KR102400978B1 - 전원공급장치용 회로 기판, 이를 포함하는 전자 장치 및 인덕터 소자 - Google Patents

전원공급장치용 회로 기판, 이를 포함하는 전자 장치 및 인덕터 소자 Download PDF

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Abstract

전원공급장치용 회로 기판이 개시된다. 본 전원공급장치용 회로 기판은, 회로 기판의 상부 면인 제1 레이어에 배치되며, 코일과 접속되는 단자를 구비하는 제1 패턴, 및, 제1 레이어 하부의 제2 레이어 상에 배치되는 제2 패턴을 포함하며, 제2 패턴은, 코일이 배치되는 제1 레이어 영역 하부에 위치하며 전도성 물질이 배치되지 않는 여백 영역을 포함한다.

Description

전원공급장치용 회로 기판, 이를 포함하는 전자 장치 및 인덕터 소자{CIRCUIT BOARD IN POWER SUPPLY, ELECTRONIC APPARATUS INCLUDING THE SAME AND INDUCTOR}
본 발명은 전원공급장치용 회로 기판, 이를 포함하는 전자 장치 및 인덕터 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코일에서 발생되는 커먼 모드 노이즈를 저감할 수 있는 전원공급장치용 회로 기판, 이를 포함하는 전자 장치 및 인덕터 소자에 관한 것이다.
전기, 전자, 통신 기기는 각종 EMI 규격을 만족하여야 하는데, 종래에는 DC-DC 컨버터와 같은 스위칭 소자에서 코일 이후에 발생하는 커먼 모드 노이즈(common mode noise)를 비드 또는 커패시터를 사용하여 EMI 노이즈를 감소하였다.
또는 PCB 기판의 두께를 두껍게 설계하여 스위칭 소자 또는 코일과 그라운드 패턴을 최대한 멀리 배치함으로써, 그라운드를 통하여 전달하는 커먼 모드 노이즈를 감소하였다.
그러나 종래와 같은 방식을 이용하는 경우, 비드 또는 커패시터 등의 추가적인 소자가 필요하며, 단가가 높은 두꺼운 PCB 기판을 이용하여야 한다는 점에서, 제품 원가가 상승하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 코일에서 발생되는 커먼 모드 노이즈를 저감할 수 있는 전원공급장치용 회로 기판, 이를 포함하는 전자 장치 및 인덕터 소자를 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치용 회로 기판은, 상기 회로 기판의 상부 면인 제1 레이어에 배치되며, 코일과 접속되는 단자를 구비하는 제1 패턴, 및, 상기 제1 레이어 하부의 제2 레이어 상에 배치되는 제2 패턴을 포함하며, 상기 제2 패턴은, 상기 코일이 배치되는 제1 레이어 영역 하부에 위치하며 전도성 물질이 배치되지 않는 여백 영역을 포함한다.
이 경우, 상기 코일이 배치되는 제1 레이어 영역은, 상기 코일의 일 단과 접속되는 제1 단자, 상기 코일의 타 단과 접속되는 제2 단자 및 전도성 물질이 배치되지 않는 제2 여백 영역을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은, 상기 코일의 권선 방향에 대응되는 방향으로 돌출되는 형상을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은, 타 회로 구성과 연결되기 위한 배선 패턴과 연결되며, 상기 코일의 단자와 접속되기 위한 솔더 패드, 및, 상기 솔더 패드와 연결되며, 상기 제1 단자의 솔더 패드와 상기 제2 단자의 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 확장 패턴을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 확장 패턴은, 상기 코일의 권선방향에 대응되게 적어도 1회 절곡될 수 있다.
한편, 상기 확장 패턴은, 상기 코일의 노멀 모드 노이즈(normal mode noise)를 저감할 수 있다.
한편, 상기 회로 기판은 양면 회로 기판이고, 상기 제2 레이어는 상기 양면 회로 기판의 하부 면에 배치될 수 있다.
또는, 상기 회로 기판은, 기판 중간에 그라운드 레이어가 배치되는 다층 회로 기판이고, 상기 제2 레이어는 상기 그라운드 레이어일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 코일을 이용하여 전원을 생성하는 전원 공급부, 및, 제1 패턴이 배치되는 제1 레이어 및 제2 패턴이 배치되는 제2 레이어를 가지며, 상기 코일이 상기 제1 레이어에 배치되는 회로 기판을 포함하고, 상기 제2 패턴은, 상기 코일이 배치되는 제1 레이어 영역 하부에 위치하며 전도성 물질이 배치되지 않는 여백 영역을 포함한다.
