KR19990069602A - 엘씨디 모듈용 커넥터 - Google Patents

엘씨디 모듈용 커넥터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LCD 모듈용 보드 투 보드 커넥터에 관한 것으로, 얇은 절연성 판재 또는 격리용 몰드프레임에 도전성 접속단자 및 범프가 형성된 보드 투 보드 커넥터를 게이트 인쇄회로기판과 소스 인쇄회로기판이 겹쳐지는 영역에 실장하여 게이트 PCB와 소스 PCB를 전기적으로 연결시킴으로써, LCD 모듈의 경박단소화를 실현할 수 있다.

Description

엘씨디 모듈용 커넥터
본 발명은 LCD 모듈용 커넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 게이트 인쇄회로기판과 소스 인쇄회로기판을 상호 연결하는 보드 투 보드 커넥터의 두께를 박형화한 LCD 모듈용 커넥터에 관한 것이다.
일반적으로 현대사회가 정보사회화되어 감에 따라 정보표시장치의 하나인 LCD 모듈의 중요성이 점차 증가되고 있다. 지금까지 가장 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)는 성능이나 가격적인 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만 소형화 또는 휴대성 측면에서 많은 단점을 갖고 있다. 반면에 LCD 모듈은 가격측면에서 다소 비싸지만 소형화, 경량화, 박형화, 저전력소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체수단으로 주목되고 있다.
이와 같은 LCD 모듈의 경박단소화의 목적을 만족시키기 위해서 LCD 모듈을 구성하고 있는 각각의 부재들 예컨대, 백라이트, 커넥터, 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board, 이하 PCB라함)등이 계속적으로 소형화, 박형화, 경량화되어 가고 있는 추세이다.
상기에서 언급한 커넥터는 크게 2 종류로 분류되는데, 하나는 게이트 PCB와 소스 PCB간의 커넥팅(connecting)에 사용되는 인터페이스 커넥터(interface connector)이고, 다른 하나는 컴퓨터 본체로부터 전력과 신호를 입력받아 LCD 모듈에 전달하는 인풋 커넥터(input connector)이다. 여기서, 인터페이스 커넥터는 다시 FPC(Flexible Printed Circuit)를 이용하는 방식과, 게이트 PCB와 소스 PCB를 직접 연결하는 보드 투 보드 커넥터(board to board connector) 방식으로 분류된다.
현재는 LCD 모듈의 경량박형화를 실현하기 위해 두께가 작으면서 실장면적을 적게 차지하는 보드 투 보드 커넥터를 LCD 모듈에 가장 많이 적용하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 보드 투 보드 커넥터(40)는 테이프캐리어패키지(30)에 의해 LCD 패널(미도시)과 각각 연결된 게이트 PCB(50)와 소스 PCB(60)가 서로 겹쳐지는 영역에 소켓부(41)와 플러그부(43)가 실장되어 2개의 PCB(50)(60)를 전기적으로 연결한 것이다. 여기서, 보드 투 보드 커넥터(40)의 소켓부(41)는 게이트 PCB(50)의 하부면에 실장되고, 플러그부(43)는 소켓부(41)와 대응하는 소스 PCB(60)의 상부면에 실장되어 소켓부(41)에 삽입된다.
그러나, 보트 투 보드 커넥터에서 소켓부와 플러그부를 반드시 구비하여야 하는 기구적 특성상 커넥터의 높이를 2㎜이하로 낮출 수 없고, 게이트 및 소스 PCB 상에 형성되는 접속패드의 경우 피치가 0.5㎜이하로 세밀해지는데 비하여 접속패드와 본딩되는 보드 투 보드 커넥터의 리드의 경우 피치를 0.5㎜이하로 세밀하게 형성하는 것이 매우 어렵다. 이와 같은 이유로 소켓부와 플러그부를 구비한 보드 투 보드 커넥터의 경우 게이트 및 소스 PCB의 공간을 많이 차지하므로 LCD 모듈을 경박단소화시키는데 문제가 되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 게이트 및 소스 PCB에 형성된 접속패드와 전기적으로 연결되는 접속단자를 LCD 모듈용 몰드프레임 또는 두께가 얇은 절연성 판재에 형성하여 LCD 모듈을 경박단소화하는데 있다.
