專利名稱：用于安裝在基板表面的導電性接觸端子的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于安裝在基板表面的導電性接觸端子，尤其是涉及一種在將電子元件焊接在電路基板上的工藝中，在電路基板與電子元件的接觸區域或者在兩個以上的電子元件的接觸區域之間可以使用的導電性接觸端子。
背景技術：
在電子，通信行業，非常重視對工藝成本的降低和產品小型化技術的需求，因此，復雜的電子電路和密集型集成電路正在批量生產。表面貼裝技術(Surface-Mount Technology ；SMT)作為一種將電子元件放置在印刷電路基板(PCB)上，并且通過施加高溫， 附著在印刷電路基板上的自動化技術，通過這樣的SMT工藝使電子元件間的電接觸質量的提高，工藝時間的縮短，產品的超小型化更加成為可能。為了接合電子元件與電路基板或者電子元件與電子元件，導電性接觸端子可介于其之間。因為，接合部位的高度一般取決于電路，可以對導電性接觸端子進行變形以匹配接合部位的高度，或者可以使用具有彈性的金屬接觸端子。此外，為了防止由于接合面自身的不均勻或者接合尺寸的不吻合而造成的電接觸不良的問題，需要將具有彈性的導電性接觸端子介于接合部位。包含回流焊的表面貼裝工藝是在180°C 270°C的高溫范圍內進行，如果單純地使用普通導電性材料，產品則容易變形，從而失去導電性，這樣，該產品實質上不能發揮作為導電性接觸端子的功能，因此需要使用適合表面貼裝工藝的接觸終端。鑒于此，在以往， 為了防止接觸端子的熱變性，使用如鈹銅合金的具有彈性恢復力的金屬材質的導電性接觸端子。但是即使是鈹銅合金，因其彈性有限，存在不適用于電連接部位高的情況的問題。韓國授權的實用新型第390490號公開了一種用于安裝在表面的電接觸端子，其中包括非導電性彈性橡膠，覆蓋彈性橡膠的導電性彈性橡膠涂層及金屬箔，在這種情況下， 存在由導電性彈性橡膠的較高電阻引起的功率泄漏，及由導電性涂層的損傷引起的導電性喪失的問題。如韓國授權專利第0783588號及第839893號公開的電接觸端子的情況下，由于其彈性是由彈性橡膠的發泡或彈性橡膠的孔提供，因此判斷為，對一定大小以上的電接觸端子有用。具體地，在使用所述專利技術中的發泡的彈性橡膠或者形成孔的管狀彈性橡膠的情況下，存在制造高度為2. 2mm以下且寬度較小的小型彈性電接觸端子比較困難，并且成本增加的缺點。此外，在基于真空吸筆的自動回流焊中，存在晃動較大，從而產量較低的問題。參照圖1，韓國授權專利第892720號公開了一種彈性電接觸端子，包括由絕緣非發泡彈性橡膠，非發泡橡膠涂層構成的彈性核心100，以及通過非導電性粘接層300與所述彈性核心耦合的金屬層200。所述金屬層是通過將金屬濺射到耐熱聚合物薄膜后，將金屬鍍層在其上的方法形成。然而，在所述電接觸端子上施加壓力，反復幾次壓縮及膨脹的話，由于壓縮應力，位于電接觸端子最外面的金屬層200可能會因超過本身的抗壓強度的壓縮應力而被斷裂。 因此，在電接觸元件中，若金屬層斷裂的話，由于金屬層內部的聚合物薄膜不導電，電接觸端子的整體導電性被破壞，從而導致不能發揮作為電接觸端子的功能。

發明內容
為了解決所述現有技術中的問題點，本發明的目的在于提供一種用于安裝在表面的導電性接觸端子，其電阻較小，即使在高溫回流焊工藝中，材料也不會變形，即使為導電性接觸端子賦予導電性能的金屬層發生斷裂，也不會喪失導電性能。為了實現所述技術課題，本發明的用于安裝在表面的導電性接觸端子，包括彈性核心，為接觸端子賦予彈性；金屬層，覆蓋所述彈性核心外圍；以及導電性粘接劑層，在所述彈性核心及所述金屬層之間相互粘接所述彈性核心及所述金屬層。本發明的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子，由于在高溫下不會變性，從而不喪失導電性，因此適用于回流焊工藝，而且由于電阻非常低，由接觸端子的電阻引起功率損失的可能性很低。