KR20090032834A - 인쇄회로기판 - Google Patents

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KR20090032834A
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Abstract

인쇄회로기판이 개시된다. 서로 이격되어 배치되는 제1 기판부 및 제2 기판부; 일측은 제1 기판부에 적층되고 타측은 제2 기판부에 적층되어, 광신호를 전송하는 연성 광배선 기판을 포함하되, 연성 광배선 기판은 광신호가 이동하는 코어(core)와, 코어를 감싸는 클래딩(cladding) 및 클래딩에 매립되어 전기적 신호를 전송하는 회로패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판은 경성(rigid) 기판과 연성(flexible) 광배선 기판을 일체형으로 형성함으로써 별도의 커넥터를 구비할 필요가 없어, 제품의 원가를 절감할 수 있다.
인쇄회로기판, 광배선, 전기배선, 연성

Description

인쇄회로기판{PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것이다.
경연성 인쇄회로기판(Rigid-Flexible PCB)은 휴대전화 등의 모바일 전자제품과 네트워크 장비에서 많이 사용되고 있다. 특히 모바일 전자제품의 경우는 폴더형 또는 슬라이드형 등과 같은 구조로 인하여 동작성이 요구되므로 연성을 갖는 인쇄회로기판의 수요가 높다.
광신호를 이용하는 기판에서는 전기배선을 이용하는 기판에 비해 EMI(electo-magnetic interference), EMC(electro-magnetic competibility)의 영향을 받지 않아 외부잡음에 강하고 접지(ground)선로나 차동배선을 사용할 필요가 없다. 또한 저 손실로 고속신호의 전달이 가능한 장점을 가지고 있다.
연성 광배선 기판을 이용하여 경성(rigid) 기판을 연결하는 구조를 갖는 종래기술에 따른 인쇄회로기판이 도 1에 도시되어 있다.
종래기술에 따른 인쇄회로기판의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 연성 광배 선 기판(3)과 경성 기판(1, 2) 사이의 연결을 위하여 별도의 커넥터(4)가 필요하게 되며, 그 결과 연성 광배선 기판(3) 또는 경성 기판(1, 2)에 커넥터(4)를 부착하는 공정을 수행하여야만 하는 문제가 있다.
본 발명은 경성(rigid) 기판과 연성(flexible) 광배선 기판이 일체형으로 형성되는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 이격되어 배치되는 제1 기판부 및 제2 기판부; 일측은 제1 기판부에 적층되고 타측은 제2 기판부에 적층되어, 광신호를 전송하는 연성 광배선 기판; 및 일측은 제1 기판부에 적층되고 타측은 제2 기판부에 적층되어 전기적 신호를 전송하는 연성 전기배선 기판을 포함하는 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
연성 광배선 기판과 연성 전기배선 기판은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 연성 광배선 기판은 광신호가 이동하는 코어(core)와, 코어를 감싸는 클래딩(cladding)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 클래딩에는 전기적 신호를 전송하는 회로패턴이 매립될 수도 있다.
이 때, 연성 광배선 기판은 제1 기판부의 최외곽에 적층될 수 있고, 회로패 턴의 일부는 클래딩의 표면에 노출될 수 있다.
이러한 연성 광배선 기판에는 광전변환소자가 직접 실장될 수 있으며, 이 때, 클래딩은 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 서로 이격되어 배치되는 제1 기판부 및 제2 기판부; 일측은 제1 기판부에 적층되고 타측은 제2 기판부에 적층되어, 광신호를 전송하는 연성 광배선 기판을 포함하되, 연성 광배선 기판은 광신호가 이동하는 코어(core)와, 코어를 감싸는 클래딩(cladding)및 클래딩에 매립되어 전기적 신호를 전송하는 회로패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
이 때, 연성 광배선 기판은 제1 기판부의 최외곽에 적층될 수 있고, 회로패턴의 일부는 클래딩의 표면에 노출될 수 있다.
