KR20130083652A - 기판 간 연결부를 가지는 회로 기판, 그 생산 방법 및 이용 방법 - Google Patents

기판 간 연결부를 가지는 회로 기판, 그 생산 방법 및 이용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 간 연결부를 가지는 회로 기판 및 그 생산 방법에 관한 것으로 본 발명의 일 실시 예에 따르는 회로 기판은, 다른 회로 기판의 연결 헤더의 접속부와 전기적으로 연결될 수 있도록 노출된 접속부를 가지는 함몰부(recess) 또는 천공부(hall), 상기 회로 기판 상의 단자 및 상기 단자와 상기 접속부를 연결하는 전도선을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 기판 간 연결을 위한 비용 및 소요 공간을 감소시키는 회로 기판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

기판 간 연결부를 가지는 회로 기판, 그 생산 방법 및 이용 방법{CIRCUIT BOARD HAVING BOARD-TO-BOARD CONNECTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING AND UTILIZING THEREOF}
본 발명은 기판 간 연결부를 가지는 회로 기판, 그 생산 방법 및 이용 방법에 관한 것이다.
회로 기판은 널리 그 위에 회로가 구성된 기판을 일컫는 용어이다. 회로 기판 중 특히 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)은 그 위에 칩이나 기타 다른 전자부품들이 설치되어 있는 얇은 판이다. 이 기판은 강화 섬유유리나 플라스틱으로 만들어지며, 구리로 된 회로를 통해 부품들이 서로 연결된다. 시스템 내에 주요 인쇄 회로 기판을 시스템기판 또는 마더보드라고 부르며, 메인보드의 슬롯에 꽂히는 작은 것들은 기판 또는 카드라고 부른다. 1960년대의 인쇄 회로 기판은 분리된 부품들을 함께 연결하였다. 1990년대의 인쇄 회로 기판은 여러 개의 칩들을 서로 연결하는데, 각 칩들은 수십, 수백 만개의 기본 전자소자를 담고 있다.
인쇄 회로 기판 외에 다른 유사한 회로 기판이 인쇄 회로 기판 대신 이용될 수 있다. 이후에서는 편의상 인쇄회로 기판에 대해서만 설명하지만 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
휴대용 단말을 위한 인쇄 회로 기판들을 서로 연결할 때 기판 간 연결부(Board-to-Board Connector)가 사용된다.
도 1은 종래 방식의 기판 간 연결을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 제1 인쇄 회로 기판(110) 위에 연결 소켓(Connector Socket)(120)이 배치돼 있다. 또한 제2 인쇄 회로 기판(130) 위에 연결 헤더(Connector Header)(140)가 배치돼 있다. 연결 헤더(140)의 겉면에는 접속부(150)가 배치된다. 연결 헤더(140)의 접속부(150)는 전기적 도체로 구성된다. 연결 헤더(140)의 접속부(150)와 연결 소켓(120) 내부의 접속부가 서로 접촉하도록 결합하면 연결 헤더(140) 및 연결 소켓(120)의 접속부가 서로 전기적으로 결합될 수 있다.
