KR20050085932A - 전자기 커플러 정렬 및 정합 - Google Patents

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Abstract

제1 버스 커플러 요소, 제2 버스 커플러 요소, 및 제 2 버스 커플러 요소와 연관되며, 제2 버스 커플러 요소가 제1 버스 커플러 요소와 가시적으로 정렬될 수 있게 하는 투명 매체를 포함하는 가시적 요소를 포함하는 시스템이 개시된다.

Description

전자기 커플러 정렬 및 정합{ELECTROMAGNETIC COUPLER REGISTRATION AND MATING}
본 발명은 전자기 커플러 정렬 및 정합에 관한 것이다.
통상의 멀티드롭(multi-drop) 신호 분배 시스템에서는 버스의 일단에 소정의 디바이스가 연결되어 있고, 이 버스에는 금속간 직접 접촉을 요하는 각각의 커플링에 의해 다수의 디바이스가 전기적으로 결합되어 있다. 디바이스와 버스 간의 커플링은 통상적으로 핀, 카드 가이드(card guide), 래치(latch)와 같은 기계적 고정구(fixture)와, 정렬 및 정합(registration and mating)을 위한 기타 유사한 종류의 고정구를 필요로 한다. 여기서, 정렬(registration)이라 함은 일반적으로 커플러들을 디바이스측과 버스측에서 소정의 정렬 오차(alignment tolerance) 내에서 정렬시키는 것을 말하며, 정합(mating)이라 함은 일반적으로 소정의 신호가 각 디바이스와 버스 사이에서 흐를 수 있도록 각 디바이스와 버스 간에 적당한 전기적 접속을 제공하는 것을 말한다.
도 1은 소정의 디바이스가 각자의 전자기 커플러에 의해 다른 디바이스에 전자기적으로 결합되어 있는 구성을 가진 예시적인 멀티드롭 신호 분배 시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 전자기 커플러의 예시적인 전기적 모델을 도시한 도면.
도 3은 회로 기판에 전자기적으로 결합된 디바이스의 예를 도시한 도면.
도 4 및 5는 투명 커플러 매체와의 커플러 정렬의 예를 도시한 도면.
도 6은 기준 마크(fiducial marks)를 이용한 커플러 정렬의 예를 도시한 도면.
도 7은 도 3의 디바이스와 회로 기판에 의해 구성된 예시적인 전자기 커플러의 부분 단면도.
도 8은 예시적인 가요성 회로를 도시한 도면.
도 9는 도 3의 예시적인 디바이스의 전개 사시도.
도 10은 가요성 회로(flex circuit)를 회로 기판에 고정시키는 클램프의 상면 및 일측면의 전개 사시도.
도 11은 도 10의 예시적인 클램프의 상면 및 다른 일측면의 전개 사시도.
도 12는 도 10의 예시적인 클램프의 하면 및 일측면의 전개 사시도.
도 13은 도 10의 예시적인 클램프의 사시도.
도 14는 가요성 회로의 회로 기판에의 예시적인 전기적 커플링을 도시한 도면.
도 15는 회로 기판에 전자기적으로 결합된 디바이스의 부분 단면도.
도 16 및 17은 기판에 전자기적으로 결합된 디바이스의 부분 단면도.
도 18은 소켓 내에 삽입하기 위해 위치된 디바이스의 사시도.
도 19는 회로 기판에 상대적으로 디바이스를 고정시키는 도 18의 예시적인 소켓의 사시도.
도 20은 도 18의 예시적인 소켓의 상면 및 일측면의 사시도.
도 21은 도 18의 예시적인 소켓의 하면 및 일측면의 사시도.
도 22는 도 18의 예시적인 소켓의 일측면의 입면도.
도 23은 도 18의 예시적인 소켓의 상면도.
도 24는 도 18의 예시적인 소켓의 하면도.
도 25는 도 18의 예시적인 소켓의 상면 및 일측면의 전개 사시도.
도 26은 회로 기판의 가요성 회로에 전자기적으로 결합된 복수의 디바이스의 예를 도시한 도면.
커플러 정렬 및 정합은 비기계적 고정구(fixtures)를 이용한 각종 기법을 이용하여 실시될 수 있다. 정렬을 수행하는 단계는 투명 커플러 소자를 이용하여 커플러를 라인 또는 신호 트레이스(trace)에 정렬시키는 것을 돕는 단계를 포함한다. 커플러 소자는 인간이나 기계에게 또는 이 둘 모두에게 투명해 보일 수 있다. 커플러의 일측 또는 양측에 투명 커플링 소자(예컨대, 도전성 라인을 포함하는 커플러의 일측 또는 양측에 투명 매체)를 구비하게 되면 정렬을 실시하는 인간이나 기계는 이 소자를 통해 볼 수 있으며, 커플러의 도선, 또는 커플러 소자 상의 틱 마크(tick mark)나 인쇄 기호 등과 같은 기준 마크(fiducial marks)를 이용하여 커플러를 적당하게 정렬시킬 수가 있다. 커플러 정합을 실시하는 것은 커플러 소자들 사이에 접착제를 유입시켜 적절한 정합을 보장할 정도로 충분히 커플러를 함께 고정시키는 것을 포함할 수 있다.
기계적 고정구에 대한 대안 수단을 단독으로 이용하지 않은 정렬 및 정합 실시는 협폭 버스 또는 시리얼 버스를 가진 애플리케이션, 적은 수의 버스 슬롯을 가진 애플리케이션, 커플러 정합이 테스트 프로브(probe)와 같은 것을 가지고 손으로 실시되는 애플리케이션, 쉽게 예상할 수 없는 테스트 포인트와 신호를 가진 애플리케이션, 좋지 못한 커플링 제어에 대해서도 융통성이 있는 적당한 대역폭 조건을 가진 애플리케이션, 및/또는 다른 유사한 종류의 구성을 가진 애플리케이션에 유리할 수 있다. 그와 같은 애플리케이션의 예는 주변 컴퓨터 서브시스템 또는 선택적 커넥터로의 시그널링을 포함한다. 더욱이, 기계적 고정구에 대한 대안 수단을 가지고 정렬 및 정합을 실시하는 것은 기계적 고정구를 가지고 정렬 및 정합을 실시하는 것에 비해 비용이 저렴할 수 있다.
정렬 및 정합 기술에 대해 자세히 설명하기 전에 다른 정렬 및 정합 기술을 이용할 수 있는 커플러를 포함하는 예시적인 시스템에 대해서 설명한다.
도 1은 소정의 디바이스가 개별 전자기 커플러에 의해 다른 디바이스에 전자기적으로 결합되어 있는 예시적인 멀티드롭 신호 분배 시스템을 도시한 도면이다. 시스템(100)은 소정의 디바이스(110) 및 다른 디바이스(120, 130, 140)를 포함한다. 디바이스(110)는 버스(112)에 결합되어 있다. 디바이스(120, 130, 140)는 각각 버스(122, 132, 142)와 컴포넌트(124, 134, 144)를 포함한다. 버스(122, 132, 142)는 컴포넌트(124, 134, 144)에 각각 결합되어 있다.
디바이스(120, 130, 140)는 각각 전자기 커플러(160, 170, 180)에 의해 버스(112)에 전자기적으로 결합된다. 전자기 커플러(160, 170, 180)는 버스(122, 132, 142)를 각각 버스(112)에 전자기적으로 결합시켜 컴포넌트(124, 134, 144) 각각이 디바이스(110)와 통신할 수 있도록 한다. 각 디바이스(120, 130, 140)를 버스(112)에 전자기적으로 결합시킨 것은, 거의 균일한 전기적 특성을 가지며 디바이스들(110, 120, 130, 140) 간에 신호를 전달하기 위한 데이터 채널을 구성하며, 전송선 효과에 기인하는 잡음을 별로 증가시키지 않으면서 비교적 고주파의 시그널링을 이용할 수 있게 한다.
3개의 디바이스(120, 130, 140)가 버스(112)에 전자기적으로 결합되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 버스(112)는 임의의 길이를 가질 수 있으며 임의 수의 디바이스를 수용할 수 있다. 예컨대, 버스(112)는 그 길이가 대략 50 센티미터(cm)일 수 있는데, 이 경우 디바이스를 16개까지 수용할 수 있으며, 각 디바이스는 대략 1cm 길이의 버스(112)를 따라 전자기적으로 결합되고, 각 디바이스는 대략 1.5 cm의 피치로 이격되어 있다.
각 디바이스(120, 130, 140)는 버스(112)에 고정식으로 또는 착탈식으로 결합될 수 있다. 디바이스(120, 130, 140)가 버스(112)에 전자기적으로 결합될 때에, 각 디바이스(120, 130, 140)는 버스(112)의 통신 대역폭에 미치는 영향을 최소로 하면서 버스(112)에 추가되거나 버스(112)로부터 제거될 수 있다.
