KR19990037087A - 고밀도 가요성 회로 요소 및 이를 사용한 통신장치 - Google Patents

고밀도 가요성 회로 요소 및 이를 사용한 통신장치 Download PDF

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KR19990037087A
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Abstract

본 발명은 무선 전화기(100) 등의 전자 장치에서 상부 하우징(102)과 저부 하우징(108) 사이에 가요성 회로 요소(316)를 진입시키기 위한 장치이다. 가요성 회로 요소는 플렉스 스트립(flex strip)의 모서리로부터 분리되어 도선의 진행 방향과 소정의 각도를 이루는 탭(2712)에서 말단부를 포함한다. 이와 같이 플렉스가 최소 크기의 개구를 관통하여 진입될 수 있도록 최소폭의 플렉스를 제공함으로써, 전자 장치의 크기는 최소화된다.

Description

고밀도 가요성 회로 요소 및 이를 사용한 통신 장치
본 발명은 대체로 도체를 진입시키기 위한 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 가요성 회로 도체를 진입시키기 위한 개선된 장치를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치 특히 휴대용 전자 장치는 지속적으로 소형화 및 경량화되고 있다. 상기 휴대용 전자 장치 중 하나의 예로는 무선 호출기 또는 무선 전화기 등 휴대용 통신 장치가 있다.
소형화 및 경량화는 사용자에게 편리함을 제공한다. 전자 장치가 소형화될수록 휴대가 간편하므로, 많은 지역의 많은 적용 분야에서 사용될 수도 있다. 전자 장치는 간편한 휴대를 위해 소형 경량화되도록 설계된다.
전자 장치를 소형화시키기 위한 기술 중 하나로는 동작 회로를 포함하는 하나를 초과하는 하우징을 제공하는 기술이 있다. 비동작 상태(stowed position)에서는 전자 장치의 크기를 감소시키기 위해 다른 하우징 요소에 대해 접혀 있다가 동작 상태에서는 펼쳐질 수 있도록 운동 가능한 하우징 요소가 제공된다. 상기 전자 장치의 예로는 힌지를 구비한 키패드 덮개를 갖는 형태 및 패각(clam shell) 형태의 접을 수 있는 무선 전화기가 있다.
그러나, 접을 수 있는 하우징 요소를 사용하는 동안에도, 분리된 하우징 요소의 동작 회로는 통신하여야 한다. 예컨대, 힌지를 구비한 키패드 덮개를 갖는 무선 전화기는 주 하우징의 주 무선 회로에 전기적으로 커플링되어야 하는 키패드 덮개에 마이크 또는 안테나를 포함하여야 하였다. 가요성 기판에 금속 도선을 사용하여 전기 신호를 전송하도록 가요성 회로 요소, 또는 플렉스 스트립, 또는 플렉스가 개발되게 되었다.
전자 장치는 지속적으로 소형화되고 있기 때문에, 다중 하우징 요소 사이에 동작 회로를 균일하게 분포시켜야 할 필요성이 남아 있었다. 이는 신호의 수가 증가되면 이를 취급하기 위해 가요성 회로 요소가 보다 많은 도선 또는 도선을 가져야 한다는 것을 의미한다. 도선이 많아지면 가요성 회로 요소의 폭도 넓어진다. 그러나, 플렉스 스트립의 폭이 넓어지면 하우징 요소 사이에 진입되는 과정 및 인쇄 배선 기판(PWB)에 연결하는 과정에서 추가적인 문제점이 발생된다.
하나의 공지된 패각형 무선 전화기 설계에서, 하우징 사이에 플렉스를 진입시키는 플렉스 배럴(flex barrel)을 제공하려면 상부 하우징과 하부 하우징 사이의 힌지 요소는 정지 상태가 되어야 한다. 상기 무선 전화기는 플렉스를 진입시키기 위해 운동 가능한 하우징이 피봇되는 정지 상태의 샤프트뿐만 아니라 정지 상태의 외부 노출된 하우징도 사용한다. 지나치게 많은 요소를 사용하면, 조립이 복잡해지고 무선 전화기의 제조 비용도 증가된다. 또한, 플렉스 배럴로부터 하우징으로 관통되는 플렉스 회로를 볼 수 있으므로, 손상되기 쉽고 무선 전화기의 외관을 해칠 수 있다.
인쇄 배선 기판에서, 플렉스 스트립은 전기적으로 연결되어야 한다. 플렉스 스트립의 단부를 기계적으로 수납하여 플렉스의 도선 또는 도선과 PWB의 커넥터 사이에 전기적인 접속이 이루어지도록 무삽발력(ZIF, zero insertion force) 커넥터 등의 커넥터가 개발되게 되었다. 그러나, ZIF 커넥터에서 전기 도선의 간격은 제조 공차에 의해 제한된다. 전류 측면에서의 한계는 전형적으로 0.50 ㎜ 도선 핏치이다. 대량의 도선이 플렉스에 사용되면, 커넥터의 실용성은 매우 커진다. 30 개의 도선을 구비한 플렉스 스트립에는 15 ㎜를 초과하는 폭을 갖는 커넥터가 요구된다. 이와 같이 폭이 넓으면 많은 소형 전자 장치로 이루어진 PWB에 수용되기 어렵다. 또한, 15 ㎜ 폭의 플렉스 스트립을 진입시키는 것이 불가능할 수도 있으며, 폭은 기계적인 특성상 소형이어야 한다.
따라서, 전자 장치에 가요성 회로 요소를 진입시키기 위한 개선된 방법 및 장치에 대한 당업계의 필요성이 존재하는 것이다.
도1은 열린 상태의 무선 전화기의 사시도.
도2는 닫힌 상태의 도1의 무선 전화기의 사시도.
도3은 무선 전화기의 상부 하우징의 상부 분해 사시도.
도4는 무선 전화기의 상부 하우징의 저부 분해 사시도.
도5는 도1의 선 5-5'을 따른 상부 하우징의 단면도.
도6은 도1의 선 6-6'을 따른 상부 하우징의 단면도.
도7은 도1의 무선 전화기의 저부 하우징의 제1 분해도.
도8은 도1의 무선 전화기의 저부 하우징의 제2 분해도.
