KR100315827B1 - 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 절연기판의 한 표면상에 전면 배선패턴이 형성되고, 상기 절연기판의 후면상에 전면 배선패턴에 대응하는 후면 배선패턴이 상기 전면 배선패턴에 실질적으로 면-대칭적인 형태로 형성되는 인쇄회로기판을 제공한다. 또한 상기 전면 배선패턴과 상기 후면 배선패턴을 관통하는 개구부가 형성되어 있다. 상기 개구부의 내벽에는 전기 전도층이 형성되어 있다. 상기 개구부의 내부에는, 예를 들면, 솔더(solder)가 전기 전도성 충전물을 형성하기 위하여 배치된다. 그 결과, 상기 전면 배선패턴 및 상기 후면 배선패턴은 서로 전기적으로 접속된다.

따라서, 상기 배선패턴의 전류용량 및 열용량이 증가하고, 발생되는 열량이 감소된다.

Description

인쇄회로기판{Printed circuit boards}

본 발명은 전자장치에 사용하기 위한 인쇄회로기판에 관한 것이다.

현재, 전자장치에 사용되는 대부분의 전자부품은 인쇄회로기판상에 고밀도로 장착되어 인쇄회로기판상에 형성된 배선패턴을 통해 서로 접속된다.

전자장치에 사용되는 일반적인 인쇄회로기판은, 예를들어, 에폭시 수지에 유리섬유로 형성된 유리직물을 침지시키고, 절연기판의 전후면에 동박(銅箔)을 부착시킴으로써 절연기판을 포함하는 구리-코팅된 적층판으로 형성된다. 약 0.1mm 내지 0.2mm 의 소정의 두께를 지니는 절연기판이 사용된다. 일반적으로 사용되는 동박은 비교적 저렴하고 두께가 18, 35, 또는 70㎛로 비교적 얇게 한다. 비교적 얇은 동박으로 형성된 인쇄회로기판은 동박 에칭이 용이하여, 생산성이 양호하고 비교적 저렴하게 제조된다.

스위칭 파우어(switching power) 장치의 이차회로에 사용하는 인쇄회로기판상의 배선패턴에서, 예를들어, 작은 부하 저항이 이차전류의 출력단에 접속되는 경우 많은 전류가 흐른다. 그 결과, 인쇄회로기판상의 패턴은 이의 저항으로 인한 손실, 즉, 구리손실을 발생시키고, 열이 상기 패턴에서 발생된다. 이어서, 상기 패턴에서 발생된 열은 주변의 전자부품에 영향을 주고, 예를들어, 전자부품의 온도특성을 변화시킨다. 패턴이 구리손실을 감소시키도록 넓혀지는 경우, 보다 큰 인쇄회로기판이 요구되어 보다 큰 전자장치가 되게 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기된 문제점을 해소시키는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

상기된 목적은, 본 발명에 따라, 절연기판; 상기 절연기판의 전면에 형성되는 전면 배선패턴; 상기 전면 배선패턴 전체 또는 일부에 상응하며 상기 절연기판의 후면상에 형성되는 후면 배선패턴; 상기 절연기판을 관통하고, 상기 전면 배선패턴과 상기 후면 배선패턴의 상응하는 대응부분을 관통하는 적어도 하나의 개구부; 상기 개구부의 내벽에 형성되는 전기 전도층; 및 상기 개구부를 충전하는 전기 전도성 충전물;을 포함하는 인쇄회로기판으로 달성될 수 있다.

상기 전면 배선패턴 및 상기 후면 배선패턴은 이들이 전체적으로 서로 대응하거나 단지 부분으로 서로 대응하도록 배선될 수 있다.

바람직하게는 본 발명의 인쇄회로기판은 다수의 개구부을 지닌다.

이러한 구성에 의해, 상기 개구부를 충전하는 상기 전기 전도성 충전물은 상기 전면 배선패턴을 상기 후면 배선패턴과 실질적으로 접속되게 한다. 상기 배선패턴의 전류용량은 신뢰할 수 있게 증가되며 구리손실은 감소한다. 또한, 상기 전기 전도성 충전물은 열전도성이 높으며 상기 배선패턴의 열용량이 증가된다. 달리 설명하자면, 상기 전기 전도성 충전물은 히트싱크로 작용한다. 그 결과, 상기 전면 배선패턴에 의해 발생된 열이 억제된다.