버스(112, 122, 132, 142)는 각각 임의의 도전성 재료의 임의의 라인 수를 포함할 수 있다. 일예로서 디바이스(110)는 메모리 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 디바이스(120, 130, 140)는 각각 메모리 모듈을 포함할 수 있다. 디바이스(110, 120, 130, 140)는 임의의 시그널링 방식을 이용하여 버스(112, 122, 132, 142)를 통해 통신할 수 있다. 각 디바이스(110, 120, 130, 140)는 전력과 전자기 간섭(EMI)을 줄이고 잡음 면역성을 증가시키는데 도움이 되는 차동 신호쌍(differential signal pairs)을 이용하여 통신할 수 있다.
각 컴포넌트(122, 132, 142)는 임의의 회로를 포함할 수 있다. 각 컴포넌트(122, 132, 142)는 디바이스(110)와 통신하는 각 디바이스(120, 130, 140)에 대한 인터페이스로서 기능할 수 있다.
멀티드롭 신호 분배 시스템(100)에 도시되어 있지만, 다른 예에서의 각 디바이스(120, 130, 140)는 각 디바이스(120, 130, 140)를 디바이스(110)에 결합된 각 버스에 전자기적으로 결합시킴으로써 점대점(point-to-point) 방식으로 디바이스(110)와 통신할 수 있다.
도 1의 예에서 전자기 커플러(160)는 버스(112) 길이의 일부(162), 버스(122) 길이의 일부(164), 및 이 부분들(162, 164) 간의 유전체(166)로 구성된다. 전자기 커플러(170)는 버스(112) 길이의 일부(172), 버스(132) 길이의 일부(174), 및 이 부분들(172, 174) 간의 유전체(176)로 구성된다. 전자기 커플러(180)는 버스(112) 길이의 일부(182), 버스(142) 길이의 일부(184), 및 이 부분들(182, 184) 간의 유전체(186)로 구성된다. 유전체(166, 176, 186) 각각은 공기, 각종 폴리이미드, 각종 에폭시, 각종 중합체 재료, 각종 플라스틱, 각종 세라믹, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 델라웨어주 윌밍톤시 소재의 듀퐁사(영문 명칭: E.I. du Pont de Nemours and Company)의 테프론(Teflon® )이나 일리노이주 링컨우드시 소재의 월드 프로퍼티즈사(World Properties Inc.)의 RT/Duroid®와 같은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 알루미나, 및/또는 기타 유사한 종류의 재료와 같은 임의의 유전 재료를 포함할 수 있다. 전자기 커플러(160, 170, 180) 각각은 예컨대 대략 0.15 내지 0.45의 범위와 같이 임의의 커플링 계수를 갖도록 구성될 수 있다.
도 2는 버스(112)의 단일 도선(212)과 버스(122)의 단일 도선(222)을 결합시키는 전자기 커플러(160), 버스(112)의 단일 도선(212)과 버스(132)의 단일 도선(232)을 결합시키는 전자기 커플러(170), 및 버스(112)의 단일 도선(212)과 버스(142)의 단일 도선(242)을 결합시키는 전자기 커플러(180)에 대한 전기적 모델의 예를 도시한 도면이다(도 1 또한 참조).
도선들(212, 222, 232, 242)은 디바이스(110)로부터 멀리 떨어진 각 도선(212, 222, 232, 242)의 일단과 접지와 같은 기준 전압 사이에 접속된 각 병렬 저항(216, 226, 236, 246)으로 종단된다. 저항(216, 226, 236, 246)은 각각 그 각 도선(212, 222, 232, 242)의 특성 임피던스와 거의 같은 저항을 가질 수 있다. 도선(212, 222, 232, 242)은 각각 비교적 고주파수를 갖는 신호를 전송하기 위한 정합 임피던스(matched impedance)로 종단된다.
디바이스(110)가 도선(212) 상에서 소정의 신호를 전송할 때는 도선(212) 상에서 신호를 구동시킴으로써 발생되는 전자기장으로 인해 각 전자기 커플러(160, 170, 180)를 통해 각 도선(222, 232, 242)에 해당 신호가 유도된다. 마찬가지로, 컴포넌트(124, 134, 144)가 각 도선(222, 232, 242) 상에서 소정의 신호를 전송할 때는 도선(212) 상에 해당 신호가 유도된다.
도선(222, 232, 242)은 각각 도선(212) 상에서 구동된 해당 신호의 전력 중 일부만을 흡수한다. 각 도선(222, 232, 242)은 각각 저항(226, 236, 246)을 이용하여 수신 전력을 종단시킨다. 마찬가지로, 도선(212)은 도선(222, 232, 242) 상에서 구동된 해당 신호의 전력의 일부만을 흡수한다. 도선(212)은 저항(216)을 이용하여 수신 전력을 종단시킨다. 각 전자기 커플러(160, 170, 180)는 예컨대 구동 전력량과 전자기 커플러의 커플링 계수에 따른 전력량을 흡수할 수 있다. 각 전자기 커플러(160, 170, 180)는 전자기 커플러에 접속된 도선 상에서 구동된 신호의 전력의 대략 1% 이하를 흡수한다. 디바이스(120, 130, 140)와 그 각자의 도선(222, 232, 242)의 용량성 부하(capacitive load)는 서로 분리되어 있고 또 도선(212)으로부터도 분리되어 있으므로, 도선(212) 상에는 일반적인 상수(constant) 임피던스 환경이 유지될 수 있고, 도선(212, 222, 232, 242)에 대한 통신 시스템 기생 성분의 방해나 영향을 최소화하거나 피할 수가 있다.
버스(112)는 회로 기판에 장착되거나 일체화될 수 있으며, 디바이스(110)는 버스(112)에 전기적으로 결합되도록 회로 기판에 장착되거나 결합될 수 있다. 각 전자기 커플러(160, 170, 180)는 버스 부분들(164, 174, 184)을 각각 전자기 결합된 부분들 사이에 유전체들(166, 176, 186)을 개재시킨 상태에서 버스 부분들(162, 172, 182)에 대해 상대적으로 위치시킴으로써 구성될 수 있다.
각 디바이스(120, 130, 140)는 예컨대 도 3의 디바이스(350)와 같은 방식으로 구현되어 각각 전자기 커플러(160, 170, 180)를 구성할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디바이스(350)는 회로 기판(300)에 전자기적으로 결합되며, 회로 기판(352), 가요성 회로(flex circuit; 354), 및 가요성 회로(354)를 회로 기판(352)에 고정시키는 클램프(356)를 포함한다. 회로 기판(300)과 회로 기판(352)은 각각 회로 기판(300)용 마더보드(mother board)와 회로 기판(352)용 도터보드(daughter board)와 같은 회로를 포함할 수 있다.
회로 기판(300)은 버스(112)용 도선(311, 312)과 같은 버스용 도선을 포함한다. (도선(311, 312)은 회로 기판(300) 상에 포함된 두 개의 예시적인 도선이다.) 가요성 회로(354)는 예컨대 적어도 버스(122)의 일부를 구성하는 예컨대 도선(361, 362)과 같은 도선을 포함한다.
회로 기판(300)의 도선은 각각 도전 영역(conductive area)을 포함하는데, 이 도전 영역은 가요성 회로(354)의 각각의 대응하는 도전 영역에 대해 상대적으로 위치하며, 예컨대 이와 같은 대응하는 도전 영역들 사이에 예컨대 유전체(166)를 개재시켜, 예컨대 전자기 커플러(160)와 같은 전자기 커플러를 구성한다. 예컨대 도선(311, 361)용 도전 영역과 같은 대응하는 도전 영역들은 가요성 회로(354)의 표면(355)을 회로(300)의 표면(301)에 상대적으로 위치시킴으로써 위치설정될 수 있다. 예컨대, 가요성 회로(354)의 도선은 각각 회로 기판(300)의 각자의 대응하는 도선에 상대적으로 위치하며, 대응하는 도선의 각 쌍 사이에는 각 쌍의 각 도선의 길이의 적어도 일부분을 따라 유전체(166)를 개재시켜 전자기 커플러(160)를 구성한다. 전자기 커플러(160)는 각 쌍의 각 도선의 대략 1cm 길이로 형성될 수 있다.
각 도전 영역 사이의 유전체(166)는 임의 두께의 임의의 유전 재료를 포함할 수 있다. 예컨대 유전체(166)는 각각 하나의 유전 재료를 포함하는 하나 또는 그 이상의 층을 포함할 수 있다. 회로 기판(300) 및/또는 가요성 기판(354)은 각각 유전체(166)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 회로 기판(300) 또는 가요성 회로(354)는 유전체(166)를 포함할 수 있다. 예컨대 회로 기판(300) 및 가요성 기판(354)은 각각 유전체(166)의 일부를 포함할 수 있다.
