KR20090031552A

KR20090031552A - 전자 부품들을 위한 서브마운트 및 설비

Info

Publication number: KR20090031552A
Application number: KR1020097000183A
Authority: KR
Inventors: 라빈 바타차랴; 피터 제이. 스니저; 리에베스 반 피에터슨; 에리히 재인진거; 마틴 크랜스; 시마 아즈바디; 알렉산더 유. 더글라스; 재클린 반 드리엘; 마티너스 제이. 제이. 해크
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2009-03-26
Also published as: EP2030493A2; EP2030493B1; US20100238637A1; CN101467503B; WO2008007237A3; ATE450134T1; JP2009540559A; KR101345353B1; DE602007003473D1; US8259460B2; CN101467503A; TW200810033A; JP5113160B2; WO2008007237A2

Abstract

전자 부품들을 기판 상에 배열하기 위한 서브마운트가 제공된다. 이 서브마운트는 헤드 부재 및 그 헤드 부재로부터 돌출하는 적어도 하나의 기판 맞물림 부재를 포함한다. 헤드 부재는 적어도 2개의, 서로로부터 분리된, 전기 도전성 부분들을 포함하고, 각각의 전기 도전성 부분은 전자 부품들을 그것에 접속하기 위해 적응된 부품 콘택트, 및 상기 전기 도전성 부분들을 상기 기판에 포함된 회로와 접촉시키기 위해 적응된, 상기 기판 측면 상에 배열된 기판 콘택트를 포함한다. 본 발명의 서브마운트는, 발광 다이오드와 같은 전자 부품들을 직물 기판 상에 직접 납땜할 필요 없이, 그러한 전자 부품들을 직물 기판에 부착하는 데 이용될 수 있다.

직물 기판, 전자 부품, 서브마운트

Description

전자 부품들을 위한 서브마운트 및 설비{SUBMOUNT FOR ELECTRONIC COMPONENTS}

본 발명은 기판 상에 전자 부품들을 배열하기 위한 서브마운트, 및 기판 상에 배열된 그러한 서브마운트를 포함하는 배열에 관한 것이다.

매일의 생활 속에서 많은 종류의 직물이 사용된다. 동시에, 디스플레이 디바이스, 휴대폰(mobile phones), 미디어 플레이어, 내비게이션 장비, 및 여러 가지 종류의 센서 등과 같은, 일상의 생활 속의 전자 장비의 사용은 극적으로 증가하고 있다.

전자 장비가 직물에 통합되는 경우, 직물 기반 디스플레이 디바이스, 현재 위치를 알리고 원하는 위치로의 방향을 지시할 수 있는 의복 등과 같은 새로운 응용 분야가 나타난다.

전자 부품들의 궁극의 직물 통합을 위하여, 상호접속 기판, 예를 들면 구동 회로는 완전히 직물로 만들어져야 한다.

또한, 직물 기판 상에 부품들을 눈에 거슬리지 않게 설치하기 위해서는 전자 부품들은 가능한 한 작아야 하고 직물이 그의 부드럽고 유연한 특성을 유지하기 위하여 직물 기판 상에 널리 분포되어야 한다.

직물에 전자 부품들을 통합하는 하나의 접근법은, 발광 다이오드들을 포함하는 직물에 대하여 설명하는, GB 2 396 252 A에 설명되어 있다. 그 직물은 도전성 전극들을 포함하고, 그것들은 예를 들면 직물 내로 짜지거나, 또는 직물 상에 인쇄되거나 수놓아질 수 있다. 그 전극들 및 LED들은 함께 매트릭스 어드레싱 가능한(matrix-addressable) 디스플레이를 형성한다.

이 특허 출원에서, LED들의 커넥터들은 전기 도전성 에폭시로 접착(glue)하거나 또는 전극들에 크림프 콘택트들(crimp contacts)을 고정하고 그 크림프 콘택트들에 LED 커넥터들을 납땜함으로써 LED들을 접속하는 것에 의해 직물의 전극들에 부착될 수 있다.

그러나, LED들과 같은 분산된 전자 부품들을 도전성 에폭시를 이용하여 직물 기판 상에 직접 부착하는 것은 매우 섬세하고 시간이 걸리는 프로세스이다.

부품들을 직물 기판 상에 직접 납땜하는 것도, 예를 들면, 폴리에스테르와 같은 몇몇 직물들은 낮은 온도에서 녹기 때문에, 종종 문제가 될 수 있다.

따라서, 직물 섬유의 성질에 관계없이 이용될 수 있고, 자동화 배열에 적합하고, 직물 기판 상의 전자 부품들의 견고한 부착을 제공하는, 직물 기판 상에 전자 부품들을 배열하는 수단들 및 방법들이 본 기술분야에서 요구되고 있다.

[발명의 개요]

본 기술분야의 요구를 적어도 부분적으로 만족시키고 선행 기술의 문제점들을 극복하는 것이 본 발명의 목적이다. 따라서, 하나의 목적은 전자 부품들을 직물 기판에 부착하고 그 전자 부품들을 상기 직물 기판에 포함된 회로에 접속하기 위해 상기 직물 기판 상에 배열될 수 있는 전자 부품들을 위한 서브마운트를 제공하는 것이고, 상기 서브마운트는 납땜 등의 필요 없이 상기 기판에 부착될 수 있다.

