KR100768917B1 - 페놀ｐｃｂ 제조방법 - Google Patents

Abstract

페놀ＰＣＢ 제조방법을 제공한다. 본 페놀PCB 설계방법은, 유전체로서 페놀재질을 이용한 PCB에 부착된 중앙처리장치와 DDR메모리간에 임피던스 정합이 이루어지도록 하는 마이크로스트립의 길이를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 길이에 따라 상기 중앙처리장치와 상기 DDR메모리를 연결한 마이크로스트립을 형성하는 단계;를 포함한다. 이에 따라, DDR메모리의 성능에는 영향을 주지 않고 PCB의 가격 면에서 에폭시의 절반 가격인 페놀의 사용으로 인해 가격의 이득을 가져준다.

페놀, 임피던스정합, PCB

Description

페놀ＰＣＢ 제조방법{Preparing method of Phenol ＰＣＢ}

도 1은 일반적인 마이크로스트립형태의 PCB를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전자장치의 구성을 나타낸 도면, 그리고,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, FR-1을 유전체로 하는 PCB에 임피던스 정합을 통해 설계된 페놀PCB의 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 중앙처리장치 120 : DDR메모리

130 : LMI(Local Memory Interface) 140 : 도선

본 발명은 페놀ＰＣＢ 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고주파수에서 동작하는 PCB에서 유전체로 에폭시 대신 페놀을 사용하여 전자장치의 특성에는 영향을 주지 않으면서, 가격 적 이득을 위해 DDR메모리의 임피던스 정합을 통한 페놀ＰＣＢ 설계방법에 관한 것이다.

PCB(Printed Circuit Board)는 전기적 절연체 위에 전도성이 양호한 도체 회 로를 형성하여 만든 전자 부품으로 일종으로서 능동소자나 수동소자 그리고 음향 또는 영상소자등이 그 기능을 수행할 수 있도록 상호 연결 및 지지역할을 담당하는 기구소자이다.

정보처리 분야 및 통신 산업의 발전에 따라 많은 양의 정보를 고속으로 처리하기를 요구하고 있다. 이에 따라, 고주파의 모든 조건들을 만족시키기 위해 고안된 고주파용 PCB로 마이크로스트립 형태의 PCB가 나오게 되었다.

전형적인 데이터전송구조인 마이크로스트립 형태의 PCB는 밑면 전체를 하나의 금속판을 이용하여 그라운드 처리하고, 그 바로 위에 일정두께의 유전체 PCB을 올린 후 유전체 위에 도선 형상을 구현한 회로구조이다. 이를 통해 도선과 그라운드 간의 거리와 매질특성이 균일하게 배치되고, 도선과 그라운드 사이에 전자파장에너지에 신호를 보전하며 전송하게 된다.

도 1은 일반적인 마이크로스트립 형태의 PCB를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 유전체(10), 도선(20), 그라운드층(30)으로 구성되어 있다.

유전체(10)는 도선(20)와 그라운드층(30) 사이에 위치하며 고주파수의 사용으로 재질이 점점 변화되었다. 예로, FR-1(종이/페놀)는 페놀 접합체를 함침시킨 여러 겹의 종이로 구성되어 열에 약하지만 가격 면에서 저렴해 저렴한 전자장치에서 사용되고 있다. 그리고, FR-4(유리/에폭시)는 에폭시가 함침 된 유리섬유가 여러겹 쌓여 있는 것으로, 특성이 대부분의 전기적, 물리적 필요를 모두 충족시키기 때문에 대부분의 전자장치에서 사용된다.

위와 같은 유전체의 재료 역시 고속의 신호 전송에 대응할 수 있는 재질로 점점 변화되고 있다. 휴대전화 또는 무선 통신분야에서 GHz대의 고주파를 사용하면서 고주파로 인한 유전손실이 커지게 되어 이를 방지하기 위해 유전율이 낮은 재료의 중요성이 커지게 되었다.

일반적으로 저유전율 유전체는 재료의 가격이 비싸 사용이 제한적이지만, 전자기기의 사용주파수가 고주파로 천이 되는 경향에 따라 저유전율 유전체의 수요가 계속 증가하고 있다.

