KR20080066168A - 다층 인쇄회로기판 - Google Patents

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KR20080066168A
KR20080066168A KR1020070003295A KR20070003295A KR20080066168A KR 20080066168 A KR20080066168 A KR 20080066168A KR 1020070003295 A KR1020070003295 A KR 1020070003295A KR 20070003295 A KR20070003295 A KR 20070003295A KR 20080066168 A KR20080066168 A KR 20080066168A
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Abstract

본 발명은, 인쇄회로기판 및 이를 갖는 전자장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 복수의 기판본체와 레이어가 순차적으로 적층된 다층 인쇄회로기판은, 신호선과 연결되며, 적어도 하나의 상기 기판본체를 관통하는 신호칼럼을 갖는 신호비어홀과; 상기 신호칼럼을 둘러싸는 보조칼럼과, 상기 보조칼럼의 단부에서 연장되어 상기 레이어에 형성된 한 쌍의 보조패드를 갖는 보조비어홀을 포함하며, 상기 보조패드가 형성된 레이어는, 상기 신호비어홀의 신호선이 형성된 레이어와 같은 층에 배치되거나, 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어보다 외측에 배치된 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 리턴 커런트 경로의 불균일을 최소화할 수 있고, 신호전달 능력을 향상시킬 수 있다.

Description

다층 인쇄회로기판{MULTI-LAYER SUBSTRATE}
1a 및 1b는 본 발명의 실시예와 비교를 위한 다층 인쇄회로기판 및 신호 전달 경로를 나타내는 단면도,
2a 및 도 2b는 본 발명의 제1실시예의 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타낸 단면도,
도 3a 내지 도 3f는 도 2a의 다층 인쇄회로기판을 제조하는 과정을 설명하기 위한 단면도,
도 4는 도 2a의 다층 인쇄회로기판의 신호 전달 경로를 설명하기 위한 단면도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1실시예의 다른 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타낸 단면도,
도 6a 내지 도 6e는 도 도 5a의 다층 인쇄회로기판을 제조하는 과정을 설명하기 위한 단면도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1실시예의 또 다른 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타낸 단면도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타낸 단면도,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3실시예에 따른 다층 인쇄회로기판을 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 다층 인쇄회로기판 110 : 기판본체
120 : 레이어 130 : 신호비어홀
131 : 신호칼럼 133 : 신호선
135 : 신호패드 140 : 보조비어홀
141 : 보조칼럼 143 : 통과부
145 : 보조패드 147 : 이격부
149 : 접지선 151 : 중간패드
160 : 보조유전체 170 : 지지대
본 발명은, 다층 인쇄회로기판 및 이를 갖는 전자장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 신호선의 리턴 커런트(Return current) 경로를 개선한 다층 인쇄회로기판 및 이를 갖는 전자장치에 관한 것이다.
기판(Substrate)은 디지털 TV, 컴퓨터 등의 가전제품에서 첨단 통신기기까지 전자장치의 부품으로 광범위하게 사용된다. 기판은 소정의 기판본체위에 신호선을 형성하여 집적회로, 저항기 및 스위치 등의 전자부품 또는 신호선 사이를 결합하여 상호 전기적으로 연결되게 하거나 신호가 전달되도록 한다.
인쇄회로기판의 수에 따라 단면기판, 양면기판, 다층기판 등으로 분류되며 층수가 많을수록 부품의 실장력이 우수하다. 단면기판은 라디오 등의 회로가 복잡하지 않은 제품에 사용되며, 다층 인쇄회로기판은 고성능컴퓨터 등의 다양한 전자장치의 부품으로 사용된다.
다층 인쇄회로기판은 일반적으로 기판본체와 레이어가 순차적으로 적층되며 다른 층의 레이어에 마련된 신호선을 연결하기 위해 비어홀이 기판본체를 관통한다.
이 때, 데이터 송수신, 전원 내지 전원 공급, 소정 주파수를 갖는 신호를 전달하기 위한 신호선이 전달될 때 신호선이 전달되는 반대 방향으로 리턴 커런트(Return current)가 발생하며 이러한 리턴 커런트는 신호전달 경로와 길이, 경로 등이 일치하는 것이 바람직하다.