도9는 도2의 선 9-9'을 따른 단면도.
도10은 도2의 10-10'을 따른 단면도.
도11은 도1의 무선 전화기의 일부에 대한 제1 분해도.
도12는 도1의 무선 전화기의 일부에 대한 제2 분해도.
도13은 도12의 24-24'을 따른 단면도.
도14는 도11의 선 25-25'을 따른 단면도.
도15는 도11의 선 26-26'을 따른 단면도.
도16은 본 발명과 함께 사용되기 위한 가요성 회로 요소의 정면도 및 배면도.
도17은 도1의 무선 전화기의 상세도.
도18은 도1의 무선 전화기의 상세도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
316 : 가요성 회로 요소
2702 : 가요성 기판
2704 : 본체
2706 : 길이
2708 : 폭
2710 : 말단부
2712 : 탭
2714 : 리더
2718 : 도선
2720 : 말단 패드
2724 : 제1 측부
2726 : 제2 측부
2728 : 비아
신규한 것으로 생각되는 본 발명의 특징은 첨부된 청구범위에 구체적으로 기재되어 있다. 본 발명은 추가적인 목적 및 장점과 함께 첨부된 도면과 관련된 다음의 설명을 참조하면 가장 잘 이해될 수도 있다. 상기 도면 중 일부에서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도1은 닫힌 상태의 무선 전화기(100)의 사시도이다. 무선 전화기(100)는, 후방부(104) 및 전방부(106)를 갖는 상부 하우징(102)과, 전방부(110) 및 후방부(112)를 갖는 저부 하우징(108)을 포함한다. 저부 하우징의 후방부는 제1 안내 슬롯(113)을 포함하며, 이는 남아 있는 도면에서 상세하게 설명하기로 한다. 저부 하우징은 양호하게는 무선 전화기의 측부의 스위치 집합체(114) 및 대체로 무선 전화기의 후방부(117)로부터 연장되는 안테나(116)도 포함한다. 또한, 대체로 데이터의 입출력을 가능하게 하도록 또는 담배 라이타 어댑터(cigarette lighter adapter)를 위한 포트를 제공하도록 커넥터(118)도 제공된다. 발광 다이오드(LED)를 위한 광선 안내부 등의 지시기(120)가 무선 전화기의 힌지의 너클에 결합된다. 마지막으로, 상부 하우징의 후방부(104)는 손가락 위치부(124, finger locator)를 갖는 상부면(122)을 포함한다.
도2의 열린 상태의 무선 전화기(100)는 저부 하우징(108)에 힌지로 연결된 상부 하우징(102)을 도시하고 있다. 상부 하우징의 전방부(106)는 저부면(203)에 한정된 수화기(202, ear piece) 및 상부 하우징의 구멍에 위치된 렌즈(204)를 포함한다. 저부 하우징의 전방부(110)는 상부 하우징(102)의 제2 너클(210)에 커플링된 제1 너클(206) 및 제3 너클(208)을 포함한다. 힌지의 동작은 남아 있는 도면에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도3 및 도4는 각각 상부 하우징(102)의 평면 분해 사시도 및 저면 분해 사시도이다. 상부 하우징(102)은 후방부(104), 가요성 회로 요소(316), 섀시(320), 스피커(342), 접착 배킹(adhesive backing)을 구비한 전계 패널(344, EL 패널), 표시 영역(347)을 구비한 표시부(346), 전방부(106) 및 렌즈(204)를 포함한다.
후방부(104)는 제1 단부(304), 제2 단부(306), 제1 측부(308) 및 제2 측부(310)를 한정한다. 도3에 명백하게 도시된 바와 같이, 후방부(104)는 제2 단부(306)에 위치된 복수의 탭(312)을 포함한다. 복수의 탭(312)은 제2 단부(306)의 선단을 따라 더 긴 단일 탭(도시되지 않음)을 포함할 수도 있다. 도4에 명백하게 도시된 바와 같이, 후방부(104)는, 제1 단부(304)의 탭(313)과, 제1 측부의 탭(309) 및 제2 측부(310)의 탭(311) 등의 제1 및 제2 측부(308, 310)의 복수의 탭(307)을 포함한다.
다시 도3에서, 섀시(320)는 표면(322), 표면(323), 제1 측부(324) 및 제2 측부(326)를 한정한다. 섀시(320)는 스피커 보유부(328), 표면(322)의 복수의 탭(330) 및 제1 측부(324) 및 제2 측부(326)를 따른 복수의 캣치(332, catch)를 형성한다. 복수의 캣치(332)는 제1 측부(324)의 캣치(334, 336) 및 제2 측부(326)의 캣치(338, 340)를 포함한다(도4에 보다 명백히 도시되어 있음). 복수의 캣치(332)는 캣치면이 반대 방향으로 면하고 다른 높이에 있는 상태로 제1 및 제2 측부(324, 326)를 따라 교대된다.
전방부(106)는 제1 단부(348), 제2 단부(350), 제1 측부(352) 및 제2 측부(354)를 한정한다. 도4에 명백하게 도시된 바와 같이, 전방부(106)는 내부에 한정된 복수의 구멍(374)과 개구(356)를 갖는 수화기(202)를 한정한다. 도3에 명백하게 도시된 바와 같이, 전방부(106)는 제1 단부(348)의 제2 너클(210), 제2 단부(350)의 슬롯(364) 또는 립, 및 제1 측부(352) 및 제2 측부(354)를 따른 복수의 탭(358)도 포함한다. 복수의 탭은 제1 측부(352)의 탭(360) 및 제2 측부(354)의 탭(362)을 포함한다. 제2 너클(210)은 힌지(376)를 위한 포켓(370) 및 포켓(370)으로의 구멍(369)을 형성한다.
상부 하우징(102)은 다음과 같이 조립될 수도 있다. 가요성 회로 요소(316)는 복수의 탭(330)이 적절한 정렬 및 보유를 위해 복수의 구멍(318)에 관통 삽입되도록 섀시(320)의 표면(322)에 배치된다. 스피커(342)는 스피커 보유부(328) 내에 배치 및 보유되어 가요성 회로 요소(316)에 클램핑된다. EL 패널(344)은 섀시(320)의 표면(323)에 부착되고 표시부(346)는 EL 패널(344)에 맞닿게 놓인다.
