KR20080020852A - 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리 - Google Patents

Abstract

전자 부품 실장시 불량을 최소화할 수 있는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리가 제공된다. 인쇄회로기판은, 절연 기판과, 상기 절연 기판의 상면에 형성된 제1 접지 패턴과, 상기 절연 기판의 상면에 형성되어 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 접지 패드를 포함하는 다수의 패드와, 상기 제1 접지 패턴과 중첩하도록 상기 절연 기판에 형성된 비아홀로서, 내부에 형성된 도전 물질이 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 비아홀과, 상기 비아홀의 입구를 둘러싸도록 상기 절연 기판의 상면에 형성된 보호막을 포함한다.

인쇄회로기판, 단락, 보호막, 비아홀, 접지 패턴

Description

인쇄회로기판 및 이를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리{Printed circuit board and printed circuit board assembly having the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판이 구비된 액정 표시 장치의 부분 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 어셈블리의 부분 사시도이다.

도 3은 도 2의 인쇄회로기판 어셈블리를 A-A'선으로 자른 단면도이다.

도 4는 도 3의 보호막을 역할을 설명하는 단면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 액정 패널 11: 제1 표시판

13: 제2 표시판 20: 게이트 칩 필름 패키지

30: 데이터 칩 필름 패키지 40: 인쇄회로기판

45: 절연 기판 50: 반도체 칩

52: 리드 54: 히트 싱크 패턴

100: 액정 표시 장치 110: 패드

120: 보호막 130: 비아홀

132: 도전 물질 140: 제1 접지 패턴

142: 제2 접지 패턴 150: 솔더 크림

200: 인쇄회로기판 어셈블리

본 발명은 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 부품 실장 시 불량을 최소화할 수 있는 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 변화하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 유기 EL 표시 장치(Electro Luminescent Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 등 여러 가지 평판 표시 장치(Flat Panel Display)가 개발되어 다양한 분야에서 활용되고 있다.

그 중 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치로는 화질이 우수하고, 경량, 박형, 저소비 전력의 장점을 갖는 액정 표시 장치를 들 수 있다. 액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어진 액정 패널을 포함하며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 비발광성 장치이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사용이 불가능하다. 이러한 단점을 보완하고, 어두운 곳에서도 사용할 수 있게 할 목적으로 액정 패널에 균 일한 빛을 조사하는 백 라이트 어셈블리가 장착된다.

또한 액정 패널의 외측에는 액정 패널에서 표시되는 화상을 전기적인 신호에 의해 제어하기 위한 여러 가지 제어 신호, 데이터 신호 등을 생성하도록 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)이 구비된다. 인쇄회로기판은 예컨대 칩 필름 패키지에 의해 액정 패널과 전기적으로 접속된다.

여기서 인쇄회로기판에는 액정 패널의 구동 및 제어를 위해 각종 전자 부품들이 표면 실장 기술(Surface Mount Technology, SMT)에 의해 실장되어 있다. 이러한 전자 부품들이 실장될 때 발생되는 솔더볼(solder ball)에 의해 주변 회로가 단락(short)되어 액정 표시 장치의 오동작을 유발한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전자 부품 실장 시 불량을 최소화할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 이러한 인쇄회로기판을 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 절연 기판과, 상기 절연 기판의 상면에 형성된 제1 접지 패턴과, 상기 절연 기판의 상면에 형성되어 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 접지 패드를 포함하는 다수의 패드와, 상기 제1 접지 패턴과 중첩하도록 상기 절연 기판에 형성된 비아홀로서, 내부에 형성된 도전 물질이 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 비아홀과, 상기 비아홀의 입구를 둘러싸도록 상기 절연 기판의 상면에 형성된 보호막을 포함한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 어셈블리는, 이러한 인쇄회로기판과, 상기 패드와 접속하는 리드 및 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 히트 싱크 패턴을 구비하는 반도체 칩을 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판이 구비된 액정 표시 장치의 부분 사시도이다.

도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 영상 정보를 표시하는 액정 패 널(10)과, 액정 패널(10)에 구동 신호를 제공하는 인쇄회로기판 어셈블리(Printed Circuit Board, PCB)(200)를 포함한다. 여기서 액정 패널(10)과 인쇄회로기판 어셈블리(200)는 구동 신호를 처리하는 칩 필름 패키지(20, 30)에 의해 접속된다.

액정 패널(10)은 화상을 표시하는 역할을 하며, 제1 표시판(11), 제2 표시판(13) 및 제1 표시판(11)과 제2 표시판(13) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.

여기서 제1 표시판(11)은 일정한 간격을 갖고 제1 방향으로 연장된 복수개의 게이트선, 게이트선과 교차하도록 제2 방향으로 연장된 복수개의 데이터선, 게이트선과 데이터선에 의해 정의된 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성된 화소 전극 및 게이트선의 신호에 의해 스위칭되어 데이터선의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 스위칭 소자를 포함한다.

