KR101549414B1 - 전자 섬유에 부착하기 위한 전자 기기 조립체, 및 이러한 전자 섬유를 제조하는 방법 - Google Patents

전자 섬유에 부착하기 위한 전자 기기 조립체, 및 이러한 전자 섬유를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그 제 1 측부(63; 86; 108) 상에 도체 패턴(62a, 62b; 85a, 85b; 107a 내지 107c)를 가지는 직물 기판(60; 82, 102)에 부착하기 위한 전자 기기 조립체(20; 30; 40; 50)에 관한 것이다. 전자 기기 조립체는 전자 디바이스(23; 42; 64), 및 적어도 제 1 클램핑 부재(21; 41; 65)를 포함한다. 전자 기기 조립체는 또한 전자 디바이스(23; 42; 64)가 도체 패턴(62a, 62b; 85a, 85b; 107a 내지 107c)에 전기적으로 접속되는 방식으로 직물 기판(60; 82, 102)의 제 1 측부(63; 86; 108)에 전자 디바이스(23; 42; 64)를 클램핑하는데 적합하다.
전자 섬유, 전자 기기 조립체, 클램핑, 직물 기판, 전자 디바이스

Description

전자 섬유에 부착하기 위한 전자 기기 조립체, 및 이러한 전자 섬유를 제조하는 방법{ELECTRONIC ASSEMBLY FOR ATTACHMENT TO A FABRIC SUBSTRATE, ELECTRONIC TEXTILE, AND METHOD OF MANUFACTURING SUCH AN ELECTRONIC TEXTILE}
본 발명은 제 1 측부 상에 도체 패턴을 가지는 직물 기판(fabric substrate)에 부착되는 전자 기기 조립체와, 직물 기판 및 직물 기판에 부착된 전자 기기 조립체를 포함하는 전자 섬유에 관한 것이고, 전자 기기 조립체는 전자 디바이스 및 제 1 클램핑 부재를 포함한다.
본 발명은 또한 이러한 전자 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.
현재, 전자 섬유의 분야에서의 연구는 매우 활발하며, 크게 발전된 전자 섬유 제품이 오늘날 시장에서 볼 수 없을지라도, 새로운 많은 제품이 가까운 미래에 소비자에게 그 발전된 모습을 보일 것이다.
발전된 전자 섬유의 개발이 직면하는 문제는 전자 섬유의 직물 기판 상에 제공된 도체들을 통해 전자 디바이스들을 전원과 어떻게 서로 연결하는 가이다. 또한, 전자 디바이스들은 섬유의 정상적인 취급 및 세탁을 가능하게 하도록 직물 기판에 충분히 견고하게 부착되어야 한다.
US 5 440 461은 발광 소자를 직물에 연결하고 직물 상에 제공된 도체 패턴에 발광 소자를 전기적으로 접속하기 위한 고정 조립체를 개시한다.
도 1을 참조하여, 이 조립체(1)는 베이스 플랜지와 발광 소자(4)를 수용하기 위한 중앙 보어를 구비한 제 1 부분(2), 및 그 사이에 배치된 직물(6)의 일부와 함께 압입 끼움을 통해 베이스 플랜지(3)를 수용하는 치수의 오목부를 구비한 제 2 부분(5)을 포함한다.
직물(6)의 외측(7)에 발광 소자(4)를 부착하여 접속하도록, 발광 소자(4)는 먼저 제 1 부분(2)에 삽입된다. 제 1 부분(2)과 발광 소자(4)는 그런 다음 직물(6)을 향해 가압되어서, 발광 소자(4) 상에 제공된 전극(8a, 8b)들은 직물(6)을 침입한다. 이러한 전극(8a, 8b)들은 제 1 부분(2)의 베이스 플랜지(4)와 제 2 부분(5) 사이로 가압되어서, 제 1 및 제 2 부분(2, 5)들의 압입 끼움을 통하여 직물(6)의 내측(10)에 제공된 도체(9a, 9b)들을 향해 굽어져서 보유된다.
이러한 고정 조립체의 결점은 적어도 가능하다면 각각의 다수의 전자 디바이스들의 개별적인 제어 및 취급을 달성하는 것이 매우 어렵다는 것이다. 또한, 이러한 고정 조립체는 발광 소자가, 섬유의 침입에 적합하며 파손없이 상대적으로 용이하게 굽혀질 수 있고 직물(6)의 내측(10)에 제공되는 도체(9a, 9b)들과의 양호한 전기 접촉을 만들 수 있는, "레그(leg)"의 형태의 전극들을 가지는 것이 요구된다.
종래 기술의 상기 및 다른 결점의 관점에서, 본 발명의 일반적인 목적은 직물 기판에 부착을 위한, 특히 직물 기판에 부착된 각각의 다수의 전자 디바이스의 개별적인 제어를 용이하게 하는 개선된 전자 기기 조립체를 제공하는데 있다.
또한, 폭 넓은 전자 디바이스의 부착 및 연결을 가능하게 하는 것이 필요하다.
