WO2020209689A1 - 연성 인쇄회로 기판 - Google Patents

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WO2020209689A1
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layer
power
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printed circuit
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김종민
박동필
허윤호
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Dongwoo Fine Chem Co Ltd
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Dongwoo Fine Chem Co Ltd
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    • H05K3/4635—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating flexible circuit boards using additional insulating adhesive materials between the boards

Definitions

  • the present invention relates to a flexible printed circuit board (FPCB), and more particularly, to an FPCB capable of minimizing line loss and signal interference in a high frequency or ultra high frequency communication environment.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • Information processing devices such as smart phones, PDAs, and tabs receive text and graphics using various input devices such as a keyboard and a mouse.
  • the touch panel is installed on the display surface of display devices such as electronic organizer, LCD (Liquid Crystal Display Device), PDP (Plasma Display Panel), EL (Electroluminescence), etc., allowing selection and input of information displayed on the display surface. do.
  • display devices such as electronic organizer, LCD (Liquid Crystal Display Device), PDP (Plasma Display Panel), EL (Electroluminescence), etc., allowing selection and input of information displayed on the display surface. do.
  • Korean Patent Publication No. 2012-0092365 discloses a touch panel.
  • the disclosed touch panel structure includes a substrate, an electrode formed on the substrate, and a wiring extending from the electrode and gathered at one end of the substrate, and the wiring is connected to the main PCB through the FPCB.
  • Korean Patent Publication No. 2015-0090697 discloses an FPCB and a touch sensor module including the same. Looking at the structure of the disclosed FPCB, the connection reliability of the touch sensor is improved by removing a step difference between the FPCB and the electronic device at the connection part.
  • the conventional FPCB has a structure in which a power wiring layer and a signal wiring layer for transmitting power and signals are formed on one layer, and a cover layer is formed on the upper and lower portions to protect the upper and lower wiring layers.
  • noise and transmission loss may increase in a transmission line due to a short wavelength of a signal. This increase in noise and loss can be noticeable when transmitting and receiving power and signals between the FPCB and the antenna.
  • the present invention is to solve the problem that occurs when using the FPCB in a high-frequency or ultra-high frequency communication environment
  • the FPCB of the present invention for achieving this object includes an upper wiring layer, a lower wiring layer insulatingly laminated under the upper wiring layer, and a power and signal wiring layer that is insulated and laminated between the upper wiring layer and the lower wiring layer to transmit power and signals.
  • the power and signal wiring layers may include a power wiring layer that transmits power and a signal wiring layer that is insulated under or over the power wiring layer.
  • the FPCB of the present invention may include first and second connections.
  • the first connection portion may extend and protrude from the lower wiring layer to one side
  • the second connection portion may extend and protrude from the lower wiring layer to the other side.
  • the first connection part may be an antenna connection part connected to the antenna part
  • the second connection part may be a main PCB connection part connected to the main PCB.
  • the FPCB of the present invention may further include an insulating base film on the lower wiring layer.
  • the FPCB of the present invention may further include a ground layer on the insulating base film.
  • the FPCB of the present invention may have a thickness of a laminate of a lower wiring layer, an insulating base film, and a ground layer of 20 to 250 ⁇ m.
  • the power wiring layer may include an AC power wiring layer and a DC power wiring layer that is insulatedly laminated above or below the AC power wiring layer.
  • the power wiring layer may include AC power wiring and DC power wiring on the same layer.
  • the FPCB of the present invention may include an IC chip surface mounted on an upper wiring layer.
  • the FPCB of the present invention may include a plurality of ground layers that are insulatingly laminated between each of the upper wiring layer, the power wiring layer, the signal wiring layer, and the lower wiring layer.
  • the FPCB of the present invention may include an upper cover layer coupled to an upper portion of an upper wiring layer and a lower cover layer coupled to a lower portion of the lower wiring layer.
  • the FPCB of the present invention may include an upper EMI shielding layer coupled to an upper portion of the upper cover layer and a lower EMI shielding layer coupled to a lower portion of the lower cover layer.
  • the FPCB of the present invention may include a position fixing insulating tape coupled to an upper cover layer or an upper EMI shielding layer.
  • the FPCB of the present invention having such a configuration, it occurs in the process of transmitting power and signals through the FPCB by separating the power wiring layer transmitting power and the signal wiring layer transmitting signal up and down and shielding the gap with a ground layer. Loss and noise can be minimized.
  • the flexibility of the FPCB can be maximized by minimizing the thickness of the connection part by extending and protruding the antenna connection part and the main PCB connection part from the lateral end of the lower wiring layer.
  • the FPCB can be easily connected to the antenna and the main PCB. I can.
  • the FPCB of the present invention by surface-mounting the IC chip on the top of the FPCB, the transmission distance between the IC chip and the antenna can be minimized, and as a result, losses and noise generated when transmitting power and signals are further reduced. I can.
  • FIG. 1 shows a rear structure of a portable terminal equipped with an FPCB according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an FPCB according to the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the FPCB according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the FPCB according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a power wiring layer of an FPCB according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a rear structure of a portable terminal equipped with an FPCB according to the present invention.
