WO2022203287A1 - 인쇄회로기판을 포함하는 전자장치 및 인쇄회로기판의 제조방법 - Google Patents

인쇄회로기판을 포함하는 전자장치 및 인쇄회로기판의 제조방법 Download PDF

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WO2022203287A1
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conductive layer
hole
printed circuit
circuit board
jumper
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김문영
우원명
강정일
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삼성전자(주)
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    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3415—Surface mounted components on both sides of the substrate or combined with lead-in-hole components

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device including a printed circuit board (PCB) and a method for manufacturing a PCB, and more particularly, to an electronic device including a double-sided PCB in which wiring is formed on both sides of a low-cost substrate, and the PCB It relates to a manufacturing method of
  • an electronic device that basically includes electronic components such as a CPU, a chipset, and a memory for calculations is various types depending on the information to be processed or the purpose of use.
  • electronic devices include information processing devices such as PCs or servers that process general-purpose information, image processing devices that process image data, audio devices that process audio, and household appliances that perform chores in the home.
  • the image processing apparatus may be implemented as a display apparatus that displays processed image data as an image on a display panel having its own.
  • a printed circuit board is implemented by printing electrical wiring on a substrate layer having insulating properties, and various electrical components or electronic components are mounted on the wiring of the printed circuit board, so that components requiring an electronic device (image processing board, power board) etc) are provided.
  • a case in which wiring is printed on only one side of both sides of the printed circuit board in opposite directions is referred to as a single-sided printed circuit board, and a case in which wiring is printed on both sides of the printed circuit board is referred to as a double-sided printed circuit board.
  • the single-sided printed circuit board uses only one surface of the printed circuit board, the degree of circuit integration is relatively low, and it is not easy to design in consideration of EMI (electro magnetic interference) because it is vulnerable to noise due to lack of grounding.
  • EMI electro magnetic interference
  • the warpage of the printed circuit board may occur due to a difference between the coefficient of thermal expansion of the material of the substrate layer and the coefficient of thermal expansion of the material of the wiring.
  • the double-sided printed circuit board uses both sides of the printed circuit board, the degree of freedom in design is high, the EMI characteristic is excellent, and the printed circuit board is strong in bending.
  • a design called a through-hole via is applied to electrically connect wires on both sides to each other.
  • the through-type via drills a through hole in the printed circuit board from the wiring on the first side to the wiring on the second side, and surrounds the through hole with a conductive material so that the wiring on the first side and the wiring on the second side are electrically connected. It is formed by plating with However, in order to ensure the quality of the through-type via, the inner circumferential surface of the through-hole must be smooth. When the material of the substrate layer is hard and expensive, drilling is used to process the through hole, and as a result, the inner circumferential surface of the through hole becomes smooth.
  • a printed circuit board using a substrate layer of an expensive material can be of a double-sided type, but a printed circuit board using a substrate layer of a low cost material uses only a single-sided type.
  • the substrate layer made of an expensive material is difficult to process due to high rigidity, and the price of the material is high. From this point of view, if a double-sided printed circuit board including a low-cost substrate layer can be applied, the manufacturing cost of the electronic device can be reduced.
  • a substrate layer including a paper material, a first conductive layer printed on a partial region on a first surface of the substrate layer, and the substrate layer opposite to the first surface
  • the first conductive layer and the second conductive layer are inserted into a second conductive layer printed on a partial region on the second surface of and a printed circuit board including jumper wires electrically connecting the layers.
  • the region of the substrate layer forming the through hole may not include a conductive material.
  • an end of the jumper wire may be provided to protrude from the outlet of the through hole and to be folded toward the first conductive layer or the second conductive layer.
  • the through hole may include a first hole provided to accommodate one end of the jumper wire, and a second hole spaced apart from the first hole and provided to receive the other end of the jumper wire.
  • it may include a soldering part provided between the first conductive layer and the jumper wire, or the second conductive layer and the jumper wire.
  • the soldering part includes a first soldering part provided at the entrance of the first hole into which one end of the jumper wire is inserted, and a second part spaced apart from the first soldering part and provided at the entrance of the second hole into which the other end of the jumper wire is inserted. It may include a soldering part.
  • the soldering unit may include a third soldering unit provided at an outlet opposite to the inlet of the first hole, and a fourth soldering unit spaced apart from the third soldering unit and provided at an outlet opposite to the inlet of the second hole. .
  • first conductive layer or the second conductive layer may have a material on which a surface treatment for electrical insulation is performed in the remaining region of the region where the soldering part is provided.
  • the method of manufacturing a printed circuit board of an electronic device comprises the steps of: printing a first conductive layer on a partial region on a first surface of a substrate layer including a paper material; Printing a second conductive layer on a partial region on a second surface of the substrate layer in the opposite direction, and forming a through hole through the first conductive layer, the substrate layer, and the second conductive layer; and inserting a jumper wire into the through hole to electrically connect the first conductive layer and the second conductive layer.
  • the through hole may be formed in the substrate layer by a punching process using a mold.
  • 1 is a block diagram of an electronic device.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view showing a state in which a conductive layer is laminated on a substrate layer to manufacture a printed circuit board.
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a through hole is formed by a punching process in a printed circuit board on which a pattern is formed.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view illustrating a printed circuit board having a plurality of through-holes formed by a punching process.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view showing a state in which a jumper wire is inserted into a jumper hole of a printed circuit board.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a jumper wire on a first conductive layer of a printed circuit board is soldered.
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a component is mounted on a second conductive layer of a printed circuit board.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a component is mounted on a first conductive layer of a printed circuit board.
  • FIG. 9 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a second conductive layer of a printed circuit board is soldered.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a soldering state after connecting wires on both sides using jumper wires on a printed circuit board.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating an example in which a land is disposed between two jumper holes in a printed circuit board.
  • FIG. 12 is a plan view illustrating a design example of wiring and jumper holes in a printed circuit board.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating an example in which a first wiring and a second wiring are connected using a pair of jumper wires on a printed circuit board.
  • FIG. 14 is a plan view illustrating an example of soldering when there is a separate hole between two jumper holes in a printed circuit board.
  • 15 is a side cross-sectional view illustrating an example of connecting two printed circuit boards with one jumper wire.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a printed circuit board.
  • 17 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a jumper wire on a first conductive layer of a printed circuit board is soldered.
  • FIG. 18 is a side cross-sectional view illustrating a state in which the second conductive layer of the printed circuit board of FIG. 17 is soldered.
  • 1 is a block diagram of an electronic device.
  • the electronic device 1 is implemented as, for example, a display device.
  • the type of the electronic device 1 is not limited, and is a fixed display device including a TV, a monitor, a digital signage, an electronic board, an electronic picture frame, a video wall, and the like; or an image processing device including a set-top box, an optical media player, and the like; an information processing device including a computer body, a laptop computer, and the like; It is a mobile device including a smart phone, a tablet device, a portable multimedia player, and the like; is a wearable device; It may be implemented in various types of devices such as household appliances including refrigerators, washing machines, air conditioners, and dishwashers.
  • the electronic device 1 may include an interface unit 10 .
  • the interface unit 10 includes an interface circuit for the electronic device 1 to communicate with various types of devices and servers including the external device 205 and to transmit and receive data.
  • the interface unit 10 includes at least one of one or more wired interface units 11 for a wired communication connection and one or more wireless interface units 12 for wireless communication connection.
  • the wired interface unit 11 includes a connector or port to which a cable of a predefined transmission standard is connected.
  • the wired interface unit 11 includes a port to which a terrestrial or satellite broadcasting antenna is connected to receive a broadcast signal, or a cable for cable broadcasting is connected.
  • the wired interface unit 11 includes ports to which cables of various wired transmission standards such as HDMI, DP, DVI, component, composite, S-Video, and Thunderbolt are connected to be connected to various image processing devices.
  • the wired interface unit 11 includes a USB standard port for connecting to a USB device.
  • the wired interface unit 11 includes an optical port to which an optical cable is connected.
  • the wired interface unit 11 includes an audio input port to which an external microphone is connected, and an audio output port to which a headset, earphone, external speaker, and the like are connected.
  • the wired interface unit 11 includes an Ethernet port connected to a gateway, a router, a hub, or the like to access a wide area network.
  • the wireless interface unit 12 includes a bidirectional communication circuit including at least one of components such as a communication module and a communication chip corresponding to various types of wireless communication protocols.
  • the wireless interface unit 12 includes a Wi-Fi communication chip that performs wireless communication with an AP (access point) according to a Wi-Fi method, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, WirelessHD, WiGig, NFC, etc. It includes a communication chip for performing wireless communication, an IR module for IR communication, and a mobile communication chip for performing mobile communication with a mobile device.
  • the electronic device 1 may include a display unit 20 .
  • the display unit 20 includes a display panel capable of displaying an image on the screen.
  • the display panel is provided with a light-receiving structure such as a liquid crystal type or a self-luminous structure such as an OLED type.
  • the display unit 20 may further include additional components according to the structure of the display panel. For example, if the display panel is a liquid crystal type, the display unit 20 includes a liquid crystal display panel and a backlight unit for supplying light. and a panel driving substrate for driving the liquid crystal of the liquid crystal display panel.
  • the electronic device 1 may include a user input unit 30 .
  • the user input unit 30 includes various types of user input interface related circuits that are provided to allow a user to manipulate the user in order to perform a user input.
  • the user input unit 30 can be configured in various forms depending on the type of the electronic device 1 , for example, a mechanical or electronic button unit, a touch pad, a sensor, a camera, a touch screen, and an electronic device of the electronic device 1 .
  • the electronic device 1 may include a storage unit 40 .
  • the storage unit 40 stores digitized data.
  • the storage unit 40 is a non-volatile storage capable of preserving data regardless of whether power is supplied or not, and data to be processed by the processor 60 is loaded, and data is stored when power is not provided. It contains a memory of volatilization properties that cannot.
  • Storage includes flash-memory, hard-disc drive (HDD), solid-state drive (SSD), read only memory (ROM), and the like.
  • Memory includes buffers and random access memory (RAM). etc.
  • the electronic device 1 may include a power supply unit 50 .
  • the power supply unit 50 adjusts the power characteristics of the input external power to correspond to each component of the electronic device 1 and transmits it to the corresponding components.
  • the power supply unit 50 converts AC power input from an external power source into DC power, and outputs power adjusted to a current or voltage suitable for each component of the electronic device 1 .
  • the power supply unit 50 may include a switched mode power supply (SMPS).
  • SMPS switched mode power supply
  • the electronic device 1 may include a processor 60 .
  • the processor 60 includes one or more hardware processors implemented with a CPU, a chipset, a buffer, a circuit, etc. mounted on a printed circuit board, and may be implemented as a system on chip (SOC) depending on a design method.
  • SOC system on chip
  • the processor 60 includes modules corresponding to various processes such as a demultiplexer, a decoder, a scaler, an audio digital signal processor (DSP), and an amplifier.
  • DSP audio digital signal processor
  • some or all of these modules may be implemented as SOC.
  • a module related to image processing such as a demultiplexer, decoder, and scaler may be implemented as an image processing SOC
  • an audio DSP may be implemented as a chipset separate from the SOC.
