KR100779921B1

KR100779921B1 - 평면 가요성 케이블의 이중 나선형 리드 드레싱

Info

Publication number: KR100779921B1
Application number: KR1020010025181A
Authority: KR
Inventors: 훼더스톤레이몬드맥카이Ⅲ
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2007-11-28
Also published as: EP1154525A2; KR20010104233A; US6646207B1; EP1154525B1; MXPA01004803A; DE60115141T2; DE60115141D1; CN1199323C; JP2002027643A; CN1329377A; EP1154525A3

Abstract

본 발명은 평면 케이블 어셈블리를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 상기 평면 케이블 어셈블리는 각각의 비직교 근접 종단부 및 각각의 비직교 말단 종단부를 구비하는 2개 이상의 평면 케이블 서브 어셈블리가 종단점에서의 기계적 응력을 감소시키는 동시에 자체 지지 케이블 어셈블리를 제공하는 대략 직선의 나선형 구조를 형성하도록 구성되는 것이다.

Description

평면 가요성 케이블의 이중 나선형 리드 드레싱{DOUBLE HELIX LEAD DRESSING OF FLAT FLEXIBLE CABLES}

도 1은 평면 케이블 어셈블리를 나타내는 도.

도 2∼도 4는 본 발명의 실시예에 따라 변형된 평면 케이블 어셈블리를 나타내는 도.

도 5는 본 발명에 따라 이중 나선형 케이블 어셈블리를 형성하는 방법을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

105 : 인쇄 회로 기판

110A, 110B : 근접 종단부 커넥터

120A, 120B : 말단 종단부 커넥터

130A, 130B : 평면 케이블

140 : 회로 모듈

본 발명은 전기 회로 모듈의 상호 접속 케이블에 관한 것으로, 특히 자체 지지의 상호 접속 케이블 어셈블리를 형성하도록 구성되는 한 쌍의 평면 케이블을 이용하는 상호 접속 케이블에 관한 것이다.

평면 가요성 케이블(FFC), "리본" 케이블 및 다른 평면 케이블링 기술은 전자 산업 분야에서 전기 시스템 상호 접속의 수단으로 잘 알려져 있다. 평면 케이블은, 이 평면 케이블의 모든 도체들이 평평하고 다루기 쉬운 어레이 형태에서 서로에 대하여 공지의 관계로 고정되어 있기 때문에, 시스템의 어셈블리가 간단하고 비용이 저렴하며 대량 종단부를 형성하기에 용이하다는 이점을 갖는다. 상기 케이블은 예를 들어 코팅 및 라미네이팅 처리에 의해서 또는 에칭 또는 점착성 증착 기술에 의해 제조될 수 있다.

일례로, 리본 케이블은 인쇄 회로 기판, 회로 모듈 및 기타의 다른 전기·전자 장치를 상호 접속하기에 적합한 케이블 어셈블리를 형성하도록 절연 변위형 커넥터를 이용하여 종단된다. 상기 절연 변위형 커넥터는 상대적으로 유지력이 낮아서 종종 의도하지 않은 분해 또는 분리를 초래한다. 상기 상태는 로킹식 플라이트(locking flight) 케이블 커넥터의 사용으로 다소 개선될 수 있다. 비로킹식 평면 케이블 커넥터의 경우에는 커넥터의 유지력을 개선하기 위해 일반적으로 접착제가 부가된다.

그러나, 케이블 어셈블리의 비용은 비록 그 비용 증가가 로킹식 커넥터의 비용보다 작기는 하지만 접착제의 사용으로 증가된다. 또한 접착제의 사용은 평면 케이블과 평면 케이블 커넥터의 결합시 접착제를 조절하면서 도포해야 하기 때문에 제조의 복잡성을 더욱 증가시킨다. 마지막으로, 접착제를 사용한 케이블 커넥터와 상기 케이블 커넥터가 연결된 소정의 인쇄 회로 기판(PCB) 재료 사이에서 발생하는 열팽창 계수의 임의의 불일치(mismatch)에 의해 땜납 접합에서의 기계적 응력을 발생시켜 시간 경과에 따라 파손이 발생하게 된다.