이 목적은 본 발명에 따른 서브마운트에 의해 적어도 부분적으로 만족된다.

따라서, 제1 양태에서, 본 발명은 기판 상에 전자 부품들을 배열하기 위한 서브마운트로서, 상부 측면 및 기판 측면을 갖는 헤드 부재(head member) 및 상기 헤드 부재의 상기 기판 측면으로부터 돌출하는 적어도 하나의 기판 맞물림 부재(substrate-engaging member)를 포함하는 서브마운트를 제공한다. 상기 헤드 부재는 적어도 2개의, 서로로부터 분리된, 전기 도전성 부분들을 포함하고, 그 각각은 전자 부품들을 그것에 접속하기 위해 적응된 부품 콘택트, 및 상기 전기 도전성 부분들을 상기 기판에 포함된 회로와 접촉시키기 위해 적응된, 상기 기판 측면 상에 배열된 기판 콘택트를 포함한다.

상기 헤드 부재는 예를 들면 링, 플레이트 또는 버튼 등의 형상으로 되어 있을 수 있다. 상기 기판 맞물림 부재는, 상기 헤드 부재의 상기 기판 측면이 상기 기판에 대향하도록 상기 서브마운트를 제자리에 유지하기 위하여, 상기 기판, 통상적으로는 직물 기판 내의 직물 섬유들 내로 관통하여 그와 맞물릴 수 있다. 상기 기판 맞물림 부재의 이러한 맞물림 작용을 이용함으로써, 상기 서브마운트는 그것을 상기 기판에 납땜하거나 접착할 필요 없이 상기 기판에 부착될 수 있다. 상기 기판 콘택트들은 상기 헤드 부재의 상기 기판 측면 상에 배열된다. 상기 서브마운트는 상기 기판 상에 배열될 때, 이들 기판 콘택트들이 상기 기판에 포함된 도전성 전극들의 회로와 접촉되도록 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 상기 기판 콘택트들 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 기판 맞물림 부재에 의해 구성된다. 따라서, 전기 접속 및 기판 맞물림은 동일한 물리적 구조에 의해 수행될 수 있고, 상기 기판 상의 회로는, 상기 서브마운트가 상기 기판의 반대 측면에 위치하는 경우에도, 상기 기판 맞물림 부재가 상기 기판을 관통할 수 있기 때문에, 상기 서브마운트로부터 용이하게 도달될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 상기 기판 맞물림 부재들 중 적어도 하나는 본질적으로 핀 형상이다. 이러한 형상은 그러한 부재가 직물 기판을 용이하게 관통할 수 있으므로 바람직하다.

본 발명의 실시예들에서, 상기 기판 맞물림 부재는 상기 서브마운트가 배열될 상기 기판의 두께를 초과하는 길이를 갖는다. 그러한 기판 맞물림 부재들은, 예를 들면, 상기 기판의 배면 상에 배열된 도전성 전극들에 도달하도록, 상기 기판을 관통하기 위해 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 상기 기판 맞물림 부재들 중 적어도 하나는 접을 수 있다. 접을 수 있는 기판 맞물림 부재는 상기 기판에 대한 맞물림을 확고히 하고 또한 상기 기판 맞물림 부재와 상기 기판 사이에 전극을 클램핑(clamp)하여 전기 접속을 얻기 위하여 상기 기판의 배면 상에 접힐 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 상기 기판 맞물림 부재들의 주요 연장(main extension)과 직각을 이룬 평면에서의, 상기 기판 맞물림 부재들의 단면은 장방 형(oblong) 형상이다.

상기 기판 맞물림 부재들은 장방형 단면 영역을 갖는 것이 유리하다. 이는 상기 부재에 바람직한 접는 방향(direction of folding)을 할당할 것이기 때문이다. 즉, 접는 축(folding axis)이 자동으로 상기 단면의 장축을 따를 것이기 때문이다. 이는 상기 핀들이 자동화 프로세스에서 접힐 경우에 특히 유리하다. 또한, 상기 부재가 전극을 클램핑하기 위해 이용되는 경우, 증가된 접촉 면적에 의해 상기 전극과 상기 부재 사이에 양호한 접속이 얻어진다.

또한, 서브마운트에서, 제1 기판 맞물림 부재의 장방형 단면의 장축은 제2 기판 맞물림 부재의 장방형 단면의 장축에 대하여 전형적으로 15°내지 165°의 각을 형성할 수 있다. 특정 유형의 직물 기판에서, 상이한 유형의 도전성 전극들(예를 들면 음극 전극 및 양극 전극)이 평행하지 않은 방향으로, 예를 들면 수직으로 배열된다. 그러한 경우 장방형 기판 맞물림 부재들 각각은 그들의 단면의 긴 방향이 대응하는 도전성 전극의 방향과 본질적으로 평행하도록 배열되는 것이 유리하다. 이는 상기 도전성 전극들과 상기 기판 맞물림 부재들 사이의 접촉 면적을 최대화할 것이기 때문이다.

