JP4427565B2 - 半田付け可能な弾性電気接触端子 - Google Patents

Description

本発明は、電気接触端子に関し、特に、半田付けにより印刷回路基板に電気接触端子の一側面が固定され、対向する対象物に電気接触端子の他側面が弾性接触され、対象物と印刷回路基板を電気的及び機構的に連結する半田付け可能な弾性電気接触端子に関する。

一般に、半田付け可能な弾性電気接触端子は、電気伝導度が良く、弾性回復力が優れ、半田付け温度に耐えられるべきである。このため、従来では、半田付け可能な電気接触端子として金属材質を主に使用した。この金属材質の中で、ベリリウム銅(Beryllium Copper)は、弾性回復力がよく、電気伝導度が優れ、電気接触端子として広く用いられた。即ち、０．３mm以下の厚みと一定幅を有するベリリウム銅シートをプレス金型により一定形状に打ち抜いた後、熱処理工程を経て弾性回復力を向上させた電気接触端子を作製した。

また、他の従来技術としては、本出願人が出願し、登録されたものがある（特許文献１参照）。
韓国実用新案登録第３９０４９０号公報

しかしながら、このように金属シートのみからなる従来の電気接触端子は、金属の特性上或いは構造上一定の高さ以下では、優れた弾性を提供できないという欠点がある。即ち、弾性を有するためには、一定形状に切り曲げるべきであり、結局、この切り曲げの高さにより、電気接触端子の高さの多くが決定されるため、一定高さ以下では、弾性の提供が不可能である。

特に、２mm以下の高さを有する小さいサイズの製品を提供することが困難である。

また、１つのプレス金型では、１つの形状の製品しか作製できないため、他の形状の製品を作製しようとすると、更にプレス金型が必要であるという欠点がある。

また、金属シートからなり、ＩＴＯがコーティングされたガラス基板に適用する場合、ＩＴＯに傷が生じるという欠点がある。

また、上記特許文献１に記載の電気伝導性弾性ゴムコーティング層は、電気伝導度が金属より悪いという欠点がある。電気伝導度を向上させるためには、銀(Ａｇ)のような高価の金属パウダーを多く使用すべきであるが、硬度が高くなり、製造コストが高くなるという欠点がある。また、弾性ゴムのみで製造され、精密な寸法を提供できないという欠点がある。また、半田付けのため、別途の金属箔を提供すべきであるという欠点がある。

よって、本発明は、このような問題点を解決するために提案されたものであり、本発明の目的は、一定の高さ以下でも弾性が優れ、半田付け可能な弾性電気接触端子を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、低コストでありながら電気伝導度がよく、半田付け可能な弾性電気接触端子を提供することにある。

また、本発明の更に他の目的は、ＩＴＯがコーティングされたガラス基板に生じる傷が少なく、精密な寸法の半田付け可能な弾性電気接触端子を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、表面実装によるリフロー作業が可能であるように、対象物と接触する面が平面をなす半田付け可能な弾性電気接触端子を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、対象物により押圧された時、高さ方向に形成された耐熱ポリマーフィルムにしわが生じない、半田付け可能な弾性電気接触端子を提供することにある。

本発明の他の目的と特徴及び利点は、以下に示す実施の形態により更に明らかに理解されるだろう。

上記の目的は、一定の体積を有する絶縁発泡ゴムと、前記絶縁発泡ゴムを囲んで接着される絶縁非発泡ゴムコーティング層と、一側面は絶縁非発泡ゴムコーティング層を囲むように絶縁非発泡ゴムコーティング層に接着され、他側面は金属層が一体に形成された耐熱ポリマーフィルムを含む弾性電気接触端子により達成される。

好ましくは、対象物と接触される電気接触端子の一側面は、表面実装の際、真空にピックアップできるように耐熱ポリマーフィルムの両端が離れているか、または重畳されないように平面をなす。

本発明によると、好ましくは、絶縁発泡ゴムは、シリコンゴムであり、硬度は、ＳｈｏｒｅＡ１５〜５０であり、厚みは、０．６mm〜１５mmであり、幅は、３mm〜２０mm以内である。

