KR20220045819A - 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 기판 구조체 - Google Patents

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KR20220045819A
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정치현
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황성주
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Abstract

본 개시는 절연층; 및 상기 절연층의 일면에 형성되는 복수의 리세스부를 포함하며, 상기 복수의 리세스부 중 적어도 일부는, 내부에 단자가 배치되는, 인쇄회로기판에 관한 것이다.

Description

인쇄회로기판 및 이를 포함하는 기판 구조체 {PRINTED CIRCUIT BOARD AND SUBSTRATE STRUCTURE INCLUDING THE SAME}
본 개시는 인쇄회로기판, 예를 들면, 커넥터 일체형 인쇄회로기판에 관한 것이다.
최근 전자 기기 및 스마트폰의 두께가 얇아짐에 따라, 전자부품의 경량화, 소형화, 집적화, 박형화가 급속히 진행되고, 또한 신호 전송 시 손실을 최소화 하기 위해 다양한 인쇄회로기판이 개발되고 있다. 이처럼 소형화되는 전자기기에 맞게 완제품 제작 시 전체 두께를 낮출 수 있는 인쇄회로기판의 개발에 대해 연구가 진행되고 있는 추세이다.
본 개시의 여러 목적 중 하나는 인쇄회로기판의 두께를 감소시킴으로써, 완제품의 조립 후 두께를 감소시킬 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 개시의 여러 목적 중 다른 하나는 신호 전달의 손실을 감소시킬 수 있으며, 소형화가 가능한 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 개시의 여러 목적 중 다른 하나는 사용되는 커넥터 개수를 줄여 공정 원가를 절감시키고, 공정을 단소화시킬 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 인쇄회로기판의 일면의 커넥터와 결합하는 영역에 리세스부를 형성하여, 커넥터 결합 시, 전체 두께를 감소시킬 수 있는 인쇄회로기판을 구현하는 것이다.
예를 들면, 본 개시에서 제안하는 일례에 따른 인쇄회로기판은 절연층; 및 상기 절연층의 일면에 형성되는 복수의 리세스부를 포함하며, 상기 복수의 리세스부 중 적어도 일부는, 내부에 단자가 배치되는 것일 수 있다.
예를 들면, 본 개시에서 일례에 따른 기판구조체는 제1 절연층, 상기 제1 절연층의 일면에 형성된 제1 리세스부 및 상기 제1 리세스부에 배치되는 제1 단자를 포함하는 제1 인쇄회로기판; 제2 절연층 및 상기 제2 절연층의 일면에 배치되는 제2 단자를 포함하는 제2 인쇄회로기판; 및 상기 제1 및 제2 인쇄회로기판 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 단자 각각과 연결되는 제1 및 제2 패드를 포함하는 커넥터; 를 포함하는 것일 수도 있다.
본 개시의 효과 중 일 효과로서 인쇄회로기판의 두께를 감소시킴으로써, 완제품의 조립 후 두께를 감소시킬 수 있는 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
본 개시의 효과 중 다른 일 효과로서 신호 전달의 손실을 감소시킬 수 있으며, 소형화가 가능한 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
본 개시의 효과 중 다른 일 효과로서 사용되는 커넥터 개수를 줄여 공정 원가를 절감시키고, 공정을 단소화시킬 수 있는 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도다.
도 3은 인쇄회로기판의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도 4는 도 3의 인쇄회로기판의 상부를 개략적으로 나타낸 평면도다.
도 5는 인쇄회로기판의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도 6은 도 5의 인쇄회로기판의 상부를 개략적으로 나타낸 평면도다.
도 7은, 인쇄회로기판의 일면에 리세스부가 형성된 구조를 개시하는 단면도다.
도 8a 내지 도 8c는 도 7의 리세스부에 단자가 배치된 구조의 다양한 예를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 9는 도 8a의 인쇄회로기판에서, 인쇄회로기판의 내부 구성을 포함하여 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 10은 결합되기 전 기판구조체의 각각의 구성을 개시한 단면도다.
도 11은 결합 이후 기판구조체의 단면도다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다.