본 발명의 제 1 양태에 따라서, 이들 및 다른 목적들은, 제 1 측부에 도체 패턴을 가지는 직물 기판에 부착되는, 전자 디바이스 및 제 1 클램핑 부재를 포함하는 전자 기기 조립체를 통하여 달성되며, 전자 기기 조립체는 전자 디바이스가 제 1 측부 상의 도체 패턴에 전기적으로 접속되는 방식으로 직물 기판의 제 1 측부에 전자 디바이스를 클램핑하는데 적합하다.
본 출원의 배경에서, "직물 기판"은 직물 섬유로 제조되는 물질 또는 제품으로 이해하여야 한다. 직물 기판은 예를 들어 직조, 꼬기(braiding), 편직, 또는 펠팅(felting)에 의해 제조될 수 있다. 특히, 직물 기판은 직조 또는 비직조될 수 있다.
도체 패턴은 임의의 공지된 방식으로 직물 기판에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도체 패턴은, 직물 기판에 상호 직조되거나 또는 아교 접착에 의한 것과 같은 임의의 다른 방식으로 직물 기판에 제공되는 단선사(monofilament) 또는 복선사(multifilament) 도체 와이어의 형태로 제공될 수 있다. 대안적으로, 도체 패턴은, 예를 들어 인쇄, 전기 도금 및 패턴화, 또는 전주(electro- forming)를 통해 직물 기판의 표면에 적용될 수 있는 전도성 물질에 의해 형성될 수 있다.
제 1 클램핑 부재는 직물 기판 또는 직물 기판의 다른 측부에 제공되는 제 2 클램핑 부재와의 록킹 결합에 적합할 수 있는 전도성 또는 비전도성의 임의의 적절한 물질로 만들어질 수 있다. 후자의 경우에, 이러한 제 1 및 제 2 클램핑 부재들 중 적어도 하나의 일부분은 다른 것과 직접적으로 기계적 접촉하도록 직물 기판을 침입할 수 있거나, 또는 제 1 및 제 2 클램핑 부재들 중 어느 것도 직물 기판을 침입하지 않을 수 있다. 후자의 경우에, 직물 기판을 통한 직물 기판과의 록킹 결합이 간접적으로 발생하여, 제 1 및 제 2 클램핑 부재들 사이의 직접적인 접촉을 방지한다.
적어도 부분적으로 전기 전도성인 클램핑 부재의 경우에, 직물 기판 상의 도체들 또는 전자 디바이스에 제공되는 도체들의 원하지 않는 단락(short-circuiting)은 클램핑 부재의 적절한 위치 선정 및/또는 관련 도체들과 클램핑 부재 사이의 절연 물질의 제공을 통해 방지될 수 있다.
전자 디바이스를 전기적으로 접속하기 위하여 전극들에 의한 섬유의 침입을 요구하는 종래 기술과 비교하여, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 전자 디바이스와 섬유 상의 도체 패턴 사이의 전기 접점에 대해 보다 큰 정도의 정밀도를 제공한다. 이러한 보다 큰 정밀도는 전자 디바이스와 도체 패턴 사이에 보다 많은 수의 전기 접점을 가능하게 하고, 직물 기판에 부착된 각각의 다수의 전자 기기 조립체의 개별적인 취급 및 제어를 용이하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 직물 기판의 양측부에 제공된 전기적으로 부리된 도체 패턴에 전자 기기 조립체를 전기적으로 접속하는 것을 가능하게 한다. 이러한 것은 다점 전기 접촉 및 직물 기판에 부착된 전자 디바이스의 취급 및 제어를 더욱 용이하게 한다.
부가적으로, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 특히 임의의 종류의 전자 디바이스를 포함할 수 있으며, 예를 들어 원통형과 같은 특정 형상, 또는 직물 기판의 침입에 적절한 레그와 같은 특정 전극 구성을 가지는 전자 부품으로 한정되지 않는다.
전자 디바이스와 직물 기판 상의 도체 패턴 사이의 적절한 전기 접속을 용이하게 하기 위하여, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 정렬 마커(alignment marker)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 정렬 마커는 적절한 도체 패턴과의 직접적인 정렬, 또는 직물 기판 상에 제공된 대응하는 정렬 마커에 대한 직접적인 정렬을 위하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 유익하게 직물 기판을 통하여 제 1 클램핑 부재와 록킹 결합하는데 적합한 제 2 클램핑 부재를 추가로 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 클램핑 부재들의 록킹 결합을 통하여 전자 디바이스의 클램핑은 소위 냉납땜(cold soldering)에 의해 전기 접속을 달성하도록 충분히 강할 수 있으며, 이러한 것은 매우 양호하고 내구적인 전기 접속을 수반한다.
본 발명에 따른 전자 기기 조립체로 구성된 전자 디바이스는 유익하게 도체 패턴을 향해 가압하기 위한 접촉 구조를 포함할 수 있어서, 그 사이의 전기 접속을 달성한다.