本発明によると、好ましくは、絶縁非発泡ゴムコーティング層は、０．０３mm〜０．５mmの間の厚みを有するシリコンゴムであり、硬度は、ＳｈｏｒｅＡ１５〜５０である。

本発明によると、絶縁非発泡ゴムコーティング層は、液状のシリコンゴムが硬化されながら形成でき、液状のシリコンゴムは、硬化後、絶縁発泡ゴムと耐熱ポリマーフィルムを接着させる役割をする。より好ましくは、前記液状シリコンゴムは１液型であり、湿気により硬化される。

本発明によると、耐熱ポリマーフィルムは、軟性銅箔積層フィルム(ＦＣＣＬ)であり、好ましくは、耐熱ポリマーフィルムは、０．０１mm〜０．０４mmの間の厚みを有するポリイミドフィルムであり、金属層は、０．００２mm〜０．０２mmの間の厚みを有する銅である。また、金属層上には、金属層の酸化防止のため、金などがコーティング処理されるのが好ましい。

以上で説明したように、本発明は下記のような複数の長所と利点を有する。

１．外部が金属層からなり、電気伝導度がよく、半田付け可能である。

２．ポリイミドフィルム、絶縁シリコン発泡ゴムと絶縁シリコン非発泡ゴムコーティング層からなり、半田付けの際、それぞれの固有性能を保持することができる。

３．絶縁シリコン非発泡ゴムコーティング層は、液状シリコンゴムが硬化されてなるものであり、再度溶融されないため、信頼性のある接着を保持する。

４．絶縁発泡ゴムは、発泡からなり、電気接触端子を少ない力で押圧することができる。

５．裏面に金属層を形成したポリイミドフィルムは、通常の軟性銅箔積層フィルム(ＦＣＣＬ)を用いるため、製造コストを減らすことができる。

６．電気接触端子の長さは、所望する長さに刀で切断可能であり、経済性ある多様なサイズの提供が可能である。

７．裏面に形成された金属層は、内部の絶縁発泡ゴムにより硬度が低くなり、ＩＴＯコーティングされたガラス基板に与える影響が少ない。

８．対象物と対向する面は、平面をなし、表面実装のためのピックアップの際、平面は、例えば、真空吸着器具による真空吸着が容易である。

９．絶縁発泡ゴムと裏面に金属層が形成されたポリイミドフィルムは、液状シリコンゴムで接着され、経済性のある工程を提供する。

１０．裏面に金属層が形成されたポリイミドフィルムの金属層をエッチングによって一部を除去することにより、電気接触端子の柔軟性を提供する。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電気接触端子１００を示す端面図であり、図２は、その斜視図である。

図示のように、絶縁発泡ゴム１０は、端面が多角形、例えば、四角形をなし、絶縁非発泡ゴムコーティング層２０は、絶縁発泡ゴム１０と耐熱ポリマーフィルム３０の表面の間に位置し、絶縁発泡ゴム１０と耐熱ポリマーフィルム３０を信頼性よく接着する。本発明によると、耐熱ポリマーフィルム３０の裏面には、金属層４０が一体に形成され、一例として、耐熱ポリマーフィルム３０は、軟性銅箔積層フィルム(ＦＣＣＬ)である。

好ましくは、耐熱ポリマーフィルム３０の裏面に形成された金属層４０は、金属エッチング作業により一定部分をエッチングによって除去することにより、電気接触端子１００の柔軟性を向上できる。

このような構造を有する電気接触端子の製造方法について説明する。

裏面に金属層４０が形成された一定幅を有する耐熱ポリマーフィルム３０の表面上に、湿気により硬化される液状シリコンゴムを厚み０．０３mm〜０．５mmでコーティング層を形成しながら、このコーティング層上に、予め硬化されてロール(Ｒｏｌｌ)状に製造された絶縁発泡ゴム１０を載せ、一定形状のジグにより囲む。

この時、液状シリコンゴムのコーティング層の厚みが薄すぎると、絶縁発泡ゴム１０と耐熱ポリマーフィルム３０との間の接着力が悪くなり、コーティング層の厚みが厚すぎると、液状のシリコンゴムが硬化するのに時間がかかるという欠点がある。また、湿気により硬化される液状シリコンゴムでコーティング層を形成する場合には、窒素または真空中でコーティングするのが好ましい。