이러한 연성 광배선 기판에는 광전변환소자가 직접 실장될 수 있으며, 이 때, 클래딩은 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 경성(rigid) 기판과 연성(flexible) 광배선 기판을 일체형으로 형성함으로써 별도의 커넥터를 구비할 필요가 없어, 제품의 원가를 절감할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략 하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 제1 기판부(10), 홀(12, 22), 제2 기판부(20), 연성 광배선 기판(30), 코어(32), 클래딩(cladding, 34), 반사면(36), 연성 전기배선 기판(40), 절연층(41), 회로패턴(42), 솔더 레지스트(solder resist, 44), 커버레이(cover lay, 46), 패드(48), 광전변환소자(51, 52)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 인쇄회로기판의 양쪽 끝 단에는 경성(rigid)을 갖는 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)가 각각 위치하며, 이러한 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)는 연성 광배선 기판(30)과 연성 전기배선 기판(40)에 의해 서로 연결될 수 있게 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 연성 광배선 기판(30)과 연성 전기배선 기판(40)의 양단부가 각각 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)에 적층되어 일체를 이루는 구조를 갖는 것이다.
휴대폰을 예로 들면, 제1 기판부(10)는 휴대폰의 본체에 구비될 수 있으며, 제2 기판부(20)는 디스플레이에 구비될 수 있다. 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)는 단층의 회로기판일 수도 있으며, 다층의 회로기판일 수도 있다. 이러한 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)는 이하에서 설명되는 연성 광배선 기판(30)과 연성 전기배선 기판(40) 등에 의해 신호를 주고 받을 수 있게 된다.
연성 광배선 기판(30)은 굴곡성이 우수한 연성 재질로 이루어지며, 광신호를 전송할 수 있도록 코어(32)와, 코어(32)를 감싸는 클래딩(34)으로 이루어질 수 있 다.
코어(32)는 폴리머 재질 또는 광섬유 재질로 이루어질 수 있다. 다만 본 실시예에서는 연성 특성이 우수하고 광전변환소자(51, 52)와의 접속구조를 소형으로 구성하는 것에 유리한 폴리머 재질의 코어(32)를 제시하도록 한다. 일 예로, 폴리이미드(polyimide, PI)를 제시할 수 있다. 이러한 코어(32)의 양 단부에는, 광신호를 굴절시킬 수 있도록 반사면(36)이 형성될 수 있다.
클래딩(34)은 코어(32)를 둘러싸며, 효율적인 광신호의 전송이 이루어질 수 있도록 하는 수단이다. 이러한 클래딩(34) 역시 코어(32)와 마찬가지로 연성 특성이 우수한 폴리머 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 효율적인 광신호의 전달을 위해 클래딩(34)의 굴절률은 코어(32)의 굴절률보다 낮게 설계될 수 있다. 이를 위하여, 코어(32)의 재질과 동일한 폴리머에 굴절률을 조절하는 첨가제를 넣는 방법을 이용할 수 있다. 물론, 코어(32)와 클래딩(34)을 별도의 재질로 형성할 수도 있다.
한편, 본 실시예에서는 코어(32)와 클래딩(34)을 구비하는 연성 광배선 기판(30)을 제시하였으나, 이뿐만 아니라 연성 광배선 기판(30)을 구성하기 위하여 광섬유를 이용할 수도 있음은 물론이다.
연성 전기배선 기판(40)은 굴곡성이 우수한 폴리이미드(polyimide)와 같은 연성 재질의 절연체(41)와 이러한 절연체(41)의 일면에 형성되는 소정의 회로패턴(42) 등으로 이루어질 수 있다. 연성 전기배선 기판(40)에 형성된 회로패턴(42)은 솔더 레지스트(solder resist, 44)와 커버레이(46)에 의해 커버되어 보호될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 연성 전기배선 기판(40)에 형성된 회로패턴(42) 가운데 일부는 광전변환소자(51, 52)가 실장되도록 패드(48)로서의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 패드(48)에 의해 광전변환소자(51, 52)와 회로패턴(42)은 서로 전기적으로 연결될 수 있게 된다.
또한, 광전변환소자(51, 52)로부터 코어(32)까지 광신호의 경로를 확보하기 위하여, 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)에는 각각 홀(12, 22)이 형성될 수 있다. 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)가 투명한 재질로 이루어지는 경우에는 이러한 홀(12, 22)이 생략될 수도 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 연성 광배선 기판(30)과 연성 전기배선 기판(40)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20) 등에 의해 연성 광배선 기판(30)과 연성 전기배선 기판(40)이 서로 이격되도록 함으로써, 연성 광배선 기판(30)과 연성 전기배선 기판(40) 사이의 간섭을 줄일 수 있어 보다 높은 굴곡성을 확보할 수 있게 된다.