그런데, 종래기술은 리턴 커런트의 불균일(Discontinuity)로 인해 전달되는 신호의 왜곡(Distortion)을 유발시키고 다층 인쇄회로기판 상에 노이즈를 발생시켜 EMI 등을 증가시킬 우려가 있다. 그리고, 이러한 EMI는 비어홀의 반경방향으로 방사되어 다른 신호에도 영향을 끼쳐 신호 전달 능력을 저하시키는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명의 목적은, 리턴 커런트 경로의 불균일을 최소화할 수 있는 다층 인쇄회로기판 및 이를 갖는 전자장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 신호비어홀에서 EMI 방출을 간단하게 방지하 고, 신호선의 신호 전달 능력을 향상시킬 수 있는 다층 인쇄회로기판 및 이를 갖는 전자장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 신호비어홀을 비교적 안정적으로 지지할 수 있는 다층 인쇄회로기판 및 이를 갖는 전자장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 기판본체와 레이어가 순차적으로 적층된 다층 인쇄회로기판에 있어서, 신호선과 연결되며, 적어도 하나의 상기 기판본체를 관통하는 신호칼럼을 갖는 신호비어홀과; 상기 신호칼럼을 둘러싸는 보조칼럼과, 상기 보조칼럼의 단부에서 연장되어 상기 레이어에 형성된 한 쌍의 보조패드를 갖는 보조비어홀을 포함하며, 상기 보조패드가 형성된 레이어는, 상기 신호비어홀의 신호선이 형성된 레이어와 같은 층에 배치되거나, 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어보다 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판에 의해 달성된다.
적어도 하나의 상기 보조패드가 형성된 레이어가 적어도 하나의 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어가 같은 층인 경우, 적어도 하나의 상기 보조패드와 적어도 하나의 상기 신호선은 상기 레이어의 동일 평면에 형성되며, 상기 신호선과 동일 평면에 형성된 상기 보조비어홀은 상기 신호선과 이격된 이격부를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 상기 보조패드가 형성된 레이어가 적어도 하나의 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어보다 외부에 배치된 경우, 상기 보조칼럼에 는 적어도 하나의 신호선이 통과하는 통과부가 형성될 수 있다.
상기 기판본체는 기판유전체와 같은 특성을 가지며, 상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고, 상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 동일한 재질을 포함할 수 있다.
상기 기판본체는 기판유전체와 같은 특성을 가지며, 상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고, 상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 다른 재질을 포함할 수 있다.
상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼을 연결하는 지지대를 더 포함할 수 있다.
상기 보조패드는 접지될 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은, 복수의 기판본체와 레이어가 순차적으로 적층된 다층 인쇄회로기판에 있어서, 신호선과 연결되며, 적어도 하나의 상기 기판본체를 관통하는 신호칼럼을 갖는 신호비어홀과; 상기 신호칼럼을 둘러싸는 보조칼럼과, 상기 보조칼럼의 단부에서 연장되어 상기 레이어에 형성된 한 쌍의 보조패드를 갖는 보조비어홀과; 상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼을 연결하는 지지대를 포함하며, 상기 보조패드가 형성된 레이어는 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어보다 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판에 의해 달성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 상기 기판본체의 특성에 의한 기판유전체를 형성하며, 상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고, 상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 다른 재질을 포함할 수 있다.
한편, 복수의 기판본체와 레이어가 순차적으로 적층된 다층 인쇄회로기판에 있어서, 신호선과 연결되며, 적어도 하나의 상기 기판본체를 관통하는 신호칼럼을 갖는 신호비어홀과; 상기 신호칼럼을 둘러싸는 보조칼럼과, 상기 보조칼럼의 단부에서 연장되어 상기 레이어에 형성된 한 쌍의 보조패드를 갖는 보조비어홀을 포함하며, 어느 하나의 상기 보조패드가 형성된 레이어는 상기 신호비어홀과 연결된 어느 하나의 상기 신호선이 형성된 레이어보다 외측에 배치되며, 다른 하나의 상기 보조패드가 형성된 레이어는 상기 신호비어홀과 연결된 다른 하나의 상기 신호선이 형성된 레이어보다 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판에 의해 달성될 수 있다.
상기 보조칼럼에는 어느 하나의 상기 신호선이 통과하는 통과부가 형성될 수 있다.
상기 기판본체는 기판유전체의 특성을 가지며, 상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고, 상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 동일한 재질을 포함할 수 있다.
상기 기판본체는 기판유전체의 특성을 가지며, 상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고, 상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 다른 재질을 포함할 수 있다.
상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼을 연결하는 지지대를 더 포함할 수 있다.
상기 보조패드는 접지될 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 다층 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치에 의해 달성된다.
