KR100888063B1

KR100888063B1 - 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판

Info

Publication number: KR100888063B1
Application number: KR1020080103083A
Authority: KR
Inventors: 최경덕; 손병식
Original assignee: 최경덕; 손병식
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2028-10-21
Also published as: EP2180769A1; US8263873B2; CN101448375A; JP2010103537A; CN101448375B; US20100096167A1

Abstract

LVDS와 같은 대용량 신호를 정확하게 전송하기에 적합한 임피던스를 유지하면서 우수한 유연성을 갖는 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판이 개시되어 있다. 동박 대용량 신호 배선은 포지티브 위상을 갖는 제1 패드 및 네가티브 위상을 갖는 제2 패드가 일정 간격으로 이격되어 교대로 다수 쌍 반복 배치되고, TV 메인 보드로부터 대용량 신호를 전송받아 디스플레이 장치로 전송한다. 동박 접지층은 상기 동박 대용량 신호 배선으로부터 거리를 두고 부착되어 상기 디스플레이 장치에 전송되어 되돌아 오는 상기 대용량 신호를 접지시킨다. 절연층은 상기 동박 대용량 신호층과 상기 동박 접지층 사이를 절연하기 위하여 상기 동박 대용량 신호층과 상기 동박 접지층 사이에 접착된다. 상기 동박 대용량 신호 배선의 제1 패드 및 제2 패드가 80 ~ 110 Ω 임피던스로 제어되도록, 상기 동박 대용량 신호 배선의 제1 패드 및 제2 패드의 폭이 40 ~ 400 ㎛ 범위를 갖고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 간격이 40 ~ 450 ㎛ 범위를 갖고, 상기 제1 패드, 상기 제2 패드, 및 상기 동박 접지층의 두께가 각각 17 ~ 40 ㎛ 범위를 갖고, 상기 절연 층의 두께가 10 ~ 170 ㎛ 범위를 갖는다.

FPCB, LVDS

Description

대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판{Flexible printed circuit board of large capacity signal transmission medium}

본 발명은 인쇄 회로 기판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LVDS(low-volage differential signaling)와 같은 대용량 신호를 전송하는 매체로서 사용되는 연성 인쇄 회로 기판에 관한 것이다.

현재, 디지털 TV는 영상을 LCD 패널 또는 PDP 패널을 통하여 영상을 볼 수 있다. 디지털 TV는 디스플레이를 주로 LCD 또는 PDP를 사용하며, TV 제품의 두께를 얇게 하기 위해 PCB의 두께가 슬림화가 필요하며, TV의 대형화로 인하여 유연한 구조가 되어야 한다. 도 1은 도시된 디지털 TV 구조에 적용된 종래의 LVDS 신호 전송 매체용 연성 평탄 케이블(FFC)을 나타낸 도면이다. 이러한 종래의 LVDS 신호 전송 매체용 FFC는 제작이 용이하지만 자동화에 어려운 부분, 즉 수작업이 많고, LVDS 신호 전송 능력이 부족하고, EMC에 문제점이 있고, 수작업으로 인하여 장기간 사용시 품질이 저하되고, 두께가 1000 ㎛ 정도이므로 경박 제품에 사용이 어렵고 제작 자동화가 어렵다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, LVDS와 같은 대용량 신호를 정확하게 전송하기에 적합한 임피던스를 유지하면서 우수한 유연성을 갖는 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판은 포지티브 위상을 갖는 제1 패드 및 네가티브 위상을 갖는 제2 패드가 일정 간격으로 이격되어 교대로 다수 쌍 반복 배치되고, TV 메인 보드로부터 대용량 신호를 전송받아 디스플레이 장치로 전송하는 동박 대용량 신호 배선; 상기 동박 대용량 신호 배선으로부터 거리를 두고 부착되어 상기 디스플레이 장치에 전송되어 되돌아 오는 상기 대용량 신호를 접지시키는 동박 접지층; 및 상기 동박 대용량 신호층과 상기 동박 접지층 사이에 일정한 간격을 유지하기 위하여 상기 동박 대용량 신호층과 상기 동박 접지층 사이에 접착되는 절연층을 포함하고, 상기 동박 대용량 신호 배선의 제1 패드 및 제2 패드가 80 ~ 110 Ω 임피던스로 제어되도록, 상기 동박 대용량 신호 배선의 제1 패드 및 제2 패드의 폭이 40 ~ 400 ㎛ 범위를 갖고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 간격이 40 ~ 450 ㎛ 범위를 갖고, 상기 제1 패드, 상기 제2 패드, 및 상기 동박 접지층의 두께가 각각 17 ~ 40 ㎛ 범위를 갖고, 상기 절연 층의 두께가 10 ~ 170 ㎛ 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 대용량 신호는 LVDS 신호를 포함하고, 상기 절연층은 유전율 2.0 ~ 3.5인 폴리이미드에 의해 형성된다.