도 1a는 종래의 LCD 모듈의 구조를 개략적으로 나타낸 것이고,
도 1b는 도 1a를 A-A'선으로 절단한 보드 투 보드 커넥터의 종단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 LCD 모듈용 보드 투 보드 커넥터를 개략적으로 나타낸 분해사시도이고,
도 2b는 도 3a를 B-B'선으로 절단한 종단면도이며,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 LCD 모듈용 보드 투 보드 커넥터를 개략적으로 나타낸 분해사시도이고,
도 4a 또는 도 4b는 도 3을 C-C'선으로 절단한 종단면도이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일측면은 일단부의 소정영역에 게이트측 접속패드가 형성된 게이트 PCB와, 게이트측 접속패드와 대응되는 위치에 게이트측 접속패드를 마주보도록 소스측 접속패드가 형성된 소스 PCB와, 게이트측 접속패드에 일단부가 접속되고 소스측 접속패드에 타단부가 접속되어 게이트 PCB와 소스 PCB를 전기적으로 연결하는 보드 투 보드 커넥터를 포함하는 LCD 모듈에 있어서, 보드 투 보드 커넥터는 절연성 판재로 이루어진 몸체와; 몸체를 관통하여 형성되며 양단에 게이트 및 소스측 접속패드와 접속되는 범프가 형성된 접속단자로 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게 게이트 및 소스측 접속패드와 범프는 도전성 접착제를 개재하여 전기적으로 연결된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은 일단부의 소정영역에 게이트측 접속패드가 형성된 게이트 PCB와, 게이트측 접속패드와 대응되는 위치에 게이트측 접속패드를 마주보도록 소스측 접속패드가 형성된 소스 PCB와, 게이트 및 소스 PCB가 삽입 고정되고 게이트 및 소스 PCB 사이에 삽입되도록 내측 소정영역에 격리용 몰드프레임이 돌출된 몰드프레임을 포함하는 LCD 모듈에 있어서, 격리용 몰드프레임의 소정영역에 격리용 몰드프레임을 관통하며 양단에 게이트 및 소스측 접속패드와 접속되는 범프가 형성된 접속단자를 구비한 커넥터가 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게 접속단자는 외부 압력에 유동적으로 대처하도록 중앙부분에 탄성부재가 상기 접속단자와 일체로 형성된다.
또한, 범프는 게이트 및 소스측 접속패드에 직접 접촉되어 게이트 PCB와 소스 PCB를 전기적으로 연결된다.
이하, 본 발명에 의한 LCD 모듈용 보드 투 보드 커넥터의 구조를 첨부된 도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제 1 실시예에 의한 보드 투 보드 커넥터(100)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 얇은 절연성 판재로 형성된 몸체(110)에는 상부에서 하부까지 관통하는 접속단자(111)가 다수개 형성되는데, 바람직하게 접속단자(111)는 몸체(110)에 2열 이상 형성된다.
또한, 몸체(110)의 상부면과 하부면, 즉 각각의 접속단자(111)에는 접속단자와 전기적으로 연결되는 제 1 범프(113')와 제 2 범프(113)가 형성된다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 범프(113')(113)는 도전성이 우수한 구리-금(Cu-Au)을 사용하며, 제 1 및 제 2 범프(113')(113)의 폭은 약 60㎛이고, 몸체(110)의 장축방향에 형성된 범프와 범프 사이의 피치는 약 80㎛이다. .
이와 같은 구조를 갖는 보드 투 보드 커넥터(100)는 도 2a에 도시된 바와 같이 LCD 모듈에서 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160)가 겹쳐지는 부분에 실장된다. 여기서, 게이트 PCB(150)의 일단부 하부면에 형성된 게이트측 접속패드(153)는 도 2b에 도시된 바와 같이 도전성 접착제(120)를 매개로 제 1 범프(113')와 부착되고, 게이트측 접속패드(153)와 대응되도록 형성되며 게이트 PCB(150)와 겹쳐지는 소스 PCB(160)의 상부면에 형성된 소스측 접속패드(163)는 도전성 접착제(120)를 매개로 제 2 범프(113)와 부착된다. 바람직하게, 도전성 접착제(120)는 은-납(Ag-Pb)계의 도전성 미세분말을 에폭시(epoxy)계 수지와 혼합한 열경화성 접착제이다.
예컨대, 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160)에 형성된 게이트 및 소스측 접속패드(153)(163)의 피치가 0.5㎜이고, 길이가 0.5㎜이며, 폭이 0.35㎜인 경우, 피치가 80㎛이고 폭이 60㎛인 제 1 및 제 2 범프(113')(113) 3개가 한 개의 게이트 또는 소스측 접속패드(153)(163)에 접속된다.