  • the interface unit 10 and the processor 60 may be implemented as a main board by being mounted on a printed circuit board.
  • the power supply unit 50 may be implemented as a power board including a printed circuit board on which electrical components are mounted on a plate surface.
  • the display unit 20 includes a driving board for driving the display panel, and may include a printed circuit board on which various components are mounted rather than this driving.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view showing a state in which a conductive layer is laminated on a substrate layer to manufacture a printed circuit board.
  • a substrate layer 1100 is provided to manufacture the printed circuit board 1000 .
  • the substrate layer 1100 of the printed circuit board 1000 may include materials of various materials. Commonly used materials include FR-1 and CEM-1, which are relatively inexpensive, and FR-4, which are relatively expensive.
  • FR-1 includes paper materials (eg laminated paper).
  • CEM-1 includes paper material and glass fiber fabric.
  • FR-4 does not contain paper material, but contains glass fiber fabric and epoxy material.
  • the substrate layer 1100 according to the present embodiment uses a relatively inexpensive FR-1 or CEM-1, that is, includes a paper material.
  • the substrate layer 1100 has a first surface 1110 and a second surface 1120 opposite to the first surface 1110 .
  • the first conductive layer 1200 is stacked on the first surface 1110 of the substrate layer 1100
  • the second conductive layer 1300 is stacked on the second surface 1120 of the substrate layer 1100 .
  • the first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300 may be made of any material through which electricity can pass, and include, for example, a copper material.
  • a process eg, an etching process of forming an electric wiring pattern is performed on each of the stacked first and second conductive layers 1200 and 1300 .
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a through hole is formed by a punching process in a printed circuit board on which a pattern is formed.
  • a first conductive layer 1200 formed in an electric wiring pattern is stacked on a first surface 1110 of a substrate layer 1100 , and a second surface 1120 of the substrate layer 1100 is stacked.
  • a second conductive layer 1300 formed in an electric wiring pattern is stacked thereon.
  • the electric wiring There are various methods of forming the electric wiring on the first surface 1110 (or the second surface 1120 ). For example, after the entire copper film is printed on the first surface 1110 (or the second surface 1120 ), the first conductive layer 1200 (or the second conductive layer 1300 ) through an etching process according to the pattern can be formed. Alternatively, for example, the first conductive layer 1200 (or the second conductive layer 1300 ) according to a pattern may be printed on the first surface 1110 (or the second surface 1120 ) from the beginning.
  • surface treatment for insulation may be performed on the first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300 .
  • the above-described surface treatment is not performed on the entire first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300, but is performed on a position where an electric/electronic component will be mounted later and a position where a through hole to be described later will be formed. doesn't happen
  • a region on which surface treatment for insulation is not performed on the first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300 is referred to as a “land”.
  • the substrate layer 1100 is FR-1. Since a paper material such as CEM-1 is included, a hole is formed using a punching process by the mold apparatus 2000 without using drilling.
  • the mold apparatus 2000 includes a first frame 2100 disposed on the bottom surface, and a second frame 2200 facing the first frame 2100 and movable up and down.
  • the first frame 2100 includes a plurality of first punchers 2110 protruding toward the second frame 2200 .
  • the second frame 2200 includes a plurality of second punchers 2210 protruding toward the first frame 2100 to respectively correspond to the plurality of first punchers 2110 .
  • the first puncher 2110 or the second puncher 2210 has, for example, a cylindrical shape having a diameter corresponding to the diameter of the through hole to be machined, and has a sharply machined end so as to easily penetrate the printed circuit board 1000 . can have
  • the structure of the mold apparatus 2000 as in this embodiment is only one example of various means for punching, and does not limit the punching processing method for the through hole of the printed circuit board 1000 .
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view illustrating a printed circuit board having a plurality of through-holes formed by a punching process.
  • the printed circuit board 1000 includes a plurality of through holes 1400 and 1500 .
  • the through holes 1400 and 1500 pass through the first conductive layer 1200 , the substrate layer 1100 and the second conductive layer 1300 , or the first conductive layer depending on the position on the printed circuit board 1000 .
  • Various examples are possible, such as the case of penetrating the 1200 and the substrate layer 1100 or the case of penetrating the substrate layer 1100 and the second conductive layer 1300 .
  • the through-holes 1400 and 1500 include a jumper hole 1400 for accommodating a jumper wire 3000 to be described later, and a mounting hole 1500 for accommodating a lead wire of an electric/electronic component according to their function. do.
  • the jumper hole 1400 includes a first jumper hole 1410 and a second jumper hole 1420 adjacent to each other.
  • the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 are arranged so that one jumper wire 3000 is accommodated, and as a result, the first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300 are electrically connected to each other. prepared to connect. Accordingly, the jumper hole 1400 is formed to penetrate the first conductive layer 1200 , the substrate layer 1100 , and the second conductive layer 1300 .
  • the mounting hole 1500 is provided to connect the lead wire extending from the bottom surface of the component to the first conductive layer 1200 or the second conductive layer 1300 .
  • the mounting hole 1500 may be formed to penetrate the first conductive layer 1200 and the substrate layer 1100 , or may be formed to penetrate the substrate layer 1100 and the second conductive layer 1300 .
  • the location of the mounting hole 1500 is not limited to this example.
  • the jumper wire 3000 includes a conductive material such as copper, and is accommodated in the jumper hole 1400 to electrically connect the first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300 .
  • the jumper wire 3000 includes a central portion 3100 extending parallel to the longitudinal direction of the printed circuit board 1000 (or parallel to the first conductive layer 1200 or the second conductive layer 1300), and the central portion (3100)
  • the jumper wire 3000 is, for example, from the outside of the first conductive layer 1200, the first connection part 3200 and the second connection part 3300 are respectively a first jumper hole 1410 and a second jumper hole 1420. It is mounted on the printed circuit board 1000 in the form of being inserted into the.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view showing a state in which a jumper wire is inserted into a jumper hole of a printed circuit board.
  • the central part 3100 is placed on the first conductive layer 1200 , and the first connection part 3200 . and the second connection part 3300 passes through the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 , respectively.
  • the end of the first connection part 3200 and the end of the second connection part 3300 protrude from the openings (hereinafter, also referred to as "outlets") of the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420.
  • these ends are bent to be folded toward the second conductive layer 1300 , thereby preventing the jumper wire 3000 from being separated from the printed circuit board 1000 .
  • the jumper wire 3000 has a first jumper hole 1410 and a second jumper hole, respectively, from the outside of the second conductive layer 1300 , the first connection part 3200 and the second connection part 3300 . It may be mounted on the printed circuit board 1000 in the form of being inserted into the 1420 . Regarding the direction from which the jumper wire 3000 will be mounted on the printed circuit board 1000 , it depends on various factors such as the design characteristics of the printed circuit board 1000 or the characteristics of equipment for manufacturing the printed circuit board 1000 . can be decided.
  • soldering is performed on the jumper wire 3000 .
  • the soldering method may vary depending on which side of the printed circuit board 1000 is soldered in which direction the soldering equipment is provided. In this embodiment, the soldering equipment is provided to solder one surface of the printed circuit board 1000. explain about
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a jumper wire on a first conductive layer of a printed circuit board is soldered.
  • a predetermined plate surface among both surfaces 1001 and 1002 of the printed circuit board 1000 may be first soldered.
  • the first plate surface 1001 includes the first surface 1110 and the first conductive layer 1200 of the substrate layer 1100 .
  • the second surface 1002 is a surface including the second surface 1120 and the second conductive layer 1300 of the substrate layer 1100 .
  • a component having a relatively high height among the first plate surface 1001 and the second plate surface 1002 of the printed circuit board 1000 may be designed to be mounted on the first plate surface 1001 .
  • the soldering method is not limited and, for example, wave soldering may be used, and depending on the equipment, there may be a limit on the height of a jig that prevents component damage during wave soldering. Since it is necessary to solder from the plate surface on which the high part is mounted when the height of the component is subject to the height limit of the jig, the first plate surface 1001 of the printed circuit board 1000 is the second plate surface 1002 in this embodiment. soldered first.
  • the soldering equipment When the soldering equipment is provided to perform soldering from the lower side of the printed circuit board 1000 in the drawing, the first plate surface 1001 is directed downward in this drawing, that is, the soldering equipment is directed to the first conductive layer 1200 and the jumper wire. Soldering to (3000) is performed. Soldering is not performed so as to cover the entire first conductive layer 1200 with the jumper wire 3000, but a bending region of the central portion 3100 and the first connection portion 3200, and the central portion 3100 and the second connection portion ( 3300) is performed for each of the bending regions.
  • first soldering is performed on the region of the first conductive layer 1200 forming an opening (hereinafter, referred to as an “inlet”) opposite to the exit of the first jumper hole 1410 into which the first connection part 3200 is inserted.
  • the second soldering portion 4200 is formed in the region of the first conductive layer 1200 that forms the inlet of the second jumper hole 1420 into which the second connection portion 3300 is inserted.
  • the first soldering part 4100 and the second soldering part 4200 are not connected to each other and are separated from each other. The reason for such provision is related to the land of the first conductive layer 1200 . The contents related to the land will be described later.
  • the jumper wire 3000 is fixed to the printed circuit board 1000 , while the first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300 . electrical connection is ensured.
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a component is mounted on a second conductive layer of a printed circuit board.
  • the first component 5100 is formed on the second conductive layer 1300 .
  • the second component having a relatively high height is designed to be mounted on the first plate surface 1001 of the printed circuit board 1000
  • the first component 5100 having a relatively low height prior to this is the second conductive element. mounted on layer 1300 .
  • the first component 5100 is mounted on the second conductive layer 1300 by a bonding method without using the mounting hole 1500 .
  • the printed circuit board 1000 is turned over for the next process.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a component is mounted on a first conductive layer of a printed circuit board.
  • the second component 5200 is mounted on the first plate surface 1001 of the printed circuit board 1000 .
  • the second component 5200 has a relatively higher height than the first component 5100 mounted on the second conductive layer 1300 , and one or more lead wires 5210 extend from one surface thereof.
  • the lead wire 5210 is accommodated in the mounting hole 1500 .
  • the end of the lead wire 5210 accommodated in the mounting hole 1500 protrudes from the opening on the side of the second conductive layer 1300 in the mounting hole 1500 .
  • FIG. 9 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a second conductive layer of a printed circuit board is soldered.
  • soldering is performed on the second conductive layer 1300 . Specifically, soldering to the jumper wire 3000 , soldering to the first component 5100 , and soldering to the lead wire 5210 of the second component 5200 are performed on the second conductive layer 1300 , respectively.
  • soldering By soldering, the third soldering part 4300 for the area of the second conductive layer 1300 that forms the exit of the first jumper hole 1410 into which the first connection part 3200 is inserted, and the second connection part 3300 ), a fourth soldering part 4400 is provided for the area of the second conductive layer 1300 forming the exit of the second jumper hole 1420 inserted therein.