따라서, 상기 배선패턴 주위에 설치된 전자부품의 열에 의한 영향을 감소시키고 전자장치의 신뢰도를 증진시킨다. 배선패턴의 폭을 변화시킬 필요가 없으므로, 전자장치의 소형화가 유지될 수 있다.

상기 개구부는 대응하는 전면 및 후면의 배선패턴으로 한정된 길이방향을 따라 다수의 위치에 형성될 수 있다.

이러한 구성에 의해, 상기 전기 전도층과 일반적으로 칼럼형의 전기 전도성 충전물이 상기 전면 배선패턴 및 상기 후면 배선패턴 사이의 전류경로로 제공되므로, 전류는 두 배선패턴을 통해 흐르고, 칼럼형의 전기 전도성 충전물은 히트싱크로 작용한다.

상기 개구부는 길고 좁으며 길이방향을 따라 연장되고 상기 전면 배선패턴 및 상기 후면 배선패턴으로 한정된 횡 방향을 가로질러 나란히 형성된다.

이러한 구성에 의해, 전기 전도층과 전기 전도성 충전물 자체가 전류 경로로 제공되므로, 상기 배선패턴의 전류용량이 증가한다. 또한, 상기 전기 전도성 충전물의 용적은 제 1양태에서 보다 크며, 이들은 히트싱크로서 보다 효과적으로 작용한다.

도 1은 본 발명의 제 1 양태에 따른 인쇄회로기판의 부분 사시도이다.

도 2a는 본 발명의 제 1양태에 따른 인쇄회로기판의 전면상에 형성된 전형적인 배선 패턴의 부분 확대 평면도이다.

2b는 도 2a에 도시된 선 X-X'를 따라 절단한 횡단면의 부분 확대도이다.

도 3a도는 본 발명의 제 2양태에 따른 인쇄회로기판의 전면상에 형성된 전형적인 배선패턴의 부분 확대 평면도이다.

도 3b는 도 3a에 도시된 선 X-X'를 따라 절단한 횡단면의 부분 확대도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명〉

1... 절연기판 2... 전면 배선패턴

3... 후면 배선패턴 4... 랜드(land)

5... 단자 6... 리드

7... 전면 동박(copper-foil)패턴 8A, 8B, 8C... 평판층(plated layer)

9... 후면 동박패턴 10... 개구부

11... 솔더

본 발명의 제 1양태를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하고자 한다. 도 1은 인쇄회로기판의 일부를 나타내는 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1 에 도시된 배선패턴의 A부분의 확대도이다.

인쇄회로기판은 통상적으로 사용되는 절연기판(1), 전면 배선패턴(2) 및 후면 배선패턴(3)을 포함한다.

전면 배선패턴(2)는 부품을 설치하는 랜드(4), 단자(5), 및 랜드(4)와 단자(5)를 서로 접속하는 리드(6)을 포함한다. 전면 배선패턴(2)는 절연기판(1)의전면상에 형성된 동박을 에칭함으로써 형성되는 전면 동박패턴(7), 및 전면 동박패턴(7)로 전면이 적층되는 평판층(8A)을 포함한다.

후면 배선패턴(3)은 절연기판(1)의 후면에 형성되고, 전면 배선패턴(2)에 실질적으로 면-대칭적인 형태로 전면 배선패턴(2)와 대응하게 되어 있다. 전면 배선패턴(2)와 유사하게, 후면 배선패턴(3)은 후면 동박패턴(9)와 평판층(8B)에 의해 형성된다.

