하게 벌어지거나 구부러지며, 또한, 대상물(50)의 두 곳으로 분산되게 힘을 가하여 결과적으로 각 부분에 가해지는 압축 하중은 한 곳으로 집중되는 힘에 비해 줄어든다.

이때, 포크부(112)는 단부로 갈수록 살 두께가 좁아지기 때문에 포크부(112)가 신뢰성 있게 벌려지거나 구부러진 후, 전기접촉단자(100)의 높이 방향으로 압축에 따른 압축 복원율이 좋다.

도 3(a)과 3(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기접촉단자를 보여준다.

도 3(a)을 참조하면, 포크부(112)는 그 끝이 외측으로 더 벌어지면서 라운드 지는 형상을 구비한다.

이러한 구조에 의하면, 대상물이 포크부(112)에 접촉하여 누를 경우, 포크부(112)의 끝이 어느 정도 외측으로 벌어져 있기 때문에 신뢰성 있게 잘 벌어진다는 이점을 갖는다.

이와 같이, 포크부(112)의 양단의 형상은 대향하는 대상물에서 제공하는 수직방향의 힘에서 포그부(112)가 좌우 방향으로 슬라이딩이 잘되거나, 잘 벌어지거나 잘 휘어지는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

도 3(b)을 참조하면, 폴리머 필름(121)은 진공 픽업 영역(113)의 일부를 남겨 놓고 코어(110)를 덮을 수 있으며, 코어(120)의 하면을 편평하게 형성하여 솔더링부(111a)가 하나로 형성되도록 할 수 있다.

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: 전기접촉단자
110: 코어
111: 솔더링부
112: 포크부
113: 픽업 영역
114: 노출 부분
120: 폴리머 필름
130: 접착제
140: 금속층

Claims (11)

1. 탄성 코어, 상기 코어를 감싸도록 접착되고 외면에 솔더링이 가능한 금속층이 형성된 내열 폴리머 필름, 및 상기 코어와 상기 폴리머 필름 사이에 개재되는 접착제를 포함하는 솔더링이 가능한 탄성 전기접촉단자로서,
   상기 코어는 단일의 몸체로 이루어지고,
   상기 코어의 하면에서 상기 높이 방향의 양쪽으로 상기 하면의 폭보다 넓게 벌어진 포크부(fork)가 연장 형성되고, 상기 포크부 사이에 위치한 상기 코어의 상면에서 진공 픽업 영역을 형성하고,
   상기 코어의 하면은 상기 폴리머 필름으로 덮이고, 상기 포크부 사이에서 상기 폴리머 필름의 단부가 이격되며,
   상기 포크부의 상단은 전기전도성 대상물과 접촉하여 대상물에 가해지는 힘에 의해 외측으로 벌어지는 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
2. 청구항 1에서,
   상기 포크부는 V자 형상으로 벌어지는 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
3. 청구항 1에서,
   상기 포크부의 살 두께는 단부로 갈수록 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
4. 청구항 1에서,
   상기 코어의 진공 픽업 영역을 중심으로 일정한 높이 부분까지 상기 폴리머 필름이 제거되어 노출 부분이 형성되는 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
5. 청구항 4에서,
   상기 노출 부분의 높이는, 상기 포크부가 상기 대상물에 가해지는 힘에 의해 벌어질 때 상기 코어가 상기 대상물과 접촉하지 않도록 하는 높이인 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
6. 청구항 1에서,
   상기 포크부의 끝이 외측으로 더 벌어지도록 구부러지는 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
7. 청구항 1에서,
   상기 포크부는 상기 진공 픽업 영역을 중심으로 좌우 대칭인 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
8. 청구항 1에서,
   상기 내열 폴리머 필름은 상기 진공 픽업 영역을 중심으로 좌우 대칭인 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
9. 청구항 1에서,
   상기 전기접촉단자의 높이는 상기 코어의 하면의 폭에 비해 큰 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
10. 청구항 9에서,
    상기 전기접촉단자의 높이는 상기 코어의 하면의 폭의 2배 이상의 치수인 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
11. 청구항 1에서,
    상기 전기접촉단자는 캐리어에 릴 테이핑된 것을 특징으로 하는 저 압축력의 표면 실장에 의한 솔더링이 가능한 전기접촉단자.
    

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