WO2014126287A1 - 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조 - Google Patents

분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조 Download PDF

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WO2014126287A1
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WO
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fpcb
printed circuit
circuit board
connection terminal
solder
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PCT/KR2013/001439
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김영호
성기희
박상문
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(주)드림텍
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    • H05K2201/0979—Redundant conductors or connections, i.e. more than one current path between two points

Definitions

  • the present invention relates to a soldering bonding structure of a separate printed circuit board, and more specifically, to a hard printed circuit board (FPCB) and a flexible printed circuit board (FPCB) or each connection terminal of FPCB and FPCB, which are separated from each other, by soldering.
  • FPCB hard printed circuit board
  • FPCB flexible printed circuit board
  • components of various functions are mounted on a substrate in a SMD (Surface Mounted Device) method to realize various functions while the size is continuously reduced.
  • SMD Surface Mounted Device
  • a main board of a mobile phone corresponding to a hard area and a board for a universal serial bus (USB) connector corresponding to a flexible area are manufactured as an integrated type by using a connection connector such as a socket.
  • a connection connector such as a socket.
  • the distance between the USB connector and the connector of the main board of the mobile phone is long, and the manufacturing time is relatively increased as well as the hard area and the flexible area are composed of one printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • An object of the present invention is to solve a problem in an integrated structure in which a hard printed circuit board (PCB) and a flexible printed circuit board (FPCB) are connected to each other by a connector. (Flexible printed circuit board) or by connecting each connection terminal of the FPCB and FPCB in a soldering method, to provide a soldering bonding structure of a separate printed circuit board that can simplify the bonding structure between the PCB.
  • PCB hard printed circuit board
  • FPCB flexible printed circuit board
  • Soldering bonding structure of a separate type printed circuit board according to the first embodiment of the present invention for achieving the above object is to bond a hard printed circuit board (PCB), a flexible printed circuit board (FPCB) separated from the hard PCB 1.
  • a soldering bonding structure of a detachable printed circuit board comprising: a hard PCB body having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a first connection disposed at one end of the first surface of the hard PCB body A hard PCB having a terminal and a first solder discharge hole penetrating through the first connection terminal;
  • An FPCB body having a third surface facing the first surface and a fourth surface opposite to the third surface, and disposed at one end of the third surface of the FPCB body so as to overlap with the first connection terminal;
  • An FPCB having a second connection terminal disposed thereon and a second solder discharge hole passing through the second connection terminal; And a solder interposed between the first connection terminal of the hard PCB and the second
  • Soldering bonding structure of a separate type printed circuit board according to a second embodiment of the present invention for achieving the above object is a main flexible printed circuit board (FPCB), and a sub flexible printed circuit board (FPCB) separated from the main FPCB
  • a main FPCB body having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and disposed at one end of the first surface of the main PCB body.
  • a main FPCB having a first connection terminal and a first solder discharge hole penetrating through the first connection terminal;
  • a sub-FPCB body having a third surface facing the first surface and a fourth surface opposite to the third surface, and disposed at one end of the third surface of the sub-FPCB body, and mutually with the first connection terminal;
  • a sub FPCB having a second connection terminal disposed to overlap and a second solder discharge hole penetrating through the second connection terminal;
  • a solder interposed between the first connection terminal of the main FPCB and the second connection terminal of the sub FPCB to electrically connect the first connection terminal of the main FPCB and the second connection terminal of the sub FPCB. It is characterized by.
  • the soldering joint structure of the detachable printed circuit board selects the first connection terminal of the hard PCB and the second connection terminal of the FPCB by soldering the hard PCB and the FPCB separated from each other without using a connection connector such as a socket.
  • soldering bonding structure of the separate type printed circuit board according to the present invention together with the first and second connection terminals, the first through the hard PCB body and the FPCB body disposed at positions corresponding to the first and second connection terminals; And a second solder discharge hole, respectively, during the soldering process, the solder interposed between the first and second connection terminals is smoothly discharged through the interior of the first and second solder discharge holes, thereby preventing connection failure. There is an advantage that can be prevented.
  • FIG. 1 is a view for explaining a soldering bonded structure of a separate printed circuit board according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of portion A of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view showing a modification of the terminal portion of the hard PCB.
  • FIG. 5 is a view for explaining a soldering bonding structure of a separate printed circuit board according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI 'of FIG. 5.
  • Figure 1 is a view for explaining a solder joint structure of a separate printed circuit board according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a plan view showing an enlarged portion A of Figure 1
  • Figure 3 is a III- of FIG. It is sectional drawing cut along the III 'line. At this time, Figure 3 shows the cut surface after bonding the hard PCB and FPCB.
  • the soldered bonding structure 100 of the detachable printed circuit board 100 according to the first embodiment of the present invention is illustrated as a hard printed circuit board (PCB) 120 and the hard PCB 120.