  • the third soldering part 4300 and the fourth soldering part 4400 are not connected but are separated from each other, and the reason for such provision is related to the land of the second conductive layer 1300 . The contents related to the land will be described later.
  • the first component soldering part 4500 for the first component 5100 bonded on the second conductive layer 1300 is provided.
  • the second component soldering part 4600 is provided in the area of the second conductive layer 1300 forming the exit of the mounting hole 1500 into which the lead wire 5210 is inserted. Through the second component soldering part 4600 , the lead wire 5210 is coupled to the second conductive layer 1300 , while being electrically connected to the second conductive layer 1300 and the second component 5200 .
  • the double-sided printed circuit board 1000 can be implemented using a relatively inexpensive substrate layer 1100 including a paper material.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a soldering state after connecting wires on both sides using jumper wires on a printed circuit board.
  • the jumper wire 3000 is inserted into the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 .
  • the first jumper hole 1410 is disposed in the first wiring 6100 on the first surface 1110 of the printed circuit board 1000
  • the second jumper hole 1420 is the second surface of the printed circuit board 1000 . It is disposed in the second wiring 6200 on 1120 .
  • the first wiring 6100 and the second wiring 6200 respectively correspond to the first conductive layer 1200 (refer to FIG. 5) and the second conductive layer 1300 (refer to FIG. 5) described in the previous embodiment.
  • Surface treatment for insulation may be additionally performed on the first wiring 6100 .
  • this area that is, the land 6110, is not subjected to the above-described surface treatment. does not In the case of the second jumper hole 1420 and in the case of the second wiring 6200, the structure of the same principle is also applied.
  • the first soldering part 4100 is formed on the land 6110 by soldering, the land 6110 of the first wiring 6100 and the jumper wire 3000 are electrically connected and coupled to each other. The description of the same principle is also applied to the remaining second soldering part 4200 , the third soldering part 4300 , and the fourth soldering part 4400 .
  • a separate third wiring 6300 passing the area between the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 on the first surface 1110 is a jumper wire ( 3000) may be crossed. If the third wire 6300 is electrically connected to the jumper wire 3000 , as a result, the third wire 6300 is electrically connected to the first wire 6100 and the second wire 6200 . In order to avoid this, an insulating surface treatment is performed on the entire third wiring 6300 or an insulating solder resistor is applied on the area 6310 of the third wiring 6300 crossing the jumper wire 3000. There is a way.
  • the reason why the first soldering part 4100 and the second soldering part 4200 are separated from each other is also related to the above case. If the first soldering part 4100 and the second soldering part 4200 are not separated and soldering is performed in an area including both the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 , the third wiring In order to insulate (6300), it is necessary to apply solder resist over a wider area. However, when the first soldering part 4100 and the second soldering part 4200 are separated from each other as in the present embodiment, only the area 6310 of the third wiring 6300 crossing the jumper wire 3000 is considered. Insulation of the third wiring 6300 is possible only with the range of the solder resistor.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating an example in which a land is disposed between two jumper holes in a printed circuit board.
  • the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 of the jumper hole 1400 are both located in the first wiring 6400 and the second wiring 6500 . That is, the inlet of the first jumper hole 1410 and the inlet of the second jumper hole 1420 are in the first wiring 6400 , and the outlet of the first jumper hole 1410 and the outlet of the second jumper hole 1420 . is in the second wiring 6500 .
  • the land 6410 on the first surface 1110 for soldering may not be provided around each of the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 .
  • the land 6410 on the first surface 1110 is an area of the first wiring 6400 between the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 through which the jumper wire 3000 passes.
  • the land 6410 is a jumper wire passing between the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 in the area between the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 . It is positioned to correspond to (3000). Soldering is performed on the jumper wire 3000 on this land 6410, thereby fixing the jumper wire 3000, while the first wire 6400 and the second wire 6500 are electrically connected through the jumper wire 3000. to be connected to
  • FIG. 12 is a plan view illustrating a design example of wiring and jumper holes in a printed circuit board.
  • (3000) is provided.
  • the first jumper hole 1410 is located in the first wiring 6600 while not in the second wiring 6700 .
  • the second jumper hole 1420 is not located in the first wiring 6600 , but is located in the second wiring 6700 . Even in this case, an electrical connection between the first wiring 6600 and the second wiring 6700 is possible using the jumper wire 3000 .
  • soldering is performed on the inlet and outlet of the first jumper hole 1410 and the inlet and outlet of the second jumper hole 1420 , respectively.
  • the electrical connection between the first wiring 6600 and the second wiring 6700 is a soldered area at the entrance of the first jumper hole 1410 in the first wiring 6600, a jumper wire 3000, and Through the soldered area at the outlet of the second jumper hole 1420 in the second wiring 6700 .
  • FIG. 13 is a plan view illustrating an example in which a first wiring and a second wiring are connected using a pair of jumper wires on a printed circuit board.
  • a plurality of A jumper wire 3000 may be provided in order to electrically connect the first wiring 6800 on the first surface 1110 of the printed circuit board 1000 and the second wiring 6900 on the second surface 1120 of the printed circuit board 1000 .
  • a plurality of pairs of the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 are also provided to correspond to each jumper wire 3000 .
  • the case where the number of the pair of the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 and the corresponding jumper wires 3000 is two will be described, but it may be three or more.
  • the two jumper wires 3000 are inserted into the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 in opposite directions.
  • any one of the jumper wires 3000 is inserted into the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 from the first surface 1110 of the printed circuit board 1000
  • the other jumper The line 3000 is inserted into the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 from the second surface 1120 of the printed circuit board 1000 .
  • by performing the insertion process of the jumper wire 3000 for each of the first surface 1110 and the second surface 1120 individually more stably between the first wiring 6800 and the second wiring 6900 . can be connected
  • FIG. 14 is a plan view illustrating an example of soldering when there is a separate hole between two jumper holes in a printed circuit board.
  • (3000) is provided.
  • the jumper wire 3000 is accommodated in the jumper hole 1400 , and the jumper hole 1400 has an inlet formed in the first wire 7100 and an outlet formed in the second wire 7200 .
  • the method in which the jumper wire 3000 is inserted into the jumper hole 1400 is the same as described in the previous embodiments.
  • a through hole 7300 is formed in a region between the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 of the printed circuit board 1000 . This through-hole 7300 is formed to pass through the first wiring 7100 and the second wiring 7200 .
  • soldering can be performed in the following manner.
  • soldering is performed on the through-hole 7300 rather than the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 , so that on the through-hole 7300 and the jumper wire 3000 .
  • a first soldering part 7410 is provided. When the first soldering part 7410 is formed, the solder goes through the through hole 7300 to the second wiring 7200 , so that the jumper wire 3000 on the second wiring 7200 by the first soldering part 7410 . ) can be fixed together. Depending on the design method, soldering may be completed only in such a single process.
  • the second soldering part 7420 is provided by soldering to the first jumper hole 1410 , and soldering to the second jumper hole 1420 is performed.
  • a process in which the third soldering part 7430 is provided may be added.
  • 15 is a side cross-sectional view illustrating an example of connecting two printed circuit boards with one jumper wire.
  • the first printed circuit board 8100 includes a first substrate layer 8110 and a first conductive layer 8120 stacked on one surface of the first substrate layer 8110 .
  • the second printed circuit board 8200 includes a second substrate layer 8210 laminated on the other surface of the first substrate layer 8110 and a second conductive layer laminated on one surface of the second substrate layer 8210 ( 8220).
  • the first substrate layer 8110 and the second substrate layer 8210 include, for example, a paper material.
  • the first printed circuit board 8100 includes a first jumper hole 8130 and a second jumper hole 8140 for accommodating the jumper wire 3000 .
  • the second printed circuit board 8200 includes a first jumper hole 8230 and a second jumper hole 8240 for accommodating the jumper wire 3000 .
  • the positions of the two first jumper holes 8130 and 8230 correspond to each other, and the positions of the two second jumper holes 8140 and 8240 correspond to each other.
  • the two jumper wires 3000 are respectively inserted into the two first jumper holes 8130 and 8230 and the two second jumper holes 8140 and 8240.
  • the first connection part 3200 of each jumper wire 3000 is inserted into the first jumper hole 8130 and 8230, and the second connection part 3300 of each jumper wire 3000 is connected to the second jumper hole 8140, 8240. is inserted into In this way, one jumper wire 3000 can electrically connect the first conductive layer 8120 and the second printed circuit board 8200 of the first printed circuit board 8100 to the second conductive layer 8220 .
  • the first conductive layer 8120 and the second conductive layer 8220 are disposed to face each other in opposite directions.
  • This structure may be applied when the first substrate layer 8110 and the second substrate layer 8210 have significantly different thermal expansion characteristics compared to the first conductive layer 8120 and the second conductive layer 8220 .
  • the first printed circuit board 8100 and the second printed circuit board 8200 are heated in one direction.
  • the first printed circuit board 8100 and the second printed circuit board 8200 in which the first conductive layer 8120 and the second conductive layer 8220 are stacked in opposite directions to each other are one When fixing with the jumper wire 3000 of the first printed circuit board 8100 and the second printed circuit board 8200, respectively, by offsetting each other, the overall strength can be reinforced.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a printed circuit board.
  • the present manufacturing apparatus may be a single apparatus, may be a system in which various apparatuses are combined, or may be a control apparatus for controlling operations of various apparatuses for manufacturing a printed circuit board.
  • step 9100 the manufacturing apparatus prints the first conductive layer 1200 on a partial area on the first surface 1110 of the substrate layer 1100 including the paper material.
  • step 9200 the manufacturing apparatus prints the second conductive layer 1300 on a partial area on the second surface 1120 of the substrate layer 1100 in the opposite direction to the first surface 1110 .
  • step 9300 the manufacturing apparatus forms a through hole 1400 to pass through the first conductive layer 1200 , the substrate layer 1100 , and the second conductive layer 1300 .
  • step 9400 the manufacturing apparatus electrically connects the first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300 by inserting the jumper wire 3000 into the through hole 1400 .
  • the manufacturing apparatus can manufacture the double-sided printed circuit board 1000 with the substrate layer 1100 made of an inexpensive paper material. More specific details are the same as those described in the previous embodiment.
  • 17 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a jumper wire on a first conductive layer of a printed circuit board is soldered.
  • the first surface 1001 of the printed circuit board 1000 is a surface including the first surface 1110 and the first conductive layer 1200 of the substrate layer 1100
  • the second surface 1002 of the printed circuit board 1000 is a surface including the second surface 1120 and the second conductive layer 1300 of the substrate layer 1100
  • the jumper wire 3000 is inserted into the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 from the first plate surface 1001, and passes through the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420. Both ends (ie, the end of the first connection part 3200 and the end of the second connection part 3300 ) protrude toward the second plate surface 1002 . Soldering is performed while the jumper wire 3000 is inserted in this way.
  • the process according to FIG. 17 is followed by the process according to FIG. 5 above.