가요성 회로 요소(316), 스피커(342), EL 패널(344) 및 표시부(346)를 보유하기 위해, 섀시(320)는 후방부(104)에 배치된다. 섀시(320) 및 후방부(104)는 유연성 재료로 제조되고 그 사이에 스냅 끼움(snap-fit)을 제공하도록 된 크기를 가지며, 복수의 탭(307)은 복수의 캣치(332) 중 일부에 결합된다. 예컨대, 도1의 선 5-5'을 따른 단면도인 도5에 도시된 바와 같이, 탭(309)은 제1 측부(308)의 캣치(334)에 결합되고 탭(311)은 제2 측부(310)의 캣치(338)에 결합된다.
다시 도3 및 도4에서, 렌즈(204)는 개구(356)의 주변부 주위에서 전방부(106)에 배치되어 고정된다. 후방부(104)의 제2 단부(306)는 복수의 탭(312)이 슬롯(364) 내에 삽입되도록 전방부(106)의 제2 단부(350)를 향해 들어온다. 후방부(104)의 제1 단부(304)는 탭(313)이 제2 너클(210)의 모서리(372)와 만나도록 전방부(106)의 제1 단부(348)를 향해 들어온다. 섀시(320), 전방부(106) 및 후방부(104)는 유연성 재료로 제조되고 그 사이에 스냅 끼움을 제공하도록 된 크기를 가지며, 탭(313)은 모서리(372)의 상부로 들어오고 복수의 탭(358)은 복수의 캣치(332) 중 일부에 결합된다. 예컨대, 도1의 선 6-6'을 따른 단면도인 도6에 도시된 바와 같이, 탭(360)은 캣치(336)에 결합되고 탭(362)은 캣치(340)에 결합된다.
이와 같이, 후방부 및 전방부(104, 106)는 복수의 탭(312), 탭(313), 슬롯(364) 및 구멍(369)에 의해 서로 고정된다. 또한, 후방부(104)는 복수의 탭(307) 및 복수의 캣치(332) 중 일부에 의해 섀시(320)에 고정되며, 전방부(106)는 복수의 탭(358) 및 복수의 캣치(332) 중 일부에 의해 섀시(320)에 고정된다.
도7의 무선 전화기(100)의 저부 하우징(108)의 분해도에는 저부 하우징(108)의 부품이 도시되어 있다. 저부 하우징(108)은 전방부(110), 복수의 키이(722)를 포함하는 키이 패드(720), 로직 기판(718, logic board), 섀시(710), 송수신 기판(702, transceiver board), 배터리(706) 및 후방부(112)를 포함한다. 저부 하우징(108)은 발진기 조립체(728), 데이터 포트 덮개(730) 및 지시기(120)를 추가로 포함한다.
전방부(110)는 저부 하우징(108)의 상부면(740)을 한정하고 상부 하우징(102)에 결합되는 구조를 제공한다. 제1 단부(736)에서, 전방부(110)는 제1 너클(206) 및 제3 너클(208)을 포함한다. 상부면(740)은 키이 패드의 키이(722)에 관통하여 연장되는 복수의 키이 구멍(742)을 한정한다. 키이 구멍(742)은 키이(722)를 수납하도록 된 크기와 위치를 갖는다. 제2 단부(738)에서, 전방부(110)는 커넥터(118)로의 접근을 제공하는 구멍(744)을 한정한다. 저부 하우징(108)의 상부면(740)은 무선 전화기(100)가 접혀 닫힌 경우에 상부 하우징(102)에 끼워지도록 된 외형을 갖는다.
키이(722)를 포함하는 키이 패드(720)는 먼지 및 습기가 침투하지 못하도록 단일 멤브레인(single membrane)으로 형성되는 것이 양호하다. 키이(722)는 키이의 숫자 및 크기가 다른 경우를 포함하는 소정의 적절한 구성으로 배열될 수도 있다. 도시된 구성은 설명만을 위한 것이다. 키이 패드(720)는 키이가 작동되는 동안에 스냅된다는 느낌(snap feel)을 제공하는 금속 돔(metal dome)에 놓인다.
키이 패드(720)는 로직 기판(718)에 인접하게 저부 하우징(108)에 배치된다. 로직 기판(718)은 대체로 인쇄 배선 기판(746, PWB)에 부착된 집적 회로(748) 등의 부품을 구비한 인쇄 배선 기판(746)을 포함한다. 로직 기판(718)은 무선 전화기(100)를 위한 전자적인 기능을 제공한다. 이와 같이, 로직 기판(718)은 대체로 음성 처리, 타이밍, 인간-기계 인터페이스 및 시스템 인터페이스 기능을 제어하는 프로세서 또는 기타 콘트롤러를 포함한다. 로직 기판(718)의 서브시스템(subsystem)은 타이밍 신호를 발생시키는 클럭 회로, 음성 프로세서, 내부 재충전 제어 장치를 포함하는 배터리 모니터, 데이터 저장을 위한 메모리, 및 입출력 제어 장치를 포함한다.
마찬가지로, 송수신 기판(702)은 무선 전화기의 RF 동작을 제어한다. 송수신 기판(702)은 대체로 송신기, 전력 증폭기, 수신기, 듀플렉서(duplexer) 또는 안테나 스위치, 필터, 변조기, 복조기 및 주파수 합성기를 포함한다. 도8에 도시된 바와 같이, 송수신 기판(702)의 회로 일부는 주변 회로와의 전자기 간섭을 제한하도록 하나 이상의 RF 차폐물(712)에 의해 덮인다.