此外，本發明的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子與僅由現有的金屬材料制成的接觸端子不同，具有足夠的彈性，因此可以插入到接觸端子插入部位要求的各種高度而進行使用。另外，在所述導電性彈性核心的長度方向上，本發明的導電性接觸端子的兩端面是暴露的，以便在施加壓力時，彈性核心能夠容易地從兩端面露出，從而提供可靠的彈性及復原力。此外，本發明的用于安裝在表面的導電性接觸端子采用導電性粘接劑及導電性彈性核心，或者導電性粘接劑及非導電性彈性核心，因此，即使由外部施加的壓力引起的反復壓縮及膨脹造成金屬層上發生斷裂，所述導電性粘接劑及導電性彈性核心賦予了使導電性接觸端子保持導電性的功能。即，即使金屬層斷裂，金屬層內部的導電性粘接劑及導電性彈性核心仍具有導電性，從而能夠保持導電性接觸端子的導電性能。考慮到一般情況下，由反復施加到導電性接觸端子上的壓力及比彈性核心的彈性差的金屬層的彈性引起的金屬層斷裂及其造成的接觸端子的導電性喪失在實際中經常發生，這種導電性保持功能能夠增加導電性接觸端子的穩定性，延長導電性接觸端子的壽命。


圖1為使用非導電性彈性核心及非導電性粘接劑層制造的現有的接觸端子的截面圖；圖2為根據本發明一實施例的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子的透視圖；圖3為根據本發明一實施例的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子的透視圖；圖4為根據本發明一實施例的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子的透視圖；圖5為根據本發明一實施例的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子的透視圖。〈附圖主要符號的說明〉10 彈性核心20 導電性金屬層21 耐熱薄膜22 金屬涂層
30 粘接劑層40 金屬箔δΟ:中心孔
具體實施例方式本發明的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子包含一個用可焊金屬層覆蓋彈性核心的結構。下面參照圖2，對本發明的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子進行詳細說明。形成本發明的導電性接觸端子1的第一構成要素為作為賦予彈性力的心材的彈性核心10。所述彈性核心給本發明的接觸端子賦予彈性。這種彈性核心最好由硅橡膠，交聯天然橡膠或交聯合成橡膠生成。考慮到表面貼裝工藝在180°c 270°C的高溫下進行，所述彈性核心最好使用耐熱性材料，使得核心不會由于高溫而變性。所述彈性核心10可以使用導電性彈性核心或非導電性彈性核心。在本發明中，若采用非導電性彈性核心，本發明的構成要素金屬層及導電性粘接劑層具有導電性能；若采用導電性彈性核心，本發明的構成要素，包括金屬層、導電性粘接劑層及所述導電性彈性核心全部具有導電性能，因此，即使存在外部壓力造成的反復壓縮及膨脹，導電性端子的穩定性能進一步增強。這種彈性核心若同時兼備一定程度的彈力和導電性，并沒有特別的限制，但是使用硅彈性核心10為較佳。硅彈性核心10是依據擠壓、橡膠成型或熱壓的方法形成。具體地，若厚度為4mm 以上，擠壓制造方式更適合；若厚度為3mm以下，熱壓成型方式更適合。所述導電性硅彈性核心是通過對硅彈性核心賦予導電性而制成，這種導電性賦予是通過將具有導電性的金屬粉末和硅進行混合而實現的。這種混合在加壓式捏合機中進行，所述加壓式捏合機可以在短時間內獲得高效率分布特性。在加壓式捏合機中混合的硅橡膠和導電性金屬粉末的混合物，通過擠壓及熱壓工藝形成導電性硅彈性核心10。這種混合物的混合比例為，對于100重量份的硅橡膠，使用20至600重量份導電性金屬粉末為較佳。此時，可以使用的導電性金屬粉末包括銀，金，銅，鎳，鎳鐵合金，錫，鍍銀銅等。