  • the portable terminal may include an FPCB 100, an IC chip 200, a main PCB 300, a battery 400, a rear case 500, and the like.
  • the FPCB 100 transmits or processes a signal between the main PCB 300 and a touch sensor (not shown) or between the main PCB 300 and an antenna unit (not shown), and is an insulating adhesive on one side of the main PCB 300 It can be fixed with tape or the like.
  • the FPCB 100 may include an FPCB body 110, an antenna connection part 120, a PCB connection part 130, and the like.
  • the FPCB body 110 may be stacked by separating a power wiring layer transmitting power and a signal wiring layer transmitting a signal vertically.
  • the FPCB main body 110 may be insulated by inserting an insulating base film such as a polyimide (PI) film between the power wiring layer and the signal wiring layer.
  • the FPCB body 110 may shield the power wiring layer and the signal wiring layer by inserting a ground layer of a conductive metal between the power wiring layer and the signal wiring layer.
  • the FPCB main body 110 includes an insulating base film made of a flexible material, and a power wiring layer, a signal wiring layer, a ground layer, and the like are formed of a thin film, so that it can be easily bent.
  • the antenna connection unit 120 may be configured by extending a part from one side of the FPCB body 110.
  • the antenna connection unit 120 may be coupled to the antenna unit (not shown) through an adhesive film such as ACF by having an antenna connection pad.
  • the PCB connection part 130 may be configured by protruding a part from the other side of the FPCB main body 110.
  • the PCB connection part 130 may be coupled to the main PCB 300 through an adhesive film such as ACF by having a PCB connection pad.
  • the FPCB 100 separates and shields the power wiring layer and the signal wiring layer up and down, thereby minimizing signal loss and signal interference even in a high frequency band, for example, a 5G frequency band of 28 GHz.
  • the IC chip 200 processes signals or outputs a control command, and may be surface mounted on the top of the FPCB body 110 in a Surface Mounting Technology (SMT) method.
  • SMT Surface Mounting Technology
  • the IC chip 200 is mounted on the FPCB 100, so that the transmission distance between the IC chip 200 and the antenna unit can be minimized. Through this, signal loss and signal interference occurring in transmission between the IC chip 200 and the antenna unit can be minimized.
  • the main PCB 300 supplies power to an antenna or the like through the FPCB 100 and transmits and receives signals, and may be coupled and fixed in the rear case 500.
  • the main PCB 300 may include a socket for inserting and mounting a memory card, an interface connector, a battery terminal, and the like.
  • the battery 400 may be coupled to the main PCB 300.
  • the battery 400 may supply power to an antenna or the like through the main PCB 300 and the FPCB 100.
  • the rear case 500 protects the mobile terminal from external impact, and may be opened in front and rear to surround an edge portion.
  • the rear case 500 may be configured as an integral type or may be configured as a plurality of bumper frames to be combined at the front and rear of the rim of the mobile terminal.
  • the bumper frame may be coupled by fitting the coupling protrusion and the coupling groove.
  • the rear case 500 may be made of metal, silicon, plastic, or the like.
  • the antenna unit wirelessly transmits and receives signals, and may be provided in the main PCB 300, the rear case, and the like.
  • the antenna unit may include a pattern layer and a connection pad.
  • the pattern layer may be a patch antenna or an array of them, and silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), tin
  • a low-resistance metal such as (Sn), molybdenum (Mo), or an alloy thereof, or a transparent conductive oxide such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) may be used.
  • the connection pad is configured in the form of a pad and can be coupled to the antenna connection unit
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an FPCB according to the present invention.
  • the FPCB main body 110 may be stacked by separating the power wiring layer 111 and the signal wiring layer 113 up and down.
  • the power wiring layer 111 transfers power from the battery 400 to the IC chip 200 and the antenna unit, and may be formed by patterning a conductive metal layer.
  • the signal wiring layer 113 transmits signals between the main PCB 300, the IC chip 200, and the antenna unit, and may be formed by patterning a conductive metal layer.
  • the power wiring layer 111 may be insulated and supported by the insulating base film 112e.
  • the signal wiring layer 113 may be insulated and supported by the insulating base film 112c.
  • the power wiring layer 111 and the signal wiring layer 113 may be shielded from signal interference by the ground layer 114b.
  • the ground layer 114b is a conductive metal film, such as silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium ( Ti), tungsten (W), niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), tin ( It may be composed of a low-resistance metal such as Sn), molybdenum (Mo), or an alloy thereof.
  • the ground layer 114b is insulated and supported by the insulating base film 112d.
  • the power wiring layer 111 is insulated and supported by the insulating base film 112d, and the signal wiring layer 113 is insulated by the insulating base film 112c. Can be insulated.
  • the lower wiring layer 115a is connected to the main PCB 300 and an antenna unit to transmit and receive power and signals, and may be disposed under the signal wiring layer 113.
  • the lower wiring layer 115a may be formed by patterning a conductive metal layer.
  • the lower wiring layer 115a may be insulated and supported by the insulating base film 112a.