  • the soldering of the jumper wire 3000 on the first plate surface 1001 is not performed at the inlet of the first jumper hole 1410 and the inlet of the second jumper hole 1420, but rather a jumper wire It is performed in one region of the first conductive layer 1200 between the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 through which 3000 passes. That is, the soldering part 4700 for coupling the jumper wire 3000 is provided on the land of the first conductive layer 1200 located between the first jumper hole 1410 and the second jumper hole 1420 . The soldering part 4700 physically fixes the jumper wire 3000 to the first conductive layer 1200 , while electrically connecting the first conductive layer 1200 and the second conductive layer 1300 through the jumper wire 3000 . connect to
  • FIG. 18 is a side cross-sectional view illustrating a state in which the second conductive layer of the printed circuit board of FIG. 17 is soldered.
  • soldering is performed on the second conductive layer 1300 .
  • the third soldering part 4300 for the area of the second conductive layer 1300 that forms the exit of the first jumper hole 1410 into which the first connection part 3200 is inserted, and the second connection part 3300
  • a fourth soldering part 4400 is provided for the area of the second conductive layer 1300 forming the exit of the second jumper hole 1420 inserted therein.
  • soldering unit 4500 and the second component 5200 for the first component 5100 Since the soldering part 4600 is substantially the same as the description of FIGS. 7 to 9 , a detailed description thereof will be omitted. In this way, various soldering structures for the jumper wire 3000 may be applied when the printed circuit board 1000 is manufactured.

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Abstract

전자장치는, 페이퍼 재질을 포함하는 기판층과, 기판층의 제1면 상의 일부 영역에 인쇄된 제1도전층과; 제1면의 반대방향인 기판층의 제2면 상의 일부 영역에 인쇄된 제2도전층과; 제1도전층, 기판층 및 제2도전층을 관통하도록 형성된 관통홀 내에 삽입됨으로써 제1도전층 및 제2도전층을 전기적으로 연결하는 점퍼선을 포함하는 인쇄회로기판을 포함한다.

Description

인쇄회로기판을 포함하는 전자장치 및 인쇄회로기판의 제조방법
본 발명은 인쇄회로기판(PCB; printed circuit board)을 포함하는 전자장치 및 PCB의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 저가형 기판의 양면에 각기 배선이 형성된 양면형 PCB를 포함하는 전자장치 및 그 PCB의 제조방법에 관한 것이다.
소정의 정보를 특정 프로세스에 따라서 연산 및 처리하기 위해, 연산을 위한 CPU, 칩셋, 메모리 등의 전자부품들을 기본적으로 포함하는 전자장치는, 처리 대상이 되는 정보 또는 사용 용도가 무엇인지에 따라서 다양한 종류로 구분될 수 있다. 예를 들면, 전자장치에는 범용의 정보를 처리하는 PC나 서버 등의 정보처리장치, 영상데이터를 처리하는 영상처리장치, 오디오를 처리하는 오디오장치, 가정 내 잡무를 수행하는 생활가전 등이 있다. 영상처리장치는 처리된 영상데이터를 자체 구비한 디스플레이 패널(display panel) 상에 영상으로 표시하는 디스플레이장치로 구현될 수 있다.
전자장치가 포함하는 많은 전기적 또는 전자적 구성요소는 인쇄회로기판을 포함한다. 기본적으로 인쇄회로기판은 절연 특성의 기판층에 전기 배선이 프린팅됨으로써 구현되며, 이 인쇄회로기판의 배선 상에 다양한 전기부품 또는 전자부품이 실장됨으로써 전자장치가 필요한 구성요소(영상처리보드, 파워보드 등)가 마련된다. 배선이 인쇄회로기판의 서로 반대방향에 있는 양면 중 일면에만 프린팅된 경우를 단면형 인쇄회로기판이라고 지칭하고, 배선이 인쇄회로기판의 양면에 모두 프린팅된 경우를 양면형 인쇄회로기판이라고 지칭한다. 단면형 인쇄회로기판은 인쇄회로기판의 일면만을 사용하므로, 상대적으로 회로 집적도가 떨어지게 되며, 접지 부족으로 인해 노이즈에 취약하므로 EMI(electro magnetic interference)를 고려한 설계가 용이하지 않다. 또한, 단면형 인쇄회로기판은 고온작업 시에, 기판층의 재질의 열팽창계수 및 배선의 재질의 열팽창계수 사이의 차이로 인해 인쇄회로기판의 휘어짐이 발생할 수 있다. 반면에, 양면형 인쇄회로기판은 인쇄회로기판의 양면을 모두 사용하기 때문에 설계상의 자유도가 높고 EMI 특성이 우수하며, 인쇄회로기판의 휘어짐에 강하다.
양면형 인쇄회로기판에서 양면의 배선을 전기적으로 서로 연결하기 위해서 관통형 비아(through-hole via)라는 설계가 적용된다. 관통형 비아는, 제1면의 배선으로부터 제2면의 배선까지의 인쇄회로기판에 관통홀을 뚫고, 제1면의 배선 및 제2면의 배선이 전기적으로 연결되도록 이 관통홀의 주위를 도전성 재질로 도금함으로써 형성된다. 다만, 관통형 비아의 품질이 보장되기 위해서는 상기한 관통홀의 내주면이 매끄러워야 한다. 기판층의 재질이 단단하고 고가인 경우에는 드릴링을 사용하여 관통홀을 가공하며, 그 결과 관통홀의 내주면이 매끄럽게 된다. 반면에, 기판층의 재질이 상대적으로 덜 단단하고 저가인 경우에는 소재의 강도가 드릴링을 사용하기 곤란하므로, 펀칭을 사용하여 관통홀을 가공하며, 그 결과 관통홀의 내주면이 거칠게 된다. 따라서, 고가 재질의 기판층을 사용하는 인쇄회로기판은 양면형이 가능하지만, 저가 재질의 기판층을 사용하는 인쇄회로기판은 단면형만을 사용하게 된다.
그러나, 상기한 장점에도 불구하고, 고가의 재질의 기판층은 강성이 높아서 가공이 힘들고, 또한 재질의 가격이 높으며, 드릴링 공정이 생산공정에 추가됨으로써 공정 단가도 상승한다. 이러한 관점에서, 저가의 재질의 기판층을 포함하는 양면형 인쇄회로기판을 적용할 수 있다면, 전자장치의 제조 단가를 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자장치는, 페이퍼 재질을 포함하는 기판층과, 상기 기판층의 제1면 상의 일부 영역에 인쇄된 제1도전층과, 상기 제1면의 반대방향인 상기 기판층의 제2면 상의 일부 영역에 인쇄된 제2도전층과, 상기 제1도전층, 상기 기판층 및 상기 제2도전층을 관통하도록 형성된 관통홀 내에 삽입됨으로써 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층을 전기적으로 연결하는 점퍼선을 포함하는 인쇄회로기판을 포함한다.
또한, 상기 관통홀을 형성하는 상기 기판층의 영역은, 도전성 재질을 포함하지 않을 수 있다.
또한, 상기 점퍼선의 단부는 상기 관통홀의 출구로부터 돌출되고, 상기 제1도전층 또는 상기 제2도전층을 향해 접히도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 관통홀은, 상기 점퍼선의 일단을 수용하게 마련된 제1홀과, 상기 제1홀로부터 이격되며 상기 점퍼선의 타단을 수용하게 마련된 제2홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1도전층 및 상기 점퍼선, 또는 상기 제2도전층 및 상기 점퍼선 사이에 마련된 솔더링부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔더링부는, 상기 점퍼선의 일단이 삽입되는 상기 제1홀의 입구에 마련된 제1솔더링부와, 상기 제1솔더링부와 이격되며 상기 점퍼선의 타단이 삽입되는 상기 제2홀의 입구에 마련된 제2솔더링부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔더링부는, 상기 제1홀의 입구와 반대되는 출구에 마련된 제3솔더링부와, 상기 제3솔더링부와 이격되며 상기 제2홀의 입구와 반대되는 출구에 마련된 제4솔더링부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1도전층 또는 상기 제2도전층은, 상기 솔더링부가 마련되는 영역의 나머지 영역에 전기적 절연을 위한 표면처리가 수행된 재질을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자장치의 인쇄회로기판의 제조방법은, 페이퍼 재질을 포함하는 기판층의 제1면 상의 일부 영역에 제1도전층을 인쇄하는 단계와, 상기 제1면의 반대방향인 상기 기판층의 제2면 상의 일부 영역에 제2도전층을 인쇄하는 단계와, 상기 제1도전층, 상기 기판층 및 상기 제2도전층을 관통하도록 관통홀을 형성하는 단계와, 상기 관통홀에 점퍼선을 삽입하여 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층을 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
또한, 금형을 사용한 펀칭 공정에 의해 상기 기판층에 상기 관통홀을 형성할 수 있다.
도 1은 전자장치의 구성 블록도이다.
도 2는 인쇄회로기판을 제조하기 위해 기판층에 도전층을 적층한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 3은 패턴이 형성된 인쇄회로기판에 펀칭 공정에 의해 관통홀을 형성하는 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 4는 펀칭 공정에 의해 복수의 관통홀이 형성된 인쇄회로기판의 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 5는 인쇄회로기판의 점퍼홀에 점퍼선을 삽입한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 6은 인쇄회로기판의 제1도전층 상의 점퍼선을 솔더링한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 7은 인쇄회로기판의 제2도전층 상에 부품을 실장한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 8은 인쇄회로기판의 제1도전층 상에 부품을 실장한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 9는 인쇄회로기판의 제2도전층에 대해 솔더링한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 10은 인쇄회로기판에서 점퍼선을 이용하여 양면의 배선 간을 연결한 이후 솔더링한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 11은 인쇄회로기판에서 랜드가 두 점퍼홀 사이에 배치된 예시를 나타내는 평면도이다.
도 12는 인쇄회로기판에서 배선 및 점퍼홀의 설계 예시를 나타내는 평면도이다.
도 13은 인쇄회로기판에서 한 쌍의 점퍼선을 사용하여 제1배선 및 제2배선을 연결한 예시를 나타내는 평면도이다.
도 14는 인쇄회로기판에서 두 점퍼홀 사이에 별도의 홀이 있는 경우의 솔더링 예시를 나타내는 평면도이다.
도 15는 두 인쇄회로기판을 하나의 점퍼선으로 연결시키는 예시를 나타내는 측단면도이다.
도 16은 인쇄회로기판의 제조방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 17은 인쇄회로기판의 제1도전층 상의 점퍼선을 솔더링한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 18은 도 17의 인쇄회로기판의 제2도전층에 대해 솔더링한 모습을 나타내는 측단면도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 관해 상세히 설명한다. 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 상호 배타적인 구성이 아니며, 하나의 장치 내에서 복수 개의 실시예가 선택적으로 조합되어 구현될 수 있다. 이러한 복수의 실시예의 조합은 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술자가 본 발명의 사상을 구현함에 있어서 임의로 선택되어 적용될 수 있다.
만일, 실시예에서 제1구성요소, 제2구성요소 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 있다면, 이러한 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용되는 것이며, 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용되는 바, 이들 구성요소는 용어에 의해 그 의미가 한정되지 않는다. 실시예에서 사용하는 용어는 해당 실시예를 설명하기 위해 적용되는 것으로서, 본 발명의 사상을 한정하지 않는다.