본 발명의 실시예들에서, 상기 기판 콘택트들 중 적어도 하나는 톱니 모양의 표면을 갖는 부분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 내의 도전성 전극들이 분리 외부층(isolating outer layer)에 캡슐화(encapsulate)되는 경우, 상기 기판 콘택트의 톱니 모양의 부분은 상기 도전성 전극과의 전기 접속을 형성하기 위하여 상기 분리를 관통할 수 있다. 예를 들면, 발광 다이오드, 집적 회로 패키지, 센 서, 액추에이터 및 반도체 부품으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 전자 부품들이 상기 서브마운트의 부품 콘택트들에 접속될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 상기 헤드 부재의 일부는 스냅 파스너(snap fastener)의 암 부재(female member)의 맞물림 홈(engaging recess)과 맞물리기 위한 맞물림 돌출부(engaging protrusion)를 포함하는 스냅 파스너의 수 부재(male member)를 구성할 수 있다. 다르게는, 상기 헤드 부재의 일부는 스냅 파스너의 수 부재의 맞물림 돌출부와 맞물리기 위한 맞물림 홈을 포함하는 스냅 파스너의 암 부재를 구성할 수 있다.

그러한 실시예들에서, 상기 서브마운트에 부착될 상기 전자 부품들은, 상기 전자 부품이 스냅 파스너의 대응하는 수 또는 암 부재를 구성하도록, 상기 헤드 부재 상에 스냅 피팅(snap-fitting)하기에 적합한 형상을 갖는다.

이 스탭 파스너 접근법은, 상기 헤드 부재에 부품을 납땜하거나 접촉할 필요가 없고, 원할 경우 전자 부품들이 용이하게 교체될 수 있기 때문에, 유리하다.

본 발명의 실시예들에서, 상기 기판 콘택트들 중 적어도 하나의 기판 콘택트 상에 도전성 접착제 재료가 배열될 수 있다.

상기 서브마운트가 부착되기로 예정된 상기 도전성 전극들과 상기 기판 콘택트들 간의 접촉 면적을 증가시키고, 상기 접촉을 확고히 하기 위하여, 상기 기판 콘택트들 상에 도전성 접착제 재료를 배열하는 것이 유리할 수 있다.

제2 양태에서, 본 발명은 정면 측면 및 배면 측면을 갖고 적어도 2개의 개별 도전성 전극들을 포함하는 직물 기판, 및 본 발명의 적어도 하나의 서브마운트를 포함하는 배열에 관한 것으로, 상기 서브마운트의 적어도 하나의 기판 맞물림 부재는 상기 기판의 정면 측면으로부터 상기 기판을 관통하고, 상기 도전성 전극들 각각은 상기 서브마운트의 개별 기판 콘택트와 접촉한다.

본 발명의 제2 양태의 실시예들에서, 상기 기판의 도전성 전극은 상기 서브마운트의 기판 콘택트와 상기 기판 자체 사이에, 헤드 부재와 상기 기판의 정면 측면 사이에, 또는 기판 맞물림 부재와 상기 기판의 배면 측면 사이에 클램핑될 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 실시예들에서, 적어도 하나의 기판 맞물림 부재는 상기 기판의 배면 측면으로부터 상기 기판을 통하여 연장할 수 있고, 상기 배면 상에 위치하는, 상기 기판 맞물림 부재의 부분은 상기 기판의 배면 측면 쪽으로 구부러진다. 상기 기판 맞물림 부재로 상기 직물 기판을 완전히 관통하고 상기 부재의 관통하는 부분을 상기 기판의 표면 쪽으로 구부림으로써, 상기 서브마운트는 상기 기판에 확고하게 부착된다.

또한, 상기 기판의 배면 상에 도전성 전극이 배열되는 경우, 그것은 상기 배면까지 연장하는 기판 맞물림 부재의 부분과의 접촉을 통하여 상기 서브마운트에 접속될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 인접한 전극들을 서로 분리시키기 위하여 상기 기판의 도전성 전극들 상에 분리 층들이 배열될 수 있다. 그러한 배열에서, 상기 분리 층은 기판 콘택트에 의해, 예를 들면 기판 콘택트의 상기 톱니 모양의 표면에 의해 관통되어, 상기 도전성 전극으로부터 상기 기판 콘택트로의 전기 접속을 형성 할 수 있다.

이제, 본 발명의 이 양태들 및 다른 양태들에 대하여, 본 발명의 현재 바람직한 실시예를 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 서브마운트를 개략적으로 도시한다.

도 2a 내지 2e는 본 발명의 서브마운트를 기판 상에 배열하는 방법들을 도시한다.

도 3은 본 발명의 서브마운트의 현재 바람직한 실시예를 도시한다.

도 4는 본 발명의 서브마운트의 다른 현재 바람직한 실시예를 도시한다.

도 5는 본 발명의 서브마운트의 또 다른 현재 바람직한 실시예를 도시한다.

본 발명의 하나의 양태는 전자 부품들을 기판에, 특히 직물 또는 다른 연성(flexible) 기판들에 부착하기 위한 것일 수 있는 서브 마운트에 관한 것으로, 상기 기판은 도전성 전극들의 회로를 포함하고 그 회로에 상기 전자 부품들이 접속되어야 한다.

