KR20170003366U - 강성 및 가요성 인쇄 회로 기판들의 smt 접속 - Google Patents

강성 및 가요성 인쇄 회로 기판들의 smt 접속 Download PDF

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Abstract

기술된 실시예들은 일반적으로 컴포넌트들을 함께 단단하게 그리고 효율적으로 연결시키는 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 가요성 인쇄 회로 기판 및 강성 인쇄 회로 기판은 가요성 인쇄 회로 기판 상에 분포된 전기 접점들을 강성 인쇄 회로 기판 상에 분포된 전기 접점들에 솔더링함으로써, 함께 전기적으로 결합될 수 있다. 전기 접점들은 원하는 양의 데이터 및 전력 전달 대역폭을 제공하기 위해 원하는 대로 배치되고 크기가 정해질 수 있다.

Description

강성 및 가요성 인쇄 회로 기판들의 SMT 접속{SMT CONNECTION OF RIGID AND FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARDS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 2016년 5월 18일자로 출원된 미국 정규 특허 출원 제15/158,389호의 우선권을 주장하고, 2016년 3월 18일자로 출원되고 명칭이 "강성 및 가요성 인쇄 회로 기판들의 SMT 접속"인 미국 가특허 출원 제62/310,621호의 우선권의 이익을 주장하며, 이들은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
기술된 실시예들은 일반적으로 전기 커넥터들에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 본 실시예들은 가요성 인쇄 회로 기판과 강성 인쇄 회로 기판 사이의 강건 접속들에 관한 것이다.
휴대용 전자 디바이스들의 제조사들은, 디바이스들이 점점 보다 작아지게 하고 그리고/또는 보다 많은 양의 기능성을 포함할 수 있도록, 디바이스들 내에서 낭비되는 공간을 감소시키기 위해 끊임없이 노력한다. 기판 대 기판 커넥터들은 가요성 인쇄 회로 기판을 강성 인쇄 회로 기판에 접속시키는 실용적인 방식을 제공한다. 불행하게, 커넥터와, 기판 대 기판 커넥터의 리셉터클 사이에 고체 접속부(즉, 솔더링(soldered) 접속부)가 없기 때문에, 기판 대 기판 커넥터의 설계는 충분한 양의 전력 및 데이터를 기판-대-기판 커넥터에 통과시키는데 효율적인 충분한 결합을 제공하기 위하여, 바람직하지 않게 클 수 있다.
이러한 개시내용은 가요성 PCB를 강성 PCB에 전기적으로 결합시키는 방법들 및 장치들에 관한 다양한 실시예들을 기술한다.
전자 조립체는 개시되고, 가요성 인쇄 회로 기판의 제1 말단에 배치된 제1 어레이의 전기 패드들을 가진 가요성 인쇄 회로 기판을 포함한다. 전자 조립체는 또한 강성 인쇄 회로 기판(PCB)의 외부 표면을 따라 배치된 제2 어레이의 전기 패드들을 가진 강성 PCB를 포함한다. 제1 어레이의 전기 패드들은 제2 어레이의 전기 패드들 중 대응하는 것들에 직접 솔더링된다.
전자 디바이스는 개시되고, 커넥터를 포함한 제1 인쇄 회로 기판을 포함한다. 전자 디바이스는 또한 제1 패턴으로 배치된 제1 어레이의 전기 접점들을 가진 제2 인쇄 회로 기판을 포함한다. 가요성 커넥터는 제1 말단, 및 제1 말단과 마주하는 제2 말단을 가진다. 제1 말단은 제1 어레이의 전기 접점들에 직접 솔더링된, 제1 패턴에 상보적인 제2 패턴으로 배치된 제2 어레이의 전기 접점들을 가진다. 디바이스 하우징은 제1 및 제2 인쇄 회로 기판들 및 가요성 커넥터를 적어도 부분적으로 둘러싼다.
가요성 인쇄 회로 기판을 강성 인쇄 회로 기판(PCB)에 전기적으로 결합시키는 방법이 개시된다. 방법은 가요성 인쇄 회로 기판에 제1 어레이의 전기 접점들을 부착시키는 단계를 포함한다. 부착시키는 단계는 재료 증착 공정을 수행함으로써 실행될 수 있다. 제2 어레이의 전기 접점들은 강성 PCB에 부착될 수 있다. 제1 어레이의 전기 접점들은 SMT 공정 동안에 제2 어레이의 전기 접점들에 직접 솔더링될 수 있다.
본 개시내용은 첨부된 도면들과 함께 이어지는 상세한 설명에 의해 잘 이해될 것이고, 유사한 참조부호는 유사한 구조적 요소들을 표시한다.