  • a flexible printed circuit board (FPCB) 140 is separated from the, and includes a hard PCB 120, FPCB 140 and solder (160).
  • the hard PCB 120 includes a hard PCB body 122, a first connection terminal 125, and a first solder discharge hole SH1.
  • the hard PCB body 122 has a first surface 120a and a second surface 120b opposite to the first surface 120a.
  • the first connection terminal 125 is disposed at one end of the first surface 120a of the hard PCB body 122.
  • the first solder discharge hole SH1 is formed to penetrate through the first connection terminal 125.
  • the hard PCB 120 may be, for example, a main board for a mobile phone, but is not necessarily limited thereto, and may be a substrate of various electronic devices.
  • various components such as a driving element, a transistor, and a resistor may be mounted on the first surface 120a of the hard PCB body 122.
  • the FPCB 140 includes an FPCB body 142, a second connection terminal 145, and a second solder discharge hole SH2.
  • the FPCB body 142 has a third surface 140a facing the first surface 120a of the hard PCB 120 and a fourth surface 140b opposite to the third surface 140a.
  • the second connection terminal 145 is disposed at one end of the third surface 140a of the FPCB body 142 and is disposed to overlap with the first connection terminal 125.
  • the second solder discharge hole SH2 is formed to penetrate through the second connection terminal 145.
  • the FPCB 140 may be, for example, a substrate for a universal serial bus (USB) connector, but is not necessarily limited thereto.
  • USB universal serial bus
  • the FPCB 140 may be a rigid flexible printed circuit board.
  • Rigid flexible printed circuit boards have low contact resistance and short wiring lengths, which is advantageous for high-speed response.
  • the rigid flexible printed circuit board can be designed three-dimensional circuit to reduce the size of the product.
  • the solder 160 is interposed between the first connection terminal 125 of the hard PCB 120 and the second connection terminal 145 of the FPCB 140 to form the first connection terminal 125 of the hard PCB 120. And directly connect the second connection terminal 145 of the FPCB 140.
  • the soldering bonding structure 100 of the detachable printed circuit board 100 is a soldering bonding method of the hard PCB 120 and the FPCB 140 that are separated from each other without using a connecting connector such as a socket. Direct bonding is performed so that the first connection terminal 125 of the hard PCB 120 and the second connection terminal 145 of the FPCB 140 are selectively electrically connected, thereby simplifying the bonding structure and reducing manufacturing costs.
  • the production yield can be improved by shortening the production time.
  • first connection terminals 125 are spaced apart from each other at a first interval d1, and a plurality of first connection terminals 145 are disposed at a first interval d1. Spaced apart from each other at a second interval (not shown) equal to).
  • the first connection terminal 125 and the second connection terminal 145 are designed to be symmetrical with each other, and are connected to correspond to each other during the bonding process.
  • each of the first interval d1 and the second interval is preferably designed to 50 ⁇ 200 ⁇ m.
  • the separation distance between the plurality of first connection terminals 125 and the plurality of second connection terminals 145 are too narrow. The soldering process may cause a short between adjacent terminals.
  • the plurality of first connection terminals 125 and the plurality of second connection terminals 145 may be spaced apart from each other at a necessary interval. Due to the design, it is impossible to design a microcircuit, which can lead to difficulty in implementing integration.
  • the vertical gap between the hard PCB 120 and the FPCB 140 is preferably set to 100 ⁇ m or less.
  • each of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 is alternately arranged to correspond to the top and bottom of each of the plurality of first and second connection terminals 125 and 145. It is formed in a zigzag form.
  • Each of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 may be disposed at positions corresponding to the first and second connection terminals 125 and 145 and the first and second connection terminals 125 and 145. It is formed to penetrate the PCB body 122 and the FPCB body 142, respectively. As in the present invention, in addition to the first and second connection terminals 125 and 145, the hard PCB body 122 and the FPCB body (which are disposed at positions corresponding to the first and second connection terminals 125 and 145). In the case where the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 are formed to penetrate 142, respectively, the solder 160 interposed between the first and second connection terminals 125 and 145 may be formed during the soldering process. Through the inside of the first and second solder discharge holes (SH1, SH2) is smoothly discharged it is possible to prevent the connection failure occurs in advance.
  • Each of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 may be formed to have 30 to 60% of the total area of each of the first and second connection terminals 125 and 145.
  • the area of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 is less than 30% of the total area of each of the first and second connection terminals 125 and 145, the first and second connection terminals 125 and 145 are formed. Due to insufficient space to discharge the solder 160 which is doped on the upper surface of the solder 160, the solder 160 may invade into adjacent terminals, causing a short defect.
  • the sizes of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 are adjusted according to the thicknesses of the hard PCB 120 and the FPCB 140, and the sizes of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 are adjusted.