對于100重量份的硅橡膠，若導電性金屬粉末的含量為20重量份以下，很難獲得所需的導電性能；若高于600重量份，存在由于導電性金屬粉末的含量過高，混合物的粘度增加，從而很難成型的問題。另外，導電性金屬粉末的大小為10 μ m 70 μ m為較佳。所述金屬粉末的大小，若小于10 μ m，存在由于硅橡膠內的金屬粒子之間很難相互接觸到，導致導電率降低的問題；若大于70 μ m,存在涂覆時會由于粒子過大而造成涂層表面出現刮痕，且很難準確控制涂覆厚度，從而外表面變得粗糙的問題。用于制造彈性核心的硅橡膠的合適的硬度為肖氏(Shore)A 10° 70°。若硬度小于10，粘度過低，很難維持成型產品的形狀；若硬度大于70，粘度太高，使成型變得很難。 使用所述方法混合制成的導電性硅彈性核心的電阻為0. 1 Ω IOkQ，這種彈性橡膠的硬度及電阻可以通過根據要求適當選擇硅橡膠的硬度及混合比而確定。
使用所述擠壓方法形成的硅彈性核心，在溫度約為170°C 350°C的垂直硫化機中，約停留0. 5 5分鐘便可固化，可根據垂直硫化機的溫度調整其停留時間。在通過所述方法制成的硅彈性核心10上涂覆導電性粘接劑30，并粘接包含作為本發明其它構成要素的金屬涂層22和耐熱薄膜21的金屬層20，從而可以形成本發明的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子。此時，導電性粘接劑30包含具有粘接性的硅成分和用于保持導電性的金屬粉末為較佳。這種導電性粘接劑30非常適合硅材質的粘接，并且依靠包含的金屬粉末可進行導電。所述金屬粉末包含銀，金，銅，鎳，鎳鐵合金，錫，鍍銀銅等。所述導電性粘接劑利用噴射器在導電性硅核心表面上以一定的速度噴射，導電性硅彈性核心在穿過與其外圍相距 0. Olmm Imm的模具的同時被導電性粘接劑涂覆成一定的厚度。本發明的彈性核心的截面形狀可能是矩形、梯形、管狀形等，對此沒有特別的限制，根據需要可以有各種各樣的形狀。但是，為了接觸端子能夠穩定地固定到電路基板上， 接觸端子的底部為平面為較佳。下面，具體說明在作為本發明的另一個構成要素的所述彈性核心10上形成的金屬層20。只要導電金屬層可以焊接，對其類型沒有特別限制，但是由銅，鎳，金，銀，錫等金屬材料制成為較佳。本發明中的金屬層是指包含導電性金屬成分的材料，以包括金屬箔、金屬絲網，涂覆金屬的薄膜的概念進行適用。所述金屬層20包含薄膜21和金屬涂層22，其中所述金屬涂層22是以薄膜為基材，將金屬成分涂覆在薄膜21兩面而形成的。如上所述，本發明的金屬層20具有金屬成分在薄膜兩面上形成涂層的結構，且包含這兩面的金屬成分在所述薄膜的兩面上各自涂覆形成的第一及第二金屬涂層，并且在所述薄膜層上有多個孔生成，并且第一及第二金屬涂層通過所述多個孔壁可以進行相互間的電連接。因此，本發明的金屬層20可以通過具有導電性能的導電性粘接劑30與導電性硅彈性核心10進行電連接。考慮到本發明的產品需要經過表面貼裝工藝中的回流焊工藝，所述薄膜21使用具有耐熱性的薄膜為較佳，其適合的耐熱性薄膜可由聚酰亞胺(PI)，聚乙烯萘(PEN)，聚苯硫醚(PPQ等的材質形成。尤其是，聚酰亞胺薄膜具有優良的耐熱性，且能夠隨意彎曲，能以薄型適用，因此，適用于手機、照相機、IXD、PDP TV。此外，在阻燃薄膜上涂覆阻燃環氧基粘接劑的情況下，在耐熱性方面更為適用。所述阻燃環氧基粘接劑可以以固體狀態均勻地涂覆在阻燃性薄膜上。這種阻燃環氧基粘接劑，在薄薄地，均勻地涂覆在薄膜的狀態下，若與其他的材料進行粘接且加熱的話，會固化，從而可以與其它材料進行粘接。將所述導電性硅彈性核心用涂覆環氧粘接劑的耐熱性薄膜覆蓋后，放入到與核心形狀類似的模具中，再以160°C 180°C的溫度進行加熱，在環氧樹脂固化的同時，所述硅彈性核心與所述耐熱性薄膜粘接在一起。較佳地，所述耐熱薄膜形成很多間隔的孔，孔的直徑范圍為0. Imm 0. 5mm。這些孔可以通過超聲波法，激光法，或打孔方法以一定的間隔形成。