이하에서는 본 발명에 따른 전자장치를 설명한다. 전자장치는 TV, 프로젝터 등을 포함할 수 있다. 이하에서 전자장치에 다층 인쇄회로기판과 같은 부품을 널리 사용하고 있음이 자명하므로, 전자장치에 대한 도면은 별도로 도시하지 않는다. 편의상 전자장치에 사용되는 부품인 다층 인쇄회로기판 중 4층 인쇄회로기판에 대해 이하에서 설명한다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
제1 실시예
도 2a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(100)은, 신호비어홀(130)과 보조비어홀(140)을 포함한다. 다층 인쇄회로기판(100)은 복수의 기판본체(110)와, 레이어(120)가 순차적으로 적층된다. 다층 인쇄회로기판(100)에는 레이어(120)의 표면에 실장되어 다양한 기능을 하는 전자부품(SMD : Surface Mounted Device)이 포함될 수 있다. 다층 인쇄회로기판(100)은 일실시예와 같이 4층뿐만 아니라, 6층, 8층 등과 같은 복수의 여러 층을 포함할 수 있다.
기판본체(110)는 전기가 통하지 않는 재질로 마련되어 레이어(120) 사이에 개재된다. 여기서, 기판본체(110)는 제1기판본체(111), 제2기판본체(113) 및 제3기판본체(115)를 포함한다. 기판본체(110)는 네 개의 레이어(121, 123, 125, 127)와 적층되어 다층 인쇄회로기판(100)을 지지하는 역할도 한다. 기판본체(110)는 전기가 통하지 않는 부도체인 에폭시수지와 같은 재질을 포함하며, 공지된 다양한 재질을 선택적으로 채용할 수 있음은 물론이다. 기판본체(110)에는 신호선(133) 등을 전기적으로 연결하기 위한 신호비어홀(130)이나 신호비어홀(130)을 감싸는 보조비어홀(140)이 포함된다.
신호선(133) 등에 신호가 전달됨에 따라, 신호선(133) 사이에 있는 기판본체(110)에서는 분급 현상이 발생되어 소정의 유전율을 갖는 특성인 기판유전체로 작용할 수 있다.
레이어(120)는 기판본체(110)와 기판본체(110) 사이에 개재되거나 다층 인쇄회로기판(100)의 외관을 형성한다. 레이어(120)에는 신호선(133)이나 접지층이 형성될 수 있다. 레이어(120)는 최하층으로 제1기판본체(111)의 하부에 형성된 제1레이어(121)와, 제1기판본체(111)와 제2기판본체(113) 사이에 마련된 제2레이어(123)와, 제2기판본체(113)와 제3기판본체(115) 사이에 마련된 제3레이어(125)와, 최상층으로 제3기판본체(115)의 상부에 형성된 제4레이어(127)를 포함한다.
레이어(120)는 전기가 통하는 도체인 동박 등을 포함한다. 레이어(120)에는 전기적으로 연결될 수 있는 다양한 종류의 패턴이 형성된다. 즉, 레이어(120)에는 신호선(133) 이외에도 전원을 공급하게 하거나, 신호선(133) 등의 접지를 위하거나, 고주파신호를 전달하는 등의 역할을 하는 다양한 패턴이 형성될 수 있다. 레이어(120)에는 신호패드(135)와 보조패드(145)가 형성된다.
또한, 다층 인쇄기판(100)은 레이어(120)가 기판본체(110)와 적층되어 동박 등에 소정의 패턴을 형성하기 위하여 자외선 등을 비추는 노광공정, 자외선 등의 빛을 받지 않은 부분을 벗겨내는 현상공정, 소정의 패턴이 형성되지 않는 부분을 제거하는 에칭공정, 기판을 세정하는 세정공정 등을 거칠 수 있다.
신호비어홀(130)은 신호선(133)과 연결되며 적어도 하나의 기판본체(110)를 관통한다. 신호비어홀(130)은 다른 레이어(120)의 신호선(133)과 전기적으로 연결된다. 신호비어홀(130)은 신호칼럼(131)과, 신호패드(135)를 포함한다.
신호칼럼(131)은 기판본체(110)를 관통하는 소정 두께를 갖는 원통 형상으로 마련되어 있다. 신호칼럼(131)은 도체로 이루어진 재질을 포함한다. 신호칼럼(131)은 단부에서 연장되어 레이어(120)에 형성된 신호패드(135) 또는 신호선(133)과 전기적으로 연결된다.
신호선(133)은 신호비어홀(130)과 전기적으로 연결되며, 레이어(120)에 마련된다. 신호선(133)은 신호비어홀(130)의 신호칼럼(131) 및 신호패드(135) 중 어느 하나에 전기적으로 결합될 수 있다. 신호선(133)은 전원을 공급하거나, 소정 정보를 전달하거나, 소정 주파수를 갖는 신호를 전달하는 등의 다양한 기능을 수행할 수 있다.