도 1a 및 도 1b는 기술된 실시예들과 함께 사용되기에 적합한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 상면 및 하면 사시도들을 도시하고;
도 2a는 강성 인쇄 회로 기판 및 2 개의 커넥터 조립체들의 사시도를 도시하고;
도 2b는 도 2a에 도시된 커넥터 조립체들 중 하나의 상세도를 도시하고;
도 2c는 도 2a에 도시된 커넥터 조립체들 중 또 다른 하나의 상세도를 도시하고;
도 3a 및 도 3b는, 커넥터 조립체의 하나의 말단이 장애물 주위에서 연장되기 위해 배치된 대안 커넥터 조립체의 사시도들을 도시하고;
도 4는 기술된 실시예들과 함께 사용되기에 적합한 PCB 모듈의 사시도를 도시하고;
도 5는 가요성 인쇄 회로 기판의 표면을 따라 배치된 전자 패드들을 도시하고;
도 6은 PCB 모듈에 결합된 가요성 PCB를 도시하며; 그리고
도 7은 가요성 PCB와 강성 PCB 사이에 강건 전기 접속을 형성하는 방법을 도시하는 플로차트를 도시한다.
본 출원에 따른 방법들 및 장치들의 대표적인 응용예들이 이 섹션에 기술된다. 이들 예들은 단지 맥락을 부가하고 기술된 실시예들의 이해를 돕기 위하여 제공된다. 따라서, 기술된 실시예들이 이들의 구체적인 상세한 설명의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수 있다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 다른 경우들에서, 공지된 공정 단계들은 기술된 실시예들을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 상세히 기술되지 않았다. 다른 응용예들도 가능하며, 따라서 이하의 예들을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
하기의 상세한 설명에서는, 설명의 일부를 형성하고, 기술된 실시예들에 따른 특정 실시예들을 예시로서 도시하는 첨부 도면들에 대한 참조가 행해진다. 이러한 실시예들은 통상의 기술자들이 기술된 실시예들을 실시할 수 있을 정도로 충분히 상세히 기술되어 있지만, 이 예시들이 제한하는 것이 아니고, 따라서 다른 실시예들이 사용될 수 있으며, 기술된 실시예들의 기술적 사상 및 범주를 벗어남이 없이 변경들이 행해질 수 있음이 이해된다.
가요성 인쇄 회로 기판("플렉스(flex)")은, 유연성, 공간 절약들, 또는 다른 생산 제약들로 인해 전통적인 커넥터들, 그 예로서 배선들이 활용되지 못하도록 하는 응용들에서, 가요성 커넥터를 구성하기 위해 활용될 수 있는 가요성 폴리머 기판 상에 인쇄된 전자 회로이다. 일부 실시예들에서, 플렉스는 제1 컴포넌트를 제2 컴포넌트로 접속시키는 가요성 인쇄 회로 기판 조립체를 구성하기 위해 활용될 수 있다. 예를 들어, 가요성 인쇄 회로 기판 조립체는 제1 전기 컴포넌트를 제2 전기 컴포넌트에 상호연결시킬 수 있다. 컴포넌트들은 그 후에 플렉스에 의해 전송된 신호들을 통해 서로 통신할 수 있다. 신호들은 플렉스 내에 내장된 도선들 및 트레이스들의 형태를 취할 수 있는 수많은 전기 전도성 경로들에 의해 전송될 수 있다. 전기 전도성 경로들은 제1 전기 컴포턴트와 제2 전기 컴포넌트 사이에서 수많은 신호들의 별개의 라우팅을 다룰 수 있다. 전기 전도성 경로들이 플렉스를 이루는 수많은 서로 다른 층들에 걸쳐 분포될 수 있음을 주의하여야 한다.
가요성 인쇄 회로 기판 구성 사용의 하나의 단점은 가요성 인쇄 회로 기판과 강성 인쇄 회로 기판(PCB) 사이의 접속들이 일반적으로 기판-대-기판 또는 무 삽입력(zero insertion force) 커넥터들의 형태를 취한다는 점이다. 이들 커넥터들이 강성 PCB로부터 가요성 PCB를 편리하게 분리하는 것을 허용하는 이점을 가지는 반면, 고속 데이터 및/또는 고전압 전력이 커넥터를 통해 전송되고 있을 시에는 기판 상에 채워지는 풋프린트가 상당해지는 경향이 있다. 이들 커넥터들의 크기는, 고체 접속부가 아니라 대신 함께 가압되는 다수의 접점들의 형태를 취하는 커넥터들에 의해 발생된 전기 결합의 결과로 상대적으로 크다. 이러한 구성은 커넥터에 고유한 저항 양을 증가시킨다. 고체 접속부의 부재에 기인한 증가된 저항은 전송될 수 있는 전력 양을 감소시키고, 또한 커넥터를 통과하는 데이터의 신호 무결성을 저하시킨다. 결과적으로, 실질적인 보다 큰 양의 표면적은 강건한 전력 및 데이터 전송 경로들을 달성하기 위해서, 솔더링된 접속의 라인들을 따른 고체 접속부에 대해 달리 필요하기보다는, 이들 유형들의 커넥터들에 필요하다.