이와 같은 커넥터를 게이트 및 소스 PCB에 실장하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160)가 겹쳐지는 부분에 보드 투 보드 커넥터(100)를 실장하는데, 먼저 제 2 범프(113)에 도전성 접착제(120)를 얇게 전사하고 소스 PCB(160)에 형성된 소스측 접속패드(163)와 제 2 범프(113')를 얼라인시킨다. 이후, 소스측 접속패드(163)와 제 2 범프(113) 사이에 존재하는 도전성 접착제(120)를 열압착하여 경화시킴으로써, 소스측 접속패드(163)에 제 2 범프(113)를 부착한다.
이어, 보드 투 보드 커넥터(100)의 제 1 범프(113')에 도전성 접착제(120)를 얇게 전사한 후 게이트측 접속패드(150)와 제 1 범프(113')를 얼라인시킨다. 이후, 게이트측 접속패드(153)와 제 1 범프(113') 사이에 존재하는 도전성 접착제(120)를 열압착하여 경화시키므로 보드 투 보드 커넥터(100)를 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160)사이에 실장한다. 여기서, 제 1 및 제 2 범프(113)(113')에 도전성 접착제(120)를 얇게 전사시키는 이유는 접촉저항을 저하시키기 위해서이다.
이와 같이 보드 투 보드 커넥터에서 소켓부과 플러그를 없애고 얇은 판재에 피치가 수십 ㎛이하인 접속패드와 범프를 형성함으로써, 게이트 및 소스 PCB에 형성된 접속패드의 피치와 관계없이 보드 투 보드 커넥터를 범용적으로 사용할 수 있다. 즉, 접속패드의 피치가 0.5㎜ 이상으로 넓게 형성된 경우 한개의 접속패드에 수십 ㎛의 피치를 갖는 범프를 3개 이상 접속시키거나 또는, 접속단자의 피치를 넓게 형성한다. 또한, 접속패드의 피치가 0.5㎜로 세밀할 경우, 피치가 수십 ㎛인 범프를 한 개의 접속패드에 3개 이하로 접속시킨다.
한편, 제 1 실시예에 의한 변형예들이 본 발명에서 실행될 수도 있으며 그 중 하나의 변형예가 도 4 내지 도 5에 도시되어 있다.
제 2 실시예에 의한 보드 투 보드 커넥터(230)는 도 3에 도시된 바와 같이 몰드프레임(210)의 내측에 형성되어 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160) 사이에 삽입되는 격리용 몰드프레임(220)에 형성된다. 여기서, 격리용 몰드프레임(220)은 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160)가 겹쳐지는 부분과 대응되는 영역에서 돌출된 것으로, 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160) 사이에 삽입되어 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160) 상호간에 전기적 간섭현상을 방지한다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 격리용 몰드프레임(220)의 소정영역에는 상부에서 하부까지 관통된 접속단자(231)가 다수개 형성된다. 바람직하게, 접속단자(213)는 도 4a에 도시된 바와 같이 외부 압력에 대해 유동적으로 대처할 수 있도록 중앙부분에 탄성부재(232)를 일체로 형성하여 격리용 몰드프레임(220)에 삽입한 것일 수도 있고, 도 4b에 도시된 바와 같이 격리용 몰드프레임(220)에 도전성 관통홀을 형성하여 전기적으로 도통되도록 한 것일 수도 있다. 한편, 접속단자(231)는 격리용 몰드프레임(220)에 2열 이상 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 격리용 몰드프레임(220)의 상부면과 하부면, 즉 각각의 접속단자(231)에는 제 1 범프(233')와 제 2 범프(233)가 형성되는데, 제 1 및 제 2 범프(223')(233)는 도전성이 우수한 구리-금(Cu-Au)을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 격리용 몰드프레임(220)과 일체로 형성된 보드 투 보드 커넥터(230)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 LCD 모듈에서 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160)가 겹쳐지는 부분에 실장된다. 여기서, 게이트 PCB(150)의 일단부 하부면에는 제 1 범프(233')와 전기적으로 접속되는 게이트측 접속패드(153)가 형성되고, 게이트측 접속패드(153)와 대응되며 게이트 PCB(150)와 겹쳐지는 소스 PCB(160)의 상부면에는 제 2 범프(223)와 전기적으로 접속되는 소스측 접속패드(163)가 형성된다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 범프(233')(233)와 게이트 및 소스측 접속패드(153)(163)간의 접속은 도전성 접착제를 사용하지 않고 제 1 및 제 2 범프(233')(233)를 직접 게이트 및 소스측 접속패드(153)(163)에 접속시키지만 도전성 접착제를 사용하여도 무방하다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 격리용 몰드프레임(220)과 게이트 및 소스 PCB(150)(160)의 소정영역에 암나사부(240)를 형성하여 격리용 몰드프레임(220), 게이트 PCB(150), 소스 PCB(160) 간의 체결이 불안정할 경우 암나사부(240)에 수나사(245)를 체결하여 제 1 및 제 2 범프(233')(233)와 게이트 및 소스측 접속패드(153)(163)간의 접속불량을 방지하는 것이 바람직하다.
