KR20090010801A - Printed circuit board having separate ground, and mobile terminal using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인쇄 회로 기판에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인쇄 회로 기판의 기판 그라운드를 메인 그라운드와 분리 그라운드로 나누고, 메인 그라운드와 분리 그라운드를 연결 소자를 통해서 연결하는 인쇄 회로 기판에 관한 것이다. The present invention relates to a printed circuit board, and more particularly, to a printed circuit board that divides the substrate ground of the printed circuit board into a main ground and a separation ground, and connects the main ground and the separation ground through a connecting element.
인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)이란 여러 종류의 많은 부품을 페놀수지 또는 에폭시수지로 된 평판위에 밀집탑재하고, 각 부품간을 연결하는 회로를 수지평판의 표면에 밀집단축하여 고정시킨 회로기판이다. 인쇄 회로 기판은 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 한쪽면에 구리 등의 박판을 부착시키고, 회로의 배선패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜 제거)하여 필요한 회로를 구성하고 부품들을 부착 탑재시키기 위한 구멍을 뚫어 만든다. A printed circuit board (PCB) is a circuit board in which many parts of various types are packed on a flat plate made of phenol resin or epoxy resin and the circuits connecting the parts are densely packed and fixed on the surface of the resin flat plate. to be. Printed circuit board is attached with thin plate such as copper on one side of phenol resin insulation board or epoxy resin insulation board and etched according to the wiring pattern of the circuit (corrosion and removal leaving only the circuit on the line) to construct necessary circuit and attach parts Make a hole for mounting.
또한 자동화기기·캠코더 등 회로 기판이 움직여야 하는 경우와 부품의 삽입 · 구성시 회로 기판의 굴곡을 요하는 경우에 유연성으로 대응할 수 있도록 만든 회로기판을 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)이라고 한 다. 연성 인쇄 회로 기판은 전자제품이 소형화 및 경량화가 되면서 개발된 전자부품으로 작업성이 뛰어나고, 내열성 및 약품성이 강하다. 따라서, 연성 인쇄 회로 기판은 모든 전자제품의 필수부품으로서 카메라, 컴퓨터 및 주변기기, 휴대 단말기, 비디오 & 오디오 기기, 캠코더, 프린터, DVD, TFT LCD, 위성장비, 군사장비, 의료장비 등에서 널리 사용되고 있다.In addition, flexible printed circuit boards (FPCBs), which can be flexibly handled when circuit boards such as automation devices and camcorders require movement, and when circuit boards are required to be inserted and configured, are called flexible printed circuit boards (FPCBs). do. Flexible printed circuit boards are electronic components developed as electronic products become smaller and lighter, and have excellent workability, heat resistance, and chemical resistance. Accordingly, flexible printed circuit boards are widely used in cameras, computers and peripherals, portable terminals, video and audio equipment, camcorders, printers, DVDs, TFT LCDs, satellite equipment, military equipment, and medical equipment as essential parts of all electronic products.
도 1은 종래 기술에 따른 다양한 형태의 인쇄 회로 기판의 그라운드를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the ground of various types of printed circuit board according to the prior art.
인쇄 회로 기판은 복수개의 층을 갖는 구조로 형성될 수 있는데, 그 중 하나의 층은 그라운드로서 역할을 하는 그라운드 층이다. 도 1에 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판의 그라운드는 인쇄 회로 기판의 형태에 따라 다양한 형태가 될 수 있다. The printed circuit board may be formed in a structure having a plurality of layers, one of which is a ground layer serving as ground. As shown in FIG. 1, the ground of the printed circuit board may be in various forms according to the shape of the printed circuit board.