도시된 실시예의 배터리(706)는 자체 포함되고 교체 불가능한 재충전 가능한 배터리이다. 배터리(706)는 로직 기판(718)의 적절한 리셉터클(748) 내로 꽂히는 커넥터(708)에 의해 무선 전화기(100)의 나머지 부분에 전기적으로 커플링된다. 대안 실시예에서, 배터리(706)는 예컨대 패널을 제거하여 배터리(706)의 연결을 해제시킴으로써 교체될 수도 있다. 본 실시예에서는, 배터리(706)의 물리적인 크기 및 저장 용량을 최대화하면서 무선 전화기(100)를 소형화시키도록 제거 불가능한 배터리가 선택되었다. 배터리가 제거 가능하다면, 배터리(706)는 보호 플라스틱 하우징으로 둘러싸야 하며, 이는 배터리의 저장 전지가 이용할 수 있는 부피를 제한시킨다. 보호 플라스틱 케이스가 없는 제거 불가능한 배터리를 사용하면 저장 전지를 위해 사용되는 부피를 최대화시켜 배터리(706)의 저장 용량이 최대화된다.
발진기 조립체(728)는 모터(750), 캠(752), 발진기 브래킷(751)을 포함한다. 가청 링어 톤(audible ringer tone) 대신에 또는 상기 방식에 추가하여 조용히 알리기 위해, 로직 기판(718)의 제어하에서 무선 전화기(100)는 캠(752)이 회전되도록 모터(750)를 턴온시킨다. 캠이 회전되면, 캠의 비대칭 형상으로 인해 사용자에게 착신된 호출 또는 기타 상황에 대해 알리는 진동을 발생시킨다. 발진기 모터(750)는 발진기 브래킷(751)에 배치된다. 발진기 브래킷(751)은 발진기 조립체가 커넥터(118)의 상부에 놓이도록(도8에 도시된 바와 같이) 하나 이상의 보스에 의해 위치 설정되어 보유된다. 이와 같이, 발진기 조립체(728)는 로직 기판(718)의 소정 공간을 점유하지 않고 저부 하우징(108)에 포함된다.
데이터 포트 덮개(730)는 커넥터(118)를 덮어 보호하도록 전방부(110)에 형성된 구멍(744)에 끼워진다. 대안 실시예에서, 데이터 포트 덮개(730)는 망실을 방지하도록 랜야드(lanyard) 또는 기타 수단에 의해 보유될 수도 있다.
전방부(110)에는 한 쌍의 스크류(705)에 의해 송수신 기판(702), 섀시(710), 로직 기판(718) 및 키이 패드(720)가 보유된다. 송수신 기판(702)은 스크류(705)의 헤드에 결합되는 그로밋(756, grommet)을 포함한다. 섀시(710)는 스크류(705)가 관통되는 그로밋(754)을 포함한다. 마찬가지로, 로직 기판(718)은 절결부(758)를 포함하고 키이 패드는 스크류(705)에 결합되는 절결부(760)를 포함한다. 전방부(110)는 스크류(705)를 수용하여 보유하는 나사있는 보유부(762)를 포함한다.
후방부(112), 섀시(710) 및 로직 기판(718)은 한 쌍의 제2 스크류(704)에 의해 보유된다. 스크류(704)는 후방부(112)에 관통 삽입되어 섀시(710)의 보스(764)에 관통 연장된다. 다음에, 스크류(704)의 나사있는 단부가 로직 기판(718)의 구멍(766)에 삽입되어 조립이 완료된다.
도9는 도2의 선 9-9'을 따른 저부 하우징(108)의 단면도이다. 도9는 저부 하우징(108)의 부품이 저부 하우징(108)에 견고하게 보유되는 방식을 도시하고 있다. 도9는 조립된 저부 하우징(108)에 배치된 로직 기판(718), 섀시(710) 및 송수신 기판(702)을 도시하고 있다.
섀시(710)는 저부 하우징(108)의 전방부(110) 및 후방부(112)에 대응하는 탭에 결합되는 스냅 끼움 탭을 포함한다. 도9의 우측에서, 섀시(710)는 전방부(110) 내면(906)의 탭(904)에 결합되는 탭(902)을 포함한다. 마찬가지로, 섀시(710)는 후방부(112) 내면(912)의 탭(910)에 결합되는 탭(908)을 포함한다. 도9의 좌측에서, 섀시(710)는 전방부(110) 내면(906)에 결합되는 탭(916)과 후방부(112) 내면(912)의 탭(920)에 결합되는 탭(918)을 포함한다. 상기 탭 중 일부는 도7 및 도8에서 볼 수 있다. 도7에 도시된 바와 같이, 섀시(710)는 후방부(112)의 탭(772)에 결합되는 탭(770)과 후방부(112)의 탭(776)에 결합되는 탭(774)을 추가로 포함한다. 도8에서, 섀시(710)는 전방부(110)의 탭(782)에 결합되는 탭(780)과 전방부(110)의 탭(786)에 결합되는 탭(784)을 추가로 포함한다. 상기 탭은 저부 하우징(108)의 소정 위치에 섀시(710)를 견고하게 위치 설정하여 보유하는 역할을 한다.
다시 도9 특히 도9의 우측에서, 로직 기판(718)을 보유하기 위해, 로직 기판의 제1 지점(930)에서 로직 기판(718)에는 섀시(710)의 지점(928)이 결합된다. 지점(928)은 로직 기판(718)이 전방부(110)의 탭(904)에 의해 발생된 힘의 제2 방향(도9의 상향)에 반대인 제1 방향(도9의 하향)으로 탭(902)의 힘이 발생되도록 탭(902)의 일부에 있는 것이 양호하다. 반작용력이 작용하여 모든 요소가 견고하게 보유된다. 마찬가지로, 송수신 기판의 지점(932)에서 송수신 기판(702)에는 섀시(710)의 지점(930)이 결합된다. 또, 지점(930)은 송수신 기판(702)이 후방부(112)의 탭(910)에 의해 발생된 힘의 제1 방향에 반대인 제2 방향으로 탭(908)의 힘이 발생되도록 탭(908)의 일부에 있는 것이 양호하다.
전방부 및 후방부와 송수신 기판 및 로직 기판을 결합시키는 상기 방식은 소정 위치에 모든 부품을 로킹시키도록 저부 하우징(108)과 함께 유지시키기 위한 스크류에 대한 필요성을 감소시킨다. 스크류는 제조 비용 및 완성된 조립체의 중량을 증가시키므로, 스냅 끼움 설계가 양호하다.
