KR102088323B1 - 인쇄회로기판의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제1 도체층 및 제1 절연층으로 형성되는 제1 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판에 결합되며, 제2 도체층 및 제2 절연층으로 형성되는 제2 인쇄회로기판, 상기 제1 인쇄회로기판의 일단을 절삭하여 상기 제1 도체층이 외부에 드러나도록 형성된 결합핀 및 상기 제2 인쇄회로기판의 일단을 관통하여 형성되는 결합홀을 포함하고, 상기 결합핀이 상기 결합홀에 삽입되어, 상기 제1 도체층과 상기 제2 도체층이 접하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 공정 단계 및 부품 수를 감소시켜 생산성 향상 및 원가 절감의 효과가 있으며, 인쇄회로기판의 결합구조를 간단하게 형성할 수 있어 인쇄회로기판의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

인쇄회로기판의 결합구조 {Connection Structure of the Printed Circuit Board}

본 발명은 인쇄회로기판의 결합구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 경성인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판을 결합하기 위한 인쇄회로기판의 결합구조에 관한 것이다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board)은, 부품 간의 회로를 연결할 때 전선을 사용하지 않고 보드에 회로를 그려 전기가 통할 수 있도록 만든 것으로서, 딱딱한 고체의 판에 회로가 그려진 경성인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Board)과 유연하게 구부러지는 특성이 있는 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board) 등으로 분류된다.

과거에는 경성인쇄회로기판이 주로 사용되었으나, 전자제품이 소형화 및 경량화와 함께 연성인쇄회로기판의 사용이 증가하고 있다. 경성인쇄회로기판은 기계적 강도가 있어 표면 실장에 신뢰성이 있으며, 연성인쇄회로기판은 유연한 성질로 인해 설치 공간에 제약을 받지 않는 장점이 있어, 최근에는 두 종류의 기판의 장점을 모두 활용할 수 있도록 경성인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판을 결합하여 사용하고 있다.

종래에는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 별도의 헤더핀(40)을 사용하여 경성인쇄회로기판(10)과 연성인쇄회로기판(20)을 연결하였다. 그러나, 헤더핀(40)을 사용할 경우, 헤더핀(40)이 경성인쇄회로기판(10)과 연성인쇄회로기판(20)의 사이에 삽입되어 두 기판이 연결됨으로써, 경성인쇄회로기판(10)과 연성인쇄회로기판(20)에 각각 솔더부(30)가 형성되어 고정되도록 두 번의 솔더링 공정을 수행해야 하는 문제점이 있다.

또한, 헤더핀(40)이라는 별도의 매개체를 사용하기 때문에 구조가 간단하지 못하고, 공정 단계 및 원가가 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 별도의 매개체를 사용하지 않고 경성인쇄회로기판과 연성인쇄회로기판을 결합하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 도체층 및 제1 절연층으로 형성되는 제1 인쇄회로기판; 상기 제1 인쇄회로기판에 결합되며, 제2 도체층 및 제2 절연층으로 형성되는 제2 인쇄회로기판; 상기 제1 인쇄회로기판의 일단을 절삭하여 상기 제1 도체층이 외부에 드러나도록 형성된 결합핀; 및 상기 제2 인쇄회로기판을 관통하여 형성되는 결합홀;을 포함하고, 상기 결합핀이 상기 결합홀에 삽입되어, 상기 제1 도체층과 상기 제2 도체층이 접하도록 결합되는 것을 특징한다.

또한, 외부에 드러난 상기 제1 도체층을 도금하여 상기 결합핀에 형성되는 도금층;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 인쇄회로기판이 소정의 각도로 구부러지도록 형성되는 힌지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 인쇄회로기판의 결합구조를 이용한 인쇄회로기판의 결합방법에 있어서, 일단에 상기 결합핀이 형성된 상기 제1 인쇄회로기판과, 결합홀이 형성된 상기 제2 인쇄회로기판을 준비하는 준비 단계; 상기 제1 인쇄회로기판의 임의의 위치에서 상기 제1 인쇄회로기판의 일면을 깎아내어 상기 힌지부를 형성하는 라우팅 단계; 상기 힌지부를 소정의 각도로 구부러뜨리는 벤딩 단계; 상기 결합핀을 상기 결합홀에 삽입하는 결합 단계; 및 상기 결합핀이 상기 결합홀에 고정되도록 납땜하는 솔더링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 공정 단계 및 부품 수를 감소시켜 생산성 향상 및 원가 절감의 효과가 있다.

