KR20050048268A - 광커넥터 및 이를 이용한 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입 및 장착되는 본체와, 상기 본체의 소정 영역에 형성되어 상기 인쇄회로기판에 형성된 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시키는 단차부: 및 상기 본체의 소정 영역에 형성된 단차부를 상호 연결시키기 위하여 상기 본체의 내부에 임베디드 되어 형성되고, 상기 단차부에 의하여 소정의 각도로 반사되어 입사되는 상기 광신호를 상기 인쇄회로기판에 형성된 다른 광도파로로 전달시키는 캐비티로 구성된 광커넥터와, 상기 광커넥터가 비아홀에 삽입된 형상의 인쇄회로기판에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입된 소정 형상의 광커넥터에 의하여 소정 레이어에 형성된 광도파로 상호간의 인터컨넥션을 수행함으로써, 마이크로 렌즈 또는 미러 등의 별도의 장치를 사용하지 않고서도 광도파로 상호간의 인터컨넥션을 용이하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

광커넥터 및 이를 이용한 인쇄회로기판{Optical connector and printed circuit board using it}

본 발명은 광커넥터 및 이를 이용하여 레이어간 인터컨넥션을 수행하는 인쇄회로기판에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 인쇄회로기판에 형성된 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시켜 다양한 형태의 광로를 형성함으로써, 인쇄회로기판에형성된 광도파로 상호간의 인터컨넥션을 수행하는 광커넥터에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입된 소정 형상의 광커넥터에 의하여 레이어에 형성된 광도파로 상호간의 인터컨넥션이 수행되는 인쇄회로기판에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)은 페놀수지 또는 에폭시 수지로 된 평판 위에 여러 종류의 많은 부품을 밀집시켜 탑재하고, 각 부품간을 연결하는 회로를 수지 평판의 표면에 압착하여 고정시킨 회로기판을 말한다.

이러한 PCB는 페놀수지 절연판 또는 에폭시 수지 절연판 등의 한 쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 후에, 회로의 배선패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜 제거함)하여 필요한 회로를 구성하고, 부품들을 부착 탑재시키기 위한 홀(hall)을 뚫어서 만든다.

또한, 이러한 PCB는 배선 회로면의 수에 따라 단면 기판, 양면 기판 및 다층 기판 등으로 분류되며 층수가 많을수록 부품의 실장력이 우수하여 고정밀 제품에 채용된다. 단면 PCB는 주로 페놀 원판을 기판으로 사용하며 라디오, 전화기, 또는 간단한 계측기 등의 회로구성이 비교적 복잡하지 않은 제품에 채용된다. 양면 PCB는 주로 에폭시 수지로 만든 원판을 사용하며, 컬러 TV, VTR 또는 팩시밀리 등 비교적 회로가 복잡한 제품에 사용된다. 이 밖에, 다층 PCB는 32비트 이상의 컴퓨터, 전자교환기 또는 고성능 통신기기 등 고정밀 기기에 채용되는데, 이러한 다층 PCB는 각 층간 절연 재질로 분리 접합되어진 표면 도체층을 포함하여 3층 이상에 도체패턴이 있는 프린트 배선판을 말한다.

또한, 자동화기기 또는 캠코더 등 회로 기판이 움직여야 하는 경우와 부품의 삽입 및 구성 시에 회로기판의 굴곡을 요하는 경우에는 유연성으로 대응할 수 있도록 만든 회로기판을 사용하며, 이를 유연성 기판(Flexible PCB)이라고 한다.

한편, 종래에는 PCB를 제조할 경우, 구리판에 회로 패턴을 형성(Patterning)하여 PCB의 내층(Inner Layer)/외층(Out Layer)을 형성하였으나, 최근 고분자 중합체(Polymer)와 유리 섬유(Glass fiber)를 이용하여 빛으로 신호를 송수신할 수 있는 광섬유를 PCB 내에 삽입하고 있으며, 이를 EOCB(Electro-Optical Circuit Board)라고 한다.

이러한 EOCB는 전기적인 신호와 광신호를 혼재하여 동일 보드 내에서의 초고속 데이터 통신은 광신호로 인터페이싱(interfacing)하며, 소자 내에서는 데이터의 저장/신호 처리를 위해 전기적인 신호로 변환할 수 있도록 구리판 회로 패턴을 형성한 상태에서 광도파를 삽입한 PCB를 말한다.

