KR100779505B1 - 전자 부품을 삽입 실장하기 위한 홀을 구비한 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 전자 부품을 인쇄회로기판의 내부에 삽입하여 실장할 수 있는 인쇄회로기판에 관한 것이다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판은 상당한 두께를 가지는 전자 부품을 삽입홈에 삽입하여 인쇄회로기판의 내부에 실장함으로써, 동박층에 형성된 회로 패턴의 표면에 전자 부품을 실장하던 종래 인쇄회로기판에 비해 전자 장비를 보다 슬림(slim)하게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판을 이용하여 간단한 공정과 저렴한 비용으로 슬림한 전자 장비를 제조할 수 있다.

인쇄회로기판, 전자회로기판, PCB, SMD

Description

전자 부품을 삽입 실장하기 위한 홀을 구비한 인쇄회로기판{Printed Circuit Board comprising insert-hole for mounting electronic device}

도 1은 폴리이미드를 절연층의 원자재로 사용하는 통상적인 양면 연성기판의 단면도를 도시하고 있다.

도 2는 통상적인 양면 연성기판에 전자 부품이 실장된 단면도를 도시하고 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 분해도를 도시하고 있다.

도 4는 도 3에 도시되어 있는 제1 기판과 제2 기판을 접착한 인쇄회로기판을 도시하고 있다.

도 5는 도 4에 도시되어 있는 인쇄회로기판의 단면도를 도시하고 있다.

도 6은 도 5에 도시되어 있는 삽입홀을 보다 구체적으로 도시하고 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 다른 응용예를 도시하고 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 또 다른 응용예를 도시하고 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 분해도를 도시하고 있 다.

도 10은 도 9에 도시되어 있는 제1 기판과 제2 기판을 접착한 인쇄회로기판을 도시하고 있다.

도 11은 도 10에 도시되어 있는 인쇄회로기판의 단면도를 도시하고 있다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

A: 단면 기판 B: 더블 액세스 기판

H: 삽입홀

1, 5, 11, 15, 17, 30, 34: 커버레이

2, 4, 12, 16, 31, 35: 동박층

3, 13, 32, 36: 절연층

14, 20, 21, 22, 23: 접착층

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 전자 부품(electronic device)을 인쇄회로기판의 내부에 삽입하여 실장할 수 있는 인쇄회로기판에 관한 것이다.

인쇄회로기판은 전기 절연성 재료의 표면에 도체 회로 패턴을 형성시킨 것으로서, 인쇄회로기판 상에 각종 전자 부품들을 실장하여 전기적으로 연결하여 주고 실장한 전자 부품을 기계적으로 고정시켜주는 역활을 한다. 인쇄회로기판은 층수 에 따라 단면, 양면 및 다층으로 나누고 절연층의 원자재에 따라 경성기판과 연성기판으로 나누며 제조공법에 따라 삭감(subtractive)법, 첨가(Additive)법, 빌드업(Build-up)법으로 크게 나눌 수 있다.

층수에 의하면 단면 기판은 원자재의 한쪽 면에 회로 패턴을 형성한 것이며 양면 기판은 동박을 입힌 기판의 양쪽면에 비아홀을 통해 층간 또는 층마다 회로 패턴을 형성한 것이며 다층기판은 4층 이상으로 이루어졌으며 각 층간 또는 각 층마다 회로 패턴이 형성되어 있다.

양면 기판 또는 다층 기판의 경우 앞면의 회로 패턴과 뒷면의 회로 패턴을 연결하기 위해 가공된 비아홀(Via Hole) 또는 관통홀(Through Hole)을 만드는데, 비아홀은 양면을 관통하는 홀을 뚫어 그 내벽을 동, 은과 같은 도체로 도금하여 전기를 흐르게 한다. 다층 기판일수록 비아홀을 통한 회로 패턴의 역활이 중요해지는데, 비아홀을 통해 다른 층간에 원할하게 배선을 설치할 수 있으며 같은 층의 배선도 교차함이 없이 다른 층을 통해 연결할 수 있다.

