KR100315529B1 - 인쇄회로기판과 인쇄회로기판들의 연결조립체 및 연결방법 - Google Patents

인쇄회로기판과 인쇄회로기판들의 연결조립체 및 연결방법 Download PDF

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디. 바라클로우 윌리엄
에이. 알퍼린 미크하일
에이. 브렘 제프리
딘 호앙 존
엠. 세퍼드 패트릭
에프. 토믹 제임스
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카알 엔. 벅크
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Abstract

고밀도 상호 연결 시스템(30)은 통전 테스트 PCB(38), 피드를 통한 PCB(40)와 구동 PCB(42)의 양표면(34, 36)상의 접촉 핑거(32)를 사용한다. 상기 PCBs (38, 40 및 42)의 각각은 카드 엣지 연결기(44, 46 및 48)을 갖는다. 통전 테스트 PCB (38)와 구동 PCB(42)가 짝을 이루므로, 피드를 통한 PCB(40)는 제 2 카드 엣지 연결기(40)와 제 2 접촉 핑거(32) 세트를 갖는다. 상기 접촉 핑거(32)와 각각의 PCB(38, 40 및 42)의 카드 엣지 연결기(44, 46, 48 및 50)는 인접한 PCBs 상에 역으로 서로 짝을 이룬다.

Description

인쇄 회로 기판과, 인쇄 회로 기판들의 연결 조립체 및 연결 방법
발명의 분야
본 발명은 인쇄 회로 기판(PCBs) 사이의 상호연결 밀도를 증가시키기 위한 기술에 관한 것이다. 더 상세히 설명하면, 본 발명은 인쇄 회로 기판중 적어도 하나의 기판이 고온의 환경에 처해 있는 경우 특히, 하나의 인쇄 회로 기판이 집적 회로용 번인(burn-in) 기판으로 구성되어 있는 경우 이들 인쇄 회로 기판 사이의 상호연결 밀도를 증가시키기 위한 기술에 관한 것이다.
발명의 배경
집적 회로나, 또는 예를 들어서 불연속형 전력 트랜지스터와 같은 그밖의 다른 반도체 부품의 가공이 완결되었을 때, 반도체 부품이 고객에게 출하되기 전에 결점있는 반도체 부품을 확인하여 제거하도록 번인 및 전기 테스트가 수행된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "번인(burn-in)"은 반도체 부품이 일반적으로 오븐내에서 상승된 온도로 가열되고, 이러한 상승된 온도에서 임의의 작동 전기 신호가 반도체 부품에 제공되는 과정을 의미한다. 상승된 온도는 번인중에 반도체 부품에 가해지는 응력을 가속화시키며, 이에 따라서 불량한 반도체 부품이 번인 중에 즉시 발견되어 출하전에 제거된다.
번인을 위해, 번인 중에 사용되는 작동 전기 신호를 제공하기 위해, 부품들은 일시적으로 이러한 부품 위에 충분한 수의 접촉 핀 또는 패드를 접촉시키기 위한 회로 트레이스를 포함하는 특정 번인 기판의 소켓내에 삽입된다. 이러한 번인 기판이 근접하게 인접한 배열내에 많은 수의 패키지 부품들을 고정시킴으로 인해, 부품들이 집적 회로의 제한된 수의 핀 또는 패드와 전류가 통하도록 한다.
번인 기판은 고온의 환경에서 작동한다. 상기 기판은 주변 환경에 놓여 있는 구동 기판(driver board)으로부터 자극적인 신호를 수용한다. 구동 기판 및 번인 기판은 하나 이상의 커넥터를 통해 서로 연결된다.
카드 엣지 커넥터와 박스 커넥터와 같은, PCBs를 연결하는데 유용한 많은 형태의 커넥터가 있으나, 125℃ 이상의 온도에서 이러한 상호 연결은 사용된 물질과 커넥터의 설계에 따라 특정 제한을 가져온다. 이때, 물질과 결합 구조의 제한으로 인하여, 125℃ 이상의 온도에서 사용되어지는 것으로 보는 커넥터의 유일한 형태는 제 1도의 종래 기술에 도시되어진 실시예의 카드 엣지 커넥터(10) 형태이다. 이러한 형태의 엣지 커넥터(10)로, 하나의 PCB(12)의 엣지 위에서 접촉 핑거가 에칭된다. 통상적으로, PCB(12)의 양쪽 표면상에 핑거가 존재한다. 이러한 핑거는 또 다른 PCB(14) 위에 부착된 카드 엣지 커넥터(10) 내부로 삽입된다. 카드 엣지 커넥터(10)내에 금속 접촉물(16)이 제 2 PCB와 납땜되고, 제 1 PCB(12)상의 핑거와 접촉한다.