여기서 사용될 때, "전자 부품"(electronic components)은 이 기술분야의 숙련자들에게 알려진 임의의 전자 부품에 관련이 있고, 능동 및 수동 부품, 집적 회로, 센서, 액추에이터 등을 포함하지만, 이들에 제한되지는 않는다. 상기 서브마운트는 예를 들면 발광 다이오드들에 적합하다. 또한, 본 발명의 서브마운트들은 복수의 전자 부품들의 조합들을 부착하기 위해 이용될 수 있다.

본 발명의 서브마운트는 일반적으로 "표면 실장 디바이스"(surface mount devices)로 알려진 유형의 전자 부품들에 특히 적합하지만, 다른 유형의 전자 부품 패키지들에도, 및 소위 "노출 다이"(naked die) 집적 회로들에도 적합하다.

"직물"(textile)은, 여기서 사용될 때, 직물 섬유에 의해 생성된 재료를 나타내고, 떠진(knitted), 짜진(woven) 및 짜지지 않은 직물 재료 모두를 나타낸다. 직물 섬유는 천연 섬유, 예를 들면, 양모(wool) 및 솜(cotton), 및 합성 섬유, 예를 들면, 폴리에스테르 및 나일론 모두를 포함한다.

전형적으로, 본 발명에서 사용하기에 적합한 직물 기판은, 예를 들면, 비도전성 실들(non-conductive yarns)에 의해 분리된 도전성 실들의 형태로 된, 도전성 전극들을 포함한다. 하나의 예는 섞어 짜진(interwoven) 또는 수놓아진(embroidered) 도전성 전극들을 갖는 짜진 폴리에스테르 직물이다. 예를 들면, 도전성 전극들은 은을 입힌(silver-coated) 폴리에스테르 섬유로 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 도전성 전극들의 회로를 포함하는 임의의 유형의 직물 기판이 고려된다.

본 발명의 서브마운트의 실례가 되는 실시예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 서브마운트(100)는 전자 부품(150)이 위에 배열될 수 있는 헤드 부재(101)를 포함한다.

헤드 부재(101)는 분리 재료(104)에 의하여 서로 분리되는 2개의 전기 도전성 부분들(102, 103)을 포함한다.

전기 도전성 부분들(102, 103) 각각은 부품 콘택트 영역(112, 113)을 각각 제공하고, 그 콘택트 영역들에는 하나 이상의 전자 부품들이 접속될 수 있다. 전자 부품(150)을 부품 콘택트들(112, 113)에 부착하는 방법은, 납땜하는 것, 전기 도전성 아교로 접착시키는 것, 및 스냅(snap)하는 것을 포함하지만, 이들에 제한되지는 않는다.

헤드 부재(101)의 형상은 본질적으로 편평한 바디(flat body)로서 도시되어 있지만, 편평한 또는 돔(dome) 형상 버튼, 수(male) 또는 암(female) 스냅 버튼, 링 등과 같은, 본질적으로 임의의 물리적 형태를 가질 수 있다.

또한, 전기 도전성 부분들(102 및 103) 각각은 기판 콘택트 영역(122 및 123)을 각각 포함한다.

기판 콘택트 영역들(122, 123)은 헤드 부재(101)의 기판 측면에, 즉, 서브마운트가 배열될 기판에 대향하도록 적응된 헤드 부재의 측면에 배열된다.

기판 콘택트 영역들(122, 123)은 서브마운트가 배열될 기판 상에 배열된 전기 도전성 전극들의 회로로부터, 헤드 부재(101) 상에 배열되고 부품 콘택트 영역들(112, 113)에 접속된 전자 부품(150)으로의 전기 접속을 형성하기 위하여 배열된다.

또한, 서브마운트 상에는, 기판과 맞물리고 서브마운트를 기판 상에 유지하기 위하여 헤드 부재(101)의 기판 측면으로부터 돌출하는 기판 맞물림 부재(132, 133)가 배열된다.

기판 맞물림 부재들(132, 133)은 기판을 관통하여 기판 재료들과 맞물릴 수 있고 기판을 관통하여 기판 재료들과 맞물리기에 적합하여야 한다.

기판 맞물림 부재들은 이 실시예에서는 헤드 부재로부터 연장하는 핀의 형태로 되어 있다.

바람직한 실시예에서, 기판 맞물림 부재들(132, 133)은 접을 수 있는 재료, 전형적으로 금속 또는 합금으로 이루어지고, 서브마운트가 배열될 기판의 두께를 초과하는 길이를 갖는다. 그러한 경우에, 기판 맞물림 부재들은 각 부재의 부분이 기판의 배면 상에서 밖으로 연장하도록 기판을 관통하게 된다. 관통하는 기판 맞물림 부재들은 그 후 기판 배면의 표면 쪽으로 구부러지고/접어진다.

기판의 배면 상에서 기판 맞물림 부재들을 접고/구부림으로써, 서브마운트는 기판 상에 확고하게 배열된다.