  • the lower wiring layer 115a may be shielded from the upper signal wiring layer 113 by the ground layer 114a.
  • the ground layer 114a is insulated and supported by the insulating base film 112b, and the lower wiring layer 115a is insulated by the insulating base film 112a, and the signal wiring layer 113 is insulated by the insulating base film 112b. Can be.
  • the upper wiring layer 115b connects the FPCB body 110 and the IC chip 200 to transmit and receive power and signals therebetween, and may be disposed on the power wiring layer 111.
  • the upper wiring layer 115b may be formed by patterning a conductive metal layer.
  • the upper wiring layer 115b may be insulated by the insulating base film 112f.
  • the upper wiring layer 115b may be shielded from the power wiring layer 111 by the ground layer 114c.
  • the ground layer 114c may be insulated from the power wiring layer 111 by the insulating base film 112e and the upper wiring layer 115b by the insulating base film 112f.
  • the insulating base film 112 may have vias penetrating vertically therein, and the vias are between the lower wiring layer 115a, the signal wiring layer 113, the power wiring layer 111, and the upper wiring layer 115b. It can deliver power and signals.
  • the insulating base film 112 has both insulating properties and flexibility, for example, polyimide (PI), liquid crystal polymer (LCP), or the like may be used.
  • PI polyimide
  • LCP liquid crystal polymer
  • the IC chip 200 may be surface mounted on the upper wiring layer 115b, as shown in FIG. 2.
  • the lower cover layer 117a may be coupled to the exposed surface of the lower wiring layer 115a, that is, the lower surface to protect the exposed surface of the lower wiring layer 115a.
  • the lower cover layer 117a may be an insulating film coated with a thermosetting flame-retardant epoxy adhesive on a polyimide film.
  • the upper cover layer 117b may be coupled to an exposed surface of the upper wiring layer 115b, that is, an upper surface to protect the exposed surface of the upper wiring layer 115b.
  • the upper cover layer 117b may be coupled to an exposed surface of the upper wiring layer 115b except for the IC chip 200.
  • the upper cover layer 117b may be an insulating film coated with a thermosetting flame-retardant epoxy adhesive on a polyimide film.
  • a lower EMI (Electro Magnetic Interference) shielding layer and an upper EMI shielding layer having an electromagnetic wave shielding function may be formed under the lower cover layer 117a and over the upper cover layer 117b, respectively.
  • the lower/upper EMI shielding layer may be a film in which a metal layer and a conductive adhesive layer are laminated.
  • the power wiring layer 111 is disposed above the signal wiring layer 113. Conversely, the power wiring layer 111 may be disposed below the signal wiring layer 113.
  • the FPCB 100 according to the present invention may be fixed to the main PCB 300 through a position fixing insulating tape or the like.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the FPCB according to the present invention.
  • the FPCB 100 may include an antenna connection part 120 and a main PCB connection part 130 protruding laterally.
  • the antenna connection part 120 protrudes from the FPCB body 110 to one side, and may include an extension part on one side of the lower wiring layer 115a and an antenna connection pad.
  • the antenna connection pad may be coupled to the antenna unit.
  • the main PCB connection part 130 may be formed to protrude from the other side of the FPCB main body 110, that is, the opposite side of the antenna connection part 120.
  • the main PCB connection part 130 may include an extension part on the other side of the lower wiring layer 115a and a PCB connection pad.
  • the PCB connection pad may be connected to the main PCB 300.
  • the flexibility of the antenna connection part 120 and the main PCB connection part 130 can be maximized.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the FPCB according to the present invention.
  • the antenna connection part 120 protrudes from the FPCB main body 110 in one side and extends, but may include a ground layer 114a coupled to an upper portion of the lower wiring layer 115a at the extension part. have.
  • the ground layer 114a may be insulated from the lateral extension portion of the lower wiring layer 115a by the insulating base film 112a.
  • the ground layer 114a may shield between the lower wiring layer 115a and the signal wiring layer 113.
  • the antenna connection unit 120 may have a thickness of 20 to 250 ⁇ m to have flexibility, and preferably 25 to 150 ⁇ m.
  • the antenna connection part 120 may be composed of a copper foil lower wiring layer 115a having a thickness of 8 ⁇ m, an insulating base film 112a that is a PI film having a thickness of 12 ⁇ m, and a copper foil ground layer 114a having a thickness of 8 ⁇ m. . If the thickness of the antenna connection part 120 is less than 20 ⁇ m, the thickness of the lower wiring layer 115a should be reduced to less than 8 ⁇ m. In this case, the resistance of the lower wiring layer 115a may increase, resulting in a decrease in conductivity. When the thickness of the antenna connection unit 120 exceeds 250 ⁇ m, the flexibility of the antenna connection unit 120 may be reduced.
  • the main PCB connection part 130 protrudes from the other side of the FPCB main body 110, that is, the opposite side of the antenna connection part 120, but includes a ground layer 114a coupled to an upper portion of the lower wiring layer 115a at the extension part. can do.