또한, 본 명세서에서의 복수의 구성요소 중 "적어도 하나(at least one)"라는 표현이 나오는 경우에, 본 표현은 복수의 구성요소 전체 뿐만 아니라, 복수의 구성요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.
도 1은 전자장치의 구성 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자장치(1)는 예를 들면 디스플레이장치로 구현된다. 그러나, 본 실시예와 같은 경우는 전자장치(1)의 다양한 구현 예시 중에 하나에 불과하다. 전자장치(1)의 종류는 한정되지 않으며, TV, 모니터, 디지털 사이니지(signage), 전자칠판, 전자액자, 비디오 월(video wall) 등을 포함하는 고정형 디스플레이장치이거나; 셋탑박스, 광학미디어 재생기기 등을 포함하는 영상처리장치이거나; 컴퓨터본체, 랩탑 컴퓨터 등을 포함하는 정보처리장치이거나; 스마트폰, 태블릿기기, 휴대용 멀티미디어 재생기기 등을 포함하는 모바일기기이거나; 웨어러블 디바이스이거나; 냉장고, 세탁기, 공기조화기, 식기세척기 등을 포함하는 생활가전 등의 다양한 종류의 장치로 구현될 수 있다.
전자장치(1)는 인터페이스부(10)를 포함할 수 있다. 인터페이스부(10)는 전자장치(1)가 외부장치(205)를 비롯한 다양한 종류의 장치 및 서버와 통신을 수행하고, 또한 데이터를 송수신하기 위한 인터페이스 회로를 포함한다. 인터페이스부(10)는, 유선 통신연결을 위한 하나 이상의 유선인터페이스부(11), 또는 무선 통신연결을 위한 하나 이상의 무선인터페이스부(12) 중 적어도 하나를 포함한다.
유선인터페이스부(11)는 기 정의된 전송규격의 케이블이 접속되는 커넥터 또는 포트를 포함한다. 예를 들면, 유선인터페이스부(11)는 방송신호를 수신하도록 지상파 또는 위성방송 안테나에 접속되거나 케이블방송의 케이블이 접속되는 포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 다양한 영상처리장치와 접속하도록 HDMI, DP, DVI, 컴포넌트, 컴포지트, S-Video, 썬더볼트 등 다양한 유선전송규격의 케이블이 접속되는 포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 USB 기기와 접속하기 위한 USB 규격의 포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 광케이블이 접속되는 광포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 외부 마이크로폰이 접속되는 오디오 입력 포트와, 헤드셋, 이어폰, 외부 스피커 등이 접속되는 오디오 출력 포트를 포함한다. 또는, 유선인터페이스부(11)는 광역 네트워크에 접속하기 위해 게이트웨이, 라우터, 허브 등에 접속하는 이더넷 포트를 포함한다.
무선인터페이스부(12)는 다양한 종류의 무선통신 프로토콜에 대응하는 통신모듈, 통신칩 등의 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 양방향 통신회로를 포함한다. 예를 들면, 무선인터페이스부(12)는 와이파이(Wi-Fi) 방식에 따라서 AP(access point)와 무선통신을 수행하는 와이파이 통신칩과, 블루투스, Zigbee, Z-Wave, WirelessHD, WiGig, NFC 등의 무선통신을 수행하는 통신칩, IR 통신을 위한 IR 모듈, 모바일기기와 이동통신을 수행하는 이동통신칩 등을 포함한다.
전자장치(1)는 디스플레이부(20)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(20)는 화면 상에 영상을 표시할 수 있는 디스플레이 패널을 포함한다. 디스플레이 패널은 액정 방식과 같은 수광 구조 또는 OLED 방식과 같은 자발광 구조로 마련된다. 디스플레이부(20)는 디스플레이 패널의 구조에 따라서 부가적인 구성을 추가로 포함할 수 있는데, 예를 들면 디스플레이 패널이 액정 방식이라면, 디스플레이부(20)는 액정 디스플레이 패널과, 광을 공급하는 백라이트유닛과, 액정 디스플레이 패널의 액정을 구동시키는 패널구동기판을 포함한다.
전자장치(1)는 사용자입력부(30)를 포함할 수 있다. 사용자입력부(30)는 사용자의 입력을 수행하기 위해 사용자가 조작할 수 있도록 마련된 다양한 종류의 사용자 입력 인터페이스 관련 회로를 포함한다. 사용자입력부(30)는 전자장치(1)의 종류에 따라서 여러 가지 형태의 구성이 가능하며, 예를 들면 전자장치(1)의 기계적 또는 전자적 버튼부, 터치패드, 센서, 카메라, 터치스크린, 전자장치(1)의 본체와 분리된 리모트 컨트롤러 등이 있다.
전자장치(1)는 저장부(40)를 포함할 수 있다. 저장부(40)는 디지털화된 데이터를 저장한다. 저장부(40)는 전원의 제공 유무와 무관하게 데이터를 보존할 수 있는 비휘발 특성의 스토리지(storage)와, 프로세서(60)에 의해 처리되기 위한 데이터가 로딩되며 전원이 제공되지 않으면 데이터를 보존할 수 없는 휘발 특성의 메모리(memory)를 포함한다. 스토리지에는 플래시메모리(flash-memory), HDD(hard-disc drive), SSD(solid-state drive) ROM(read only memory) 등이 있으며, 메모리에는 버퍼(buffer), 램(RAM; random access memory) 등이 있다.
전자장치(1)는 전원공급부(50)를 포함할 수 있다. 전원공급부(50)는 입력되는 외부 전원의 전력 특성을 전자장치(1)의 각 구성요소들에 대응하도록 조정하여 해당 구성요소들에게 전달한다. 예를 들면, 전원공급부(50)는 외부 전원으로부터 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 전자장치(1)의 각 구성요소에 맞는 전류 또는 전압으로 조정된 전력을 출력한다. 이를 위하여, 전원공급부(50)는 SMPS(switched mode power supply)를 포함할 수 있다.
전자장치(1)는 프로세서(60)를 포함할 수 있다. 프로세서(60)는 인쇄회로기판 상에 장착되는 CPU, 칩셋, 버퍼, 회로 등으로 구현되는 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 포함하며, 설계 방식에 따라서는 SOC(system on chip)로 구현될 수도 있다. 프로세서(60)는 전자장치(1)가 디스플레이장치로 구현되는 경우에 디멀티플렉서, 디코더, 스케일러, 오디오 DSP(digital signal processor), 앰프 등의 다양한 프로세스에 대응하는 모듈들을 포함한다. 여기서, 이러한 모듈들 중 일부 또는 전체가 SOC로 구현될 수 있다. 예를 들면, 디멀티플렉서, 디코더, 스케일러 등 영상처리와 관련된 모듈이 영상처리 SOC로 구현되고, 오디오 DSP는 SOC와 별도의 칩셋으로 구현되는 것이 가능하다.
전자장치(1)의 상기한 구성요소들 중 일부는, 인쇄회로기판을 포함한다. 예를 들어, 인터페이스부(10), 프로세서(60)는 인쇄회로기판 상에 실장됨으로써 메인보드로 구현될 수 있다. 또는, 전원공급부(50)는 판면 상에 전기부품이 실장된 인쇄회로기판을 포함하는 파워보드로 구현될 수 있다. 또는, 디스플레이부(20)는 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 구동보드를 포함하며, 이 구동보다는 다양한 부품이 실장된 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.
이하, 인쇄회로기판의 제조 과정에 관해 설명한다.
도 2는 인쇄회로기판을 제조하기 위해 기판층에 도전층을 적층한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1000)을 제조하기 위해 기판층(1100)이 마련된다. 인쇄회로기판(1000)의 기판층(1100)은 다양한 재질의 재료를 포함할 수 있다. 통상적으로 사용되는 재료는, 상대적으로 저가인 FR-1, CEM-1와, 상대적으로 고가인 FR-4 등이 있다. FR-1은 페이퍼 재질(예를 들면 laminated paper)을 포함한다. CEM-1은 페이퍼 재질 및 glass fiber fabric을 포함한다. FR-4는 페이퍼 재질을 포함하지 않고, glass fiber fabric, 에폭시 재질을 포함한다. 본 실시예에 따른 기판층(1100)은 상대적으로 저가인 FR-1 또는 CEM-1을 사용하는 바, 즉 페이퍼 재질을 포함한다.
기판층(1100)은 제1면(1110)과, 제1면(1110)의 반대면인 제2면(1120)을 가진다. 기판층(1100)의 제1면(1110) 상에 제1도전층(1200)이 적층되고, 기판층(1100)의 제2면(1120) 상에 제2도전층(1300)이 적층된다. 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300)은 전기가 통하는 모든 재질이 가능하며, 예를 들면 구리 재질을 포함한다. 이와 같이 적층된 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300) 각각에 대해 전기배선의 패턴을 형성하는 공정(예를 들어 식각 공정)이 수행된다.
도 3은 패턴이 형성된 인쇄회로기판에 펀칭 공정에 의해 관통홀을 형성하는 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판층(1100)의 제1면(1110) 상에 전기배선 패턴으로 형성된 제1도전층(1200)이 적층되고, 기판층(1100)의 제2면(1120) 상에 전기배선 패턴으로 형성된 제2도전층(1300)이 적층된다. 제1면(1110)(또는 제2면(1120)) 상에 전기배선을 형성하는 방법은 다양하다. 예를 들면 제1면(1110)(또는 제2면(1120))에 전체적으로 구리막이 프린팅된 이후, 패턴에 따른 식각공정을 통해 제1도전층(1200)(또는 제2도전층(1300))이 형성될 수 있다. 또는, 예를 들면 초기부터 제1면(1110)(또는 제2면(1120))에 패턴에 따른 제1도전층(1200)(또는 제2도전층(1300))이 프린팅될 수도 있다.
추가적으로, 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300) 상에는 절연을 위한 표면처리가 수행될 수 있다. 이 때, 상기한 표면처리는 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300) 전체에 수행되는 것은 아니며, 차후에 전기/전자 부품이 장착될 위치 및 후술할 관통홀이 형성될 위치에는 수행되지 않는다. 이와 같이 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300) 상에서 절연을 위한 표면처리가 수행되지 않은 영역을, "랜드(land)"라고 지칭한다.
이와 같이 마련된 인쇄회로기판(1000)에 대해, 금형장치(2000)를 사용하여 홀을 뚫는 공정이 수행된다. 인쇄회로기판(1000)을 관통하는 홀은 기능에 따라서 여러 종류가 있는데, 이에 관해서는 후술한다. 앞서 설명한 바와 같이 기판층(1100)은 FR-1. CEM-1 등과 같은 페이퍼 재질을 포함하므로, 드릴링을 사용하지 않고 금형장치(2000)에 의한 펀칭 공정을 사용하여 홀이 형성된다. 예를 들어 금형장치(2000)는, 바닥면에 배치된 제1틀(2100)과, 제1틀(2100)과 마주하며 승강이동이 가능한 제2틀(2200)을 포함한다. 제1틀(2100)은 제2틀(2200)을 향해 돌출된 복수의 제1펀처(2110)를 포함한다. 제2틀(2200)은 복수의 제1펀처(2110)에 각기 대응하도록 제1틀(2100)을 향해 돌출된 복수의 제2펀처(2210)를 포함한다. 제1펀처(2110) 또는 제2펀처(2210)는, 예를 들면 가공할 관통홀의 직경에 대응하는 직경을 가진 실린더 형상을 가지며, 인쇄회로기판(1000)을 용이하게 뚫을 수 있도록 날카롭게 가공된 단부를 가질 수 있다.