저부 하우징(108) 내에 조립된 부품을 추가로 지지하기 위해, 송수신 기판의 RF 차폐물(712)은 지점(940, 942)에서 후방부(112)의 내면(912)에 결합된다. 마찬가지로, 로직 기판(718)은 모두 지점(952), 지점(954) 및 지점(956)에서 전방부(110)에 각각 결합되는 돌기(942), 돌기(944) 및 돌기(946)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 키이 패드(720)를 고정하도록 돌기와 결합 지점 사이에는 키이 패드(720)의 일부가 보유된다.
도시된 실시예에서도, 도9의 단면도에 도시된 고정 구조는 상부 하우징(102)에 연결되는 무선 전화기(100)의 단부에 위치된다. 저부 하우징(108)에 대한 상부 하우징(102)의 운동 때문에, 또 두 개의 하우징을 결합시키는 힌지 조립체의 잠재적으로 추가되는 힘 때문에, 상기 영역에는 특히 강력한 파괴력이 적용될 수도 있다. 도시된 고정 구조는 상부 하우징(102)에 결합되는 제1 너클(206) 및 제3 너클(208)을 포함하는 전방부(110)를 보강한다.
도10은 도2의 선 10-10'을 따른 저부 하우징(108)의 단면도이다. 도10은 저부 하우징의 전방부(110) 및 후방부(112) 내에서의 송수신 기판(702), 섀시(710), 로직 기판(718) 및 키이 패드(720)의 위치 및 보유 상태를 도시하고 있다. 도10에서, 스크류(705)는 그로밋(756, 754)을 관통 연장되고 나사있는 보유부(762)에 수용된다. 각각 지점(1006, 1008)에서 후방부(112)의 내면(912)에는 섀시(710)의 지점(1002) 및 지점(1004)이 결합된다. 도10에 도시된 바와 같이, 지점(1002, 1004)은 그로밋(756)의 외면에 있다. 상기 방식으로, 섀시(710)는 스크류(705) 및 후방부(112)와의 결합 모두에 의해 측방향 또는 비틀림 힘에 대해 소정 위치에 보유된다.
도11 및 도12에서, 상부 하우징(102)과 저부 하우징(108) 사이에는 가요성 회로 요소(316)가 진입된다. 저부 하우징(108)은 송신기, 수신기 및 콘트롤러를 포함하는 제1 전자 회로를 갖는 제1 하우징이다. 저부 하우징(108)은 전방면(2202)과 일단(2206)에서 전방면(2202)에 배치된 제1 너클(206)을 갖는다. 전방면(2202)은 제1 힌지 구멍(2207)을 한정한다. 도시된 실시예에서, 제1 힌지 구멍(2207)은 제1 너클(206)의 내부 보어이다. 전방면(2202)은 제1 힌지 구멍(2207)에 인접한 슬롯(2208)을 한정한다. 제1 너클(206)은 슬롯을 갖는 제1 힌지부를 형성한다.
축(2212)을 따라 제1 너클(206)에서 저부 하우징(108)으로부터 샤프트(2210)가 연장된다. 샤프트(2210)는 보어(2215) 및 베어링면(2216)을 한정하는 배럴(2214)을 포함한다. 배럴(2214)은 제1 힌지 구멍(2207)에 삽입되도록 된 크기를 갖는다. 샤프트(2210)는 샤프트(2210)의 일측에 샤프트 슬롯(2218)을 한정한다. 샤프트 슬롯(2218)은 저부 하우징(108)과 상부 하우징(102)이 조립되는 동안에 샤프트 슬롯을 관통하여 가요성 회로 요소(316)가 삽입될 수 있는 정도로 충분한 거리만큼 배럴(2214)의 일측을 따라 연장된다.
도시된 실시예에서, 샤프트(2210) 및 저부 하우징(108)은 분리된 요소이다. 대안 실시예에서, 저부 하우징(108) 및 샤프트(2210)는 단일 조립체로 성형된다. 단일 조립체는 부품수의 감소 및 조립의 단순화라는 장점을 제공한다. 두 실시예 모두에서, 베어링면(2216)은 조립되는 동안에 가요성 회로 요소(316)의 일부를 수용하기에 적절한 슬롯을 포함하는 슬롯있는 베어링면이다.
샤프트(2210)는 만곡된 외면을 갖는 말단(2211)을 갖는다. 보어(2215)는 대응하는 만곡된 내면을 갖는 샤프트(2210) 내의 말단을 갖는다. 내면은 가요성 회로 요소(316)가 샤프트 슬롯(2218)에 삽입된 후에 가요성 회로 요소(316)의 견부(2217)와 조화되는 반경 및 외형을 갖도록 만곡되어 보어(2215)에 보유된다. 플렉스의 형상과 일치하도록 내면을 만곡시킴으로써, 보어(2215)의 요구된 길이와 이에 따른 샤프트(2210)의 길이는 최소화된다. 이는 무선 전화기의 필요한 폭을 감소시켜 보다 소형이고 휴대가 간편한 제품의 생산에 도움이 된다.
상부 하우징(102)은 표시부(346) 및 스피커(342) 등의 제2 전자 회로를 포함하는 제2 하우징이다. 상부 하우징(102)은 축(2212)에 대한 회전을 위해 제1 너클(206) 및 샤프트(2210)에 정렬된 제2 너클(210)을 포함한다. 제2 너클(210)은 제2 힌지부를 형성하고 제1 너클과 함께 힌지를 형성한다. 제2 너클(210)의 일측(2222)은 제2 힌지 구멍(2223)을 한정하고 개방단(2224)을 갖는다. 제2 너클(210)은 샤프트(2210)의 베어링면(2216)에 피봇식으로 결합되는 내부 회전면(2226)을 한정한다. 샤프트(2210)는 제2 힌지 구멍(2223)에 삽입되도록 된 크기를 갖는다. 제2 너클(210)은 제2 전자 회로에 근접한 제2 너클 슬롯(2228)을 한정한다. 제2 너클 슬롯(2228)은 소정의 슬롯폭을 갖는다. 내부 회전면(2226)은 상부 하우징(102)이 저부 하우징(108)에 대해 운동하기 때문에 베어링면(2216)에 피봇되거나 회전된다.