도 1의 방식에 따르면, 연결 헤더(140) 및 연결 소켓(120) 한 쌍이 기판 간 연결을 위해 사용된다. 또한 기판 간 연결을 위해 연결 헤더(140) 및 연결 소켓(120)의 높이만큼의 공간이 소요된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 기판 간 연결을 위한 비용 및 소요 공간을 감소시키는 회로 기판 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 회로 기판은, 다른 회로 기판의 연결 헤더의 접속부와 전기적으로 연결될 수 있도록 노출된 접속부를 가지는 함몰부(recess) 또는 천공부(hall), 상기 회로 기판 상의 단자 및 상기 단자와 상기 접속부를 연결하는 전도선을 포함할 수 있다. 상기 접속부는 함몰부 또는 천공부의 내벽에 위치할 수 있다. 접속부는 복수개 존재할 수 있고 상기 회로 기판의 두께 방향으로 연장(extend)될 수 있다. 접속부는 함몰부 또는 천공부의 내벽에 대해 돌출되어 형성될 수 있다. 함몰부 또는 천공부는 연결 헤더가 끼움결합(combined with inserting)될 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 회로 기판 생산 방법은, 회로 기판을 준비하는 단계, 상기 회로 기판의 천공 또는 함몰될 위치의 경계면에 전도선이 지나도록 회로를 구성하는 단계 및 상기 전도선의 접속부가 노출되어 다른 회로 기판의 연결 헤더의 접속부와 전기적으로 연결될 수 있도록 함몰부(recess) 또는 천공부(hall)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 장치는 회로 기판 및 결합 대상 회로 기판을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판은 접속부를 가지는 함몰부(recess) 또는 천공부(hall), 단자, 및 상기 단자와 상기 접속부를 연결하는 전도선을 포함할 수 있다. 상기 결합 대상 회로 기판은 결합 대상 접속부를 가지는 연결 헤더, 결합 대상 단자 및 상기 결합 대상 단자와 상기 결합 대상 접속부를 연결하는 다른 전도선을 포함할 수 있다. 상기 함몰부 또는 천공부 및 상기 연결 헤더는 서로 끼움결합하고, 상기 접속부는 상기 결합 대상 접속부와 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 회로 기판 결합 방법은, 접속부를 가지는 함몰부(recess) 또는 천공부(hall), 단자, 및 상기 단자와 상기 접속부를 연결하는 전도선을 포함하는 회로 기판을 준비하는 단계; 결합 대상 접속부를 가지는 연결 헤더, 결합 대상 단자 및 상기 결합 대상 단자와 상기 결합 대상 접속부를 연결하는 다른 전도선을 포함하는 결합 대상 회로 기판을 준비하는 단계; 및 상기 접속부가 상기 결합 대상 접속부와 전기적으로 연결되도록 상기 함몰부 또는 천공부 및 상기 연결 헤더를 서로 끼움결합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 기판 간 연결을 위한 비용 및 소요 공간을 감소시키는 회로 기판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 방식의 기판 간 연결을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 인쇄 회로 기판(200)의 평면도 및 A-B 간 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 인쇄 회로 기판(200)과 다른 인쇄 회로 기판(130) 사이의 결합을 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 인쇄 회로 기판 생산 과정(400)의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 인쇄 회로 기판 생산 과정의 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 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.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 본 발명의 실시 예들에 의하여 인쇄 회로 기판 및 그 생산 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 인쇄 회로 기판(200)의 평면도 및 A-B 간 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 인쇄 회로 기판(200)과 다른 인쇄 회로 기판(130) 사이의 결합을 나타낸 측면도이다.
도 2를 참조하면, 인쇄 회로 기판(200)은 내부에 함몰부(210)를 가진다.
함몰부(210)는 예를 들어 직육면체 모양이 될 수 있다. 함몰부(210)는 실질적으로 연결 소켓의 역할을 한다. 즉 도 3에 도시된 바와 같이 다른 인쇄 회로 기판(130)의 연결 헤더(140)와 함몰부(210)가 결합될 수 있다. 이를 위해 함몰부(210)의 모양은 연결 헤더(140)가 끼움결합(combined with inserting)될 수 있는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이하 본 명세서에서 끼움결합이라 함은 함몰부(210)의 들어간 모양과 연결 헤더(140)의 모양이 실질적으로 일치하며, 함몰부(210)에 연결 헤더(140)를 삽입했을 때 마찰력, 또는 이와 유사한 힘에 의해 결합 상태가 유지되는 경우의 결합을 말한다. 원활한 끼움 결합을 위해 연결 헤더(140) 및/또는 함몰부(210)는 적당한 탄성을 가지는 것이 바람직하다. 연결 헤더(140) 및/또는 함몰부(210)가 적당한 탄성을 가지는 경우 일단 삽입할 때는 연결 헤더(140) 및/또는 함몰부(210)의 모양을 일부 변형하여 삽입이 가능하고, 삽입이 끝나면 연결 헤더(140)는 팽창하려 하고 함몰부(210)는 수축하려고 하여 마찰력에 의해 잘 빠지지 않고 결합될 수 있다.