도 1에서 도시된 실시예에서, 기판 맞물림 부재들(132 및 133)은 전기 도전성 재료, 전형적으로, 예를 들면, Al, Fe, Au, Ag, Cu, Pb와 같은 도전성 금속 또는 임의의 도전성 합금으로 이루어지고, 각각, 기판 콘택트 영역들(122 및 123)의 일부를 형성한다. 따라서, 이 실시예에서 기판 맞물림 부재들(132, 133)은 기판 상의 회로와 전기 접촉을 이루기 위해 이용될 수 있다.

직물 기판 상의 본 발명의 서브마운트의 배열이 일련의 도 2a 내지 2c에서 도시되어 있다. 상기 실시예의 서브마운트(100)와, 제1 및 제2 전기 도전성 전극(201, 202)을 포함하는 직물 기판(200)이 제공된다(도 2a). 이 실시예에서, 전기 도전성 전극들(201, 202)은 직물 기판의 동일한 측면 상에, 즉, 서브마운트(100)의 헤드 부재의 예정된 위치에 관하여 배면 상에 배열된다.

서브마운트(100)의 기판 맞물림 부재들은 정면 측면(기판의 헤드 부재 측면)으로부터 기판의 반대편 배면으로 기판(200)을 관통하게 된다(도 2b).

서브마운트(100)와 도전성 전극들(201, 202) 사이에 접촉을 이루기 위하여, 제1 기판 맞물림 부재(132)는 제1 전극(201) 위로 접어지고, 제2 기판 맞물림 부재(133)는 제2 전극(202) 위로 접어진다(도 2c). 따라서, (i) 서브마운트는 직물 기판 상에 확고하게 배열되고, (ii) 기판 상의 전극들은 기판과 기판 맞물림 부재 사이에 클램핑되어, 서브마운트와 전기 접촉하게 된다.

이 실시예의 변형이 도 2d에 도시되어 있고, 여기서는 제1 및 제2 전기 도전성 전극들(201', 202')이 기판의 반대편 측면들에 배열되어 있다. 이 변형에서는, 제1 전극(201')은 기판(200)과 기판의 배면 상의 기판 맞물림 부재(132) 사이에 클램핑되는 반면, 제2 전극(202')은 헤드 부재(101) 상의 기판 콘택트 영역(123)과 기판(200) 사이에 클램핑된다.

다른 변형이 도 2e에 도시되어 있고, 여기서는 제1 및 제2 전기 도전성 전극들(201", 202")이 기판의 정면 측면에 배열되어 있다. 이 변형에서는, 제1 전극(201")은 기판(200)과 헤드 부재(101) 상의 기판 콘택트 영역(122) 사이에 클램핑되고, 제2 전극(202")은 기판(200)과 헤드 부재(101) 상의 기판 콘택트 영역(123) 사이에 클램핑된다.

도 2d로부터 명백한 바와 같이, 기판 맞물림 부재(133)는 어떤 도전성 전극과도 접촉하지 않고, 따라서 이 실시예에서는 이 기판 맞물림 부재는 기판 기판 콘택트 영역(123)의 일부를 형성할 필요가 있다.

도 2e로부터 명백한 바와 같이, 기판 맞물림 부재들 중 어느 것도 어떤 도전성 전극과도 접촉하지 않고, 이 실시예에서는, 기판 맞물림 부재들 중 어느 것도 임의의 기판 콘택트 영역의 일부를 형성할 필요가 없다.

도 3에서 도시된 것과 같은, 본 발명의 서브마운트의 바람직한 실시예들에서, 기판 맞물림 부재들(332, 333)은 핀 형상이고 장방형 단면(부재의 연장과 교차하여)을 가진다. 즉, 단면의 형상은 하나의 주요 연장 치수(main dimension of extension)(장축)를 가진다.

기판 맞물림 부재의 장방형 단면은 접은 자리(fold)가 단면의 장축을 따르도록 자연스러운 접기 방향을 할당한다. 또한, 장방형 단면을 가진 기판 맞물림 부재는 전극에 대해 큰 접촉 면적을 제공한다.

기판 맞물림 부재의 단면의 긴 측면은 본질적으로 도전성 전극과 평행하다. 예를 들면, 상이한 목적을 가진 도전성 전극들(예를 들면, 양극 및 음극)이 서로 평행하지 않게, 예를 들면, 수직으로 배열되는 직물 기판들이 개발되었다. 따라서 그러한 기판에 대한 서브마운트에서는 기판 맞물림 부재가 대응하는 배열을 갖는 것이, 즉, 제1 기판 맞물림 부재(332)의 장축은 제2 기판 맞물림 부재(333)의 장축에 대하여 각을 형성하는 것이 바람직하다.

헤더 부재(301)는 주로 플라스틱과 같은 분리 비도전성 재료로 형성된다. 헤더 부재(301)의 정면 표면은 부품 콘택트 영역들(312, 313)이 위치하는 홈(340)을 포함한다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 서브마운트(400)의 헤드 부재(401)는 스냅 파스너의 수 부재(male member)를 나타낸다. 이 서브마운트는 특히 스냅 파스너의 암 부재(female member)를 나타내는 형상을 갖는 전자 부품(470)에 접속되도록 적응되어 있다. 헤드 부재(401)는 전자 부품(470) 내의 홈(480)과 맞물리기 위한 맞물림 돌출부(450)를 포함한다.