  • the amount of solder doped on the surfaces of the first and second connection terminals 125 and 145 is determined.
  • the diameter of the first solder discharge hole SH1 may be 0.2 mm.
  • the first solder discharge hole SH1 may be 0.2 mm.
  • the diameter of the solder discharge hole SH1 may be designed to be 0.4 mm.
  • Figure 4 is a plan view showing a modification of the terminal portion of the hard PCB.
  • the FPCB terminal part has only a symmetrical structure with the terminal part of the hard PCB, and has substantially the same structure, and thus, a detailed drawing of the FPCB terminal part is omitted and will be described with reference to FIG. 3.
  • each of the first connection terminal 125 and the second connection terminal 145 is arranged in two rows, and has a structure in which one row and two columns are symmetrical to each other.
  • each of the first connection terminal 125 and the second connection terminal 125 has an extension having a body portion 125a having a first area and a second area extending from the body portion 125a and narrower than the first area.
  • the part 125b is provided.
  • each of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 is formed to penetrate the center of the body portion 125a.
  • the area of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 can be sufficiently secured by changing the design of the first and second connection terminals 125 and 145.
  • FIG. 5 is a view illustrating a soldering joint structure of a separate printed circuit board according to a second exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI 'of FIG. 5.
  • Figure 6 shows the cut surface after bonding the FPCB and FPCB.
  • the same reference numerals are assigned to substantially the same names as the first embodiment, and duplicate descriptions thereof will be omitted.
  • the soldering bonding structure 100 of the detachable printed circuit board 100 according to the second embodiment of the present invention is a main flexible printed circuit board (FPCB) and a sub-separation unit from the main FPCB. It is for bonding a sub flexible printed circuit board (FPCB), and includes a main FPCB 120, a sub FPCB 140, and a solder 160.
  • the main FPCB 120 has a main FPCB body 122 having a first side 120a, a second side 120b opposite to the first side 120a, and a first side of the main PCB body 122 (
  • the first connection terminal 125 disposed at one end of the 120a and the first solder discharge hole SH1 penetrating the first connection terminal 125 are provided.
  • the sub FPCB 140 has a sub FPCB body having a third side 140a facing the first side 120a of the main FPCB 120 and a fourth side 140b opposite the third side 140a. 142, a second connection terminal 145 disposed at one end of the third surface 140a of the sub FPCB body 142 and disposed to overlap with the first connection terminal 125, and a second connection terminal.
  • the second solder discharge hole SH2 penetrates the 145.
  • the solder 160 is interposed between the first connection terminal 125 of the main FPCB 120 and the second connection terminal 145 of the sub-FPCB 140, and the first connection terminal 125 of the main FPCB 120. ) And the second connection terminal 145 of the sub FPCB 140 are electrically connected directly.
  • the soldering joint structure 100 of the separate printed circuit board according to the second embodiment of the present invention has a joint structure of FPCB and FPCB, the solder thickness is thinner than the first embodiment, which is a joint structure of hard PCB and FPCB.
  • the discharge efficiency of 160 can be made easier.
  • the discharge of the solder 160 may be facilitated even though the areas of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 are reduced compared to the first embodiment.
  • the electric conductivity can be improved by increasing the area of the first and second connection terminals 125 and 145 without affecting the bonding reliability. There is an advantage to that.
  • the soldering bonding structure of the separate printed circuit board according to the second embodiment of the present invention is formed by the bonding structure of the FPCB and FPCB, the thickness can be reduced compared to the hard PCB, so the length of the solder discharge hole is shortened, It may be possible to discharge more smoothly out of the FPCB.
  • first and second solder discharge holes SH1 and SH2 are alternately arranged to correspond to the upper and lower ends of each of the plurality of first and second connection terminals 125 and 145. It is formed in a zigzag form.
  • each of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 is disposed at positions corresponding to the first and second connection terminals 125 and 145 and the first and second connection terminals 125 and 145. It is formed to penetrate the main FPCB body 122 and the sub-FPCB body 145, respectively.
  • each of the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 may be formed to have 20 to 50% of the total area of each of the first and second connection terminals 125 and 145. That is, in the case of the second embodiment of the present invention, since the bonding structure of the FPCB and FPCB, the thickness is thinner than the first embodiment, which is the bonding structure of the hard PCB and FPCB, so that the discharge efficiency of the solder can be more easily, the above range Even if the first and second solder discharge holes SH1 and SH2 are designed in the inside, connection failure can be prevented from occurring.
  • the soldering joint structure of the detachable printed circuit board according to the second embodiment of the present invention uses a main FPCB and a sub-FPCB separated from each other without using a connecting connector such as a socket.
  • the joining structure can be simplified to reduce the manufacturing cost, and the production yield can be improved by shortening the manufacturing time.
