KR102560434B1 - 모듈형 pcb 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 PCB 기판 유닛들을 포함하는 모듈형 PCB 기판으로서, 상기 복수의 PCB 기판 유닛들은 복수의 측면들을 가지며, 상기 복수의 측면들 중 적어도 하나는 절단면으로 구성되는 모듈형 PCB 기판이다.

Description

모듈형 PCB 기판{Modular PCB Substrate}

본 발명은 모듈형 PCB 기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED(Light Emitting Diode; 발광다이오드) 조명용 모듈형 PCB 기판에 관한 것이다.

LED(Light Emitting Diode)는 기본적으로 P형과 N형 반도체 접합으로 이루어지며, 전압 인가시 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 발하는 발광 반도체를 이용하는 소자이다. 이러한 LED는 저전류 요건에서의 고출력 특성, 빠른 응답성, 긴 수명, 단단한 패키지 구조 등 많은 이점을 갖는다.

이러한 LED 소자들이 PCB 기판 상에 실장되며, 요구되는 LED 소자들의 타입, 개수 및 배열 등이 상이하다. 그래서 일반적인 PCB 기판의 경우, LED 소자들의 특징에 따라 매번 PCB 기판을 다시 설계하여야 하는 번거로움이 있었다. LED 소자의 양산 이전의 시험 단계에서는 특히 설계된 LED 소자의 파장이나 휘도 등을 정확히 테스트하기 위해 그 테스트마다 PCB 기판을 매번 다시 설계 해야하기 때문에 비효율성이 극대화된다.

또한, 이러한 PCB 기판을 적절한 사이즈로 절단하기 위해서는 별도의 커팅 장비가 요구되어 제품 양산성이 떨어질 뿐만 아니라, 커팅되는 컷팅면의 가장자리에서 버가 발생하는 등 컷팅면이 깔끔하지 않아서 PCB 기판의 품질이 저하되는 문제가 있다.

한국 특허출원공개번호 제10-2011-0000868호(2011.01.06)

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 개별화된 PCB 기판 유닛들을 모듈화하여 사용자의 필요에 따른 면적과 형태를 갖는 모듈형 PCB 기판을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 이러한 모듈형 PCB 기판을 제공하고자 개별화된 PCB 기판 유닛들이 필요한데, 이러한 개별화 작업을 별도의 공구나 장치없이 수작업으로 진행할 수 있도록 하는 모듈형 PCB 기판을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 PCB 기판 유닛들을 포함하는 모듈형 PCB 기판으로서, 상기 복수의 PCB 기판 유닛들은 복수의 측면들을 가지며, 상기 복수의 측면들 중 적어도 하나는 절단면으로 구성되는 모듈형 PCB 기판이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 절단면에는 그 절단면을 따라 형성된 리세스부가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 복수의 PCB 기판 유닛들 각각의 절단면은 서로 맞닿아 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 복수의 PCB 기판 유닛들 중 적어도 하나는 외부 전원에 직접 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 모듈형 PCB 기판은 LED 조명용 기판이다.

본 발명에 따른 일 효과는 본 발명의 모듈형 PCB 기판에 의하면 재설계 없이도 요구되는 LED 모듈의 조건을 가지는 모듈형 PCB 기판을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 효과는 본 발명의 모듈형 PCB 기판에 의하면 별도의 공구나 장치 없이도 사용자가 손쉽게 수작업으로 깔끔한 절단면을 가지는 개별화된 PCB 기판 유닛을 제공하고, 개별화된 PCB 기판 유닛들을 모듈화하여 요구되는 사이즈 및 성능의 구현이 가능한 모듈형 PCB 기판 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모듈형 PCB 기판을 제공하기 이전의 패널형 PCB 기판의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모듈형 PCB 기판으로서, 절단 이전의 패널형 PCB 기판으로부터 모듈화한 PCB 기판의 구조에 관한 일 실시예를 나타낸다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 모듈형 PCB 기판 구조를 제공하기 이전의 패널형 PCB 기판의 평면도이다. 도 1의 패널형 PCB 기판(100)은 LED 조명용 PCB 기판이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

패널형 기판(100)은 복수개의 개별화될 PCB 기판 유닛들(101, 102, 103, 104)을 가진다. 유닛들(101, 102, 103, 104)의 영역 내에는 LED 칩과 인쇄회로 등이 형성될 수 있으며 인쇄회로 상에 LED 조명 제어를 위한 저항 등과 같은 다양한 부품이 포함될 수 있다.