헤드 부재(401)의 제1 부품 콘택트(412)는 헤드 부재(401)의 베이스 표면 상에 배열된다. 헤드 부재(401)의 제2 부품 콘택트(413)는 돌출부(450)의 상부에 배열된다.

이에 접속하기 위해, 전자 부품(470)은 베이스 표면 상에 배열된 제1 커넥터(471), 및 맞물림 홈(480) 내에 배열된 제2 커넥터(472)를 갖는다. 따라서, 전자 부품이 서브마운트 상에 스냅락(snap-lock)될 때, 헤드 부재의 베이스 표면 상에 배열된 제1 부품 콘택트(412)는 전자 부품의 베이스 표면 상에 배열된 제1 커넥터(471)와 접촉된다. 또한, 맞물림 돌출부(450) 상에 배열된 제2 부품 콘택트(413)는 전자 부품의 맞물림 홈(480) 내에 배열된 제2 커넥터(472)와 접촉된다. 잘 작용하는 스냅 버튼을 얻기 위한 맞물림 홈들 및 돌출부들의 정확한 디자인은 물론, 이 목적에 적합한 재료는 이 기술분야의 숙련자에게 잘 알려져 있고 본 발명을 이해하는 데 필요하지 않다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에서는, 기판 콘택트 영역들(122, 123) 상에 도전성 접착제 재료(162, 163)가 배열된다.

본 발명의 서브마운트는 도전성 접착제 없이도 잘 기능하지만, 직물 표면에 대한 기계적 접속 때문에 많은 저항 손실이 있을 수 있다. 더욱이, 직물 내의 주기적인 응력으로 인해 결국 기계적 접속이 느슨해질 수 있고, 이는 보다 높은 저항 손실 및 있음직한 전기 접속의 단절을 유발할 수 있다.

열악한 기계적 접속으로 인한 이러한 저항 손실을 극복하기 위하여, 서브마운트의 기판 콘택트들 상에 소량의 도전성 접착제가 배치된다. 다르게는, 직물 표면 상의 접촉점들에 소량의 도전성 접착제가 배치될 수 있다. 서브마운트가 기판 상에 배열될 때, 서브마운트와 기판 간의 기계적 압력도 접착제가 서브마운트를 직물에 더 접착하게 한다. 이러한 접속은 서브마운트를 기판에 더 확고하게 고정시킬 뿐만 아니라, 도전성 접착제가 직물 표면 내로 스며들어 기판의 전극들과 서브마운트의 기판 콘택트들 간에 더 많은 전기 도전성 경로를 생성할 때 기판의 도전성 전극들에 대한 보다 양호한 전기 접속을 생성한다.

이 기술분야의 숙련자라면 기판의 도체들과 접촉할 기판 콘택트(122, 123) 상의 위치에서만 도전성 접착제(162, 163)를 배열할 필요가 있을 것임을 알 것이다. 그러므로, 도 5의 도전성 접착제는 기판 콘택트들의 전 영역에 걸쳐서 분포되어 있는 것으로 도시되어 있다 하더라도, 실제로는, 보다 작은 부분에만 접착제가 제공되어야 할 것이다.

적합한 도전성 접착제 재료는, Loctite 3880 싱글 팟 에폭시(single pot epoxy) 및 Chemance 6500 투 팟 에폭시(two pot epoxy)와 같은, 그러나 이들에 제한되지 않는, 도전성 에폭시 베이스 접착제, 및 3M 양면 접착제 구리 도전 테이프(double sided adhesive copper conducting tape)와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 도전성 접착제 테이프를 포함하지만, 이들에 제한되지는 않는다. 이 기술분야의 숙련자라면 본 발명에서 사용하기에 적합한 다른 도전성 접착제 재료를 알 것이다.

이 기술분야의 숙련자라면, 예를 들면, 서브마운트의 헤드 부재는 스냅 파스너의 암 부재를 나타내고 전자 부품은 스냅 파스너의 수 부재를 나타내도록, 상기 실시예가 변경될 수 있다는 것을 알 것이다.

또한, 헤드 부재의 부품 콘택트들은 물론 전자 부품의 커넥터들의 정확한 위치가 변경될 수도 있다.

위에서 언급한 실시예들에서, 부품 콘택트들은 서브마운트의 헤드 부재의 상부 측면 상에 배열된다. 본 발명이 이에 제한되도록 하려는 것은 아니며, 일부 경우에는, 전자 부품들이 헤드 부재의 기판 측면에 부착되게 하는 것이 유리할 수 있다. 다른 경우에는, 전자 부품들이 헤드 부재의 상부 측면 및 기판 측면 모두에 부착되게 하는 것이 유리할 수 있다.