  • soldering joint structure of the detachable printed circuit board according to the second exemplary embodiment of the present invention applies the joint structure of the FPCB and the FPCB, so that even if the area of the first and second solder discharge holes is reduced in design, the joint failure does not occur. Since it can be prevented, there is an advantage that the electrical conductivity of the first and second connection terminals can be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

상호 분리되는 하드 PCB(printed circuit board)와 FPCB(flexible printed circuit board) 또는 FPCB와 FPCB의 각 접속 단자를 솔더링 방식으로 접합시킴으로써, PCB들 간의 접합 구조를 간소화시킬 수 있는 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조에 대하여 개시한다.

Description

분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조
본 발명은 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상호 분리되는 하드 PCB(hard printed circuit board)와 FPCB(flexible printed circuit board) 또는 FPCB와 FPCB의 각 접속 단자를 솔더링 방식으로 접합시킴으로써, PCB들 간의 접합 구조를 간소화시킬 수 있는 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대폰이나 PDA, PMP 등과 같은 휴대용 전자제품들이 널리 보급되고 있다. 그러나, 휴대폰과 같은 소형 크기의 모바일 기기들은 기능뿐만 아니라 휴대가 간편해야 하는 특성 때문에 여러 가지 기능을 장착하는 부분에서 어려움을 겪고 있다.
특히, 최근에 사용되고 있는 초소형 모바일 기기들은 일반 기기에 적용되는 모듈의 적용이 불가능할 정도로 그 크기가 현저히 줄어들어 실장 공간을 충분히 확보하지 못하게 만들었다. 이는 충분한 실장 공간의 확보를 불가능하게 만들었으며 여러 가지 모듈들의 보호 기능을 적용하기 어려울 정도로 사이즈는 계속해서 축소되어 갔다.
이와 같이, 사이즈는 지속적으로 축소되어 가면서 다양한 기능들을 구현하기 위하여 여러 가지 기능들의 부품이 SMD(Surface Mounted Device) 방식으로 기판 상에 실장되고 있다.
특히, 종래에는 하드 영역에 해당하는 휴대폰의 메인 보드와 플렉서블 영역에 해당하는 USB(universal serial bus) 커넥터용 기판을 소켓 등의 연결 커넥터를 이용하여 체결하는 일체형으로 제조하였다. 그러나, 일체형의 경우에는 USB 커텍터와 휴대폰의 메인 보드의 연결 커넥터까지의 거리가 길고, 하드 영역과 플렉서블 영역이 하나의 PCB(printed circuit board)로 구성됨에 따라 제조 시간이 증가할 뿐만 아니라 상대적으로 고가인 연결 커넥터를 이용하는데 따른 부품 비용의 상승으로 인해 생산 수율이 저하되는 문제가 있었다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2010-0094176호(2010.08.26 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 카드 배터리 및 카드 배터리의 커넥터가 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 하드 PCB(hard printed circuit board)와 FPCB(flexible printed circuit board)를 연결 커넥터로 체결하는 일체형 구조에서의 문제점을 해결하기 위해, 상호 분리되는 하드 PCB(hard printed circuit board)와 FPCB(flexible printed circuit board) 또는 FPCB와 FPCB의 각 접속 단자를 솔더링 방식으로 접합시킴으로써, PCB들 간의 접합 구조를 간소화시킬 수 있는 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조는 하드 PCB(hard printed circuit board)와, 상기 하드 PCB와 분리되는 FPCB(flexible printed circuit board)를 접합시키기 위한 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조에 있어서, 제1면과 상기 제1면에 반대되는 제2면을 갖는 하드 PCB 몸체와, 상기 하드 PCB 몸체의 제1면의 일측 단부에 배치되는 제1 접속 단자와, 상기 제1 접속 단자를 관통하는 제1 솔더 배출 홀을 구비하는 하드 PCB; 상기 제1면과 마주보는 제3면과 상기 제3면에 반대되는 제4면을 갖는 FPCB 몸체와, 상기 FPCB 몸체의 제3면의 일측 단부에 배치되어, 상기 제1 접속 단자와 상호 중첩되도록 배치되는 제2 접속 단자와, 상기 제2 접속 단자를 관통하는 제2 솔더 배출 홀을 구비하는 FPCB; 및 상기 하드 PCB의 제1 접속 단자와 FPCB의 제2 접속 단자의 