함몰부(210)의 내벽(옆면)에는 접속부(220)가 노출된다. 접속부(210)는 인쇄 회로 기판(200) 내부의 전도선을 통해 인쇄 회로 기판(200)의 다른 단자 또는 다른 부품과 전기적으로 연결될 수 있다. 하나의 함몰부(210)의 내벽(옆면)에는 복수의 접속부(220)가 노출될 수 있다. 이 경우 각 접속부(220)는 전기적으로 분리되는 것이 바람직하다.
접속부(220)는 인쇄 회로 기판(200)의 두께 방향으로 연장(extend)될 수 있다. 즉 접속부(220)는 인쇄 회로 기판(200)의 두께 방향으로 길게 연장되는 선의 형태로 형성될 수 있다. 도 3에서 도시된 바와 같이 연결 헤더(140)는 함몰부(210)에 대해 위에서부터 아래로 끼움결합된다. 따라서 결합 상태나 기타 사유로 인해 결합 깊이가 달라질 수 있다. 접속부(220)는 인쇄 회로 기판(200)의 두께 방향으로 연장(extend)되는 경우 결합 깊이가 다소 달라지더라도 연결 상태가 보장될 수 있다. 또한 접속부(220)는 인쇄 회로 기판(200)의 두께 방향으로 연장되므로, 결합 깊이가 다소 달라지더라도 접속부(220)는 연결 헤더(140)의 상응하는 접속부와 결합될 수 있다.
접속부(220)는 함몰부(210)의 내벽에 대해 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 접속부(220)는 함몰부(210)의 내벽에 대해 돌출되면 접속부(220)의 접촉 불량을 방지할 수 있다.
결합 대상 인쇄 회로 기판(130)은 연결 헤더(140)를 가진다. 연결 헤더(140)는 복수의 접속부(150)를 가질 수 있다. 이 경우 각 접속부(150)는 전기적으로 분리되는 것이 바람직하다.
연결 헤더(140)와 함몰부(210)는 서로 끼움결합되도록 그 모양이 대응되어야 한다. 또한 연결 헤더(140)의 표면과 함몰부(210)의 내벽의 상응하는 위치에는 접속부를 가진다. 도 3(b)와 같이 연결 헤더(140)와 함몰부(210)가 서로 끼움결합되면 연결 헤더(140)의 표면의 접속부와 그에 상응하는 위치의 함몰부(210)의 내벽의 접속부(220)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 실시 예에서 인쇄 회로 기판(200)이 함몰부(210)를 가지는 것으로 설명하였다. 하지만 함몰부(210)대신 같은 위치에 천공부(hall)를 가지는 변형 예도 가능하다. 즉, 도 2(b)의 단면도에서 함몰부(210) 아래 부분이 모두 빈 공간, 즉 천공부로 형성될 수 있다. 이 경우에도 연결 헤더(140)와의 결합에는 지장이 없다. 또한 공정 방식에 따라서 기판 두께의 일부분만을 제거하는 것에 비해 전체 두께를 천공시키는 것이 더 용이하고 저렴할 수도 있다.
상술한 도 3의 과정과 같이 인쇄 회로 기판(200) 및 결합 대상 인쇄 회로 기판(130)을 준비하고, 연결 헤더(140)와 함몰부(210)를 서로 끼움결합시키면, 인쇄 회로 기판(200) 및 결합 대상 인쇄 회로 기판(130)이 결합된 구조체를 제조할 수 있다.
인쇄 회로 기판(200)은 함몰부(210) 또는 천공부를 가진다는 점에서 함몰 회로기판이라고 칭할 수 있다. 또한 결합 대상 인쇄 회로 기판(130)은 튀어나온 형태의 연결 헤더(140)를 가진다는 점에서 돌출 회로 기판이라고 칭할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 인쇄 회로 기판 생산 과정(400)의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 인쇄 회로 기판의 생산 과정의 모식도이다.