이러한 문제에 대한 하나의 해결책은 가요성 PCB의 표면을 따라 분포된 접점들을 강성 PCB 상의 패드들에 직접 솔더링하는 것이다. 일부 실시예들에서, 솔더링은, 솔더가 접점들 사이에 적용되고 그 후에 가요성 PCB 및 강성 PCB가 접점들 사이의 접속부들을 경화시키기 위해 열을 받는 표면-실장 기술(Surface-Mount Technology, SMT) 공정에 의해 수행될 수 있다. 이러한 구성 유형은 종래의 가요성 내지 강성 PCB 커넥터들에 비해 이하의 주요 이점들을 가진다: (1) 가요성 PCB와 강성 PCB 사이의 접속들 각각은 SMT 공정 동안 접점들과 패드들 사이에서 경화된 솔더에 의해 형성된 연속적인 접속이다; (2) 각각의 패드와 접점은 가요성 PCB와 강성 PCB 사이를 통과하는데 필요한 전력 및/또는 데이터의 양을 수용하기 위해 크기 및 형상이 정확하게 조정될 수 있다; 그리고 (3) 접점들 및 패드들은 강성 PCB 상에서 이용가능한 공간과 일치하도록 구성된 패턴으로 분포될 수 있다. 예를 들어, 패드들은 다양한 설계 요건들로 인해 이동될 수 없는 또 다른 컴포넌트 또는 장애물 주위에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 PCB는 비-종래의 커넥터 풋프린트를 지지하기에 적합한 주문형 기하학적인 구조들을 가질 수 있다. 예를 들어, 수많은 돌출부들이 가요성 PCB의 하나의 말단으로부터 연장될 수 있고, 그 결과 가요성 PCB가 장애물들을 갖는 영역들을 간섭하는 것이 방지될 수 있다.
이러한 실시예들 및 다른 실시예들이 도 1a 내지 도 7을 참조하여 아래에 논의되지만, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 기술자들은 이러한 도면들과 관련하여 본 명세서에서 제공되는 상세한 설명이 설명의 목적을 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 쉽게 알 것이다.
도 1a 및 도 1b는 기술된 실시예들과 함께 사용되기에 적합한 휴대용 컴퓨팅 디바이스(100)의 상면 및 하면 사시도들을 도시한다. 도 1a는, 내부 볼륨을 형성하기 위해 공동작용하는, 상부 케이스(102) 및 하부 케이스(104)를 휴대용 컴퓨팅 디바이스(100)가 어떻게 포함할 수 있는지를 도시한다. 일부 실시예들에서, 상부 케이스(102) 및 하부 케이스(104)는 나사산 체결구들, 접착제, 스냅 부착들 또는 상술된 부착 특징부들의 일부 조합에 의해 서로 부착될 수 있다. I/O 포트들(108)의 기능성을 지원하는 회로부는 상부 케이스(102) 및 하부 케이스(104)에 의해 정의된 내부 볼륨 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(100)는 힌지형 디스플레이 조립체(106)를 포함하는 랩탑일 수 있다. 상부 케이스(102)는 데이터 및/또는 전력을 휴대용 컴퓨팅 디바이스(400) 내외로 전송하는 사용자 액세스가능 포트들(108)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자 액세스가능 포트들(108)은 이하의 유형들의 포트들을 얼마든지 포함할 수 있다: 전원, USB 2.0, USB 3.0, 오디오, 디스플레이포트, 고화질 미디어 입력, 및 카메라 미디어 카드들. 일부 실시예들에서, 사용자 액세스가능 포트들(108)은, PCB 재료로 형성되고 커넥터 플러그를 수용하도록 구성된 리셉터클 공동 내로 연장되는 텅(tongue)들을 가진 가역성 USB-C 포트들의 형태를 취할 수 있다. 도 1b에서, 힌지형 조립체(106)의 하면 부분의 도면뿐만 아니라 하부 케이스(104)의 보다 나은 도면이 제공된다.
도 2a는 강성 인쇄 회로 기판(PCB)(202)을 포함하는 전자 조립체(200)의 사시도를 도시한다. 강성 PCB(202)는 다른 내부 컴포넌트들과 통신하기 위해 또는 대안으로 입출력 포트들로의 접속을 위해 다수의 커넥터 조립체들을 활용하도록 구성될 수 있다. 강성 PCB(202)의 한 측면에 결합된 커넥터 조립체들(204 및 206)이 도시된다. 일부 실시예들에서, 프로세서(208)는 강성 PCB(202)의 전기 전도성 트레이스들과 결합될 수 있다. 이들 전기 전도성 트레이스들은 프로세서(208)를 커넥터 조립체들(204 및 206) 중 하나 이상과 전기 통신하도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 프로세서(208)는 강성 PCB(202)에 직접 부착되지 않은 컴포넌트들로 명령어들을 송신할 수 있다.
