KR20180117010A - Multi layer Printed Circuit Board (이하 PCB라 칭한다.)내 일부 회로를 일정 전압 전류 이상의 고압 또는 고전류가 흐르도록 회로를 구성하고자, 필요한 회로를 절연 wire로 대체함에 있어 절연 wire를 접합하는 방법 및 그러한 방식으로 제조된 PCB - Google Patents

Abstract

본 발명은 PCB내 일부 높은 절연력을 요구하는 회로 부분을 별도 절연 wire로 대체하여 제작 할 때 사용되는 절연 wire 접합 방식을 적용한 PCB의 제조 방식이다.
본 발명은 PCB 설계 및 제조시 높은 절연력 또는 높은 신뢰성을 요구하는 회로를 별도 구별하여 내부의 Base 기판 작업시 SMT 또는 welding 방식을 이용하여 절연 wire를 부착한다.
이렇게 형성된 절연 wire 가 접합된 내층 회로 형성 기판과 일반 회로가 형성된 내층 작업분을 기존 MLB PCB의 제조 방법인 hot press 방식을 통해 적층 공정을 진행함으로 PCB 내부에 고압 또는 고전류의 전기가 흘러도 short나 cross talk noise등 기존 PCB에서 발생된 불안 요소를 제거한 안전한 전자 부품의 사용을 가능하게 한다.

Description

Multi layer Printed Circuit Board (이하 PCB라 칭한다.)내 일부 회로를 일정 전압 전류 이상의 고압 또는 고전류가 흐르도록 회로를 구성하고자, 필요한 회로를 절연 wire로 대체함에 있어 절연 wire를 접합하는 방법 및 그러한 방식으로 제조된 PCB {Methods and products for connecting the insulation wires inside the PCB there of}

본 발명은 자동차용 전장 부품 등 대용량의 고압 또는 고전류의 전기가 사용되는 PCB 상에서 회로간의 절연력 부족으로 발생되는 short나 cross talk noise등 제품의 기능 문제를 야기하는 전기적 error를 방지하고자 PCB 제조시 상기 특성을 요하는 회로의 절연력을 강화하고자 PCB 상의 회로가 아닌 절연 wire를 사용한다.즉 회로 상호간의 전기적 간섭이 제품의 기능에 영향을 주는 것을 방지하고 제품의 안전성을 높이기 상기 특성을 요구하는 회로를 별도 구분하여 절연 wire로 구성한다.

이때 PCB 상에 절연 wire를 삽입 할 때 표면 실장 기술(이하 SMT라 칭한다) 방식을 적용하여 PCB 내부에 절연 wire을 삽입하는 PCB의 제조방법 및 그에 의해 제조된 PCB에 관한 것이다.

전기 자동차등 대용량 전기를 사용하는 제품이 많아지면서 그곳에 사용되는 PCB도 고압 및 고 전류의 흐름에 안전성이 확보되는 PCB를 필요로 하고 있다. 하지만 고압, 고전류의 전기가 흐를 수 있는 PCB를 제조하기 위해서는 그 전기적 특성에 회로가 소손되지 않게 두껍고 넓은 회로가 필요하다. 또 회로 간의 간격도 충분히 확보되어야만 회로간의 간섭을 방지 할 수 있다.

그러기 위해 지금은 4oz 이상의 heavy copper CCL를 사용해 두껍고 넓은 PCB를 만들고 있다. 하지만 이러한 heavy copper PCB는 일부 고압 고전류가 흐르는 회로를 위해 저압 저 전류가 흐르는 일반 회로에도 heavy copper를 사용함으로 PCB 원부자재 비용이 증가하고, 넓고 두꺼운 회로로 인해 PCB 내 회로를 구성할 공간이 작아져 PCB의 층 구성을 증가해야만 한다.

이렇듯 heavy copper CCL로 제조되는 PCB는 제조 비용의 증가 외에도 heavy copper 로 인한 층간 절연력 미흡으로 고압 또는 고전류가 사용시 short 및 간섭등 사용자의 안전을 크게 위협 할 수 있다.