  • the ground layer 114a may be insulated from the extended portion on the other side of the lower wiring layer 115a by the insulating base film 112a.
  • the ground layer 114a may shield between the lower wiring layer 115a and the signal wiring layer 113.
  • the main PCB connection part 130 may have a thickness of 20 to 250 ⁇ m to have flexibility, and preferably 25 to 150 ⁇ m.
  • the antenna connection part 120 and the main PCB connection part 130 may include the insulating base film 112a on the lower wiring layer 115a, but may not include the ground layer 114a on the upper side. In this case, the base film 112b may not be included.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a power wiring layer of an FPCB according to the present invention.
  • the power wiring layer 111 may be stacked by separating the AC power wiring layer 111a and the DC power wiring layer 111b up and down.
  • the stacking order of the AC power wiring layer 111a and the DC power wiring layer 111b can be changed.
  • the AC power wiring layer 111a and the DC power wiring layer 111b may be insulated by the insulating base film 112g and may be shielded by the ground layer 114d.
  • the power wiring layer 111 is configured by separating the AC power wiring layer 111a and the DC power wiring layer 111b up and down, but the power wiring layer 111 includes AC power wiring and DC power wiring. It is not excluded to include all in one layer, that is, the same layer.

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Abstract

연성 인쇄회로 기판은 전력을 전달하는 전력 배선층과 전력 배선층의 하부 또는 상부에 절연 적층되는 신호 배선층을 구비한다.

Description

연성 인쇄회로 기판
본 발명은 연성 인쇄회로 기판(Flexible Printed Circuit Board : FPCB)에 관한 것으로, 상세하게는 고주파 혹은 초고주파 통신 환경에서 선로 손실, 신호 간섭 등을 최소화할 수 있는 FPCB에 관한 것이다.
스마트폰, PDA, 탭 등의 정보 처리장치는 키보드, 마우스와 같은 다양한 입력장치를 이용하여 텍스트, 그래픽 등을 입력 받는다.
정보화 사회의 급속한 진행으로 정보 처리장치의 활용이 확대되고 있고, 이러한 추세에 따라 입력을 담당하는 기존의 키보드, 마우스로는 사용자의 요구를 충족하는데 한계가 있다. 그 결과, 사용이 간편하고 오조작이 적은 입력장치에 대한 요구가 높아지고 있다.
터치 패널은 전자 수첩, LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electroluminescence) 등의 표시장치의 표시면에 설치되어, 표시면에 디스플레이되는 정보를 선택 및 입력하는 것을 가능하게 한다.
한국특허공개 제2012-0092365호는 터치 패널을 개시하고 있다. 개시된 터치 패널의 구조를 보면, 기판, 기판에 형성된 전극, 전극으로부터 연장되어 기판의 일단으로 집결된 배선을 포함하고, 배선은 FPCB를 통해 메인 PCB로 연결되고 있다.
한국특허공개 제2015-0090697호는 FPCB 및 이를 포함하는 터치센서 모듈을 개시하고 있는데, 개시된 FPCB의 구조를 보면, 접속부에서 FPCB와 전자기기 사이의 단차를 제거하여 터치센서의 접속 신뢰성을 높이고 있다.
이와 같이, 종래의 FPCB는 전력과 신호를 전달하는 전력 배선층과 신호 배선층을 하나의 층에 형성하고, 상하부에는 커버층을 형성하여 상하부 배선층을 보호하는 구조를 취하고 있다.
그런데, 이러한 구조를 갖는 종래의 FPCB를 고주파 혹은 초고주파 통신 환경에서 사용하면, 신호의 짧은 파장으로 인해 전송 선로에서 잡음과 전송 손실이 증가할 수 있다. 이러한 잡음, 손실의 증가는 FPCB와 안테나 사이에 전력과 신호를 송수신할 때 두드러질 수 있다.
본 발명은 고주파 혹은 초고주파 통신 환경에서 FPCB를 사용할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위한 것으로,
첫째, FPCB를 통해 전력, 신호를 전달하는 과정에서 발생하는 손실과 잡음을 최소화할 수 있고,
둘째, FPCB를 안테나 또는 메인 PCB에 연결할 때 유연성을 최대화할 수 있으며,
셋째, IC 칩과 안테나 사이의 전송 거리를 최소화하여 전송 손실을 더 줄일 수 있는, FPCB를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 FPCB는, 상부 배선층, 상부 배선층의 하부에 절연 적층되는 하부 배선층, 그리고 상부 배선층과 하부 배선층 사이에 절연 적층되어 전력 및 신호를 전달하는 전력 및 신호 배선층을 포함한다. 전력 및 신호 배선층은 전력을 전달하는 전력 배선층과 전력 배선층의 하부 또는 상부에 절연 적층되는 신호 배선층을 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB는 제1,2 접속부를 포함할 수 있다. 제1 접속부는 하부 배선층에서 일측방으로 연장 돌출하고, 제2 접속부는 하부 배선층에서 타측방으로 연장 돌출할 수 있다.