도 2b는 커넥터 조립체(204)의 상세도를 도시한다. 특히, 적어도 가요성 PCB(210) 및 강성 PCB(212)를 포함한 커넥터 조립체(204)는, 패드들(214) 및 접점(216)이 도시될 수 있도록 연결해제 상태로 도시된다. 일부 실시예에서, 패드들(214) 및 접점들(216) 둘 다는 가요성 PCB(210) 및 강성 PCB(212) 둘 다 상에 구리의 박층들을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구리의 박층들은 약 30 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 화살표(218)는 패드들(214)을 접점들(216)과 접촉시키기 위해 가요성 PCB(210)가 이동될 수 있는 방향을 도시한다. 솔더를 패드들(214)에 적용시키고 그 솔더에 맞서 접점들(216)을 위치시킴으로써, 가요성 PCB(210) 및 강성 PCB(212)는 대형 기판-대-기판 커넥터 또는 ZIF 커넥터없이 전기적으로 결합될 수 있다. 커넥터 조립체(204)의 다른 말단이 비-SMT 커넥터(220)를 포함할 수 있음을 주의하여야 한다. 비-SMT 커넥터(220)는 커넥터 조립체(204)와 강성 PCB(202) 사이에서 탈착가능한 결합을 허용하도록 구성될 수 있다. 비-SMT 커넥터(220)가 커넥터(222)와 일치하도록 구성된 기판-대-기판 커넥터로서 도시되지만, 무-삽입력 커넥터 또는 다른 탈착가능한 커넥터 또한 가능하다. 이러한 구성은 강성 PCB(202)를 교체함 없이, 커넥터 조립체(204)를 교체하는 것이 바람직할 시에 도움이 될 수 있다. 이러한 방식으로, 불량 커넥터 조립체(204)를 교체하는 것은 가요성 PCB(210) 및 강성 PCB(212)의 교체만을 수반할 수 있다. 일부 실시예들에서, 강성 PCB(212)는 또한 가요성 PCB(210)에 걸쳐 통과된 신호들을 없애는 도관을 제공하도록 구성된 에지 커넥터 접점들(218)을 포함할 수 있다.
도 2c는 커넥터 조립체(206)의 상세도를 도시한다. 커넥터 조립체(206)는, 강성 PCB(202) 및 강성 PCB(224) 둘 다에 대해 SMT 될 수 있도록 구성된 가요성 PCB(222)를 포함한다. 그러한 구성은, PCB(202) 상에서 공간이 귀하고, PCB(202)가, 재작업하기에 부적합하거나 커넥터 조립체(206) 및 PCB(202)가 동시에 고장나는 경향이 있는 부품 내의 컴포넌트인 경우에, 이로울 수 있다. 도시된 예시적인 실시예들 모두가 가요성 PCB와 강성 PCB의 접속들을 도시하지만, 가요성 PCB와 가요성 PCB의 접속들 또한 가능하며, 그리고 소정의 환경들에서 바람직할 수 있음을 주의하여야 한다.
도 3a 및 도 3b는, 커넥터의 하나의 말단이 장애물을 가진 PCB의 일 부분에 접속되기 위해 배치된 대안 커넥터 구성의 사시도들을 도시한다. 보다 종래의 커넥터 조립체가 직사각형 레이아웃을 가질 수 있지만, 전기 커넥터들의 맞춤형 설치에 의해 허용가능한 맞춤형 설계들은 그들이 맞는 곳마다 상대적으로 큰 풋프린터 커넥터가 두 개 이상의 영역들에 걸쳐 분포되는 것을 허용한다. 도 3a는 가요성 PCB(306)의 부착을 달리 배제할 수 있는 위치에서 PCB(304) 상에 위치된 방해 컴포넌트(302)를 도시한다. 이러한 실시예에서, 가요성 PCB(306)의 말단은 전기 접점들(308)이 방해 컴포넌트(302)의 양 측면에 분포되도록 조정될 수 있다. 가요성 PCB(306)는 돌출된 컴포넌트(302)를 수용하기 위한 크기의 노치를 정의하기 위해 변경될 수 있다. PCB(310)에 부착하기 위한 기판 대 기판 커넥터를 포함하는 가요성 PCB(306)의 마주하는 측면이 도시되어 있음을 주의하여야 한다.
도 3c는 전기 접점들(308)의 대안 배치를 가진 PCB(304)의 상부도를 도시한다. 특히, 도 3c는 한 어레이의 전기 접점들(308)이 상이한 크기들 및 형상들을 많이 갖는 전기 접점들(308)을 어떻게 포함할 수 있는지, 그리고 그들이 여러 가지 패턴들로 PCB(304)의 표면을 따라 어떻게 배치될 수 있는지를 도시한다. 예를 들어, 원형 전기 접점들(308-1)은 데이터만을 전달하도록 구성될 수 있는 반면, 보다 큰 직사각형 접점들(308-2)은 전력을 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전기 접점들(308-2)은 5V의 전력을 전달하도록 구성될 수 있다. 전기 접점들(308-3)은 타원의 기하학적인 구조들을 가질 수 있고, 보다 큰 전력 전압들을 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전기 접점들(308-3)은 12V의 전력을 전달하도록 구성될 수 있다. PCB(304)는 또한 전기 접점들(308)에 접하는 접지 스트립들(312)을 포함할 수 있다. 접지 스트립들(312)이 가요성 PCB(306)를 따라 배치된 접지 스트립들과 결합될 시에, 접지 스트립들(312)은 전기 접점들(308)에 통과되는 신호들이 간섭되는 것을 방지하는 EMI 차폐 장벽으로서 작용하도록 구성될 수 있다.