제1틀(2100) 및 제2틀(2200) 사이에 인쇄회로기판(1000)이 개재된 상태에서, 제2틀(2200)이 제1틀(2100)을 향해 하강하면, 제1펀처(2110) 및 제2펀처(2210)가 인쇄회로기판(1000)을 뚫어서 관통홀을 형성한다. 다만, 본 실시예와 같은 금형장치(2000)의 구조는 펀칭 가공을 위한 다양한 수단 중 하나의 예시에 불과하며, 인쇄회로기판(1000)의 관통홀을 위한 펀칭 가공 방식을 한정하는 것은 아니다.
이러한 펀칭 공정에 의해, 인쇄회로기판(1000)에는 복수의 관통홀이 형성된다.
도 4는 펀칭 공정에 의해 복수의 관통홀이 형성된 인쇄회로기판의 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1000)은 복수의 관통홀(1400, 1500)을 포함한다. 관통홀(1400, 1500)은 인쇄회로기판(1000) 상의 위치에 따라서, 제1도전층(1200), 기판층(1100) 및 제2도전층(1300)을 관통하는 경우, 또는 제1도전층(1200) 및 기판층(1100)을 관통하는 경우, 또는 기판층(1100) 및 제2도전층(1300)을 관통하는 경우 등 다양한 예시가 가능하다. 또한, 관통홀(1400, 1500)은 그 기능에 따라서, 후술할 점퍼선(3000)을 수용하기 위한 점퍼홀(1400)과, 전기/전자 부품의 리드선을 수용하기 위한 장착홀(1500)을 포함한다.
점퍼홀(1400)은 상호 인접한 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)을 포함한다. 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)은 하나의 점퍼선(3000)이 수용되도록 배치됨으로써, 결과적으로 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300)을 전기적으로 서로 연결시키기 위해 마련된다. 따라서, 점퍼홀(1400)은 제1도전층(1200), 기판층(1100) 및 제2도전층(1300)을 관통하도록 형성된다.
장착홀(1500)은 부품의 저면으로부터 연장된 리드선을 제1도전층(1200) 또는 제2도전층(1300)에 연결시키기 위해 마련된다. 장착홀(1500)은 제1도전층(1200) 및 기판층(1100)을 관통하도록 형성되거나, 기판층(1100) 및 제2도전층(1300)을 관통하도록 형성될 수 있다. 다만, 장착홀(1500)의 위치는 이러한 예시에 한정되지 않는다.
점퍼선(3000)은 구리 등을 비롯한 도전 재질을 포함하며, 점퍼홀(1400)에 수용됨으로써 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300)을 전기적으로 연결시킨다. 점퍼선(3000)은, 인쇄회로기판(1000)의 길이방향에 평행하게(또는, 제1도전층(1200) 또는 제2도전층(1300)에 평행하게) 연장된 중앙부(3100)와, 중앙부(3100) 일단으로부터 절곡되며 제1점퍼홀(1410)에 수용되게 연장된 제1연결부(3200)와, 중앙부(3100) 타단으로부터 절곡되며 제2점퍼홀(1420)에 수용되게 연장된 제2연결부(3300)를 포함한다. 점퍼선(3000)은, 예를 들면 제1도전층(1200) 외측으로부터, 제1연결부(3200) 및 제2연결부(3300)가 각각 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)에 삽입되는 형태로 인쇄회로기판(1000)에 장착된다.
도 5는 인쇄회로기판의 점퍼홀에 점퍼선을 삽입한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 점퍼선(3000)이 인쇄회로기판(1000)에 장착되면, 중앙부(3100)는 제1도전층(1200) 상에 놓이고, 제1연결부(3200) 및 제2연결부(3300)는 각각 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)을 관통한다. 이 때, 제1연결부(3200)의 단부 및 제2연결부(3300)의 단부는 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)의 개구(이하, "출구"라고도 함)로부터 돌출되는데, 지그 등의 장치를 사용하여 이들 단부가 제2도전층(1300)을 향해 접히도록 구부려짐으로써, 점퍼선(3000)이 인쇄회로기판(1000)으로부터 이탈되지 않도록 할 수 있다.
본 실시예에서와 달리, 점퍼선(3000)은 제2도전층(1300) 외측으로부터, 제1연결부(3200) 및 제2연결부(3300)가 각각 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)에 삽입되는 형태로 인쇄회로기판(1000)에 장착될 수도 있다. 점퍼선(3000)이 인쇄회로기판(1000)의 어느 방향으로부터 장착될 것인가에 관한 것은, 인쇄회로기판(1000)의 설계 특성 또는 인쇄회로기판(1000)을 제조하는 장비의 특성 등 다양한 요인에 따라서 결정될 수 있다.
이와 같이 점퍼선(3000)이 장착되면, 점퍼선(3000)에 대한 솔더링이 수행된다. 솔더링 장비가 인쇄회로기판(1000)의 어느 면을 어느 방향에서 솔더링하도록 마련되었는지에 따라서 솔더링 방식이 달라질 수 있는데, 본 실시예에서는 솔더링 장비가 인쇄회로기판(1000)의 일면을 솔더링하도록 마련된 경우에 관해 설명한다.
도 6은 인쇄회로기판의 제1도전층 상의 점퍼선을 솔더링한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1000)의 양면(1001, 1002) 중 사전에 정해진 판면이 먼저 솔더링되도록 할 수 있다. 인쇄회로기판(1000)의 제1판면(1001) 및 제2판면(1002) 중에서, 제1판면(1001)은 기판층(1100)의 제1면(1110) 및 제1도전층(1200)을 포함하는 면이며, 제2판면(1002)은 기판층(1100)의 제2면(1120) 및 제2도전층(1300)을 포함하는 면이다.
예를 들어, 인쇄회로기판(1000)의 제1판면(1001) 및 제2판면(1002) 중에서 상대적으로 높이가 높은 부품이 제1판면(1001) 상에 장착되도록 설계될 수 있다. 솔더링 방법은 한정되지 않으며 예를 들어 웨이브 솔더링이 사용될 수 있는데, 장비에 따라서는 웨이브 솔더링 시 부품 손상을 막아주는 지그(jig)의 높이 제한이 있을 수 있다. 부품의 높이가 이러한 지그의 높이 제한에 걸리는 경우에 높은 부품이 장착되는 판면부터 솔더링할 필요가 있으므로, 본 실시예에서는 인쇄회로기판(1000)의 제1판면(1001)이 제2판면(1002)보다 먼저 솔더링된다.
솔더링 장비가 도면 상에서 인쇄회로기판(1000)의 하측에서 솔더링하도록 마련된 경우에, 제1판면(1001)이 본 도면 상에서 아래방향, 즉 솔더링 장비를 향하도록 하여 제1도전층(1200) 및 점퍼선(3000)에 대한 솔더링이 수행된다. 솔더링은 점퍼선(3000)이 있는 제1도전층(1200) 전체를 감싸도록 수행되는 것이 아닌, 중앙부(3100) 및 제1연결부(3200)의 절곡영역, 그리고 중앙부(3100) 및 제2연결부(3300)의 절곡영역 각각에 대해 수행된다. 즉, 제1연결부(3200)가 삽입된 제1점퍼홀(1410)의 출구와 반대되는 개구(이하, "입구"라고 지칭함)를 형성하는 제1도전층(1200)의 영역에 대해 제1솔더링부(4100)가, 제2연결부(3300)가 삽입된 제2점퍼홀(1420)의 입구를 형성하는 제1도전층(1200)의 영역에 대한 제2솔더링부(4200)가 각각 형성된다. 제1솔더링부(4100) 및 제2솔더링부(4200)는 연결되지 않고 상호 분리되는데, 이와 같이 마련되는 이유는 제1도전층(1200)의 랜드와 관련이 있다. 랜드에 관련된 내용은 후술한다.
제1솔더링부(4100) 및 제2솔더링부(4200)에 의해, 점퍼선(3000)은 인쇄회로기판(1000)에 고정되는 한편, 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300)의 전기적인 연결이 보장된다.
도 7은 인쇄회로기판의 제2도전층 상에 부품을 실장한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1도전층(1200) 상에 제1솔더링부(4100) 및 제2솔더링부(4200)가 형성되면, 제2도전층(1300) 상에 제1부품(5100)이 실장된다. 앞서 설명한 바와 같이 상대적으로 높이가 높은 제2부품이 인쇄회로기판(1000)의 제1판면(1001) 상에 장착되도록 설계된 경우, 이보다 앞서서 상대적으로 높이가 낮은 제1부품(5100)이 제2도전층(1300) 상에 장착된다. 제1부품(5100)은 장착홀(1500)을 사용하지 않고 제2도전층(1300) 상에 본딩 방식으로 실장된다. 제1부품(5100)이 제2도전층(1300) 상에 장착되면, 다음 공정을 위해 인쇄회로기판(1000)이 뒤집어지게 한다.
도 8은 인쇄회로기판의 제1도전층 상에 부품을 실장한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제2부품(5200)이 인쇄회로기판(1000)의 제1판면(1001)에 장착된다. 본 제2부품(5200)은 제2도전층(1300)에 장착된 제1부품(5100)에 비해 상대적으로 높이가 높으며, 그 일면으로부터 하나 이상의 리드선(5210)이 연장된다. 제2부품(5200)이 제1판면(1001) 상에 있는 상태에서, 리드선(5210)은 장착홀(1500)에 수용된다. 장착홀(1500)에 수용된 리드선(5210)은 그 단부가 장착홀(1500)에서 제2도전층(1300) 측의 개구로부터 돌출된다.
도 9는 인쇄회로기판의 제2도전층에 대해 솔더링한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제2도전층(1300) 상에 대한 솔더링이 수행된다. 구체적으로는, 제2도전층(1300) 상에서 점퍼선(3000)에 대한 솔더링, 제1부품(5100)에 대한 솔더링, 제2부품(5200)의 리드선(5210)에 대한 솔더링이 각각 수행된다.
솔더링에 의해, 제1연결부(3200)가 삽입된 제1점퍼홀(1410)의 출구를 형성하는 제2도전층(1300)의 영역에 대한 제3솔더링부(4300)와, 제2연결부(3300)가 삽입된 제2점퍼홀(1420)의 출구를 형성하는 제2도전층(1300)의 영역에 대한 제4솔더링부(4400)가 마련된다. 제3솔더링부(4300) 및 제4솔더링부(4400)는 연결되지 않고 상호 분리되는데, 이와 같이 마련되는 이유는 제2도전층(1300)의 랜드와 관련이 있다. 랜드에 관련된 내용은 후술한다.