패널형 PCB 기판(100)은 각각의 유닛들(101, 102, 103, 104) 사이로 연장되는 리세스부(110)를 포함하며, 리세스부(110)는 제1 리세스부(111)와 제2 리세스부(112)를 포함한다.

본 발명에서 리세스부란 PCB 기판을 절단하기 위한 가이드를 총칭하는 용어로서 PCB 기판의 표면의 적어도 일부에 홈(recess)이 형성된 것을 의미한다. 이러한 리세스부(110)는 패널형 PCB 기판을 PCB 기판 유닛들로 개별화할 때 절단되는 가이드로 기능한다. 리세스부(110)의 단면 형상은 한정되지 않으나 V자형이나 U자형으로 구성되어 사용자가 수작업으로 용이하게 패널형 PCB 기판을 절단할 수 있다.

리세스부(110)의 제1 리세스부(111)와 제2 리세스부(112)는 각각 제1 방향(가로 방향) 및 제2 방향(세로 방향)으로 구성되어 서로 직교하는 중앙부를 형성한다.

리세스부(110)의 폭은 PCB 기판의 상면에서 가장 넓고 하면으로 갈수록 최소한 동일하거나 좁아지는 형상을 가지는 것이 바람직한데, 예를 들어, PCB기판의 상면에서 하면으로 갈수록 점점 리세스부의 폭이 좁아지는 경우, 리세스부는 전체적으로 V자형 단면 형상을 가질 것이다. 기판 상면에서의 리세스부의 폭은 PCB 기판의 전체 두께를 초과하지 않도록 하며, 바람직하게는 PCB 기판의 전체 두께의 1/3 내지 1/2 이내 것이 바람직하다. 기판 상면에서의 리세스부의 폭이 PCB 기판의 두께의 1/2 을 초과할 경우 초과된 면적만큼 패널 기판의 손실이 초래되어 PCB 기판의 강성에 악영향을 끼칠 수 있으며, LED 모듈 성능에 부합하는 소형화된 LED 모듈을 구현할 수 없는 가능성이 있다. 반면, 기판의 상면에서의 리세스부의 폭이 PCB 기판 두께의 1/3보다 작은 경우, 수작업 만으로는 원하는 가이드 라인대로 PCB 기판 개별화를 실행하기 어려울 수 있다.

리세스부(110)의 깊이는 수작업 절단이 용이하도록 PCB 기판 두께의 2/3 이상인 것이 바람직하며, 리세스부가 형성되지 않은 PCB 기판의 잔부 두께는 1/3 미만이 되도록 리세스부 깊이를 설정한다. 한편, 리세스부의 깊이는 가변적일 수 있는데, 예를 들어 후술하는 제1 리세스부와 제2 리세스부가 서로 직교하는 중앙부(113)로 갈수록 그 깊이가 깊어지도록 형성하는 것이 바람직하다. 그 깊이를 가변화하는 이유는 중앙부로 갈수록 요구되는 절단 가이드대로 절단이 이루어지지 않고, 중앙부에서 특히 원치 않는 버(burr) 등이 특히 많이 발생하는 문제를 최소화하기 위한 것이다.

본 발명의 리세스부의 다른 일 실시예는, 기판의 중앙면을 기준으로 하는 면대칭 방식으로 기판의 상면으로부터 형성되는 상부 리세스부와 기판의 하면으로부터 형성되는 하부 리세스부를 모두 포함할 수 있다. 설계 조건이나 환경에 따라 전술한 바와 같이 상부 리세스부만으로 형성하거나 하부 리세스부만을 형성할 수 있을 뿐 아니라, 상기 다른 일 실시예와 같이 리세스부가 상부 및 하부 리세스부를 모두 포함하도록 형성할 수도 있는 것이다.