當在具有這些孔的耐熱薄膜上涂覆金屬成分時，不僅在所述薄膜的兩面上涂覆有金屬成分，而且所述形成的孔壁上也涂覆或填充了金屬成分，這樣利用在孔上形成的金屬涂層22耐熱薄膜可以進行導電。本發明中所述金屬涂層22，利用濕法電鍍，可以在耐熱薄膜上以薄型的金屬涂層形成。此時，金屬涂層22的厚度最好為1 μ m 20 μ m，當金屬膜厚度小于1 μ m而過薄時，不能進行回流焊；此外，當金屬膜的厚度超過20 μ m，具有導電性沒有特別的改善，產品的成型性和彈性反而下降的缺點。在本發明中，在所述耐熱性薄膜21和金屬涂層22之間，進一步形成如銅，鎳，金， 銀，錫等金屬的基礎沉積層或金屬基層(或者稱為“下部電鍍層”)為較佳。這種金屬基層的作用為，不僅降低了起主要導電作用的金屬涂層22的電阻，而且增強了金屬涂層22和耐熱薄膜21之間的粘合力。這種金屬基層可以通過沉積方法或濕式無電鍍方法形成。對這種金屬基層具體的形成方法沒有特別限制。在所述耐熱薄膜21上形成的金屬基層的作用為通過濕式鍍將金屬涂層22牢牢地固定在薄膜上，從而防止金屬涂層22脫落以及因此造成的導電性丟失。還有一個優點是沿著薄膜上形成的孔壁形成金屬涂層，保持導電性能，從而即使由于反復壓縮造成了金屬層上出現裂痕，線路被破壞，依靠導電性硅彈性核心自身擁有的導電性使導電成為可能。如上所述，包含金屬涂層22及耐熱薄膜21的金屬層20覆蓋并粘接在涂覆導電性粘接劑30的導電性硅彈性核心10的表面上。金屬層20按照與硅彈性核心外表面長度切割后，穿過模具實現粘接，這樣金屬層20粘接的硅彈性核心通過溫度為200°C 300°C的烘箱進行固化。粘接導電性金屬層20的彈性核心10切割成一定大小，從而可以制成所述用于安裝在表面的導電性接觸端子1。粘接該導電性耐熱薄膜20的導電性硅彈性核心10的一面(如底面)通過導電性粘接劑30粘接在金屬箔40上，從而可以制造出如圖3所示的所述用于安裝在基板表面的導電性接觸端子1。這樣，附著金屬箔的導電性接觸端子依靠所附的金屬箔增強了與金屬 (鍍錫銅箔)的親和力，從而改善了焊接時的粘合力。所述金屬箔的厚度為50 μ m 200 μ m 為較佳，若金屬箔的厚度為50 μ m以下，由于太薄，在粘接時會產生褶皺，造成很難實現均勻焊接，從而降低粘合力。相反，若金屬箔的厚度為200 μ m以上，不僅難以以一定的間隔進行切割，而且制造成本也會增加。一方面，如圖4及圖5所示，在本發明中導電性彈性核心10上可以形成縱向貫穿的中心孔50。比起未形成中心孔50的情況，這樣形成的中心孔可以使彈性核心10更容易壓縮，從而可以使導電性彈性核心10的彈性得到改善。此外，可以使彈性核心10減少的體積相當于中心孔50的體積，從而能夠減少整體的制造成本。另一方面，所述中心孔50根據需求可以有多種形狀，這些多種形狀的中心孔50的形成取決于壓擠硅核心時使用的多種模具的形狀，中心孔的形狀和大小可以通過使用多種形狀的模具進行自由變更。此外，本發明的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子1，根據導電性彈性核心 10的多種截面形狀，可以有多種截面形狀，且根據需要可以是圖5所示的形狀。下面，參照本發明的實施例，對本發明進行詳細說明，使得本發明所屬技術領域的普通技術人員能夠很容易地實施本發明。然而，本發明能夠以多種不同的形式體現，不應理解為僅限于在此所說明的實施例。實施例1將100重量份的肖氏硬度30°的硅橡膠上以粒子大小為50 μ m的銀涂覆的銅粉 (Chang-Sung株式會社的產品)以100重量份的硅橡膠和200重量份的銅粉的比例進行混合(利用Fine Machinery hdustry的壓力捏合機，)，以2M/lmin的速度進行擠壓，在垂直硫化機中用250°C的高溫固化后得到導電性硅彈性核心。固化后的該導電性硅彈性核心的電阻約10 Ω。在所述導電性硅彈性核心上均勻涂覆厚度約為0. Imm的導電性硅粘接劑(Dow Corning公司的硅粘接劑與金屬粉末以1 2的比例混合制備)，然后進行鉆孔，孔的直徑為0. 