도 4는 전자기 커플러를 구성하기 위하여 도전 영역이 가시적으로 위치되도록 도움을 줄 수 있는 투명 매체(402) 내에 포함된 커플러의 예를 도시한 것이다. 커플러 트레이스(trace)(404)와 도선(406)(예컨대, 회로 기판 또는 기타 유사한 매체 상의 테스트 트레이스 또는 도선)은 모두 투명 매체(402)를 통해 볼 수 있다. 이러한 가시성에 의해 사용자(인간 또는 기계)는 커플러(400)를 적절하게 정렬시킬 수가 있다. 투명 매체(402)는 시각적인 정렬을 돕기 위하여 도선(406)과 시각적으로 정렬될 수 있는 커플러의 끝에 기준 마크를 포함할 수 있다.
투명 매체(402)의 투명성은 커플러의 전압 기준면에 구멍을 뚫음으로써 조성될 수 있다. 이러한 전압 기준면 천공은 전압 기준면 유전체 두께에 대한 커플러의 특정 선택에 따른 임피던스 정합과 같은 전기적인 이유로 유리할 수도 있다.
커플러(400)와 유사한 커플러를 이용하는 디바이스의 일례로서, 도 3의 가요성 회로(354)는 투명 매체(402)와 유사한 투명 매체일 수 있다. 따라서 도선(361, 362)과 같은 가요성 회로(354)의 도선은 이 투명 가요성 회로를 통해 보여질 수 있으며, 도선(311, 312)과 같은 회로 기판(300)의 도선과 시각적으로 정렬되어 전자기 커플러(160, 170, 180)와 같은 전자기 커플러를 구성할 수가 있다.
다른 예에서, 전자기 커플러(160, 170, 180)는 도 5에 도시된 차동 커플러(differential coupler; 408)로 구현될 수 있다. 투명 매체(408) 내에 포함된 차동 커플러(408)는 가시(visible) 차동 커플러 트레이스(412a, 412b)와 가시 차동 도선 (414a, 414b)을 포함한다. 차동 커플러(408)는 도 4의 커플러(400)에 대해 설명된 정렬과 유사하게 가시적으로 정렬될 수 있다.
도 6에 도시된 다른 예에서, 전자기 커플러(160, 170, 180)는 각각 불투명 매체(418)에 포함된 커플러(416)로 구현될 수 있다. 커플러(416)는 매체측 기준 마크(420a-b)와 기판측 기준 마크(422a-b)를 이용하여 시각적으로 정렬될 수 있다. 커플러 트레이스(424)와 도선(426)은 불투명 매체(416)가 도선(426)을 포함하는 매체 위에 위치하게 될 때에 보았을 때는 잘 보이지 않지만, 사용자(사람이나 기계)가 기준 마크(420a-b)를 정렬하여 커플러 트레이스(424)와 도선(426)을 적절하게 정렬하여 커플러를 구성할 수가 있다.
도 6에는 매체측 및 기판측 기준 마크가 단 두 세트만 도시되어 있지만, 정렬을 돕기 위해 더 많은 기준 마크가 임의의 위치에서 이용될 수 있다. 더욱이, 기준 마크는 모두 삼각형으로 도시되어 있지만, 임의의 도형(예컨대, 삼각형, 마름모, 사각형 등) 및/또는 선의 조합일 수 있다.
도 7은 예컨대 버스(112)용 도선(311, 312, 313, 314, 315, 316)을 포함하는 도전층을 포함하는 회로 기판(300)과 예컨대 버스(122)용 도선(361, 362, 363, 364, 365, 366)을 포함하는 도전층을 포함하는 가요성 회로(354)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 각 도선(361-366)은 각 도선(311-316)에 상대적으로 위치하며, 대응하는 도선의 각 쌍(311과 361, 312와 362, 313과 363, 314와 364, 315와 365, 316과 366) 간에는 유전체(166)를 개재하여 전자기 커플러(160)를 구성한다.
도 7의 예에 도시된 바와 같이, 회로 기판(300)은 유전체층(320), 전압 기준층(330), 및 유전체층(340)을 포함한다. 유전체층(320)은 전압 기준층(330)과 도선(311-316)을 포함하는 도전층 사이에 있다. 전압 기준층(330)은 도선(311-316)을 통해 전파하는 신호에 의해 발생될 수 있는 전자기 간섭(EMI)을 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 유전체층(320)은 도선(311-316)을 전압 기준층(330)으로부터 절연시킨다. 도선(311-316)을 포함하는 도전층은 유전체층(320)의 적어도 일부와 유전체층(340)의 적어도 일부 사이에 있다. 유전체층(340)은 유전체층(330)에 대향하는 도선(311-316)을 포함하는 도전층에 인접해 있다. 유전체층(340)은 전자기 커플러(160)에 있어서 유전체(166)의 적어도 일부를 구성한다.
유전체층(320)은 임의의 유전체 또는 전기적 절연 재료를 포함할 수 있으며, 하나 또는 그 이상의 유전 재료층을 포함할 수 있다. 유전체층(320)은 예컨대 유리섬유 에폭시 재료와 같이 비교적 단단한 재료를 포함할 수 있다. 한 가지 재료로서 난연재 4(Flame Retardant 4; FR4)가 알려져 있다. 유전체층(320)은 임의의 두께를 가질 수 있다. 유전체층(320)이 FR4를 포함하는 경우에는 유전체층(320)은 예컨대 대략 5 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
각 도선(311-316)은 유전체층(320)의 표면에 위치한다. 도선(311-316)은 각각 예컨대 구리(Cu), 도전성 플라스틱, 또는 인쇄 도전성 잉크와 같은 임의의 도전 재료를 포함할 수 있다. 도선(311-316)은 각각 하나 또는 그 이상의 도전성 재료층을 포함할 수 있다. 각 도선(311-316)은 임의의 두께를 가질 수 있다. 각 도선(311-316)이 구리(Cu)를 포함하는 경우에는 각 도선(311-316)은 예컨대 대략 2 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
전압 기준층(330)은 도선(311-316)에 대향하는 유전체층(320)의 표면에 위치한다. 전압 기준층(330)은 예컨대 구리(Cu)나 도전성 플라스틱과 같은 임의의 도전 재료를 포함할 수 있으며 하나 또는 그 이상의 도전성 재료층을 포함할 수 있다. 전압 기준층(330)은 임의의 두께를 가질 수 있다. 전압 기준층(330)이 구리(Cu)를 포함하는 경우에는 전압 기준층(330)은 예컨대 대략 1.4 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
유전체층(340)은 도선(311-316)을 포함하는 도전층과 이 도선(311-316)에 의해 노출된 유전체층(320)의 표면의 일부에 인접해 있다. 유전체층(340)은 예컨대 에폭시 유전체 솔더마스크(solder mask)와 같은 임의의 유전 재료를 포함할 수 있으며, 하나 또는 그 이상의 유전 재료층을 포함할 수 있다. 유전체층(340)은 임의의 두께를 가질 수 있다. 유전체층(340)이 에폭시 유전체 솔더마스크를 포함하는 경우에는 유전체층(340)은 예컨대 대략 1 내지 1.5 밀리미터의 두께를 가질 수 있다. 비교적 평탄한 표면(301)을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 표면(301)은 도선(311-316) 때문에 등고선 형태로 될 수 있다.
회로 기판(300)은 임의의 기술을 이용하여 임의의 방식으로 제조될 수 있다.
가요성 회로(354)는 도 7의 예에서 도시된 바와 같이 유전체층(370), 전압 기준층(380) 및 유전체층(390)을 포함한다. 유전체층(370)은 전압 기준층(380)과 도선(361-366)을 포함하는 도전층 사이에 있다. 전압 기준층(380)은 도선(361-366)을 통해 전파하는 신호에 의해 발생될 수 있는 전자기 간섭(EMI)을 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 유전체층(370)은 도선(361-366)을 전압 기준층(380)으로부터 절연시킨다. 도선(361-366)을 포함하는 도전층은 유전체층(370)의 적어도 일부와 유전체층(390)의 적어도 일부 사이에 있다. 유전체층(390)은 유전체층(370)에 대향하는 도선(361-366)을 포함하는 도전층에 인접해 있다. 유전체층(390)은 전자기 커플러(160)에 있어서 유전체(166)의 적어도 일부를 구성한다.