본 발명은 상술한 종래의 PCB의 단점 및 사용시 발생될 수 있는 단점들을 극복하기 위해 고압 고전류 전기가 흐르는 회로 또는 특별한 기능을 요구하는 회로를 일반적인 기능을 요구하는 회로를 분리하여 진행한다. 즉 저압 저 전류의 일반 회로만을 분리하여 기존 PCB 제조 방식으로 형성하고, 일부 특별한 기능을 요구하는 회로는 기존 PCB 제조로 형성하지 않고 절연력이 확보된 wire를 PCB 내부에 별도 접합함으로 PCB 내부에서 절연력이 확보된 회로를 구성 할 수 있다.

즉 고압 또는 고전류에 쓰이는 안전한 PCB를 생산하기 위해 절연 wire를 PCB내 삽입하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

a) Gerber data에서 고압, 고 전류 또는 고 신뢰성이 필요한 회로를 구별하여 CAM 작업시 상기 특별한 기능을 요구하는 회로는 연결하지 않고 끝단에 접합 가능한 PAD만 형성하여 art work film을 생산하는 단계;

b) 상기 제작된 art work film을 이용 내층 회로 형성하는 단계;

c) 상기 b)단계 결과물의 접합 가능한 PAD 끝에 solder paste 도포하는 단계;

d) 상기 c) 단계 결과물에 크기에 맞게 절단된 절연 wire SMT 방식으로 연결하는 단계;

e) 상기 d) 단계 결과물과 일반 회로가 형성된 내층을 prepreg등 bonding sheet를 이용 적층하는 단계;

로 행하여 PCB를 제조하는 방법을 제공한다.

상술한 본 발명의 구성에 있어서, 절연 wire 부착 방법은 대량 생산이 가능하도록 SMT를 이용하거나 PAD 좌표를 이용한 자동 welding 방식으로 진행함이 바람직하다.

발전기등 대형 산업 시설 및 자동차등에 전기적 기능이 증가하면서 고압 또는 고전류가 사용되는 전자 부품도 증가했다. 하지만 우리가 현재 사용하는 PCB는 회로에 흐를 수 있는 전류량의 한계를 극복하기 heavy copper CCL를 사용하고 PCB의 크기 및 층 구성을 높게 가져가야 했다. 그로 인해 PCB 제조에도 제약이 많았고 제조 원가가 증가했다.

하지만 가장 큰 문제는 이렇게 고비용으로 만든 PCB도 고압 또는 고전류에서는 short에 의한 화재나 간섭에 의한 error가 발생 될 수 있다는 것이다. 더군다나 대형 산업 시설 및 자동차의 경우 사람의 생명과 밀접하여 부품 이상시 큰 사고가 발생 될 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 절연 피복이 있는 (70a) 절연 wire를 PCB 내부에 사용함으로 고압 또는 고전류의 전기가 흐르는 고 신뢰성이 요구되는 회로는 기존 PCB의 절연층 즉 Prepreg에 의한 절연력과 본 발명에 사용되는 절연 wire의 외부 절연 피복에 의해 2중으로 회로다 절연됨으로 문제점인 회로간의 간섭을 방지하여 제품의 전기적 안전이 강화되고, 기존 Heavy copper CCL의 사용 부분을 절연 wire로 대체함으로 PCB의 제조 비용을 절감할 수 있다.

그러므로 본 발명 방식으로 고 신뢰성을 요구하는 PCB 생산시 기존 heavy copper CCL를 사용하는 방식에 비해 전반적인 제조 비용을 절감할 수 있고, 대용량화 및 집적화 된 PCB 상에서도 보다 높은 안전성을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 도 3에 도시된 공정을 개략적으로 설명한 공정 순서 블록도,
도 2 는 종래의 일반 MLB PCB 제작 순서를 예시한 단면도 및 층 구성도, 가)Art work film 형성 후 내층 회로 형성을 위한 노광 나) 노광 후 회로 형성 다) 내층 회로 hot press 이용 적층 라) PCB 완료
도 3 는 본 발명의 PCB 제조 방법으로 제작 순서를 예시한 단면도 및 층 구성도, 가)Art work film 형성 후 내층 회로 형성을 위한 노광 나) 노광 후 회로 형성 다) 절연 wire 재단 및 접합을 위한 solder paste 도포 라) SMT 또는 welding 진행 마) 절연 wire 접합된 내층 회로 hot press 이용 적층 바) PCB 완료
도 4는 본 발명에 사용되는 절연 wire 구조 설명도,
도 5 는 일반 MLB PCB 층 구성을 보여주는 단면도,
도 6 는 본 발명에 의한 PCB 제조 방법으로 제작된 PCB의 층 구성을 보여주는 단면도,