사이에 개재되어, 상기 하드 PCB의 제1 접속 단자와 FPCB의 제2 접속 단자를 전기적으로 직접 접합시키는 솔더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조는 메인 FPCB(main flexible printed circuit board)와, 상기 메인 FPCB와 분리되는 서브 FPCB(sub flexible printed circuit board)를 접합시키기 위한 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조에 있어서, 제1면과 상기 제1면에 반대되는 제2면을 갖는 메인 FPCB 몸체와, 상기 메인 PCB 몸체의 제1면의 일측 단부에 배치되는 제1 접속 단자와, 상기 제1 접속 단자를 관통하는 제1 솔더 배출 홀을 구비하는 메인 FPCB; 상기 제1면과 마주보는 제3면과 상기 제3면에 반대되는 제4면을 갖는 서브 FPCB 몸체와, 상기 서브 FPCB 몸체의 제3면의 일측 단부에 배치되어, 상기 제1 접속 단자와 상호 중첩되도록 배치되는 제2 접속 단자와, 상기 제2 접속 단자를 관통하는 제2 솔더 배출 홀을 구비하는 서브 FPCB; 및 상기 메인 FPCB의 제1 접속 단자와 서브 FPCB의 제2 접속 단자의 사이에 개재되어, 상기 메인 FPCB의 제1 접속 단자와 서브 FPCB의 제2 접속 단자를 전기적으로 직접 접합시키는 솔더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조는 소켓 등의 연결 커넥터를 이용하는 것 없이 상호 분리되는 하드 PCB와 FPCB를 솔더링 접합 방식으로 하드 PCB의 제1 접속 단자와 FPCB의 제2 접속 단자를 선택적으로 전기적인 접속이 이루어지도록 직접적인 접합을 실시함으로써, 접합 구조가 간소화되어 제조 비용을 절감할 수 있고, 제조 시간의 단축으로 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조는 제1 및 제2 접속 단자와 더불어, 제1 및 제2 접속 단자에 대응되는 위치에 배치되는 하드 PCB 몸체와 FPCB 몸체를 관통하는 제1 및 제2 솔더 배출 홀을 각각 구비함으로써, 솔더링 공정시 제1 및 제2 접속 단자의 사이에 개재되는 솔더가 제1 및 제2 솔더 배출 홀의 내부를 통해 원활히 배출되어 접속 불량이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 하드 PCB의 단자부에 대한 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ' 선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다. 이때, 도 3은 하드 PCB와 FPCB를 접합한 후의 절단 면을 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조(100)는 하드 PCB(hard printed circuit board, 120)와, 상기 하드 PCB(120)와 분리되는 FPCB(flexible printed circuit board, 140)를 접합시키기 위한 것으로, 하드 PCB(120), FPCB(140) 및 솔더(160)를 포함한다.
하드 PCB(120)는 하드 PCB 몸체(122), 제1 접속 단자(125) 및 제1 솔더 배출 홀(SH1)을 포함한다.
하드 PCB 몸체(122)는 제1면(120a)과, 제1면(120a)에 반대되는 제2면(120b)을 갖는다. 그리고, 제1 접속 단자(125)는 하드 PCB 몸체(122)의 제1면(120a)의 일측 단부에 배치된다. 또한, 제1 솔더 배출 홀(SH1)은 제1 접속 단자(125)를 관통하도록 형성된다.
도면으로 상세히 도시하지는 않았지만, 하드 PCB(120)는 일 예로 휴대폰용 메인 보드일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 각종 전자기기의 기판일 수 있다. 이때, 하드 PCB 몸체(122)의 제1면(120a) 상에는 구동 소자, 트랜지스터, 저항 등의 각종 부품이 탑재되어 있을 수 있다.
FPCB(140)는 FPCB 몸체(142), 제2 접속 단자(145) 및 제2 솔더 배출 홀(SH2)을 포함한다.
FPCB 몸체(142)는 하드 PCB(120)의 제1면(120a)과 마주보는 제3면(140a)과, 제3면(140a)에 반대되는 제4면(140b)을 갖는다. 그리고, 제2 접속 단자(145)는 FPCB 몸체(142)의 제3면(140a)의 일측 단부에 배치되어, 제1 접속 단자(125)와 상호 중첩되도록 배치된다. 또한, 제2 솔더 배출 홀(SH2)은 제2 접속 단자(145)를 관통하도록 형성된다.
도면으로 상세히 도시하지는 않았지만, FPCB(140)는 일 예로 USB(universal serial bus) 커넥터용 기판일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
특히, FPCB(140)는 리지드 플렉서블 인쇄회로기판(rigid flexible printed circuit board)일 수 있다. 리지드 플렉서블 인쇄회로기판은 접촉 저항이 적으며, 배선 길이도 짧아져 고속 응답에 유리하다. 또한, 리지드 플렉서블 인쇄회로기판은 3차원적인 회로 설계가 가능하여 제품의 소형화를 도모할 수 있다.
솔더(160)는 하드 PCB(120)의 제1 접속 단자(125)와 FPCB(140)의 제2 접속 단자(145)의 사이에 개재되어, 하드 PCB(120)의 제1 접속 단자(125)와 FPCB(140)의 제2 접속 단자(145)를 전기적으로 직접 접합시키는 역할을 한다.