이와 같은 커넥터를 게이트 및 소스 PCB에 실장하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 몰드프레임(210) 내부에 빛을 발산하는 백라이트를 고정시키고 백라이트 상에 TCP(155)를 매개로 게이트 및 소스 PCB(150)(160)와 연결된 LCD 패널(미도시)을 올려놓는다. 이후, 도 3에 도시된 바와 같이 게이트 및 소스 PCB(150)(160)가 LCD 패널의 후면에 위치하도록 TCP(155)를 절곡시키는데, 격리용 몰드프레임(220)이 게이트 PCB(150)와 소스 PCB(160) 사이에 위치하도록 TCP(155)를 절곡한다.
이후, 게이트 PCB(150)에 형성된 게이트측 접속패드(153)와 격리용 몰드프레임(220)에 형성된 제 1 범프(233')를 정확하게 얼라인시킴과 아울러 소스 PCB(160)에 형성된 소스측 접속패드(163)와 제 2 범프(233)를 얼라인시킨다. 여기서, 게이트 PCB(150), 격리용 몰드프레임(220), 소스 PCB(160) 상호간에 체결이 불안정하여 제 1 및 제 2 범프(233')(233)가 게이트 및 소스측 접속패드(153)(163)에 접속되지 않을 경우 암나사부(240)에 수나사(245)를 삽입하여 조인팅한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 보드 투 보드 커넥터는 얇은 절연성 판재 또는 격리용 몰드프레임에 도전성 접속단자를 형성하여 게이트 PCB와 소스 PCB를 전기적으로 연결시킴으로써, LCD 모듈의 경박단소화를 실현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 일단부의 소정영역에 게이트측 접속패드가 형성된 게이트 PCB와, 상기 게이트측 접속패드와 대응되는 위치에 상기 게이트측 접속패드를 마주보도록 소스측 접속패드가 형성된 소스 PCB와, 상기 게이트측 접속패드에 일단부가 접속되고 상기 소스측 접속패드에 타단부가 접속되어 상기 게이트 PCB와 상기 소스 PCB를 전기적으로 연결하는 보드 투 보드 커넥터를 포함하는 LCD 모듈에 있어서,
    상기 보드 투 보드 커넥터는 절연성 판재로 이루어진 몸체와;
    상기 몸체를 관통하여 형성되며 양단에 상기 게이트 및 소스측 접속패드와 접속되는 범프가 형성된 접속단자로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 범프는 도전성이 우수한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 도전성이 우수한 물질은 구리-금(Cu-Au)인 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 및 소스측 접속패드와 상기 범프는 도전성 접착제를 개재하여 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 도전성 접착제는 은-납(Ag-Pb)계의 도전성 미세분말을 에폭시(epoxy)계 수지와 혼합한 열경화성 접착제인 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
  6. 일단부의 소정영역에 게이트측 접속패드가 형성된 게이트 PCB와, 상기 게이트측 접속패드와 대응되는 위치에 상기 게이트측 접속패드를 마주보도록 소스측 접속패드가 형성된 소스 PCB와, 상기 게이트 및 소스 PCB가 삽입 고정되고 상기 게이트 및 소스 PCB 사이에 삽입되도록 내측 소정영역에 격리용 몰드프레임이 돌출된 몰드프레임을 포함하는 LCD 모듈에 있어서,
    상기 격리용 몰드프레임의 소정영역에 상기 격리용 몰드프레임을 관통하며 양단에 상기 게이트 및 소스측 접속패드와 접속되는 범프가 형성된 접속단자를 구비한 커넥터가 형성된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 접속단자는 외부 압력에 유동적으로 대처하도록 중앙부분에 탄성부재가 상기 접속단자와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 범프는 상기 게이트 및 소스측 접속패드에 직접 접촉되어 상기 게이트 PCB와 상기 소스 PCB를 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 범프는 도전성 접착제를 개재하여 상기 게이트 및 소스측 접속패드와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈용 커넥터.
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