위에서 언급한 FR-4와 FR-1는 성능면에서 FR-4가 전기적/물리적인 면에서 우수하지만 가격에서 2배의 차이가 발생한다. 이런 저유전율 유전체의 수요가 증가함으로 이를 적용한 전자기기의 가격 역시 올라가게 되었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고주파수에서 동작하는 PCB에서 유전체로 FR-4 대신 FR-1을 사용하여 전자장치의 특성에는 영향을 주지 않으면서, 가격 적 이득을 위해 페놀PCB에 임피던스정합을 통해 구성한 전자장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적인 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 페놀기판 제조방법은 유전체로서 페놀재질을 이용한 기판에 부착된 중앙처리장치와 DDR메모리간에 임피던스 정합이 이루어지도록 하는 마이크로스트립의 길이를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 길이에 따라 상기 중앙처리장치와 상기 DDR메모리를 연결할 마이크로스트립을 형성하는 단계;를 포함한다.

그리고, 상기 중앙처리자치와 상기 DDR메모리 간의 정합된 임피던스는 128ohm 내지 144ohm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 산출 단계는, 상기 중앙처리장치와 상기 DDR메모리 간에 임피던스 정합이 이루어지도록 하는 마이크로스트립의 길이, 폭 및 두께를 산출하고, 상기 형성단계는, 상기 산출된 길이, 폭 및 두께에 따라 상기 중앙처리장치와 상기 DDR메모리를 연결할 마이크로스트립을 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 중앙처리장치 및 상기 DDR메모리는 고주파 환경에서 동작하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 전자장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자장치는 페놀PCB(100), 중앙처리장치(110), DDR메모리(120), LMI(130), 도선(140)를 포함한다. 또한, 중앙처리장치(110), DDR메모리(120)는 페놀PCB(100) 상에 부착되며, 페놀PCB(100) 상의 도선(140)을 통해 중앙처리장치(110) 와 DDR메모리(120)가 연결된다.

중앙처리장치(110)는 명령어의 해석과 자료의 연산, 비교 등의 처리를 제어하는 장치이다.

DDR메모리(120)는 데이터를 저장하며, 고주파수로 동작하는 DDR메모리로써, 다중 프로세스 시스템에서 전체 시스템의 효율을 높이기 위한 전용 DDR메모리이다.

LMI(130)는 중앙처리장치(110)와 DDR메모리(120)를 연결하기 위한 인터페이 스이다.

도선(140)은 중앙처리장치(110)와 DDR메모리(120) 사이에서 ADDR, DATA, CLK, CONTROL 등의 신호가 전송되도록 경로를 제공한다. 그리고, 도선(140)은 PCB상에 라우팅되며, 각 도선(140)의 길이는 임피던스 정합에 따라 결정되어 진다.

또한, 위에서 사용되는 PCB는 FR-1(종이/페놀)을 유전체로 한다. FR-1(종이/페놀)를 유전체로 하는 PCB는 기존의 FR-4(유리/에폭시)의 유전체에 비해 특성이 상대적으로 떨어지지만, 전자장치에 영향을 주지 않도록 중앙처리장치(110)와 DDR메모리(120)간의 임피던스 정합을 맞추어 설계되어 진다.

먼저, 임피던스 정합은 어떤 하나의 출력단과 입력단을 연결할 때, 서로 다른 두 연결단의 임피던스 차에 의한 반사를 줄이기 위한 방법이다. 보통은 두개의 연결단 사이에 별도의 매칭단(LC소자)을 삽입하여 두 연결단 사이의 임피던스 차이를 보정한다. 그러나, 위에서처럼 임피던스 정합을 위해 매칭단을 삽입하는 방법은 주파수가 올라갈수록 공간적인 문제 및 사용할 수 있는 소자의 제한이 있어 고주파수의 전자기기에서는 구현하기 힘들다.

따라서, 도선을 이용한 정합방법을 사용하게 된다. 도선을 이용한 정합은 임피던스 정합을 위해 매칭단 대신 도선의 폭, 길이, 두께 등의 요소의 변화함으로써 매칭단처럼 동작하게 하는 방법이다.