2mm,并且將鍍有導電銅錫的聚酰亞胺薄膜(Simg-woo株式會社)覆蓋并粘接在其上， 以一定的長度切斷，從而制成用于安裝在基板表面的導電性接觸端子。實施例2在所述實施例1的鍍層的聚酰亞胺薄膜覆蓋的硅彈性核心底部，利用實施例1中使用的導電性硅粘接劑以50 μ m的厚度進行涂覆后，附著厚度為200 μ m的銅箔，并以一定的長度切斷，從而生成用于安裝在基板表面的導電性接觸端子。實施例3至實施例6將所述實施例1中的肖氏硬度30°的硅橡膠分別用肖氏硬度40°，肖氏硬度 50°，肖氏硬度60°，肖氏硬度70°的硅橡膠代替，然后按照與所述實施例1相同的方法制造用于安裝在基板表面的導電性接觸端子。在用這種方法制造的導電性聚酰亞胺薄膜覆蓋的硅彈性核心的底部，用實施例1中使用的導電性硅膠粘合劑以約50μπι的厚度進行均勻涂覆后，附著厚度為200 μ m的銅箔，并以一定的長度切斷，從而生成用于安裝在基板表面的導電性接觸端子。實施例7除了使用僅以肖氏硬度60°的硅橡膠作為原料制成的非導電性彈性核心之外，使用與所述實施例2相同的方法制成用于安裝在基板表面的導電性接觸端子，其中所述硅橡膠由于沒有添加鍍銀銅粉所以不具有導電性能(表1)。表 1
權利要求
1.一種用于表面安裝的導電性接觸端子，包括 彈性核心，其賦予所述接觸端子彈性； 金屬層，其覆蓋所述彈性核心外圍；及導電粘接劑層，設置在所述彈性核心及所述金屬層之間，以使所述彈性核心及所述金屬層相互粘接。
2.如權利要求1所述的導電性接觸端子，其特征在于所述彈性核心為導電性彈性核心。
3.如權利要求1或2所述的導電性接觸端子，其特征在于在所述彈性核心的中心部位形成中心孔。
4.如權利要求2所述的導電性接觸端子，其特征在于所述導電性彈性核心包括混合在一起的100重量份的彈性橡膠和20至600重量份的導電性金屬粉末。
5.如權利要求4所述的導電性接觸端子，其特征在于所述彈性橡膠是交聯天然橡膠、 交聯合成橡膠、和硅橡膠中的任意一種。
6.如權利要求4所述的導電性接觸端子，其特征在于所述導電性金屬粉末選自銀、 金、銅、鎳、鎳鐵合金、錫及鍍銀銅。
7.如權利要求2所述的導電性接觸端子，其特征在于所述導電性彈性核心的電阻為 0. 1 Ω IOkQ。
8.如權利要求1或2所述的導電性接觸端子，其特征在于，所述金屬層包括薄膜層；及在所述薄膜層的兩面分別涂覆形成的第一金屬涂層及第二金屬涂層， 其中，所述薄膜層上形成多個孔，所述第一金屬涂層及第二金屬涂層通過所述多個孔的壁相互電連接。
9.如權利要求8所述的導電性接觸端子，其特征在于所述孔的直徑Φ為0.1mm 0. 5mmο
10.如權利要求8所述的導電性接觸端子，其特征在于所述金屬成分選自銅、鎳、金、 銀及錫。
11.如權利要求8所述的導電性接觸端子，其特征在于所述第一金屬涂層和所述第二金屬涂層的每個的厚度為1 μ m 20 μ m。
12.如權利要求1或2所述的導電性接觸端子，其特征在于，所述導電性接觸端子在底側連接到基板的表面，并且所述導電性接觸端子還包括金屬箔，所述金屬箔通過導電性粘接劑附接到所述底側。
全文摘要
本發明提供一種用于安裝在基板表面的導電性接觸端子。本發明的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子包括彈性核心，為接觸端子賦予彈性；金屬層，覆蓋所述彈性核心外圍；及在所述彈性核心及所述金屬層之間，用以相互粘接所述彈性核心及所述金屬層的導電性粘接劑層。本發明的用于安裝在基板表面的導電性接觸端子具有較小的電阻，且即使在高溫回流焊工藝中材料也不會變形，即使為導電性接觸端子賦予導電性能的金屬層上發生斷裂，也不會喪失導電性能。
文檔編號H05K3/30GK102428767SQ201080022040
公開日2012年4月25日 申請日期2010年5月17日 優先權日2009年5月18日
發明者李亨春, 李常源, 金善泰 申請人:斗星產業株式會社