그러므로, 접착제 및 과도한 기계적 고장의 발생없이 비로킹식 평면 케이블 커넥터를 사용할 수 있는 평면 케이블 어셈블리를 제공하는 것이 바람직하다고 보여진다.

종래의 기술과 관련된 상기 단점들은 본 발명에 따른 평면 케이블 어셈블리를 제공하는 방법 및 장치로서 해결되는데, 본 발명에 따른 평면 케이블 어셈블리는 각각의 비직교 근접 종단부 및 각각의 비직교 말단 종단부를 구비하는 2개 이상의 평면 케이블이 종단점에서의 기계적 응력을 감소시키는 동시에 자체 지지의 케이블 어셈블리를 제공하는 대략 직선의 나선형 구조를 형성하도록 구성되는 것이다.

본 발명은 첨부된 도면을 가지고 아래에 상세히 기술함으로써 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 평면 케이블 어셈블리를 나타내는 도이다. 구체적으로, 도 1은 제1 또는 근접 종단부 커넥터(110A, 110B) 및 제2 또는 말단 종단부 커넥터(120A, 120B)를 각각 구비한 한 쌍의 평면 케이블(130A, 130B)을 포함하는 평면 가요성 케이블(FFC) 어셈블리(CA)를 통하여 회로 모듈(140)에 접속되는 인쇄 회로 기판(PCB)(105)을 나타낸다. 즉, 제1 케이블 어셈블리는 커넥터(110A), FFC(130A) 및 커넥터(120A)에 의해 형성되고, 제2 케이블 어셈블리는 커넥터(110B), FFC(130B) 및 커넥터(120B)에 의해 형성된다.

각각의 제1 종단부 커넥터(110A, 110B)는 PCB(105) 상에 리본 케이블(130A, 130B)을 전기적 및 기계적으로 연결하고 제2 종단 커넥터(120A, 120B)는 회로 모듈(140)에 리본 케이블(130A, 130B)을 전기적 및 기계적으로 연결한다. 종단 커넥터(110A, 110B, 120A, 120B)는 절연 변위형 커넥터와 같은 표준 리본 케이블 종단부 커넥터를 포함한다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 다양한 전자 부품이 PC 기판(105) 상에 나타나 있다. PC 기판(105) 상에서 나타난 특정 부품들은 본 발명과 관련이 없기 때문에, 이들에 대한 상세 설명은 생략한다. 그러나, 상기 다양한 전자 부품들은 고주파(RF) 신호 또는 다른 전자기 방사선을 방출하는 전자 부품, 또는 고주파 방사선이나 다른 전자기 방사선에 의해 영향을 받는 전자 부품들을 포함한다는 점에 주목해야 한다. 아래에서 보다 상세히 설명하는 것처럼, 본 발명은 케이블 어셈블리로부터 고주파 및 다른 전자기 방사선이 방사하는 것을 감소시키는 이점이 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 공간적으로 변형된 도 1의 케이블 어셈블리를 나타낸다. 구체적으로, 도 2는 근접부 커넥터(110A, 110B), 평면 케이블(130A, 130B) 및 각각의 말단부 커넥터(120A, 120B)를 포함하는 도 1의 케이블 어셈블리를 나타낸다. 앞에서 설명된 바와 같이, 케이블 어셈블리(CA)는 인쇄 회로 기판(105)에서 근접하게 종단되고 회로 모듈(140)에서 말단으로 종단된다. 도 2에서, 회로 모듈(140)은 180°회전된 상태로 도시되어 있고, 그에 따라 평면 케이블(130A, 130B)과 각각의 말단 종단부(120A,120B)도 도시되는 것처럼 대응하게 회전되어 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 공간적으로 변형된 도 2의 케이블 어셈블리를 나타낸다. 구체적으로, 도 3은 도 2에 도시된 회로 모듈(140) 및 대응하는 케이블 어셈블리(CA)를 추가로 180°회전시킨 상태를 도시하는데 이것은 도 1의 초기 묘사된 케이블 어셈블리(CA)에 대하여 완전히 360°회전시킨 것이다. 상기 방법으로, 이중 나선형 케이블 어셈블리 구조가 형성된다. 즉, 제1 및 제2 평면 케이블(130A, 130B)은 근접부 커넥터(110A, 110B)에 대하여 말단부 커넥터(120A, 120B)를 360°회전시킴으로써 이중 나선 구조를 형성하도록 구성되어 있다. 특히, 도 3에 도시된 이중 나선 구조는 자체 지지의 케이블 어셈블리를 제공하는 대략 직선의 나선형 구조를 형성하도록 회전함으로써 변형된 비직교 근접 종단부 및 비직교 말단 종단부를 각각 구비한 2개의 평면 케이블 어셈블리(2개 이상의 평면 케이블도 사용가능함)를 포함한다. 상기 방법에 의해 케이블 어셈블리 종단점에서의 기계적 응력이 감소되고, 전자기 방사선의 전송이 감소되며, 수신된 전자기 방사선의 감수율이 감소된다. 비직교 근접 종단부 커넥터의 각각은 직선상(in-line) 또는 대략 직선상(평행 또는 대략 평행) 상태로 간주될 수 있고 다른 비직교 근접 종단부 커넥터와 가까이 인접하게 위치된다. 각각의 비직교 말단 종단부 커넥터도 상호간에 이와 유사하게 위치된다.