휴대 단말기는, 특히 안테나의 경우에는, 그라운드 길이에 따라 성능이 좌우될 수 있다. 인쇄 회로 기판의 그라운드 길이는 안테나의 급전점(feeding point)에서부터 급전점과 가장 멀리 떨어져 있는 위치 사이의 거리를 말한다. 도 1에 도시된 각 그라운드의 길이를 살펴보면, 도 1의 (a)의 경우에는 a가 되고, 도 1의 (b)의 경우에는 b가 되며, 도 1의 (c)의 경우에는 c가 된다. In the case of an antenna, in particular in the case of a portable terminal, performance may depend on the ground length. The ground length of the printed circuit board is the distance between the feeding point of the antenna and the furthest distance from the feeding point. Looking at the length of each ground shown in Fig. 1, it becomes a in the case of Fig. 1A, b in the case of Fig. 1B, and c in the case of Fig. 1C. .
휴대 단말기, 특히 안테나의 성능을 향상시키기 위해서는 그라운드 길이를 길게 하는 것이 중요하다. 그러나 인쇄 회로 기판의 경우 그 길이가 한정되어 있으므로, 그라운드 길이를 늘리는 것은 매우 어렵다. 이를 해결하고자, 종래에는 인쇄 회로 기판의 그라운드를 EMI(ElectroMagnetic Interference) 테이프 또는 도료 등 을 사용하여 기구적으로 물리적인 그라운드 길이를 변화시키는 방법을 사용하였다. 그러나 이러한 방법은 필요로 하는 휴대용 단말기의 부품의 수가 증가하며, 제작 공정이 추가되어 단가가 상승하는 문제점이 있다. 또한 제조상의 공정 오차로 인해 휴대 단말기의 특성에 편차가 발생하는 문제점이 있다. In order to improve the performance of the portable terminal, especially the antenna, it is important to increase the ground length. However, in the case of a printed circuit board, the length is limited, so it is very difficult to increase the ground length. In order to solve this problem, conventionally, a method of changing the physical ground length mechanically by using an electromagnetic (Electromagnetic Interference) tape or paint is used as the ground of the printed circuit board. However, this method has a problem in that the number of components of the portable terminal is required, and the manufacturing cost is added to increase the unit cost. In addition, there is a problem that a variation occurs in the characteristics of the mobile terminal due to manufacturing process error.
본 발명의 목적은 연결 소자를 사용하여 인쇄 회로 기판의 그라운드의 길이를 조절함으로써, 인쇄 회로 기판의 크기를 변화시키지 않고서도 그라운드 길이를 조절할 수 있도록 하는 것이다. It is an object of the present invention to adjust the ground length of a printed circuit board by using a connection element, so that the ground length can be adjusted without changing the size of the printed circuit board.
또한 이러한 인쇄 회로 기판을 사용하여 휴대 단말기를 제조함으로써, 휴대 단말기의 제조 단가를 낮추고, 공정 오차를 줄이도록 하는 것이다. In addition, by manufacturing a portable terminal using such a printed circuit board, it is possible to lower the manufacturing cost of the portable terminal and to reduce the process error.
위와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인쇄 회로 기판은 기판 그라운드 및 연결 소자를 포함한다. 기판 그라운드는 메인 그라운드와 분리 그라운드를 포함한다. 메인 그라운드와 분리 그라운드는 간극을 두고 위치하며, 연결 소자를 통해 전기적으로 연결된다. 연결 소자는 인덕터(inductor) 또는 커패시터(capacitor)일 수 있다. 메인 그라운드는 분리 그라운드보다 더 클 수 있다. In order to achieve the above objects, the printed circuit board according to the present invention includes a substrate ground and a connection element. Substrate ground includes a main ground and a separate ground. The main and separation grounds are located with gaps and are electrically connected through connecting elements. The connection element may be an inductor or a capacitor. The main ground can be larger than the isolated ground.
본 발명에 따른 인쇄 회로 기판은 분리 그라운드를 복수개로 할 수 있다. 메인 그라운드와 분리 그라운드는 각각 인접한 그라운드와 연결 소자를 통해 연결될 수 있다. The printed circuit board according to the present invention can have a plurality of separation grounds. The main ground and the separated ground may be connected through adjacent ground and connecting elements, respectively.