도면을 참조하면, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)를 수용한다. 메인보드(1010)에는 칩 관련부품(1020), 네트워크 관련부품(1030), 및 기타부품(1040) 등이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 이들은 후술하는 다른 전자부품과도 결합되어 다양한 신호라인(1090)을 형성한다.
칩 관련부품(1020)으로는 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 형태의 칩 관련 전자부품이 포함될 수 있음은 물론이다. 또한, 이들 전자부품(1020)이 서로 조합될 수 있음은 물론이다. 칩 관련부품(1020)은 상술한 칩이나 전자부품을 포함하는 패키지 형태일 수도 있다.
네트워크 관련부품(1030)으로는, Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다수의 무선 또는 유선 표준들이나 프로토콜들 중의 임의의 것이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크 관련부품(1030)이 칩 관련 전자부품(1020)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다.
기타부품(1040)으로는, 고주파 인덕터, 페라이트 인덕터, 파워 인덕터, 페라이트 비즈, LTCC(low Temperature Co-Firing Ceramics), EMI(Electro Magnetic Interference) filter, MLCC(Multi-Layer Ceramic Condenser) 등이 포함된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다양한 용도를 위하여 사용되는 칩 부품 형태의 수동소자 등이 포함될 수 있다. 또한, 기타부품(1040)이 칩 관련 전자부품(1020) 및/또는 네트워크 관련 전자부품(1030)과 서로 조합될 수도 있음은 물론이다.
전자기기(1000)의 종류에 따라, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 전자부품을 포함할 수 있다. 다른 전자부품의 예를 들면, 카메라 모듈(1050), 안테나 모듈(1060), 디스플레이(1070), 배터리(1080) 등이 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 오디오 코덱, 비디오 코덱, 전력 증폭기, 나침반, 가속도계, 자이로스코프, 스피커, 대량 저장 장치(예컨대, 하드디스크 드라이브), CD(compact disk), DVD(digital versatile disk) 등일 수도 있다. 이 외에도 전자기기(1000)의 종류에 따라 다양한 용도를 위하여 사용되는 기타 전자부품 등이 포함될 수 있음은 물론이다.
전자기기(1000)는, 스마트폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 외에도 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자기기일 수 있음은 물론이다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도다.
도면을 참조하면, 전자기기는, 예를 들면, 스마트폰(1100)일 수 있다. 스마트폰(1100)의 내부에는 모뎀(1101)과, 리지드 인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Board), 플렉서블 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board) 및/또는 리지드-플렉서블 인쇄회로기판(Rigid Flexible Printed Circuit Board)을 통하여 모뎀(1101)과 연결된 다양한 종류의 안테나 모듈(1102, 1103, 1104, 1105, 1106) 이 배치될 수 있다. 필요에 따라서는, 와이파이 모듈(1107)도 배치될 수 있다. 안테나 모듈(1102, 1103, 1104, 1105, 1106)은 5G 이동통신을 위한 다양한 주파수대의 안테나 모듈(1102, 1103, 1104, 1105), 예를 들면, 3.5GHz 대역 주파수를 위한 안테나 모듈(1102), 5GHz 대역 주파수를 위한 안테나 모듈(1103), 28GHz 대역 주파수를 위한 안테나 모듈(1104), 39GHz 대역 주파수를 위한 안테나 모듈(1105) 등을 포함할 수 있으며, 기타 4G용 안테나 모듈(1106)도 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 전자기기는 반드시 스마트폰(1100)에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 다른 전자기기일 수도 있음은 물론이다.
도 3은 인쇄회로기판의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도 3에는, 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판(100A)의 구조가 도시 된다. 인쇄회로기판(100A)은, 절연층(110)을 포함하며, 도 3에는 도시하지는 않았지만 내부에 배치된 복수의 내층 회로층(140), 상기 복수의 내층 회로층의 적어도 일부를 연결하는 비아(160) 및 외층 회로층(150)이 배치되어 있을 수 있다.
상기 절연층(110)은, 신호 전달에 유리하면서 접합성이 우수한 재료를 포함할 수 있다. 상기 절연층으로는, 액정폴리머(LCP: Liquid crystal polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPS(Polyphenylene Sulfide), PPE(Polyphenylene Ether), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), PID(Photo Image-able Dielectric) 및 폴리이미드 등의 수지로 형성될 수 있으며, 통상의 절연재로 인쇄회로기판에 사용되는 것이라면, 제한되지 않고 이용될 수 있다.