따라서, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조(100)는 소켓 등의 연결 커넥터를 이용하는 것 없이 상호 분리되는 하드 PCB(120)와 FPCB(140)를 솔더링 접합 방식으로 하드 PCB(120)의 제1 접속 단자(125)와 FPCB(140)의 제2 접속 단자(145)를 선택적으로 전기적인 접속이 이루어지도록 직접적인 접합을 실시함으로써, 접합 구조가 간소화되어 제조 비용을 절감할 수 있고, 제조 시간의 단축으로 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 접속 단자(125)는 복수개가 제1 간격(d1)으로 상호 이격 배치되고, 제2 접속 단자(145)는 복수개가 제1 간격(d1)과 동일한 제2 간격(미도시)으로 상호 이격 배치된다. 이러한 제1 접속 단자(125)와 제2 접속 단자(145)는 상호 대칭적으로 설계되어, 접합 공정시 상호 대응되도록 접속된다.
이때, 제1 간격(d1) 및 제2 간격 각각은 50 ~ 200㎛로 설계하는 것이 바람직하다. 제1 간격(d1) 및 제2 간격 각각이 50㎛ 미만일 경우에는 복수의 제1 접속 단자(125)들 상호 간과, 복수의 제2 접속 단자(145)들 상호 간의 이격 거리가 너무 협소한 관계로 솔더링 공정시 인접한 단자들 상호 간이 쇼트(short)되는 문제를 유발할 수 있다. 반대로, 제1 간격(d1) 및 제2 간격 각각이 200㎛를 초과할 경우에는 복수의 제1 접속 단자(125)들 상호 간과, 복수의 제2 접속 단자(145)들 상호 간이 필요 이상의 간격으로 설계되는데 기인하여 미세 회로를 설계하는 것이 불가능해 집적화를 구현하는데 어려움이 따를 수 있다.
한편, 하드 PCB(120)와 FPCB(140) 간의 수직 갭(vertical gap)은 미세할수록 좋은데, 이는 하드 PCB(120) 상에 FPCB(140)를 부착할 때, 하드 PCB(120)와 FPCB(140) 간의 벌어짐이 없도록 하기 위함이다. 따라서, 하드 PCB(120)와 FPCB(140) 간의 수직 갭(vertical gap)은 100㎛ 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
특히, 평면상으로 볼 때, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2) 각각은 복수개의 제1 및 제2 접속 단자(125, 145) 각각의 상단과 하단에 대응하여, 교번적으로 배열되는 지그재그 형태로 형성된다.
이러한 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2) 각각은 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)와, 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)에 대응되는 위치에 배치되는 하드 PCB 몸체(122)와 FPCB 몸체(142)를 각각 관통하도록 형성된다. 본 발명에서와 같이, 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)와 더불어, 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)에 대응되는 위치에 배치되는 하드 PCB 몸체(122)와 FPCB 몸체(142)를 관통하도록 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)을 각각 형성할 경우, 솔더링 공정시 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)의 사이에 개재되는 솔더(160)가 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)의 내부를 통해 원활히 배출되어 접속 불량이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이러한 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2) 각각은 제1 및 제2 접속 단자(125, 145) 각각의 전체 면적의 30 ~ 60%를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)의 면적이 제1 및 제2 접속 단자(125, 145) 각각의 전체 면적의 30% 미만일 경우에는 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)의 상측 표면에 도팅되는 솔더(160)가 배출되는 공간이 충분히 확보되지 못하는데 기인하여 인접한 단자들로 솔더(160)가 침범하여 쇼트 불량을 유발하는 문제를 야기할 수 있다. 반대로, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)의 면적이 제1 및 제2 접속 단자(125, 145) 각각의 전체 면적의 60%를 초과할 경우에는 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)이 과도한 면적으로 설계되는데 기인하여 상대적으로 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)의 면적이 협소해질 수 밖에 없으므로 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)의 전기전도성이 저하되는 문제가 있다.
이때, 하드 PCB(120)와 FPCB(140)의 두께에 따라 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)의 크기가 조절되고, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)의 크기별로 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)의 표면에 도팅되는 솔더의 양이 결정되게 된다.
일 예로, 하드 PCB(120)의 두께가 0.15mm 이하일 경우에는 제1 솔더 배출 홀(SH1)의 직경은 0.2mm로 설계될 수 있고, 하드 PCB(120)의 두께가 0.25mm 이상일 경우에는 제1 솔더 배출 홀(SH1)의 직경은 0.4mm로 설계될 수 있다.
한편, 도 4는 하드 PCB의 단자부에 대한 변형예를 나타낸 평면도이다. 이때, FPCB 단자부는 하드 PCB의 단자부와 대칭 구조를 가질 뿐, 실질적으로 동일한 구조를 갖는바, FPCB 단자부에 대한 구체적인 도면은 생략하고, 도 3과 연계하여 설명하도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 접속 단자(125) 및 제2 접속 단자(145) 각각은 복수개가 2열로 배열되며, 1열과 2열이 상호 대칭되는 구조를 갖는다.