이 경우, 상기 코일이 배치되는 제1 레이어 영역은, 상기 코일의 일 단과 접속되는 제1 단자, 상기 코일의 타 단과 접속되는 제2 단자 및 전도성 물질이 배치되지 않는 제2 여백 영역을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 제1 단자 및 제2 단자 각각은, 상기 코일의 권선 방향에 대응되는 방향으로 돌출되는 형상을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은, 타 회로 구성과 연결되기 위한 배선 패턴과 연결되며, 상기 코일의 단자와 접속되기 위한 솔더 패드, 및, 상기 솔더 패드와 연결되며, 상기 제1 단자의 솔더 패드와 상기 제2 단자의 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 확장 패턴을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 확장 패턴은, 상기 코일의 권선방향에 대응되게 적어도 1회 절곡될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덕터 소자는, 기설정된 방향으로 복수회 권선된 도선부, 상기 도선부의 일 단에 연결되며, 회로 기판의 제1 솔더 패드에 접속되는 제1 단자, 및, 상기 도선부의 타 단에 연결되며, 상기 회로 기판의 제2 솔더 패드에 접속되는 제2 단자를 포함하고, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은, 상기 제1 솔더 패드와 상기 제2 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 형태를 갖는다.
이 경우, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은, 상기 도선부의 권선방향에 대응되게 적어도 1회 절곡될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전원공급장치용 회로 기판의 구성을 도시한 도면,
도 3은 코일과 전원공급장치용 회로 기판과의 배치 형태를 도시한 도면,
도 4는 제1 실시 예에 따른 회로 기판의 상부면 및 하부 면을 도시한 도면,
도 5는 제2 실시 예에 따른 회로 기판의 형태를 도시한 도면,
도 6은 제3 실시 예에 따른 회로 기판의 측면을 도시한 도면,
도 7은 제3 실시 예에 따른 회로 기판의 상부 면을 도시한 도면,
도 8은 제4 실시 예에 따른 회로 기판의 상부 면을 도시한 도면,
도 9는 제5 실시 예에 따른 회로 기판의 상부 면을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 인덕터 소자의 형태를 도시한 도면,
도 11은 제2 실시 예에 따른 인덕터 소자의 형태를 도시한 도면, 그리고,
도 12 및 도 13은 본 발명의 EMI 노이즈 제거 효과를 설명하기 위한 파형도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 통신 인터페이스부(110), 디스플레이부(120), 조작 입력부(130), 저장부(140), 제어부(150) 및 전원 공급부(200)를 포함한다. 여기서, 전자 장치(100)는 전원 공급부가 내장되는 모니터, TV와 같은 디스플레이 장치, 셋탑 박스, 오디오, PC 등일 수 있다.
통신 인터페이스부(110)는 전자 장치(100)를 외부 장치(미도시)에 연결하기 위해 형성되고, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 외부 장치에 접속되는 형태뿐만 아니라, 무선 통신(예를 들어, GSM, UMTS, LTE, WiBRO 등의 무선 통신) 방식에 의해서 접속될 수 있다.
디스플레이부(120)는 전자 장치(100)에서 제공하는 각종 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이부(120)는 CRT, LCD, OLED, AMOLED 등과 같은 영상을 표시하는 장치로 구현될 수 있으며, 후술할 조작 입력부(130)의 기능을 함께 수행하는 터치 스크린으로도 구현될 수 있다.
조작 입력부(130)는 전자 장치(100)에서 지원하는 각종 기능을 사용자가 설정 또는 선택할 수 있는 다수의 기능키를 구비하며, 사용자로부터 각종 명령을 입력받을 수 있다. 이러한 조작 입력부(130)는 키보드, 마우스, 터치 패드, 버튼과 같은 입력 장치로 구현되거나 상술한 디스플레이부(120)의 기능을 함께 수행할 수 있는 터치 스크린으로 구현될 수도 있다.
저장부(140)는 전자 장치(100)가 작동하는 동안 제어부(150)가 필요로 하는 프로그램 명령어와 자료를 저장하고 있는 기억장치이다. 저장부(140)는 중앙처리장치 명령에 의하여 기억된 장소에 직접 접근하여 쓰고 읽을 수 있다.
그리고 저장부(140)는 전자 장치(100)의 구동을 위한 프로그램을 저장한다. 구체적으로, 저장부(140)는 전자 장치(100)의 구동시 필요한 각종 명령어의 집합인 프로그램을 저장할 수 있다. 이와 같은 저장부(140)는 롬(ROM), 하드 디스크(HDD), SSD(Solid State Disk or Solid State Drive) 등일 수 있다.