도 4는 전자 장치 내에 장착된 도 3의 케이블 어셈블리를 나타낸다. 구체적으로, 도 4는 PCB(105) 및 회로 모듈(140)이 공통 하우징 내에 고정되고 본 발명에 따라 형성된 이중 나선형 케이블 어셈블리의 실제 사용법을 나타내는 도 1∼도 3에 대한 케이블 어셈블리를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 따라 케이블 어셈블리를 형성하는 방법의 흐름도를 나타낸다. 구체적으로, 도 5는 이중 나선형 어셈블리를 사용할 수 있는 제조 또는 보수의 환경에서 사용하기 적합한 방법(500)의 흐름도를 나타낸다.

이 방법(500)은 단계 510에서 시작하여, 적절한 회로 상호 접속을 제공하기 위해 필요한 평면 케이블의 길이를 결정하는 단계 520으로 진행한다. 즉, 박스 515에 나타낸 바와 같이, 양단 간의 최소 길이, 이중 나선형 최소/최대 슬랙 및 소정의 서비스 "루프"와 같은 파라미터들이 평면 케이블의 길이를 결정하는데 이용된다. 양단 간의 최소 길이는 2개의 회로를 전기적으로 연결하는 케이블 어셈블리 내에서 근접 커넥터와 말단 커넥터 사이[즉, PCB(105)의 커넥터(110A, 110B)와 회로 모듈(140)의 커넥터(120A, 120B)사이]의 최소 거리를 포함한다. 이중 나선형 최소 슬랙 파라미터는 이중 나선형 케이블 어셈블리 구성 내에서 최소량의 슬랙을 허용하는 길이를 포함한다. 최소 슬랙 파라미터보다 짧은 길이는 케이블 어셈블리가 각종 커넥터에 과도한 응력을 인가하지 않는 이중 나선형 케이블 어셈블리로 형성될 수 없게 한다. 이중 나선형 최대 슬랙 파라미터는 이중 나선형 케이블 어셈블리 구성 내에서 최대량의 슬랙을 허용하는 길이를 포함한다. 최대 슬랙 파라미터보다 더 긴 길이는 "늘어진" 이중 나선형 케이블 어셈블리를 초래할 것이며, 이것은 2개의 회로 접속간에 적절한 루트를 정하기 위해 클램프와 같은 추가적인 고정 수단을 필요로 하는 단점이 있다. "서비스 루프"는 이중 나선형 케이블 어셈블리를 사용하여 접속되는 전기 부품들에의 접근을 허용하는 길이를 포함한다. 그 후에 방법(500)은 단계 530으로 진행한다.