신호패드(135)는 신호칼럼(131)의 단부에서 연장되어 레이어(120)에 마련된다. 신호패드(135)는 전기적으로 통하는 도체를 포함하며, 신호칼럼(131)과 동일한 재질을 포함한다.
보조비어홀(140)은 기판본체(110)를 관통하며, 신호비어홀(130)의 외측에 배치되어 신호비어홀(130)을 둘러싼다. 보조비어홀(140)은 보조칼럼(141)과, 보조패 드(145)를 포함한다. 보조비어홀(140)은 접지될 수 있도록 접지선(149)과 전기적으로 연결된다. 보조비어홀(140)은 이격부(147)를 포함한다. 보조비어홀(140)은 통과부(143)를 더 포함할 수 있다. 보조비어홀(140)은 중간패드(151)를 더 포함할 수 있다.
보조칼럼(141)은 기판본체(110)를 관통하는 소정 두께를 갖는 원통 형상으로 마련되어 있다. 보조칼럼(141)은 도체로 이루어진 재질을 포함한다. 보조칼럼(141)은 단부에서 연장되어 레이어(120)에 형성된 보조패드(145)와 전기적으로 연결된다. 보조칼럼(141)은 신호칼럼(131)과 동일한 축선 상에 형성될 수 있다.
보조칼럼(141)은 보조패드(145)가 형성되지 않은 레이어(120)와 전기적으로 연결되지 않지만, 접지 등과 같은 필요에 따라 보조패드(145)가 형성되지 않은 레이어(120)와 전기적으로 연결될 수 있다.
보조패드(145)는 보조칼럼(141)의 단부에서 연장되어 레이어(120)에 마련된다. 보조패드(145)는 전기적으로 통하는 도체로 이루어진 재질을 포함하며, 보조칼럼(141)과 동일한 재질을 포함한다.
이에, 신호비어홀(130)을 둘러싸는 보조비어홀(140)을 마련하여 리턴 커런트(Return current) 경로를 최소화하여 리턴 커런트 경로의 불균일을 최소화할 수 있다. 또한, 신호비어홀(130)에서 방출되는 EMI, 노이즈 등의 방사를 간편하게 방지할 수 있다. 또한, 신호전달 경로와 리턴 커런트 경로의 차이에 의한 신호의 왜곡, 노이즈 발생 등을 감소시킬 수 있다.
이격부(147)는 보조비어홀(140)에 형성되며, 신호선(133)이 관통할 수 있도 록 신호선(133)과 이격되어 있다. 이격부(147)에서 신호선(133)과 이격된 거리는 신호선(133)의 기능, 주파수의 크기 등에 따라 다양하게 마련될 수 있다.
이에, 신호선(133)의 신호 전달 경로에 대응하여 리턴 커런트 경로가 이격부(147)를 따라 신호선(133)과 가장 가까운 레이어(120)로 형성될 수 있다.
접지선(149)은 보조비어홀(140)과 전기적으로 연결되어 리턴 커런트를 접지시킬 수 있다. 접지선(149)은 실시예뿐만 아니라 이격부(147)의 하단부인 제3레이어(125)에 형성되어 보조칼럼(141)과 전기적으로 연결될 수 있다.
접지선(149)은 신호선(133)의 투영면적 범위에 근접되도록 신호선이 형성된 레이어(120)와 가장 가까운 레이어(120)에 형성될 수 있다. 여기서, 접지선(149)은 필요에 따라 신호선(133)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
보조유전체(160)는 신호비어홀(130)과 보조비어홀(140) 사이에 채워진다. 보조유전체(160)는 기판유전가 갖는 유전율 등을 고려하여 기판유전체와 동일한 재질 또는 다른 재질을 포함할 수 있다. 또한, 보조유전체(160)는 신호선(133)의 특성 임피던스나 자체 임피던스(Self Impedance)의 특성을 고려하여 기판유전체와 다른 다양한 재질을 포함할 수 있다. 그리고, 보조유전체(160)가 채워지는 신호비어홀(130)과 보조비어홀(140) 간격도 신호선(133)의 특성 임피던스 등을 고려하여 선정할 수 있다.
지지대(170)는 신호비어홀(130)과 보조비어홀(140)과 결합되어 보조비어홀(140)에 대해 신호비어홀(130)을 지지한다. 지지대(170)는 막대 형상뿐만 아니라 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 지지대(170)는 부도체로 이루어진 재질을 포함한 다.
지지대(170)의 지지위치와 수량은 보조유전체(160)의 재질, 신호비어홀(130)의 크기, 보조비어홀(140)의 크기 등을 고려하여 다양하게 마련될 수 있다.