접촉 구조는 그 도체를 향해 가압될 때 또 다른 도체와의 전기 접촉을 달성하도록 구성된 임의의 종류의 전도성 부재일 수 있다. 이를 위하여, 접촉 구조는 패드 또는 리드의 형태로 제공될 수 있으며, 패드 또는 리드는 가압되는 도체에 대한 접촉 저항을 감소시키기 위하여 도체의 표면을 변형시키도록 배열된 예리한 부분을 가진다. 이러한 방식으로, 도체 상의 가능한 절연 코팅 또는 산화층이 침입될 수 있으며, 접촉 구조와 도체 사이의 접촉 표면이 증가될 수 있다.
또한, 전자 디바이스는 직물 기판의 제 1 측부와 대면하도록 배열된 적어도 하나의 접촉 구조를 가지는 부품 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 포함할 수 있다.
부품 캐리어는 종래의 인쇄회로 기판(PCB) 또는 가요성 인쇄회로(flexible printed circuit, FPC)와 같은 임의의 종류의 적절한 전자 기기 서브마운트(submount), 가요성 또는 강성일 수 있다.
부품 캐리어 상에 장착된 하나 또는 다수의 전자 부품으로서 전자 디바이스를 제공하는 것에 의하여, 전자 부품(들)의 선택에서 보다 큰 자유도가 달성된다. 예를 들어, 적절한 부품 캐리어는 전자 부품의 특정 풋 프린트(foot print)와 커넥터 및 직물 기판 상의 특정의 주어진 도체 패턴을 동시에 수용하도록 용이하게 디자인될 수 있다.
명백하게, 전자 부품들은 부품 캐리어의 한쪽 또는 양측부에 장착될 수 있다.
또한, 기판은 제 1 및 제 2 클램핑 부재들을 함께 클램핑하고 직물 기판을 샌드위치할 때 발휘되는 클램핑력을 흡수하도록 배열될 수 있다. 이에 의해, 전자 부품은 공정에서의 과잉의 기계적인 응력을 받지 않고 직물 기판 상의 도체 패턴에 전기적으로 접속될 수 있다.
한 실시예에 따라서, 부품 캐리어는 제 1 및 제 2 클램핑 부재들의 클램핑 작용을 통해, 제공된 도체 패턴을 구비하는 직물 기판에 클램핑되는 중간 부재로서 제공될 수 있다. 관련 클램핑 부재에 관계하여 부품 캐리어의 적절한 위치 선정을 용이하게 하기 위하여, 부품 캐리어와 클램핑 부재 중 하나 또는 모두는 정렬 마커를 포함할 수 있다.
즉, 부품 캐리어는 이 실시예에 따라서 필요한 전기 접속을 달성하도록 적절한 위치에서 직물 기판을 향해 가압되도록 제 1 및 제 2 클램핑 부재들 사이에서 클램핑된다.
또 다른 실시예에 따라서, 전자 디바이스는 제 1 및 제 2 클램핑 부재들 중 어느 하나와 통합될 수 있다.
이 실시예에서, 적절하게 형상화된 접촉 구조는 직물 기판과 접촉하도록 제 1 및/또는 제 2 클램핑 부재의 측부에 제공될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 전자 디바이스에 관련된 추가의 기능을 제공하는데 더욱 적합할 수 있다.
직물 기판에 전자 디바이스를 부착하고 전기적으로 접속하는 것에 부가하여, 이러한 추가의 기능은 전자 디바이스의 동작에 관련된 임의의 기능일 수 있다. 이러한 추가의 기능은 예를 들어 전자 디바이스의 물리적 보호, 방열, 전기적 분리, 전자기 신호의 전송 및/또는 수신 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 발광 디바이스 또는 광센서와 같은 광학 디바이스인 전자 디바이스의 특정의 경우에, 추가의 기능은 특히 발광 및/또는 수광된 광의 광학적 특성을 변경하는 것을 포함한다. 이러한 광학 특성은 예를 들어 발광 및/또는 수광된 광의 공간적 분배, 각도적 분배 및/또는 파장 분배를 포함한다.
이/이들의 추가의 기능(들)은 전자 기기 조립체에 대한 추가의 기능 부재들을 부가하는 것에 의해 및/또는 제 1 및 제 2 클램핑 부재들 중 하나 또는 다수와 전자 디바이스를 채택하는 것에 의해 실시될 수 있다.
부가적으로, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 유익하게 직물 기판의 제 1 측부 상의 도체 패턴에 있는 2개 이상의 전기적으로 분리된 도체들에 전자 디바이스를 전기적으로 접속하도록 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 직물 기판의 제 1 측부 상의 제 1 도체와 직물 기판의 반대편 제 2 측부 상의 제 2 도체 사이에 전자 디바이스를 접속하도록 구성될 수 있다.
많은 종류의 직물 기판들에 대하여, 특히 상호 직조된 전기 전도성 및 비전도성 얀(yarn)들로 형성된 직물 기판에 대하여, 이러한 것은 직물 기판 상에 장착된 전자 디바이스의 취급 및 제어를 더욱 용이하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체에서 구성된 제 1 및 제 2 클램핑 부재들 중 적어도 하나는 직물 기판을 침입하고 반대편 클램핑 부재와 상호 록킹하기 위한 구조를 포함할 수 있다.