더욱 바람직하게는, 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판은 제1 접착제를 이용하여 상기 동박 대용량 신호층의 제1 패드 및 제2 패드와 상기 절연층를 접착시키는 5 ~ 25 ㎛ 두께의 제1 접착층; 제2 접착제를 이용하여 상기 동박 접지층과 절연층를 접착시키는 5 ~ 25 ㎛ 두께의 제2 접착층; 및 상기 동박 대용량 신호층의 제1 패드 및 제2 패드 중의 하나로부터 거리를 두고 부착되는 17 ~ 40 ㎛ 두께의 동박 파워 배선; 상기 동박 대용량 신호 배선 및 상기 동박 파워 배선이 덮이도록 상기 동박 대용량 신호층에 적층되는 20 ~ 30 ㎛ 두께의 제3 접착층: 상기 제3 접착층에 부착되어 상기 동박 대용량 신호층을 보호하는 7 ~ 17 ㎛ 두께의 제1 커버레이 층; 상기 동박 접지층 표면에 도포되는 20 ~ 30 ㎛ 두께의 제4 접착층; 및상기 제4 접착층에 부착되어 상기 동박 접지층을 보호하는 7 ~ 17 ㎛ 두께의 제2 커버레이 층을 더 포함하고, 전체 두께가 108 ~ 394 ㎛ 범위이다.

본 발명에 따르면, LVDS 신호 전송 성능 및 유연성이 우수하고, 다양한 형상의 FPCB 제작이 가능하고, 내열성이 뛰어나며, 임피던스 변화가 적어 일정한 신호 전송 품질을 유지할 수 있으며, 제조의 자동화가 가능하고, FPCB 전체 두께를 400 ㎛ 이하로 제조 가능하여 경박 단소 제품에 사용 가능하며, 미세한 신호선 제작이 가능하고, EMC에 우수한 특징이 있다.

이하, 첨부된 예시 도면에 의거하여 본 발명의 실시예에 따른 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판을 상세히 설명한다.

도 2에는 일반적인 디지털 TV 구조를 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면,디지털 TV는 디지털 방송 신호를 TV 자체, 즉 TV 메인 보드(110)에서 디지털 신호로 변환하여 LVDS(low-voltage differential signaling)를 LVDS 전송 매체(120)를 통하여 LCD 패널 또는 PDP 패널와 같은 디스플레이 장치(130)에 전송하여 시청자가 판별하는 영상 형태로 보여준다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판을 나타낸 분해 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판의 단면도이다. 도 5는 도 3에 도시된 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판의 사진을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판은 동박 대용량 신호층(310), 동박 접지층(320), 및 절연층(330)을 포함한다.

동박 대용량 신호층(310)은 포지티브 위상을 갖는 제1 패드(312) 및 네가티브 위상을 갖는 제2 패드(314)가 일정 간격(L)으로 이격되어 교대로 다수 쌍 반복 배치되고, TV 메인 보드(110)로부터 대용량 신호를 전송받아 디스플레이 장치(130)로 전송한다. 도 3 및 도 4에는 4쌍의 제1 패드(312) 및 제2 패드(314)가 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 5쌍 내지 16쌍의 제1 패드(312) 및 제2 패드(314)가 적용될 수 있다.