특히, 제1 접속 단자(125) 및 제2 접속 단자(125) 각각은 제1 면적을 갖는 몸체부(125a)와, 몸체부(125a)로부터 연장되어 제1 면적보다 좁은 제2 면적을 갖는 연장부(125b)를 구비한다. 이때, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2) 각각은 몸체부(125a)의 중앙을 관통하도록 형성된다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에서는 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)의 설계 변경을 통해, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)의 면적을 충분히 확보할 수 있으면서도 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)의 면적이 축소되는 것을 미연에 방지할 수 있는 구조적인 이점으로, 본 발명의 제1 실시예에 비하여 우수한 전기전도성을 확보하는 것이 가능해질 수 있다.
(제2 실시예)
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ' 선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다. 이때, 도 6은 FPCB와 FPCB를 접합한 후의 절단 면을 나타낸 것이다. 본 발명의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 실질적으로 동일한 명칭에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 중복된 설명에 대해서는 생략하도록 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조(100)는 메인 FPCB(main flexible printed circuit board)와, 상기 메인 FPCB와 분리되는 서브 FPCB(sub flexible printed circuit board)를 접합시키기 위한 것으로, 메인 FPCB(120), 서브 FPCB(140) 및 솔더(160)를 포함한다.
메인 FPCB(120)는 제1면(120a)과, 제1면(120a)에 반대되는 제2면(120b)을 갖는 메인 FPCB 몸체(122)와, 메인 PCB 몸체(122)의 제1면(120a)의 일측 단부에 배치되는 제1 접속 단자(125)와, 제1 접속 단자(125)를 관통하는 제1 솔더 배출 홀(SH1)을 구비한다.
서브 FPCB(140)는 메인 FPCB(120)의 제1면(120a)과 마주보는 제3면(140a)과, 제3면(140a)에 반대되는 제4면(140b)을 갖는 서브 FPCB 몸체(142)와, 서브 FPCB 몸체(142)의 제3면(140a)의 일측 단부에 배치되어, 제1 접속 단자(125)와 상호 중첩되도록 배치되는 제2 접속 단자(145)와, 제2 접속 단자(145)를 관통하는 제2 솔더 배출 홀(SH2)을 구비한다.
솔더(160)는 메인 FPCB(120)의 제1 접속 단자(125)와 서브 FPCB(140)의 제2 접속 단자(145)의 사이에 개재되어, 메인 FPCB(120)의 제1 접속 단자(125)와 서브 FPCB(140)의 제2 접속 단자(145)를 전기적으로 직접 접합시키는 역할을 한다.
특히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조(100)는 FPCB와 FPCB의 접합 구조이므로, 하드 PCB와 FPCB의 접합 구조인 제1 실시예에 비하여, 두께가 얇아 솔더(160)의 배출 효율이 보다 용이해질 수 있는 이점이 있다. 이를 통해, 본 발명의 제2 실시예에서는, 제1 실시예에 비하여, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)의 면적을 감소시키더라도 솔더(160)의 배출이 용이해질 수 있는바, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)의 면적을 축소 설계하더라도 접합 신뢰성에 영향을 미치지 않으면서 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)의 면적 증가로 전기전도성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조는 FPCB와 FPCB의 접합 구조로 이루어짐으로써, 하드 PCB에 비하여 두께를 감소시킬 수 있으므로 솔더 배출 홀의 길이가 단축되기 때문에 솔더를 FPCB의 외부로 보다 원활히 배출시키는 것이 가능해질 수 있다.
이에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2) 각각은 복수개의 제1 및 제2 접속 단자(125, 145) 각각의 상단과 하단에 대응하여, 교번적으로 배열되는 지그재그 형태로 형성된다.
이때, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2) 각각은 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)와, 제1 및 제2 접속 단자(125, 145)에 대응되는 위치에 배치되는 메인 FPCB 몸체(122)와 서브 FPCB 몸체(145)를 각각 관통하도록 형성된다.