이러한 구조는 예를 들어 제 1 및 제 2 클램핑 부재들 중 하나 또는 양쪽에 이빨 형상의 첨단부(prong)의 형태로 제공될 수 있다.
이러한 침입 구조를 통하여, 전자 기기 조립체는 매우 내구적인 방식으로 직물 기판에 부착될 수 있다.
또한, 적어도 부분적으로 전기 전도성인 클램핑 부재들과 침입 구조의 경우에, 침입 구조들은 직물 기판의 반대편 측부 상에 제공되는 하나 또는 다수의 도체들에 전자 디바이스를 전기적으로 접속하기 위한 하나 또는 다수의 전기 비아(electric via)들로서 사용될 수 있다.
여전히 또 다른 실시예에 따라서, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 추가의 전자 디바이스를 포함할 수 있으며, 전자 기기 조립체는, 추가의 전자 디바이스가 제 2 측부의 도체 패턴에 전기적으로 접속되는 방식으로 직물 기판의 제 2 측부 상에 제공되는 제 2 측부 도체 패턴에 추가의 전자 디바이스를 클램핑하도록 구성된다.
이에 의해, 예를 들어 그 양측부 상에서 발광할 수 있는 전자 섬유가 실현될 수 있다.
부가적으로, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체는 유익하게 직물 기판을 추가로 포함하는 전자 섬유에 포함될 수 있다.
이러한 전자 섬유는 예를 들어 전원, 제어 회로, 및 다수의 개별적으로 제어 가능한 발광 다이오드(LED)들을 포함할 수 있으며, 이에 의해, 섬유 기반 디스플레이 디바이스가 달성될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따라서, 상기 및 다른 목적들은, 제 1 측부에 도체 패턴을 가지는 직물 기판을 제공하는 단계; 전자 디바이스, 및 제 1 클램핑 부재를 포함하는 전자 기기 조립체를 제공하는 단계; 상기 직물 기판의 제 1 측부에 상기 제 1 클램핑 부재와 전자 디바이스를 위치시키는 단계; 상기 도체 패턴에 상기 전자 디바이스를 정렬하는 단계; 및 상기 제 1 측부에 상기 전자 디바이스를 클램핑하도록 상기 직물 기판에 상기 제 1 클램핑 부재를 록킹하여, 상기 도체 패턴에 상기 전자 디바이스를 전기적으로 접속하는 단계를 포함하는, 전자 섬유 제조 방법을 통하여 달성된다.
전자 기기 조립체는 직물 기판을 통하여 제 1 클램핑 부재와 록킹 결합하는데 적합한 제 2 클램핑 부재를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 제 1 클램핑 부재를 마주하는 직물 기판의 제 2 측부에 상기 제 2 클램핑 부재를 위치시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
부가적으로, 상기 록킹하는 단계는 상기 클램핑 부재들이 상기 직물 기판을 통하여 록킹 결합할 때까지 상기 제 1 및 제 2 클램핑 부재들을 서로를 향해 움직여서, 클램핑을 통해 상기 도체 패턴에 상기 전자 디바이스를 전기적으로 접속하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 클램핑 부재들은 점차적으로 증가하는 압력 또는 해머 공구에 의한 것과 같은 급격한 충격을 통해 서로를 향해 움직일 수 있다.
이에 의해, 직물 기판에 대한 전자 디바이스의 부착 및 접속은 특별한 공구류 또는 기계류를 요구하지 않고 단일 작업으로 달성될 수 있다.
상기된 바와 같이, 전자 디바이스는 제 1 및 제 2 클램핑 부재들로부터 분리하여 제공되거나, 또는 클램핑 부재들 중 하나와 통합될 수 있다.
예를 들어 캐리어 또는 기판 상에 장착된 전자 부품으로서, 분리하여 제공될 때, 전자 디바이스는 클램핑 부재들을 가압하여 결합하기 전에 직물 기판 상에서 도체 패턴에 정렬될 수 있다.
대안적으로, 클램핑 부재들은 먼저 결합을 착수하도록 서로 가압되고, 제 1 클램핑 부재와 도체 패턴 사이에 개방 공간/슬릿/슬롯을 남기며, 전자 디바이스가 도체 패턴에 정렬된 후에, 클램핑 부재들은 그 사이에서 록킹 결합을 최종화하여 도체 패턴에 대하여 전자 디바이스를 클램핑하도록 서로를 향해 더욱 가압되어, 그 사이의 전기 접촉을 달성한다.
본 발명의 제 1 양태와 관련하여 상기된 바와 같이, 전자 디바이스는 도체 패턴을 향해 가압하기 위한 접촉 구조를 포함할 수 있다. 이 경우에, 도체 패턴에 전자 디바이스를 정렬하는 단계는 도체 패턴에 접촉 구조를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 정렬은 전자 기기 조립체 및/또는 직물 기판 상에 정렬 마킹을 제공하는 것에 의해 용이하게 될 수 있다.