상기 대용량 신호는 LVDS 신호를 포함한다. 산업이 발달함에 따라 많은 양의 데이터를 고속으로 전송할 필요가 점차 증가되면서 기존의 TTL 레벨의 통신으로는 많은 제약이 따르게 되어 새로운 통신 규약의 출현이 필요하게 되었다. 그래서의 기존의 직렬 인터페이스를 동기 병렬 인터페이스로 하고 전송 폭을 8, 16, 32 비트 등으로 확장하기도 하였다. 그러나, 각각의 인터페이스에 따라 장단점이 있고, EMI 대책의 복잡화, 선재의 증가, 소비 전력의 증가, 비용의 증가 등 여러 과제가 생겼다. 이것들의 물지적 병목 현상의 문제를 해결하기 위한 방안으로 LVDS가 제안되어 IEEE와 ANSI/EIA에서 표준으로 채택되어 사용하게 되었다.

고속 데이터 생성 및 처리에 대한 요구가 증대됨에 따라, 한 지점에서 다른 지점으로 데이터를 전송하는 능력이 전체 시스템 성능을 판가름하는 척도가 되었다. 따라서, 이러한 고속 데이터 전송의 문제를 해결하기 위한 솔루션으로 LVDS가 각광받고 있다. 소프트웨어 정의 라디오(SDR), 고성능 데이터 변환기, 고 해상도 평면 패널 모니터 및 디지털 TV 등과 같은 디바이스는 이미 LVDS 기술이 적용되어 있다. LVDS는 고속 데이터 전송을 위한 일반적인 인터페이스 표준인 고속 디지털 인터페이스로, 고속 데이터 전송 속도를 위한 저 전력 소비 및 우수한 노이즈 내성의 특징이 있다. ANSI/TIA/EIA-644로 표준화된 이후, LVDS는 다양한 어플리케이션 및 업계에서 응용되고 있다. ANSI/TIA/EIA-644 표준은 LVDS 인터페이스 드라이버 출력 및 수신기 입력의 전기적 특성에 대해서만 정의하고 있으며, 특정 통신 프로토콜, 요구되는 프로세스 기술, 매체, 전압 공급 등은 정의하고 있지 않다. ANSI/TIA/EIA-644-1995 표준 또한 전자 인터페이스로서 물리층에 대한 사양을 규정하고 있는데, 이 표준은 드라이버 및 수신기의 전기적 특성에 대해서만 정의하고 있으며, 프로토콜, 인터커넥션, 또는 커넥터에 대한 세부 사항은 어플리케이션 마다 그 특성이 다르기 때문에 별도로 정의하고 있지는 않았다. LVDS 표준화 그룹은 전기적 특성에 대한 표준만 정의함으로써 LVDS가 다목적 인터페이스로 활용될 수 있도록 유도하고 있다. 따라서, LVDS를 사용하는 각 어플리케이션은 해당 프로토콜과 인터커넥션 표준을 참조해야 한다.

이와 같이 다목적이며 특정 어플리케이션에 특화되지 않았다는 특징 때문에, LVDS는 여러 분야의 상용 및 군사 어플리케이션에 채택되고 있다. 또한, 대역 폭에 대한 요구가 높아짐에 따라 고속 LVDS 연결에 기반한 PCI Express, Hyper 전송과 같은 고성능 기술이 등장하고 있다. 저 전력 소모, 뛰어난 노이즈 내성 및 다양한 상용 LVDS 컴포넌트가 사용 가능해짐에 따라 LVDS는 다양한 국방 및 우주 항공 어플리케이션에서 고속 데이터 전송을 위한 안정적이고 장기적인 솔루션으로 각광받고 있다.