원자재에 의하면 경성 기판은 주로 페놀 또는 에폭시 계열의 원자재를 사용한 것이며 연성 기판은 주로 폴리이미드(polyimide)계열의 자재를 사용한 것이다. 특히, 종래 연성기판은 전자부품 단위의 회로 연결을 위한 단순한 케이블 역활을 하는 모듈이 주종을 이루었으나 기술개발과 신뢰 제고를 통하여 핸드폰의 메인 기판으로 자리 잡게 되었다. 연성기판의 특성인 굽힘 성질을 활용하여 복잡한 소형 전자회로를 몇 개의 연성기판으로 소화할 수 있게 되었으며 전자부품의 소형화 및 간편화 추세에 따라 연성기판의 수요가 점점 증가하고 있다.

도 1은 폴리이미드를 절연층의 원자재로 사용하는 통상적인 양면 연성기판의 단면도를 도시하고 있다.

도 1을 참고로 살펴보면, 양면 기판은 폴리이미드 재질의 절연층(3), 절연층(3)의 상/하 양면에 접착되어 있으며 원하는 패턴의 회로 배선이 형성되어 있는 동박층(2, 4), 동박층(2, 4)에 형성되어 있는 회로 배선을 보호하며 회로 배선 사이의 단락을 방지하기 위한 커버레이층(1, 5)을 구비하고 있다. 회로 배선의 패턴은 전자 부품이 실장되는 부분을 서로 연결할 수 있도록 설계되며, 일반적으로 동박층(2, 4)을 기판의 표면에 입힌 후 회로 배선만 남기고 나머지 부분을 부식 제거하여 형성한다. 양면 기판은 절연층(3)의 상면에 접착되어 있는 동박층(2)의 회로 배선과 절연층(3)의 하면에 접착되어 있는 동박층(4)의 회로 배선을 서로 전기적으로 접속시키기 위한 비아홀(6)을 더 구비하고 있다.

도 2는 통상적인 양면 연성기판에 전자 부품이 실장된 단면도를 도시하고 있다. 도 2를 참고하여 살펴보면, 전자 부품(7, 8)은 상면 동박층(2)에 형성된 회로배선의 표면에 실장되거나 하면 동박층(4)에 형성된 회로배선의 표면에 실장된다. 따라서 통상적인 양면기판에 전자 부품이 실장된 전체 두께는 양면기판의 두께(d₁)와 전자 부품의 두께(d₂, d₃)의 총합이 된다.

최근 들어, 전자 장비들은 사용자가 휴대하기 편리하도록 점차 소형화, 경량화 되어가는 추세이며 특히 전세계 핸드폰 제조 업체는 서로 경쟁적으로 더욱 얇은 핸드폰을 제작하기 위해 많은 연구와 투자를 집중하고 있다. 핸드폰과 같은 전자 장비를 더욱 얇고 가볍게 제작하기 위해, 전자 장비에 장착되어 있는 인쇄회로기판의 구조 및 원자재를 더욱 얇게 제작하기 위한 많은 연구와 투자가 집중되고 있다.