상부 리세스부와 하부 리세스부가 함게 형성된 경우, 리세스부 기판의 두께 방향을 기준으로 두께 방향과 직교하는 중앙면에서 서로 만나지 않고 기판의 중앙면에는 리세스부가 형성되지 않을 수 있다. 이는 패널형 PCB 기판을 사용자가 개별화되는 PCB 기판 유닛으로 절단하기 이전에는 일체적으로 구성되도록 하기 위한 설계이다. 상부 및 하부 리세스부가 함께 형성된 경우, 상부 및 하부 리세스부 깊이의 합이 PCB 기판 두께의 2/3가 되도록 각각의 깊이를 PCB 기판의 1/3 두께로 설정할 수 있다. 이는 리세스부 깊이의 합이 PCB 기판의 전체 두께의 2/3 보다 작은 경우, 수작업만으로 절단이 어렵고, 2/3보다 큰 경우 패널형 PCB 기판을 이동시키고 보관 관리하는데 어려움이 있을 수 있기 때문이다.

리세스부(110)는 제1 리세스부(111)와 제2 리세스부(112)가 서로 교차하는 십자가 모양의 중앙부(113)에 아래방향으로 테이퍼되는 적어도 하나의 테이퍼부를 더 포함한다. 이는 리세스부를 따라 패널형 PCB 기판을 개별화할 때 특히 중앙부에서 원하지 않는 재료 손실이나 커팅면을 따라 컷팅이 되지 않는 문제점이 빈번한 것을 방지하기 위한 것이다.

테이퍼부의 깊이는 리세스부(110)의 전체 두께, 즉, 리세스부가 상면으로부터 형성되는 상부 리세스부 또는 하면으로부터 형성되는 하부 리세스부 둘 중 하나만 형성이 되어 있는 경우, 각 리세스부의 깊이, 혹은 리세스부가 상부 및 하부 리세스부를 모두 포함하는 경우, 상부 및 하부 리세스부의 깊이의 합보다 깊게 형성되는 것이 바람직하다. 테이퍼부의 깊이는 PCB 기판의 두께와 실질적으로 동일하여 PCB 기판을 관통하는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 테이퍼부는 수작업으로 PCB 기판을 절단할 때 절단이 원활히 되지 않거나 원하는 방향성으로 절단되지 않는 위험을 방지하기 위해 형성된 구성이므로 다른 절단 가이드부에 비하여 작은 힘으로 중앙부에서의 절단이 실행되어야 하기 때문이다.

도 2는 본 발명에 따른 PCB 기판을 개별화하고, 이들을 모듈화한 PCB 기판 구조의 일 실시예를 나타낸다. 모듈화한 PCB 기판(200)은 LED 소자의 종류, 갯수나 배열을 고려하여 전체적인 PCB 기판의 형상 및 크기를 원하는 것으로 쉽게 바꾸어 제작할 수 있다. 모듈화된 PCB 기판 상에 형성된 LED 모듈은 이웃 간에 측면끼리 맞닿도록 배치되어 전기적인 접속이 가능하다. 여기서 전기적인 접속이란 개별화된 PCB 유닛들의 측면에 접속 단자가 구비되는 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 배선을 통해 PCB 유닛의 측면 이외의 다른 부분의 단자들을 접속시키는 것도 가능하다. 패널형 PCB 기판(100)으로부터 개별화된 PCB기판 유닛들(101, 102, 103, 104) 사이의 리세스부를 따라 별도의 장비 없이 수작업만으로도 PCB 기판 유닛들의 측면들은 깔끔하게 절단된 절단면을 가지며, 각각의 절단면들 간의 결합으로 모듈화된 PCB 기판 구조를 만들어 사용자의 필요성을 극대화할 수 있게 된다.