또한, 인쇄회로기판의 결합구조를 간단하게 형성할 수 있어 인쇄회로기판의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 기존의 생산라인을 그대로 사용하여 제1 인쇄회로기판을 생산할 수 있어 초기 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 인쇄회로기판의 결합구조를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 헤더핀이 결합된 경성인쇄회로기판의 사시도.
도 3은 도 1의 절단선 Ⅲ-Ⅲ'에 의한 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 제1 인쇄회로기판의 사시도.
도 6은 도 4의 제1 인쇄회로기판의 단면도.
도 7은 도 5의 구역 Ⅶ의 확대도.
도 8은 도 4의 제1 인쇄회로기판의 제조 프로세스.
도 9는 도 8의 힌지부 라우터 공정의 개략도.
도 10은 도 9의 힌지부 라우터 공정 수행 후의 제1 인쇄회로기판의 부분 사시도.
도 11은 도 9의 힌지부 라우터 공정에 사용되는 라우터 장비의 개략도.
도 12은 도 4의 제2 인쇄회로기판의 사시도.
도 13는 도 4의 제2 인쇄회로기판의 단면도.
도 14는 도 4의 절단선 Ⅹ-Ⅹ'에 의한 단면도.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조를 도시한 사시도.
도 16은 도 15의 제1 인쇄회로기판의 사시도.
도 17은 도 15의 제2 인쇄회로기판의 사시도.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4 내지 도 14는 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조를 도시한 것으로서, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 제1 인쇄회로기판의 사시도이며, 도 6은 도 4의 제1 인쇄회로기판의 단면도이다. 그리고, 도 7은 도 5의 구역 Ⅶ의 확대도이고, 도 8은 도 4의 제1 인쇄회로기판의 제조 프로세스이며, 도 9는 도 8의 힌지부 라우터 공정의 개략도이다. 또한, 도 10은 도 9의 힌지부 라우터 공정 수행 후의 제1 인쇄회로기판의 부분 사시도이며, 도 11은 도 9의 힌지부 라우터 공정에 사용되는 라우터 장비의 개략도이다. 아울러, 도 12은 도 4의 제2 인쇄회로기판의 사시도이고, 도 13는 도 4의 제2 인쇄회로기판의 단면도이며, 도 14는 도 4의 절단선 Ⅹ-Ⅹ'에 의한 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조는, 경성기판으로 형성되는 제1 인쇄회로기판(100)과, 제1 인쇄회로기판(100)에 결합되며 연성기판으로 형성되는 제2 인쇄회로기판(200)으로 구성된다.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 경성기판인 제1 인쇄회로기판(100)은 제1 도체층(110)과 제1 절연층(120)으로 형성된다. 제1 도체층(110)은 회로가 설계되어 있어 전기가 통하는 층으로, 구리 등의 통전 성질을 갖는 소재로 형성된다. 제1 도체층(110)은 상황에 따라 여러 층으로 형성되어 다수의 회로가 설계될 수 있다.

제1 절연층(120)은 절연 재질을 갖는 것으로서, 제1 인쇄회로기판(100)의 표면을 코팅하여 형성되거나, 제1 도체층(110)의 사이에 형성되어 제1 도체층(110)의 불필요한 통전을 방지한다.

본 발명에서는, 제1 인쇄회로기판(100)의 제1 도체층(110)이 두 개의 층으로 형성되고, 제1 절연층(120)이 제1 도체층(110) 사이와 양면에 위치되도록 세 개의 층으로 형성된 것을 예로 제시하고 있으나, 제1 도체층(110) 및 제1 절연층(120)의 수는 한정되지 않는다.