카드 엣지 커넥터의 다양한 밀도(핑거 간극)들이 이용될 수 있다. 예를 들어, PCB의 양표면(18,20)상에 핑거가 있으며, PCB의 엣지를 따라 0.25 cm(0.1inch) 떨어진 간극에 핑거가 놓여져 있음을 가정하면, 두개의 PCBs(12,14) 사이에 2.54 cm(1 inch)의 카드 엣지당 20개의 상호 연결물이 존재한다.
집적 회로 구조가 점점 복잡하게 되어 갈수록, 번인 중이나 집적 회로의 사용시에 인쇄 회로 기판이 제조 가능한 연결물의 수를 연속적으로 늘려가는 것이 바람직하다. PCBs를 함께 연결하는 개선된 기술은 특히, 번인시에 더욱 요구된다.
발명의 요약
본 발명에 따른 고밀도 상호 연결 조립체는 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판을 갖는다. 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 연결물은 상기 제 1 및 제 2인쇄 회로 기판에 장착되어진다. 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판의 각각은 다수의 접촉 핑거를 갖는다. 제 1 인쇄 회로 기판은 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터에 연결된 다수의 제 1 상호 연결 라인과, 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터에 연결된 다수의 제 2 상호 연결 라인을 갖는다. 제 2 인쇄 회로 기판은 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터에 연결된 다수의 제 3 상호 연결 라인과, 제 2 인쇄 회로 기판의 다수의 접촉 핑거에 연결된 다수의 제 4 상호 연결 라인을 갖는다. 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터는 제 2 인쇄 회로 기판의 다수의 접촉 핑거와 결합하며, 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터는 제 1 인쇄 회로 기판의 다수의 접촉 핑거와 결합한다.
본 발명은 인쇄 회로 기판에 장착되는 인쇄 회로 기판 커넥터의 개선점을 제공한다. 다수의 접촉 핑거는 상기 인쇄 회로 기판 커넥터와 근접하여 이격되어 있다. 상기 인쇄 회로 기판은 인쇄 회로 기판 커넥터에 연결된 다수의 제 1 상호 연결 라인, 및 다수의 접촉 핑거에 연결된 다수의 제 2 상호 연결 라인을 갖는다. 상기 인쇄 회로 기판 커넥터는 또 다른 인쇄 회로 기판의 유사한 다수의 접촉 핑거를 수용하기 위해 인쇄 회로 기판상에 위치된다. 인쇄 회로 기판의 다수의 접촉 핑거는 다른 인쇄 회로 기판에 장착된 부가 인쇄 회로 기판 연결물과 결합하기 위해 인쇄 회로 기판상에 위치된다.
제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판을 상호 연결하기 위한 방법은 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판에 각각 장착된 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터를 제공하는 단계를 포함한다. 다수의 접촉 핑거는 각각의 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 상에 제공되어진다. 상기 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터는 제 2 인쇄 회로 기판 상의 다수의 접촉 핑거와 결합된다. 상기 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터는 제 1 인쇄 회로 기판 상의 다수의 접촉 핑거와 결합된다.
본 발명의 상호 연결 기술은 인쇄 회로 기판의 상호 연결 밀도를 두배로 증가시킨다. 상기 회로 기판의 상호 연결은 커넥터, 접촉 핑거, 및 사용된 회로 기판의 결합 구조로 인해 또한 자체 정열되어 있다. 상기 상호 커넥터의 적어도 하나가 고온 상태일 때, 상기 상호 연결 기술은 특히 번인기판과 사용하기에 적합하다.
본 발명의 특성 및 관련된 장점은 숙련된 당업자에 의해 쉽게 인지될 것이며, 다음의 본 발명의 상세한 설명은 수행하는 도면으로부터 명백하여질 것이다.
제 1도는 집적 회로의 번인 중에 사용된 종래 상호연결 기술의 부분 확대 단면도.
제 2도는 집적 회로의 번인 중에 사용된 본 발명에 따른 고밀도 상호 연결 기술의 부분 단면도.
제 3도는 제 2도에 도시되어진 고밀도 상호연결 기술 부분의 부분 해제 단면 사시도.