절연기판(1)은 전면 배선패턴(2)의 길이 방향으로 전면 배선패턴(2)와 후면 배선패턴(3)을 관통하는 다수의 개구부(10)을 형성한다. 개구부(10)은 원, 타원, 사각형, 또는 삼각형과 같은 모양을 지닐 수 있다. 개구부(10)의 내벽에 평판층(8C)와 같은 전기 전도층이 형성된다. 그 결과, 전면 배선패턴(2)와 후면 배선패턴(3)이 평판층(8C)를 통해 전기적으로 서로 접속된다. 개구부(10)은 레이저 광선을 사용하거나, 물리적으로 절단하거나, 금속다이를 사용하여 펀칭함으로써 형성될 수 있다. 개구부의 최대 크기가 수밀리미터인 것이 바람직하다.

개구부(10)은 예를들어 솔더(11)으로 충전되어 칼럼-모양의 전기 전도성 충전물을 형성한다. 솔더(11)은, 예를 들면, 인쇄회로기판의 후면 배선패턴을 용융-솔더조에 침지시킴으로써 개구부(10)에 충전된다. 솔더(11)이 후면 배선패턴(3)의 표면에 늘어붙는 것을 방지하기 위해서, 솔더 방지층(도시되지 않음)을 미리 형성시킨다. 패턴이 솔더조에 침지되는 경우, 개구부(10)의 내벽의 평판층(8C)는 용융솔더(11)로 적셔지고, 용융솔더(11)이 모세관 작용으로 개구부(10)으로 상승한다. 이어서, 인쇄회로기판을 냉각시킨다. 용융솔더(11)은 경화되고 개구부(10)은솔더(11)로 충전된다. 따라서, 솔더(11)은 후면 배선패턴(3)의 표면에 늘어붙지 않으며, 인쇄회로기판이 얇게 제조된다.

그 결과, 전면 배선패턴(2)와 후면 배선패턴(3)이 솔더(11)에 의해 양호하게 접속되며 전면 배선패턴(2) 및 후면 배선패턴(3)으로 제조된 배선패턴의 전류용량이 신뢰할 수 있게 증가된다. 따라서, 배선패턴의 구리손실이 감소한다. 배선패턴의 열용량은 개구부(10)이 솔더(11)로 충전됨으로 인해 커진다. 솔더(11)은 히트싱크로 작용한다. 전면 배선패턴(2)는 열을 발생시키지 않는다.

상기된 양태에서, 전면 배선패턴(2)의 전영역의 전류용량이 커지게 된다. 또 다른 양태에서, 전면 배선패턴(2)의 일부만이 개구부(10) 및 전기 전도성 충전물(11)을 형성하여 전류용량이 단지 부분적으로 증가될 수 있다. 이러한 경우에서도, 일부의 전면 배선패턴(2)에 의해 열 발생이 저하되므로, 전체 인쇄회로기판에 의한 열 발생량은 감소하게 된다.

상기된 양태에서, 후면 배선패턴(3)이 전면 배선패턴(2)에 면-대칭 방법으로 형성되고, 이들은 솔더(11)에 의해 양호하게 접속된다. 그러나, 인쇄회로기판은 후면 배선패턴(3)이 많은 전류가 흐르는 전면 배선패턴(2)의 선택된 부분에만 면-대칭으로 형성되도록 또다른 형태일 수 있으며, 전류가 많이 흐르는 선택된 전면 배선패턴(2)는 전기 전도성 충전물에 의해 후면 배선패턴(3)에 양호하게 접속된다. 이러한 경우에, 많은 전류가 흐르는 전면 배선패턴(2)의 일부에 의해 생성된 열은 감소한다.

또한, 인쇄회로기판이 두껍게 제조될 수 있는 경우에, 솔더 방지층을 형성하지 않고도 솔더(11)을 후면 배선패턴(3)에 늘어붙게 할 수 있다. 이러한 경우에도, 배선패턴의 전류용량은 커지게 된다.

이러한 방법으로 형성되는 다수의 인쇄회로기판은 적층되어 다층 인쇄회로기판을 형성할 수 있다.

또 다른 인쇄회로기판의 형태를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하고자 한다. 개구부가 슬릿 모양임을 제외하고는 형태가 상기된 인쇄회로기판의 형태와 동일하므로, 이하 개구부만을 설명하고자 한다.