도 4는 기술된 실시예들과 함께 사용되기에 적합한 PCB 모듈(400)의 사시도를 도시한다. 특히, PCB 모듈(400)은, PCB 모듈(400)의 다른 부분들을 접속하기 위한 기판으로서 작용하는 강성 PCB(402)를 포함한다. 강성 PCB(402)는 강성 PCB(402)의 일측 말단으로부터 돌출하는 텅 부분(404)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 강성 PCB(402)는 강성 PCB(402)의 전기적 및 기계적 성능 둘 다를 증가시킬 수 있는 저 유전 상수(저 DK) 재료로 형성될 수 있다. 텅 부분(404)은 USB-C 포트의 라인들을 따라 고속 입출력(I/O) 포트를 형성하도록 구성된 수많은 전기 접점들(406)을 포함할 수 있다. 그러한 포트는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 I/O 포트(108)의 형태를 취할 수 있다. 강성 PCB(402)는 또한 수많은 전기 접점들 또는 패드들이 원하는 패턴으로 배치될 수 있는 평평한 표면을 제공한다. 도시된 실시예에서, 일련의 행들로 배치된 수많은 보다 작은 데이터 패드들(408)이 도시된다. 각각의 데이터 패드(408)는 PCB 모듈(400)과 연관된 디바이스 내의 특정 프로세스 또는 컴포넌트와 연관된 데이터를 전달하기 위한 별개의 경로에 대응할 수 있다. 데이터 패드들(408)은, 데이터 패드들이 연결된 고체 솔더링된 접속부로 인해, 신호 무결성에 미치는 최소한의 영향으로 가요성 PCB 상의 대응하는 데이터 패드들로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 이유로, 어레이의 데이터 패드들(408)은 커넥터 인터페이스에서의 불연속성들에 의해 야기된 신호 무결성 저하들을 처리하기 위해, 보다 많은 공간을 차지하는 기판 대 기판 또는 ZIF 유형의 커넥터들에 대해 달리 필요로 하는 것보다 실질적으로 작은 풋프린트를 차지할 수 있다.
전기 접점들의 패턴은 또한 전력 접점(410)을 포함할 수 있다. 전력 접점(410)은 텅 부분(404)과 연관된 I/O 포트를 통해 전달가능한 총 전력 양을 수용하기 위해 크기가 정해질 수 있다. 직사각형의 전력 접점이 도시되었지만, 임의의 크기 또는 형상이 사용될 수 있고 전력 접점(410)의 총 면적을 증가시키는 것이, 그를 통해 안전하게 라우팅될 수 있는 최대 전력 양을, 서로 맞게 증가시킴을 인식하여야 한다. 일부 전기 접점 어레이들에서, 수많은 전력 접점들(410)이 바람직할 수 있음을 인식하여야 한다. 예를 들어, 수많은 전력 접점들은 여러 가지 전압들의 전기 전력을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 전기 접점 어레이는 또한 전력 및 데이터 둘 다를 전달하도록 구성될 수 있는 접점들(412)을 포함할 수 있다. 이는 소정의 유형들의 레거시(legacy) 신호 유형들에 대한 데이터 전달 및 전력 공급에 바람직할 수 있다. 마지막으로, 전기 접점 어레이는 또한 접지 스트립들(414)을 포함할 수 있다. 접지 스트립들(414)은, 전기 접점 어레이에 부착된 가요성 PCB에 대한 강건한 접지 경로들을 제공하는 것, 그리고 또한 접점들로 전달되는 데이터를 전기 복사 수신 또는 방출로부터 차폐하는데 도움을 주는 것 둘 다에 도움을 줄 수 있다. 이러한 방식으로, 접지 스트립들(414)은 EMI 차폐부로서 효과적으로 작용할 수 있다.