제 4도는 제 2도의 부분 4를 보다 상세히 도시한 확대도.
제 5도는 본 발명의 고밀도 상호연결 기술을 구체화한 번인의 개략도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 44, 46, 48, 50 : 카드 엣지 커넥터
30 : 고밀도 상호연결 시스템 32, 64 : 접촉 핑거
38 : 번인 PCB 40 : 관통형 PCB
42 : 구동 PCB
60,62; 66,68; 70,72; 76,78; 80,82; 84,86 : 상호 연결 라인
88: 금속 접촉물 91 : 절연벽
본 발명에 따른 고밀도 상호연결 시스템(30)이 제 2도 내지 제 5도에서 상세하게 도시되어 있다. 이러한 시스템(30)은 번인 PCB(38), 관통형(feed-through) PCB(40)와 구동 PCB(42)의 양표면(34,36)상의 접촉 핑거(32)를 사용한다. PCBs(38,40 및 42)의 각각은 카드 엣지 커넥터(44,46 및 48)을 갖는다. 번인 PCB(38)와 구동 PCB(42)가 짝을 이루므로, 관통형 PCB(40)는 제 2 카드 엣지 커넥터(50) 및 제 2 접촉 핑거(32) 세트를 갖는다. 상기 접촉 핑거(32)와 각각의 PCB(38,40 및 42)의 카드 엣지 커넥터(44,46,48 및 50)는 인접한 PCBs상에 역으로 서로 짝을 이룬다. 즉, 상기 번인 PCB(38)의 카드 엣지 커넥터(44)는 관통형 PCB(40)의 접촉 핑거(32)와 짝을 이루며, 관통형 PCB(40)의 카드 엣지 커넥터(46)는 번인 PCB(38)의 접촉 핑거(32)와 짝을 이룬다. 관통형 PCB(40)의 카드 엣지 커넥터(50)와, 구동 PCB(42)의 카드 엣지 커넥터(48)와, 그리고 관통형 PCB(40)와 구동 PCB(42)의 접촉 핑거(32) 사이에는 동일한 관계가 성립한다.
종래 기술 제 1도에 대응하는 본 발명의 제 4도와의 비교는 본 발명은 카드 엣지 커넥터(10) 및 카드 엣지 커넥터(44,46) 내에 동일한 핑거 간극으로 상호 연결물의 수를 두배로 증가시키고 있음이 도시되어 있다. 제 1도에 도시된 것처럼, 상기 PCB(12)는 카드 엣지 커넥터(10)에 의해 결합되기 위한 접촉 핑거(64)와 연결되는 두 세트의 상호연결 라인(60,62)을 갖는다. 유사하게, 상기 PCB(14)는 상기 카드 엣지 커넥터(10)의 금속 접촉물(16)과 연결된 두세트의 상호연결 라인(66,68)을 갖는다. 대조적으로, 제 4도에 도시되어진 것처럼, 상기 번인 PCB(38)는 상기 카드 연결 엣지 커넥터(44)의 금속 접촉물(74)에 연결된 두세트의 상호연결 라인(70,72)과, 상기 번인 PCB(38)의 접촉 핑거(32)에 연결된 두세트의 상호연결 라인(76,78)을 갖는다. 유사하게, 관통형 PCB(40)는 이 PCB(40)의 접촉 핑거(32)에 연결된 두 세트(80,82)의 상호 연결물과, 카드 엣지 커넥터(46)의 금속 접촉물(88)에 연결된 두세트(84,86)의 상호 연결물을 갖는다. 제 1도의 종래 기술의 실시예와 같이 동일한 커넥터를 사용하여, 제 2도 내지 제 5도의 실시예는 종래 기술의 실시예에서 카드 엣지 2.54cm (1 inch)당 20개의 상호 연결물을 갖는 것에 비교하여, 두개의 인쇄 회로 기판 사이의 카드 엣지 2.54 cm(1 inch) 당 40개의 상호 연결물을 제공한다.
상호 연결물의 수를 두배로 증가시킨 것 외에도, 이 상호 연결 시스템(30)은 자체 정열된다. 이러한 카드 엣지 커넥터(44,46,48,50)는 각각의 PCBs(38,40 및42)의 접촉 핑거(32)로부터 각각 떨어져 위치되어 있다. 동일한 두께의 PCBs(38,40,42), 및 서로 연결된 두개의 PCBs용으로 PCBs상에 직접 장착된 동일한 형태의 커넥터(44,46,48 및 50)를 이용함으로써, 이러한 연결 조립체가 제 2 연결을 위해 전환될 때에도 모든 치수 관계가 유지된다.