부가적으로, 본 발명에 따른 방법은 접촉 구조에 제 1 클램핑 부재를 정렬하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 정렬을 통하여, 클램핑력이 효율적인 방식으로 도체 패턴을 향해 상기 접촉 구조를 가압하도록 작용하는 것을 보장한다.
이러한 정렬은 유익하게 제 1 클램핑 부재와 전자 디바이스가 별도의 부품으로서 제공될 때 이것들을 정렬하는데 적합한 클램핑 공구를 사용하는 것에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 이러한 제 2 양태의 추가의 특징들과 이점들은 제 1 양태와 관련하여 상기된 것과 유사하다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 기술된다.
도 1은 섬유에 발광 소자를 부착하기 위한 종래 기술에 따른 고정 조립체를 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 전자 디바이스(들)가 클램핑 부재들로부터 분리하여 제공되는, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체의 2개의 예시적인 실시예들을 개략적으로 도시한 도면.
도 3a 및 도 3b는 전자 디바이스(들)가 클램핑 부재(들)에 통합되는, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체의 2개의 예시적인 실시예들을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 섬유를 제조하기 위한 방법을 개략적으로 예시하는 흐름도.
도 5a 내지 도 5d는 대응하는 방법 단계들에 후속하는 상태에 있는 도 3의 방법에 따라서 제조된 전자 섬유를 개략적으로 예시하는 도면.
도 6은 직물 기판에 부착된 제 1 예시적인 전자 기기 조립체의 분해 사시 단면도.
도 7은 직물 기판에 부착된 제 2 예시적인 전자 기기 조립체의 분해 사시도.
다음의 설명에서, 본 발명은 하나 또는 다수의 발광 다이오드(LED)를 포함하는 직물 기판에 부착하기 위한 전자 기기 조립체를 참조하여 주로 기술된다.
이러한 것은 본 발명의 범위를 한정하는 것을 의미하는 것이 아니라는 것을 유념하여하며, 이는 센서, 처리 회로, 메모리 모듈, 무선 송신기/수신기 등과 같은 임의의 다른 적절한 전자 디바이스를 포함하는 전자 기기 조립체에 동일하게 적용 가능하다.
도 2a 및 도 2b는 전자 디바이스(들)가 클램핑 부재들로부터 분리하여 제공되는, 본 발명에 따른 전자 기기 조립체의 2개의 예시적인 실시예들을 개략적으로 도시한다.
도 2a에서, 제 1 클램핑 부재(21), 제 2 클램핑 부재(22), 및 회로 기판 캐리어(25) 상에 장착된 전자 부품(24)의 형태를 하는 전자 디바이스(23)를 포함하는 전자 기기 조립체(20)가 도시된다. 전자 부품의 단자(도시되지 않음)들은 전자 부품(24)을 마주한 회로 기판 캐리어(25)의 측부 상에 제공된 접촉 패드(29a, 29b)에 전기적으로 접속된다(도 2a에서 점선의 사각형으로 도시된 바와 같이). 제 1 및 제 2 클램핑 부재(21, 22)들과 전자 디바이스(23)에 관련된 직물 기판의 의도된 위치는 전자 디바이스(23)와 제 2 클램핑 부재(22) 사이의 점선으로 도시된다.
도시된 실시예에서, 제 1 클램핑 부재는 5개의 이빨형 첨단부(27a 내지 27e)들을 가지는 환형체(26)로 이루어지고, 제 2 클램핑 부재(22)는 제 1 및 제 2 클램핑 부재(21, 22)들이 도 4와 관련하여 다음에 추가로 기술되는 바와 같이 서로 가압될 때 제 1 클램핑 부재(21)의 첨단부(27a 내지 27e)를 수용하여 록킹하도록 구 성되는 환형 오목부(28)를 가진다.
도 2a에 도시된 전자 기기 조립체(20)는 직물 기판의 한쪽 측부(제 1 클램핑 부재(21)와 동일한 측부)에 전자 디바이스(23)를 부착하여 접속하도록 구성된다.
도 2b에서, 전자 기기 조립체(20)의 또 따른 예가 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 전자 기기 조립체(20)는 직물 기판의 반대편 측부에 부착되는 추가의 전자 디바이스(31)를 포함하는 것에서 도 2a에 관련하여 상기된 전자 기기 조립체(20)와 상이하다. 직물 기판의 의도된 위치는 다시 도 2b에서 점선으로 도시된다. 추가의 전자 디바이스(31)는 회로 기판 캐리어(33) 상에 장착된 전자 부품(32)을 포함하며, 전자 부품(32)의 단자(도시되지 않음)들은 접촉 패드(34a, 34b)에 전기적으로 접속된다.
추가의 전자 디바이스(31)는 이전에 기술된 반대로 위치된 디바이스(23)와 상이하거나 또는 동일한 형태의 것일 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 예시적인 실시예는 그 양측부 상에 전자 섬유 발광을 달성하기 위하여 사용될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 전자 기기 조립체의 제 2 실시예의 2개의 예들을 개략적으로 도시한다.