광전변환소자(51, 52)는 전기신호를 광신호로 변환하거나, 광신호를 전기신호로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 광전변환소자(51, 52)와 연성 광배선 기판(30)을 통하여 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20) 사이의 고속의 신호전달을 구현할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 실시예에 따르면, 경성을 갖는 제1 기판부(10) 및 제2 기판부(20)와, 연성을 나타내는 연성 광배선 기판(30) 및 연성 전기배선 기판(40)이 별도의 커넥터 없이 일체형으로 이루어지는 인쇄회로기판을 제공할 수 있게 된 다. 이러한 인쇄회로기판의 경우, 커넥터와 관련된 제조공정을 생략할 수 있게 되어 제조공정을 간략화 할 수 있게 되고, 전기적 연결의 신뢰성 또한 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 연성 광배선 기판(30)과 연성 전기배선 기판(40)이 서로 이격되도록 함으로써, 보다 높은 굴곡성을 확보할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대해 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 연성 광배선 기판을 나타내는 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 기판부(10), 홀(12, 22), 비아(14), 제2 기판부(20), 연성 광배선 기판(30), 코어(32), 클래딩(cladding, 34), 회로패턴(38, 42), 연성 전기배선 기판(40, 40'), 절연층(41), 솔더 레지스트(solder resist, 44), 커버레이(46)(cover lay, 46), 패드(48), 광전변환소자(51, 52)가 도시되어 있다.
앞서 설명한 제1 실시예와 중복되어 제시되는 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 연성 전기배선 기판(40, 40')이 복수로 형성되고, 연성 광배선 기판(30)의 일측은 제1 기판부(10)의 중간부분에 삽입되어 적층되며, 타측은 제2 기판부(20)의 중간부분에 삽입되어 적층되는 구조를 갖는다.
즉, 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)가 각각 다층 회로기판으로 이루어지는 경우, 연성 광배선 기판(30)이 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)의 중간부분에 삽 입되어 적층되며, 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)의 최상층과 최하층에 연성 전기배선 기판(40, 40')이 각각 적층되는 것이다.
이 때, 제1 기판부(10)의 각 층은 비아(14)를 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 이는 제2 기판부(20)의 경우도 마찬가지이다.
한편, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판의 경우 도 4에 도시된 바와 같이 연성 광배선 기판(30)을 구성하는 클래딩(34)에 전기적 신호를 전송하는 회로패턴(38)이 형성될 수 있다. 즉, 연성 전기배선 기판(40, 40')에 형성된 회로패턴(42)과 별도로, 연성 광배선 기판(30)에도 회로패턴(38)이 형성되도록 하여, 신호의 경로를 보다 다양하게 할 수 있는 것이다. 도 4에는, 클래딩(34)에 코어(32)와 회로패턴(38)이 함께 매립되어 있는 구조가 도시되어 있다.
이와 같이 연성 광배선 기판(30)에 회로패턴(38)이 매립되는 구조가, 본 실시예뿐만 아니라 앞서 설명한 제1 실시예에도 적용될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대해 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 연성 광배선 기판을 나타내는 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 기판부(10), 비아(14), 제2 기판부(20), 연성 광배선 기판(30'), 코어(32), 클래딩(cladding, 34), 패드(35), 솔더 레지스트(37, 44), 회로패턴(38, 42), 커버레이(39, 46), 연성 전기배선 기판(40'), 절연층(41), 광전변환소자(51, 52)가 도시되어 있다.
앞서 설명한 제1 실시예 및 제2 실시예와 중복되어 제시되는 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 연성 광배선 기판(30')에 패드(35)를 포함하는 회로패턴(38)이 매립되고, 연성 광배선 기판(30')이 제1 기판부(10)와 제2 기판부(20)의 최외곽층에 적층되며, 광전변환소자(51, 52)가 연성 광배선 기판(30')에 직접 실장되는 구조를 갖는다.