절연층(110)의 일면에는, 도 3과 같이 복수의 제1 리세스부(121)가 형성될 수 있다. 도 3에는 6개의 제1 리세스부가 형성된 구조를 도시 하였으나, 이는 후술할 커넥터(200)의 패드에 따라 대응되게 형성되면 되는 것이고, 그 개수 또는 형상에 특별히 한정은 없다 할 것이다.
이하 본 발명의 도면에서는, 인쇄회로기판(100)의 일면에 제1 리세스부(121)가 형성된 구조를 도시하나, 상기 제1 리세스부(121)는 인쇄회로기판(100)의 복수의 면 및/또는 복수의 위치에 형성될 수 있고, 그에 따라 인쇄회로기판(100)은 2 이상의 다른 커넥터 및 다른 인쇄회로기판과 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 제1 리세스부(121)는, 통상의 비아 가공방식과 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들면, CNC드릴 공정, CO2 레이저 드릴링 공정 등을 수행하여, 절연층(110)에 가공될 수 있다.
또한, 상기 제1 리세스부(121) 각각에는, 도금층으로 구성된 제1 단자(130)가 배치될 수 있다. 상기 제1 단자(130)는 금속물질을 포함하며, 금속물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다. 제1 단자(130) 각각은 AP(Additive Process), SAP(Semi AP), MSAP(Modified SAP), TT(Tenting) 등으로 형성될 수 있으며, 그 결과 각각 무전해 도금층인 시드층 및 시드층을 기초로 형성되는 전해 도금층을 포함할 수 있다. 복수의 제1 단자(130)는 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다.
각각의 제1 단자(130)는, 제1 단자 표면의 산화를 방지하기 위하여, 표면처리 공정이 수행될 수 있다. 상기 표면처리 공정으로는, HASL(Hot Air Solder Leveling),무전해 금(Au) 도금, OSP(Organic Solderability Preservative), 무전해 주석 도금, 무전해 은(Ag) 도금, Palladium(Pd) 도금, 전해 금 도금 등의 공정이 수행될 수 있고, 이에 따라, 제1 단자(130)의 표면에 표면처리층이 더 배치될 수 있다.
상기 제1 단자(130)는 제1 리세스부(121) 내 적어도 일부 영역에 배치될 수 있으며, 도 3과 같이 제1 리세스부(121)의 측면에 배치될 수도 있고, 후술할 다른 구조와 같이 제1 리세스부(121)의 하면의 적어도 일부에 배치되거나, 하면으로부터 측면의 적어도 일부까지 연장되어 배치될 수 도 있다. 제1 리세스부(121)의 하면에서 측면으로 연장된 구조의 제1 단자(130)의 경우, 접촉면적이 상대적으로 넓어질 수 있어, 신호 전달에 유리할 수 있다.
상기 제1 리세스부(121)에 제1 단자(130)가 배치됨으로써, 상기 제1 리세스부(121) 내에 제1 리세스부(121)보다 폭 및/또는 깊이가 작은 제2 리세스부(122)가 형성된다. 다시 말해, 제1 단자(130)는 후술할 커넥터(200)와의 접합을 위한 목적을 가지므로, 제1 리세스부(121)를 모두 충진시키며 형성되는 것이 아니고, 제1 리세스부(121)의 표면을 따라 배치되며, 소정의 이격 거리를 가지는 제2 리세스부(122)가 확보될 수 있도록 배치된다. 제2 리세스부(122)는 제1 리세스부(121) 내에 배치되고, 제1 리세스부(121)에 비하여 그 작은 체적을 갖도록 형성된다.
커넥터(200)는 상기 제2 리세스부(122)에 대응되는 접속부를 가질 수 있으며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
도 3의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판(100A)의 제1 리세스부(121)는, 절연층(110)에 각각의 제1 리세스부가 복수 열로 배치되는 구조를 개시하나, 배열이 이와 같이 한정되지는 않으며, 인쇄회로기판(100A)에 연결되는 커넥터의 패드에 대응되도록 다양한 배치관계를 가질 수 있다. 제1 실시예의 경우, 각각의 제1 리세스부가 이격되고, 각 제1 리세스부(121) 마다 제1 단자(130)가 배치되므로, 절연층(110)에 의해 이격딘 공간으로 인하여 추후 제품 불량에 의한 제1 단자(130) 간 단락(Short)문제의 발생 가능성이 낮아질 수 있다.