この後、絶縁発泡ゴム１０を囲んだ耐熱ポリマーフィルム３０を絶縁発泡ゴム１０の寸法と類似の寸法を有する金型に位置させ、その間に介在された液状のシリコンゴムコーティング層を硬化させると、液状のシリコンゴム層は、硬化されながら絶縁非発泡ゴムコーティング層２０に変化する。この時、絶縁非発泡ゴムコーティング層２０は、絶縁発泡ゴム１０と耐熱ポリマーフィルム３０を接着させる役割をする。即ち、液状のシリコンコーティング層は、一定寸法の金型内部で硬化後、絶縁発泡ゴム１０と耐熱ポリマーフィルム３０を接着させる接着剤の役割をしながら、弾性を有する絶縁非発泡ゴムコーティング層２０になる。

液状のシリコンゴムは、一度硬化されると、熱により再び溶融されないため、電気接触端子１００を半田付けする場合にも、もとの接着機能を保持する。この時、金型内部に位置する液状シリコンゴムの硬化速度を早くするため、金型の温度を約６０℃程度で維持しながら、金型の一定部位に孔をあけて湿気を多く提供すると、作業速度を向上することができる。好ましい湿度は、相対湿度６０％以上である。

更に、電気接触端子１００は、裏面に金属層４０が形成された耐熱ポリマーフィルム３０を用いて製造するため、長さの長い製品は、しわが生じるなどの問題があり、通常１ｍ以下の長さで製造した後、最終的に必要とする長さである３mm〜３０mmの長さに切断して使用するため、液状シリコンゴムが完全に硬化する前に、該当長さに切断して硬化時間を短縮することができる。また、湿気により硬化される液状シリコンゴムの代わりに、熱により硬化される液状シリコンゴムを使用すると、作業時間を短縮することができる。

このように作製された電気接触端子１００の外部表面は、金属層４０からなり、電気伝導度が０．０１Ω・cm以下で非常によく、半田付けがうまくできる。この実施の形態において、耐熱ポリマーフィルム３０としてポリイミドを使用し、絶縁発泡ゴム１０と絶縁非発泡ゴムコーティング層２０は、シリコンゴムを使用したため、半田付けの際に、もとの性能を保持する。また、絶縁発泡ゴム１０や絶縁非発泡ゴムコーティング層２０は、シリコンゴムであるので、弾性回復力が優れ、特に、内部の絶縁発泡ゴム１０は発泡され、少ない力でも圧縮することができる。また、該当金型により固定された状態で生産されるので、寸法が精密である。

図３は、本発明の電気接触端子１００が実際に適用される状態を示す端面図である。

電気接触端子１００の一側面は、印刷回路基板２００に半田２１０によるリフローで半田付けされて固定され、半田付けされた反対側には、伝導性対象物３００が、電気的及び機械的に接触され、結果的に、伝導性対象物３００−裏面に形成された金属層４０−半田２１０−印刷回路基板２００からなる電気伝導経路を形成する。また、好ましくは、半田付けされる電気接触端子１００部分の対向側は、平面をなし、表面実装のためのピックアップの際、平面は、例えば、真空吸着器具による真空吸着が容易である。

図４は、本発明の他の実施の形態に係る電気接触端子１００を示す端面図である。

絶縁発泡ゴム１０の全周の長さより長く、裏面に金属層４０が形成された耐熱ポリマーフィルム３０を用意した後、長くなった長さに相当する分だけ幅を広くした金型に入れて製造した電気的接触端子１００である。

この場合、裏面に金属層４０が形成された耐熱ポリマーフィルム３０の全面には、絶縁非発泡ゴムコーティング層２０が形成されるが、長くなった部分では、絶縁発泡ゴム１０と接触しない空き空間５０ｓが生じる。即ち、液状シリコンゴムは、金型により一定時間以上固定されないと、硬化による接着機能を持たないため、これを用いて空き空間５０ｓを形成することができる。この空き空間５０ｓは、電気接触端子１００が、対象物により押圧された時、この空き空間５０ｓに対応する耐熱ポリマーフィルム３０のしわが生じるのを防止できるようにする。また、この空き空間５０ｓにより電気接触端子１００の幅を調整でき、１つの絶縁発泡ゴム１０の幅で複数の幅を有する電気接触端子１００を製造することができるため、非常に経済的である。