이에, 신호비어홀(130)은 지지대(170)에 의해 비교적 안정적으로 지지될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 보조패드(145)가 형성된 레이어(120)는 신호비어홀(130)의 신호선(133)이 형성된 레이어(120)와 같은 층에 배치되거나 신호비어홀(130)과 연결된 신호선(133)이 형성된 레이어(120)보다 외측에 배치된다.
이러한 구성에 의해 이하에서 제1 실시예 중에서 발생될 수 있는 대표적인 실시예에 대해 도면 2a 내지 도 7b를 참조하여 순차적으로 설명한다.
먼저, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 보조패드(145)가 형성된 레이어(120)는 신호비어홀(130)의 신호선(133)이 형성된 레이어(120)와 같은 층에 배치되어 있다. 즉, 보조패드(145)와 신호선(133)은 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에 각각 형성되어 있다. 신호선(133)이 관통될 수 있도록 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)의 신호패드(135)에는 이격부(147)가 형성되어 있다. 그리고, 보조패드(145)에는 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에 형성된 접지선(149)이 연결된다. 지지대(170)는 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에 마련되어 신호비어홀(130)을 보조비어홀(140)에 대해 지지한다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 다층 인쇄회로기판(100)을 제조하는 과정을 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 최하층에 제1레이어(121)를 배치하고 그 위로 제1기판본체(111)와, 제2레이어(123)와, 제2기판본체(113)와, 제3레이어(125)와, 제3기판본체(115)와, 제4레이어(127)를 순차적으로 배치하여 다층 인쇄회로기판(100)을 만든다.
다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 다층 인쇄회로기판(100)을 관통하는 보조스루홀(153)을 형성한다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 보조스루홀(153)에 보조칼럼(141)을 형성하고 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에 보조패드(145)를 형성한다. 이 때, 보조비어홀(140)에 신호선(133)이 관통할 수 있도록 이격부(147)를 형성한다. 이러한 이격부(147)는 보조비어홀(140)을 형성하는 과정에서 보조칼럼(141) 및 보조패드(145)가 기판본체(110)에 형성되지 않도록 보호하여 만들 수 있다. 예를 들면, 테이프 등을 이격부(147)가 형성될 부분에 부착하는 방법과 같은 공지의 다양한 방법을 선택적으로 채용할 수 있다.
이 때, 보조칼럼(141)은 제1레이어(121) 및 제4레이어(127) 이외의 접지 등의 필요에 따라 제2레이어(123) 또는 제3레이어(125)와 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에 보조비어홀(140)의 내부공간을 가로질러 보조패드(145)와 결합된 지지대(170)를 형성한다. 이러한 지지대(170)는 부도체로 소정 강도를 갖는 재질을 포함하는 것이 바람직하다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 보조비어홀(140)의 내부공간에 보조유전체(160) 를 채운다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 보조비어홀(140)의 내부에 채워진 보조유전체(160)를 관통하는 신호스루홀(139)을 형성한다.
다음, 도 3f에 도시된 바와 같이, 신호스루홀(139)에 신호칼럼(131)을 형성하고, 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에 신호패드(135)를 형성하여 신호선(133)을 전기적으로 연결한다. 이 때, 신호패드(135)는 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에서 지지대(170)와 결합되어 지지대(170)에 의해 지지될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 제1 실시예의 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(100)에서 신호가 전달되는 과정을 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 제1 실시예의 실시예와 비교하기 위해 보조비어홀(140)이 없는 도 1a 및 도 1b에 대해 먼저 설명한다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 다층 인쇄기판(20)은 세 개의 기판본체 (41,43,45)와 네 개의 레이어(51,53,55,57)가 순차적으로 적층된 4층 인쇄기판(20)을 포함한다. 여기서, 제1레이어(51)에 형성된 신호선(21b)과 제4레이어(57)에 형성된 신호선(21a)을 전기적으로 연결하기 위해 기판본체(41,43,45)를 관통하는 비어홀(30)이 형성되어 있다. 여기서, 비어홀(30)은 기판본체(41,43,45)를 관통하는 신호칼럼(31)과 신호선(21a,21b) 및 신호칼럼(31) 사이를 전기적으로 형성된 신호패드(33)를 포함한다.