도 4는 도 3의 인쇄회로기판의 상부를 개략적으로 나타낸 평면도다.
도 4에 개시된 바와 같이, 인쇄회로기판(100A)의 상면도에 의하면, 제1 리세스부(121)의 측면에 배치된 제1 단자(130) 구조에서는, 제1 리세스부(121)의 하면의 일부는 인쇄회로기판의 상부를 향해 노출될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 절연층(110)의 상면에는 다른 회로를 구성하는 패턴이 노출될 수 있으며, 외층에는 접속을 위한 패턴 혹은 제1 단자를 제외한 영역을 덮는 솔더 레지스트층 등의 보호층이 형성될 수 있다.
도 5는 인쇄회로기판의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도 5에 개시된 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판(100B)은, 제1 리세스부(121)가 바(Bar) 형태로 연장되어 형성된 구조를 개시한다. 이를 통해, 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판(100A)에 비하여 공정의 간소화를 꾀할 수 있으며, 제2 실시예의 경우, 하나의 제1 리세스부(121)에 복수 개의 제1 단자(130)가 이격 배치될 수 있다.
제2 실시예에 따른 인쇄회로기판(100B)의 경우, 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판(100A)과 동일한 방법으로 제1 리세스부(121)가 형성될 수 있다. 이 때, 한번의 공정으로 복수의 제1 단자가 배치되는 제1 리세스부(121)가 형성될 수 있으므로, 제1 실시예에 비하여, 공정 시간이 단축되고 생산성이 향상될 수 있다.
본 실시예에서, 제1 단자(130)는 제1 리세스부(121)의 적어도 일부 영역에 배치될 수 있으며, 도 5의 경우 하면에서부터 측면으로 연장되어 배치된 구조를 개시한다.
제1 실시예와 마찬가지로, 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판(100B) 역시 상기 제1 리세스부(121)에 제1 단자(130)가 배치됨으로써, 상기 제1 리세스부(121) 내에 제1 리세스부(121)보다 폭 및/또는 깊이가 좁거나 얕은 제2 리세스부(122)가 형성된다. 다시 말해, 제2 리세스부(122)는 제1 리세스부(121) 내에 배치되고, 제1 리세스부(121)에 비하여 그 체적이 작게 형성된다. 제1 단자(130)는 후술할 커넥터(200)와의 접합을 위한 목적을 가지므로, 제1 리세스부(121)를 모두 충진시키며 배치되는 것은 아니고, 제1 리세스부(121)의 표면을 따라 배치되며, 소정의 이격 거리를 가지는 제2 리세스부(122)가 확보될 수 있도록 배치된다.
도 5에 개시된 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판(100B)은 복수 개의 제1 단자(130)가 이격 배치되는 바, 제1 단자(130)가 이격 배치됨에 따라 제2 리세스부(122) 역시 이격 되어 형성될 수 있다. 다시 말해, 도 5 및 6과 같이, 제1 리세스부(121) 내에 간헐적으로 제2 리세스부(122)가 형성될 수 있으며, 상기 제2 리세스부(122)가 간헐적으로 형성된 간격은, 제1 단자(130)가 이격된 거리와 동일할 수 있다.
상기 제1 단자(130)는 금속물질을 포함할 수 있다. 금속물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다. 상기 제1 단자(130)는 AP, SAP, MSAP, TT 등의 도금 공정으로 형성될 수 있으며, 그 결과 각각 무전해 도금층인 시드층 및 시드층을 기초로 형성되는 전해 도금층을 포함할 수 있다.
