KR100805450B1 - 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는복합형 인쇄회로기판 및 그 결합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판 및 그 결합방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복합형 인쇄회로기판은, 상기 제1인쇄회로영역 중에서 상기 제2인쇄회로영역과 결합되는 부분을 상기 제2인쇄회로영역의 둘레를 향해 회로의 일부로 포함시켜 에칭시킨 하나 이상의 가이드 바(guide bar)와; 상기 제2인쇄회로영역의 둘레에 형성되며, 상기 가이드 바와 결합되는 가이드 홈을 포함하며, 상기 가이드 바를 상기 가이드 홈에 결합하여 상기 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역을 결합시키는 것을 특징으로 한다.

Description

에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판 및 그 결합방법{COMBINED PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 원자재 재단 공정을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 동 도금 공정을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 회로 형성 공정을 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 다층 영역 제작 공정을 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 적층 성형 공정을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 마킹 인쇄 공정을 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 완성된 인쇄 회로 기판을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 두꺼운 구리 영역 11 : 상층부

15 : 하층부 21 : 절연체

25 : 동 도금층 31,35 : 가이드 홈

50 : 다층 영역 51 : 상층부

55 : 하층부 61 : 절연체

65 : 동 도금층 71,75 : 가이드 바

90 : 결합 시트 영역 100 : 인쇄 영역

본 발명은 에칭에 의한 가이드 바(guide bar)를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판 및 그 결합방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체, 저항기 또는 스위치, 캐패시터 등의 전기 전자적 부품들은 PCB라고 하는 인쇄회로기판에 설치된다.

즉, PCB는 'printed circuit board'의 약어로서 인쇄회로기판(또는 전자회로기판)이라고 칭하며, 전기 전자 부품을 탑재하고 이들을 회로적으로 연결하는 배선을 형성하여 놓은 회로판을 의미한다.

보통의 인쇄회로기판이 만들어지는 순서는 다음과 같다. 절연체인 에폭시 또는 폴리미드 수지로 만든 얇은 절연재에 구리박을 붙인 후에 부품 삽입홀과 기구 홀을 가공하고, 홀 속과 동박 표면에 동 도금을 한 다음, 계속하여 구리박으로 남아 있기를 원하는 회로 배선 부분에는 감광성 필름을 코팅한다. 그리고, 구리를 녹일 수 있는 부식액에 인쇄된 기판을 담그면 필름이 코팅되지 않은 부분은 부식된다. 그 후에 필름을 제거하면 구리박의 회로가 원하는 형태로 남아 있게 된다. 이 때, 부품을 꽂아야 하는 부분에는 구멍을 뚫고 땜납이 묻으면 안 되는 곳에는 여러 색의 땜납 마스크를 인쇄, 건조, 노광, 현상한다.

일반적으로 전기적 에너지로 작동하는 모든 장치에는 하나의 보드에 여러 개의 소자들이 원하는 전기적인 회로를 구성하도록 설치된 인쇄회로기판이 필수적으로 구비된다.

그러나, 이러한 통상적인 인쇄회로기판은 1개의 인쇄회로기판 내에 동일한 재질과 동일한 회로층으로만 제조가 가능하여, 고열발생 인쇄회로기판 또는 고전류용 인쇄회로기판, 또는 고주파용 인쇄회로기판, 고전압용 인쇄회로기판 등의 인쇄회로기판을 각각 개별로 사용하였다.

따라서, 전자, 전기기기 상품이 커지고 복잡해지며 조립 원가가 높고 무게가 무거운 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 제1인쇄회로기판 상에서 에칭에 의해 가이드 바를 형성한 후, 이를 제2인쇄회로기판 상의 가이드 홈에 결합시킴으로써 효과적인 체결수단을 제공하며, 제1인쇄회로기판과 제2인쇄회로기판의 회로 정합도를 ±40㎛ 오차 범위 내로 제어할 수 있는 복합형 인쇄회로기판 및 그 결합방법을 제공하는 것을 목적으 로 한다.

또한, 본 발명은 하나의 보드 내에 단면 및 양면 또는 다층인쇄회로기판 처리의 구현이 가능한 복합형 인쇄회로기판 및 그 결합방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역이 적층되어 구성되는 복합형 인쇄회로기판에 있어서, 상기 제1인쇄회로영역 중에서 상기 제2인쇄회로영역과 결합되는 부분을 상기 제2인쇄회로영역의 둘레를 향해 회로의 일부로 포함시켜 에칭시킨 하나 이상의 가이드 바(guide bar)와; 상기 제2인쇄회로영역의 둘레에 형성되며, 상기 가이드 바와 결합되는 가이드 홈을 포함하며, 상기 가이드 바를 상기 가이드 홈에 결합하여 상기 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역을 결합시키는 것을 특징으로 하는 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판을 제공한다.