제어부(150)는 전자 장치(100) 내의 각 구성에 제어를 수행한다. 구체적으로, 턴-온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, 내부의 롬(ROM)에 저장된 명령에 따라 저장부(140)에 저장된 운영체제(O/S)를 이용하여 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, 제어부(150)는 디스플레이부(120)를 통하여 입력된 사용자 명령에 대응되는 연산(또는 서비스)을 수행할 수 있다. 그리고 제어부(150)는 연산 결과에 따른 화면이 표시되도록 디스플레이부(120)를 제어할 수 있다.
전원 공급부(200)는 외부로부터 제공되는 전원 또는 내부의 배터리에 충전된 전원을 이용하여 전자 장치(100) 내의 각 구성에 전원을 공급한다. 구체적으로, 전원 공급부(200)는 DC-DC 컨버터, 인덕터 등을 구비하여 전자 장치(100) 내에 필요한 전원을 생성하고, 생성된 전원을 각 전자 장치(100) 내의 각 구성에 제공할 수 있다. 이러한 전원 공급부(200)는 회로 기판 상에 배치될 수 있다.
한편, 회로 기판 상에 스위칭 소자(ex DC-DC 컨버터)와 코일이 배치되면, 스위칭 소자와 코일의 권선 간의 그라운드 패턴을 통해 커먼 모드 노이즈가 발생할 수 있다.
여기서 커먼 모드 노이즈(common mode noise)는 동상 잡음이라고도 하며, 스위치 소자와 코일 간이나, 트랜스포머의 권선 간 부유용량(Strat Capacitance)을 통해 회로로부터 그라운드에 전류가 흐르고, 그에 따라 양극의 각 라인과 그라운드 사이에 같은 위상의 노이즈가 발생되는 것을 의미한다.
본 실시 예에서는 이러한 커먼 모드 노이즈를 저감하기 위하여, 코일이 위치하는 영역의 하부 레이어에는 도전성 물질이 배치되지 않는 여백 영역을 갖는 회로 기판을 이용한다. 이러한 회로 기판에 대해서는 도 2 내지 도 9를 참조하여 후술한다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 전자 장치는 전원 공급부(구체적으로, 인덕터)에서 발생할 수 있는 커먼 모드 노이즈를 별도의 부품 없이 여백 영역을 갖는 회로 기판만을 이용하여 저감할 수 있다. 또한, 두께를 증가할 필요 없이 일부 도전성 영역만을 박피하여 회로 기판을 구현하는바, 비용절감 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전원공급장치용 회로 기판의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원공급장치용 회로 기판(300)(이하, 회로 기판)은 바디부(310), 제1 패턴(320), 제2 패턴(330)으로 구성된다.
바디부(310)는 기설정된 형태를 갖는 기판으로, 플라스틱 등의 재료로 구성될 수 있다. 한편, 바디부(310)는 연성의 재료로 구성되어, 플랙서블할 수도 있다.
제1 패턴(320)은 회로 기판의 상부 면인 제1 레이어에 배치된다. 구체적으로, 제1 패턴(320)은 전원공급장치의 구성들이 배치되는 회로 기판의 상부 면에 배치되며, 상술한 전원공급장치의 구성들을 전기적으로 연결하는 패턴이다.
제1 패턴(320)은 코일이 배치되는 코일 배치 영역(321)을 가지며, 코일 배치 영역(321)은 코일의 일 단과 접속되는 제1 단자, 코일의 타 단과 접속되는 제2 단자, 전도성 물질이 배치되지 않은 제2 여백 영역을 갖는다. 이러한 코일 배치 영역(321)은 다양한 레이아웃을 가질 수 있으며, 코일 배치 영역(321)의 다양한 레이아웃에 대해서는 도 4, 도 7 내지 도 9를 참조하여 후술한다.
제2 패턴(330)은 제1 레이어의 하부의 제2 레이어 상에 배치된다. 이러한 제2 패턴(330)은 전원공급장치의 접지단에 전기적으로 연결되는 패턴으로, 회로 기판이 양면회로기판인 경우라면 양면회로기판의 하부 면에 배치될 수 있다. 한편, 회로 기판이 다층 회로 기판이면, 복수의 레이어 중 그라운드 레이어에 배치될 수 있다. 이 경우, 그라운드 레이어는 바디부(310)의 중간 면에 배치될 수 있으며, 바디부(310)의 하부 면에 배치될 수도 있다.