유전체층(370)은 임의의 유전체 또는 전기적 절연 재료를 포함할 수 있으며, 하나 또는 그 이상의 유전 재료층을 포함할 수 있다. 유전체층(370)은 예컨대 에폭시 유전 재료나 폴리이미드와 같이 비교적 유연하고 그리고/또는 탄성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 한 가지 폴리이미드로서는 듀퐁사의 캡톤(Kepton®)이 알려져 있다. 다른 재료로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 될 수 있다. 유전체층(370)은 임의의 두께를 가질 수 있다. 유전체층(370)이 캡톤(Kepton®)을 포함하는 경우에는 유전체층(370)은 예컨대 대략 4 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
각 도선(361-366)은 유전체층(370)의 표면에 위치한다. 도선(361-366)은 각각 예컨대 구리(Cu), 도전성 플라스틱, 또는 인쇄 도전성 잉크와 같은 임의의 도전 재료를 포함할 수 있다. 도선(361-366)은 각각 하나 또는 그 이상의 도전성 재료층을 포함할 수 있다. 각 도선(361-366)은 임의의 두께를 가질 수 있다. 각 도선(361-366)이 구리(Cu)를 포함하는 경우에는 각 도선(361-366)은 예컨대 대략 0.65 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
전압 기준층(380)은 도선(361-366)에 대향하는 유전체층(370)의 표면에 위치한다. 전압 기준층(380)은 예컨대 구리(Cu)나 도전성 플라스틱과 같은 임의의 도전 재료를 포함할 수 있으며 하나 또는 그 이상의 도전성 재료층을 포함할 수 있다. 전압 기준층(380)은 임의의 두께를 가질 수 있다. 전압 기준층(380)이 구리(Cu)를 포함하는 경우에는 전압 기준층(380)은 예컨대 대략 0.65 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
유전체층(390)은 도선(361-366)을 포함하는 도전층과 이 도선(361-366)에 의해 노출된 유전체층(370)의 표면의 일부에 인접해 있다. 유전체층(390)은 임의의 유전 재료를 포함할 수 있다. 유전체층(390)은 예컨대 에폭시 유전 재료나 폴리이미드와 같이 비교적 유연하고 그리고/또는 탄성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 한 가지 폴리이미드로서는 캡톤(Kepton®)이 알려져 있다. 다른 재료로는 중합체 재료나 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 될 수 있다. 유전체층(390)은 임의의 두께를 가질 수 있다. 비교적 평탄한 표면(355)을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 표면(355)은 도선(361-366) 때문에 등고선 형태로 될 수 있다.
유전체층(390)은 도 7의 예에 도시된 바와 같이 아크릴 또는 에폭시 접착성 유전 재료를 포함하는 층(391)과 예컨대 캡톤(Kepton®)과 같은 폴리이미드를 포함하는 다른 층(392)을 포함한다. 층(391)은 도선(361-366)을 포함하는 도전층과 이 도선(361-366)에 의해 노출된 유전체층(370)의 표면의 일부에 인접해 있다. 층(392)은 층(391)에 인접해 있다. 이 층들(391, 392)은 각각 임의의 두께를 가질 수 있다. 층(391)은 예컨대 대략 0.5 밀리미터의 두께를 가질 수 있다. 층(392) 캡톤(Kepton®)을 포함하는 경우에는 층(392)은 예컨대 대략 0.5 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
가요성 기판(354)은 임의의 기술을 이용하여 임의의 방식으로 제조될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 상대적으로 위치시키면, 각 도선들(311-316, 361-366) 사이에 유전체(166)를 개재시킨 상태에서, 회로 기판(300)의 유전체층(340), 가요성 기판(354)과 회로 기판(300) 간의 공기와 같은 주변 재료, 및 가요성 회로(354)의 유전체층(390)의 조합으로 형성된 전자기 커플러(160)를 구성한다.
회로 기판(300)은 유전체층(340) 없이도 제조될 수 있다. 그러면 유전체(166)는 유전체층(390), 및 가요성 기판(354)과 회로 기판(300) 간의 임의의 주변 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 다른 예에서의 가요성 회로(354)는 유전층(390) 없이 제조될 수 있다. 그러면 유전체(166)는 유전체층(340), 및 가요성 기판(354)과 회로 기판(300) 간의 임의의 주변 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 회로 기판(300)이 유전체층(340)을 포함하지 않고 가요성 회로(354)가 유전체층(390)을 포함하지 않는 경우에는 유전체(166)는 가요성 기판(354)과 회로 기판(300) 간의 임의의 주변 재료로 형성될 수 있다.
예컨대, 가요성 회로(354)와 회로 기판(300) 사이에 글리세린과 같은 유연성 액체 또는 겔 유전 재료가 사용되어 유전체(166)의 적어도 일부를 구성할 수 있다. 그와 같은 재료는 가요성 회로(354)와 회로 기판(300) 사이의 주변 공간을 채워 유전체 정합성(dielectric consistency)을 제공할 수 있다. 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 고정시킬 경우에는 예컨대 아크릴이나 에폭시 같은 접착성 유전 재료를 이용하여 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 결합시켜 유전체(166)의 적어도 일부를 구성할 수 있다.
회로 기판(300)과 가요성 회로(354)는 임의의 형상, 치수 및 이격 거리를 갖는 도선들을 가질 수 있다.
일예에서 가요성 회로(354)에 대한 도선들은 상대적으로 직선이다. 다른 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 가요성 회로(354)는 예컨대 도선(361, 362)과 같이 격자 모양의 도선들을 갖고 있는데, 각 도선은 도선의 세로축에 대해 교대하는 각 변위(angular displacement)를 갖고서 배치된 인접 세그먼트(segment)와 동일 평면에 놓여있는 다수의 연결된 세그먼트로부터 형성된다. 일례로서 그와 같은 도선은 각각 대략 0.01 인치의 폭을 갖고 있으며, 세그먼트는 도선의 세로축을 따라 대략 0.0492 인치의 길이를 가지며 도선의 세로축에 대해 대략 35도 각으로 경사져 있다.
일예에서 회로 기판(300)에 대한 도선들은 상대적으로 직선이다. 다른 예로서, 회로 기판(300)는 격자 모양의 도선들을 갖고 있는데, 각 도선은 도선의 세로축에 대해 교대하는 각 변위를 갖고서 배치된 인접 세그먼트와 동일 평면에 놓여있는 다수의 연결된 세그먼트로부터 형성된다. 일례로서 가요성 회로(354)가 격자 모양의 도선을 갖는 경우에는 회로 기판(300)에 대한 도선 세그먼트는 가요성 회로(354)의 대응하는 도선 세그먼트로부터 반대의 교대하는 각 변위를 갖고서 배치된다. 일예로서 그와 같은 도선은 각각 대략 0.008 인치의 폭을 갖고 있으며, 세그먼트는 도선의 세로축을 따라 대략 0.0492 인치의 길이를 가지며 도선의 세로축에 대해 대략 35도 각으로 경사져 있다.
가요성 회로(354)와 회로 기판(300)에 대해 격자 모양의 도선을 이용하게 되면, 중첩 위치에서 비교적 균일한 커플링 면적을 갖고서 가요성 회로(354)의 도선이 회로 기판(300)의 대응 도선에 상대적으로 위치될 수 있으며, 약간의 오정렬(misalignment)에도 불구하고 전자기 커플러(160)의 원하는 커플링 계수에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 가요성 회로(354)와 회로 기판(300)에 대한 도선이 비교적 직선이라면, 전자기적으로 결합될 각 쌍에서의 대응 도선들은 각각 어떤 오정렬을 보상하도록 서로 다른 폭을 가질 수 있다.
회로 기판(300)과 함께 전자기 커플러(160, 170, 180)를 구성하는 가요성 회로(354)를 포함하는 것으로 설명되었지만, 각 디바이스(120, 130, 140)는 담체(carrier) 지지 버스(112)에 대해 상대적으로 위치시키기 위하여 버스(122, 132, 142)를 각각 지지하는 담체를 포함할 수 있다. 예로서, 각 디바이스(120, 130, 140)는 상대적으로 단단한 회로 기판 지지 버스(112) 또는 가요성 회로 지지 버스(112)에 대해 상대적으로 위치하는 상대적으로 단단한 회로 기판을 갖고서 버스(122, 132, 142)를 지지할 수 있다. 각 디바이스(120, 130, 140)는 또한 가요성 회로 지지 버스(112)에 대해 상대적으로 위치하는 가요성 기판을 갖고서 버스(122, 132, 142)를 지지할 수 있다.
일예로서, 가요성 회로(354)는 가요성 회로(354)에 대한 각 도선의 일단이 회로 기판(352) 상의 신호 송수신을 위한 통신 회로에 전기적으로 결합되고 각 도선의 타단이 회로 기판(352) 상에서 종단되게끔 회로 기판(352)에 전기적으로 결합된다. 가요성 회로(354)가 전압 기준층(380)을 포함하는 경우에는 전압 기준층(380)은 회로 기판(352) 상의 기준 전압에 전기적으로 결합될 수 있다. 가요성 회로(354)는 회로 기판(352) 상에 기계적으로 그리고 전기적으로 임의의 방식으로 결합될 수 있다.
도 3과 도 9의 예에서 도시된 바와 같이, 가요성 회로(354)는 클램프(356)를 이용하여 회로 기판(352)에 기계적으로 고정되어 있다. 클램프(356)는 회로 기판(352)의 하단 모서리에 계합되며(engage), 가요성 회로(354)의 대향단(510, 520)을 회로 기판(352)의 대향면에 기계적으로 고정시킨다. 가요성 회로(354)를 회로 기판(352)에 고정시킬 때, 클램프(356)는 회로 기판(352)에의 전기적 결합에 있어서의 응력 완화를 위해 가요성 회로(354)를 지지하며, 디바이스(350)를 회로 기판(300)에 전자기적으로 결합시키는데 있어 회로 기판(300)에 대해 회로 기판(352)을 정렬시킨다.
