KR20010067058A - 평행한 두 기판을 용이하게 서로 전기적으로 접속할 수있는 기판 대 기판 접속기 - Google Patents

평행한 두 기판을 용이하게 서로 전기적으로 접속할 수있는 기판 대 기판 접속기 Download PDF

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KR20010067058A
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나가토시 다쯔미
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Abstract

절연체에 결합된 복수의 도전성 접촉부재를 가진 접속기에서, 각 접촉부재는 제 1 및 제 2 기판을 전기적으로 서로 접속하는 특이한 구조를 가진다. 제 1 기판은 서로 대향한 제 1 표면 및 제 2 표면을 가진다. 제 2 기판은 제 1 및 2 표면 사이에 공간을 두고 제 2 표면과 마주보는 주표면을 가진다. 특이한 구조에서, 기저부는 공간에 위치하며 절연체에 의해 홀딩된다. 제 1 탄성부는 제 1 표면과 마주하기 위해 기저부로부터 연장한다. 제 1 접촉부는 제 1 표면상에 배열된 전극 패턴(pattern) 중 하나와 접촉하는 제 1 탄성부로부터 연장한다. 제 2 탄성부는 기저부로부터 연장한다. 제 2 접촉부는 주표면상에 배열된 전극 패턴 중 하나와 접촉하는 제 2 탄성부로부터 연장한다.

Description

평행한 두 기판을 용이하게 서로 전기적으로 접속할 수 있는 기판 대 기판 접속기{BOARD-TO-BOARD CONNECTOR CAPABLE OF READILY ELECTRICALLY CONNECTING TWO PARALLEL BOARDS TO EACH OTHER}
본 발명은 이동전화, 이동 단말기 및 디지털 스틸 카메라 같은 소형의 전자 장치에 사용할 수 있는 기판 대 기판 접속기에 관한 것이다.
종래기술에서 개시된 방법에서 상기 소형의 전자 장치는 전기적으로 서로 접속된 LCD 기판 및 주기판을 포함한다. LCD 기판 및 주기판을 서로 접속하기 위해 아래와 같이 제안된다.
도 1 을 참조하면 , 기판 대 기판 접속기(20)는 제 1 또는 LCD 기판(21) 및 제 2 또는 주기판(22)을 전기적으로 서로 접속하기 위해 엘라스토머(elastomer) 접속기(20)를 포함한다. 접속기(20)는 탄성을 가진 절연체(23) 및 소정의 간격으로 절연체(23)의 표면에 고정된 다수의 접촉부재(24)를 포함한다. 절연체(23)는 원통의 일부가 평행 6 면체 몸체부와 결합하도록 하는 형태로 형성된다. 제 1 기판(21)은 제 1 표면(21a) 및 제 1 표면(21a)과 마주보는 제 2 표면(21b)을 가진다. 전극 패턴(25)은 소정의 간격으로 제 2 표면(21b) 상에 배치된다. 제 2 기판(22)은 전극 패턴(26)이 소정의 간격으로 배치된 주표면(22a)을 가진다.
도 2 를 참조하면, 접속기(20)는 서로 평행한 제 1 과 제 2 기판(21 및 22) 사이에 삽입된다. 즉, 제 1 기판(21)은 접속기(20)의 상부면 상에 위치하는 반면제 2 기판(22)은 제 1 과 제 2 기판(21 및 22) 사이에 공간을 두고 접속기(20)의 하부면 상에 위치한다. 이런 배치에서, 전극 패턴(25 및 26)은 각각 접촉부재(24)와 접촉한다. 그로 인해, 제 1 기판(21)의 전극 패턴(25)은 접속기(11)의 접촉부재(24)를 통해서 제 2 기판(22)의 전극 패턴(26)과 전기적으로 접속한다.
그러나, 접속기(20)는 하나의 터미널(terminal) 당 접촉력이 약하며 접촉저항이 불안정하다. 실리콘 고무가 절연체의 재료로 사용되기 때문에, 형상 변형이 크다. 그로 인해 위치 정밀도를 개선하는 것이 불가능하다. 게다가, LCD 기판 상의 전극 패턴들 사이의 단락 및 주기판 상의 전극패턴들 사이의 단락이 일어나는 원인이 된다. 게다가, 내구성이 약하다.