제2 패턴(330)은 여백 영역(331)을 포함한다. 여기서 여백 영역(331)은 전도성 물질이 배치되지 않는 영역으로, 코일이 배치되는 제1 레이어 영역(즉, 상술한 코일 배치 영역(321)) 하부에 대응되는 제2 레이어 상의 일부 영역이다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 회로 기판(300)은 전원 공급부(구체적으로, 인덕터)에서 발생할 수 있는 커먼 모드 노이즈를 별도의 추가 부품 없이 여백 영역을 이용하여 저감할 수 있다.
한편, 도 2를 도시함에 있어서, 회로 기판 상에 하나의 코일 배치 영역 및 하나의 여백 영역만을 도시하였지만, 회로 기판 상에 복수의 코일이 배치되는 경우라면 복수의 코일 배치 영역 및 복수의 여백 영역이 구비될 수도 있다.
한편, 도 2를 도시함에 있어서, 회로 기판이 바디부, 제1 패턴, 제2 패턴만을 포함하는 것으로 도시하였지만, 제1 패턴 및 제2 패턴 상부에는 절연을 위한 절연 물질이 코팅되어 있을 수 있다.
이상에서는 본 실시 예에 따른 회로 기판이 전원공급장치에만 적용되는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 커먼 모드 노이즈가 발생할 수 있는 영역이라면, 전원공급장치 이외의 장치에서도 적용될 수 있다.
도 3은 코일과 전원공급장치용 회로 기판과의 배치 형태를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 바디부(310)의 상부에 제1 패턴(320)이 배치되고, 바디부(310)의 하부에 제2 패턴(330)이 배치된다.
코일(210)은 회로 기판(300)의 제1 레이어 상의 코일 배치 영역(321)에 배치된다. 여기서 코일(210)은 인덕터 소자 또는 트랜스일 수도 있다. 이상에서는 코일의 예로 인덕터 소자, 트랜스만을 언급하였지만, 부유 용량을 갖는 소자라면 상술한 인덕터 소자 또는 트랜스 이외의 소자일 수도 있다.
코일(210)이 배치되는 코일 배치 영역(321) 하부의 제2 레이어 상에는 여백 영역(331)이 배치된다. 이러한 여백 영역(331)은 코일의 크기에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
이와 같이 코일(210) 하부에는 그라운드된 도전성 물질이 배치되지 않는바, 코일(210)에서 발생하는 커먼 모드 노이즈를 저감할 수 있다. 구체적인 효과는 도 12 및 도 13을 참조하여 후술한다.
한편, 상술한 여백 영역(331)은 회로 기판 상에 제2 패턴을 형성하는 과정 중에서, 즉 그라운드 레이어를 생성하는 과정에서 여백 영역에 도전성 물질을 증착하지 않음으로써 구현할 수도 있고, 그라운드 레이어 전체에 도전성 물질을 증착한 이후에 여백 영역에 증착된 도전성 물질을 도피하여 형성할 수도 있다.
한편, 도 3에 도시된 예에서는 기판을 기준으로 수직방향으로 복수회 권선된 코일이 배치되는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 기판과 수평방향으로 복수회 권선된 코일이 배치될 수도 있다. 이와 같은 예에 대해서는 도 9를 참조하여 후술한다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 회로 기판의 상부면 및 하부 면을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 4a는 회로 기판(300)의 상부 면(즉, 제1 패턴의 레이아웃)을 도시한 도면, 도 4b는 회로 기판(300)의 하부 면(즉, 제2 패턴의 레이아웃)을 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 코일이 배치되는 코일 배치 영역(321)에는 단자(323)가 배치된다. 여기서 단자(323)는 코일의 단자와 접속되기 위한 도전성 단자, 즉, 솔더 패드로, 솔더 패드(323)는 다른 소자와 연결되기 위한 배선 패턴(322)과 연결된다. 한편, 상술한 단자(323)를 제외한 코일 배치 영역(321)의 나머지 영역은 도전성 물질인 배치되지 않는 제2 여백 영역이다.
도 4b를 참조하면, 제2 레이어 중 코일 배치 영역(321)에 대응되는 영역은 도전성 물질이 배치되지 않는 여백 영역(331)이다. 상술한 여백 영역을 제외한 나머지 영역은 도전성 물질이 배치되며 그라운드 레이어로 동작될 수 있다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 회로 기판의 형태를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 회로 기판(300')은 복수의 레이어를 포함한다. 구체적으로, 복수의 레이어는 제1 신호 레이어(320), 그라운드 레이어(330), 전원 레이어(340), 및 제2 신호 레이어(350)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서는 4개의 레이어를 갖는 다층 회로 기판을 도시하였지만, 구현시에는 3개의 레이어를 갖거나 5개 이상의 레이어를 갖는 다층 회로 기판이 이용될 수도 있다.