도 9, 10, 11, 12 및 13에 도시된 바와 같이, 클램프(356)는 두 개의 긴 단편(piece)(600, 650)을 포함한다. 단편(600)은 단편(600)의 일측을 따른 벽(610), 단편(600)의 타측을 따른 상승(raised) 모서리, 및 바닥벽(630)을 규정한다. 벽(610), 상승 에지(620), 및 바닥벽(630)은 채널(640)을 구성한다. 단편(650)의 바닥은 도 13에 도시된 바와 같이 상승 에지(620)의 상단과 짝을 이루어 클램프(356)의 본체를 구성한다. 단편(650)은 단편(600)과 짝을 이루어 채널(640)로부터의 벽(610)에 대향하는 벽을 구성한다. 회로 기판(352)의 바닥 모서리는 도 9에 도시된 바와 같이 벽(610)과 단편(650)에 의해 규정된 벽이 회로 기판(352)의 대향 표면과 마주보도록 채널(640) 내로 삽입될 수 있다.
단편(600)은 벽(610)을 따라 슬롯(611, 612, 613)과 개구부(614, 615, 616, 617, 618)를 규정하는데, 각 슬롯은 벽(610)의 바닥 근처에서 벽(610)을 따라 신장하며, 각 개구부는 벽(610)의 상단 근처에서 벽(610)을 따라 신장한다. 단편(650)도 마찬가지로 슬롯(661, 662, 663)과 개구부(664, 665, 666, 667, 668)를 규정한다.
단편(600, 650)은 각각 예컨대 사출 성형 플라스틱과 같은 임의의 재료를 포함할 수 있으며 임의의 치수를 가질 수 있다. 예컨대, 단편(600)은 그 길이가 대략 2.844 인치이고 그 폭이 대략 0.228 인치이고 그 높이는 대략 0,254 인치이다. 단편(600)은 예컨대 그 길이가 대략 2.844 인치이고 그 폭이 대략 0.112 인치이고 그 높이는 대략 0,228 인치이다. 짝을 이루는 단편들(600, 650)은 선택적으로 예컨대 에폭시 접착제를 이용하여 함께 묶여질 수 있다. 다른 예로서, 클램프(356)는 짝을 이루는 단편(600, 650)으로 성형된 일체형 본체를 가질 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 일예에서 가요성 회로(354)는 가요성 회로(354)의 일단(510)을 따라 탭(511, 512, 513)과 개구부(515, 516, 517)를 규정한다. 가요성 회로(354)는 가요성 회로(354)의 대향단(520)을 따라 탭(521, 522, 523)과 개구부(525, 526, 527)를 규정한다. 가요성 회로(354)는 임의의 치수를 가질 수 있다. 일예에서 가요성 회로(354)는 그 길이가 대략 2.586 인치이고 그 폭은 대략 1.828 인치이다.
가요성 회로(354)를 회로 기판(352)에 고정시키기 위해서, 가요성 회로(354)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 그 단부들(510, 520)이 가요성 회로(354)의 중심쪽으로 접히고 가요성 기판(354)의 말린 표면으로부터 멀어지도록 말려지며, 그에 따라서 가요성 회로(354)의 유전체층(390)은 외측 말린 표면(355)을 구성하게 된다. 탭(511, 512, 513)은 각 탭(511, 512, 513)이 벽(610)의 외부로부터 각 슬롯(611, 612, 613)을 통해 신장하여 벽(610)의 내면에 대향하도록 각각 슬롯(611, 612, 613)을 통해 삽입되고, 그에 따라서 가요성 회로(354)의 각 개구부(515, 516, 517)가 벽(610)의 각 개구부(615, 616, 617)와 정렬하게 된다. 마찬가지로 탭(521, 522, 523)은 각 탭(521, 522, 523)이 단편(650)에 의해 규정된 벽(610)의 외부로부터 각 슬롯(661, 662, 663)을 통해 신장하여 단편(650)에 의해 규정된 벽의 내면에 대향하도록 각각 슬롯(661, 662, 663)을 통해 삽입되고, 그에 따라서 가요성 회로(354)의 각 개구부(525, 526, 527)가 단편(650)에 의해 규정된 벽의 각 개구부(665, 666, 667)와 정렬하게 된다.
회로 기판(352)은 회로 기판(352)이 클램프(536) 내로 삽입될 때에 개구부(614-618) 각각과 그리고 개구부(664-668) 각각과 정렬하는 개구부(534, 535, 536, 537, 538)를 규정한다. 개구부(534-538) 각각은 회로 기판(352)의 대향면들 사이에서 회로 기판(352)을 따라 신장한다.
회로 기판(352)과 가요성 회로(354)가 클램프(356) 내로 삽입되면, 클램프(356)와 가요성 회로(354)는 나사나 리벳(544, 545, 546, 547, 548)을 클램프(356)의 정렬된 개구부, 가요성 회로(354) 및 회로 기판(352)을 통해 삽입함으로써 회로 기판(352)에 고정될 수 있다. 다른 예로서, 단편(600) 및/또는 단편(650)은 나사나 리벳이 가요성 회로(354), 회로 기판(352) 및 대향 단편(600 또는 650)에서 정렬된 개구부를 통해 삽입되도록 성형될 수 있다.
3개의 슬롯을 이용하여 가요성 회로(354)의 각 단부에서 3개의 탭을 수용하고 5개의 개구부를 이용하여 5개의 나사나 리벳을 가지고 가요성 회로(354)를 회로 기판(352)에 고정시키는 것에 대해 설명되었지만, 임의의 수의 슬롯, 탭, 및 개구부가 이용될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일예로서 가요성 회로(354)는 가요성 회로(354)의 각 단부(510, 520)에서 각 도선에 대한, 예컨대 인출선(551, 552)과 같은 노출된 인출선을 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 일예로서 회로 기판(352)은 가요성 회로(354)가 회로 기판(352)에 고정될 때에 인출선과 정렬되는, 예컨대 접촉 영역(561, 562)과 같은 접촉 영역을 규정한다. 회로 기판(352)의 일 표면 상의 접촉 영역은 회로 기판(352) 상의 전자 회로에 전기적으로 결합되고, 회로 기판(352)의 타 표면 상의 접촉 영역은 회로 기판(352) 상의 가요성 회로(354)의 각 도선을 종단시키도록 전기적으로 결합된다. 가요성 회로(354)의 인출선은 예컨대 핫 바 솔더링(hot bar soldering) 기술이나 에폭시 접착제를 이용하는 것과 같이 임의의 방식으로 각각 각 접촉 영역에 전기적으로 결합될 수 있다.
말려진 가요성 회로(354)의 단부(510, 520)가 가요성 회로(354)의 탄성때문에 회로 기판(352)으로부터 떨어져 나오려고 할 수 있기 때문에 클램프(356)는 회로 기판(352)에 대해 가요성 회로(354)의 적어도 일부를 고정시킨다. 이런 식으로, 가요성 회로(354)의 고정된 부분이 회로 기판(352)으로부터 떨어져 나오고 가요성 회로(354)의 인출선을 회로 기판의 접촉 영역으로부터 떼어내려는 경향이 최소화하거나 피해진다.
도 10 내지 13의 예에서 도시된 바와 같이, 클램프(356)는 바닥벽(630)으로부터 바깥쪽으로 신장하는 선택적 정렬 핀 또는 기둥(633)을 규정한다. 가요성 회로(354)는 회로 기판(300)에 대향하여 위치되어 있으므로, 도 15에 도시된 바와 같이, 정렬 기둥(633)은 도 8에 도시된 바와 같이 개구부(571)를 통해 가요성 회로(354)에 삽입될 수 있고, 또 회로 기판(300)의 도선에 대해 가요성 회로(354)의 도선을 정렬시키도록 회로 기판(300)의 개구부(575) 내로 삽입될 수 있다. 다른 예에서 클램프(356)는 가요성 회로(354)와 회로 기판(300)의 대응 개구부와 계합하는 2 또는 그 이상의 정렬 핀 또는 기둥을 규정할 수 있다.
다른 예에서 가요성 회로(354)는 다른 방식으로 회로 기판(352)에 고정될 수 있다. 예컨대, 가요성 회로(352)는 회로 기판(352)에 직접 에폭시 수지로 접착되거나, 나사로 고정되거나, 리벳으로 고정되거나, 또는 꺽쇠로 고정될 수 있다. 그러면, 가요성 회로(354)의 인출선은 예컨대 솔더, 접착 테이프, 에폭시와 같은 접착 재료나 또는 이와 유사한 접착 재료로 회로 기판(352)의 각 접촉 영역에 전기적으로 결합될 수 있다. 다른 예에서, 가요성 회로(354)는 회로 기판(352)과 일체적으로 형성되거나 또는 비교적 단단한 보강재(stiffener) 기판을 가진 가요성 디바이스 상의 칩이 이용될 수 있다.