제 4도와 제 5도에 도시되어진 것처럼, 커넥터 지지 막대(90)가 상기 커넥터(44,46,48 및 50)를 플러그로 끼우고 뽑기 위한 충분한 구조물 강체 및 지지물을 제공하기 위해 상기 커넥터(44,46,48 및 50) 뒤의 각각의 PCB(38, 40 및 42) 상에 제공되어 고정 부착된다(볼트로 죄여진다). 번인 시스템의 고온의 환경 내에 위치된 번인 PCB(38), 번인 시스템의 절연벽(91)을 관통하여 위치된 관통형 PCB(40), 및 번인 시스템 외부에 위치된 구동 PCB(42)가 제 2도 및 제 5도에 또한 도시되어 있다.
실행시에, 카드 엣지 커넥터(44,46,48 및 50)는 제 5도에 도시되어진 더 긴 커넥터를 위한 고온의 이중 커넥터와, 제 5도에 도시되어진 더 짧은 커넥터를 위한 고온의 이중 커넥터로 제공되어진다. 이러한 고온의 커넥터는 구동 PCB(42)와 관통형 PCB(40) 사이의 연결에는 원칙상 필요하지 않으나, 관통형 PCB(40)와 번인 PCB(38) 사이의 연결에서도 이용하기 위해 고온 커넥터를 이용한다. 이러한 커넥터는 MPS-1100-70-DW-5KRY 및 MPS-1100-30-DW-5KRY의 설계하에서 캘리포니아, 캣츠워드, 마이크로 플라스틱 상사로부터 상업상 이용 가능하다.
상기에 기술되어진 것 외에도, 상기 PCBs(38,40,42)는 종래의 에폭시 또는 폴리이미드 번인 또는 인쇄 회로 기판으로 제공된다. 이러한 상호 연결 시스템(30)은 본 발명의 양수인으로부터 상업적으로 이용가능한 종래의 번인 이외에 사용되어진다.
당업자는 도시되고 기술된 본 발명의 상세한 설명으로부터의 다양한 변화를 인지할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도시되어진 카드 엣지 커넥터는 고온의 환경에 적합한 커넥터를 수정하여 종래의 박스형의 커넥터로도 대신 사용가능하다. 이러한 박스형 커넥터는 카드 엣지 커넥터로 수행한 것보다 더 높은 상호 연결 밀도를 따른다. 박스형 커넥터에 PCBs의 적절한 수정이 필요하다. 관통형 기판은 구동 기판의 일부분이 번인 시스템의 절연벽을 통해 통과하도록 구동 기판을 연장함으로써 제거가 가능하다. 하기에 첨부된 특허청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 인쇄 회로 기판들의 연결 조립체로서,
    제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판과, 그리고
    상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판상에 각각 장착되어 있는 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터를 포함하고 있으며,
    각각의 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판은 다수의 접촉 핑거를 가지며,
    상기 제 1 인쇄 회로 기판은 상기 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터에 연결된 다수의 제 1 상호 연결 라인과, 상기 제 1 인쇄 회로 기판의 상기 다수의 접촉 핑거와 연결된 다수의 제 2 상호 연결 라인을 가지며,
    상기 제 2 인쇄 회로 기판은 상기 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터에 연결된 다수의 제 3 상호 연결 라인과, 상기 제 2 인쇄 기판의 상기 다수의 접촉 핑거와 연결된 다수의 제 4의 상호 연결 라인을 가지며,
    상기 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터는 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 상기 다수의 접촉 핑거와 결합하고, 상기 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터는 상기 제 1 인쇄 회로 기판의 상기 다수의 접촉 핑거와 결합하도록 구성되어 있는 연결 조립체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터는 카드 엣지 커넥터로 구성되며,상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판의 엣지로부터 떨어져 위치된 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판상에 장착되어지고, 상기 다수의 접촉 핑거는 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판의 상기 엣지에 근접하게 위치되는 연결 조립체.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 인쇄 회로 기판은 번인 기판으로 구성되며, 상기 제 1 인쇄 회로 기판의 커넥터는 고온 상태의 커넥터로 구성되며, 그리고 상기 제 2 인쇄 회로 기판은 번인 시스템의 절연벽을 통해 연장하여 배치된 기판으로 구성되어 있는 연결 조립체.