위와 같은 방법을 통해 FR-1를 유전체로 하는 PCB에서 임피던스 정합을 통한 라우팅 과정을 보면, 먼저 임피던스를 구하는 수학식 1을 이용하여 임피던스값을 구한다.

위의 수학식 1에 도1의 유전체의 유전율(

), 유전체의 높이(H), 도선의 폭(W)을 각각 입력하여 임피던스 값을 구하게 된다.

따라서, FR-1(종이/페놀)을 유전체로 하는 PCB에서 유전율(

=4.4), 높이(H=1.6mm), 폭(W=0.2mm)의 조건을 갖는 경우, 높이(H)가 폭(W) 보다 크기 때문에 수학식 1에서 위의 식을 통해 임피던스 값을 계산하면 120ohm을 얻게 된다.

수학식 1을 통해 얻어진 임피던스 값에 맞게 위의 높이(H), 폭(W)의 조건을 갖는 마이크로스트립의 길이를 산출하게 된다.

	MIN(mm)	MAX(mm)
address	54.624	54.875
data	37.074	38.92
clk	54.262	54.262
DQS	38.429	38.444
BA	54.76	54.873
RAS	54.895	54.895
CAS	54.769	54.769
WE	54.929	54.929
DQM	38.734	38.77

표 1은 위의 임피던스 정합을 위해 각 도선의 길이를 설정한 값이다. 설정된 각 도선의 길이에 따라, 중앙처리장치(110)와 DDR메모리(120) 간의 도선이 형성되어 진다.

또한, 위의 과정을 통해 실제 제작된 PCB를 시뮬레이션을 하면 임피던스가 140ohm이 나오게 된다. 이것은, 마이크로스트립 형태의 PCB의 두께 상의 오차 때문에 실제 PCB상의 시뮬레이션 결과 얻어진 임피던스 값은 계산에 의한 결과값이 약간의 차이가 발생할 수 있다.

위의 과정을 통해 얻어진 FR-1을 유전체로 하는 PCB에서 중앙처리장치(110)와 DDR메모리(120) 간의 최적의 임피던스는 128ohm - 144ohm 이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른, FR-1을 유전체로 하는 PCB에 임피던스 정합을 통해 설계된 페놀PCB의 도면이다.

도 3에 도시된 PCB는 유전체로 페놀을 이용하지만, 도선의 길이, 폭, 두께의 설정을 통한 중앙처리장치와 DDR메모리 간의 임피던스 정합을 통해 유전체로 에폭시 재질오한 PCB와 동등한 성능으로 동작하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, PCB의 유전체로 FR-4(유리/에폭시) 대신 FR-1(종이/페놀)을 사용하고, 임피던스 정합에 따라 도선의 길이를 달리 설계함으로써 전자장치의 특성에는 영항을 주지 않고 PCB의 가격 면에서 FR-4의 반절 가격인 FR-1의 사용으로 인해 가격의 이득을 가져준다.

그리고, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (4)

1. 유전체로서 페놀재질을 이용한 기판에 부착된 중앙처리장치와 DDR메모리간에 임피던스 정합이 이루어지도록 하는 마이크로스트립의 길이를 산출하는 단계;및

   상기 산출된 길이에 따라 상기 중앙처리장치와 상기 DDR메모리를 연결할 마이크로스트립을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 페놀기판 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙처리자치와 상기 DDR메모리 간의 정합된 임피던스는 128ohm 내지 144ohm인 것을 특징으로 하는 페놀기판 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 산출 단계는, 상기 중앙처리장치와 상기 DDR메모리 간에 임피던스 정합이 이루어지도록 하는 마이크로스트립의 길이, 폭 및 두께를 산출하고,

   상기 형성단계는, 상기 산출된 길이, 폭 및 두께에 따라 상기 중앙처리장치와 상기 DDR메모리를 연결할 마이크로스트립을 형성하는 것을 특징으로 하는 폐놀기판 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙처리장치 및 상기 DDR메모리는 고주파 환경에서 동작하는 것을 특징으로 하는 폐놀기판 제조방법.

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