여기서, 상기 제1인쇄회로영역은 두꺼운 구리 영역이며, 상기 제2인쇄회로영역은 다층 영역일 수 있다.

반대로, 상기 제1인쇄회로영역은 다층 영역이며, 상기 제2인쇄회로영역은 두꺼운 구리 영역일 수 있다.

또한, 상기 목적은, 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역이 적층되어 구성되는 복합형 인쇄회로기판에서 상기 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역을 결합하는 방법에 있어서, 상기 제1인쇄회로영역 중에서 상기 제2인쇄회로영역과 결합되는 부 분을 회로의 일부로 포함시켜 에칭시킨 가이드 바(guide bar)를 상기 제2인쇄회로영역의 둘레를 향해 형성하는 단계와; 상기 제2인쇄회로영역의 둘레에 상기 제1인쇄회로영역의 가이드 바와 결합되는 가이드 홈을 형성하는 단계와; 상기 가이드 바를 상기 가이드 홈에 결합하여 상기 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역을 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판의 결합방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 제1인쇄회로영역은 두꺼운 구리 영역이며, 상기 제2인쇄회로영역은 다층 영역일 수 있다..

반대로, 상기 제1인쇄회로영역은 다층 영역이며, 상기 제2인쇄회로영역은 두꺼운 구리 영역일 수도 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 복합형 인쇄회로기판의 각 제조공정 과정에서 본 발명에 따른 체결구조를 형성하는 방법을 단계적으로 설명하기로 한다. 이 때, 각 도면은 이해를 돕기 위하여 단면도와 평면도로 구성하여 설명한다. 또한, 하기에는 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.

한편, 후술하는 상기복합형 인쇄회로기판의 제조 공정은 두꺼운 구리 영역(thick copper area)에 대한 회로 형성 제조 공정과 다층 영역(multi area)에 대한 제조 공정을 수행한 후, 상기 영역들을 본 발명에 따라 결합하여 적층시키는 과정으로 진행된다. 이 때, 상술한 바와 같이 본 발명에 따라 상기 두꺼운 구리 영 역에는 가이드 홈을 형성하고, 상기 다층 영역에는 가이드 바를 형성함으로써 용이하게 상호 결합될 수 있도록 한다.

따라서, 도 1 내지 도 3에서는 상기 두꺼운 구리 영역에 대한 제조 공정을 설명하며, 도 4에는 상기 다층 영역 영역에 대한 제조 공정을 설명하기로 한다. 그런 다음, 도 5 내지 도 7에서 각 영역들을 결합시켜 전체적인 복합형 인쇄회로기판을 형성하는 공정을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합형 인쇄회로기판의 원자재 재단 공정을 나타낸 도면이다. 상기 도 1a의 단면도와 도 1b의 평면도를 참조하면, 인쇄회로기판의 두꺼운 구리 영역(thick copper area)(10)을 생성하기 위하여 먼저 필요한 만큼의 원자재를 재단하는 공정을 거치게 된다. 상기 도 1a에서는 상기 두꺼운 구리 영역이 상기 원자재의 상층부(11)와 하층부(15)가 절연체(21)에 의해 구분되어 구성됨을 알 수 있다.

상기 도 1에서와 같이 원자재 재단 공정이 완료되면, 다음으로 도 2에 도시된 바와 같은 동 도금 과정이 수행된다. 상기 동 도금 공정에 의해 상기 원자재 일부에 동 도금 층(25)이 형성된다.

다음으로는 상기 두꺼운 구리 영역(10)에 대한 회로 형성 공정이 진행된다. 이때, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 기판이 결합되는 부분에는 후술할 다층 영역(50)의 가이드 바(guide bar)(71,75)가 삽입 결합되는 가이드 홈(31,35)이 형성되어 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 회로 형성 공정을 나타낸 도면이다. 상기 도 3a를 참조하면, 상기 두꺼운 구리 영 역(10)의 동 도금층(25)에 회로가 형성되고, 특히 다층 영역(50)을 향하는 두꺼운 구리 영역(10)의 둘레 일측에는 다층 영역(50)의 가이드 바(guide bar)(71,75)가 삽입 결합되는 가이드 홈(31,35)이 소정의 폭과 깊이로 함몰 형성되어 있다. 이에, 종래와 같은 별도의 체결을 위한 수단을 구비하거나 부착시키는 것이 아니라, 본 발명에서는 회로 형성 과정에 체결 수단을 포함시킴으로써 용이하고 정밀한 체결 수단의 형성이 가능해지게 된다.