제1 신호 레이어(320)는 회로 기판(300') 상에 배치된 회로 구성 간의 신호 전달을 위한 패턴이 배치된다. 이러한 제1 신호 레이어(320)는 도 2 및 도 3에서 설명한 제1 레이어에 대응된다.
그라운드 레이어(330)는 회로 기판(300') 상에 배치된 회로 구성의 접지와 연결되는 제2 패턴이 배치된다. 통상적으로 그라운드 레이어는 회로 기판의 전 영역에 배치되나, 본 실시 예에서는 코일(210)이 배치되는 영역에 대응되는 그라운드 레이어(330)에는 여백 영역(331)이 배치된다. 따라서, 그라운드 레이어(330)는 도 2 및 도 3에서 설명한 제2 레이어에 대응된다.
전원 레이어(340)는 회로 기판(300') 상에 배치된 회로 구성 각각에 전원을 제공하는 패턴이 배치된다. 통상적으로 전원 레이어는 회로 기판의 전 영역에 배치된다. 한편, 도시된 예에서는 전원 레이어(340)의 도전성 물질이 그라운드 레이어(330)의 여백 영역(331) 하단에도 위치하는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 코일(210)이 배치되는 영역에 대응되는 전원 레이어(340)의 영역에도 도전성 물질이 배치되지 않을 수 있다. 즉, 전원 레이어(340)에도 그라운드 레이어(330)와 같은 여백 영역이 배치될 수도 있다.
제2 신호 레이어(350)는 회로 기판(300') 상에 배치된 회로 구성 간의 신호 전달을 위한 패턴이 배치된다. 한편, 도시된 예에서는 코일(210)의 하단의 제2 신호 레이어 상에 패턴이 배치되는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 여백 영역(331)에 대응되는 제2 신호 레이어(350)의 영역에도 도전성 패턴은 배치되지 않을 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 5를 도시함에 있어서, 제1 및 제2 실시 예에 따른 회로 기판은 그라운드 레이어에 여백 영역이 배치된다. 이와 같이 코일의 하단의 제2 레이어에 여백 영역이 배치되면, 코일의 전자기장 신호가 그라운드에 영향을 미치는 것을 차단할 수 있게 된다.
다만, 여백 영역에 도전성 물질을 완전 제거할 경우, 커먼 모드 노이즈는 감소할 수 있으나, 노멀 모드 노이즈가 패턴에 흡수 또는 차폐되지 않고 상부로 방사될 여지가 있다. 여기서 노멀 모드 노이즈란 정상 잡음이라고도 하며, 스위치 회로 등에서 발생하는 전압 또는 전류 서지에 의한 노이즈가 입력 또는 출력 라인에 나타나는 것이다.
이하에서는 이러한 노멀 모드 노이즈를 감소시키기 위한 제1 레이어 상의 패턴 형상을 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 또는 상술한 노멀 모드 노이즈를 감소하기 위하여 단자 형태가 개선된 인덕터 소자를 이용할 수도 있다. 이에 대해서는 도 10 및 도 11을 참조하여 후술한다.
도 6은 제3 실시 예에 따른 회로 기판의 측면을 도시한 도면이다. 그리고 도 7은 제3 실시 예에 따른 회로 기판의 상부 면을 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 회로 기판(300")은 바디부(310), 제1 패턴(320') 및 제2 패턴(330)을 포함한다.
바디부(310) 및 제2 패턴(330)의 구성 및 동작은 도 2 및 도 3의 각 구성과 동일한바 중복 설명은 생략한다.
제1 패턴(320')은 회로 기판의 상부 면인 제1 레이어에 배치된다. 구체적으로, 제1 패턴(320')은 코일이 배치되는 코일 배치 영역(321)을 갖는다.
코일 배치 영역(321)에는 코일(210)의 일 단과 접속되는 제1 단자, 코일(210)의 타 단과 접속되는 제2 단자, 전도성 물질이 배치되지 않은 제2 여백 영역(구체적으로, 코일 배치 영역(321)에서 제1 단자 및 제2 단자를 제외한 나머지 영역)을 포함한다. 즉, 코일 배치 영역(321) 상의 제1 패턴(320')은 제1 단자, 제2 단자에 대응되는 도전성 패턴을 갖는다.