도 4를 참조하면, 단계 405에서 회로 기판 생산 장치는 인쇄 회로 기판을 준비한다. 단계 410에서 회로 기판 생산 장치는 천공 또는 함몰될 위치의 경계면에 전도선이 지나도록 회로를 구성한다. 도 5에 인쇄 회로 기판(500)이 도시된다. 인쇄회로기판 내부 외부에 전도선(520, 530)이 위치한다. 전도선(520, 530)은 천공 또는 함몰될 위치의 경계선(510)을 지나도록 설계된다. 여기서는 두 개의 전도선(520, 530)만을 설명하지만, 실제로는 더 많은 전도선이 천공 또는 함몰될 위치의 경계선(510)을 지날 수 있다. 천공 또는 함몰될 위치의 경계면은 연결 헤더(140)가 끼움결합될 수 있는 형태로 구성될 수 있다.
단계 420에서 회로 기판 생산 장치는 설정된 경계면을 따라 인쇄 회로 기판(500)을 천공 또는 함몰시킨다. 이로써 함몰부 또는 천공부가 형성된다. 천공 또는 함몰된 위치의 경계면(510)에 전도선(520, 530)이 지나고 있다. 따라서 단계 420 이후에 전도선(520, 530)의 접속부(522, 532)가 천공부 또는 함몰부의 내벽에 노출된다. 한 접속부(522)는 한 전도선(520)을 통해 단자(524)와 연결되며, 다른 접속부(524)는 다른 전도선(530)을 통해 다른 단자(534)와 연결된다.
단계 430에서 회로 기판 생산 장치는 함몰부 또는 천공부의 내벽에 노출된 접속부를 돌출시킨다. 함몰부 또는 천공부의 내벽의 다른 부분에 비해 접속부가 돌출되지 않으면 연결 헤더(140)와 결합됐을 때 접속이 원할하지 않을 수도 있다. 따라서 회로 기판 생산 장치는 함몰부 또는 천공부의 내벽 중 절연체 부분을 깎아내거나 접속부(522, 532)로부터 함몰부 또는 천공부 내부 방향으로 전도체를 부착, 증식시키는 방식으로 함몰부 또는 천공부의 내벽에 노출된 접속부를 돌출시킬 수 있다.
변형 예에 따르면 단계 430은 생략될 수 있다. 예를 들어 단계 420에서 회로 기판 생산 장치는 천공부 또는 함몰부를 형성할 때 접속부가 돌출되도록 천공시키거나 함몰시킬 수 있다. 이 경우 단계 430의 과정은 불필요하다.
또 다른 변형 예에 따르면 함몰부 또는 천공부 내벽의 접속부(522, 532)가 인쇄 회로 기판(500)의 두께 방향으로 연장(extend)되도록 접속부(522, 532)에 인쇄 회로 기판(500)의 두께 방향으로 긴 전극을 부착시킬 수 있다. 다만 단계 410에서 준비되는 인쇄 회로 기판에서 내부 전도선(520, 530)이 적어도 경계선(510) 위치에서 인쇄 회로 기판(500)의 두께 방향으로 길게 형성되도록 준비한 경우 별도 전극의 부착이 불필요하다.
도 2에 대한 설명에서 전도선 (520, 530) 및 단자(524, 534)에 대한 설명이 생략됐으나 도 2의 인쇄 회로 기판(200)도 마찬가지로 전도선 및 단자를 가질 수 있다.
도 2 내지 도 5의 실시 예들에서 예시된 함몰부 또는 천공부의 형태는 예시적인 것에 불과하며, 결합될 연결 헤더의 모양에 따라 함몰부 또는 천공부의 형태가 달라질 수 있다. 또한 도 2 내지 도 5의 실시 예들에서 예시된 함몰부 또는 천공부 내벽의 접속부의 개수나 위치는 결합될 연결 헤더의 접속부 개수 및 위치에 따라 달라질 수 있다. 도 2 및 도 5에서 접속부(210, 522, 532)의 돌출이 다소 과장되어 표현됐으나 실제로는 함몰부 또는 천공부의 크기에 비해서 접속부(210, 522, 532)의 돌출 길이는 더 짧을 수 있다.