위에서 설명한 통상의 양면 인쇄회로기판의 경우 전자 부품들은 동박층(2, 4)에 형성된 회로 배선의 표면 위에 장착된다(이와 같이 회로 배선의 표면 위에 실장되는 전자 부품을 통상적으로 표면실장부품(Surface Mounted Device, SMD)이라고 한다). 따라서 인쇄회로기판을 얇게 제작하더라도 전자 부품의 두께가 두꺼운 경우 전자 부품을 실장한 인쇄회로기판의 전체 두께는 두꺼워질 수밖에 없다. 실제로 전자 부품을 실장한 인쇄회로기판의 전체 두께에서 전자 부품이 많은 비율을 차지하며 이로 인해 전자 장비를 얇고 작고 제작하는데 한계가 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 목적은 전자 부품을 인쇄회로기판의 내부에 삽입 실장하여 전자 장비를 얇게 제작할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은 전자 부품을 실장하기 위한 제1 회로 배선이 형성되어 있는 제1 전기전도층, 제1 전기전도층의 하면에 접착되어 있는 절연층, 절연층의 하면에 접착되어 있으며 전자 부품을 실장하기 위한 제2 회로 배선이 형성되어 있는 제2 전기전도층을 포함하며, 제1 전기전도층과 절연층에는 제2 전기전도층의 상면에 전자 부품을 삽입하여 실장하기 위한 제1 전기전도층과 절연층을 관통하는 삽입홀이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판은 전자 부품을 실장하기 위한 제1 회로 배선이 형성되어 있는 제1 기판 및 제1 기판의 하면에 접착되어 있으며 전자 부품을 실장하기 위한 제2 회로 배선이 형성되어 있는 제2 기판을 포함하며, 제1 기판에는 제2 기판의 상면에 전자 부품을 실장하기 위해 제1 기판을 관통하는 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 인쇄회로기판을 보다 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 분해도를 도시하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은 크게 상면에 전자 부품을 실장할 수 있는 제1 기판(A), 제1 기판(A)의 하면에 접착되어 있으며 전자 부품을 상면과 하면에 더블 엑세스 방식으로 실장할 수 있는 제2 기판(B) 및 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 접착하기 위한 접착층(14)을 구비하고 있다. 제1 기판(A)과 제2 기판(B)은 전자 부품을 실장할 수 있는 동박층, 알루미늄층 등과 같은 전기전도층을 구비하고 있으며 전기 전도층에는 전자 부품을 실장할 수 있는 회로 배선이 형성되어 있는 기판으로, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 제1 기판(A)과 제2 기판(B)에는 회로 배선을 보호하기 위한 커버레이, 회로 배선에 실장되는 전자 부품을 기계적으로 지지시켜주거나 전기적으로 절연시키기 위한 절연층 등을 더 구비할 수 있다.

제1 기판(A)과 제2 기판(B)에는 제1 기판(A)의 회로 배선에 실장된 전자 부 품과 제2 기판(B)의 회로 배선에 실장된 전자 부품을 서로 전기적으로 연결하기 위한 연결자가 구비되어 있다. 상기 연결자는 금속 와이어, 비아홀 등이 사용될 수 있으며 본 발명이 적용되는 분야에 따라 다른 종류의 연결자가 사용될 수 있다.

제1 기판(A)과 제2 기판(B)에서 제1 기판(A)의 회로 배선에 실장된 전자 부품과 제2 기판(B)의 회로 배선에 실장된 전자 부품을 서로 전기적으로 연결하기 위한 금속 와이어, 비아홀 등은 이미 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 기술이므로 이하 이에 대한 설명은 생략한다.

제1 기판(A)은 절연층(13), 절연층(13)의 상면에 접착되어 있으며 회로 배선이 형성되어 있는 제1 동박층(12) 및 제1 동박층(12)에 형성되어 있는 회로 배선을 보호하며 전자 부품의 실장시 회로 배선이 서로 단락되는 것을 방지하기 위한 제1 커버레이(11)를 구비한다.

바람직하게, 절연층(13)은 폴리이미드 재질과 같이 휨 성질을 가지는 연성 원자재가 사용되는 것을 특징으로 한다.

제2 기판(B)은 회로 배선이 형성되어 있으며 형성된 회로 배선의 상면과 하면에 전자 부품이 실장되는 제2 동박층(16), 제2 동박층(16)에 형성되어 있는 회로 배선을 보호하기 위해 제2 동박층(16)의 상면에 구비되어 있는 제2 커버레이(15) 및 제2 동박층(16)에 형성되어 있는 회로 배선을 보호하기 위해 제2 동박층(16)의 하면에 구비되어 있는 제3 커버레이(17)를 구비하고 있다.