강성 PCB(402)는 또한 수많은 체결구 개구(416)를 포함할 수 있다. 체결구 개구들(416)은 강성 PCB(402)를 디바이스 하우징과 같은 또 다른 컴포넌트에 고정시키는 것을 허용하기 위해 크기가 정해질 수 있다. 이러한 방식으로, 텅 부분은 텅 부분(304)과 연관된 I/O 포트의 사용 동안에 쉬프팅 또는 원치 않는 이동을 방지하는 방식으로 제자리에 고정될 수 있다. 강성 PCB(402)는 또한 수많은 보다 작은 개구(418)를 포함할 수 있다. 보다 작은 개구들(418)은 SMT 공정 동안 정확한 위치 선정을 달성하기 위해 SMT 고정 디바이스 상에 PCB 모듈(400)을 정확하게 위치시키는데 도움을 주도록 구성될 수 있다. SMT 고정 디바이스로부터의 작은 정렬 핀들은 SMT 고정 디바이스에 대해 PCB 모듈(400)을 정확하게 위치시키기 위해 보다 작은 개구들(418)을 통해 연장될 수 있다. PCB 모듈(400)은 또한 전통적인 EMI 차폐부(420)를 포함할 수 있다. EMI 차폐부(320)는 종래의 컴포넌트들을 덮기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, EMI 차폐부(320) 아래의 컴포넌트들은 PCB 모듈(400)에 이르고 떠나는 신호들을 개선하기 위한 신호 부스팅(boosting) 컴포넌트들의 형태를 취할 수 있다. PCB 모듈(400)은 또한 텅 부분(404)에 강도를 부가하기 위해 동작될 수 있는 보강재들(422)을 포함할 수 있다. 보강재들(422)은 텅 부분(404)의 양 측면들 상에 배치될 수 있다. 보강재들(422)의 플랜지형 특징부들은 또한 PCB 모듈(400)을, PCB 모듈(400)과 연관된 디바이스의 내부 대면 표면과 정렬하도록 구성될 수 있다. 보강재들(422)은 또한, 강성 PCB(402)에 보강재들(422)을 고정하기 위한 체결구를 수용하기 위해 각각 사용될 수 있는 개구들(424)을 정의할 수 있다. 일부 실시예에서, 체결구는 양쪽 보강재들(422)의 개구들(424)을 통해 연장될 수 있다.
마지막으로, 전기 패드(410)의 상세도는 전기 패드(410)의 일측 측면으로부터 다른 것으로 연장하는 채널(426)을 포함한다. 채널(426)은, SMT 공정 동안 발생된 임의의 가스들이 SMT 공정을 간섭함 없이 빠져나갈 수 있는 경로를 확보하도록 구성될 수 있다. 이들 유형들의 가스들 방출은 흔히 탈가스처리(outgassing)라 지칭되고, 가스들은 솔더 내에 재료들의 증발에 의해 발생될 수 있다. 탈출 통로가 없는 경우, 이들 가스들은 가요성 PCB와 전기 패드(410) 사이에 기포들을 생성할 수 있고, 이는 SMT 공정 동안에 생성된 접합의 품질을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 채널(426)은 약 30 마이크로미터의 깊이를 가지고, 전기 패드(410)의 두 개의 부분들 사이에 갭을 단순히 남겨둠으로써 정의될 수 있다. 단일 채널(426)이 도시되지만, 상이한 기하학적인 구조들을 가진 채널들 역시 SMT 공정 동안 발생된 가스들에 대한 탈출로들을 생성하기 위해 이용될 수 있음을 인식하여야 한다.
도 5는 가요성 PCB(500)를 도시한다. 가요성 PCB(500)는, 폴리머 기판(502)의 다양한 층들에서 신호들 및 전력을 전달하도록 구성된 다층 폴리머 기판(502)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 폴리머 기판(502)은 다층 폴리이미드 필름의 형태를 취할 수 있다. 전기 전도성 경로들은 다층 폴리머 기판(502)을 통해 원하는 수의 신호들을 라우팅하기 위해 다층 폴리이미드 필름의 각 층 상에 배치될 수 있다. 가요성 PCB(500)는 도 4에 도시된 것과 상보적인 한 어레이의 전기 접점들(504)을 가질 수 있다. 어레이의 전기 접점들(504)은 재료 증착 공정을 사용하여 가요성 PCB(500)에 부착될 수 있다. 가요성 PCB(500)는 또한 정렬 핀들을 수용하도록 구성된 다수의 개구들(506)을 정의하고, 그 결과 SMT 공정 동작 동안 가요성 PCB(500)의 전기 접점들은 PCB 모듈(400)의 전기 접점들과 정확하게 유지 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 PCB(500)는, 가요성 PCB(500)에 의해 전달된 신호들을 간섭으로부터 차폐하는 것에 도움을 줄 수 있는 구리와 같은 전기 전도성 재료로 형성된 외부 표면 층들을 포함할 수 있다. 가요성 PCB의 외부 층에서의 전기 전도성 재료(즉, 차폐 재료)는 또한, 이하의 도 6에서 보다 상세하게 도시된, 가요성 PCB(500)가 PCB 모듈(400)의 라인들을 따라 또 다른 디바이스와 결합될 시에, 전기 접점들(504)을 간섭으로부터 차폐하는 EMI 차폐부를 형성하기 위해 접지 스트립들(508)과 공동작용할 수 있다.