도 3a에서, 전자 디바이스(42)가 통합된 제 1 클램핑 부재(41), 도 2a 및 도 2b와 관련하여 상기된 것과 유사한 제 2 클램핑 부재(22)를 포함하는 전자 기기 조립체(40)가 도시된다.
도 3a에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 1 클램핑 부재(41)는 전자 부품(43)과, 부품 캐리어(44)를 포함한다. 전자 부품의 단자(도시되지 않음)는 도 3a 에서 점선의 사각형에 의해 도시된 바와 같이 부품 캐리어(44)의 반대편 측부 상에 제공된 접촉 패드(45a, 45b)에 전기적으로 접속된다.
도 3b에서, 추가의 전자 디바이스(51)가 제 2 클램핑 부재(52)에 통합되는 것으로 도 3a에 있는 전자 기기 조립체(40)와 다른 또 다른 예시적인 전자 기기 조립체(50)가 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 부가적인 전자 디바이스(51)는 도 3b에 도시된 바와 같이 부품 캐리어(53) 상에 장착되는 전자 부품(52)을 포함하며, 전자 부품(52)의 단자(도시되지 않음)들은 접촉 패드(54a, 54b)들에 전기적으로 접속된다.
도 2b 및 도 3b에서, 직물 기판에 대한 전자 디바이스들의 양면 부착을 위한 2개의 예시적인 구성들이 개략적으로 도시되어 있다. 명백하게, 이러한 구성들은 전자 디바이스가 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 클램핑 부재에 통합되는 방식으로 서로 조합될 수 있는 한편, 다른 전자 디바이스는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 분리하여 제공된다.
본 발명에 따른 전자 섬유를 제조하기 위한 방법은 도 4에 도시된 흐름도와 도 5a 내지 도 5d에 제공된 상이한 제조 단계들에서 전자 섬유의 개략적인 예시를 참조하여 지금 기술된다.
먼저 도 4 및 도 5a를 참조하여, 그 제 1 측부(63) 상에 2개의 전기적으로 분리된 리드(62a, 62b)들을 구비하는 도체 패턴(61)을 가지는 직물 기판(60)이 제 1 단계(401)에서 제공된다.
후속 단계(402)에서, 도 5b를 참조하여, 전자 디바이스(64)와 제 1 클램핑 부재(65)는 도체 패턴(61)에 정렬된다. 도 2a와 관련하여 이전에 기술된 것에 대응하는 예시된 예시적인 전자 기기 조립체에서, 전자 디바이스(64)는 전자 부품(66)의 단자(도시되지 않음)들에 전기적으로 접속된 접촉 패드(68a, 68b)들을 가지는 부품 캐리어(67) 상에 장착된 전자 부품(66)을 포함한다. 보다 상세하게, 현 단계(402)에서, 전자 디바이스(64)는 접촉 패드(68a, 68b)들이 직물 기판(60)에 있는 대응하는 리드(62a, 62b)들과 정렬되는 방식으로 위치되고, 제 1 클램핑 부재(65)는 전자 디바이스(64) 상의 접촉 패드(68a, 68b)들과 직물 기판(60)에 있는 리드(62a, 62b)들에 대응하는 부분을 가지도록 위치된다. 또한, 제 1 클램핑 부재(65)는, 이빨 형상의 첨단부(69a 내지 69c)들이 직물 기판(60)을 그 후에 침입할 때 도체 패턴(61)에 있는 리드(62a, 62b)들 중 어떠한 것도 우발적으로 절단하지 않도록 위치된다.
도 4 및 도 5c를 참조하여, 제 1 클램핑 부재(65)의 첨단부(69a 내지 69c)를 수용하여 상호 록킹하도록 구성된 오목부(71)를 가지는 제 2 클램핑 부재(70)는 다음 단계(403)에서 직물 기판(60)의 반대편 측부(72) 상에 위치된다.
제 2 클램핑 부재(70)는, 제 2 클램핑 부재의 부분들이 제 1 클램핑 부재(65)의 대응하는 부분들과 정렬되어 전자 디바이스(64)의 접촉 패드(68a, 68b)와 직물 기판(60)의 제 1 측부(63) 상에 제공된 리드(62a 및 62b)를 접촉하도록 위치된다.
최종 단계(404)에서, 제 1 및 제 2 클램핑 부재(65, 70)들은 직물 기판(60)의 마주한 측부(63, 72)들 상에서 서로를 향해 가압된다. 이러한 공정에서, 제 1 클램핑 부재(65)의 첨단부(69a 내지 69c)들은 직물 기판을 침입하여, 제 2 클램핑 부재(70)의 오목부(71)와 결합한다. 이러한 결합 동안, 첨단부(69a 내지 69c)는 변형되고 직물 기판(60)의 리드(62a, 62b)들을 향해 전자 디바이스의 접촉 패드(68a, 68b)들을 가압하는 제 1 및 제 2 클램핑 부재(65, 70)들 사이의 내구적인 상호 록킹 결합을 형성하도록 오목부와 상호 록킹하고, 이에 의해, 직물 기판(60)에 전자 기기 조립체를 부착하는 한편, 직물 기판(60)의 제 1 측부(63) 상의 도체 패턴(61)에 전자 디바이스(64)를 전기적으로 접속한다.