그 때문에 본 발명의 목적은 LCD 기판의 공정 단계 및 생산비용을 상당히 절감할 수 있는 기판 대 기판 접속기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 LCD 기판 및 주기판을 접속하기 위해 FPC 및 땜납을 필요로 하지 않는 상술된 형태의 기판 대 기판 접속기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 각 기판 상의 전극 패턴들 사이의 단락으로부터 충분히 안전한 상술된 형태의 기판 대 기판 접속기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 내구성 및 재가동성을 가진 상술된 형태의 기판 대 기판 접속기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 소형의 상술한 형태의 기판 대 기판 접속기를 제공하는 것이다.
도 1 은 접속 전의 두 기판과 함께 종래기술에서 기판 대 기판 접속기를 도시한 투시도이다.
도 2 는 접속 후의 기판과 함께 도 1 의 기판 대 기판 접속기의 투시도이다.
도 3A 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 대 기판 접속기의 정면, 상부 및 우측면을 나타낸 투시도이다.
도 3B 는 도 3A 의 기판 대 기판 접속기의 정면, 하부 및 우측면을 나타낸 투시도이다.
도 4A 는 도 3A 및 3B 의 기판 대 기판의 접속기의 평면도이다.
도 4B 는 도 4A 의 기판 대 기판의 정면도이다.
도 5 는 도 4B 에서 V-V 라인에 따른 절개도이다.
도 6 은 도 5 와 유사하게 기판 대 기판 접속기가 두 기판을 서로 연결하는 것을 나타낸 절개도이다.
도 7 은 도 5 와 유사하게 지그를 삽입한 접속기가 기판 대 기판 접속기 내로 기판을 삽입하기 위해 사용되는 것을 나타낸 절개도이다.
도 8A 는 도 3A, 3B, 4A 및 4B 에 도시된 기판 대 기판 접속기를 사용하여 전기적으로 서로 접속한 두 기판의 접속 구조의 분해 투시도이다.
도 8B 는 도 8A 의 ⅧB-ⅧB 라인에 따른 확대 절개도이다.
도 8C 는 기판 중 하나가 고정 부재인 훅(hook)으로 맞물린 것을 나타낸 확대 절개도이다.
도 9 는 도 8A 의 접속 구조의 결합 투시도이다.
도 10 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 두 기판을 서로 접속하는 기판 대 기판 접속기의 절개도이다.
도 11 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 두 기판을 서로 접속하는 기판 대 기판 접속기의 절개도이다.
＊도면의 주요 부분에 대한 설명＊
20 : 기판 대 기판 접속기 21 : 제 1 기판
21a : 제 1 표면 21b : 제 2 표면
22 : 주기판 23, 31 : 절연체
25,26 : 전극 패턴 32 : 접속 부재
32a : 기저부 32b : 제 1 탄성부
32c : 제 1 접촉부 32d : 제 2 탄성부
32e : 제 2 접촉부 32f : 연결부
35 : 클립 36 : 고정부재
36a : 구멍 36b : 연결부
36c : 훅 37 : 프레임
37a : 돌출부 38 : 리세스
본 발명에 따라, 제 1 및 제 2 기판 서로를 전기적으로 연결하기 위해 기판 대 기판 접속기가 제공되며, 제 1 기판은 제 1 표면 및 제 1 방향에서 제 1 표면과 마주보는 제 2 표면을가지며, 제 2 기판은 제 2 표면과 마주보는 주표면을 가지며 제 2 표면과 주표면 사이에 제 1 방향으로 공간을 두며, 제 1 기판은 제 1 표면 상에 배치된 복수의 제 1 전극 패턴을 가지며, 제 2 기판은 주표면 상에 배치된 복수의 제 2 전극 패턴을 가진다. 기판 대 기판 접속기는 절연체 및 절연체에 결합된 복수의 도전성 접촉부재를 포함한다. 각 도전성 접촉부재는 공간을 두고 배치되며 절연체에 의해 홀딩되는 기저부를 포함하며, 제 1 탄성부는 제 1 기판을 향하기 위해 기저부로부터 연장하며, 제 1 접촉부는 제 1 전극 패턴 중 하나와 접촉하기 위해 제 1 탄성부로부터 제 1 표면을 향해 연장하며, 제 2 탄성부는 기저부와 주표면 사이의 기저부로부터 연장하며, 제 2 접촉부는 제 2 전극 패턴 중 하나와 접촉하기 위해 제 2 탄성부로부터 주표면을 향해 연장한다.