단계 530에서, 기본 평면 케이블 어셈블리는 상기 결정된 길이를 사용함으로써 형성된다. 즉, 각각의 단일 또는 기본 평면 케이블 어셈블리는 단계 520에서 결정된 길이 파라미터 사용함으로써 형성된다. 기본 평면 케이블 어셈블리는 개별 커넥터 또는 공통 커넥터를 사용함으로써 형성될 수 있다. 그 후에 방법(500)은 단계 540으로 진행한다.

단계 540에서, 상기 형성된 평면 케이블 어셈블리는 커넥터가 적절한 직교관계에 있도록 배향된다. 즉, 개별 커넥터를 구비한 복수의 FFC 어셈블리의 경우 각각의 근접부 및 말단부 커넥터는 케이블 어셈블리가 실질적으로 "직선상"(즉, 동일 평면상 또는 평행면상)이 되도록 정렬된다. 그 후에 방법(500)은 단계 550으로 진행한다.

단계 550에서, 상기 형성되고 배향된 평면 케이블 어셈블리는 본 발명의 이중 나선형 구조를 형성하도록 구성된다. 즉, 배향된 평면 케이블 어셈블리의 일단부(근접부 또는 말단부)는 도 1∼도 4에 대하여 상기 설명한 이중 나선형 구조가 형성되도록 예를 들면 360°회전된다. 당업자라면 본 발명을 실시하기 위해 정확히 360°회전시킬 필요는 없다는 것을 이해할 것이다. 오히려, 360°이상 또는 그 이하의 회전달 본 발명의 범위에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 360°이상 회전되었을 경우 더 긴 초기 케이블 길이가 허용되는 "팽팽해진" 이중 나선형 구조가 형성된다(즉, 좀더 길어진 서비스 루프를 제공한다). 360°이하 회전되었을 경우 더 짧은 초기 케이블 길이가 허용되는 "느슨한" 이중 나선형 구조가 형성된다. 그 후에 방법(500)은 선택 단계 560으로 진행한다.

선택 단계 560에서, 변형된 이중 나선형 평면 케이블 어셈블리에 의해 회로가 접속된다. 즉, 단계 560에서 PCB(105) 및 회로 모듈(140)과 같은 회로가 단계 550에서 제공된 이중 나선형 케이블 어셈블리를 사용하여 접속된다. 그 후에 방법(500)은 종료 단계 570으로 진행한다.

평면 케이블(130A, 130B)의 길이를 제어함으로써, 본 발명에 따라 형성된 이중 나선형 케이블 어셈블리(또는 리드 드레싱)는 평면 케이블이 케이블의 2개 단부(즉, 케이블 어셈블리의 근접부 및 말단부) 사이에서 비교적 직선으로 공간 내에 위치되도록 할 수 있다. 이것은 케이블 어셈블리(CA)의 양호한 위치가 2개 단부 사이에서 일직선 상에 있는 경우, 이중 나선형 리드 드레싱이 이상적으로 작동할 것이라는 것을 의미한다. 발명가들은 상기 케이블 위치가 전기 산업 내에서 일반적이라는 것을 알았다. 그와 같이, 본 발명의 리드 드레싱 어셈블리는 케이블 리드 드레싱 기술에서 넓은 적응성을 가질 것이라고 예상된다.