도 16은 가요성 회로(354)와 회로 기판(300) 간의 적절한 정합을 지원할 수 있는 접착 재료(430)를 이용한 예시적인 정합 방식을 보여주는 도면이다. 가요성 회로(354)는 회로 기판(300)에 대향하여 위치해 있기 때문에, 접착 재료(543)는 가요성 회로(354)와 회로 기판(300) 상의 도선들 산의 접속을 지원할 수 있다. 접착 재료(430)는 유전체 분리기(separator)로 기능하거나 부가물(add on)이 될 수도 있다. 이 예에서는 접착 재료(430)는 가요성 회로측에 도시되어 있지만, 접착 재료는 커플러의 일측 또는 양측에 있어도 된다.
접착 재료(430)는 이용 후에 버리거나 다른 것으로 대체될 수 있다. 이는 테스트 트레이스 시나리오와 같은 임시적인 커플러 접속 상황에서는 유리할 수 있다. 더 영구적으로 부착하기 위해서는, 접착 재료(430)를 이용하여 커플러 위치를 고정시킨 후에 커플러 위에서 회로 기판(300)의 적어도 일부에 있는 에폭시 블랭킷(blanket)(또는 이와 유사한 기구)을 이용하여 커플러를 적당한 위치에 고정시켜 기계적으로 지지한다.
도 17에 도시된 다른 예에서는 완충재(compliant material)(432)와 레버(434)가 가요성 회로(354)와 회로 기판(300) 간의 적당한 정합을 지원할 수 있다. 적응성 재료의 예로서는 기포재(air bladder), 진동판, 또는 이와 유사한 재료가 있다. 가요성 회로(354)는 회로 기판(300)에 대향하여 위치해 있으므로, 완충재(432)와 레버(lever; 434)는 가요성 회로(354)와 회로 기판(300) 상의 도선들 간의 접속을 지원할 수 있다. 회로 기판(352)이 가요성 회로(354)에 대향하여 배치될 때에, 레버(434)를 올리게 되면 완충재의 부피가 늘어나고 주위의 공기압이 커플러를 밑으로 잡아 당기는 하방력을 작용시켜 적당한 정합을 지원하게 된다.
다른 예에서, 가요성 회로(354)는 단단한 카드에 부착될 수 있으며, 이 단단한 카드는 C-클램프의 일부로 이용될 수 있다. 그러면 하방력이 작용하여 가요성 회로(354)를 적당한 도선에 대해 누르면서 클램프의 턱들 사이에 회로 기판(300)을 압착시킬 수가 있다.
회로 기판(352)과 가요성 회로(354)는 회로 기판(300)에 상대적으로 위치하여 임의의 기구를 이용한 임의의 방식으로 회로 기판(300)에 결합되어 전자기 커플러를 구성할 수 있다. 도 18 및 19의 예에 도시된 바와 같이, 소켓(700)을 이용하여 회로 기판(300)에 대해 회로 기판(352) 및 가요성 회로(354)를 장착하여 전자기 커플러를 구성할 수 있다. 회로 기판(352)과 가요성 회로(354)가 소켓(700)에 의해 장착되는 동안에 가요성 회로(354)의 탄성에 의해서 가요성 회로(354)가 회로 기판(300)에 대해 고정되고, 따라서 전자기 커플러의 커플링 계수가 비교적 안정되게 유지된다. 회로 기판(352)과 가요성 회로(354) 장착 시, 소켓(700)은 회로 기판(352)을 회로 기판(300)에 대해 정렬시키고 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 정렬시킨다. 소켓(700)은 회로 기판(352)을 회로 기판(300)에 전기적으로 결합시킬 수도 있다.
도 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 및 25에 도시된 바와 같이, 소켓(700)은 소켓(700)의 바닥 부근의 기대(base)(710)와 이 기대(710)의 대향단에서 이 기대(710)로부터 소켓(700)의 상단 쪽으로 신장하는 암(730, 740)을 포함한다.
기대(710)는 기대(710)의 대향측에서 벽(712, 713)을 규정하는 본체(711)를 포함하는데, 이 벽들은 이 벽들(712, 713) 사이의 커플러 영역(715)에 인접해 있다. 기대(710)는 기대(710)의 대향단에서 커플러 영역(715)의 대향단 상에 지지된 커넥터(750, 760)도 포함한다. 커넥터(750, 760)는 가요성 회로(354)가 커플러 영역(715) 내로 삽입되도록 회로 기판(352)을 기대(710)에 장착시킨다. 커넥터(750, 760)는 또한 가요성 회로(354)가 회로 기판(300)에 대해 장착되어 전자기 커플러를 구성하도록 기대(710)를 회로 기판(300)에 장착시킨다. 일예로서 커넥터(750, 760)는 또한 회로 기판(352)을 회로 기판(300)에 전기적으로 결합시킨다.
도 18, 20, 23 및 25의 예에 도시된 바와 같이, 커넥터(750, 760)는 각각 소켓(700)의 상단과 대면하는 에지(edge) 커넥터를 포함한다. 회로 기판(352)은 회로 기판(352)의 바닥 모서리를 커넥터(750, 760)의 에지 커넥터 내로 삽입함으로써 기대(710)에 착탈식으로 장착될 수 있다.
일예로서 회로 기판(352)은 예컨대 도 18의 접촉 영역(581, 582, 583, 584)과 같은 접촉 영역을 가지는데, 이들 접촉 영역은 회로 기판(352)이 커넥터(750, 760)에 장착될 때에 각 접촉 영역이 커넥터(750 또는 760)에 전기적으로 결합되도록 회로 기판(352) 상의 회로에 전기적으로 결합되고 클램프(356)의 대향측 상에 회로 기판(352)의 바닥 모서리를 따라 위치된다.
도 21, 22, 23, 24 및 25에 도시된 바와 같이, 일예로서 커넥터(750, 760)는 각각 예컨대 도 21의 접촉핀(751, 752, 761, 762)과 같이, 기대(710)의 바닥으로부터 바깥쪽으로 신장하는 접촉핀을 포함한다. 기대(710)와 소켓(700)은, 가요성 회로(354)의 도선이 커플러 영역(715)에 장착될 때에 회로 기판(300) 상의 도선에 상대적으로 위치해 전자기 커플러를 구성하도록 커넥터(750, 760)의 접촉핀을 회로 기판(300) 상에 위치된 각자의 암(female) 커넥터 내로 삽입함으로써 회로 기판(300)에 착탈식으로 장착될 수 있다.
도 20, 21, 22, 24, 및 25의 예에 도시된 바와 같이, 소켓(700)은 선택적 위치 및 죔쇠 핀(optional locating and hold-down pin)(781, 782)도 포함하는데, 이 핀은 각각 본체(711)의 바닥으로부터 신장하여 회로 기판(300)의 해당 개구부 내로 삽입되어 기대(710)를 회로 기판(300)에 대해 정렬시키고 기대(710)를 회로 기판(300)에 고정시킨다.
일예로서, 회로 기판(300)은 암 커넥터에 전기적으로 결합된 회로를 포함한다. 일예로서 커넥터(750, 760)가 회로 기판(352)의 바닥 모서리 접촉 영역을 커넥터(750, 760)의 접촉핀에 전기적으로 결합시키기 때문에, 커넥터(750, 760)는 기대(710)가 회로 기판(300)에 장착될 때에 회로 기판(352)을 회로 기판(300)에 전기적으로 결합시킨다. 이런 식으로, 회로 기판(352)과 회로 기판(300) 간에는 전력 신호, 전압 기준 신호, 임의의 직류(DC) 신호, 및/또는 기타 신호가 공급될 수 있다.
에지 커넥터와 접촉핀을 갖는 커넥터(750, 760)를 포함하는 것으로 설명되었지만, 다른 커넥터를 이용하여 회로 기판(352)을 기대(710)에 그리고 기대(710)를 회로 기판(300)에 기계적으로 장착하고 회로 기판(352)을 회로 기판(300)에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 일예로서, 에지 커넥터 대신에 바나나 잭(banana jack) 커넥터가 이용될 수 있다. 다른 예에서, 고전류 정합쌍(high current mated pair) 커넥터 또는 임피던스 제어 정합쌍 커넥터가 이용될 수 있다.
다른 예에서 소켓(700)은 회로 기판(352)의 회로 기판(300)에의 전기적 결합을 제공하지 않을 수 있다. 그러면 커넥터(750, 760)는 커넥터(750, 760)를 통한 전기적 결합에 대해서는 관심을 둘 필요없이 기계적 커넥터를 포함할 수 있다. 커넥터(750, 760)를 통해 제공된 회로 기판(352)의 회로 기판(300)에의 전기적 결합에 부가하여 또는 이 대신에, 회로 기판(352)은, 예컨대 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 고정시킬 때에 가요성 회로(354)와 회로 기판(300) 상의 노출된 도선 영역들을 결합시킴으로써, 가요성 회로(354)를 통해 회로 기판(300)에 전기적으로 결합될 수 있다.