샤프트 슬롯(2218)은 저부 하우징(108)과 상부 하우징(102) 사이에 가요성 회로 요소(316)를 진입시키기 위해 저부 하우징(108)의 슬롯(2208)에 정렬된다. 제1 전자 회로 및 제2 전자 회로를 커플링시키는 가요성 회로 요소(316)는 상부 하우징(102)으로부터 제2 너클 슬롯(2228)을 관통하고 제2 너클(210)의 개방단(2224)을 관통하고 샤프트 슬롯(2218) 및 슬롯(2208)을 관통하여 저부 하우징(108)으로 진입된다. 일실시예에서, 운동 가능한 하우징 요소 사이에 가요성 회로 요소(316)를 진입시키기 위해, 상부 하우징(102)은 가요성 회로 요소(316)가 제2 너클(210)의 개방단(2224)으로부터 연장되는 상태에서 구멍 또는 제2 너클 슬롯(2228)에 가요성 회로 요소(316)를 삽입시킴으로써 조립된다. 가요성 회로 요소는 베어링면(2216)의 슬롯있는 베어링면 및 샤프트(2210)의 보어(2215)를 관통하고 슬롯(2208)을 관통하여 연장된다. 마지막으로, 샤프트(2210)는 내부 회전면(2226)이 베어링면(2216)에 결합되도록 제2 힌지 구멍(2223)에 위치 설정된다.
이와 같이, 상기 구조는 상부 하우징(102)이 피봇되도록 정지 상태의 베어링면을 제공한다. 상기 구조는 가요성 회로 요소가 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 관통하여 공급되도록 정지 상태의 요소 즉 샤프트가 추가로 제공된다. 샤프트는 가요성 회로 요소의 이동을 제한하여 가요성 회로 요소의 외부 노출을 방지시킨다. 이는 가요성 회로 요소의 손상 또는 오염을 방지한다. 또한, 힌지 내에 베어링면, 슬롯, 샤프트 및 가요성 회로의 진입 상태를 은폐시키면, 무선 전화기(100)의 외관이 개선되고 깔끔한 외관을 나타낸다. 또한, 부품수 및 이에 따른 제조 비용도 플렉스의 진입 및 베어링면을 위해 분리된 부품을 사용하였던 종래의 설계 이상으로 감소된다.
도13은 도12의 선 24-24'을 따른 단면도이다. 도14는 도11의 선 25-25'을 따른 단면도이다. 도15는 도11의 선 26-26'을 따른 단면도이다. 상기 도면은 상부 하우징(102)과 저부 하우징(108) 사이에 가요성 회로 요소(316)를 진입시키는 방법을 도시하고 있다. 도13에서, 가요성 회로 요소(316)는 제2 너클 슬롯(2228)에 관통하여 연장되고 제2 힌지 구멍(2223) 내에서 540°회전된다. 다른 적용 분야에서, 가요성 회로 요소(316)가 직선 또는 곧게 펴진 것이 유리하다면 회전이 생략될 수도 있다. 도14에서, 베어링면(2216)은 내부 회전면(2226)에 결합된다. 샤프트 슬롯(2218)은 샤프트(2210)의 슬롯있는 베어링면에서 볼 수 있다. 도15에서, 샤프트(2210)는 제1 너클(206)에 삽입되고 가요성 회로 요소(316)는 샤프트(2210)의 보어(2215)로부터 샤프트 슬롯(2218) 및 슬롯(2208)을 관통하여 저부 하우징(108) 내로 연장된다.
도14는 상부 하우징(102)에 형성된 노치(2506)도 도시하고 있다. 노치(2506)는 가요성 회로 요소(316)의 삽입 및 진입을 용이하게 하도록 제2 너클 슬롯(2228)의 슬롯폭을 증가시킨다.
본 발명에 따르면, 샤프트(2210)는 제1 세트의 보유 특징부를 포함하고 제1 힌지 구멍(2207)은 샤프트(2210)의 반경 방향으로의 변형을 방지하기 위해 제1 세트의 보유 특징부에 의해 결합되도록 구성된 제2 세트의 대응 보유 특징부를 포함한다. 도15에서, 제1 세트의 보유 특징부는 샤프트(2210)의 외면(2608)에 배치된 리브(2602) 및 리브(2604) 등 하나 이상의 리브를 포함한다. 제2 세트의 대응 보유 특징부는 제1 힌지 구멍(2207)의 내면(2616)에 홈(2612) 및 홈(2614) 등 하나 이상의 홈을 포함한다. 리브는 반경 방향으로의 변형을 방지하도록 홈에 결합된다. 리브는 샤프트 슬롯(2218)을 개방 상태로 유지시켜 샤프트(2210)가 가요성 회로 요소(316)를 죄는 것을 방지한다. 양호하게는, 베어링면(2216)에서, 리브는 샤프트(2210)가 제1 힌지 구멍(2207)으로부터 나오는 것을 방지하는 상부 하우징(102)에 인접된다.
다른 실시예에서, 샤프트(2210)가 제1 너클(206) 내로 살짝 압력 끼움되도록 다른 리브가 샤프트(2210)의 외면에 추가될 수도 있다. 압력 끼움은 샤프트(2210)를 관통하여 플렉스가 공급되는 조립 단계 동안에 소정 위치에 샤프트(2210)를 유지시키는 역할을 한다.
본 발명에 따르면, 가요성 회로 요소(316)는 상부 하우징(102)과 저부 하우징(108) 사이에 용이하게 진입하도록 되어 있다. 도16은 가요성 회로 요소(316)의 일부를 도시하고 있다. 가요성 회로 요소(316)는 대개 플렉스 스트립 또는 플렉스라 부르기도 한다.
가요성 회로 요소(316)는 본체(2704)를 갖는 가요성 기판(2702)을 포함한다. 본체(2704)는 소정의 길이(2706) 및 소정의 폭(2708)을 갖는다. 기판은 가요성 및 탄성뿐만 아니라 양호한 유전 성질을 갖는 폴리아미드, 플라스틱 또는 기타 절절한 재료로 제조된다. 가요성 회로 요소(316)는 본체(2704)로부터 연장되는 리더(2714, leader)뿐만 아니라 본체로부터 연장되는 탭(2712)을 포함하는 말단부(2710, termination portion)도 추가로 포함한다.