본 발명의 이중 나선형 리드 드레싱은 여분의 특징 또는 부품의 사용없이 바람직하게 달성된다. 구체적으로, 이중 나선형 리드 드레싱 케이블은 공간에서 스스로를 지지하고, 이로써 상기 지지를 제공하기 위한 클램프 및 다른 수단의 사용을 피할 수 있다. 게다가, 커넥터 상에서 리드 드레싱에 의해 가해진 힘이 비교적 작기 때문에, 표준 절연 변위 커넥터는 상기 힘을 제거하고 케이블 응력에 의해 발생되는 접속 문제를 감소시키도록 의도된 접착제 또는 다른 로킹 메카니즘의 사용없이도 사용될 수 있다.

이중 나선형 리드 드레싱 구성은 케이블 어셈블리 내에서 여분의 슬랙을 생성한다. 이것은 2개의 모듈[PCB(105) 및 회로 모듈(140)] 사이에서 그것들을 직접적으로 복귀하는 것과 비교하여 케이블의 비용을 증가시키지만 이러한 슬랙은 중요한 장점을 제공한다. 구체적으로 말하자면, 케이블 어셈블리가 처리 중에 당겨진다면, 특히 이러한 당겨짐이 조립 과정 및/또는 테스트 과정 중에 발생한다면, 케이블 어셈블리 상의 상기 당기는 힘은 커넥터(110 또는 120)에 직접적으로 전송되지는 않는다. 즉, 상기 케이블 어셈블리 상의 힘은 케이블 커넥터로 전송되기 보다는 케이블 외부에서 단순히 슬랙을 취한다. 만약 이중 나선이 완전히 팽팽하게 당겨졌다면, 이것은 쉽게 뽑힐 것이다. 그러나, 이것은 이중 나선에서 적당한 슬랙을 갖도록 의도되어 일반적으로 전자 장치의 어셈블리 및/또는 테스팅 동안 예상되는 매우 거친 취급을 허용할 수 있다.

이중 나선형 케이블 리드 드레싱은 케이블 어셈블리의 전자기 차폐를 바람직하게 증가시킨다. 즉, 비틀린 케이블 쌍의 경우와 유사한 방법으로, 이중 나선형 케이블 어셈블리 형태는 2개의 평면 가요성 케이블을 서로 얽히게 하여 케이블을 통한 전류 흐름에 의해 생기는 각각의 전자기장이 제거되거나 상쇄되게 한다. 이런 방법으로, 본 발명의 이중 나선형 케이블 어셈블리는 다른 케이블 어셈블리보다 방사 에너지가 적은 경향이 있고, 또한 외부 방사의 여지가 적다.

당업자라면 2개 이상의 케이블 서브 어셈블리 또는 평면 케이블이 제공되는 "이중" 나선형 케이블 어셈블리의 범위 내에서 본 발명이 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 즉, 각각의 비직교 근접 종단부 및 각각의 비직교 말단 종단부를 구비한 다수의 평면 케이블 서브 어셈블리는 본 발명의 개념에 따라 이중 나선 또는 다른 나선형 구조로 제공하도록 변형될 수 있다. 또한, 본 발명이 주로 전기 케이블(즉, 전기 신호를 전달하기 위한 전기 도체를 포함하는 케이블)의 범위에서 설명하였지만, 당업자라면 다른 형태의 정보 신호 도체가 이용 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 평면 방식으로 배열된 광섬유 케이블 또는 다른 부도체 정보 유지 채널은 본 발명의 나선형 구조를 형성하기 위해 사용되는 하부 평면 케이블 내에서 사용될 수 있다.

지금까지 본 발명의 개념을 포함한 한 실시예를 상세하게 도시 및 설명하였지만 당업자라면 본 발명의 개념을 포함한 다수의 변형 실시예를 쉽게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 비직교 근접 종단부 및 비직교 말단 종단부를 각각 구비하는 2개 이상의 평면 케이블 서브 어셈블리가 종단점에서의 기계적 응력을 감소시키면서 자체 지지의 케이블 어셈블리를 제공하는 대략 직선의 나선형 구조를 제공한다.