이러한 구성에 의해 종래기술은 데이터, 전원 내지 전류 공급, 소정 주파수를 갖는 신호 등을 전달하기 위한 신호선(21a,21b)에 신호를 전송한다. 이 때, 신호가 신호선 또는 평면을 통해 전달될 때, 가장 인접한 신호선, 평면, 비어홀을 통 해 리턴 커런트(Return current)가 흐른다. 이에, 도 1b를 살펴 보면, 신호 전달 경로(도 1b의 "+" 표시된 부분 참조)가 리턴 커런트 경로(도 1b의 "-"표시된 부분 참조)와 거리가 일정하지 않거나, 길이가 다른 것을 알 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 신호선(133)에서 소정 신호가 전달되면, 신호가 전달되는 경로(예를 들면, 도 4의 "+"표시부분 참조)와 신호의 전달에 의해 발생되는 리턴 커런트 경로(예를 들면, 도 4이 "-"표시부분 참조)의 차이가 거의 발생하지 않는다. 즉, 도 1b와 비교하면, 본 발명에 따른 다층 인쇄회로기판(100)의 신호전달 경로와 리턴 커런트 경로는 거의 일치함을 알 수 있다.
이에, 리턴 커런트 경로의 불균일을 최소화할 수 있다. 또한, 신호비어홀(130)에서 EMI 방출을 간단하게 방지하고, 신호선(133)의 신호 전달 능력을 향상시킬 수 있다. 신호비어홀(130)을 비교적 안정적으로 지지할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예의 다른 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(100)은 도 5a 내지 도 6e에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 보조패드(145)가 형성된 레이어(120)는 어느 하나의 신호선(133)이 형성된 레이어(120)와 동일한 층에 배치되고, 다른 하나의 보조패드(145)가 형성된 레이어(120)는 다른 하나의 신호선(133)이 형성된 레이어(120)보다 외측에 배치된다.
즉, 제1레이어(121)에는 보조패드(145)가 형성되어 있고, 제2레이어(123)에 신호선(133)이 형성된다. 제4레이어(127)에는 보조패드(145)와 신호선(133)이 형성된다. 그리고, 지지대(170)는 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에 형성되어 있다. 이격부(147) 및 통과부(143)가 보조비어홀(140)에 형성되어 있다.
그러나, 도 5a 및 도 5b와 달리 제4레이어(127)에는 보조패드(145)가 형성되어 있고, 제3레이어(125)에 신호선(133)이 형성될 수 있으며, 제1레이어(121)에는 보조패드(145)와 신호선(133)이 형성될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예와 달리 보조패드(145) 중 하나가 형성된 레이어(120)는 신호선(133) 중 하나가 형성된 레이어(120)보다 외측에 배치된다. 이에, 보조칼럼(141)에는 신호선(133)이 통과하는 통과부(143)가 형성되어 있다.
통과부(143)는 보조칼럼(141)의 중간영역에 신호선(133)이 관통하도록 개구된 영역으로 신호선(133)과 이격되어 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 다층 인쇄회로기판(100)을 제조하는 과정을 도 6a 내지 도 6e를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제1레이어(121)와 제1기판본체(111)와, 제2레이어(123)를 관통하고 우선 하단부의 보조칼럼(141)과, 하단부의 보조패드(145)를 형성한다. 이 때, 필요에 따라 보조칼럼(141)의 상단부에서 제2레이어(123)로 연장된 중간패드(151)를 더 포함할 수 있다. 이러한 중간패드(151)는 상단부의 보조칼럼(141)이 하단부의 보조칼럼(141)과 용이하게 전기적으로 연결될 수 있게 할 수 있다. 그리고, 지지대(170)가 보조칼럼(141)의 내부공간을 가로질러 보조패드(145)에 결합된다. 그리고, 보조칼럼(141)의 우측 상부에 통과부(143)가 형성된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 하단부의 보조칼럼(141)에 하단부의 보조유전체(160)를 채운다. 그리고, 보조유전체(160)의 상측에 신호선(133)을 제2레이어(123)와 같은 높이로 형성한다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 제2레이어(123) 상부에 제2기판본체(113)와 제3레이어(125)와 제3기판본체(115)와 제4레이어(127)를 적층한다. 그리고, 제2기판본체(113)와 제3레이어(125)와 제3기판본체(115)와 제4레이어(127)를 관통하는 상부 보조스루홀(153)을 형성한다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 상부 보조칼럼(141)을 형성하고, 지지대(170)를 형성한 후 상부 보조유전체(160)를 상부 보조칼럼(141)의 내부공간에 채운다. 이 때, 통과부(143)와 이격부(147)를 전술한 바와 같이 적절하게 형성한다.
여기서, 중간패드(151)는 제2레이어(123)에 보조칼럼(141)보다 큰 단면적을 갖도록 형성되어 상부의 보조칼럼(141)과 전기적 연결을 용이하게 할 수 있는 역할을 할 수 있다.