전기 신호를 전송하기 위해, 가요성 회로 요소(316)는 가요성 기판(2702)에 배치되어 본체(2704)의 길이(2706)를 따른 방향으로 진행되는 복수의 도선(2718)을 포함한다. 도선의 폭 및 간격은 가요성 회로 요소의 제조 공차에 따라 조절된다. 디지털 전자 신호 및 전력을 운반하기 위한 도선과 접지용 도선에 대한 폭 및 핏치의 전형적인 값은 0.005인치(1.27 ㎜)이다.
가요성 회로 요소(316)는 복수의 도선(2718)과 커넥터 사이의 전기적인 접속을 위해 탭(2712)에 배치된 복수의 말단 패드(2720)도 포함한다. 커넥터는 가요성 회로 요소(316)의 도선(2718)과 인쇄 배선 기판의 회로 사이에 전기적인 접속을 형성하기 위해 필요하다.
예컨대, 무선 전화기(100) 등의 전자 장치에서, 전자 장치는 제1 동작 회로를 갖는 저부 하우징(108) 등의 제1 하우징과 제2 동작 회로를 갖는 상부 하우징(102) 등의 제2 하우징을 포함한다. 제1 동작 회로는 예컨대 송신기, 수신기, 프로세서 또는 기타 콘트롤러, 메모리, 및 전자 장치에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함한다. 제2 전자 회로는 예컨대 표시부(346) 및 스피커(342)를 포함한다. 전자 장치는 제1 하우징과 제2 하우징을 운동 가능하게 결합시키는 힌지 등의 조인트 요소를 추가로 포함한다. 조인트 요소는 소정의 슬롯폭을 갖는 슬롯(2208, 도11)을 한정한다. 가요성 회로 요소(316)는 슬롯(2208)을 관통함으로써 그 일부가 상부 하우징(102)과 저부 하우징(108) 사이에 진입된다.
도17 및 도18에서, 인쇄 배선 기판(2806)을 포함하는 제1 동작 회로(2804)에는 커넥터(2802)가 결합된다. 커넥터(2802)는 커플링 구멍(2806)을 한정하고, 인쇄 배선 기판에 장착되기 위한 복수의 핀(2812)과 커플링 구멍(2806)에 배치된 동일한 갯수의 접속 패드(2814)를 포함한다. 커넥터(2802)와 이 커넥터(2802)를 사용하는 전자 장치를 소형화시키기 위해, 복수의 핀 및 복수의 접속 패드는 커넥터의 폭을 최소화시키도록 이격된다. 핀 및 접속 패드의 폭 및 간격은 커넥터(2802)의 제조 공차에 따라 결정된다. 커플링 구멍(2806)은 가요성 회로 요소(316)의 탭(2712)의 길이에 대응하는 소정의 결합 깊이를 갖는다. 결합 깊이에 대한 전형적인 값은 3 ㎜이다.
커넥터(2802)는 가요성 회로 요소(316) 등의 플렉스 스트립을 수납하여 보유하도록 구성된다. 커넥터(2802)는 가요성 회로 요소(316)를 보유하기 위해 개방 상태(도17)와 폐쇄 상태(도18) 사이에서 운동 가능한 덮개(2818)를 포함한다. 무선 전화기(100)를 조립하는 동안에, 가요성 회로 요소는 슬롯(2208)을 관통하여 진입되고 탭(2712)은 커플링 구멍(2806)에 삽입되고 덮개(2818)는 폐쇄되어 커넥터(2802)에 탭(2712)이 보유된다. 탭(2712)은 커플링 구멍(2806)에 기계적으로 결합되도록 구성된다. 즉, 탭(2712)은 커플링 구멍(2806)으로의 삽입 및 보유에 적절한 폭 및 길이를 가지며, 탭에 배치된 복수의 말단 패드(2720)는 커플링 구멍(2806)에 배치된 접속 패드(2814)에 신뢰성있게 전기적으로 접속되도록 된 크기를 갖고 이격된다.
상부 하우징(102)과 저부 하우징(108) 사이에 가요성 회로 요소(316)를 진입시키기 위해, 가요성 회로 요소(316)는 제2 너클 슬롯(2228) 및 슬롯(2208)을 관통하여야 한다. 리더(2714)는 편의상 우선 제2 너클 슬롯(2228) 및 슬롯(2208)에 삽입되어 타측으로 관통되어 인출된다. 또한, 제2 너클 슬롯(2228) 및 슬롯(2208)을 관통하여 가요성 회로 요소(316)가 진입될 수 있도록, 가요성 회로 요소(316)는 제2 너클 슬롯(2228) 또는 슬롯(2208) 중 하나의 슬롯폭보다 작은 최대폭(2826)을 갖는다.
가요성 회로 요소(316)의 최대폭(2826)을 감소시키기 위해, 말단 패드(2720)는 가요성 회로 요소의 도선(2718)에 거의 수직 방향으로 되어 있다. 도선(2718)에 직각으로 탭(2712) 및 말단 패드(2720)의 방향을 설정함으로써, 가요성 회로 요소(316)의 최대폭(2826)은 기판(2702)에 원하는 만큼의 도선 즉 도선(2718)을 배치하도록 필요한 탭 길이 + 폭으로 감소된다. 탭 길이는 커넥터(2820) 또는 다른 PWR 배선 장치에 대한 결합 깊이에 대응한다. 도선(2718)에 필요한 간격은 플렉스 스트립의 제조 공차에 따라 설정된다. 이와 같이, 가요성 회로 요소(316)의 폭은 최소화된다. 이는 슬롯(2208)의 슬롯폭이 슬롯(2208)을 관통하여 가요성 회로 요소(316)의 진입을 수용하기 충분할 정도로 크게 설정되기 때문에 중요하다. 플렉스의 폭이 최소라면, 슬롯폭도 최소이므로, 무선 전화기(100)의 크기는 하우징 사이에 가요성 회로 요소를 진입시키기 위한 필요성에 따라 폭이 제어될 정도로 최소화된다.