도 3 에서 도 7 을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 기판 대 기판 접속기에 대해 설명될 것이다. 동일한 참조번호가 유사한 부분을 나타낸다. 기판 대 기판 접속기는 제 1 또는 LCD 기판(21)을 제 2 또는 주기판(22)에 전기적으로 연결하기 위한 것이다. 제 2 기판(22)은 통상적으로 사각형 형상이다. 뒤에 설명될 방법에서, 제 1 및 제 2 기판(21 및 22)은 서로 마주보며 제 1 방향(A1)으로 제 1 과 제 2 기판 사이에 공간(S)을 갖는다.
기판 대 기판 접속기는 공간(S)에 배치된 절연체(31) 및 절연체(31)와 결합되며 제 1 방향(A1)에 수직한 제 2 방향(A2)으로 소정의 간격으로 배치된 복수의 도전성 접촉부재(32)를 포함한다. 각 접촉부재(32)는 서로 결합된 U 자형 부분(33) 및 헤어핀 모양 부분(34)을 가지고 형성된다.
특히, 각 접촉부재(32)는 기저부(32a), 제 1 탄성부(32b), 제 1 접촉부(32c) 및 제 2 접촉부(32e)를 포함한다. 기저부(32a)는 공간(S)에 위치하며 절연체(31) 에 의해 홀딩되고 제 1 및 제 2 방향(A2 및 A3)에 수직한 제 3 방향(A3)로 연장한다. 제 1 탄성부(32b)는 기저부(32a)로부터 제 1 기판(21)의 제 1 표면(21a)을 향해 확장한다. 제 1 접촉부(32c)는 제 1 탄성부(32b)의 탄성력에의해 제 1 전극 패턴(25)과 접촉하기 위해 제 1 탄성부(32b)로부터 제 1 표면(21a)을 향해 연장한다. 제 2 탄성부(32d)는 기저부(32a)와 제 2 기판(22)의 주표면(22a) 사이의 기저부(32a)로부터 연장한다. 제 2 접촉부(32e)는 제 2 탄성부(32d)의 탄성력에 의해 제 2 전극 패턴 중 하나와 접촉하기 위해 제 2 탄성부(32d)로부터 제 2 기판(22)의 주표면을 향해 연장한다.
따라서, 제 1 및 제 2 기판(21 및 22)은 서로 확실히 접속된다. 제 1 접촉부(32c)가 제 1 탄성부(32b)의 탄성력에 의해 제 2 기판(22) 상의 전극 패턴(26)과 접촉하게 되기 때문에, 접속기는 제 1 기판(21)으로부터 쉽게 떼어질 수 있다. 심지어 제 1 기판과 제 2 기판(21 과 22) 사이의 거리 또는 공간(S)이 온도 또는 기타 변화의 결과로 변화되어도, 접촉부재(32)가 탄성력을 가지므로 접속기는 그런한 변화에 적응할 수 있다. 각 접촉부재(32)는 제 1 접촉부(32c)에 접속된연결부(32f)를 더 포함한다. 연결부(32f)는 제 1 방향(A1)으로 접속기 삽입 지그(jig)(41)와 맞물리기에 적합한 형태를 가진다. 특히, 연결부(32f)는 낫 모양이며 각 접촉부재(32)의 제 1 접촉부(32c)의 말단에서 형성된다.