도 6은 PCB 모듈(400)에 결합된 가요성 PCB(500)를 도시한다. 가요성 PCB(500)는 도시된 바와 같이 수많은 굽힘들로 배치되도록 구성된다. 도시된 굽힘들은, 설치자가 휴대용 전자 디바이스(100)와 같은 휴대용 전자 디바이스 내에 모듈을 설치하는 동안 PCB 모듈(400)을 보다 손쉽게 주위로 조종하는 것을 허용하는, 보다 긴 전체 폴리머 기판(502)을 수용하기 위한 공간을 제공하는데 도움을 줄 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리머 기판은 PCB 모듈(400)의 설치 이후에 폴리머 기판(502)이 제자리에 단단하게 놓이는데 도움을 주기 위해 사전에 굽혀질 수 있다. 도 6은 또한, 양 물체들의 전기 접점들을 접속하는 솔더가 가요성 PCB(500)를 PCB 모듈(400)에 단단하게 연결하기 때문에, 정렬 개구들(506)이 가요성 PCB(500)를 PCB 모듈(400)에 고정시키는 체결구들을 어떻게 포함할 필요가 없는지를 도시한다.
도 7은 가요성 PCB와 강성 PCB 사이에 전기 접속부를 생성하는 방법을 도시한 플로차트(700)를 도시한다. 702에서, 수많은 전기 패드들은 제1 패턴으로 가요성 PCB의 한 측면을 따라 배치된다. 전기 패드들은 구리가 제1 패턴으로 증착되는 증착 공정에 의해 발생될 수 있다. 전기 패드들은 제조 비용들이 낮기 때문에, 특정 크기, 형상 및 배치를 가지는 전기 패드들을 맞춤화하는 것은 최소의 비용 지출들을 수반할 수 있다. 704에서, 수많은 유사 전기 패드들이 제1 패턴과 실질적으로 동일한 제2 패턴으로 강성 PCB의 표면을 따라 배치된다. 일부 실시예들에서, 전기 패드들은 구리 재료로 형성되고, 가요성 PCB 및 강성 PCB 둘 다의 전기 전도성 경로들과 결합될 수 있다. 패드들의 레이아웃이 원하는 대로 조정될 수 있기 때문에, 소정의 전기 패드들은 가요성 PCB 및 강성 PCB 둘 다 내에서 신호들을 라우팅하는데 도움을 주기 위해 조종될 수 있다. 이러한 유연성은, 비용을 감소시키고 신호 강도를 향상시킬 수 있는, 신호 라우팅 복잡도를 최소화할 수 있다. 706에서, 솔더 페이스트는 가요성 PCB의 전기 접점들 및/또는 강성 PCB의 전기 접점들 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 솔더 페이스트는 스텐실 프린팅 공정에 의해 전기 접점들에 도포될 수 있다. 708에서, 가요성 PCB 및 강성 PCB는 정렬되고, SMT 공정을 통해 진행된다. SMT 공정은 어레이들의 전기 패드들 사이에 솔더 조인트를 형성하기 위해 가요성 PCB 및 강성 PCB를 고온 대류 리플로우(high temperature convection reflow)에 받도록 하는 단계를 수반한다. 가요성 PCB 및 강성 PCB는 SMT 공정 동안 하나 이상의 정렬 핀들을 포함하는 고정 디바이스에 의해 정렬될 수 있다. 정렬 핀들은, 대응하는 전기 접점들의 정확한 정렬이 달성될 수 있도록, 가요성 PCB 및 강성 PCB 둘 다 내의 개구들을 통해 배치될 수 있다. 고정 디바이스는, SMT 공정 동안에 강성 PCB 및 가요성 PCB 둘 다를 함께 평평하게 유지시키는 기능도 하는 고온 재료들로 구성된다. SMT 공정이 완료된 이후, 두 개의 컴포넌트들은 경화된 솔더 조인트에 의해 전기적 및 기계적 둘 다로 함께 결합된다. 전기 접점들의 전기적 및 기계적 접속을 달성한 이후에 정렬 핀들은 제거될 수 있다.
기술된 실시예들의 다양한 양태들, 실시예들, 구현들 또는 특징들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 기술된 실시예들의 다양한 양태들이 소프트웨어, 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다. 기술된 실시예들은 또한, 제조 동작들을 제어하는 컴퓨터 판독가능 매체 상의 컴퓨터 판독가능 코드로서, 또는 기술된 SMT 공정이 일어나는 제조 라인을 제어하는 컴퓨터 판독가능 매체 상의 컴퓨터 판독가능 코드로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 나중에 컴퓨터 시스템에 의해 판독될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 컴퓨터 판독가능 매체의 예들은 판독-전용 메모리, 랜덤-액세스 메모리, CD-ROM들, HDD들, DVD들, 자기 테이프, 및 광학 데이터 저장 디바이스들을 포함한다.