여기서 제1 단자와 제2 단자 각각은 솔더 패드(323), 확장 패턴(324)으로 구성될 수 있다.
배선 패턴(322)은 코일(210)을 회로 기판(300") 상에 배치되는 타 회로 소자와 전기적으로 연결하기 위한 배선 패턴(322)이다. 이러한 배선 패턴(322) 상부에는 쇼트를 방지하기 위한 절연 물질이 코팅되어 있을 수 있다.
솔더 패드(323)는 배선 패턴(322)과 연결되며, 코일(210)의 단자와 접속된다. 구체적으로, 솔더 패드(323)는 코일(210)과 물리적으로 전기적으로 연결되기 위한 단자인바, 코일(210)의 단자 위치 및 형상에 대응되게 배치되며, 도전성 물질이 노출된 영역이다.
확장 패턴(324)은 솔더 패드(323)와 연결되며 두 개의 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 패턴 영역이다. 여기서의 돌출 방향은 코일의 권선 방향에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 코일의 권선 방향이 반시계 방향이면, 확장 패턴(324)의 돌출 방향 역시 반시계 방향일 수 있다. 반대로, 코일의 권선 방향이 시계 방향이면, 확장 패턴(324)의 돌출 방향 역시 시계 방향일 수 있다.
이러한 확장 패턴(324)은 코일(210)의 단자의 형상에 따라 솔더 패드와 동일하게 도전성 물질이 노출된 영역이거나 코팅된 영역일 수 있다. 구체적으로, 회로 기판(300')에 일반적인 인덕터가 배치되는 경우라면, 확장 패턴(324)은 도전성 물질이 노출되지 않을 수 있다.
한편, 회로 기판(300')에 본 실시 예와 같은, 즉 도 10 또는 도 11과 같은 인덕터 소자가 배치되는 경우라면, 솔더 패드와 동일하게 도전성 물질이 노출될 수도 있다. 한편, 도 10 또는 도 11과 같은 인덕터 소자가 배치되는 경우라도, 솔더링은 솔더 패드(323)에서만 수행될 수도 있는바, 이 경우라면 도전성 물질이 노출되지 않을 수도 있다.
이와 같이 본 실시 예에 따른 회로 기판(300")은 코일의 권선 방향에 대응되게 확장되어 배치되는 단자를 갖는바, 여백 영역에 의해 증가될 수 있는 노멀 모드 노이즈를 감소시킬 수 있다.
한편, 도시된 예에서는 확장 패드(324)는 솔더 패드와 유사한 형태의 직사각형을 갖는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로, 확장 패드(324)는 코일의 노멀 모드 노이즈를 줄이기 위한 구성인바, 코일의 권선 형태에 대응되게 배치될 수 있다. 이와 같은 예들에 대해서는 도 8 및 도 9를 참조하여 후술한다.
한편, 도시된 예에서는 코일이 반시계방향으로 감겨 있기 때문에, 좌측의 확장 패턴이 아래 방향으로 배치되고, 우측의 확장 패턴이 위 방향으로 배치되는 것으로 도시하였다. 그러나 코일이 시계 방향으로 감겨 있는 경우라면, 좌측의 확장 패턴은 위 방향으로 돌출되게 배치될 수 있으며, 우측의 확장 패턴은 아래 방향으로 돌출되게 배치될 수 있다.
도 8은 제4 실시 예에 따른 회로 기판의 상부 면을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 확장 패턴(324')은 코일 배치 영역(321) 내에 위치하며, 코일(210)의 권선방향에 대응되게 돌출된 형상을 갖는다. 구체적으로, 좌측의 확장 패턴(324')은 솔더 패드(323)를 기준으로 아래 방향으로 1차 확장되고, 오른쪽으로 절곡되어 2차 확장된 형태를 갖는다. 그리고 우측의 확장 패턴(324')은 솔더 패드(323)를 기준으로 위 방향으로 1차 확장되고, 좌측 방향으로 절곡되어 2차 확장된 형태를 갖는다.
한편, 도시된 예에서는 확장 패턴(324')이 하나의 절곡만을 갖는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 복수의 절곡을 가질 수 있다. 또한, 도시된 예에서는 직각 형태로 확장 패턴이 구성되는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 코일의 형상에 대응되게 유선형의 형태를 가질 수도 있다.