상술한 바와 같이 인쇄 회로 기판 내의 함몰부 또는 천공부에 접속부를 노출시키도록 하면, 연결 헤더와 결합하기 위한 연결 소켓을 생략할 수 있어 비용이 절감될 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예들에 따르면 인쇄 회로 기판 간 연결을 위해 연결 소켓/연결 헤더만큼의 높이에 해당하는 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 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 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110, 130, 200, 500: 인쇄 회로 기판
120: 연결 소켓
140: 연결 헤더
150, 220, 522, 532: 접속부
210: 함몰부
520, 530: 전도선
524, 534: 단자

Claims (16)

  1. 회로 기판에 있어서,
    다른 회로 기판의 연결 헤더의 접속부와 전기적으로 연결될 수 있도록 노출된 접속부를 가지는 함몰부(recess) 또는 천공부(hall);
    상기 회로 기판 상의 단자; 및
    상기 단자와 상기 접속부를 연결하는 전도선을 포함하는 회로 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 함몰부 또는 천공부의 내벽에 상기 접속부를 가지는 것을 특징으로 하는 회로 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 접속부는 복수이며 상기 회로 기판의 두께 방향으로 연장(extend)되는 것을 특징으로 하는 회로 기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접속부는 상기 함몰부 또는 천공부의 내벽에 대해 돌출된 것을 특징으로 하는 회로 기판.
  5. 제3항에 있어서, 상기 함몰부 또는 천공부는 상기 연결 헤더가 끼움결합될 수 있는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 기판.
  6. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 천공 또는 함몰될 위치의 경계면에 전도선이 지나도록 회로를 구성하는 단계; 및
    상기 전도선의 접속부가 노출되어 다른 회로 기판의 연결 헤더의 접속부와 전기적으로 연결될 수 있도록 함몰부(recess) 또는 천공부(hall)를 형성하는 단계를 포함하는 회로 기판 생산 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 접속부는 상기 함몰부 또는 천공부의 내벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 생산 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 접속부는 상기 회로 기판의 두께 방향으로 연장(extend)되는 복수의 접속부인 것을 특징으로 하는 회로 기판 생산 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 접속부는 상기 함몰부 또는 천공부의 내벽에 대해 돌출되도록 하는 것을 특징으로 하는 회로 기판 생산 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 함몰부 또는 천공부는 상기 연결 헤더가 끼움결합될 수 있는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 생산 방법.
  11. 접속부를 가지는 함몰부(recess) 또는 천공부(hall), 단자, 및 상기 단자와 상기 접속부를 연결하는 전도선을 포함하는 회로 기판; 및
    결합 대상 접속부를 가지는 연결 헤더, 결합 대상 단자 및 상기 결합 대상 단자와 상기 결합 대상 접속부를 연결하는 다른 전도선을 포함하는 결합 대상 회로 기판을 포함하고,
    상기 함몰부 또는 천공부 및 상기 연결 헤더는 서로 끼움결합하고, 상기 접속부는 상기 결합 대상 접속부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 함몰부 또는 천공부의 내벽에 상기 접속부를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 접속부는 상기 함몰부 또는 천공부의 내벽에 대해 돌출된 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 접속부를 가지는 함몰부(recess) 또는 천공부(hall), 단자, 및 상기 단자와 상기 접속부를 연결하는 전도선을 포함하는 회로 기판을 준비하는 단계;
    결합 대상 접속부를 가지는 연결 헤더, 결합 대상 단자 및 상기 결합 대상 단자와 상기 결합 대상 접속부를 연결하는 다른 전도선을 포함하는 결합 대상 회로 기판을 준비하는 단계; 및
    상기 접속부가 상기 결합 대상 접속부와 전기적으로 연결되도록 상기 함몰부 또는 천공부 및 상기 연결 헤더를 서로 끼움결합하는 단계를 포함하는 회로 기판 간 결합 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 접속부는 상기 함몰부 또는 천공부의 내벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 생산 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 접속부는 상기 함몰부 또는 천공부의 내벽에 대해 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 생산 방법.
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