도 6은 도 5의 인쇄회로기판의 상부를 개략적으로 나타낸 평면도다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 단자(130)는 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판(100B)의 제1 리세스부(121)의 하면 및 측면에서, 제1 리세스부(121)의 내부를 향해 돌출된 구조를 가질 수 있다. 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 단자(130)는. 제1 리세스부(121) 내에서 필요에 따라 하면 배치, 측면 배치 및 하면에서 측면으로 연장되어 배치된 구조 중 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 제1 리세스부(121) 내에 복수의 제1 단자(130)가 이격 배치될 수 있다. 반면, 필요에 따라서는, 도 5 및 도 6의 제1 리세스부(121) 내의 하면 및 측면 전체에 걸쳐 연장되어 배치될 수도 있다. 제1 리세스부(121)의 하면에서 측면으로 연장배치된 구조의 제1 단자(130)는 접촉면적이 상대적으로 넓어질 수 있어, 신호 전달에 유리할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 인쇄회로기판(100B)은 복수 개의 제1 단자(130)가 이격 배치되는 바, 도 6과 같이, 제1 리세스부(121) 내에 간헐적으로 제2 리세스부(122)가 형성될 수 있으며, 상기 제2 리세스부(122)가 간헐적으로 형성된 간격은, 제1 단자(130)가 이격된 거리와 동일할 수 있다.
도 7은, 인쇄회로기판의 일면에 리세스부가 형성된 구조를 개시하는 단면도다.
도면을 참조하면, 인쇄회로기판(100)의 일면에, 제1 리세스부(121)가 배치될 수 있다. 제1 리세스부(121)는, 후술할 커넥터(200)가 연결되는 일면에 형성될 수 있으며, 제1 리세스부(121) 하면 또는 측면에서 인쇄회로기판(100) 내부의 비아 또는 내층 회로층이 상기 제1 단자(130)가 연결되어, 궁극적으로 제1 단자(130)와 내층 회로층이 전기적으로 연결되는 구조로 형성될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 도 7의 리세스부에 단자가 배치된 구조의 다양한 예를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 8a는, 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'단면을 개략적으로 나타낸다. 이 경우 상기 제1 리세스부(121)의 하면에서부터 측면으로 연장되는 구조로 제1 단자(130)가 배치될 수 있으며, 제1 단자는 통상의 무전해도금 및/또는 전해도금을 통하여 배치될 수 있다. 도 8a에 개시된 바와 같이, 상기 제1 리세스부(121)에 제1 단자(130)가 배치됨으로써, 상기 제1 리세스부(121) 내에 제1 리세스부(121)보다 폭 및/또는 깊이가 작은 제2 리세스부(122)가 형성된다. 다시 말해, 제2 리세스부(122)는 제1 리세스부(121)에 비하여 그 작은 체적을 갖도록 형성된다. 제1 단자(130)는 후술할 커넥터(200)와의 접합을 위한 목적을 가지므로, 제1 리세스부(121)를 모두 충진시키며 형성되는 것이 아니고, 제1 리세스부(121)의 표면을 따라 배치되며, 소정의 이격 거리를 가지는 제2 리세스부(122)가 확보될 수 있도록 배치된다.
도 8b를 참조하면, 상기 제1 리세스부(121)의 하면에 제1 단자(130)가 배치될 수 있고, 도 8c는 상기 제1 리세스부(121)의 측면에 제1 단자(130)가 배치된 구조를 도시하며, 각각의 경우 제1 단자(130)의 형성 방법은 상술한 방법과 동일할 수 있다.
도 8b의 경우, 제1 리세스부(121)의 하면에 제1 단자(130)가 배치되므로, 제1 리세스부(121)와 폭은 같으나 깊이가 더 얕은 제2 리세스부(122)가 형성될 수 있다.
도 8c의 경우, 제1 리세스부(121)의 측면에 제1 단자(130)가 배치되므로, 제1 리세스부(121)와 깊이는 같으나 폭이 더 좁은 제2 리세스부(122)가 형성될 수 있다.
상기 도 8a 내지 도 8c의 구조는, 필요에 따라 커넥터(200)의 제1 패드(210)에 대응되도록 어느 하나가 선택될 수 있으며, 다양한 설계의 커넥터(200)와 전기적으로 접속될 수 있다. 이와 같이, 절연층(110)의 일면 상에 제1 단자가 배치되는 구성에 비하여, 절연층(110) 내부를 향해 형성된 제1 리세스부(121) 내부에 제1 단자(130)가 배치됨으로써, 절연층(110)의 일면이 제2 리세스부(122)로 인한 소켓(Socket) 구조를 갖게 되어 커넥터(200)가 소켓 구성을 구비할 필요가 없어져 커넥터(200)의 부피가 감소될 수 있고, 커넥터(200)의 적어도 일부가 인쇄회로기판(100) 내부로 삽입되는 구조를 갖게 되는 바, 전체적인 제품의 두께를 저감시킬 수 있게 된다.