  4. 제 3항에 있어서, 제 3 구동 인쇄 회로 기판, 및 제 3 구동 인쇄 회로 기판의 엣지로부터 떨어져 위치된 제 3 구동 인쇄 회로 기판에 장착된 제 3 인쇄 회로 커넥터를 더 포함하고 있으며,
    상기 제 3 인쇄 회로 기판 커넥터는 상기 제 3 구동 인쇄 회로 기판의 엣지에 근접하게 위치되어진 다수의 접촉 핑거를 가지며, 상기 제 2 인쇄 회로 기판은 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 또 다른 엣지로부터 떨어져 위치된 제 4 인쇄 회로 기판 커넥터를 가지고 상기 또 다른 엣지에 근접한 또 다른 다수의 접촉 핑거를 가지며, 상기 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터는 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 상기 다수의 접촉 핑거와 결합하고, 그리고 상기 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터는 상기 제 1 인쇄 회로 기판의 상기 다수의 접촉 핑거와 결합하도록 구성되어 있는 연결 조립체.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터 뒤의 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판에 각각 부착된 제 1 및 제 2 커넥터 지지 막대를 더 포함하고 있는 연결 조립체.
  6. 인쇄 회로 기판으로서,
    상기 인쇄 회로 기판상에 장착된 인쇄 회로 기판 커넥터와,
    상기 인쇄 회로 기판 커넥터에 근접하게 이격된 다수의 접촉 핑거와,
    상기 인쇄 회로 기판 커넥터에 연결된 다수의 제 1의 상호 연결 라인과, 그리고
    상기 다수의 접촉 핑거에 연결된 다수의 제 2의 상호연결 라인을 포함하며,
    상기 인쇄 회로 기판 커넥터는 또 다른 인쇄 회로 기판의 유사한 다수의 접촉 핑거를 수용하기 위해 상기 인쇄 회로 기판상에 위치되며, 상기 인쇄 회로 기판의 상기 다수의 접촉 핑거는 상기 또 다른 인쇄 회로 기판상에 장착된 또 다른 인쇄 회로 기판 커넥터와 결합하도록 상기 인쇄 회로 기판상에 위치되는 인쇄 회로 기판.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은 번인 기판, 관통형 기판, 또는 구동 기판으로 구성되어 있는 인쇄 회로 기판.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판 커넥터 뒤의 상기 인쇄 회로 기판에 부착된 커넥터 지지 막대를 더 포함하고 있는 인쇄 회로 기판.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판 커넥터는 카드 엣지 커넥터로 구성되며, 상기 인쇄 회로 기판의 엣지로부터 떨어져 위치된 상기 인쇄 회로 기판 상에 장착되며, 상기 다수의 접촉 핑거는 상기 인쇄 회로 기판의 엣지에 근접하게 위치되어 있는 인쇄 회로 기판.
  10. 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판을 연결하기 위한 방법으로서,
    상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판상에 각각 장착된 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터를 제공하는 단계와,
    상기 각각의 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 상에 다수의 접촉 핑거를 제공하는 단계와,
    상기 제 2 인쇄 회로 기판상에서 상기 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터와 상기 다수의 접촉 핑거를 결합시키는 단계와, 그리고
    상기 제 1 인쇄 회로 기판상에서 상기 제 2 인쇄 회로 기판과 상기 다수의 접촉 핑거를 결합시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판 커넥터는 카드 엣지 커넥터로 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판의 엣지로부터 이격된 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판상에 장착되며, 그리고 다수의 접촉 핑거는 상기 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판의 엣지에 근접하여 위치되는 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 인쇄 회로 기판은 번인기판으로 구성되어 있고, 상기 제 2 인쇄 회로 기판은 관통형 기판으로 구성되어 있고, 상기 제 1 인쇄 회로 기판 커넥터는 고온 상태의 커넥터로 구성되어 있으며,
    상기 제 1 인쇄 회로 기판을 번인 시스템 내에 위치시키는 동시에, 상기 제 2 인쇄 회로 기판을 상기 번인 시스템의 절연벽을 통해 연장하도록 위치시키는 단계를 더 포함하는 방법.
KR1019960702866A 1993-12-01 1994-11-04 인쇄회로기판과 인쇄회로기판들의 연결조립체 및 연결방법 KR100315529B1 (ko)

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