제 1 기판(21)이 U 자형 부분(33) 내로 삽입되기 전에, 접속기 삽입 지그(41)의 돌출부(41a)는 연결부(32f)와 맞물려서 도 7 에 도시된 대로 U 자형 부분(33)을 넓힌다. 따라서, 제 1 기판은 확실하게 절연체(31)에 부착된다. 게다가, 제 1 기판(21) 상의 전극패턴(25)은 각 접촉부재(32)의 제 1 접촉부에 의해 거의 손상받지 않는다. 기판 대 기판 접속기는 제 1 기판(21)에 절연체(31)를 고정하기 위해 제 1 방향(A1)으로 제 1 기판과 절연체(31)를 클립핑하기 위한 한 쌍의 클립(35)을 더 포함한다. 폴리이미드(polyimide)같은 절연 코팅이 제 1 기판(21) 상의 전극 패턴(25)에 접촉되기 위해 각 클립(35)에 제공되는 것이 바람직하다. 이 경우, 클립(35)를 통해서 제 1 기판(21) 상의 전극 패턴(25)의 단락을 방지할 수 있다.
도 8 A 내지 도 9 를 참조하여, 본 설명은 기판 대 기판 접속기를 사용하는 접속 구조일 것이다.
기판 대 기판 접속기로 제 1 및 제 2 기판(21 및 22)을 접속하기 위해, 고정부재(36) 및 프레임이 사용된다. 고정부재(36)는 통상적으로 사각형이며 양 측면의 중심에 형성된 구멍(36a) 및 제 1 방향(A1)으로 프레임(37)과 맞물리기 위해 네 모퉁이에 형성된 연결부(36b)를 가진다. 프레임(37)은 통상적으로 사각형이며 양 측면의 중심에 형성된 돌출부(37a)를 갖는다.
기판 대 기판 접속기는 클립(35)에 의해 제 1 기판에 우선 고정된다. 다음으로, 제 1 기판(21)은 합성수지로 만들어진 프레임(37) 상에 장착된다. 이 경우, 기판 대 기판 접속기는 프레임(37)의 정면 상의 리세스(recess)(38)에 위치한다. 이어, 프레임(37)은 제 1 기판(22) 상에 위치한다. 결과로서, 제 1 기판(21), 프레임(37) 및 제 2 기판(22)는 적층된다. 이런 상태에서, 프레임(37)은 제 1 과 제 2 기판(21 과 22) 사이에서 공간(S)을 형성하기 위해 그 사이에 삽입된다. 게다가, 고정부재(36)는 제 1 기판(21) 상에 장착된다. 이 경우, 고정부재(36)의 구멍(36a)은 프레임(37)의 돌출부(37a)에 고정된다. 구멍(36a)은 제 2 연결부로 명명될 모서리를 정의한 구멍을 가진다.
게다가, 고정부재의 연결부(36b)는 제 2 기판의 양 측면의 두 부분에 형성된 리세스(22c)로 삽입된다. 이런 상태에서, 각 연결부(36b) 상에 형성된 훅(36c)은 도 8C 에 도시된 대로 탄성에 의해 제 2 기판(22)의 하부면에 맞물린다. 훅(36c)은 제 1 연결부로 명명될 것이다.
결국 도 9 에 도시된 상태로 된다. 특히, 각 접촉부재(32)의 제 1 접촉부(32c)는 제 1 기판(21) 상의 전극 패턴(25)과 접촉하는 반면 각 접촉부재(32)의 제 2 접촉부(32e)는 제 2 기판(22) 상의 전극 패턴(26)과 접촉하게 된다. 따라서, 제 1 및 제 2 기판(21 및 22)은 기판 대 기판 접속기를 통해 서로 접속된다.
도 10 을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 기판 대 기판 접속기에 관해 설명될 것이다. 유사한 부분은 동일한 참조번호로 나타낸다.
기판 대 기판 접속기에서, 절연체(31), 헤어핀 형상 부분(34), U 자형 부분(33)의 하부 및 제 2 접촉부(32e)는 제 1 과 제 2 기판(21 과 22) 사이에 배치된다. 제 1 기판(21)은 절연체 및 U 자형 부분(33)의 하부에 의해 지지된다. 그러나, 제 1 기판(21)이 상기 둘 중의 어느 하나에 의해서만 지지되도록 설계를 변경하는 것이 가능하다.
도 11 을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판 대 기판 접속기에 대해 설명될 것이다. 유사한 부분은 동일한 참조번호로 나타낸다.