본 발명의 FPCB에서, 제1 접속부는 안테나부에 접속하는 안테나 접속부일 수 있고, 제2 접속부는 메인 PCB에 접속하는 메인 PCB 접속부일 수 있다.
본 발명의 FPCB는 하부 배선층의 상부에 절연성 기재필름을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB는 절연성 기재필름의 상부에 그라운드층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB는 하부 배선층, 절연성 기재필름, 및 그라운드층의 적층체 두께를 20 ~ 250㎛로 구성할 수 있다.
본 발명의 FPCB에서, 전력 배선층은 AC 전력 배선층과 AC 전력 배선층의 상부 또는 하부에 절연 적층되는 DC 전력 배선층을 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB에서, 전력 배선층은 AC 전력 배선과 DC 전력 배선을 동일층에 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB는 상부 배선층에 표면 실장되는 IC 칩을 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB는 상부 배선층, 전력 배선층, 신호 배선층, 하부 배선층 중 각 층 사이에 절연 적층되는 다수의 그라운드층을 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB는 상부 배선층의 상부에 결합하는 상부 커버층과 하부 배선층의 하부에 결합하는 하부 커버층을 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB는 상부 커버층의 상부에 결합하는 상부 EMI 차폐층과 하부 커버층의 하부에 결합하는 하부 EMI 차폐층을 포함할 수 있다.
본 발명의 FPCB는 상부 커버층 또는 상부 EMI 차폐층의 상부에 결합하는 위치고정 절연테이프를 포함할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 FPCB에 의하면, 전력을 전달하는 전력 배선층과 신호를 전달하는 신호 배선층을 상하로 분리하고 그 사이를 그라운드층으로 차폐함으로써, FPCB를 통해 전력, 신호를 전달하는 과정에서 발생하는 손실과 잡음을 최소화할 수 있다.
본 발명의 FPCB에 의하면, 안테나 접속부와 메인 PCB 접속부를 하부 배선층의 측방 단부에서 연장 돌출시켜 접속부의 두께를 최소화함으로써 FPCB의 유연성을 최대화할 수 있고, 그 결과 FPCB를 안테나와 메인 PCB에 용이하게 연결할 수 있다.
또한, 본 발명의 FPCB에 의하면, IC 칩을 FPCB의 상부에 표면 실장함으로써, IC 칩과 안테나 사이의 전송 거리를 최소화할 수 있고, 그 결과 전력, 신호를 전달할 때 발생하는 손실과 잡음을 더 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 FPCB를 장착한 휴대 단말기의 후방 구조를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 FPCB의 제1 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 FPCB의 제2 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 FPCB의 제3 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 FPCB의 전력 배선층을 도시하는 단면도이다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 FPCB를 장착한 휴대 단말기의 후방 구조를 도시하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 휴대 단말기는 FPCB(100), IC 칩(200), 메인 PCB(300), 배터리(400), 후방 케이스(500) 등을 포함할 수 있다.
FPCB(100)는 메인 PCB(300)와 터치센서(미도시) 또는 메인 PCB(300)와 안테나부(미도시) 사이에 신호를 전달 또는 처리하는 것으로, 메인 PCB(300)의 일측에 절연성 접착 테이프 등으로 고정될 수 있다.
FPCB(100)는 FPCB 본체(110), 안테나 접속부(120), PCB 접속부(130) 등을 포함할 수 있다.
FPCB 본체(110)는 전력을 전달하는 전력 배선층과 신호를 전달하는 신호 배선층을 상하로 분리하여 적층할 수 있다. FPCB 본체(110)는 전력 배선층과 신호 배선층 사이에 폴리이미드(PI; Polyimide) 필름과 같은 절연성 기재필름을 삽입하여 절연할 수 있다. FPCB 본체(110)는 전력 배선층과 신호 배선층 사이에 도전성 금속의 그라운드층을 삽입하여 전력 배선층과 신호 배선층을 차폐할 수 있다. FPCB 본체(110)는 절연성 기재필름을 유연성 재질로 구성하고, 전력 배선층, 신호 배선층, 그라운드층 등을 박막으로 구성하여, 쉽게 구부러지게 할 수 있다.
안테나 접속부(120)는 FPCB 본체(110)의 일측에서 일부를 연장 돌출시켜 구성할 수 있다. 안테나 접속부(120)는 안테나 접속패드를 구비하여 ACF 등의 접착필름을 통해 안테나부(미도시)에 결합할 수 있다.
PCB 접속부(130)는 FPCB 본체(110)의 타측에서 일부를 연장 돌출시켜 구성할 수 있다. PCB 접속부(130)는 PCB 접속패드를 구비하여 ACF 등의 접착필름을 통해 메인 PCB(300)에 결합할 수 있다.
이와 같이, FPCB (100)는 전력 배선층과 신호 배선층을 상하로 분리하고 차폐함으로써, 고주파수 대역, 예를들어 5G 주파수 대역인 28㎓ 에서도 신호 손실, 신호 간섭 등을 최소화할 수 있다.