또한, 제1 인쇄회로기판(100)은 일단을 절삭하여 결합핀(310)이 형성된다. 결합핀(310)은, 사각의 봉재 형상으로 형성될 수 있으며, 그 횡단면적이 점진적으로 감소되도록 소정의 각도로 경사지는 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 결합핀(310)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 도체층(110)이 외부에 드러나게 되는데, 본 발명에서는 제1 도체층(110)이 외부로 드러난 표면을 도금을 하여 도금층(330)을 형성한다. 도금층(330)은, 통전 가능한 성질은 갖되, 외부 환경에 의해 부식이 쉽게 되지 않는 성질의 재료는 어느 것이라도 사용할 수 있다.

이처럼, 결합핀(310)의 표면에 도금층(330)을 형성함으로써, 외부에 드러난 제1 도체층(110)이 부식되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 전기적 접촉 면적이 넓어져 결합핀(310)이 결합되는 제2 인쇄회로기판(200)과 용이하게 통전 가능한 효과가 있다.

본 발명의 제1 인쇄회로기판(100)은 소정의 각도로 구부러질 수 있도록 힌지부(400)가 형성된다. 힌지부(400)는 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 인쇄회로기판의 제조 프로세스에서 힌지부 라우터 공정을 통해 제1 인쇄회로기판(100)의 생산 단계에서 형성된다. 힌지부 라우터 공정은, 라우터 장비(600)를 사용하여 힌지부(400)를 형성하고자 하는 위치에서 제1 인쇄회로기판(100)의 일면을 깎아내어 형성한다.

이때, 힌지부(400)는, 제1 인쇄회로기판(100)이 힌지부(400)를 경계로 하여 절연되지 않도록, 제1 도체층(110)의 일부가 남을 수 있을 정도의 깊이로 형성되어야 한다. 즉, 힌지부(400)는, 제1 인쇄회로기판(100)의 일면에서부터 제1 도체층(110) 사이에 형성된 제1 절연층(120)까지 깎아내어 형성된다.

본 발명에서는, 힌지부(400)를 제1 인쇄회로기판(100)에 형성하는 것을 예로 설명하고 있으나, 필요에 의해 제2 인쇄회로기판(200)에 힌지부(400)가 형성될 수도 있다.

전술한 바와 같은 힌지부(400)를 형성하기 위해 사용되는 라우터 장비(600)는, 라우터 드릴(610)이 결합되어 3축 이동을 하면서 제1 인쇄회로기판(100)에 힌지부를 형성한다. 이때, 라우터 장비(600)는, 제1 인쇄회로기판(100)이 놓이는 테이블(640) 위에 강화유리(620)와 백업보드(630)를 형성한다. 제1 인쇄회로기판(100)과 테이블(640) 사이에 강화유리(620)와 백업보드(630)를 형성하여 작업할 경우, 제1 인쇄회로기판(100)의 평탄도를 유지시키는데 유리한 효과가 있다.

이상은 라우터 장비(600)를 사용하여 힌지부(400)를 형성하는 것을 설명하였으나, 힌지부(400)는 작업자가 제1 인쇄회로기판(100)이 설치되는 공간에 맞춰 일정 각도로 구부릴 수 있도록 약간의 유연성을 갖는 것으로 제작될 수 있다. 이때, 힌지부(400)는 적당한 기계적 강도를 갖도록 하여 제1 인쇄회로기판(100)이 형상을 유지할 수 있도록 하여야 한다.

전술한 힌지부(400)는 제1 인쇄회로기판(100)이 적용되는 환경에 따라 하나 이상 형성될 수 있으며 형성되지 않을 수도 있다.

본 발명과 같이, 힌지부(400)를 형성하게 되면, 제1 인쇄회로기판(100)을 다양한 형태로 변형시킬 수 있어 다양한 형태 및 크기의 공간에 제1 인쇄회로기판(100)을 설치하는 것이 가능한 효과가 있다. 그리고, 종래의 경성인쇄회로기판(10)의 제조 프로세서에서 힌지부 라우터 공정만 추가하여 힌지부(400)를 형성하는 것이 가능해, 기존의 생산라인을 그대로 사용하여 제1 인쇄회로기판(100)을 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 연성기판인 제2 인쇄회로기판(200)은 제2 도체층(210)과 제2 절연층(220)으로 형성된다. 제2 도체층(210)은 제1 도체층(110)과 같이 회로가 설계되어 있어 전기가 통하는 층으로 구리 등과 같은 소재로 형성된다.