기판 대 기판 접속기에서, 절연체(31)는 제 1 방향(A1)으로 탄성적으로 변형할 수 있는 U 자형 부분(31)을 가진다. 제 1 기판(21)은 U 자형 부분(31a)의 홈(31b)으로 삽입된다. 즉, U 자형 부분(31a)은 제 1 기판(21)의 말단부 위로 끼워진다. 게다가, U 자형 부분(31)은 클립(35)에 의해 클립핑 또는 핀칭(pinch)된다. 따라서, 제 1 기판(21)은 절연체에 의해 홀딩된다.
본 발명에 따르면, 기판 및 주기판을 접속하기 위해 FPC 및 땜납 필요로 하지 않으며 각 기판 상의 전극 패턴들 사이의 단락으로부터 충분히 안전하며 내구성 및 재가동성을 가진 소형의 기판 대 기판 접속기를 제공할 수 있고 LCD 기판의 공정 단계 및 생산비용을 상당히 절감할 수 있다.

Claims (8)

  1. 제 1 및 제 2 기판을 전기적으로 서로 접속하기 위한 기판 대 기판 접속기에 있어서, 상기 제 1 기판은 제 1 표면 및 제 1 방향으로 상기 제 1 표면과 마주보는 제 2 표면을 가지며, 상기 제 2 기판은 상기 제 2 표면과 마주보는 주표면을 가지며 상기 제 2 표면과 주표면 사이에는 상기 제 1 방향으로 공간이 형성되며, 상기 제 1 기판은 상기 제 1 표면 상에 배치된 복수의 제 1 전극 패턴을 가지며, 상기 제 2 기판은 상기 주표면 상에 배치된 복수의 제 2 전극 패턴을 가지며, 상기 기판 대 기판 접속기는 절연체 및 상기 절연체에 결합되는 복수의 도전성 접촉부재를 포함하며, 상기 도전성 접촉부재는,
    상기 공간에 배치되며 절연체에 의해 지지되는 기저부;
    상기 제 1 표면과 마주하도록 상기 기저부로부터 연장하는 제 1 탄성부;
    상기 제 1 전극 패턴 중 하나와 접촉하기 위해 상기 제 1 탄성부로부터 상기 제 1 표면을 향해 연장된 제 1 접촉부;
    상기 기저부와 상기 주표면 사이에서 상기 기저부로부터 연장하는 제 2 탄성부; 및
    상기 제 2 전극 패턴 중 하나와 접촉하기 위해 상기 제 2 탄성부로부터 상기 주표면을 향해 연장된 제 2 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 대 기판 접속기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 도전성 접촉부재는 상기 제 1 접촉부에 연결된 연결부를 가지며, 상기 연결부는 상기 제 1 방향으로 접속기 삽입 지그와 맞물리기 위한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 대 기판 접속기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 절연체는 상기 공간에 배치되며, 상기 기판 대 기판 접속기는 상기 제 1 기판에 상기 절연체를 고정하기 위해 상기 제 1 방향으로 상기 기판과 상기 절연체를 클리핑하기 위한 클립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 대 기판 접속기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 클립은 상기 제 1 기판과 접촉하기 위해 절연부를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 대 기판 접속기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 절연체는 상기 제 1 기판의 말단부 위로 끼워지는 U 자형 부분을 가지며, 상기 U 자형 부분은 상기 제 1 방향으로 탄성적으로 변형하며, 상기 기판 대 기판 접속기는 상기 제 1 기판에 상기 절연체를 고정하기 위해 상기 제 1 방향으로 상기 U 자형 부분을 클리핑하기 위한 클립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 대 기판 접속기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 공간을 형성하기 위해 상기 제 1 과 제 2 기판 사이에 삽입되는 프레임 및 상기 제 1 기판 상에 중첩되며 상기 제 1 방향으로 상기제 2 기판과 연결하기 위해 제 1 연결부를 가지는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 대 기판 접속기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 고정부재는 상기 제 1 방향으로 상기 프레임과 연결하기 위해 제 2 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 대 기판 접속기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 접촉부재는 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 배치되며, 상기 기저부는 상기 제 1 및 상기 제 2 방향에 수직인 제 3 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 기판 대 기판 접속기.
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