또한 제2 표시판(13)은 화소 영역을 제외한 부분의 광을 차단하기 위한 차광 패턴, 컬러 색상을 표현하기 위한 RGB 컬러 필터 패턴 및 화상을 구현하기 위한 공통 전극을 포함한다.

이러한 제1 및 제2 표시판(11, 13)은 스페이서 등에 의해 일정한 간격이 유지된 상태에서 접합되며, 이때 제1 및 제2 표시판(11, 13) 사이에는 광학적 이방성을 갖는 액정층(미도시)이 형성된다.

액정 패널(10)의 일측 및 이에 인접한 타측에는 인쇄회로기판(40)이 칩 필름 패키지(20, 30)에 의해 전기적으로 접촉되어 있다. 여기서 칩 필름 패키지(20, 30)에는 액정 패널(10)을 구동하기 위한 구동 IC가 탑재되며, 칩 필름 패키지(20, 30) 는 액정 패널(10)의 게이트선과 접속하는 게이트 칩 필름 패키지(20)와, 액정 패널(10)의 데이터선과 접속하는 데이터 칩 필름 패키지(30)를 포함한다.

인쇄회로기판(40)은 액정 패널(10)의 구동 및 제어 신호를 생성하며, 이러한 구동 및 제어 신호는 칩 필름 패키지(20, 30)를 통해 액정 패널(10)로 제공된다. 여기서 인쇄회로기판(40)에는 다수의 전자 부품, 예를 들어 반도체 칩(50)이 표면 실장 기술(Surface Mount Technology, SMT)에 의해 실장된다.

이하 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 어셈블리에 대하여 자세히 설명한다. 여기서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 어셈블리의 부분 사시도이고, 도 3은 도 2의 인쇄회로기판 어셈블리를 A-A'선으로 자른 단면도이고, 도 4는 도 3의 보호막을 역할을 설명하는 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 인쇄회로기판(40) 상에 반도체 칩(50)이 표면 실장 기술에 의해 실장된다.

여기서 반도체 칩(50)에는 측면을 따라 신호가 전달되는 다수의 리드(52)가 형성되어 있고, 인쇄회로기판(40)에 대향하는 반도체 칩(50)의 저면에는 반도체 칩(50)으로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 히트 싱크 패턴(heat sink pattern)(54)이 형성되어 있다. 히트 싱크 패턴(54)은 열전도율이 높을 재질, 예를 들어 금속 재질로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 반도체 칩(50)의 네 측면에 모두 리드(52)가 형성되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 마주보는 두 측면에만 리드가 형성될 수도 있다. 이와 같이 히트 싱크 패턴(54)이 형성된 반도 체 칩(50)은 액정 패널에 제공되는 신호를 제어하는 타이밍 컨트롤러 칩, DC/DC 칩 또는 다채널 OP 앰프 칩 등을 포함한다.

인쇄회로기판(40)은 절연 기판(45)과, 절연 기판(45) 상에 형성된 배선 패턴(미도시), 패드(110) 및 제1 접지 패턴(140) 등으로 이루어져 있다.

절연 기판(45)으로는 예를 들어 에폭시 수지판 등이 사용될 수 있다. 배선 패턴, 패드(110) 및 제1 접지 패턴(140)은 절연 기판(45) 상에 동박막을 패터닝하여 형성될 수 있으며, 동박막은 약 10-20㎛의 두께로 형성될 수 있다. 패드(110)와 리드(52)의 접촉성을 향상시키기 위하여 동박막은 니켈, 금 또는 이들이 조합된 물질에 의해 도금될 수 있다.

패드(110)는 반도체 칩(50)의 리드(52)와 대응하여 배치되도록 형성된다. 본 실시예에서는 반도체 칩(50)의 네 측면에 리드(52)가 형성되어 있으므로, 패드(110)도 반도체 칩(50)의 외곽을 따라 사각틀 형태로 배열되어 있다.

반도체 칩(50)의 히트 싱크 패턴(54)에 대향하도록 절연 기판(45) 상에 제1 접지 패턴(140)이 형성되어 있다. 제1 접지 패턴(140)은 패드(110)에 의해 둘러쌓여 있다. 패드(110) 중 일부에 해당하는 접지 패드는 제1 접지 패턴(140)과 전기적으로 접속한다. 반도체 칩(50)은 리드(52)와 패드(110)를 거쳐 제1 접지 패턴(140)에 접지된다.

이러한 반도체 칩(50)의 접지 효율을 높이기 위해서는 제1 접지 패턴(140)은 넓은 면적에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 절연 기판(145)의 상면에 형성된 제1 접지 패턴(140)은 절연 기판(45)의 저면에 형성된 제2 접지 패 턴(142)과 비아홀(130) 내의 도전 물질(132)에 의해 전기적으로 접속된다. 도전 물질(132)로는 예를 들어 열 및 전기 전도율이 높은 금(Au)이 사용될 수 있으며, 도금법 등에 의해 비아홀(130) 내에 형성될 수 있다.