図５は、本発明の更に他の実施の形態に係る電気接触端子１００を示す端面図である。

絶縁発泡ゴム１０の一側面の一定部位は、絶縁非発泡ゴムコーティング層２０と裏面に金属層４０が形成された耐熱ポリマーフィルム３０が重畳されて接着される。これは、内部絶縁弾性ゴム１０の寸法公差により発生される現象である。

図６は、本発明の更に他の実施の形態に係る電気接触端子１００を示す端面図である。

絶縁発泡ゴム１０の側面の一定部分には、絶縁非発泡ゴムコーティング層２０が形成されず、裏面に金属層４０が形成された耐熱ポリマーフィルム３０が接着されていない。これは内部絶縁発泡ゴムの寸法公差により発生する一例である。

図７は、本発明の他の実施の形態に係る電気接触端子１００を示す端面図である。

この実施の形態によると、絶縁非発泡ゴムコーティング層２０、耐熱ポリマーフィルム３０及び金属層４０は、絶縁発泡ゴム１０の周りを囲むが、境界をなす端部には、一定間隔の不連続部分１２が形成され、この不連続部分１２とこれに隣接する金属層４０上には、伝導性非発泡ゴムコーティング層５０が形成される。即ち、伝導性非発泡ゴムコーティング層５０は、不連続部分１２に露出された絶縁発泡ゴム１０上に接触して形成されると共に、これに隣接した金属層４０の一部にも重畳されて形成される。

伝導性非発泡ゴムコーティング層５０は、液状の弾性ゴムに、金属パウダーを均一に混合し、不連続をなす部分１２に塗布するが、前記のように、金属層４０の両端部から一定距離程度、表面と重畳するように塗布して形成する。

好ましくは、伝導性非発泡ゴムコーティング層５０は、耐熱シリコンゴムを用い、硬度がＳｈｏｒｅＡ４０〜７０であり、電気抵抗は、１Ω以下である。

このように、金属層４０の不連続部分１２は、伝導性非発泡ゴムコーティング層５０で連結されているので、金属層４０は全て電気的に連結される構造となる。好ましくは、伝導性非発泡ゴムを構成する非発泡ゴムは、シリコンゴムである。

このような構成によると、電気接触端子１００において、表面実装器にてピックアップされる部分に伝導性非発泡ゴムコーティング層５０が形成されるので、金属層とは異なり、光を反射せず、金属層のように滑らかではないため、ピックアップの際、エラーが発生しにくい。また、弾性が優れ、対象物に生じさせる傷を少なくする。

図８は、本発明の他の実施の形態に係る電気接触端子１００が実際に適用されることを示す端面図である。

図７の実施の形態とは異なり、絶縁発泡ゴム１０の周りの中、伝導性非発泡ゴムコーティング層５０が形成される部分が１/２以上で、半田付けされる部分にのみ絶縁非発泡ゴムコーティング層２０、耐熱ポリマーフィルム３０及び金属層４０の積層構造が形成される。このような電気接触端子１００は、その金属層４０が印刷回路基板２００上に形成される回路パターン２２０に半田２１０により接着されることによって実装される。

このように作製された電気接触端子１００は、対象物と接触される全ての面が光を反射せず、弾性が優れているので、表面実装の際に、エラーが少なく、対向する対象物に傷を与えない。また、対象物と接触の際、金属層の角部分に力がそれ程加わらないので、接触面積を大きくする。

図９は、本発明の他の実施の形態に係る電気接触端子が実際に適用される状態を示す端面図である。

この実施の形態では、絶縁非発泡ゴムコーティング層２０、耐熱ポリマーフィルム３０及び金属層４０は、絶縁発泡ゴム１０の周りを囲むが、境界をなす端部が位置した側面が半田２１０により回路パターン２２０に電気的に連結され、その反対面、即ち、対象物と接触する面に伝導性非発泡ゴムコーティング層５０が形成される。