도 9는 제5 실시 예에 따른 회로 기판의 상부 면을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 코일(210)은 기판 방향(또는 수평면)을 기준으로 권선된다. 이 경우에도, 확장 패턴(324")은 코일 배치 영역(321) 내에 코일(210)의 권선방향에 대응하여 배치된다. 구체적으로, 좌측의 확장 패턴(324")은 솔더 패드(323)를 기준으로 위 방향으로 1차 확장되고, 우측 방향으로 절곡되어 2차 확장된 형태를 가질 수 있다. 그리고 우측의 확장 패턴(324")은 솔더 패드(323)를 기준으로 아래 방향으로 1차 확장되고, 좌측 방향으로 절곡되어 2차 확장된 형태를 가질 수 있다.
한편, 도시된 예에서는 확장 패턴(324")이 하나의 절곡만을 갖는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 복수의 절곡을 가질 수 있다. 또한, 도시된 예에서는 직각 형태로 확장 패턴이 구성되는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 코일의 형상에 대응되게 유선형의 형태를 가질 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 인덕터 소자의 형태를 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 10a는 인덕터 소자의 사시도 이고, 도 10b는 인덕터 소자의 하부면을 도시한 도면이다.
도 10a, 10b를 참조하면, 인덕터 소자(500)는 도선부(510), 제1 단자(520), 제2 단자(530)로 구성된다.
도선부(510)는 기설정된 방향으로 복수회 권선된 코일이다. 이때, 코일의 권선은 제1 단자(520), 제2 단자(530)가 배치되는 평면에 수직되는 방향(구체적으로, 인덕터 소자의 몸통의 축 방향)을 중심으로 권선될 수 있다.
제1 단자(520)는 도선부의 일 단에 연결되며, 회로 기판의 제1 솔더 패드에 접속된다. 이러한 제1 단자(520)는 제1 솔더 패드와 제2 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 또한, 제1 단자(520)는 도 10에 도시된 바와 같이 도선부의 권선 방향에 대응되게 1회 절곡된 형태를 가질 수 있다.
제2 단자(530)는 도선부의 타 단에 연결되며, 회로 기판의 제2 솔더 패드에 접속된다. 이러한 제2 단자(530)는 제1 솔더 패드와 제2 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 또한, 제2 단자(530)는 도 10에 도시된 바와 같이 도선부의 권선 방향에 대응되게 1회 절곡된 형태를 가질 수 있다.
이와 같은 인덕터 소자(500)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 회로 기판(300) 상에 배치될 수 있으며, 이 경우, 회로 기판(300)의 여백 영역의 배치에 의해 유발될 수 있는 노멀 모드 노이즈를 상술한 단자의 형태를 통하여 저감할 수 있다.
또한, 인덕터 소자(500)는 도 7 또는 도 8과 같은 회로 기판상에서도 배치될 수 있다.
도 11은 제2 실시 예에 따른 인덕터 소자의 형태를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 인덕터 소자(600)는 도선부(610), 제1 단자(620), 제2 단자(630)로 구성된다.
도선부(610)는 기설정된 방향으로 복수회 권선된 코일이다. 이때, 코일의 권선은 제1 단자(620), 제2 단자(630)가 배치되는 평면에 수평되는 방향을 중심으로 권선될 수 있다.
제1 단자(620)는 도선부의 일 단에 연결되며, 회로 기판의 제1 솔더 패드에 접속된다. 이러한 제1 단자(620)는 제1 솔더 패드와 제2 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 단자(620)는 도 11에 도시된 바와 같이 도선부의 권선 방향에 대응되게 1회 절곡된 형태를 가질 수 있다.
제2 단자(630)는 도선부의 타 단에 연결되며, 회로 기판의 제2 솔더 패드에 접속된다. 이러한 제2 단자(630)는 제1 솔더 패드와 제2 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 구체적으로, 제2 단자(630)는 도 11에 도시된 바와 같이 도선부의 권선 방향에 대응되게 1회 절곡된 형태를 가질 수 있다.
이와 같은 인덕터 소자(500)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 회로 기판(300) 상에 배치될 수 있으며, 이 경우, 회로 기판(300)의 여백 영역의 배치에 의해 유발될 수 있는 노멀 모드 노이즈를 상술한 단자의 형태를 통하여 저감할 수 있다.