솔더링에 의해, 제2도전층(1300) 상에 본딩된 제1부품(5100)에 대한 제1부품솔더링부(4500)가 마련된다. 또한, 솔더링에 의해, 리드선(5210)이 삽입된 장착홀(1500)의 출구를 형성하는 제2도전층(1300)의 영역에 대한 제2부품솔더링부(4600)가 마련된다. 제2부품솔더링부(4600)를 통해, 리드선(5210)이 제2도전층(1300)에 결합되는 한편, 제2도전층(1300)과 제2부품(5200)에 전기적으로 연결된다.
이상 설명한 바와 같은 공정에 따라서, 페이퍼 재질을 포함하는 상대적으로 저렴한 기판층(1100)을 사용하여, 양면형 인쇄회로기판(1000)을 구현할 수 있다.
이하, 랜드와 관련된 솔더링의 방법에 관해 설명한다.
도 10은 인쇄회로기판에서 점퍼선을 이용하여 양면의 배선 간을 연결한 이후 솔더링한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 솔더링 공정이 수행되기 이전 시점에서, 점퍼선(3000)은 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)에 삽입된다. 제1점퍼홀(1410)은 인쇄회로기판(1000)의 제1면(1110) 상의 제1배선(6100) 내에 배치되며, 제2점퍼홀(1420)은 인쇄회로기판(1000)의 제2면(1120) 상의 제2배선(6200) 내에 배치된다. 여기서, 제1배선(6100) 및 제2배선(6200)은 앞선 실시예에서 설명했던 제1도전층(1200, 도 5 참조) 및 제2도전층(1300, 도 5 참조)에 각각 해당한다.
제1배선(6100) 상에는 절연을 위한 표면처리가 추가적으로 수행될 수 있다. 다만, 제1점퍼홀(1410)을 형성하는 제1배선(6100)의 일 영역은 점퍼선(3000)과 전기적인 연결이 필요하므로, 이 영역 즉 랜드(6110)는 상기한 표면처리가 수행되지 않는다. 제2점퍼홀(1420)의 경우, 또한 제2배선(6200)의 경우 또한 동일한 원리의 구조가 적용된다. 솔더링에 의해 랜드(6110) 상에 제1솔더링부(4100)가 형성됨으로써, 제1배선(6100)의 랜드(6110)와 점퍼선(3000)이 전기적으로 연결되는 한편 상호 결합된다. 나머지 제2솔더링부(4200), 제3솔더링부(4300) 및 제4솔더링부(4400)의 경우에도 동일한 원리의 설명이 적용된다.
한편, 배선의 설계 형태에 따라서는, 제1면(1110) 상에서 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)의 사이의 영역을 지나는 별도의 제3배선(6300)이 점퍼선(3000)을 가로지르는 경우가 발생할 수 있다. 만일, 제3배선(6300)이 점퍼선(3000)과 전기적으로 연결된다면, 결과적으로 제3배선(6300)이 제1배선(6100) 및 제2배선(6200)과 전기적으로 연결되게 된다. 이를 피하기 위해서, 제3배선(6300) 전체에 절연 표면처리를 하거나, 점퍼선(3000)을 가로지르는 제3배선(6300)의 영역(6310) 상에 절연성의 솔더레지스터(solder registor)를 도포하는 방법이 있다.
또한, 제1솔더링부(4100) 및 제2솔더링부(4200)가 상호 분리되는 이유도 상기한 경우와 관련이 있다. 만일 제1솔더링부(4100) 및 제2솔더링부(4200)가 분리되지 않고 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)을 모두 포함하는 영역에 솔더링이 수행되는 경우, 제3배선(6300)을 절연시키기 위해서는 보다 넓은 범위에 솔더레지스터를 도포해야 한다. 그러나, 본 실시예와 같이 제1솔더링부(4100) 및 제2솔더링부(4200)가 상호 분리되면, 점퍼선(3000)을 가로지르는 제3배선(6300)의 영역(6310)만을 고려한 보다 좁은 범위의 솔더레지스터만으로도 제3배선(6300)의 절연이 가능하다.
한편, 솔더링을 위한 랜드(6110)의 구조는 다양한 형태가 적용될 수 있다. 이하, 그 예시에 관해 설명한다.
도 11은 인쇄회로기판에서 랜드가 두 점퍼홀 사이에 배치된 예시를 나타내는 평면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1000)의 제1면(1110) 상의 제1배선(6400)과 제2면(1120) 상의 제2배선(6500)을 전기적으로 연결시키기 위해 점퍼선(3000)이 마련된다. 점퍼홀(1400)의 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)은 모두 제1배선(6400) 및 제2배선(6500) 내에 위치한다. 즉, 제1점퍼홀(1410)의 입구 및 제2점퍼홀(1420)의 입구는 제1배선(6400) 내에 있으며, 제1점퍼홀(1410)의 출구 및 제2점퍼홀(1420)의 출구는 제2배선(6500) 내에 있다. 이러한 구조의 경우에, 솔더링을 위한 제1면(1110) 상의 랜드(6410)는 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420) 각각의 주위에 마련되지 않을 수 있다.
예를 들어, 제1면(1110) 상의 랜드(6410)는, 점퍼선(3000)이 지나가는 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420) 사이의 제1배선(6400)의 일 영역에 마련될 수 있다. 제2면(1120) 상의 경우에도 점퍼선(3000)이 지나는 영역이라면 제1면(1110) 상의 랜드(6410)와 유사한 구조가 적용될 수 있다. 본 실시예에서의 랜드(6410)는 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420) 사이의 영역에, 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420) 사이를 지나는 점퍼선(3000)에 대응하도록 위치한다. 솔더링은 이 랜드(6410) 상의 점퍼선(3000)에 대해 수행됨으로써, 점퍼선(3000)을 고정시키는 한편, 점퍼선(3000)을 통해 제1배선(6400)과 제2배선(6500)이 전기적으로 연결되도록 한다.
도 12는 인쇄회로기판에서 배선 및 점퍼홀의 설계 예시를 나타내는 평면도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1000)의 제1면(1110) 상의 제1배선(6600)과 제2면(1120) 상의 제2배선(6700)을 전기적으로 연결시키기 위해 점퍼선(3000)이 마련된다. 본 실시예에서, 제1점퍼홀(1410)은 제1배선(6600) 내에 위치하는 반면에 제2배선(6700) 내에 위치하지 않는다. 제2점퍼홀(1420)은 제1배선(6600) 내에 위치하지 않는 반면에 제2배선(6700) 내에 위치한다. 이와 같은 경우에도, 점퍼선(3000)을 사용하여 제1배선(6600) 및 제2배선(6700) 사이의 전기적인 연결이 가능하다. 점퍼선(3000)의 고정을 위해, 솔더링은 제1점퍼홀(1410)의 입구 및 출구, 제2점퍼홀(1420)의 입구 및 출구 각각에 대해 수행된다. 제1배선(6600) 및 제2배선(6700) 사이의 전기적인 연결은, 제1배선(6600) 내의 제1점퍼홀(1410)의 입구에서의 솔더링된 영역과, 점퍼선(3000), 그리고 제2배선(6700) 내의 제2점퍼홀(1420)의 출구에서의 솔더링된 영역을 통해 이루어진다.
도 13은 인쇄회로기판에서 한 쌍의 점퍼선을 사용하여 제1배선 및 제2배선을 연결한 예시를 나타내는 평면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1000)의 제1면(1110) 상의 제1배선(6800)과 제2면(1120) 상의 제2배선(6900)을 전기적으로 연결시키기 위해, 복수의 점퍼선(3000)이 마련될 수 있다. 이 경우에, 각 점퍼선(3000)에 대응하도록 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)의 쌍도 복수 개가 마련된다. 본 실시예에서는 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)의 쌍과 이에 대응하는 점퍼선(3000)의 개수가 둘인 경우에 관해 설명하지만, 셋 이상일 수도 있다.
본 실시예에서는 두 점퍼선(3000)이 서로 반대 방향으로 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)에 삽입된다. 예를 들면, 어느 하나의 점퍼선(3000)은 인쇄회로기판(1000)의 제1면(1110)으로부터 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)에 삽입되고, 다른 하나의 점퍼선(3000)은 인쇄회로기판(1000)의 제2면(1120)으로부터 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)에 삽입된다. 이와 같이 점퍼선(3000)의 삽입 공정을 제1면(1110) 및 제2면(1120) 각각에 대해 개별적으로 진행함으로써, 제1배선(6800) 및 제2배선(6900) 사이를 보다 안정적으로 연결시킬 수 있다.
도 14는 인쇄회로기판에서 두 점퍼홀 사이에 별도의 홀이 있는 경우의 솔더링 예시를 나타내는 평면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1000)의 제1면(1110) 상의 제1배선(7100)과 제2면(1120) 상의 제2배선(7200)을 전기적으로 연결시키기 위해 점퍼선(3000)이 마련된다. 점퍼선(3000)은 점퍼홀(1400)에 수용되며, 점퍼홀(1400)은 제1배선(7100)에 입구가 형성되고 제2배선(7200)에 출구가 형성된다. 점퍼선(3000)이 점퍼홀(1400)에 삽입되는 방식은 앞선 실시예들에서 설명한 바와 같다. 다만 본 실시예에서, 인쇄회로기판(1000)의 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420) 사이의 영역에는 관통홀(7300)이 형성된다. 본 관통홀(7300)은 제1배선(7100) 및 제2배선(7200)을 관통하도록 형성된다. 이러한 구조의 경우에, 솔더링은 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다.
제1배선(7100) 상에서, 솔더링은 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)이 아닌 관통홀(7300)에 대해 수행됨으로써, 관통홀(7300) 및 점퍼선(3000) 상에 제1솔더링부(7410)가 마련된다. 제1솔더링부(7410)의 형성 시에 땜납은 관통홀(7300)을 타고 제2배선(7200)까지 진행됨으로써, 제1솔더링부(7410)에 의해 제2배선(7200) 상의 점퍼선(3000)까지 함께 고정될 수 있다. 설계 방식에 따라서는, 이와 같은 한번의 공정만으로 솔더링이 완료될 수도 있다.
또는, 설계 방식에 따라서는, 제2배선(7200) 상에서, 제1점퍼홀(1410)에 대한 솔더링에 의해 제2솔더링부(7420)가 마련되고, 제2점퍼홀(1420)에 대한 솔더링에 의해 제3솔더링부(7430)가 마련되는 공정이 추가될 수도 있다.
도 15는 두 인쇄회로기판을 하나의 점퍼선으로 연결시키는 예시를 나타내는 측단면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제1인쇄회로기판(8100) 및 제2인쇄회로기판(8200)이 마련된다. 제1인쇄회로기판(8100)은, 제1기판층(8110)과, 제1기판층(8110)의 일면 상에 적층된 제1도전층(8120)을 포함한다. 제2인쇄회로기판(8200)은, 제1기판층(8110)의 다른 면에 적층된 제2기판층(8210)과, 제2기판층(8210)의 일면 상에 적층된 제2도전층(8220)을 포함한다. 제1기판층(8110) 및 제2기판층(8210)은, 예를 들면 페이퍼 재질을 포함한다.