암(730, 740)은 회로 기판(352)과 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 고정시킨다. 도 20 내지 25에 도시된 바와 같이, 아암(730, 740)은 각각 직립(upright) 가이드(732, 742)와 래치(734, 744)를 포함한다.
직립 가이드(732, 742)는 각각 회로 기판(352)과 계합하여 회로 기판(300)에 대해 회로 기판(352)을 지지하고 회로 기판(300)에 대한 회로 기판(352)의 각 변위를 최소화시킨다. 직립 가이드(732, 742)는 기대(710)의 대향단에서 기대(710)로부터 소켓(700)의 상단 쪽으로 신장할 수 있으며, 커플러 영역(715)의 안쪽과 대면하는 슬롯(733, 743)을 규정할 수 있다. 회로 기판(352)을 기대(710)에 장착할 때는 회로 기판(352)의 대향측 모서리가 슬롯(733, 743) 내로 삽입된다. 다른 예에서, 직립 가이드(732, 734)는 임의의 다른 방식으로 회로 기판(352)과 계합할 수 있다. 본체(711)와 일체적으로 형성된 것으로 도시되어 있지만, 직립 가이드(731, 742)는 다른 예에서 각각 임의의 방식으로 기대(710)에 연결된 별도의 컴포넌트가 될 수 있다. 다른 예에서는 소켓(700)은 직립 가이드(732, 734)를 가지지 않을 있다.
래치(834, 744)는 각각 회로 기판(352)과 계합하여 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 고정시킨다. 가요성 회로(354)의 모양과 탄성 때문에 회로 기판(352)과 가요성 회로(354)가 소켓(700)을 이용하여 회로 기판(300)에 장착될 때에 가요성 회로(354)는 회로 기판(300)에 대해서는 물론 래치(734, 744)에 대해서도 힘을 작용한다. 그러므로 래치(734, 744)는 전자기 커플러에 대해 비교적 안정된 커플링 계수를 유지한다. 래치(734, 744)는 가요성 회로(354)에 대해 예컨대 대략 10 내지 20 파운드 정도의 수직 항력을 작용한다.
일예에서 래치(734, 744)는 각 래치(734, 744)가 커플러 영역(715)의 안쪽으로 선회(pivot)하여 회로 기판(352)과 계합하고 커플러 영역(715)의 바깥쪽으로 선회하여 회로 기판(352)과 계합 해제하도록 기대(710)의 대향단에서 선회가능하게 장착될 수 있다. 일예에서, 도 25에 도시된 바와 같이, 래치(734, 744)는 각각 핀(771, 772)에 의해 기대(710)와 커넥터(750, 760)에 각각 선회가능하게 장착되고, 각각 핀(773, 774)에 의해 커넥터(750, 760)의 각 선회 가이드(752, 762)에 각각 선회가능하게 장착되어 래치(734, 744)가 커넥터(750, 760) 각각과 회로 기판(352)에 대해 정렬될 수 있다.
각 선회 가이드(752, 762)는 래치(734, 744)를 가지고 회로 기판(352)을 걸면 회로 기판(352)과 계합하여 회로 기판(352)을 회로 기판(300)에 대해 지지하고, 기대(710)에 장착될 때에 래치(734, 744)를 가지고 회로 기판(352)을 정렬시킨다. 일예에서 선회 가이드(752, 762)는 기대(710)의 대향단에서 소켓의 상단 쪽으로 신장하고, 커플러 영역(715) 안쪽과 대면하는 슬롯(753, 763)을 각각 규정한다. 선호 가이드(752, 762)는 각각 래치(734, 744)와 함께 선회한다. 회로 기판(352)이 기대(710)에 장착될 때에 그리고 래치(734, 763)가 회로 기판(352)을 걸도록 안쪽으로 선회할 때에 슬롯(753, 763)은 회로 기판(352)의 대향측 모서리와 계합한다. 다른 예에서, 선회 가이드(752, 762)는 임의의 다른 방식으로 회로 기판(352)과 계합할 수 있다. 각 커넥터(750, 760)의 일부로서 도시되었지만, 다른 예에서는 선회 가이드(752, 762)는 각각 래치(734, 744)의 일부를 구성하거나 임의의 방식으로 소켓에 연결된 별도의 컴포넌트일 수 있다.
일예에서 래치(734, 744)는 각각 커플러 영역(715) 안쪽으로 신장하는 핑거(735, 745)를 규정한다. 핑거(735, 745)는 각각 그 단부에 노브(knob)(736, 746)를 규정하는데, 이 노브는 도 18에 도시된 바와 같이 회로 기판(352)이 기대(710)에 장착될 때에 그리고 래치(734, 763)가 안쪽으로 선회할 때에 회로 기판(352)의 상단 모서리에서 각자의 노치(notch) 또는 만곡부(591, 592)와 계합한다. 그러므로 핑거(735, 745)는 회로 기판(352)과 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 고정시킨다. 다른 예에서, 래치(734, 744)는 임의의 다른 방식으로 회로 기판(352)과 계합할 수 있다. 일예로서, 핑거(735, 745)는 각각 회로 기판(352)의 대향면 모서리에서 노치 또는 만곡부와 계합할 수 있다.
회로 기판(352)과 가요성 회로(354)가 소켓(700)에 의해 회로 기판(300)에 장착되는 동안에, 가요성 회로(354)가 그 형상과 래치(734, 744)에 의해 회로 기판(300)에 대해 가요성 회로(354)에 작용하는 힘 때문에 일측으로 말리려는 경향에도 불구하고 벽(712 및/또는 713)은 회로 기판(300)에 대해 가요성 회로(354)를 지지할 수 있다. 그러므로 벽(712 및/또는 713)은 회로 기판(300)의 도선에 대해 가요성 회로(354)의 도선을 정렬시킬 수 있다. 다른 예에서, 벽(712 및/또는 713)의 내면은 각각 예컨대 비교적 오목하게 등고선 형태로 되어 가요성 회로(354)의 말려진 형태를 지지하고 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 정렬시킬 수 있다. 벽(712, 713)으로 도시되어 있지만, 다른 예에서 소켓(700)은 가요성 회로(354)를 지지하기 위하여 예컨대 막대와 같은 임의의 다른 형태의 하나 또는 그 이상의 가이드 레일을 포함할 수 있다. 다른 예로서 소켓(700)은 커플러 영역(715)에 인접한 가이드 레일을 하나만 포함하거나 하나도 포함하지 않을 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이 가요성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 정렬시키는 벽(712 및/또는 713) 및/또는 정렬 기둥(633)을 이용하는 것에 부가하여 또는 이에 대신하여, 하나 또는 그 이상의 다른 정렬 기술이 이용될 수 있다. 일예로서, 가요성 회로(354)는 커플러 영역(715)의 일 대향단 또는 양 대향단에서 가요성 회로(354)의 일면 또는 각 면을 따라 대응 가이드핀 또는 탭과 계합하는 하나 또는 그 이상의 노치 또는 만곡부로 한정될 수 있다. 그와 같은 가이드핀 또는 탭은 기대(710)가 회로 기판(300)에 장착될 때에 소켓(700)으로부터 커플러 영역(715)의 안쪽으로 또는 회로 기판(300)으로부터 커플러 영역(715) 내로 신장될 수 있다. 다른 예로서, 하나 또는 그 이상의 가이드핀 또는 기둥이 기대(710)가 회로 기판(300)에 장착될 때에 회로 기판(300)으로부터 커플러 영역(715) 내로 신장하여 가요성 회로(354) 내의 대응 개구부와 계합할 수 있다. 다른 예로서, 하나 또는 그 이상의 가이드핀 또는 기둥이 회로 기판(352)과 가요성 회로(354)가 회로 기판(300)에 장착될 때에 가요성 회로(354)로부터 회로 기판(300) 내의 대응 개구부 내로 신장할 수 있다.
회로 기판(352)과 가요성 회로(354)가 회로 기판(300)에 장착될 때에 가요성 회로(354)의 바깥면(355)을 회로 기판(300)에 대해 유지하기 위하여, 클램프(356)의 바닥과 가요성 회로(354)의 바닥 내면 사이에 비교적 유연한 또는 반경성(semi-rigid) 지지체가 배치될 수 있다. 그와 같은 지지체는 예컨대 발포체(foam), 고무, 사출 성형 플라스틱, 및/또는 엘라스토머(elastomeric) 재료와 같은 임의의 재료를 포함할 수 있으며, 예컨대 벽돌, 스프링, 또는 탄성 핑거와 같이 임의의 형상을 가질 수 있다. 그와 같은 지지체에 부가하여 또는 이에 대신하여, 가요성 회로(354)의 내면을 따라 비교적 탄성이 있는 재료가 형성되어 회로 기판(300)에 대해 가요성 회로(354)의 외면(355)을 유지할 수 있다. 일예로서, 가요성 회로(354)의 내면을 따라 베릴륨 구리가 적층될 수 있다.