본 발명에 따른 휴대 단말기는 인쇄 회로 기판과 안테나를 포함한다. 인쇄 회로 기판은 기판 그라운드와 연결 소자를 구비한다. 기판 그라운드는 메인 그라운드 및 메인 그라운드와 간극을 두고 위치하는 분리 그라운드를 구비한다. 메인 그라운드와 분리 그라운드는 연결 소자를 통하여 전기적으로 연결된다. 안테나는 기 판 그라운드와 연결된다. 연결 소자는 인덕터 또는 커패시터일 수 있다.The portable terminal according to the present invention includes a printed circuit board and an antenna. The printed circuit board has a substrate ground and a connecting element. The substrate ground has a main ground and a separation ground positioned at a gap with the main ground. The main ground and the separating ground are electrically connected via connecting elements. The antenna is connected to the board ground. The connection element may be an inductor or a capacitor.
본 발명에 따른 휴대 단말기는 메인 그라운드가 분리 그라운드보다 안테나에 가까운 곳에 위치할 수 있다. 이 경우 안테나는 메인 그라운드와 연결될 수 있다. In the portable terminal according to the present invention, the main ground may be located closer to the antenna than the separate ground. In this case, the antenna may be connected to the main ground.
본 발명은 인쇄 회로 기판의 기판 그라운드를 메인 그라운드와 분리 그라운드로 분리하고, 이를 연결 소자를 사용하여 전기적으로 연결함으로써, 인쇄 회로 기판의 크기를 변화시키지 않고서도 그라운드 길이를 조절할 수 있다. 특히 연결 소자의 인덕턴스나 커패시턴스를 조절하여 그라운드 길이를 조절할 수 있다. According to the present invention, by separating a substrate ground of a printed circuit board into a main ground and a separation ground and electrically connecting the substrate ground, the ground length can be adjusted without changing the size of the printed circuit board. In particular, the ground length can be adjusted by adjusting the inductance or capacitance of the connecting element.
또한 휴대 단말기에 이러한 인쇄 회로 기판을 사용하여, 휴대 단말기의 제조 단가를 낮추고, 공정 오차를 줄일 수 있다. 안테나의 성능 면에서도, 그라운드가 확장되므로 안테나의 성능이 향상된다. In addition, the use of such a printed circuit board in the portable terminal can reduce the manufacturing cost of the portable terminal and reduce the process error. In terms of the performance of the antenna, the ground is extended so that the performance of the antenna is improved.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly communicate without obscure the subject matter of the present invention by omitting unnecessary description.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거 나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. In addition, the size of each component does not fully reflect the actual size. The same or corresponding components in each drawing are given the same reference numerals.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 인쇄 회로 기판의 그라운드를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a ground of various types of printed circuit boards according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로기판의 기판 그라운드는 메인 그라운드(110, 111, 112)와 분리 그라운드(120, 121, 122)를 구비한다. 분리 그라운드(120, 121, 122)는 메인 그라운드(110, 111, 112)와 간극을 두고 옆에 위치한다. 메인 그라운드(110, 111, 112)와 분리 그라운드(120, 121, 122) 사이의 간극은 1 ㎜정도이다. 바람직하게는 메인 그라운드(110, 111, 112)의 크기가 분리 그라운드(120, 121, 122)의 크기보다 더 크게 할 수 있다. As shown in FIG. 2, the substrate ground of the printed circuit board includes
메인 그라운드(110, 111, 112)와 분리 그라운드(120, 121, 122)는 연결 소자(130, 131, 132)를 통하여 서로 전기적으로 연결된다. 연결 소자(130, 131, 132)는 인덕터 또는 커패시터로 할 수 있다. 연결 소자(130, 131, 132)를 인덕터로 할 것인지, 커패시터로 할 것인지는 주파수 특성, 인쇄 회로 기판의 용도 등에 따라 결정한다. 특히, 커패시터의 경우에는 고주파에 적합하다.The
인쇄 회로 기판의 그라운드의 길이를 조절하기 위해서, 인덕터의 인덕턴스(L) 값 또는 커패시터의 커패시턴스(C) 값을 조절한다. 인덕터의 경우 인덕턴스 값이 커지면 그라운드의 길이가 길어지고, 인덕턴스 값이 작아지면 그라운드의 길이가 짧아진다. 커패시터의 경우 커패시턴스 값이 커지면 그라운드의 길이가 짧아 지고, 커패시턴스 값이 작아지면 그라운드의 길이가 길어진다. In order to adjust the length of the ground of the printed circuit board, the value of the inductance (L) of the inductor or the capacitance (C) of the capacitor is adjusted. In the case of an inductor, the larger the inductance value, the longer the ground, and the smaller the inductance value, the shorter the ground length. For capacitors, the larger the capacitance value, the shorter the ground length, and the smaller the capacitance value, the longer the ground length.