IC 칩(200)은 신호를 처리하거나 제어 명령을 출력하는 것으로, FPCB 본체(110)의 상부에 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 표면 실장될 수 있다. IC 칩(200)은, FPCB(100)에 실장됨으로써, IC 칩(200)과 안테나부 사이의 전송 거리를 최소화할 수 있다. 이를 통해, IC 칩(200)과 안테나부 사이의 전송에서 발생하는 신호 손실, 신호 간섭을 최소화할 수 있다.
메인 PCB(300)는 FPCB(100)를 통해 안테나 등에 전원을 공급하고 신호를 송수신하는 것으로, 후방 케이스(500) 내에 결합 고정될 수 있다. 메인 PCB(300)는 메모리 카드 등을 삽입 장착하기 위한 소켓, 인터페이스 커넥터, 배터리 단자 등을 포함할 수 있다.
배터리(400)는 메인 PCB(300)에 결합할 수 있다. 배터리(400)는 메인 PCB(300)와 FPCB(100)를 통해 안테나 등에 전원을 공급할 수 있다.
후방 케이스(500)는 외부 충격으로부터 휴대 단말기를 보호하는 것으로, 전후로 개방되어 테두리부를 감싸는 형태로 구성할 수 있다. 후방 케이스(500)는 일체형으로 구성하거나, 다수의 범퍼 프레임으로 구성하여 휴대 단말기의 테두리부 전후방에서 결합하는 형태로 구성할 수도 있다. 범퍼 프레임은 결합돌기와 결합홈의 끼움으로 결합되게 할 수 있다. 후방 케이스(500)는 금속, 실리콘, 플라스틱 등으로 구성할 수 있다.
안테나부는 신호를 무선으로 송수신하는 것으로, 메인 PCB(300), 후방 케이스 등에 구비될 수 있다. 안테나부는 패턴층, 접속패드 등을 포함할 수 있다. 패턴층은 패치 안테나 또는 이들을 배열한 형태일 수 있고, 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금과 같은 저저항 금속이나 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 등의 투명 도전성 산화물을 사용할 수 있다. 접속패드는 패드(pad) 형태로 구성되어 FPCB(100)의 안테나 접속부(120)에 결합할 수 있다. 접속패드는 상술한 패턴층과 실질적으로 동일하거나 유사한 물질을 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 FPCB의 제1 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 FPCB(100)에서, FPCB 본체(110)는 전력 배선층(111)과 신호 배선층(113)을 상하로 분리하여 적층할 수 있다.
전력 배선층(111)은 배터리(400)로부터 IC 칩(200), 안테나부로 전력을 전달하는 것으로, 도전 금속막을 패터닝하여 구성할 수 있다.
신호 배선층(113)은 메인 PCB(300)와 IC 칩(200), 안테나부 사이에서 신호를 전달하는 것으로, 도전 금속막을 패턴닝하여 구성할 수 있다.
전력 배선층(111)은 절연성 기재필름(112e)에 의해 절연 및 지지될 수 있다.
신호 배선층(113)은 절연성 기재필름(112c)에 의해 절연 및 지지될 수 있다.
전력 배선층(111)과 신호 배선층(113)은 그라운드층(114b)에 의해 신호 간섭이 차폐될 수 있다. 그라운드층(114b)은 도전성 금속막, 예를들어 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금과 같은 저저항 금속 등으로 구성할 수 있다. 그라운드층(114b)은 절연성 기재필름(112d)에 의해 절연 및 지지되는데, 전력 배선층(111)과는 절연성 기재필름(112d)에 의해, 신호 배선층(113)과는 절연성 기재필름(112c)에 의해 절연될 수 있다.
하부 배선층(115a)은 메인 PCB(300), 안테나부 등과 접속하여 전력, 신호를 송수신하는 것으로, 신호 배선층(113)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 배선층(115a)은 도전 금속막을 패턴닝하여 구성할 수 있다.
하부 배선층(115a)은 절연성 기재필름(112a)에 의해 절연 및 지지될 수 있다.
하부 배선층(115a)은 그라운드층(114a)에 의해 상부의 신호 배선층(113)과 차폐될 수 있다.
그라운드층(114a)은 절연성 기재필름(112b)에 의해 절연 및 지지되는데, 하부 배선층(115a)과는 절연성 기재필름(112a)에 의해, 신호 배선층(113)과는 절연성 기재필름(112b)에 절연될 수 있다.
상부 배선층(115b)은 FPCB 본체(110)와 IC 칩(200)을 연결하여 이들 사이에 전력, 신호 등을 송수신하는 것으로, 전력 배선층(111)의 상부에 배치될 수 있다. 상부 배선층(115b)은 도전 금속막을 패턴닝하여 구성할 수 있다.
상부 배선층(115b)은 절연성 기재필름(112f)에 의해 절연될 수 있다.
상부 배선층(115b)은 그라운드층(114c)에 의해 전력 배선층(111)과 차폐될 수 있다.
그라운드층(114c)은 절연성 기재필름(112e)에 의해 전력 배선층(111)과, 절연성 기재필름(112f)에 의해 상부 배선층(115b)과 절연될 수 있다.