도 6e에 도시된 바와 같이, 신호스루홀(139)을 형성하고 신호칼럼(131)과 신호패드(135)를 형성하여 신호비어홀(130)과 신호선(133)을 연결시킨다. 그리고, 신호패드(135)와 지지대(170)를 결합한다. 이에, 다층 인쇄회로기판(100)이 완성된다.
이에, 보다 다양한 다층 인쇄회로기판(100)에 본 발명을 적용할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 다층 인쇄회로기판(100)에서 신호가 전달되는 과정을 전술한 바와 유사하므로 이하에서 설명을 생략한다.
본 발명의 제1 실시예의 또 다른 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(100)은 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 보조패드(145)가 형성된 레이어(120)는 신호선(133)이 형성된 레이어(120)보다 외측에 배치된다.
즉, 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에는 보조패드(145)가 형성되어 있고, 제2레이어(123) 및 제3레이어(125)에는 신호선(133)이 형성된다. 그리고, 지지대(170)는 제1레이어(121) 및 제4레이어(127)에 형성되어 있다. 통과부(143)가 보조비어홀(140)에 형성되어 있다.
이러한 구성을 갖는 다층 인쇄회로기판(100)에 대한 제조과정 및 신호전달 과정은 전술한 실시예와 동일 내지 유사하므로 이하에서 이에 대한 설명을 생략한다.
이에, 다양한 구조의 다층 인쇄회로기판(100)에 적용될 수 있다.
제2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(200)은 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 신호선(233)과 연결되며, 적어도 하나의 기판본체(210)를 관통하는 신호칼럼(231)을 갖는 신호비어홀(230)과; 신호칼럼(231)을 둘러싸는 보조칼럼(241)과, 보조칼럼(241)의 단부에서 연장되어 레이어(220)에 형성된 한 쌍의 보조패드(245)를 갖는 보조비어홀(240)과; 신호칼럼(231)과 보조칼럼(241)을 연결하는 지지대(270)를 포함하며, 보조패드(245)가 형성된 레이어(220)는 신호비어홀(230)과 연결된 신호선(233)이 형성된 레이어(220)보다 내측에 배치된다.
즉, 제2 실시예는 제1 실시예와 달리 보조패드(245)는 제2레이어(223) 및 제3레이어(225)에 형성되어 있으며, 신호선(233)은 제1레이어(221) 및 제4레이어(227)에 형성되어 있다. 지지대(270)는 제2레이어(223) 및 제3레이어(225)에 마련되어 있다. 접지선(249)은 제2레이어(223) 및 제3레이어(225)에 마련된다.
이에, 다양한 구조를 갖는 다층 인쇄회로기판(200)에 본 발명이 적용될 수 있다.
제2 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(200)을 제조하는 과정은 전술한 제1 실시예의 설명으로부터 당업자가 용이하게 추론할 수 있으므로 이하에서 설명을 생략한다.
그리고, 제2 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(200)에서 신호가 전달되는 과정을 전술한 바와 유사하며, 당업자가 제1 실시예로부터 용이하게 추론할 수 있으므로 이하에서 설명을 생략한다.
제2 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(200)에서 설명하지 않은 구성은 제1 실시예의 내용을 본 발명의 기술적 사상을 만족하는 범위에서 모두 포함할 수 있다.
제3 실시예
본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(300)은 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 신호선(333)과 연결되며, 적어도 하나의 기판본체(310)를 관통하는 신호칼럼(331)을 갖는 신호비어홀(330)과; 신호칼럼(331)을 둘러싸는 보조칼럼(341)과, 보조칼럼(341)의 단부에서 연장되어 레이어(320)에 형성된 한 쌍의 보조패드(345)를 갖는 보조비어홀(340)을 포함하며, 어느 하나의 보조패드(345)가 형성된 레이어(320)는 신호비어홀(330)과 연결된 어느 하나의 신호선(333)이 형성된 레이어(320)보다 외측에 배치되며, 다른 하나의 보조패드(345)가 형성된 레이어(320)는 신호비어홀(330)과 연결된 다른 하나의 신호선(333)이 형성된 레이 어(320)보다 내측에 배치된다.
즉, 보조패드(345)는 제2레이어(323) 및 제4레이어(327)에 형성되며, 신호선(333)은 제1레이어(321)와 제3레이어(325)에 형성된다. 지지대(370)는 제2레이어(323)와 제4레이어(327)에 형성된다. 보조칼럼(341)에는 통과부(343)가 형성된다. 접지선(349)은 제2레이어(323)와 제4레이어(327)에 형성된다.
이에, 다양한 구조를 갖는 다층 인쇄회로기판(300)에 본 발명이 적용될 수 있다.
제3 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(300)을 제조하는 과정은 전술한 제1 실시예 내지 제2 실시예로부터 당업자가 용이하게 추론할 수 있으므로 이하에서 설명을 생략한다.