도 9는 도 8a의 인쇄회로기판에서, 인쇄회로기판의 내부 구성을 포함하여 개략적으로 나타낸 단면도다.
인쇄회로기판(100)은, 내부에 복수의 내층 회로층(140), 외층에 배치되는 외층 회로층(150) 및 상기 내층 회로층(140)과 상기 제1 단자(130) 및 상기 외층 회로층(150)을 전기적으로 연결하는 비아(160)를 포함할 수 있다.
도 10은 결합되기 전 기판구조체의 각각의 구성을 개시한 단면도이며, 도 11은 결합 이후 기판구조체의 단면도다.
도 10에 개시되는 기판 구조체의 각각의 구성은, 제1 인쇄회로기판(100), 커넥터(200), 제2 인쇄회로기판(300) 및 솔더(400)를 개시한다.
이하 설명에서는, 상술한 인쇄회로기판(100)은 제1 인쇄회로기판(100)으로 명명될 수 있고, 이는 커넥터(200)를 통해 연결되는 제2 인쇄회로기판(300)과 구분하여 서술하기 위함이다.
커넥터(200)는, 제1 인쇄회로기판(100)과 제2 인쇄회로기판(300)을 연결하기 위한 구성으로, 커넥터기판(230), 커넥터기판(230)의 일면 및 타면에 각각 배치되는 제1 패드(210) 및 제2 패드(220)를 포함한다. 제1 및 제2 패드(210, 220) 패드는, 커넥터기판(230) 내부의 배선을 통해 전기적으로 연결되고, 각각 제1 인쇄회로기판 및 제2 인쇄회로기판(300)과 접속될 수 있다.
커넥터기판(230)은, 통상의 절연재로 구성된 기판일 수 있다. 따라서, 제1 인쇄회로기판의 제1 절연층(110)과 같이, 액정폴리머(LCP: Liquid crystal polymer), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPS(Polyphenylene Sulfide), PPE(Polyphenylene Ether), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), PID(Photo Image-able Dielectric) 및 폴리이미드 등의 수지로 형성될 수 있으며, 통상의 절연재로 인쇄회로기판에 사용되는 것이라면, 제한되지 않고 이용될 수 있다.
도시되지 않았지만, 커넥터기판(230) 내부는, 제1 및 제2 패드(210, 230)의 전기적 연결을 위한 배선이 형성될 수 있으며, 커넥터(200)는 상술한 구성들에 의해 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판(300)을 전기적으로 연결하는 기능을 수행할 수 있다.
제1 및 제2 패드(210, 220)는 각각 금속물질로 구성될 수 있으며, 금속물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있고, 도전성 금속이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.
각각의 제1 및 제2 패드(210, 220)는, 제1 단자 표면의 산화를 방지하기 위하여, 표면처리 공정이 수행될 수 있다. 상기 표면처리 공정으로는, HASL(Hot Air Solder Leveling), 무전해 금(Au) 도금, OSP(Organic Solderability Preservative), 무전해 주석 도금, 무전해 은(Ag) 도금, Palladium(Pd) 도금, 전해 금 도금 등의 공정이 수행될 수 있고, 이에 따라, 제1 및 제2 패드(210, 220) 각각의 표면에 표면처리층이 더 배치될 수 있다.
커넥터기판(230)은, 일면에 돌출부를 가질 수 있으며, 상기 돌출부에 제1 패드(210)가 배치될 수 있다. 상기 제1 패드(210)가 배치된 돌출부는, 상술한 제1 인쇄회로기판의 제1 단자(130)가 배치된 제2 리세스부(122)의 형상에 대응되도록 형성될 수 있으며, 대응되는 형상을 갖는 제1 패드(210)와 제1 단자(130)가 안정적으로 접속될 수 있다.