한편, 개별화된 PCB 기판 유닛들은 모서리 중 적어도 일부에 도 1에서 설명한 테이퍼부의 일부를 포함하는데, 이러한 테이퍼부는 패널형 PCB 기판을 개별화하기 위한 절단을 용이하게 할 뿐만 아니라 개별화된 PCB 기판 유닛들을 모듈형 PCB 기판으로 모듈화할 때도 PCB 기판 유닛들의 측면을 모듈 방식으로 결합하도록 가이드하기 위한 하나의 표식으로 활용될 수 있어 특히 유리하다.

구체적으로 도시하지는 않았으나, 도 2에 도시된 모듈화된 PCB 기판의 적어도 일부는 이웃하는 PCB와 접속되는 접속단자와 함께 전원에 직접 연결되는 전원 연결 단자를 구비할 수도 있다. 모듈화된 PCB 기판은 LED 소자를 장착한 개별화된 PCB 유닛들을 측면끼리 연결하여 LED 모듈을 구성할 수도 있고, 이와 상이하게 개별화된 PCB 유닛들을 측면끼리 연결하여 하나의 모듈화된 PCB를 제작한 후, 원하는 타입의 LED 소자의 전극들을 전기적으로 연결시킬 수도 있다.

상술한 본 발명에 따르면, 요구되는 LED 모듈의 조건을 구현할 수 있는 모듈형 PCB 기판을 재설계 없이도 제공할 수 있다. 또한, 별도의 공구나 장치없이도 사용자가 손쉽게 수작업으로 깔끔한 절단면을 가지는 개별화된 PCB 기판 유닛을 제공하고, 개별화된 PCB 기판 유닛들을 모듈화하여 원하는 사이즈 및 성능의 구현이 가능한 모듈형 PCB 기판을 제공할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100: 패널형 PCB 기판
101, 102, 103, 104: 개별화 PCB 기판 유닛들
110: 리세스부
111, 112: 제1 리세스부 및 제2 리세스부
113: 중앙부
200: 모듈화 PCB 기판

Claims (5)

1. 복수의 PCB 기판 유닛들을 포함하는 모듈형 PCB 기판에 있어서,
   상기 복수의 PCB 기판 유닛들은 복수의 측면들을 가지고, 상기 복수의 측면들 중 적어도 하나는 절단면으로 구성되며,
   상기 절단면은 그 절단면을 따라 형성된 리세스부를 포함하되,
   상기 모듈형 PCB 기판은, 패널형 PCB 기판을 절단하여 생성되며,
   상기 패널형 PCB 기판은, 상기 패널형 PCB 기판을 수작업으로 절단하기 위한 가이드 역할을 수행하는 상기 리세스부를 포함하고,
   상기 리세스부는,
   상기 패널형 PCB 기판에서 각각 가로 방향 및 세로 방향으로 형성되어 서로 직교하는 제1 리세스부 및 제2 리세스부를 포함하며,
   상기 제1 리세스부 및 상기 제2 리세스부가 서로 직교하는 지점에는 중앙부가 형성되고,
   상기 제1 리세스부 및 상기 제2 리세스부의 깊이는,
   상기 패널형 PCB 기판의 전체 두께의 2/3 이상을 가지되, 상기 중앙부로 갈수록 점차 깊어지며,
   상기 중앙부에는, 상기 패널형 PCB 기판의 일면에서 타면방향으로 테이퍼되는 테이퍼부가 형성되고,
   상기 테이퍼부의 깊이는, 상기 패널형 PCB 기판의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는, 모듈형 PCB 기판.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 PCB 기판 유닛들 각각의 절단면은 서로 맞닿아 배치되는, 모듈형 PCB 기판.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 PCB 기판 유닛들 중 적어도 하나는 외부 전원에 직접 연결되는 모듈형 PCB 기판.
5. 제1항에 있어서, 상기 모듈형 PCB 기판은 LED 조명용 기판인 모듈형 PCB 기판.