소켓(700)으로부터 회로 기판(352)과 가요성 회로(354)를 제거하기 위해서는 래치(734, 744)가 회로 기판(352)으로부터 바깥쪽으로 선회되어 래치(734, 744)와 회로 기판(352) 간의 계합을 해제할 수 있다. 그러면 회로 기판(352)과 가요성 회로(354)가 소켓(700)으로부터 빠져나오게 된다.
소켓(700)의 각 컴포넌트는 임의의 재료를 포함할 수 있으며 임의의 치수를 가질 수 있다. 일예로서 본체(711), 직립 가이드(732, 734), 및 래치(734, 744)는 각각 예컨대 사출 성형 플라스틱을 포함할 수 있다. 일예로서 기대(710)는 길이가 대략 5.55 인치, 폭이 대략 0.55 인치, 높이가 대략 0.425 인치이며, 길이가 대략 3.041 인치가 되는 커플러 영역(715)을 규정한다. 일예로서 직립 가이드(732, 742)는 각각 높이가 대략 1.576 인치이다.
소켓(700)을 가지고 회로 기판(300)에 장착되는 것으로 설명되었지만, 회로 기판(352)과 가요성 회로(354)는 다른 기구를 이용하여 회로 기판(300)에 장착될 수 있다. 일예로서, 예컨대 커넥터(750)와 암(730)의 조합과 유사한 단일의 커넥터 및 암이 이용될 수 있다. 다른 예로서, 평탄한 가용성 회로(354)를 회로 기판(300)에 대해 고정시키는데 클램프 쉘(shell) 클램프 디바이스가 이용될 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 다른 예로서 회로 기판(2152)은 회로 기판(2100)의 가요성 회로(2154)에 상대적으로 위치되어 전자기 커플러를 구성할 수 있다. 가요성 회로(2154)는 예컨대 하나 또는 그 이상의 버스(112)용 도선을 포함하며, 가요성 회로(354)와 유사하게 형성될 수 있다. 회로 기판(2152)은 예컨대 하나 또는 그 이상의 버스(122)용 도선을 포함하며, 이 도선은 예컨대 회로 기판(300)용 도선과 유사하게 회로 기판(2152) 상에 형성될 수 있다.
가요성 회로(2154)의 도선은 회로 기판(2100) 상의 통신 회로에 전기적으로 결합되며 가요성 회로(2154)에서 또는 회로 기판(2100) 상에서 종단될 수 있다. 가요성 회로(2154)는 예컨대 표면 실장 솔더 패드나 커넥터 같은 것을 통하는 것과 같이 임의의 방식으로 회로 기판(2100)에 전기적으로 결합될수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 일예로서 가요성 회로(2154)는 커플러 영역(2157)을 형성하도록 접혀진다. 회로 기판(2152)의 도선은 커플러 영역(2157)에 상대적으로 위치되어 커플러 영역(2157)에 상대적으로 회로 기판(2152)의 표면을 위치시킴으로써 전자기 커플러를 구성한다. 다른 예로서 회로 기판(2152)은, 접혀진 가요성 회로(2152)의 커플러 영역(2158)에 대한 회로 기판(2152)의 대향면의 위치 설정이 다른 전자기 커플러를 구성하도록 다른 버스를 위한 다른 도선을 포함할 수 있다. 가요성 회로(2154)는 도 26에 도시된 바와 같이 예컨대 6개와 같이 임의 수의 회로 기판을 가진 전자기 커플러를 구성하도록 접혀질 수 있다. 회로 기판(2100)에 대해 대략 수직으로 위치된 회로 기판(2152)을 가진 전자기 커플러를 구성하도록 접혀지는 것으로 도시되어 있지만, 가요성 회로(2154)는 다른 방식으로 위치되어 다른 방식으로 위치된 회로 기판(2152)을 가진 전자기 커플러를 구성할 수 있다.
일예에서, 가용성 회로(2154)를 접혀진 위치에서 지지하는 데는 예컨대 지지체(2105, 2106)와 같은 가요성 회로 지지체가 이용될 수 있다. 그와 같은 지지체는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 일예에서, 그와 같은 지지체는 회로 기판(2152)을 가요성 회로(2154)에 대해 고정시키는 탄성 재료를 포함할 수 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 회로 기판을 가요성 회로(2154)에 대해 지지하고 정렬시키는데 회로 기판 가이드(2108)가 이용될 수 있다.
다른 실시예들도 첨부된 청구범위에 포함된다.

Claims (26)

  1. 제1 버스 커플러 요소(first coupler element);
    제2 버스 커플러 요소; 및
    상기 제 2 버스 커플러 요소와 연관되며, 상기 제2 버스 커플러 요소와 상기 제1 버스 커플러 요소가 가시적으로 정렬될 수 있게 하는 투명 매체(transparent media)를 포함하는 가시적 요소(visual element)
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스 커플러 요소는 상기 제1 버스 커플러 요소와 상기 제2 버스 커플러 요소의 가시적 정렬을 가능하게 하는 제1 기준 마크(fiducial mark)를 포함하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 버스 커플러 요소는 제2 기준 마크를 포함하며, 상기 제2 기준 마크는 상기 제1 기준 마크와 상기 제2 기준 마크의 가시적 정렬을 통해 상기 제1 버스 커플러 요소와 상기 제2 버스 커플러 요소의 가시적 정렬을 가능하게 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스 커플러 요소에 포함된 핀 홀과 가시적으로 정렬될 수 있는 상기 제2 버스 커플러 요소 상의 핀(pin)을 더 포함하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스 커플러 요소와 상기 제2 버스 커플러 요소가 손으로 정렬되는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스 커플러 요소와 상기 제2 버스 커플러 요소가 기계로 정렬되는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버스 커플러 요소와 상기 제2 버스 커플러 요소는 각각 도전성 트레이스(conductive trace)를 포함하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 버스 커플러 요소들 중 하나는 테스트 도전성 트레이스를 포함하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 버스 커플러 요소들 중 하나를 포함하는 회로 기판(circuit board)을 더 포함하는 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 버스 커플러 요소들 중 하나를 포함하는 가요성 회로(flex circuit)를 더 포함하는 시스템.
  11. 투명 가시적 요소를 이용하여 제 1 버스 커플러 요소와 제2 버스 커플러 요소의 가시적 정렬을 가능하게 하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가능하게 하는 단계는 상기 제1 버스 커플러 요소와 상기 제2 버스 커플러 요소의 가시적 정렬을 가능하게 하는 제1 기준 마크를 상기 제1 버스 커플러 요소 상에 포함시키는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    제2 기준 마크를 포함시키는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 기준 마크는 상기 제1 기준 마크와 상기 제2 기준 마크의 가시적 정렬을 통해 상기 제1 버스 커플러 요소와 상기 제2 버스 커플러 요소의 가시적 정렬을 가능하게 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 버스 커플러 요소와 상기 제2 버스 커플러 요소 각각에 도전성 트레이스를 포함시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 전자기 커플러;
    전자적 수신 기판(electronic receiving board); 및
    상기 커플러와 상기 기판을 정합시키도록 구성된 접착제(adhesive material)
    를 포함하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 접착제는 상기 커플러와 상기 기판을 정합시킨 후에 제거될 수 있는 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 수신 기판은 마더보드(motherboard)를 포함하는 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 접착제가 상기 커플러를 상기 기판에 정합시킨 후에 상기 커플러를 상기 기판에 고정시키도록 구성된 에폭시 블랭킷(epoxy blanket)을 더 포함하는 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 접착제는 테이프를 포함하는 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 접착제는 압력을 작용시켜 상기 커플러를 상기 기판에 정합시키도록 구성된 완충재(compliant material)를 포함하는 시스템.
  21. 제1 도선(conductive line)을 포함하는 가요성 회로;
    제2 도선을 포함하는 기판;
    상기 제1 도선과 연관되며, 상기 제1 도선과 상기 제2 도선의 가시적 정렬을 가능하게 하는 가시적 요소; 및
    상기 가요성 회로를 상기 기판에 정합시키도록 구성된 접착제
    를 포함하는 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 가시적 요소는 상기 제1 도선과 상기 제2 도선의 가시적 정렬을 가능하게 하는 투명 가요성 회로를 포함하는 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 가시적 요소는 기준 마크를 포함하는 시스템.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 접착제는 상기 가요성 회로와 상기 기판을 정합시킨 후에 제거될 수 있는 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 접착제가 상기 가요성 회로를 상기 기판에 정합시킨 후에 상기 가요성 회로를 상기 기판에 고정시키도록 구성된 에폭시 블랭킷을 더 포함하는 시스템.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 접착제는 압력을 작용시켜 상기 커플러를 상기 기판에 정합시키도록 구성된 완충재를 포함하는 시스템.
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