한편, 제2 인쇄회로기판(300)은, 그 일면에 제2 단자(310)가 배치될 수 있으며, 이는 제2 인쇄회로기판(300)과 다른 구성을 전기적으로 연결하기 위함이다.
상술한 바와 같이, 제2 리세스부(122)가 형성된 제1 인쇄회로기판에서는, 제1 단자(130)가 커넥터(200)와의 접합을 위한 목적을 가지므로, 제1 리세스부(121)를 모두 충진시키며 형성되는 것이 아니고, 제1 리세스부(121)의 표면을 따라 배치되어 제2 리세스부(122)가 확보될 수 있도록 한다. 다시 말해, 제2 리세스부(122)는 제1 리세스부(121) 내에 배치되고, 제1 리세스부(121)에 비하여 작은 체적을 갖도록 형성된다. 따라서, 이후 커넥터(200)와 제2 리세스부(122)의 안정적인 접합을 위하여, 커넥터(200)의 (제1 패드가 배치된) 돌출부는, 제2 리세스부(122)의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
반면, 상기 제1 패드(210)가 배치된 커넥터기판(230)의 일면의 반대측 면에 해당하는 타면에는 커넥터(200)의 제2 패드(220)가 배치될 수 있고, 이는 상기 제2 인쇄회로기판(300)의 제2 단자(310)과 접속될 수 있다. 따라서, 도 11과 같이 커넥터(200)를 통해 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판(300)이 전기적으로 접속되는 기판구조체(500)가 제조된다.
도 11의 기판구조체(500)에서는, 제1 절연층, 상기 제1 절연층의 일면에 형성된 제1 리세스부 및 상기 제1 리세스부에 배치되는 제1 단자(130)를 포함하는 제1 인쇄회로기판(100)과, 제2 절연층 및 상기 제2 절연층의 일면에 배치되는 제2 단자(310)를 포함하는 제2 인쇄회로기판(300) 및 상기 제1 및 제2 인쇄회로기판(100, 300) 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 단자 각각과 연결되는 제1 및 제2 패드를 포함하는 커넥터(200)의 구성이 도시된다.
제2 인쇄회로기판(300)의 제2 패드(310)와 커넥터(200)의 제2 패드(220)가 접속된 뒤, 전기적 연결 및 고착 강도 향상을 위해, 제2 패드(310)의 측부에 솔더(400)가 배치될 수 있다. 솔더(400)는 도전성 금속물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어 주석(Sn)을 포함하는 금속물질로 구성될 수 있다. 이후, 제2 인쇄회로기판(300)과 접속된 커넥터(200)가 제1 인쇄회로기판과 접속되며, 이 때, 제1 인쇄회로기판의 일면의 제1 단자(130)가 배치된 제2 리세스부(122)에 커넥터의 제1 패드(210)가 삽입됨으로써 양자가 접속될 수 있고, 최종적인 기판구조체(500)가 완성될 수 있다.
본 발명의 도면에서는, 제1 인쇄회로기판(100)의 일면에 제1 리세스부(121)가 형성된 구조를 도시하였으나, 상기 제1 리세스부(121)는 제1 인쇄회로기판(100)의 복수의 면 및/또는 복수의 위치에 형성될 수 있고, 그에 따라 제1 인쇄회로기판(100)은 2 이상의 다른 커넥터 및 다른 인쇄회로기판과 전기적으로 접속될 수 있다.
소켓과 헤드 부분으로 두껍게 제조되는 커넥터와 달리, 본 발명에 따른 커넥터(200)는, 소켓에 해당하는 구성이 제1 인쇄회로기판(100)에 형성되는 바, 더욱 얇은 두께로 형성될 수 있어, 제품의 소형화 박형화에 유리하다.
또한, 제1 인쇄회로기판(100) 상부의 제1 리세스부(121) 및 제1 단자(130)가 소켓 기능을 함에 따라, 외부로 노출되는 커넥터(200)의 신호 전달 경로가 단축되고, 이로 인하여 신호 전달 도중의 신호 손실을 감소시킬 수 있다.