도시된 실시예에서는 90도가 선택되었지만, 다른 적절한 각도가 선택될 수도 있다. 목표는 가요성 회로 요소의 본체(2704)의 폭을 최소화시키도록 가요성 기판(2702)에 도선(2718)을 배치하는 것이다. 종전의 설계에서는 도선이 플렉스 스트립의 길이를 따라 이어져 폭이 넓어지는 부분을 따라 플렉스 스트립의 단부에 배치된 말단 패드로 진입되는 전개 기술(fan out technique)이 사용되었다. 도16에 도시된 바와 같이, 플렉스 스트립의 단부에 소정 갯수의 말단 패드를 놓기 위해 필요한 폭은 플렉스의 본체를 따라 동일한 갯수의 도선을 놓기 위해 필요한 폭보다 상당히 넓다.
도시된 실시예에서, 가요성 회로 요소(316)는 제1 측부(2724) 및 제2 측부(2726)를 갖고 복수의 도선(2718)은 제1 측부(2724) 및 제2 측부(2726)에 모두 배치된다. 도시된 실시예에서도, 복수의 말단 패드(2720)는 제1 측부(2724)에 배치된다. 가요성 회로 요소(316)는 제1 측부(2724)의 말단 패드에 제2 측부(2726)의 도선을 전기적으로 커플링시키도록 가요성 회로 요소(316)를 관통하여 연장되는 복수의 비아(2728, via)를 추가로 포함한다. 대안 실시예에서, 복수의 도선(2718) 및 복수의 말단 패드(2720)는 제1 측부(2724) 및 제2 측부(2726)에 모두 배치된다. 다른 대안 실시예에서, 플렉스 스트립에는 두 개를 초과하는 도선층이 배치될 수도 있다.
상기된 바와 같이, 본 발명은 전자 장치의 하나의 하우징으로부터 다른 하우징으로 가요성 회로 요소를 진입시키기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 가요성 회로 요소는 플렉스 스트립의 모서리로부터 분리되어 플렉스의 진입 방향과 소정의 각도를 이루는 탭에서 말단부를 포함한다. 이로써 플렉스가 최소 크기의 개구를 관통하여 진입되도록 플렉스 폭이 최소화된다.
본 발명의 특정한 실시예에 대해 설명하고 도시하였지만, 변형이 이루어질 수도 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 요지 및 범주 내에 있는 모든 변형예를 포함하도록 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 가요성 회로 요소는 플렉스 스트립의 모서리로부터 분리되어 플렉스의 진입 방향과 소정의 각도를 이루는 탭에서 말단부를 포함한다. 이와 같이, 플렉스가 최소 크기의 개구를 관통하여 진입될 수 있도록 최소폭의 플렉스를 제공함으로써, 전자 장치의 크기는 최소화된다.

Claims (10)

  1. 소정 길이(2706) 및 소정 폭(2708)의 본체(2704)를 갖는 가요성 기판(2702)과,
    상기 가요성 기판에 배치되고 본체의 길이를 따른 방향으로 진행되는 복수의 도선(2718)과,
    상기 본체로부터 연장되고 커넥터(2802)에 결합되도록 된 크기의 탭(2712)을 포함하는 말단부(2710)와,
    상기 복수의 도선과 커넥터 사이의 전기적인 접속을 위해 탭에 배치되고 복수의 도선에 거의 수직 방향인 복수의 말단 패드(2720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 회로 요소.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가요성 기판은 제1 측부(2724) 및 제2 측부(2726)를 가지며, 상기 제1 측부에는 복수의 제1 도선이 배치되고 제2 측부에는 복수의 제2 도선이 배치되는 것을 특징으로 하는 가요성 회로 요소.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 말단 패드는 가요성 기판의 제1 측부에 배치되며, 상기 가요성 요소는 복수의 말단 패드에 동일한 갯수의 제2 도선을 전기적으로 커플링시키도록 가요성 기판을 관통하여 연장되는 복수의 비아(2728)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 회로 요소.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 도선은 본체의 폭을 최소화시키도록 가요성 기판에 배치되는 것을 특징으로 하는 가요성 회로 요소.
  5. 제1 동작 회로를 갖는 제1 하우징(102)과,
    제2 동작 회로를 갖는 제2 하우징(108)과,
    상기 제1 하우징 및 제2 하우징을 운동 가능하게 결합시키고 소정의 슬롯폭을 갖는 슬롯(2208)을 한정하는 조인트 요소와,
    본체(2704) 및 탭(2712)을 갖는 가요성 기판(2702)과 상기 본체에 배치된 복수의 도선(2718)과 상기 탭에 배치되고 복수의 도선에 거의 수직 방향인 복수의 말단 패드(2720)를 포함하고 슬롯을 관통하여 진입되어 제1 동작 회로와 제2 동작 회로를 전기적으로 커플링시키는 가요성 회로 요소(316)를 포함하며;
    상기 가요성 회로 요소는 슬롯폭보다 작은 최대폭(2826)을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 본체는 제1 측부(2724) 및 제2 측부(2726)를 가지고 복수의 도선은 제1 측부 및 제2 측부에 모두 배치되고 복수의 말단 패드는 제1 측부에만 배치되며, 상기 가요성 회로 요소는 제1 측부의 말단 패드에 제2 측부의 도선을 전기적으로 커플링시키도록 가요성 회로 요소를 관통하여 연장되는 복수의 비아(2728)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 본체는 제1 측부(2724) 및 제2 측부(2726)를 가지고 복수의 도선 및 복수의 말단 패드는 제1 측부 및 제2 측부에 모두 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제1 동작 회로에 결합된 커넥터(2802)를 추가로 포함하며, 상기 커넥터는 커플링 구멍(2806)을 한정하며, 상기 탭은 커플링 구멍에 기계적으로 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 커넥터는 인쇄 배선 기판(2806)에 장착되기 위한 복수의 핀(2812)과 커플링 구멍에 배치된 동일한 갯수의 접속 패드(2814)를 포함하며, 상기 복수의 핀 및 동일한 갯수의 접속 패드는 커넥터의 폭을 최소화시키도록 이격되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 커넥터는 소정의 결합 깊이를 가지며, 상기 탭은 가요성 회로 요소의 최대폭을 최소화시키도록 상기 결합 깊이 이하의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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