현재, LVDS를 사용하고 있는 어플리케이션 분야는 다양하다. 데이터 통신을 위한 스택 기능을 가진 허브를 비롯해 이동 통신 무선 기지국 및 ATM 스위치 어플리케이션과 컴퓨터용 FPD 및 서버, 그리고 프린터 및 디지털 복사기와 같은 주변 기기, 산업용 고 해상도 디스플레이와 자동차용 FPD 시장 등이 있다. 이러한 어플리케이션에서 고속 데이터는 시스템 내부에서 혹은 시스템 간에 이동하는데, 시스템 내부의 데이터 이동은 인트라 시스템이라고 한다. 이 분야에서 LVDS 솔루션이 주로 사용되고 있다. 시스템 간의 정보 이동에는 IEEE1394, 광 채널, 및 기가비트 이더넷 등과 같은 표준 통신 프로토콜이 필요하다. 이러한 프로토콜의 하드웨어 및 소프트웨어는 비용이 높기 때문에 인트라 시스템에 구현하기에는 어려움이 많다. 따라서, 저렴하고 간편한 LVDS 링크가 주로 인트라 시스템에 채택되고 있다. 이와 같이 LVDS 솔루션은 보드 상에 그리고, 보드, 모듈, 선반, 랙 간 또는 박스 간 데이터 전송에 유리하며, 전송 매체는 구리 선, 또는 PCB의 트레이스도 될 수 있다. 추후 LVDS는 시스템간 통신을 위한 프로토콜도 실행하게 될 것이다.

동박 접지층(320)은 상기 동박 대용량 신호층(310)으로부터 거리를 두고 부착되어 상기 디스플레이 장치(130)에 전송되어 되돌아 오는 상기 대용량 신호를 접지시킨다.

절연층(330)은 상기 동박 대용량 신호층(310)과 상기 동박 접지층(320) 사이를 절연하기 위하여 상기 동박 대용량 신호층(310)과 상기 동박 접지층(320) 사이에 접착되어 상호 일정한 간격을 유지시킨다. 상기 절연층(330)은 유전율 2.0 ~ 3.5인 폴리이미드에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 절연체 재질은 일정한 유전율을 가지는데, 일반 폴리이미드는 4.2 ~ 4.7의 유전율을 가지고 있어 두께를 얇게 하기 어려운데 반해, 본 발명에 사용된 재질은 유전율이 2.0 ~ 3.5로서 낮은 두께에서도 유전율이 좋아 원하는 임피던스 값을 얻을 수 있도록 한다.

상기 동박 대용량 신호층(310)의 제1 패드(312) 및 제2 패드(314)가 80 ~ 110 Ω 임피던스로 제어되도록, 상기 동박 대용량 신호층(310)의 제1 패드(312) 및 제2 패드(314)의 폭이 40 ~ 400 ㎛ 범위를 갖고, 상기 제1 패드(312)와 상기 제2 패드(316)의 간격(L)이 40 ~ 450 ㎛ 범위를 갖고, 상기 제1 패드(312), 상기 제2 패드(314), 및 상기 동박 접지층(320)의 두께가 각각 17 ~ 40 ㎛ 범위를 갖고, 상 기 절연 층(330)의 두께가 10 ~ 170 ㎛ 범위를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명은, 제1 접착제를 이용하여 상기 동박 대용량 신호층(310)의 제1 패드(312) 및 제2 패드(314)와 상기 절연층(330)를 접착시키는 5 ~ 25 ㎛ 두께의 제1 접착층(340); 제2 접착제를 이용하여 상기 동박 접지층(320)과 절연층(330)를 접착시키는 5 ~ 15 ㎛ 두께의 제2 접착층(350); 및 상기 동박 대용량 신호 배선(310)의 제1 패드(312) 및 제2 패드(314) 중의 하나로부터 거리를 두고 부착되는 17 ~ 40 ㎛ 두께의 동박 파워 배선(318)을 더 포함한다.

본 발명은, 상기 동박 대용량 신호층(310) 및 상기 동박 파워 배선(360)이 덮이도록 상기 제1 접착층(340)에 적층되는 20 ~ 30 ㎛ 두께의 제3 접착층(370); 상기 제3 접착층(170)에 부착되어 상기 동박 대용량 신호층(310)을 보호하는 7 ~ 17 ㎛ 두께의 제1 커버레이 층(380); 상기 동박 접지층(320) 표면에 도포되는 20 ~ 30 ㎛ 두께의 제4 접착층(390); 및 상기 제4 접착층(390)에 부착되어 상기 동박 접지층(320)을 보호하는 7 ~ 17 ㎛ 두께의 제2 커버레이 층(400)을 더 포함한다.