이 경우 그라운드의 길이는 연결 소자(130, 131, 132)에 의해 길어질 뿐만 아니라, 그라운드의 구조가 변경되는 것에 의해서도 길어진다. 도 1의 (a)와 도 2의 (a)를 비교하면, 전체 그라운드의 크기는 동일하지만, 그라운드의 길이가 a에서 a1+a2+a3으로 바뀌었다. a2는 상기한 바와 같이 연결 소자에 따라 결정되는 값이다. a보다 a1+a2+a3이 더 큰 값인 것은 자명하다. In this case, the length of the ground is not only lengthened by the
도 2의 (b)와 도 1의 (b)를 비교해 보면, 전체 그라운드의 크기는 동일하지만, 그라운드의 길이가 b에서 b1+b2+b3으로 길어졌음을 알 수 있다. 도 2의 (c)와 도 1의 (c)를 비교하는 경우에도, 그라운드의 길이가 c에서 c1+c2+c3으로 길어졌음을 알 수 있다. Comparing FIG. 2 (b) and FIG. 1 (b), it can be seen that the length of the ground is the same, but the length of the ground is increased from b to b1 + b2 + b3. Even when comparing (c) of FIG. 2 and (c) of FIG. 1, it can be seen that the length of the ground has elongated from c to c1 + c2 + c3.
이와 같이, 기판 그라운드를 메인 그라운드(110, 111, 112)와 분리 그라운드(120, 121, 122)로 나누고, 메인 그라운드와 분리 그라운드를 연결 소자(130, 131, 132)로 연결하는 경우에는 기판 그라운드의 크기를 변화시키지 않고서도 전체 그라운드의 길이를 더 길게 할 수 있다. In this way, the substrate ground is divided into
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 그라운드를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a ground of a printed circuit board according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로 기판의 그라운드는 메인 그라운드(210), 제1 분리 그라운드(220), 제2 분리 그라운드(221)를 구비한다. 각각의 그라운드(210, 220, 221)는 간극을 두고 나란히 위치한다. 메인 그라운드(210)와 제1 분리 그라운드(220)는 제1 연결 소자(230)를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 제1 분리 그라운드(220)와 제2 분리 그라운드(221)는 제2 연결 소자(231)를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 이 경우 전체 그라운드의 길이는 d1+d2+d3+d4+d5가 된다. d2와 d4는 연결 소자에 따라 결정되는 값이다. 이를 도 1의 (b)와 비교해 보면, 그라운드 길이가 b에서 d1+d2+d3+d4+d5로 더 길어졌음을 알 수 있다. As shown in FIG. 3, the ground of the printed circuit board includes a
본 실시예에서는 분리 그라운드가 2개이지만, 인쇄 회로 기판의 성능이나 구조를 고려하여, 분리 그라운드를 3개 이상으로 할 수도 있다. 이 경우 연결 소자는 분리 그라운드의 수에 맞게 사용한다. In the present embodiment, although there are two separation grounds, three or more separation grounds may be used in consideration of the performance and structure of the printed circuit board. In this case, the connecting element should be used according to the number of separating grounds.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 그라운드가 휴대 단말기에 실장된 것을 나타내는 도면이다. 4 is a view showing that the ground of the printed circuit board according to the embodiment of the present invention is mounted on the portable terminal.