지금 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기 조립체를 포함하는 전자 섬유를 제조하는 예시적인 방법이 기술되었으며, 이러한 전자 섬유의 2개의 예들은 도 6 및 도 7을 참조하여 지금 기술된다.
먼저, 전자 섬유에 부착되어 접속되는 단색 LED(81)를 가지는 전자 섬유(80)가, 직물 기판(82), 부품 캐리어(83) 상에 장착된 단색 LED(81), 및 제 1 환형 형상의 클램핑 부재(84)를 도시한 도 6을 참조하여 기술된다. 직물 기판(82)은 그 제 1 측부(86) 상의 전기적으로 분리된 2개의 리드(85a, 85b)들을 포함하는 도체 패턴을 가진다. 부품 캐리어(83)는 단색 LED(81)의 각각의 양극(88a)과 음극(88b)에 전기적으로 접속된 2개의 접촉 패드(87a, 87b)들을 가진다.
이러한 접촉 패드(87a, 87b)들은, 제 1 클램핑 부재(84) 상에 제공된 첨단부(89a 및 89b)들과 직물 기판(82)의 반대편 제 2 측부(92) 상에 제공된 제 2 클램핑 부재(91)의 대응하는 오목부(90)의 록킹 결합을 통해 리드(85a, 85b)를 향해 가압된다.
도 7을 지금 참조하여, 직물 기판(102)에 부착된 다색 LED 모듈(101)을 가지는 전자 섬유(100)가 기술된다.
도 6과 관련하여 상기된 전자 섬유(80)와 대조하여, 도 7에 있는 전자 섬유(100)는 직물 기판(102)의 양측부 상에 제공된 도체 패턴을 이용한다.
도 7은 적색(R), 각각의 색상 녹색(G), 및 청색(B)에 하나씩 3개의 음극 단자(102a 내지 102c)와, 3색 컬러(R, G, B)에 공통인 양극 단자(103)를 가지는 다색 LED 모듈(101)을 도시한다. 다색 LED 모듈(101)은 직물 기판(102)을 마주하는 그 측부 상에 3개의 접촉 패드(105a 내지 105c)들을 가지는 부품 캐리어(104) 상에 장착되고, 각각의 접촉 패드는 음극 단자(102a 내지 102c)의 대응하는 것에 전기적으로 접속된다. 부품 캐리어(104)는 다색 LED 모듈(101)의 양극 단자(103)에 전기적으로 접속되는 상측부 접촉 패드(106)를 추가로 가진다. 직물 기판은 그 전방 측부(108) 상의 전기적으로 분리된 3개의 리드(107a 내지 107c)와, 그 배면 측부(110) 상의 추가의 리드(109)를 가진다.
도 7에 도시된 바와 같이, 직물 기판(102)의 전방 측부(108) 상의 리드(107a 내지 107c)들은 접촉 패드(105a 내지 105c)들을 향해 가압되고, 직물 기판의 배면 측부(110) 상의 리드(109)는 제 2 클램핑 부재(91)를 향해 가압된다. 이러한 배면 측부 리드(109)는 이에 의해 제 2 클램핑 부재(91), 제 1 클램핑 부재의 첨단부(89a 내지 89d), 및 상측부 접촉 패드(106)를 통해 다색 LED 모듈(101)의 양극 단자(103)와 전기적으로 접속된다.
도면에 도시된 실시예에서, 제 1 및 제 2 클램핑 부재(84, 91)들의 적어도 부분들은 직물 기판(102)을 통해 배면 측부 리드(109)에 다색 LED(101)를 접속하기 위하여 전기적으로 전도성일 필요가 있다.
당업자는 본 발명이 상기된 바람직한 실시예로 제한되는 것을 의미하지 않는 다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 클램핑 부재들은 원형일 필요가 없으며, 정사각형, 세장형 등과 같은 임의의 다른 형상을 가질 수 있다. 또한, 클램핑 부재들 사이의 록킹 결합은 직물 기판을 침입할 필요가 없으나, 침입없이 발생할 수 있거나, 또는 단일 클램핑 부재가 섬유에 대해 전자 디바이스를 클램핑하기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 직물 기판을 침입하기 위한 구조를 가지는 어느 하나 또는 양쪽의 클램핑 부재들의 경우에, 이러한구조들은 이것들이 클램핑 부재들 사이의 록킹 결합을 초래할 수 있는 한 다양한 구성으로 제공될 수 있다. 또한, 전자 디바이스와 직물 기판 상의 도체 패턴 사이의 전기 접촉은 전도성 아교 또는 납땜과 같은 전도성 개선 물질을 사용하는 것에 의해 더욱 개선될 수 있다.