절연성 기재필름(112)은 내부에 상하로 관통하는 비아(via)를 구비할 수 있는데, 비아는 하부 배선층(115a), 신호 배선층(113), 전력 배선층(111), 상부 배선층(115b) 사이에서 전력, 신호를 전달할 수 있다.
절연성 기재필름(112)은 절연성과 유연성을 모두 갖춘, 예를들어 폴리이미드(PI), 액정고분자(LCP) 등을 이용할 수 있다.
IC 칩(200)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 상부 배선층(115b) 상에 표면 실장될 수 있다.
하부 커버층(117a)은 하부 배선층(115a)의 노출면, 즉 하면에 결합하여 하부 배선층(115a)의 노출면을 보호할 수 있다. 하부 커버층(117a)은 폴리이미드 필름에 열경화성 난연 에폭시 접착제가 코팅된 절연필름을 사용할 수 있다.
상부 커버층(117b)은 상부 배선층(115b)의 노출면, 즉 상면에 결합하여 상부 배선층(115b)의 노출면을 보호할 수 있다. 상부 커버층(117b)은 IC 칩(200)을 제외한 상부 배선층(115b)의 노출면에 결합할 수 있다. 상부 커버층(117b)은 폴리이미드 필름에 열경화성 난연 에폭시 접착제가 코팅된 절연필름을 사용할 수 있다.
도 2에 도시하지는 않았지만, 하부 커버층(117a)의 하부와 상부 커버층(117b)의 상부에는 전자파 차폐 기능을 갖는 하부 EMI(Electro Magnetic Interference) 차폐층과 상부 EMI 차폐층을 각각 형성할 수 있다.
하부/상부 EMI 차폐층은 금속층과 도전성 접착층이 적층된 필름일 수 있다.
도 2에서는, 전력 배선층(111)을 신호 배선층(113) 상부에 배치하고 있으나, 반대로 전력 배선층(111)을 신호 배선층(113) 하부에 배치할 수도 있다.
본 발명에 따른 FPCB(100)는 위치고정 절연테이프 등을 통해 메인 PCB(300)에 고정될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 FPCB의 제2 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제2 실시예의 FPCB(100)는 측방으로 돌출되는 안테나 접속부(120)와 메인 PCB 접속부(130)를 포함할 수 있다.
안테나 접속부(120)는 FPCB 본체(110)에서 한쪽 측방으로 돌출되며, 하부 배선층(115a)의 일측방 연장부와 안테나 접속패드를 포함할 수 있다. 안테나 접속패드는 안테나부에 결합할 수 있다.
메인 PCB 접속부(130)는 FPCB 본체(110)의 다른 측방, 즉 안테나 접속부(120)의 반대편에서 돌출 연장되어 형성될 수 있다. 메인 PCB 접속부(130)는 하부 배선층(115a)의 타측방 연장부와 PCB 접속패드를 포함할 수 있다 PCB 접속패드는 메인 PCB(300)에 연결될 수 있다.
도 3과 같이, 안테나 접속부(120)와 메인 PCB 접속부(130)를 하부 배선층(115a)의 연장부만으로 구성하면, 안테나 접속부(120)와 메인 PCB 접속부(130)의 유연성을 최대화할 수 있다.
제2 실시예의 나머지 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 나머지 구성에 대한 상세 설명은 제1 실시예의 관련 설명으로 갈음한다.
도 4는 본 발명에 따른 FPCB의 제3 실시예를 도시하는 단면도이다
도 4에 도시한 바와 같이, 안테나 접속부(120)는 FPCB 본체(110)에서 한쪽 측방으로 돌출 연장하되, 연장 부분에서, 하부 배선층(115a)의 상부에 결합하는 그라운드층(114a)을 포함할 수 있다. 연장 부분에서, 그라운드층(114a)은 절연성 기재필름(112a)에 의해 하부 배선층(115a)의 측방 연장부와 절연될 수 있다. 그라운드층(114a)은 하부 배선층(115a)과 신호 배선층(113) 사이를 차폐할 수 있다.
안테나 접속부(120)는 유연성을 갖도록 두께를 20 ~ 250㎛로 구성하고, 바람직하게는 25 ~ 150㎛로 구성할 수 있다. 예를들어, 안테나 접속부(120)는 8㎛ 두께의 동박 하부 배선층(115a), 12㎛ 두께의 PI필름인 절연성 기재필름(112a), 8㎛ 두께의 동박 그라운드층(114a)으로 구성할 수 있다. 안테나 접속부(120)의 두께가 20㎛ 미만이면, 하부 배선층(115a)의 두께를 8㎛ 미만으로 줄여야 하는데, 이 경우 하부 배선층(115a)의 저항이 증가하여 전도성이 떨어질 수 있다. 안테나 접속부(120)의 두께가 250㎛를 초과하면, 안테나 접속부(120)의 유연성이 떨어질 수 있다.