도 4에 도시된 바와 같이, 휴대 단말기(400)는 인쇄 회로 기판과 안테나를 포함한다. 인쇄 회로 기판은 메인 그라운드(111)와 분리 그라운드(121)를 포함하는 기판 그라운드를 구비한다. 메인 그라운드(111)와 분리 그라운드(121)는 간극을 두고 위치하며, 연결 소자(131)를 통해 전기적으로 연결된다. As shown in FIG. 4, the
휴대 단말기(400)의 안테나에는 외장형 안테나가 사용될 수도 있으나, 최근에는 휴대 단말기의 디자인을 고려하여 내장형 안테나인 인테나가 주로 사용된다. 인테나는 캐리어(410)에 인테나 패턴(411)이 형성되어 있는 형태이다. 인테나 패턴(411)이 형성된 캐리어(410)가 휴대 단말기(400)의 내부에 실장되어 외부에서는 인테나가 보이지 않는다. 인테나 패턴(411)은 일단이 인쇄 회로 기판의 기판 그라운드에 연결된다. An external antenna may be used for the antenna of the
본 실시예에서는 인테나를 휴대 단말기(400)의 끝단에 실장한다. 이 때, 메 인 그라운드(111)가 분리 그라운드(121)보다 인테나에 가까운 곳에 위치한다. 따라서, 인테나 패턴(411)의 일단이 메인 그라운드(111)에 연결된다. 분리 그라운드(121)를 인테나와 멀리 떨어진 곳에 위치시키는 이유는, 캐리어(410)가 실장되는 곳에는 공간이 부족하여 분리 그라운드(121)와 연결 소자(131)를 위치시키기 어렵기 때문이다. In this embodiment, the antenna is mounted at the end of the
안테나의 경우 주파수 대역과 방사 성능에 따라 요구되는 그라운드의 길이가 달라진다. 본 실시예에서와 같이 메인 그라운드(111)와 분리 그라운드(121)를 연결 소자(131)를 사용하여 전기적으로 연결한 기판 그라운드를 사용하는 경우에는, 연결 소자(131)를 적절히 조정하여 전체 그라운드의 크기를 변화시키지 않고서도 원하는 그라운드의 길이를 만들 수 있다. For antennas, the required ground length depends on the frequency band and radiation performance. As in the present embodiment, when using a substrate ground in which the
본 발명의 실시예에 의한 휴대 단말기는 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), GPS(Global Postioning System) 장치, 네비게이션, 디지털 방송 수신기 등과 같은 휴대용 전자기기 장치를 말한다. A mobile terminal according to an embodiment of the present invention refers to a portable electronic device such as a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a global post system (GPS) device, a navigation device, a digital broadcast receiver, and the like.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, the present specification and drawings have been described with respect to preferred embodiments of the present invention, although specific terms are used, it is only used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and to help the understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.
도 1은 종래 기술에 따른 다양한 형태의 인쇄 회로 기판의 그라운드를 나타내는 도면. 1 illustrates a ground of various types of printed circuit boards according to the prior art;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 인쇄 회로 기판의 그라운드를 나타내는 도면. 2 illustrates a ground of various types of printed circuit boards according to embodiments of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 그라운드를 나타내는 도면. 3 illustrates a ground of a printed circuit board according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 그라운드가 휴대 단말기에 실장된 것을 나타내는 도면. 4 is a view showing that the ground of the printed circuit board according to the embodiment of the present invention is mounted on the portable terminal.
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