このような構成によっても、上記と同一な効果を有する。

以上では、本発明の一実施の形態を中心として説明したが、当業者であれば、多様な変更・変形を加えることができる。このような変更・変形が、本発明の範囲を逸脱しない限り、本発明に属するといえる。本発明の権利範囲は、請求の範囲により判断されるべきである。

本発明の一実施の形態に係る電気接触端子を示す端面図である。 本発明の一実施の形態に係る電気接触端子を示す斜視図である。 本発明の電気接触端子が実際に適用される状態を示す端面図ある。 本発明の電気接触端子の他の実施の形態を示す。 本発明の電気接触端子の更に他の実施の形態を示す。 本発明の更に他の実施の形態に係る電気接触端子を示す端面図である。 本発明の他の実施の形態に係る電気接触端子を示す端面図である。 本発明の他の実施の形態に係る電気接触端子が実際に適用されることを示す端面図である。 本発明の他の実施の形態に係る電気接触端子が実際に適用される状態を示す端面図である。

Claims (9)

1. 一定の体積を有する絶縁発泡ゴムと、
   前記絶縁発泡ゴムを囲んで接着される絶縁非発泡ゴムコーティング層と、
   一側面は前記絶縁非発泡ゴムコーティング層を囲むように前記絶縁非発泡ゴムコーティング層に接着され、他側面は金属層が一体に形成された耐熱ポリマーフィルムを含むことを特徴とする半田付け可能な弾性電気接触端子。
2. 前記絶縁発泡ゴムは、シリコンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の半田付け可能な弾性電気接触端子。
3. 前記絶縁非発泡ゴムコーティング層は、液状のシリコンゴムが前記絶縁発泡ゴムと前記耐熱ポリマーフィルムとの間に介在された状態で硬化されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の半田付け可能な弾性電気接触端子。
4. 前記他側面に金属層が形成された耐熱ポリマーフィルムは、軟性銅箔積層フィルム(ＦＣＣＬ)であることを特徴とする請求項１に記載の半田付け可能な弾性電気接触端子。
5. 前記耐熱ポリマーフィルムの材質は、ポリイミドであることを特徴とする請求項１または４に記載の半田付け可能な弾性電気接触端子。
6. 前記金属層に表面実装によるリフロー半田付けが可能なことを特徴とする請求項１に記載の半田付け可能な弾性電気接触端子。
7. 一定の体積を有する絶縁発泡ゴムと、
   前記絶縁発泡ゴムを囲んで接着される絶縁非発泡ゴムコーティング層と、
   一側面は前記絶縁非発泡ゴムコーティング層を囲むように前記絶縁非発泡ゴムコーティング層に接着され、他側面は金属層が一体に形成された耐熱ポリマーフィルムを含み、
   前記絶縁非発泡ゴムコーティング層と耐熱ポリマーフィルムは、前記絶縁発泡ゴムの周りを囲むが、境界をなす端部には、一定間隔の不連続部分が形成され、前記不連続部分とこれに隣接する前記金属層上に電気伝導性非発泡ゴムコーティング層が形成されることを特徴とする半田付け可能な弾性電気接触端子。
8. 前記電気伝導性非発泡ゴムコーティング層は、半田付けされる部分を除き、前記絶縁発泡ゴムの全周に形成されることを特徴とする請求項７に記載の半田付け可能な弾性電気接触端子。
9. 一定の体積を有する絶縁発泡ゴムと、
   前記絶縁発泡ゴムを囲んで接着される絶縁非発泡ゴムコーティング層と、
   一側面は前記絶縁非発泡ゴムコーティング層を囲むように前記絶縁非発泡ゴムコーティング層に接着され、他側面は金属層が一体に形成された耐熱ポリマーフィルムを含み、
   前記絶縁非発泡ゴムコーティング層と耐熱ポリマーフィルムは、前記絶縁発泡ゴムの周りを囲むが、境界をなす端部が位置する面の反対面に電気伝導性非発泡ゴムコーティング層が形成され、前記端部が位置する面は、半田付けされることを特徴とする半田付け可能な弾性電気接触端子。

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