그 외에 다른 내용은 상술한 바와 실질적으로 동일한바, 중복되는 내용에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 개시에서 측부, 측면 등의 표현은 편의상 x 또는 y 방향을 향하는 방향 또는 그 방향에서의 면을 의미하는 것으로 사용하였고, 상측, 상부, 상면 등의 표현은 편의상 z 방향 또는 그 방향에서의 면을 의미하는 것으로 사용하였으며, 하측, 하부, 하면 등은 편의상 z 방향의 반대 방향을 향하는 방향, 또는 그 방향에서의 면을 의미하는 것으로 사용하였다. 더불어, 측부, 상측, 상부, 하측, 또는 하부에 위치한다는 것은 대상 구성요소가 기준이 되는 구성요소와 해당 방향으로 직접 접촉하는 것뿐만 아니라, 해당 방향으로 위치하되 직접 접촉하지는 않는 경우도 포함하는 개념으로 사용하였다. 다만, 이는 설명의 편의상 방향을 정의한 것으로, 특허청구범위의 권리범위가 이러한 방향에 대한 기재에 의하여 특별히 한정되는 것이 아니며, 상/하의 개념 등은 언제든지 바뀔 수 있다.
본 개시에서 연결된다는 의미는 직접 연결된 것뿐만 아니라, 접착제 층 등을 통하여 간접적으로 연결된 것을 포함하는 개념이다. 또한, 전기적으로 연결된다는 의미는 물리적으로 연결된 경우와 연결되지 않은 경우를 모두 포함하는 개념이다. 또한, 제1, 제2 등의 표현은 한 구성요소와 다른 구성요소를 구분 짓기 위해 사용되는 것으로, 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.
본 개시에서 사용된 일례 라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일례들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일례에서 설명된 사항이 다른 일례에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일례에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어는 단지 일례를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
100: 제1 인쇄회로기판 110: 제1 절연층
121: 제1 리세스부 122: 제2 리세스부
130: 제1 단자 140: 내층 회로층
150: 외층 회로층 160: 비아
200: 커넥터 210: 제1 패드
220: 제2 패드 230: 커넥터기판
300: 제2 인쇄회로기판 310: 제2 단자
400: 솔더

Claims (10)

  1. 절연층; 및
    상기 절연층의 일면에 형성되는 복수의 리세스부를 포함하며,
    상기 복수의 리세스부 중 적어도 일부는, 내부에 단자가 배치되는, 인쇄회로기판.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단자는, 상기 복수의 리세스부 중 적어도 일부 각각의 하면의 적어도 일부에 배치되는, 인쇄회로기판.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 단자는, 상기 복수의 리세스부 중 적어도 일부 각각의 내측면으로 연장되어 배치되는, 인쇄회로기판.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 단자는, 상기 복수의 리세스부 중 적어도 일부 각각의 내측면의 적어도 일부에 배치되는, 인쇄회로기판.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 단자는, 상기 복수의 리세스부 중 적어도 일부 각각의 내부에서 이격 배치되는, 인쇄회로기판.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 절연층 내에 배치되는 내층 회로층 및 상기 내층 회로층과 상기 단자를 접속시키는 비아를 더 포함하는, 인쇄회로기판.
  7. 제1 절연층, 상기 제1 절연층의 일면에 형성된 제1 리세스부 및 상기 제1 리세스부에 배치되는 제1 단자를 포함하는 제1 인쇄회로기판;
    제2 절연층 및 상기 제2 절연층의 일면에 배치되는 제2 단자를 포함하는 제2 인쇄회로기판; 및
    상기 제1 및 제2 인쇄회로기판 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 단자 각각과 연결되는 제1 및 제2 패드를 포함하는 커넥터; 를 포함하는, 기판 구조체.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 인쇄회로기판은,
    상기 제1 단자가 상기 제1 리세스부의 하면의 적어도 일부로부터 상기 제1 리세스부의 측면의 적어도 일부로 연장되어 배치되고,
    상기 제1 리세스부 내에 제2 리세스부가 형성된, 기판 구조체.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 단자는 상기 제1 리세스부 내에서 이격 배치되는, 기판 구조체.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 인쇄회로기판은 상기 제1 절연층 내에 배치되는 내층 회로층 및 상기 내층 회로층과 상기 제1 단자를 접속시키는 비아를 더 포함하고,
    상기 제2 패드의 측면의 적어도 일부에 솔더; 가 배치되는, 기판 구조체.

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