이와 같은 구성을 갖는 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판의 전체 두께가 108 ~ 394 ㎛ 범위를 갖는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

본 발명에 따른 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판은 LVDS을 포함하여 모든 대용량 신호 전송 매체용으로 사용될 수 있다.

도 1은 종래의 LVDS 신호 전송 매체용 연성 평탄 케이블을 나타낸 도면이다.

도 2는 일반적인 디지털 TV 구조를 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판을 나타낸 분해 사시도이다.

도 4는 도 1에 도시된 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판의 단면도이다.

도 5는 도 1에 도시된 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판의 사진을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: TV 메인 보드

120: 신호 전송 매체

130: 디스플레이 장치

310: 동박 대용량 신호층

312: 제1 패드

314: 제2 패드

318: 동박 파워 배선

320: 동박 접지층

330: 절연층

340: 제1 접착층

350: 제2 접착층

370: 제3 접착층

380: 제1 커버레이 층

390: 제4 접착층

400: 제2 커버레이 층

L: 대용량 신호 배선 간격

Claims

포지티브 위상을 갖는 제1 패드 및 네가티브 위상을 갖는 제2 패드가 일정 간격으로 이격되어 교대로 다수 쌍 반복 배치되고, TV 메인 보드로부터 대용량 신호를 전송받아 디스플레이 장치로 전송하는 동박 대용량 신호 배선;

상기 동박 대용량 신호 배선으로부터 거리를 두고 부착되어 상기 디스플레이 장치에 전송되어 되돌아 오는 상기 대용량 신호를 접지시키는 동박 접지층; 및

상기 동박 대용량 신호층과 상기 동박 접지층 사이를 절연하기 위하여 상기 동박 대용량 신호층과 상기 동박 접지층 사이에 접착되는 절연층을 포함하고,

상기 동박 대용량 신호 배선의 제1 패드 및 제2 패드가 80 ~ 110 Ω 임피던스로 제어되도록, 상기 동박 대용량 신호 배선의 제1 패드 및 제2 패드의 폭이 각각 40 ~ 400 ㎛ 범위를 갖고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 간격이 40 ~ 450 ㎛ 범위를 갖고, 상기 제1 패드, 상기 제2 패드, 및 상기 동박 접지층의 두께가 각각 17 ~ 40 ㎛ 범위를 갖고, 상기 절연 층의 두께가 10 ~ 170 ㎛ 범위를 갖는 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판.
제1 항에 있어서, 상기 대용량 신호는 LVDS 신호를 포함하고, 상기 절연층은 유전율 2.0 ~ 3.5인 폴리이미드에 의해 형성되는 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판.
제1 항에 있어서, 제1 접착제를 이용하여 상기 동박 대용량 신호층의 제1 패드 및 제2 패드와 상기 절연층을 접착시키는 5 ~ 25 ㎛ 두께의 제1 접착층;

제2 접착제를 이용하여 상기 동박 접지층과 상기 절연층을 접착시키는 5 ~ 25 ㎛ 두께의 제2 접착층; 및

상기 동박 대용량 신호층의 제1 패드 및 제2 패드 중의 하나로부터 거리를 두고 부착되는 17 ~ 40 ㎛ 두께의 동박 파워 배선을 더 포함하는 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판.
제3 항에 있어서, 상기 동박 대용량 신호 배선 및 상기 동박 파워 배선이 덮이도록 상기 동박 대용량 신호층에 적층되는 20 ~ 30 ㎛ 두께의 제3 접착층:

상기 제3 접착층에 부착되어 상기 동박 대용량 신호 배선을 보호하는 7 ~ 17 ㎛ 두께의 제1 커버레이 층;

상기 동박 접지층의 표면에 도포되는 20 ~ 30 ㎛ 두께의 제4 접착층; 및

상기 제4 접착층에 부착되어 상기 동박 접지층을 보호하는 7 ~ 17 ㎛ 두께의 제2 커버레이 층을 더 포함하고,

전체 두께가 108 ~ 394 ㎛ 범위인 대용량 신호 전송 매체용 연성 인쇄 회로 기판.