절연기판(1)은 폭이 수 밀리미터 이하이고 전면 배선패턴(2) 및 후면 배선패턴(3)을 통해 길이 방향으로 연장되는 다수의 길고 좁은 개구부(10)을 형성한다. 개구부(10)은 레이저 광선을 이용하거나, 물리적으로 절단하거나, 금속다이로 펀칭함으로써 형성된다. 개구부(10)은 또한 내벽에 평판층(8C)와 같은 전기 전도층을 형성한다. 개구부(10)은 솔더(11)로 충전되어 전기 전도성 충전물을 형성한다.

그 결과, 인쇄회로기판에서의 상기 배선패턴의 전류용량이 커지게 되며, 상기 전기 전도성 충전물이 전류경로로 작용하여, 상기 배선패턴의 구리손실을 감소시킨다. 개구부(10)을 충전하는 솔더(11)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 전기 전도성 충전물 보다 큰 용적을 지니며, 히트싱크로서 보다 효과적으로 작용한다. 그 결과, 전면 배선패턴(2)는 열발생이 방지된다.

본 발명의 인쇄회로기판은 개구부를 충전하는 전기 전도성 충전물이 전면 배선패턴을 후면 배선패턴과 실질적으로 접속되게 한다. 따라서, 배선패턴의 전류용량은 신뢰할 수 있게 증가되며 구리손실은 감소한다. 또한, 전기 전도성 충전물는 열전도성이 높으며 배선패턴의 열용량이 증가된다. 달리 설명하자면, 전기 전도성 충전물는 히트싱크로 작용한다. 그 결과, 전면 배선패턴에 의해 발생된 열이 억제된다.

따라서, 배선패턴 주위에 설치된 전자부품의 열에 의한 영향을 감소시키고 전자장치의 신뢰도를 증진시킨다. 배선패턴의 폭을 변화시킬 필요가 없으므로, 전자장치의 소형화가 유지될 수 있다.

Claims (6)

1. 대응하는 전후면을 지닌 절연기판;

   상기 절연기판의 전면에 형성된 전면 배선패턴;

   상기 절연기판의 후면에 형성되며 상기 전면 배선패턴의 적어도 일부에 상응하는 후면 배선패턴;

   상기 절연기판을 관통하며 상기 전면 배선패턴 및 상기 후면 배선패턴의 각각의 대응부분을 관통하는 적어도 하나의 개구부;

   상기 개구부의 내벽에 형성되어 상기 절연기판을 통해 상기 전후면 배선패턴을 전기적으로 접속하는 전기 전도층; 및

   상기 개구부내의 전기 전도성 충전물;

   을 포함함을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개구부는 상기 대응하는 전후 배선패턴의 길이방향을 따라 서로 떨어진 각각의 위치에 다수의 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
3. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개구부는 길게 횡으로 나란히 배치되어 상기 전후 배선패턴의 길이 방향을 따라 연장되는 다수의 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
4. 대응하는 전후면을 지닌 절연기판;

   상기 절연기판의 전후면상에 각각 형성된 전후 배선패턴으로서, 상기 전후 배선패턴은 각각 정렬된 부분을 지니고, 상기 각 전면의 정렬된 부분은 상기 절연기판을 통해 상응하는 상기 후면의 정렬된 부분과 실질적으로 대칭으로 정렬되며;

   상기 절연기판을 관통하며 상기 전후 정렬된 부분의 각각을 관통하는 다수의 개구부; 및

   상기 전후 정렬된 부분을 전기적으로 접속하는 상기 개구부내의 전기 전도성 재료;

   를 포함하고,

   상기 전기 전도성 재료는, 상기 개구부의 각 내벽상의 전기 전도층 및 상기 개구부내의 전기 전도성 충전물을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
5. 제 4항에 있어서, 상기 개구부는 상기 전후 정렬된 부분의 길이방향을 따라 떨어진 다수의 위치에 배치됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
6. 제 4항에 있어서, 상기 개구부는 상기 정렬된 부분의 길이방향으로 길게 뻗어있으며 상기 정렬된 부분의 횡으로 나란히 위치되어, 상기 정렬된 부분의 길이 방향을 따라 연장됨을 특징으로 하는 인쇄회로기판.