이하, 본 발명에 대하여 실시 예로 도시된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 buried wire PCB는 도 6에 도시된 바와 같이

본 발명은, 고압 또는 고전류가 흐르는 회로를 기존 PCB의 동박이 아닌 별도 절연 wire를 접합하여 연결하는 구조이다.

도 3에서 보인 바와 같이 단계별 순서로, 본 발명의 PCB를 제조하기 위한 공정 방법은,

a) 먼저 (가)와 같이 PCB의 Gerber Data에서 고압 또는 고전류 회로를 분리 art work film에 접합이 가능하도록 PAD 형성 data 작성(10b) 단계;

b) (나)와 같이 Dry film이 부착된 CCL에 접합이 가한 PAD (10b)가 포함된 art work film으로 내층 회로 형성 단계;

c) (다)와 같이 내층 회로가 형성된 내층 CCL에 고압 또는 고전류가 흘러 절연 wire를 접합 할 부분에 solder paste 도포 (50a)하는 단계;

d) SMT 작업이 가능하도록 절연 wire size에 맞게 재단 (40a) 하는 단계;

e) (라)와 같이 재단된 절연 wire를 SMT 방식 또는 welding 방식으로 내층 CCL에 접합 (50b) 하는 단계;

f) 절연 wire가 접합된 내층 CCL과 일반 회로가 형성된 내층 CCL을 prepreg등 bonding sheet를 이용 적층 구성도에 맞게 Hot press 진행하는 단계;

상기 공정 수순으로 진행하여 3의 (마)와 같이 적층이 완료되면 그 후속 공정은 기존 MLB PCB와 동일한 제조 순서로 PCB를 제작한다.

10- Gerber data 상 고압 고전류 회로 20- 고압 고전류 연결 hole
30a- 고압 고전류 연결 회로 30b- 고압 고전류 연결용 절연 wire
40- 일반 회로 50a - 절연 wire 연결을 위한 solder paste
50b- wire 연결을 위한 soldering 부위 60a- 도전체 70a- 절연체

Claims (4)

1. a) Gerber data에서 고압 또는 고전류의 전기가 흐르는 회로 또는 고 신뢰성을 요구하는 회로를 구별하여 hole과 hole 사이를 분리 할 수 있게 10b와 같이 CAM 작업하여 분리되어 있는 hole과 hole끝단에 PAD만 형성 할 수 있는 art work film을 생성하는 단계;
   b) 상기 a)단계 결과물의 art work film으로 dry film을 이용하여 dry film이 부착된 CCL에 회로를 형성하고 절연 wire를 접합하고자 하는 부분에 50a,50b와 같이 solder paste 도포하는 단계;
   c) 상기 b) 단계 결과물에 40a와 같이 크기에 맞게 재단된 절연 wire을SMT 방식으로 연결하는 단계;
   d) 상기 c) 단계 결과물과 일반 회로가 형성된 내층을 prepreg등 bonding sheet를 이용하여 적층하는 단계;
   로 행하는 것을 특징으로 하는 Buried wire PCB 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, PCB내 일부 회로를 절연 wire로 연결시 접합 가능한 부분을 Dry film이 부착된 CCL에 Hole 연결부분에 SMT PAD가 형성된art work film을 이용하여 노광 에칭 방법으로 PAD를 형성하는 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서, 고압 또는 고전류의 전기가 흐르는 회로 또는 고 신뢰성을 요구하는 회로를 절연 wire로 대체시 절연 wire의 삽입 방식을 SMT 방법을 적용하는 PCB 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서, 고압 또는 고전류의 전기가 흐르는 회로 또는 고 신뢰성을 요구하는 회로를 절연 wire로 대체시 절연 wire 접합 방식을 welding 방식을 이용한 PCB 제조 방법.

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