전술한 설명은, 설명의 목적을 위해, 기술된 실시예들의 충분한 이해를 제공하도록 특정 명명법을 사용하였다. 그러나, 특정 상세 사항들이 기재된 실시예들을 실시하는 데 필수적이지는 않다는 것이 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 따라서, 특정 실시예들에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제시된다. 이들은 망라하고자 하거나 기술된 실시예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하려고 의도되지 않는다. 상기 교시 내용에 비추어 많은 수정들 및 변형들이 가능하다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 전자 조립체로서,
    가요성 인쇄 회로 기판(PCB) - 상기 가요성 인쇄 회로 기판은 상기 가요성 PCB의 제1 말단에 배치된 제1 어레이의 전기 패드들을 포함함 -; 및
    강성 PCB - 상기 강성 PCB는 상기 강성 PCB의 외부 표면을 따라 배치된 제2 어레이의 전기 패드들을 포함하고, 상기 제1 어레이의 전기 패드들은 상기 제2 어레이의 전기 패드들 중 대응하는 것들에 직접 솔더링됨(soldered) -를 포함하는, 전자 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가요성 PCB는 탈착가능한 커넥터 플러그를 더 포함하는, 전자 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강성 PCB는 에지 커넥터를 포함하는, 전자 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 강성 PCB의 에지 커넥터는 입출력 포트의 텅 부분(tongue portion)인, 전자 조립체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강성 PCB는 제1 강성 PCB이고, 상기 전자 조립체는 상기 가요성 PCB의 제2 말단과 전기적으로 결합된 제2 강성 PCB를 더 포함하는, 전자 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 강성 PCB는 상기 가요성 PCB에 의해 상기 제1 강성 PCB로 정보를 전송하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 전자 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 강성 PCB는 입출력 프로토콜을 통해 데이터 및 전력을 송수신하도록 구성된 전기 접점들을 포함하는, 전자 조립체.
  8. 전자 디바이스로서,
    커넥터를 포함하는, 제1 인쇄 회로 기판(PCB);
    제1 패턴으로 배치된 제1 어레이의 전기 접점들을 포함하는, 제2 PCB;
    상기 제1 PCB를 상기 제2 PCB에 전기적으로 결합시키고, 제1 말단, 및 상기 제1 말단과 마주하는 제2 말단을 포함하는 가요성 커넥터 - 상기 제1 말단은 상기 제1 패턴에 상보적인 제2 패턴으로 배치된 제2 어레이의 전기 접점들을 가짐 -; 및
    상기 제1 및 제2 인쇄 회로 기판들, 및 상기 가요성 커넥터를 적어도 부분적으로 둘러싸는 디바이스 하우징을 포함하는, 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가요성 커넥터는 다층 폴리이미드 기판을 포함하는, 전자 디바이스.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 어레이의 전기 접점들은 상기 제2 어레이의 전기 접점들에 직접 솔더링되는, 전자 디바이스.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 가요성 커넥터의 제2 말단은 상기 제1 PCB의 커넥터와 탈착가능하게 결합되는, 전자 디바이스.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2 인쇄 회로 기판은, 상기 디바이스 하우징 내의 개구를 통해 연장되고 상기 전자 디바이스의 입출력 포트용 커넥터로서 기능하는 돌출 말단을 포함하는, 전자 디바이스.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 어레이의 전기 접점들 중 하나는 상기 제1 어레이의 전기 접점들의 다른 것들보다 실질적으로 큰, 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 실질적으로 큰 전기 접점은 상기 제2 인쇄 회로 기판과 상기 가요성 커넥터 사이에 고전압 전력을 전달하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 실질적으로 큰 접점은, SMT 공정 동안 발생되는 가스들이 소산되는 것을 허용하기 위해 그곳을 통해 연장되는 채널을 가지는, 전자 디바이스.
  16. 가요성 인쇄 회로 기판(PCB)을 강성 PCB에 전기적으로 결합시키기 위한 시스템으로서,
    상기 가요성 PCB에 제1 어레이의 전기 접점들을 부착시키는 수단;
    상기 강성 PCB에 제2 어레이의 전기 접점들을 부착시키는 수단; 및
    상기 제2 어레이의 전기 접점들에 상기 제1 어레이의 전기 접점들을 직접 솔더링하는 수단을 포함하는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 어레이의 전기 접점들은 SMT 동작 동안 상기 제2 어레이의 전기 접점들에 솔더링되는, 시스템.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제2 어레이의 전기 접점들은 실질적으로 상이한 형상들 및 크기들을 갖는 전기 접점들을 포함하는, 시스템.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제2 어레이의 전기 접점들에 상기 제1 어레이의 전기 접점들을 솔더링하는 수단은,
    상기 제1 어레이의 전기 접점들 또는 상기 제2 어레이의 전기 접점들에 솔더 페이스트를 스텐실 인쇄하는 수단;
    상기 제2 어레이의 전기 접점들을 포함하는 상기 강성 PCB의 일부분에 맞서, 상기 제1 어레이의 전기 접점들을 포함하는 상기 가요성 PCB의 일부분을 평평하게 유지시키는 수단; 및
    상기 제1 어레이의 전기 접점들 및 상기 제2 어레이의 전기 접점들 중 대응하는 접점들 사이에 솔더 조인트를 형성하기 위해, 상기 강성 PCB 및 상기 가요성 PCB를 고온 대류 리플로우(high temperature convection reflow)에 받도록 하는 수단을 포함하는, 시스템.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제1 어레이의 전기 접점들은 재료 증착 공정을 사용하여 상기 가요성 PCB에 부착되는, 시스템.
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