Claims

제1의 복수의 단자(110A)와 제2의 복수의 단자(120A) 사이에서 전기 신호를 전달하는 제1 평면 케이블(130A)과;

제3의 복수의 단자(110B)와 제4의 복수의 단자(120B) 사이에서 전기 신호를 전달하는 제2 평면 케이블(130B)을 포함하고,

상기 제1의 복수의 단자(110A) 및 상기 제3의 복수의 단자(110B)는 공통의 방향을 공유하고,

상기 제2의 복수의 단자(120A) 및 상기 제4의 복수의 단자(120B)는 공통의 방향을 공유하며,

상기 제1 평면 케이블(130A) 및 상기 제2 평면 케이블(130B)은 이중 나선형 구조를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 평면 케이블(130A) 및 상기 제2 평면 케이블(130B)은 상기 제1의 복수의 단자(110A)와 상기 제3의 복수의 단자(110B) 또는 상기 제2의 복수의 단자(120A)와 상기 제4의 복수의 단자(120B)를 180°보다 많이 회전시킴으로써 이중 나선형 구조를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 평면 케이블 및 제2 평면 케이블은 상기 제1의 복수의 단자(110A)와 상기 제3의 복수의 단자(110B) 또는 상기 제2의 복수의 단자(120A)와 상기 제4의 복수의 단자(120B)를 360°보다 많이 회전시킴으로써 이중 나선형 구조를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 평면 케이블(130A) 및 상기 제2 평면 케이블(130B)은 원하는 접속을 이루기 위해 선택된 양단 간의 최소의 길이 및 상기 이중 나선형의 케이블 구조에 할당되는 최소량의 슬랙(slack)에 대하여 결정된 길이 파라미터를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 양단 간의 최소의 길이는 상기 이중 나선형의 케이블 어셈블리 내에서 허용되는 최대량의 슬랙에 대하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서, 상기 회전의 크기가 360°보다 큰 것을 특징으로 하는 장치.
비직교 근접 종단부(110A, 110B) 및 비직교 말단 종단부(120A, 120B)를 각각 구비한 복수의 평면 케이블 어셈블리(130A, 130B)를 포함하고, 상기 평면 케이블 어셈블리는 이중 나선형 구조를 형성하여 자체 지지의 케이블 어셈블리를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 상기 복수의 평면 케이블 어셈블리(130A, 130B)는 상기 비직교 근접 종단부(110A, 110B) 또는 상기 비직교 말단 종단부(120A, 120B)를 적어도 180°회전시킴으로써 상기 이중 나선형 구조를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서, 상기 회전의 크기가 180°보다 큰 것을 특징으로 하는 장치.
케이블 어셈블리(130A, 130B)를 제공하는 방법에 있어서,

상기 케이블 어셈블리에서 사용되는 복수의 평면 케이블의 길이를 각각 결정하는 단계와;

상기 결정된 길이에 따라 복수의 기본 평면 케이블 어셈블리(130A, 130B)를 형성하는 단계와;

각각의 근접부(110A, 110B) 커넥터 및 각각의 말단부(120A, 120B) 커넥터의 공통 방향을 제공하도록 상기 형성된 기본 평면 케이블 어셈블리를 각각 배향시키는 단계와;

상기 형성된 기본 평면 케이블 어셈블리(130A, 130B)를 상기 근접부 커넥터 또는 말단부 커넥터의 그룹 중 하나를 회전시킴으로써 이중 나선형 구조로 구성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 평면 케이블(130A, 130B)의 상기 길이는 원하는 접속을 이루기 위해 선택된 양단 간의 최소의 길이 및 상기 이중 나선형의 케이블 구조에 할당되는 최소량의 슬랙에 대하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 길이는 상기 이중 나선형의 케이블 어셈블리 내에서 허용되는 최대량의 슬랙에 대하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 케이블 어셈블리의 상기 근접부 또는 말단부를 추가 크기로 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.