또한, 인덕터 소자(500)는 도 7 또는 도 8과 같은 회로 기판 상에서도 배치될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 EMI 노이즈 제거 효과를 설명하기 위한 파형도이다. 구체적으로, 도 12는 종래의 회로 기판을 이용한 경우의 EMI 특성을 도시한 도면이고, 도 13은 제1 실시 예에 따른 회로 기판을 이용한 경우의 EMI 특성을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 종래의 회로 기판을 이용하는 경우, 110Mhz 영역에서 EMI 방사 노이즈가 발생하는데 반해, 본 실시 예에 따른 회로 기판을 이용하는 경우에는 기존 대비 4~5dB 노이즈가 감소하여 110Mhz 영역에서 EMI 방사 기준을 만족함을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100: 전자 장치 110: 통신 인터페이스부
120: 디스플레이부 130: 조작 입력부
140: 저장부 150: 제어부
200: 전원 공급부 300: 회로 기판
310: 바디부 320: 제1 패턴
330: 제2 패턴

Claims (15)

  1. 전원공급장치용 회로 기판에 있어서,
    상기 회로 기판의 상부 면인 제1 레이어에 배치되며, 코일과 접속되는 단자를 구비하는 제1 패턴; 및
    상기 제1 레이어 하부의 제2 레이어 상에 배치되는 제2 패턴;을 포함하며,
    상기 코일이 배치되는 제1 레이어 영역은,
    상기 코일의 일 단과 접속되는 제1 단자, 상기 코일의 타 단과 접속되는 제2 단자 및 전도성 물질이 배치되지 않는 제2 여백 영역을 가지며,
    상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은,
    상기 코일의 권선 방향에 대응되는 방향으로 돌출되는 형상을 가지며,
    상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은,
    타 회로 구성과 연결되기 위한 배선 패턴과 연결되며, 상기 코일의 단자와 접속되기 위한 솔더 패드; 및
    상기 솔더 패드와 연결되며, 상기 제1 단자의 솔더 패드와 상기 제2 단자의 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 확장 패턴;을 포함하고,
    상기 제2 패턴은,
    상기 코일이 배치되는 제1 레이어 영역의 하부에 위치하며 전도성 물질이 배치되지 않는 여백 영역을 포함하는 전원공급장치용 회로 기판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 확장 패턴은,
    상기 코일의 권선방향에 대응되게 적어도 1회 절곡된 것을 특징으로 하는 전원공급용 회로 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 확장 패턴은,
    상기 코일의 노멀 모드 노이즈(normal mode noise)를 저감하는 것을 특징으로 하는 전원공급용 회로 기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판은 양면 회로 기판이고,
    상기 제2 레이어는 상기 양면 회로 기판의 하부 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 전원공급용 회로 기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판은, 기판 중간에 그라운드 레이어가 배치되는 다층 회로 기판이고,
    상기 제2 레이어는 상기 그라운드 레이어인 것을 특징으로 하는 전원공급용 회로 기판.
  9. 전자 장치에 있어서,
    코일을 이용하여 전원을 생성하는 전원 공급부; 및
    제1 패턴이 배치되는 제1 레이어 및 제2 패턴이 배치되는 제2 레이어를 가지며, 상기 코일이 상기 제1 레이어에 배치되는 회로 기판;을 포함하고,
    상기 코일이 배치되는 제1 레이어 영역은,
    상기 코일의 일 단과 접속되는 제1 단자, 상기 코일의 타 단과 접속되는 제2 단자 및 전도성 물질이 배치되지 않는 제2 여백 영역을 가지고,
    상기 제1 단자 및 제2 단자 각각은,
    상기 코일의 권선 방향에 대응되는 방향으로 돌출되는 형상을 가지며,
    상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은,
    타 회로 구성과 연결되기 위한 배선 패턴과 연결되며, 상기 코일의 단자와 접속되기 위한 솔더 패드; 및
    상기 솔더 패드와 연결되며, 상기 제1 단자의 솔더 패드와 상기 제2 단자의 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 확장 패턴;을 포함하며,
    상기 제2 패턴은,
    상기 코일이 배치되는 제1 레이어 영역의 하부에 위치하며 전도성 물질이 배치되지 않는 여백 영역을 포함하는 전자 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 확장 패턴은,
    상기 코일의 권선방향에 대응되게 적어도 1회 절곡된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 인덕터 소자에 있어서,
    기설정된 방향으로 복수회 권선된 도선부;
    상기 도선부의 일 단에 연결되며, 회로 기판의 제1 솔더 패드에 접속되는 제1 단자; 및
    상기 도선부의 타 단에 연결되며, 상기 회로 기판의 제2 솔더 패드에 접속되는 제2 단자;를 포함하고,
    상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은,
    상기 제1 솔더 패드와 상기 제2 솔더 패드의 배치 방향과 수직되는 방향으로 돌출된 형태를 갖는 인덕터 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 각각은,
    상기 도선부의 권선방향에 대응되게 적어도 1회 절곡된 것을 특징으로 하는 인덕터 소자.
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