제1인쇄회로기판(8100)은 점퍼선(3000)을 수용하기 위한 제1점퍼홀(8130) 및 제2점퍼홀(8140)을 포함한다. 또한, 제2인쇄회로기판(8200)은 점퍼선(3000)을 수용하기 위한 제1점퍼홀(8230) 및 제2점퍼홀(8240)을 포함한다. 두 제1점퍼홀(8130, 8230)의 위치가 서로 대응하고 두 제2점퍼홀(8140, 8240)의 위치가 서로 대응하도록 마련된다. 두 개의 점퍼선(3000)은 두 제1점퍼홀(8130, 8230) 및 두 제2점퍼홀(8140, 8240)에 각각 삽입된다. 각 점퍼선(3000)의 제1연결부(3200)가 제1점퍼홀(8130, 8230)에 삽입되고, 각 점퍼선(3000)의 제2연결부(3300)가 제2점퍼홀(8140, 8240)에 삽입된다. 이와 같이, 하나의 점퍼선(3000)이 제1인쇄회로기판(8100)의 제1도전층(8120) 및 제2인쇄회로기판(8200)을 제2도전층(8220)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이 때, 제1도전층(8120) 및 제2도전층(8220)은 서로 반대방향을 향하도록 배치된다.
이러한 구조는, 제1기판층(8110) 및 제2기판층(8210)이 제1도전층(8120) 및 제2도전층(8220)에 비해 열팽창 특성이 현저히 차이가 나는 경우에 적용될 수 있다. 이와 같이 제1인쇄회로기판(8100) 및 제2인쇄회로기판(8200)의 열특성이 나쁜 경우에, 열에 의해 제1인쇄회로기판(8100) 및 제2인쇄회로기판(8200)은 한쪽 방향으로 휠 수 있다. 그러나, 본 실시예와 같이 제1도전층(8120) 및 제2도전층(8220)이 서로 반대방향을 향하도록 적층된 제1인쇄회로기판(8100) 및 제2인쇄회로기판(8200)을 하나의 점퍼선(3000)으로 고정시키는 경우, 제1인쇄회로기판(8100) 및 제2인쇄회로기판(8200) 각각의 휘어짐이 서로 상쇄됨으로써, 전체적인 강도를 보강할 수 있다.
도 16은 인쇄회로기판의 제조방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 2 내지 도 9와, 도 16에 도시된 바와 같이, 다음 동작은 금형장치(2200, 도 3)을 비롯한 인쇄회로기판의 제조장치의 제어부(또는, 하드웨어 프로세서)에 의해 수행된다. 본 제조장치는 단일 장치일 수도 있고, 다양한 장치가 조합된 시스템일 수도 있고, 또는 인쇄회로기판이 제조를 위한 다양한 장치의 동작을 제어하는 제어장치일 수도 있다.
9100 단계에서 제조장치는, 페이퍼 재질을 포함하는 기판층(1100)의 제1면(1110) 상의 일부 영역에 제1도전층(1200)을 인쇄한다.
9200 단계에서 제조장치는, 제1면(1110)의 반대방향인 기판층(1100)의 제2면(1120) 상의 일부 영역에 제2도전층(1300)을 인쇄한다.
9300 단계에서 제조장치는, 제1도전층(1200), 기판층(1100) 및 제2도전층(1300)을 관통하도록 관통홀(1400)을 형성한다.
9400 단계에서 제조장치는, 관통홀(1400)에 점퍼선(3000)을 삽입하여 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300)을 전기적으로 연결한다.
이상의 단계에 따라서, 제조장치는 저렴한 페이퍼 재질의 기판층(1100)을 가지고 양면형 인쇄회로기판(1000)을 제조할 수 있다. 보다 구체적인 내용은 앞선 실시예에서 설명한 바와 같다.
한편, 앞선 도 2 내지 도 9에서 설명한 바와 같이 인쇄회로기판(1000)을 제조하는 공정에서, 일부 공정에 다양한 설계변경이 반영될 수도 있다. 예를 들어 앞선 실시예에서는, 도 5에 도시된 바와 같이 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)에 점퍼선(3000)이 삽입된 이후, 도 6에 도시된 바와 같이 제1솔더링부(4100)가 제1연결부(3200)가 삽입된 제1점퍼홀(1410)의 입구에 형성되고, 제2솔더링부(4200)가 제2연결부(3300)가 삽입된 제2점퍼홀(1420)의 입구에 형성되었다. 그러나, 점퍼선(3000)의 삽입 이후에 도 6과 상이한 방식의 솔더링이 인쇄회로기판(1000)에 적용될 수 있는 바, 이하 이러한 예시에 관해 설명한다.
도 17은 인쇄회로기판의 제1도전층 상의 점퍼선을 솔더링한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 5 및 도 17에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1000)의 제1판면(1001)은 기판층(1100)의 제1면(1110) 및 제1도전층(1200)을 포함하는 면이며, 인쇄회로기판(1000)의 제2판면(1002)은 기판층(1100)의 제2면(1120) 및 제2도전층(1300)을 포함하는 면이다. 점퍼선(3000)은 제1판면(1001)으로부터 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)에 삽입되며, 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420)을 관통하는 양 단부(즉, 제1연결부(3200)의 단부 및 제2연결부(3300)의 단부)가 제2판면(1002)으로 돌출된다. 이와 같이 점퍼선(3000)이 삽입된 상태에서 솔더링이 수행된다. 도 17에 따른 공정은 앞선 도 5에 따른 공정에서 이어진다.
본 실시예에 따르면, 제1판면(1001) 상의 점퍼선(3000)에 대한 솔더링은, 제1점퍼홀(1410)의 입구 및 제2점퍼홀(1420)의 입구에 수행되는 것이 아닌, 점퍼선(3000)이 지나가는 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420) 사이의 제1도전층(1200)의 일 영역에 수행된다. 즉, 제1점퍼홀(1410) 및 제2점퍼홀(1420) 사이에 위치한 제1도전층(1200)의 랜드 상에 점퍼선(3000)을 결합시키는 솔더링부(4700)가 마련된다. 솔더링부(4700)는 제1도전층(1200)에 점퍼선(3000)을 물리적으로 고정시키는 한편, 점퍼선(3000)을 통해 제1도전층(1200) 및 제2도전층(1300)을 전기적으로 연결시킨다.
이후의 공정은, 앞선 도 7 내지 도 9에서 설명한 바와 실질적으로 동일한 공정이 적용될 수 있다.
도 18은 도 17의 인쇄회로기판의 제2도전층에 대해 솔더링한 모습을 나타내는 측단면도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 제2도전층(1300) 상에 대한 솔더링이 수행된다. 솔더링에 의해, 제1연결부(3200)가 삽입된 제1점퍼홀(1410)의 출구를 형성하는 제2도전층(1300)의 영역에 대한 제3솔더링부(4300)와, 제2연결부(3300)가 삽입된 제2점퍼홀(1420)의 출구를 형성하는 제2도전층(1300)의 영역에 대한 제4솔더링부(4400)가 마련된다.
그 외에, 인쇄회로기판(1000)에 대한 제1부품(5100) 및 제2부품(5200)의 장착과, 제1부품(5100)에 대한 솔더링부(4500) 및 제2부품(5200)에 대한 솔더링부(4600)에 관한 내용은, 앞선 도 7 내지 도 9의 설명과 실질적으로 동일하므로, 자세한 설명을 생략한다. 이와 같이, 인쇄회로기판(1000)의 제조 시에 점퍼선(3000)에 대한 다양한 솔더링 구조가 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자장치에 있어서,
    페이퍼 재질을 포함하는 기판층과,
    상기 기판층의 제1면 상의 일부 영역에 인쇄된 제1도전층과,
    상기 제1면의 반대방향인 상기 기판층의 제2면 상의 일부 영역에 인쇄된 제2도전층과,
    상기 제1도전층, 상기 기판층 및 상기 제2도전층을 관통하도록 형성된 관통홀 내에 삽입됨으로써 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층을 전기적으로 연결하는 점퍼선을 포함하는 인쇄회로기판을 포함하는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀을 형성하는 상기 기판층의 영역은, 도전성 재질을 포함하지 않는 전자장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 점퍼선의 단부는 상기 관통홀의 출구로부터 돌출되고, 상기 제1도전층 또는 상기 제2도전층을 향해 접히도록 마련된 전자장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관통홀은,
    상기 점퍼선의 일단을 수용하게 마련된 제1홀과,
    상기 제1홀로부터 이격되며 상기 점퍼선의 타단을 수용하게 마련된 제2홀을 포함하는 전자장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1도전층 및 상기 점퍼선, 또는 상기 제2도전층 및 상기 점퍼선 사이에 마련된 솔더링부를 포함하는 전자장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 솔더링부는,
    상기 점퍼선의 일단이 삽입되는 상기 제1홀의 입구에 마련된 제1솔더링부와,
    상기 제1솔더링부와 이격되며 상기 점퍼선의 타단이 삽입되는 상기 제2홀의 입구에 마련된 제2솔더링부를 포함하는 전자장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 솔더링부는,
    상기 제1홀의 입구와 반대되는 출구에 마련된 제3솔더링부와,
    상기 제3솔더링부와 이격되며 상기 제2홀의 입구와 반대되는 출구에 마련된 제4솔더링부를 포함하는 전자장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1도전층 또는 상기 제2도전층은, 상기 솔더링부가 마련되는 영역의 나머지 영역에 전기적 절연을 위한 표면처리가 수행된 재질을 가지는 전자장치.
  9. 전자장치의 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로,
    페이퍼 재질을 포함하는 기판층의 제1면 상의 일부 영역에 제1도전층을 인쇄하는 단계와,
    상기 제1면의 반대방향인 상기 기판층의 제2면 상의 일부 영역에 제2도전층을 인쇄하는 단계와,
    상기 제1도전층, 상기 기판층 및 상기 제2도전층을 관통하도록 관통홀을 형성하는 단계와,
    상기 관통홀에 점퍼선을 삽입하여 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층을 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    금형을 사용한 펀칭 공정에 의해 상기 기판층에 상기 관통홀을 형성하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 관통홀을 형성하는 상기 기판층의 영역은, 도전성 재질을 포함하지 않는 인쇄회로기판의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 관통홀의 출구로부터 돌출된 상기 점퍼선의 단부를, 상기 제1도전층 또는 상기 제2도전층을 향해 접히도록 하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 관통홀은,
    상기 점퍼선의 일단을 수용하게 마련된 제1홀과,
    상기 제1홀로부터 이격되며 상기 점퍼선의 타단을 수용하게 마련된 제2홀을 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1도전층 및 상기 점퍼선, 또는 상기 제2도전층 및 상기 점퍼선 사이에 솔더링부를 형성하는 인쇄회로기판의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 솔더링부는,
    상기 점퍼선의 일단이 삽입되는 상기 제1홀의 입구에 마련된 제1솔더링부와,
    상기 제1솔더링부와 이격되며 상기 점퍼선의 타단이 삽입되는 상기 제2홀의 입구에 마련된 제2솔더링부를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법.
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