이하, 도 4를 참조하여, 상술한 두꺼운 구리 영역(10)과 결합되는 다층 영역(50)의 제조 공정을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 다층 영역 제작 공정을 나타낸 도면이다. 상기 도 4a 및 도 4b를 참조하면, D/S(Double Side) 또는 다층 영역(50)에 대한 인쇄회로기판 제작을 위하여 상기 도 1 내지 도 3의 두꺼운 구리 영역(10)에 대한 제작 공정과 동일한 과정을 거치게 된다. 즉, 다층 영역(50)은 두꺼운 구리 영역(10)과 마찬가지로, 원자재의 상층부(51)와 하층부(55)가 절연체(61)에 의해 구분되어 구성되고, 원자재 일부에 동 도금층(65)이 형성되어 있다.

한편, 다층 영역(50)에 대한 회로 형성 공정시, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 기판이 결합되는 부분을 회로의 일부로 포함함으로써 상기 결합되는 부분을 에칭시킨 가이드 바(guide bar)(71,75)로 형성한다. 즉, 상기 두꺼운 구리 영역(10)의 가이드 홈(31,35)과 접촉하는 부분에 상기 가이드 홈(31,35)에 대응되는 가이드 바(guide bar)(71,75)를 형성하게 된다.

그리고, 상기 다층 영역(50)의 제작 공정은, 원자재 재단, 드릴 공정, 동 도 금, 노광, 현상, 부식, 외형 가공, 가이드 바 가공 등의 공정을 거치게 된다. 이 때, 상기 다층 영역(50)에서 상기 두꺼운 구리 영역(10)의 가이드 홈(31,35)과 접하는 부분, 즉 상기 가이드 홈(31,35)과 결합될 수 있도록 가이드 바(71,75)를 형성하고, 이 가이드 바(71,75)는 상기 두꺼운 구리 영역(10)의 둘레를 향해 소정의 두께를 가지며 돌출 형성되어 있다. 여기서, 각 가이드 바(71,75)는 두꺼운 구리 영역(10)에 형성된 각 가이드 홈(31,35)의 크기에 대응하는 크기를 가지며, 이들 가이드 바(71,75)와 가이드 홈(31,35)은 형상 맞춤 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 가이드 바(71,75)의 두께는 가이드 홈(31,35)의 깊이와 동일한 크기를 갖는 것이 바람직하다.

한편, 상기 도 1 내지 도 4의 공정에 의해 본 발명에 따른 가이드 바(71,75)와 가이드 홈(31,35)을 포함하여 형성된 기판은 상기 가이드 바(71,75)와 가이드 홈(31,35)을 체결 도구로 하여 상호 용이하고 정밀하게 결합된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복합형 인쇄회로기판의 적층 성형 공정을 나타낸 도면이다. 상기 도 5a를 참조하면, 상기 두꺼운 구리 영역(10)의 특정 위치에 결합 시트 영역(90) 및 다층 영역(50)이 차례로 결합된다. 이 때, 상기 두꺼운 구리 영역(10)과 결합되는 다층 영역(50)을 가이드 홈(31,35)과 가이드 바(71,75)에 의해 결합하고, 아울러 두꺼운 구리 영역(10)과 다층 영역(50)을 결합 시트 영역(90)에 의해 접합시킨다. 따라서, 상기 영역간(10,50,90)의 결합은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 가이드 바(71,75) 및 가이드 홈(31,35)에 의해 용이하게 수행될 수 있다. 즉, 상기 두꺼운 구리 영역(10)에 형성된 가이드 홈(31,35)과 상기 다층 영역(50)에 형성된 가이드 바(71,75)가 결합하여 체결 구조를 형성함으로써 상호 용이하고 정밀하게 결합 될 수 있다.

상기와 같이 결합된 구조물은 도 6과 같은 과정을 거쳐 최종적인 복합형 인쇄 회로 기판이 생성된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 마킹 인쇄 공정을 나타낸 도면이다. 상기 도 6a를 참조하면, 상기 도 5와 같이 본 발명에 따라 결합된 인쇄회로기판에 솔더 마스크(solder mask) 및 마킹(marking) 인쇄 공정을 수행한다. 이 때, 상기 인쇄회로기판의 표면에 인쇄 영역(100)이 포함된다. 그런 다음, 표면 처리 공정을 거치게 된다. 이 때, 상기 표면 처리 공정은 금도금 및 OSP, HASL, WHITE TIN, SILVER 등의 물질로 표면 처리를 하게 된다. 이로써, 인쇄회로기판에서 상기 도 6의 인쇄 영역(100)이 포함되지 않은 영역에 도금 영역이 형성된다.