메인 PCB 접속부(130)는 FPCB 본체(110)의 다른 측방, 즉 안테나 접속부(120)의 반대편에서 돌출 연장하되, 연장 부분에서, 하부 배선층(115a)의 상부에 결합하는 그라운드층(114a)을 포함할 수 있다. 연장 부분에서, 그라운드층(114a)은 절연성 기재필름(112a)에 의해 하부 배선층(115a)의 타측방 연장부와 절연될 수 있다. 그라운드층(114a)은 하부 배선층(115a)과 신호 배선층(113) 사이를 차폐할 수 있다.
메인 PCB 접속부(130)는 유연성을 갖도록 두께를 20 ~ 250㎛로 구성하고, 바람직하게는 25 ~ 150㎛로 구성할 수 있다.
도 4에서, 안테나 접속부(120)와 메인 PCB 접속부(130)는 하부 배선층(115a)의 상부에 절연성 기재필름(112a)을 포함하되, 그 상부에는 그라운드층(114a)을 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 기재필름(112b)도 포함하지 않을 수 있다.
제3 실시예의 나머지 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 나머지 구성에 대한 상세 설명은 제1 실시예의 관련 설명으로 갈음한다.
도 5는 본 발명에 따른 FPCB의 전력 배선층을 도시하는 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 FPCB에서, 전력 배선층(111)은 AC 전력 배선층(111a)과 DC 전력 배선층(111b)을 상하로 분리하여 적층할 수 있다. AC 전력 배선층(111a)과 DC 전력 배선층(111b)는 적층 순서를 바꿀 수 있다.
AC 전력 배선층(111a)과 DC 전력 배선층(111b)은 절연성 기재필름(112g)에 의해 절연될 수 있고, 그라운드층(114d)에 의해 차폐될 수 있다.
도 5와 같이, 전력 배선층(111)을 AC 전력 배선층(111a)과 DC 전력 배선층(111b)으로 상하 분리하여 적층하면, 컨버터 부품의 배치가 어려운 경우와 같이 회로 디자인의 배치 요구에 유연하게 대응할 수 있다.
도 5에서, 전력 배선층(111)을 AC 전력 배선층(111a)과 DC 전력 배선층(111b)을 상하로 분리하여 구성한 것을 도시 및 설명하고 있으나, 전력 배선층(111)은 AC 전력 배선과 DC 전력 배선을 하나의 층, 즉 동일층에 모두 포함시켜 구성하는 것을 배제하는 것은 아니다.
이상에서 설명한 실시예 등은 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 당업계의 통상의 기술자라면 이러한 실시예 등을 다른 형태로 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변형이나 수정이 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
[부호의 설명]
100 : FPCB
110 : FPCB 본체
111 : 전력 배선층
112 : 기재 필름
113 : 신호 배선층
114 : 그라운드층
115a,115b : 하부/상부 배선층
117a,117b : 하부/상부 커버층
120 : 안테나 접속부
130 : 메인 PCB 접속부
200 : IC 칩
300 : 메인 PCB
400 : 배터리
500 : 후방 케이스

Claims (13)

  1. 상부 배선층;
    상기 상부 배선층의 하부에 절연 적층되는 하부 배선층; 및
    상기 상부 배선층과 상기 하부 배선층 사이에 절연 적층되어 전력 및 신호를 전달하는 전력 및 신호 배선층을 포함하되,
    상기 전력 및 신호 배선층은
    전력을 전달하는 전력 배선층; 및
    상기 전력 배선층의 하부 또는 상부에 절연 적층되는 신호 배선층을 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 배선층에서 일측방으로 연장 돌출하는 제1 접속부;
    상기 하부 배선층에서 타측방으로 연장 돌출하는 제2 접속부를 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 접속부는 안테나부에 접속하는 안테나 접속부이고,
    상기 제2 접속부는 메인 PCB에 접속하는 메인 PCB 접속부인, 연성 인쇄회로 기판.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하부 배선층의 상부에 절연성 기재필름을 더 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연성 기재필름의 상부에 그라운드층을 더 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부 배선층, 절연성 기재필름, 및 그라운드층의 적층체는 20 ~ 250㎛의 두께를 갖는, 연성 인쇄회로 기판
  7. 제1항에 있어서, 상기 전력 배선층은
    AC 전력 배선층;
    상기 AC 전력 배선층의 상부 또는 하부에 절연 적층되는 DC 전력 배선층을 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전력 배선층은
    AC 전력 배선과 DC 전력 배선을 동일층에 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 배선층에 표면 실장되는 IC 칩을 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상부 배선층, 전력 배선층, 신호 배선층, 하부 배선층 중 각 층 사이에 절연 적층되는 다수의 그라운드층을 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상부 배선층의 상부에 결합하는 상부 커버층;
    상기 하부 배선층의 하부에 결합하는 하부 커버층을 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상부 커버층의 상부에 결합하는 상부 EMI 차폐층;
    상기 하부 커버층의 하부에 결합하는 하부 EMI 차폐층을 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 상부 커버층 또는 상기 상부 EMI 차폐층의 상부에 결합하는 위치고정 절연테이프를 포함하는, 연성 인쇄회로 기판.
PCT/KR2020/004943 2019-04-12 2020-04-10 연성 인쇄회로 기판 Ceased WO2020209689A1 (ko)

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