제1 기판(A)에 구비되어 있는 제1 커버레이(11), 제1 동박층(12), 절연층(13), 제2 기판(B)을 구성하는 제2 커버레이(15) 및 접착층(14)은 동일한 위치의 일정 부분이 관통되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 제조시 제1 기판(A)에 구비되어 있는 제1 커버레이(11), 제1 동박층(12), 절연층(13), 제2 기판(B)에 구비되어 있는 제2 커버레이(15) 및 접착층(14)은 관통 부분의 위치를 서로 맞추어 겹쳐진다.

도 4는 도 3에 도시되어 있는 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 접착한 인쇄회로기판을 도시하고 있으며 도 5는 도 4에 도시되어 있는 인쇄회로기판의 단면도를 도시하고 있다. 도 5를 참고하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제1 기판(A)의 하면에 접착층(14)을 통해 제2 기판(B)이 접착되어 있으며 제2 기판(B)의 상면에 전자 부품을 삽입하여 실장할 수 있도록 제1 기판(A)의 일부분을 관통하는 삽입홀(H₀)이 형성되어 있다.

도 6은 도 5에 도시되어 있는 삽입홀(H₀)을 보다 구체적으로 도시하고 있다.

도 6을 참고하여 살펴보면, 전자 부품(19)은 제1 기판(A)을 관통하여 형성된 삽입홀(H₀)을 통해 제2 동박층(16)의 회로 배선(a a') 상면에 삽입 실장된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은 도 1에서 설명한 통상의 양면 연성기판에 제2 커버레이(15)가 추가되어 자체 두께는 통상의 양면 기판에 비해 제2 커버레이(15)의 두께만큼 증가한다. 그러나 상당한 두께를 가지는 전자 부품(19)이 삽입홀(H₀)에 삽입되어 실장됨으로써, 전자 부품(19)이 실장된 인쇄회로기판의 전체 두께는 통상의 양면 연성기판에 비해 줄어들게 된다. 따라서 종래 인쇄회로기판은 동박층(2)에 형성된 회로 배선의 상면에 전자 부품을 실장하는 반면 본 발명에 따른 인쇄회로기판은 삽입홀(H₀)에 삽입 실장함으로써 전자 장비를 더욱 얇게 제조할 수 있다.

도 7과 도 8은 도 3에 도시되어 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 다른 응용예를 도시하고 있다.

도 7을 참고하여 살펴보면, 2개의 제1 기판(A₀, A₁)이 접착층(20)을 통해 서로 연속하여 접착되어 있으며 제1 기판(A₁)의 하면에 접착층(21)을 통해 제2 기판(B)이 접착되어 있다. 2개의 제1 기판(A₀, A₁)에는 삽입홀(H₁)이 형성되어 있으며 두꺼운 전자 부품은 삽입홀(H₁)을 통해 제2 기판의 회로 배선 상면에 실장된다.

도 8을 참고하여 살펴보면, 제2 기판(B)을 기준으로 제2 기판(B)의 상면과 하면에 각각 1개의 제1 기판(A₀, A₁)이 접착층(22, 23)을 통해 제2 기판(B)에 접착되어 있다. 상면에 접착되어 있는 제1 기판(A₀)과 하면에 접착되어 있는 제2 기판(A₁)에는 각각 삽입홀(H₂, H₃)이 형성되어 있으며 두꺼운 전자 부품은 삽입홀(H₂, H₃)을 통해 제2 기판(B)의 회로 배선 상면과 하면에 더블 액세스 방식으로 실장된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 분해도를 도시하고 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판은 크게 상면에 부품을 실장할 수 있는 제1 기판(A₀), 제1 기판(A₀)의 하면에 접착되어 있으며 상면에 부품을 실장할 수 있는 제2 기판(A₁) 및 제1 기판(A₀)과 제2 기판(A₁)을 접착하기 위한 접착층(33)을 구비하고 있다.