마지막으로, 기구 홀 가공 및 외형 가공(예컨대, Sawing, laser, press, router, drill 등) 등의 일반적인 PCB 가공 공정을 거쳐 최종적인 복합형인 회로 기판이 생성된다.

한편, 상기에서는 두꺼운 구리 영역에 가이드 홈을 형성하고, 다층 영역에 가이드 바를 형성하여 체결하였으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 상기 두꺼운 구리 영역에 가이드 바를 형성하고, 상기 다층 영역에 가이드 홈을 형성하여 체결하는 방법으로 구현할 수도 있다.

이와 같이, 두꺼운 구리 영역과 다층 영역이 결합되는 부분은 나사 또는 납땜 등과 같은 체결 수단을 사용하지 않고 회로 형성 과정 중에 가이드 바 및 가이드 홈을 형성함으로써, 이들 가이드 바 및 가이드 홈의 결합에 의해 두꺼운 구리 영역과 다층 영역을 용이하고 정밀하게 효과적으로 체결할 수가 있게 된다.

본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다층 구조로 제작되는 인쇄회로기판에서 각 영역의 결합구조를 가이드 바와 가이드 홈의 형태로 구성함으로써 기존의 다른 체결 수단으로 인해 발생되는 단점을 해결할 수가 있다. 또한, 상기 본 발명에 따른 체결수단으로 사용하게 되는 가이드 바를 인쇄회로기판의 공정 중 일부에 포함시킴으로써, 공정이 단순화되며, 보다 효과적인 결합 수단을 제공할 수가 있다.

아울러, 본 발명에 따르면 상기 가이드 바 및 가이드 홈을 형성하여 결합함으로써 하나의 보드 내에서 단면 및 양면 처리 구현이 모두 가능하게 된다. 또한, 종래의 결합 방법에 의하면 회로 정합도가 ±100㎛ 정도이었으나, 본 발명에 따른 결합 방법을 사용함으로써 ±50㎛ 범위 내로 제어가 가능하게 된다.

Claims (6)

1. 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역이 적층되어 구성되는 복합형 인쇄회로기판에 있어서,

   상기 제1인쇄회로영역 중에서 상기 제2인쇄회로영역과 결합되는 부분을 상기 제2인쇄회로영역의 둘레를 향해 회로의 일부로 포함시켜 에칭시킨 하나 이상의 가이드 바(guide bar)와;

   상기 제2인쇄회로영역의 둘레에 형성되며, 상기 가이드 바와 결합되는 가이드 홈을 포함하며,

   상기 가이드 바를 상기 가이드 홈에 결합하여 상기 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역을 결합시키는 것을 특징으로 하는 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1인쇄회로영역은 두꺼운 구리 영역이며, 상기 제2인쇄회로영역은 다층 영역인 것을 특징으로 하는 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1인쇄회로영역은 다층 영역이며, 상기 제2인쇄회로영역은 두꺼운 구 리 영역인 것을 특징으로 하는 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판.
4. 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역이 적층되어 구성되는 복합형 인쇄회로기판에서 상기 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역을 결합하는 방법에 있어서,

   상기 제1인쇄회로영역 중에서 상기 제2인쇄회로영역과 결합되는 부분을 회로의 일부로 포함시켜 에칭시킨 가이드 바를 상기 제2인쇄회로영역의 둘레를 향해 형성하는 단계와;

   상기 제2인쇄회로영역의 둘레에 상기 제1인쇄회로영역의 가이드 바와 결합되는 가이드 홈을 형성하는 단계와;

   상기 가이드 바를 상기 가이드 홈에 결합하여 상기 제1인쇄회로영역과 제2인쇄회로영역을 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판의 결합방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1인쇄회로영역은 두꺼운 구리 영역이며, 상기 제2인쇄회로영역은 다층 영역인 것을 특징으로 하는 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판의 결합방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 제1인쇄회로영역은 다층 영역이며, 상기 제2인쇄회로영역은 두꺼운 구리 영역인 것을 특징으로 하는 에칭에 의한 가이드 바를 이용한 결합구조를 형성하는 복합형 인쇄회로기판의 결합방법.

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