이 기술분야의 숙련자라면 본 발명은 결코 위에서 설명된 바람직한 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 알 것이다. 그에 반하여, 첨부된 청구항들의 범위 안에서 다수의 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들면, 헤드 부재는 3개 이상의, 서로로부터 분리된, 전기 도전성 부분들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 헤드 부재는, 3개, 4개 또는 그 이상의 전기 도전성 부분들을 포함할 수 있고, 각 도전성 부재는 부품 콘택트 영역 및 기판 콘택트 영역을 가진다. 따라서, 예를 들면, 기판 맞물림 부재들이 기판 콘택트의 일부를 형성하고 헤드 부재가 3개 이상의 전기적으로 분리된 부분들을 포함하는 경우, 서브마운트도 3개 이상의 기판 맞물림 부재들을 포함할 수 있다.

본 발명의 서브마운트는 상이한 유형의 전자 부품들을 직물 기판에 접속하는 데 이용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 발광 다이오드는 2개의 개별 접속들, 양극 및 음극을 필요로 하는 반면, 3개의 개별 접속들을 필요로 하는 트랜지스터와 같은 다른 전자 부품들은 더 많은 접속들을 필요로 한다. 다르게는, 복수의 전자 부품들이 하나의 서브마운트에 접속될 수 있다. 예를 들면, 4개의 개별 접속들을 제공하는 서브마운트는 3개의 개별 발광 다이오드를 접속하는 데 이용될 수 있다(3개의 개별 음극들 및 하나의 공통 양극).

본 발명의 서브마운트의 헤드 부재는 패키징된 집적 회로, 노출 다이 집적 회로, 수동 또는 능동 부품, 광학 렌즈, 방열기(heat sink), 센서 및/또는 배터리를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 서브마운트가 기판에 부착되려고 할 때, 전자 부품(들)은 그 위에 이미 부착되어 있을 수도 있고, 또는 그것이 기판에 부착된 후에 서브마운트에 부착될 수도 있다.

서브마운트는 본질적으로 임의의 형상을 가질 수 있다. 그러나, 기판 콘택트들의 위치는 직물 기판 내의 도전성 전극들의 위치에 맞도록 적응되는 것이 바람직하다.

기판 재료와 맞물리기 위하여, 기판 맞물림 부재들은, 기판 내로 관통할 수 있도록, 가시가 달릴(barbed) 수 있다. 그러나, 그 가시들(barbs)은 상기 부재들을 기판으로부터 뽑아내지 못하게 한다.

기판에 포함된 도전성 전극들은 그 전극들 상에 배열된 분리 층에 의해 분리될 수 있다. 서브마운트가 그러한 분리된 전극들과 전기 접촉되게 하기 위하여, 분리 층은 예를 들면 가열에 의해 도전성 재료들을 노출시키도록 국소적으로 제거될 수 있다. 다르게는, 기판 콘택트들은 도전성 전극과 접촉하기 위하여 분리 층을 관통할 수 있도록 디자인될 수 있다. 이 기술분야의 숙련자라면 알 수 있는 바와 같이, 서브마운트의 기판 콘택트들은 분리 층을 관통할 수 있기 위하여 여러 방법으로 디자인될 수 있다. 예를 들면, 기판 콘택트들은 톱니 모양의 부분을 가질 수 있다. 예를 들면, 도전성 전극의 분리 층을 관통할 수 있는 톱니 표면 프로필을 가질 수 있다.

또한, 서브마운트의 기판 맞물림 부재들은, 예를 들면, 클램핑에 의해, 기판의 배면에 추가 부재들을 부착하기 위해 더 이용될 수 있다. 그러한 추가 부재의 예는, 스냅 파스너의 수 또는 암 부재, Velcro® 파스너 부재 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.

본 발명의 직물 기판 상에 배열된 본 발명의 서브마운트들의 배열들은 몇 가지 상이한 목적을 위하여 이용될 수 있다. 예를 들면, 서브마운트들에 발광 다이오드들이 접속되는 경우, 및 직물 내의 도전성 전극들이 어드레싱 가능한 매트릭스를 형성하는 경우, 그 배열은, 예를 들면, 의복 상에서 이용될, 직물 디스플레이 디바이스를 형성할 수 있다.

요약하면, 본 발명은 전자 부품들을 기판 상에 배열하기 위한 서브마운트를 제공한다. 이 서브마운트는 헤드 부재 및 그 헤드 부재로부터 돌출하는 적어도 하나의 기판 맞물림 부재를 포함한다. 헤드 부재는 적어도 2개의, 서로로부터 분리된, 전기 도전성 부분들을 포함하고, 각각의 전기 도전성 부분은 전자 부품들을 그것에 접속하기 위해 적응된 부품 콘택트, 및 상기 전기 도전성 부분들을 상기 기판에 포함된 회로와 접촉시키기 위해 적응된, 상기 기판 측면 상에 배열된 기판 콘택트를 포함한다.

본 발명의 서브마운트는, 발광 다이오드와 같은 전자 부품들을 직물 기판 상에 직접 납땜할 필요 없이, 그러한 전자 부품들을 직물 기판에 부착하는 데 이용될 수 있다.