그리고, 제3 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(300)에서 신호가 전달되는 과정은 전술한 제1 실시예 내지 제2 실시예와 유사하며, 당업자가 용이하게 추론할 수 있으므로 이하에서 설명을 생략한다.
제3 실시예에 따른 다층 인쇄회로기판(300)에서 설명하지 않은 구성은 제1 실시예 내지 제2 실시예의 내용을 본 발명의 기술적 사상을 만족하는 범위에서 모두 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 신호전달 경로와 리턴 커런트 경로의 불균일을 최소화할 수 있다.
또한, 신호비어홀에서 방출되는 EMI를 간편하게 방지할 수 있다.
또한, 신호선의 신호 전달 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 신호비어홀을 비교적 안정적으로 지지할 수 있다.

Claims (16)

  1. 복수의 기판본체와 레이어가 순차적으로 적층된 다층 인쇄회로기판에 있어서,
    신호선과 연결되며, 적어도 하나의 상기 기판본체를 관통하는 신호칼럼을 갖는 신호비어홀과;
    상기 신호칼럼을 둘러싸는 보조칼럼과, 상기 보조칼럼의 단부에서 연장되어 상기 레이어에 형성된 한 쌍의 보조패드를 갖는 보조비어홀을 포함하며,
    상기 보조패드가 형성된 레이어는, 상기 신호비어홀의 신호선이 형성된 레이어와 같은 층에 배치되거나, 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어보다 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 보조패드가 형성된 레이어가 적어도 하나의 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어가 같은 층인 경우,
    적어도 하나의 상기 보조패드와 적어도 하나의 상기 신호선은 상기 레이어의 동일 평면에 형성되며, 상기 신호선과 동일 평면에 형성된 상기 보조비어홀은 상기 신호선과 이격된 이격부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 보조패드가 형성된 레이어가 적어도 하나의 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어보다 외부에 배치된 경우,
    상기 보조칼럼에는 적어도 하나의 신호선이 통과하는 통과부가 형성된 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기판본체는 기판유전체와 같은 특성을 가지며,
    상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고,
    상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 동일한 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기판본체는 기판유전체와 같은 특성을 가지며,
    상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고,
    상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 다른 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼을 연결하는 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보조패드는 접지되는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  8. 복수의 기판본체와 레이어가 순차적으로 적층된 다층 인쇄회로기판에 있어서,
    신호선과 연결되며, 적어도 하나의 상기 기판본체를 관통하는 신호칼럼을 갖는 신호비어홀과;
    상기 신호칼럼을 둘러싸는 보조칼럼과, 상기 보조칼럼의 단부에서 연장되어 상기 레이어에 형성된 한 쌍의 보조패드를 갖는 보조비어홀과;
    상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼을 연결하는 지지대를 포함하며,
    상기 보조패드가 형성된 레이어는 상기 신호비어홀과 연결된 신호선이 형성된 레이어보다 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 기판본체의 특성에 의한 기판유전체를 형성하며,
    상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고,
    상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 다른 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  10. 복수의 기판본체와 레이어가 순차적으로 적층된 다층 인쇄회로기판에 있어서,
    신호선과 연결되며, 적어도 하나의 상기 기판본체를 관통하는 신호칼럼을 갖는 신호비어홀과;
    상기 신호칼럼을 둘러싸는 보조칼럼과, 상기 보조칼럼의 단부에서 연장되어 상기 레이어에 형성된 한 쌍의 보조패드를 갖는 보조비어홀을 포함하며,
    어느 하나의 상기 보조패드가 형성된 레이어는 상기 신호비어홀과 연결된 어느 하나의 상기 신호선이 형성된 레이어보다 외측에 배치되며,
    다른 하나의 상기 보조패드가 형성된 레이어는 상기 신호비어홀과 연결된 다른 하나의 상기 신호선이 형성된 레이어보다 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보조칼럼에는 어느 하나의 상기 신호선이 통과하는 통과부가 형성된 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기판본체는 기판유전체의 특성을 가지며,
    상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고,
    상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 동일한 재질을 포함하는 것을 특징으 로 하는 다층 인쇄회로기판.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 기판본체는 기판유전체의 특성을 가지며,
    상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼 사이에는 보조유전체가 마련되고,
    상기 보조유전체는 상기 기판유전체와 다른 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 신호칼럼과 상기 보조칼럼을 연결하는 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 보조패드는 접지되는 것을 특징으로 하는 다층 인쇄회로기판.
  16. 제1항, 제8항 또는 제10항에 따른 다층 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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