특히, 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2) 각각은 제1 및 제2 접속 단자(125, 145) 각각의 전체 면적의 20 ~ 50%를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 제2 실시예의 경우, FPCB와 FPCB의 접합 구조이므로, 하드 PCB와 FPCB의 접합 구조인 제1 실시예에 비하여 두께가 얇아 솔더의 배출 효율이 보다 용이해질 수 있기 때문에 상기의 범위 내에서 제1 및 제2 솔더 배출 홀(SH1, SH2)을 설계하더라도 접속 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조는, 제1 실시예와 마찬가지로, 소켓 등의 연결 커넥터를 이용하는 것 없이 상호 분리되는 메인 FPCB와 서브 FPCB를 솔더링 접합 방식으로 직접적인 접합을 실시함으로써, 접합 구조가 간소화되어 제조 비용을 절감할 수 있고, 제조 시간의 단축으로 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조는 FPCB와 FPCB의 접합 구조를 적용함으로써, 제1 및 제2 솔더 배출 홀의 면적을 축소 설계하더라도 접합 불량이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있으므로, 제1 및 제2 접속 단자의 전기 전도성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 하드 PCB(hard printed circuit board)와, 상기 하드 PCB와 분리되는 FPCB(flexible printed circuit board)를 접합시키기 위한 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조에 있어서,
    제1면과 상기 제1면에 반대되는 제2면을 갖는 하드 PCB 몸체와, 상기 하드 PCB 몸체의 제1면의 일측 단부에 배치되는 제1 접속 단자와, 상기 제1 접속 단자를 관통하는 제1 솔더 배출 홀을 구비하는 하드 PCB;
    상기 제1면과 마주보는 제3면과 상기 제3면에 반대되는 제4면을 갖는 FPCB 몸체와, 상기 FPCB 몸체의 제3면의 일측 단부에 배치되어, 상기 제1 접속 단자와 상호 중첩되도록 배치되는 제2 접속 단자와, 상기 제2 접속 단자를 관통하는 제2 솔더 배출 홀을 구비하는 FPCB; 및
    상기 하드 PCB의 제1 접속 단자와 FPCB의 제2 접속 단자의 사이에 개재되어, 상기 하드 PCB의 제1 접속 단자와 FPCB의 제2 접속 단자를 전기적으로 직접 접합시키는 솔더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속 단자는
    복수개가 제1 간격으로 상호 이격 배치되고, 상기 제2 접속 단자는 복수개가 제1 간격과 동일한 제2 간격으로 상호 이격 배치되며, 상기 제1 및 제2 간격 각각은 50 ~ 200㎛인 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 접합 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔더 배출 홀 각각은
    복수개의 제1 및 제2 접속 단자 각각의 상단과 하단에 대응하여, 교번적으로 배열되는 지그재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 접합 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔더 배출 홀 각각은
    상기 제1 및 제2 접속 단자와, 상기 제1 및 제2 접속 단자에 대응되는 위치에 배치되는 상기 하드 PCB 몸체와 FPCB 몸체를 각각 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 접합 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔더 배출 홀 각각은
    상기 제1 및 제2 접속 단자 각각의 전체 면적의 30 ~ 60%를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 접합 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접속 단자 각각은
    복수개가 2열로 배열되며, 1열과 2열이 상호 대칭되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 접합 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접속 단자 각각은
    제1 면적을 갖는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 연장되어 제1 면적보다 좁은 제2 면적을 갖는 연장부를 구비하며, 상기 제1 및 제2 솔더 배출 홀 각각은 상기 몸체부의 중앙을 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 접합 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하드 PCB는
    휴대폰용 메인 보드이고, 상기 FPCB는 USB(universal serial bus) 커넥터용 기판인 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 접합 구조.
  9. 메인 FPCB(main flexible printed circuit board)와, 상기 메인 FPCB와 분리되는 서브 FPCB(sub flexible printed circuit board)를 접합시키기 위한 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조에 있어서,
    제1면과 상기 제1면에 반대되는 제2면을 갖는 메인 FPCB 몸체와, 상기 메인 PCB 몸체의 제1면의 일측 단부에 배치되는 제1 접속 단자와, 상기 제1 접속 단자를 관통하는 제1 솔더 배출 홀을 구비하는 메인 FPCB;
    상기 제1면과 마주보는 제3면과 상기 제3면에 반대되는 제4면을 갖는 서브 FPCB 몸체와, 상기 서브 FPCB 몸체의 제3면의 일측 단부에 배치되어, 상기 제1 접속 단자와 상호 중첩되도록 배치되는 제2 접속 단자와, 상기 제2 접속 단자를 관통하는 제2 솔더 배출 홀을 구비하는 서브 FPCB; 및
    상기 메인 FPCB의 제1 접속 단자와 서브 FPCB의 제2 접속 단자의 사이에 개재되어, 상기 메인 FPCB의 제1 접속 단자와 서브 FPCB의 제2 접속 단자를 전기적으로 직접 접합시키는 솔더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔더 배출 홀 각각은
    복수개의 제1 및 제2 접속 단자 각각의 상단과 하단에 대응하여, 교번적으로 배열되는 지그재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔더 배출 홀 각각은
    상기 제1 및 제2 접속 단자와, 상기 제1 및 제2 접속 단자에 대응되는 위치에 배치되는 상기 메인 FPCB 몸체와 서브 FPCB 몸체를 각각 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 솔더 배출 홀 각각은
    상기 제1 및 제2 접속 단자 각각의 전체 면적의 20 ~ 50%를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 인쇄회로기판의 솔더링 접합 구조.
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