Claims

기판 상에 전자 부품들(150)을 배열하기 위한 서브마운트(100)로서,

상부 측면 및 기판 측면을 갖는 헤드 부재(head member)(101) 및 상기 헤드 부재(101)의 상기 기판 측면으로부터 돌출하는 적어도 하나의 기판 맞물림 부재(substrate-engaging member)(132, 133)를 포함하고,

상기 헤드 부재(101)는 적어도 2개의, 서로로부터 분리된, 전기 도전성 부분들(102, 103)을 포함하고, 각각의 전기 도전성 부분(102, 103)은 전자 부품들과의 접속을 위한 부품 콘택트(112, 113), 및 상기 전기 도전성 부분들을 상기 기판에 포함된 회로와 접촉시키기 위해 상기 기판 측면 상에 배치된 기판 콘택트(122, 123)를 포함하는 서브마운트(100).
제1항에 있어서, 상기 기판 콘택트들(122, 123) 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 기판 맞물림 부재(132, 133)에 의해 구성되는 서브마운트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 기판 맞물림 부재(132, 133)는 본질적으로 핀 형상인 서브마운트.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 맞물림 부재(132, 133)는 상기 기판의 두께를 초과하는 길이를 갖는 서브마운트.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 기판 맞물림 부재(132, 133)는 접을 수 있는(foldable) 서브마운트.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 맞물림 부재(332, 333)의 주요 연장(main extension)과 직각을 이룬 평면에서의, 상기 기판 맞물림 부재의 단면은 장방형(oblong) 형상을 갖는 서브마운트.
제6항에 있어서, 적어도 제1 기판 맞물림 부재(332) 및 제2 기판 맞물림 부재(333)를 포함하고, 상기 제1 기판 맞물림 부재의 장방형 단면의 장축은 상기 제2 기판 맞물림 부재의 장방형 단면의 장축에 대하여 15°내지 165°의 각을 형성하는 서브마운트.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 콘택트들 중 적어도 하나는 톱니 모양의 표면을 갖는 부분을 포함하는 서브마운트.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 전자 부품(150)이 상기 부품 콘택트들에 접속되는 서브마운트.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전자 부 품(150)은 발광 다이오드, 집적 회로 패키지, 센서, 액추에이터 및 반도체 부품으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 서브마운트.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드 부재(401)의 일부는 스냅 파스너(snap fastener)의 암 부재(female member)의 맞물림 홈(engaging recess)과 맞물리기 위한 맞물림 돌출부(engaging protrusion)(450)를 포함하는 스냅 파스너의 수 부재(male member)를 구성하는 서브마운트(400).
제11항에 있어서, 맞물림 홈(480)을 포함하는 스냅 파스너의 상기 암 부재를 구성하는 전자 부품(470)이 상기 맞물림 돌출부(450) 상에 스냅락(snap-lock)되는 서브마운트(400).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드 부재의 일부는 스냅 파스너의 수 부재의 맞물림 돌출부와 맞물리기 위한 맞물림 홈을 포함하는 스냅 파스너의 암 부재를 구성하는 서브마운트.
제13항에 있어서, 스냅 파스너의 상기 수 부재를 구성하는 전자 부품이 상기 헤드 부재 맞물림 홈 상에 스냅락(snap-lock)되는 서브마운트.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 콘택트들(122, 123) 중 적어도 하나의 기판 콘택트 상에 도전성 접착제 재료(162, 163)가 배열되는 서브마운트.
제15항에 있어서, 상기 도전성 접착제 재료는 도전성 에폭시 재료 또는 도전성 접착제 테이프를 포함하는 서브마운트.
정면 측면 및 배면 측면을 갖고 적어도 2개의 개별 도전성 전극들(201, 202)을 포함하는 직물 기판(200), 및 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 서브마운트(100)를 포함하는 설비(arrangement)로서,

상기 서브마운트의 적어도 하나의 기판 맞물림 부재(132, 133)는 상기 기판의 정면 측면으로부터 상기 기판을 관통하고, 상기 도전성 전극들(201, 202) 각각은 상기 서브마운트의 개별 기판 콘택트(122, 123)와 접촉하는 설비.
제17항에 있어서, 상기 도전성 전극들은 상기 기판 콘택트들과 상기 기판 사이에 클램핑(clamp)되는 설비.
제17항 또는 제18항에 있어서, 도전성 접착제 재료가 상기 기판 콘택트들 중 적어도 하나를 상기 도전성 전극들 중 하나에 접착시키는 설비.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 기판 맞물림 부 재가 상기 기판을 통하여 그의 배면까지 연장하고, 상기 배면 상에 위치하는 상기 기판 맞물림 부재의 부분이 상기 기판의 배면 표면 쪽으로 구부러지는 설비.
제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 전극들 중 적어도 하나는 상기 기판의 배면 상에 배열되고, 상기 배면까지 연장하는 기판 맞물림 부재의 부분과의 접촉을 통하여 상기 서브마운트에 접속되는 설비.
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 배면 상에 배열된 상기 도전성 전극은 상기 기판과 상기 기판 맞물림 부재 사이에 클램핑되는 설비.
제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 도전성 전극들을 분리시키도록 배열된 분리 층이 기판 콘택트에 의해 관통되어 상기 도전성 전극으로부터 상기 기판 콘택트로의 전기 접속을 형성하는 설비.
제17항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 스냅 파스너의 암 또는 수 부재가 상기 기판의 배면 상에 배열되어 상기 기판 맞물림 부재와의 맞물림에 의해 유지되는 설비.