그리고, 제2 절연층(220)은 제2 도체층(210)의 표면을 감싸도록 형성되어 제2 도체층(210)의 불필요한 통전을 방지한다. 제2 절연층(220)은 폴리이미드, 폴리에틸렌 등의 절연 필름을 사용하여 형성됨으로써 유연한 특성을 갖는다.

제2 인쇄회로기판(200)은 전술된 결합핀(310)이 삽입될 수 있도록 결합홀(320)을 형성한다. 결합홀(320)은 제2 인쇄회로기판(200)을 관통하여 형성되는데, 결합홀(320)의 위치는 제2 인쇄회로기판(200)의 일단에 한정되지 않고, 제1 인쇄회로기판(100)을 결합하고자 하는 위치에 형성될 수 있다.

또한, 결합홀(320)이 형성됨으로써 외부에 드러나게 되는 제2 도체층(210)의 표면에는 결합핀(310)과 결합이 원활하게 될 수 있도록 주석과 같은 소재를 사용하여 코팅할 수 있다.

전술한 구성들을 이용하여 경성기판인 제1 인쇄회로기판(100)과 연성기판인 제2 인쇄회로기판(200)을 결합하기 위한 결합방법은, 일단에 결합핀(310)이 형성된 제1 인쇄회로기판(100)과 결합홀(320)이 형성된 제2 인쇄회로기판(200)을 준비하는 준비 단계가 선행된다. 이후에는, 제1 인쇄회로기판(100)에 힌지부(400)를 형성하는 라우팅 단계를 수행한다. 그 후, 제1 인쇄회로기판(100)이 적용되는 환경에서 요구되는 소정의 각도로 힌지부(400)를 구부러뜨리는 벤딩 단계를 수행한다. 그리고, 제1 인쇄회로기판(100)의 결합핀(310)을 제2 인쇄회로기판(200)에 형성된 결합홀(320)에 삽입시키고, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 인쇄회로기판(200)의 이면에 돌출된 결합핀(310)을 납땜하여 결합핀(310)이 결합홀(320)에 고정되도록 솔더부(500)를 형성하는 솔더링 단계를 수행함으로써 제1 인쇄회로기판(100)과 제2 인쇄회로기판(200)을 결합시킨다.

이처럼, 별도의 매개체 없이 직접 연결하여 제1 인쇄회로기판(100)과 제2 인쇄회로기판(200)을 결합시킴으로써 부품의 수를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 결합구조를 간소화시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 결합시킨 후 한 번의 솔더링 작업으로 기판을 고정함으로써 작업 공정을 단축할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명의 인쇄회로기판의 결합구조를 적용하면 공정 단계 및 부품 수를 감소시킬 수 있어 생산성 향상 및 원가 절감의 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 결합핀(310) 및 결합홀(320)을 형성하여 제1 인쇄회로기판(100)과 제2 인쇄회로기판(200)을 결합함으로써, 결합에 의해 두 기판이 접하는 면적을 감소시킬 수 있다. 즉, 제1 인쇄회로기판(100)과 제2 인쇄회로기판(200)이 면 접촉을 하여 결합되는 것이 아니라, 선 접촉을 하여 결합되기 때문에 결합에 필요한 면적을 줄임으로써 인쇄회로기판의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 15 내지 도 17은 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조를 도시한 것으로서, 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조를 도시한 사시도이고, 도 16은 도 15의 제1 인쇄회로기판의 사시도이며, 도 17은 도 15의 제2 인쇄회로기판의 사시도이다.

제2 실시예는 결합핀(310)과 결합홀(320)이 형성되는 기판의 종류를 제외한 나머지 구성은 동일하다. 따라서, 아래에서는 결합핀(310)과 결합홀(320)이 형성된 위치와 제1 인쇄회로기판(100)과 제2 인쇄회로기판(200)의 결합 방법에 대해서만 서술하며, 나머지 구성은 반복설명을 생략한다.