제1 기판(A₀)은 각각 인쇄회로기판을 지지시켜주는 제1 절연층(32), 제1 절연층(32)의 상면에 접착되어 있으며 회로 배선이 형성되어 있는 제1 동박층(31) 및 제1 동박층(31)에 형성되어 있는 회로 배선을 보호하며 전자 부품의 실장시 회로 배선이 서로 단락되는 것을 방지하기 위한 제1 커버레이(30)를 구비한다.

한편, 제2 기판(A₁)은 제1 기판(A₀)과 동일하게 제2 커버레이(34), 제2 동박층(35) 및 제2 절연층(36)을 구비하고 있다. 제2 기판(A₁)의 제2 커버레이(34), 제2 동박층(35) 및 제2 절연층(36)의 구성은 제1 기판(A₁)의 제1 커버레이(30), 제1 동박층(31) 및 제1 절연층(32)과 동일하다. 제2 기판(A₁)은 접착층(34)을 통해 제1 기판(A₀)의 제1 절연층(32) 하면에 접착되어 있다.

바람직하게, 제1 절연층(32)과 제2 절연층(36)은 폴리이미드 재질과 같이 휨 성질을 가지는 연성 원자재인 것을 특징으로 한다.

제1 기판(A₀)을 구성하는 제1 커버레이(30), 제1 동박층(31), 제1 절연층(32), 제2 기판(A₁)을 구성하는 제2 커버레이(34) 및 접착층(33)은 동일한 위치의 일정 부분이 관통되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판을 제조 시 제1 기판(A₀)을 구성하는 제1 커버레이(30), 제1 동박층(31), 제1 절연층(32), 제2 기판(A₁)을 구성하는 제2 커버레이(34) 및 접착층(33)은 관통 부분의 위치를 서로 맞추어 겹쳐진다.

도 10은 도 9에 도시되어 있는 제1 기판(A₀)과 제2 기판(A₁)을 접착한 인쇄회로기판을 도시하고 있으며 도 11은 도 10에 도시되어 있는 인쇄회로기판의 단면도를 도시하고 있다. 도 11을 참고하여 살펴보면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판은 제1 기판(A₀)의 하면에 접착층(33)을 통해 제2 기판(A₁)이 접착되어 있으며 제2 기판(A₁)의 회로 배선 상면에 전자 부품을 실장할 수 있도록 제1 기판(A₀)의 일부분을 관통하는 삽입홀(H₄)이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판은 상당한 두께를 가지는 전자 부품을 삽입홀에 삽입하여 인쇄회로기판의 내부에 실장함으로써, 상면의 동박층에 형성된 회로 배선의 표면에만 전자 부품을 실장하던 종래 인쇄회로기판에 비해 전자 장비를 더욱 얇게 제조할 수 있다.

또한, 간단한 공정과 저렴한 비용으로 본 발명에 따른 인쇄회로기판을 제조할 수 있으며 이를 이용하여 전자 장비를 더욱 얇게 제조할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (11)

1. 전자 부품을 실장하기 위한 제1 회로 배선이 형성되어 있는 제1 전기전도층;

   상기 제1 전기전도층의 하면에 접착되어 있는 절연층;

   상기 절연층의 하면에 접착되어 있으며 전자 부품을 실장하기 위한 제2 회로 배선이 형성되어 있는 제2 전기전도층을 포함하며,

   상기 제1 전기전도층과 절연층에는 상기 제2 전기전도층의 상면에 전자 부품을 삽입하여 실장하기 위한, 상기 제1 전기전도층과 절연층을 관통하는 삽입홀이 형성되어 있으며,

   상기 제2 회로 배선은 상기 제2 전기전도층의 상면과 하면에 각각 전자 부품을 실장할 수 있도록 형성되어 있는 인쇄회로기판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 전기전도층 또는 제2 전기전도층은 동박층인 인쇄회로기판.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 전기절연층의 제1 회로 배선과 상기 제2 전기절연층의 제2 회로 배선을 전기적으로 연결하는 연결자를 더 포함하는 인쇄회로기판.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 연결자는 비아홀인 인쇄회로기판.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 절연층은

   연성 절연체인 인쇄회로기판.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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