절연 기판(45) 중 패드(110) 및 제1 접지 패턴(140) 이외의 부분은 배선 패턴의 보호를 위하여 절연성 재질의 보호막(120)으로 덮혀지는 것이 바람직하다. 특히 보호막(120)은 절연 기판(45)의 상면에 형성된 비아홀(130)의 입구를 둘러싸도록 비아홀(130)의 입구 주변에 형성되어 있다. 따라서 보호막(120)은 제1 접지 패턴(140)의 일부를 덮는다. 이러한 보호막(120)으로는 예를 들어 솔더 레지스트(solder resist) 등이 사용될 수 있다.

반도체 칩(50)의 리드(52)와 인쇄회로기판(40)의 패드(110)는 솔더 크림(solder cream)(150)에 의해 전기적으로 접속한다. 또한 반도체 칩(50)의 히트 싱크 패턴(54)과 인쇄회로기판(40)의 제1 접지 패턴(140)은 솔더 크림(150)에 의해 전기적으로 접속한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 반도체 칩(50)을 인쇄회로기판(40) 상에 실장할 때, 솔더 크림(150)으로부터 솔더볼(solder ball)(152)이 분리되어 절연 기판(45) 상에 움직이는 경우가 발생한다. 이러한 솔더볼(152)이 제1 접지 패턴(140) 상에서 움직이는 경우, 정전기력에 의하여 제1 접지 패턴(140)으로부터 비아홀(130) 내의 도전 물질(132)을 거쳐 절연 기판(45)의 저면으로 이동하여 다른 배선 패턴의 단락을 유도할 수 있다. 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 절연성 재질의 보호막(120)이 비아홀(130)의 입구를 둘러쌓고 있으므로, 솔더볼(152)이 비아홀(130)을 통하여 절연 기판(45)의 저면으로 움직이는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서 표면 실장 기술을 적용할 때 배선 패턴의 단락에 의한 인쇄회로기판(40)의 불량률을 떨어뜨릴 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리에 의하면, 전자 부품을 인쇄회로기판 상에 표면 실장할 때 솔더 크림으로부터 나오는 솔더볼에 의하여 배선 패턴이 단락되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 인쇄회로기판 어셈블리 및 액정 표시 장치의 오동작을 방지할 수 있다.

Claims (12)

1. 절연 기판;

   상기 절연 기판의 상면에 형성된 제1 접지 패턴;

   상기 절연 기판의 상면에 형성되어 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 접지 패드를 포함하는 다수의 패드;

   상기 제1 접지 패턴과 중첩하도록 상기 절연 기판에 형성된 비아홀로서, 내부에 형성된 도전 물질이 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 비아홀; 및

   상기 비아홀의 입구를 둘러싸도록 상기 절연 기판의 상면에 형성된 보호막을 포함하는 인쇄회로기판.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 절연 기판의 저면에 형성되고 상기 비아홀 내의 상기 도전 물질과 접속하는 제2 접지 패턴을 더 포함하는 인쇄회로기판.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 다수의 패드는 상기 제1 접지 패턴의 외곽에 형성된 인쇄회로기판.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 보호막은 상기 제1 접지 패턴의 일부를 덮는 인쇄회로기판.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 보호막은 솔더 레지스트로 이루어진 인쇄회로기판.
6. 절연 기판; 상기 절연 기판의 상면에 형성된 제1 접지 패턴; 상기 절연 기판의 상면에 형성되어 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 접지 패드를 포함하는 다수의 패드; 상기 제1 접지 패턴과 중첩하도록 상기 절연 기판에 형성된 비아홀로서, 내부에 형성된 도전 물질이 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 비아홀; 및 상기 비아홀의 입구를 둘러싸도록 상기 절연 기판의 상면에 형성된 보호막을 포함하는 인쇄회로기판; 및

   상기 패드와 접속하는 리드 및 상기 제1 접지 패턴과 접속하는 히트 싱크 패턴을 구비하는 반도체 칩을 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 패드와 상기 리드는 솔더 크림에 의해 접속하는 인쇄회로기판 어셈블리.
8. 제6 항에 있어서,

   상기 히트 싱크 패드와 상기 제1 접지 패턴은 솔더 크림에 의해 접속하는 인쇄회로기판 어셈블리.
9. 제6 항에 있어서,

   상기 절연 기판의 저면에 형성되고 상기 비아홀 내의 상기 도전 물질과 접속하는 제2 접지 패턴을 더 포함하는 인쇄회로기판 어셈블리.
10. 제6 항에 있어서,

    상기 다수의 패드는 상기 제1 접지 패턴의 외곽에 형성된 인쇄회로기판 어셈블리.
11. 제6 항에 있어서,

    상기 보호막은 상기 제1 접지 패턴의 일부를 덮는 인쇄회로기판 어셈블리.
12. 제11 항에 있어서,

    상기 보호막은 솔더 레지스트로 이루어진 인쇄회로기판 어셈블리.

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