전술한 제1 실시예에서는, 경성기판인 제1 인쇄회로기판(100)에 결합핀(310)이 형성되고, 연성기판인 제2 인쇄회로기판(200)에 결합홀(320)이 형성되는 것을 예로 제시하였으나, 제2 실시예에서는, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 인쇄회로기판(100)에 결합홀(320)이 형성되고, 제2 인쇄회로기판(200)에 결합핀(310)이 형성된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 제1 인쇄회로기판(100)의 일면에는 제1 인쇄회로기판(100)을 관통하여 결합홀(320)이 형성된다. 결합홀(320)은 제1 인쇄회로기판(100)의 일단에 위치하도록 형성될 수 있으나, 그 위치는 한정되지 않으며, 제2 인쇄회로기판(200)을 결합하고자 하는 위치에 형성될 수 있다.

제2 인쇄회로기판(200)은, 도 17에 도시된 바와 같이, 일단을 절삭하여 결합핀(310)이 형성된다. 결합핀(310)은 결합홀(320)에 대응되도록 복수 개로 형성되어 결합홀(320)에 삽입된다. 또한, 제2 인쇄회로기판(200)을 용이하게 구부릴 수 있도록 힌지부(400)를 형성할 수 있다. 그러나, 제2 인쇄회로기판(200)은 연성기판으로 형성되기 때문에, 별도의 힌지부(400)를 형성하지 않을 수도 있다.

힌지부(400)는, 제2 인쇄회로기판(200)의 이면을 깎아 형성된다. 여기서, 힌지부(400)는 제2 도체층(210)이 힌지부(400)를 경계로 하여 절연되지 않도록 제2 도체층(210)의 일부가 남을 수 있을 정도의 깊이로 형성되어야 한다.

전술한 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합구조는, 제1 실시예에서 언급된 효과를 모두 구현할 수 있다. 또한, 힌지부(400)를 별도로 형성하지 않고 제2 인쇄회로기판(200)을 자유롭게 구부려 형성할 수 있어 공정 단계를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 일 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 일 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 제1 인쇄회로기판 110 : 제1 도체층
120 : 제1 절연층 200 : 제2 인쇄회로기판
210 : 제2 도체층 220 : 제2 절연층
310 : 결합핀 320 : 결합홀
330 : 도금층 400 : 힌지부
500 : 솔더부

Claims (4)

1. 제1 도체층(110) 및 제1 절연층(120)으로 형성되는 제1 인쇄회로기판(100);
   상기 제1 인쇄회로기판(100)에 결합되며, 제2 도체층(210) 및 제2 절연층(220)으로 형성되는 제2 인쇄회로기판(200);
   상기 제1 인쇄회로기판(100)의 일단을 절삭하여 상기 제1 도체층(110)이 외부에 드러나도록 형성된 결합핀(310);
   상기 제2 인쇄회로기판(200)을 관통하여 형성되는 결합홀(320);
   외부에 드러난 상기 제1 도체층(110)을 도금하여 상기 결합핀(310)에 형성되는 도금층(330); 및
   상기 제1 인쇄회로기판(100)이 소정의 각도로 구부러지도록 상기 제1 인쇄회로기판(100)의 일면의 일부분을 소정의 깊이로 깎아내어 형성되는 복수의 힌지부(400);
   을 포함하고,
   상기 결합핀(310)이 상기 결합홀(320)에 삽입되어, 상기 제1 도체층(110)과 상기 제2 도체층(210)이 전기적으로 연결되도록 결합되며,
   상기 제2 인쇄회로기판(200)의 일측에서 상기 결합홀(320)에 삽입되어, 상기 제2 회로기판(200)의 타측에 돌출된 상기 결합핀(310)의 단부를 납땜하여 형성되는 솔더부(500);
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 결합구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1의 인쇄회로기판의 결합구조를 이용한 인쇄회로기판의 결합방법에 있어서,
   일단에 상기 결합핀이 형성된 상기 제1 인쇄회로기판과, 결합홀이 형성된 상기 제2 인쇄회로기판을 준비하는 준비 단계;
   상기 제1 인쇄회로기판의 임의의 위치에서 상기 제1 인쇄회로기판의 일면을 깎아내어 상기 힌지부를 형성하는 라우팅 단계;
   상기 힌지부를 소정의 각도로 구부러뜨리는 벤딩 단계;
   상기 결합핀을 상기 결합홀에 삽입하는 결합 단계; 및
   상기 결합핀이 상기 결합홀에 고정되도록 납땜하는 솔더링 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 결합방법.
   

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