광전변환소자(51, 52)로부터 코어(32)에 이르는 거리가 길수록 광신호의 경로가 길어지므로, 광신호의 손실과 혼선으로 인한 오차가 발생할 염려가 커진다. 이러한 점을 고려하여, 본 실시예에서는 연성 광배선 기판(30')에 회로패턴(38)과 패드(35)를 형성하고, 광전변환소자(51, 52)가 연성 광배선 기판(30')에 직접 실장되는 구조를 제시하는 것이다. 이 때, 광신호가 광전변환소자(51, 52)와 코어(32) 사이에서 원활히 전송될 수 있도록, 클래딩(34)은 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
광전변환소자(51, 52)의 실장을 위하여, 회로패턴(38)의 일부 예를 들면, 패드(35)의 일면은 클래딩(34)의 표면에 노출될 수 있다. 이렇게 패드(35)의 일부가 표면에 노출됨으로써, 광전변환소자(51, 52)는 패드(35)와 용이하게 연결될 수 있다. 도 6에는, 클래딩(34)에 코어(32)와 회로패턴(38)이 함께 매립되되, 회로패턴(38)의 일면이 클래딩(34)의 표면에 노출되는 구조가 도시되어 있다.
이와 같이 연성 광배선 기판(30')에 회로패턴(38)이 매립되되, 그 일부가 클래딩(34)의 표면에 노출되는 구조가 본 실시예뿐만 아니라 앞서 설명한 제1 실시예 에도 적용될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판에 대하여 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제1 기판부(10), 회로패턴(16, 26, 38), 제2 기판부(20), 연성 광배선 기판(30'), 코어(32), 클래딩(cladding, 34), 패드(35), 솔더 레지스트(37), 커버레이(cover lay, 39), 광전변환소자(51, 52)가 도시되어 있다.
앞서 설명한 실시예들과 중복되어 제시되는 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 인쇄회로기판은 별도의 연성 전기배선 기판을 구비하지 않고, 연성 광배선 기판(30')에 패드(35)를 포함하는 회로패턴(38)이 형성되며, 광전변환소자(51, 52)가 연성 광배선 기판(30')에 직접 실장되는 구조를 갖는다.
광전변환소자(51, 52)가 용이하게 실장될 수 있도록 연성 광배선 기판(30')은 제1 기판부(10) 및 제2 기판부(20)의 최외곽층에 적층될 수 있다.
이러한 구조를 통하여, 전기신호를 전송하기 위한 별도의 전기배선 기판을 구비할 필요가 없게 되므로, 제조비용을 절감할 수 있으며, 인쇄회로기판의 두께를 줄일 수도 있어 소형화, 고밀도화를 구현할 수도 있게 된다.
또한, 제3 실시예를 통하여 설명한 바와 같이, 광전변환소자(51, 52)가 연성 광배선 기판(30')에 직접 실장되도록 함으로써, 광전변환소자(51, 52)로부터 코어(35)에 이르는 거리를 최소화할 수 있게 되어, 광신호의 손실과 혼선으로 인한 오차를 줄일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
도 1은 종래기술에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.
도 4는 도 3의 연성 광배선 기판을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.
도 6은 도 5의 연성 광배선 기판을 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타내는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1 기판부 12: 홀
14: 비아 20: 제2 기판부
22: 홀 30, 30': 연성 광배선 기판
32: 코어 34: 클래딩
35: 패드 36: 반사면
37: 솔더 레지스트 39: 커버레이
40, 40': 연성 전기배선 기판
41: 절연층 42: 회로패턴
44: 솔더 레지스트 46: 커버레이
48: 패드 51, 52: 광전변환소자

Claims (5)

  1. 서로 이격되어 배치되는 제1 기판부 및 제2 기판부;
    일측은 상기 제1 기판부에 적층되고 타측은 상기 제2 기판부에 적층되어 광신호를 전송하는 연성 광배선 기판을 포함하되,
    상기 연성 광배선 기판은,
    상기 광신호가 이동하는 코어(core)와, 상기 코어를 감싸는 클래딩(cladding)및 상기 클래딩에 매립되어 전기적 신호를 전송하는 회로패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연성 광배선 기판은 상기 제1 기판부의 최외곽에 적층되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회로패턴의 일부는 상기 클래딩의 표면에 노출되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연성 광배선 기판에 실장되는 광전변환소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클래딩은 투명한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
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