Claims (16)

  1. 직물 기판의 제 1 측부상에 도체 패턴을 갖는 상기 직물 기판에 부착되기 위한 전자 기기 조립체(electronic assembly)로서,
    상기 전자 기기 조립체는 전자 디바이스, 및 적어도 제 1 클램핑 부재를 포함하며,
    상기 전자 기기 조립체는, 상기 전자 디바이스가 상기 도체 패턴에 전기적으로 접속되는 방식으로, 상기 직물 기판의 제 1 측부에 상기 전자 디바이스를 클램핑하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 기기 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직물 기판을 통하여 상기 제 1 클램핑 부재와 록킹 결합하도록 구성된 제 2 클램핑 부재를 더욱 포함하는 전자 기기 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 상기 전자 디바이스와 상기 도체 패턴 사이에서 전기 접속을 달성하도록 상기 도체 패턴을 가압하기 위한 접촉 구조를 포함하는 전자 기기 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 상기 직물 기판의 상기 제 1 측부와 마주하도록 배열된 적어도 하나의 접촉 구조를 가지는 부품 캐리어 상에 장착된 전자 부품을 포함하는 전자 기기 조립체.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 상기 제 1 클램핑 부재 및 제 2 클램핑 부재 중 어느 하나와 통합되는 전자 기기 조립체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전자 디바이스에 관계된 추가의 기능을 제공하도록 더 구성되고, 상기 추가의 기능은, 상기 전자 디바이스의 물리적 보호, 방열(heat dissipation), 전기적 분리, 전자기 신호의 전송, 전자기 신호의 수신, 및 그 임의의 조합, 그리고 발광 또는 수광된 광(emitted or received light)의 광학적 특성을 변경하는 것을 포함하는, 전자 기기 조립체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 직물 기판의 제 1 측부 상의 상기 도체 패턴에서 전기적으로 분리된 2개의 도체에 상기 전자 디바이스를 전기적으로 접속하도록 구성된 전자 기기 조립체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 직물 기판의 제 1 측부 상의 제 1 도체와 상기 직물 기판의 반대편 제 2 측부 상의 제 2 도체 사이에 상기 전자 디바이스를 접속하도록 구성된 전자 기기 조립체.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 클램핑 부재와 상기 제 2 클램핑 부재 중 적어도 하나는 상기 직물 기판을 침입하여 반대편 클램핑 부재와 상호 록킹하기 위한 구조를 포함하는 전자 기기 조립체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 추가의 전자 디바이스를 더욱 포함하며, 상기 추가의 전자 디바이스가 제 2 측부 도체 패턴에 전기적으로 접속되는 방식으로 상기 직물 기판의 상기 제 2 측부 상에 제공된 상기 제 2 측부 도체 패턴에 상기 추가의 전자 디바이스를 클램핑하도록 구성된 전자 기기 조립체.
  11. 직물 기판의 제 1 측부상에 도체 패턴을 갖는 상기 직물 기판, 및 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전자 기기 조립체를 포함하는 전자 섬유.
  12. 전자 섬유 제조 방법으로서,
    직물 기판의 제 1 측부상에 도체 패턴을 포함하는 상기 직물 기판을 제공하는 단계;
    전자 디바이스, 및 적어도 제 1 클램핑 부재를 포함하는 전자 기기 조립체를 제공하는 단계;
    상기 직물 기판의 상기 제 1 측부상에 상기 제 1 클램핑 부재와 상기 전자 디바이스를 위치시키는 단계;
    상기 도체 패턴에 대해 상기 전자 디바이스를 정렬하는 단계; 및
    상기 제 1 측부에 상기 전자 디바이스를 클램핑하도록 상기 직물 기판에 상기 제 1 클램핑 부재를 록킹하고, 이에 의해, 상기 도체 패턴에 상기 전자 디바이스를 전기적으로 접속하는 단계를 포함하는 전자 섬유 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전자 기기 조립체는 상기 직물 기판을 통하여 상기 제 1 클램핑 부재와 록킹 결합하도록 구성된 제 2 클램핑 부재를 또한 포함하며;
    상기 제 1 클램핑 부재의 반대편에 있는 상기 직물 기판의 제 2 측부상에 상기 제 2 클램핑 부재를 위치시키는 단계를 또한 포함하는 전자 섬유 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 록킹 단계는, 상기 클램핑 부재들이 상기 직물 기판을 통해 록킹 결합할 때까지 상기 제 1 클램핑 부재와 상기 제 2 클램핑 부재를 서로를 향해 움직이고, 이에 의해 클램핑을 통해 상기 도체 패턴에 상기 전자 디바이스를 전기적으로 접속하는 단계를 포함하는 전자 섬유 제조 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 상기 전자 디바이스와 상기 도체 패턴 사이에 전기 접속을 달성하도록 상기 도체 패턴을 가압하기 위한 접촉 구조를 포함하며,
    상기 정렬 단계는 상기 도체 패턴에 대해 상기 접촉 구조를 정렬하는 단계를 포함하는 전자 섬유 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 접촉 구조에 대해 상기 제 1 클램핑 부재를 정렬하는 단계를 더욱 포함하는 전자 섬유 제조 방법.
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