이와 같은 EOCB 기술은 통신망의 스위치와 송수신 장비, 데이터 통신의 스위치와 서버, 항공 우주산업(Aerospace)과 항공 전자공학(avionic)의 통신, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 이동전화 기지국, 또는 대형 고속 컴퓨터(Mainframe)/슈퍼컴퓨터(supercomputer) 등에서 백플레인(Backplane) 및 도터 보드(Daughter Board)에 적용되고 있다.

또한, 인터넷 사용의 급증과 서비스 품질이 높아짐에 따라 데이터 취급량과 전송량이 급증하게 되었고, 이로 인한 대역폭(Bandwidth) 확대와 신호처리의 고속화가 요구됨에 따라 광 인터페이싱(Optical Interfacing)할 수 있는 매개체로서 이와 같은 EOCB가 필요하게 되었다. 즉, 종래의 PCB에서는 전기 신호가 기가 헤르쯔 (㎓) 대역에서 고속 스위칭 시에 노이즈(EMS; Electro Magnetic Susceptibility) 특성에 의해 제한을 받기 때문에, EMS 특성의 제한을 받지 않는 광 인터페이싱이 요구되는 것이다.

종래, 상술한 바와 같은 다층 인쇄회로기판상에 광도파로를 형성하는 방법으로서, 소정의 그루빙(Glooving) 장비를 이용하여 단층 인쇄회로기판의 소정의 레이어층에 광섬유 삽입홈을 형성한 후 상기 광섬유 삽입홈에 광섬유를 삽입하여 소정의 레이어상에 광도파로를 형성하였다.

이후, 상술한 바에 의하여 인쇄회로기판의 소정의 레이어상에 형성된 광도파로를 상호 접속하기 위하여 별도의 장치, 보다 구체적으로는 마이크로 렌즈 또는 미러 등을 사용하여 외부의 광도파로 또는 인쇄회로기판의 소정 레이어에 형성된 광도파로를 상호 연결하여 광신호를 전송하였다.

그러나, 종래의 방법에 의거하여 인쇄회로기판에 광도파로를 연결하는 경우, 인쇄회로기판의 소정의 레이어상에 형성된 광도파로로부터 전달되는 광신호를 다른 레이어상에 형성된 광도파로에 정확하게 전달시키기 위한 소정의 각도, 보다 구체적으로는 45⁰의 각도를 갖도록 광섬유의 각도를 조절하는 것이 불가능하였다.

그리고, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 인쇄회로기판의 소정 영역에 마이크로 렌즈 또는 미러 등을 형성시 도파로/마이크로렌즈 또는 미러/도파로 상호간의 정렬에 어려룸이 있었을 뿐만 아니라 상기 마이크로 렌즈 또는 미러에 대한 제작상의 어려움 및 비용이 증가한다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 인쇄회로기판에 형성되는 광도파로의 경우에는 단층의 인쇄회로기판에 있어서는 광도파로를 상호 정렬되도록 패터닝하여 광신호를 전송할 수 있는 반면에, 스루홀이 통하여 층간 상호 연결되는 다층의 레이어를 형성하는 인쇄회로기판에 있어서는 광도파로를 상호 연결할 수 없어서 광신호를 전송할 수 없었다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여, 인쇄회로기판에 형성된 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시켜 다양한 형태의 광로를 형성하여 광도파로 상호간의 인터컨넥션을 수행하는 광커넥터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입된 소정 형상의 광커넥터에 의하여 레이어간에 형성된 광도파로 상호간의 인터컨넥션이 수행되는 인쇄회로기판을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광커넥터는, 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입 및 장착되는 본체; 상기 본체의 소정 영역에 형성되어 상기 인쇄회로기판에 형성된 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시키는 단차부: 및 상기 본체의 소정 영역에 형성된 단차부를 상호 연결시키기 위하여 상기 본체의 내부에 임베디드 되어 형성되고, 상기 단차부에 의하여 소정의 각도로 반사되어 입사되는 상기 광신호를 상기 인쇄회로기판에 형성된 다른 광도파로로 전달시키는 캐비티로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광커넥터를 이용하여 레이어 상호간의 인터컨넥션을 수행하는 인쇄회로기판은, 외부 광원으로부터 입사된 광신호를 도파시키기 위한 제 1 광도파로; 상기 제 1 광도파로가 형성되지 않은 레이어층에 형성되어 있고, 제 1 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 입사받는 한 제 2 광도파로; 및 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입, 장착되어 상기 제 1 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시켜 상기 제 2 광도파로 입사시키는 광커넥터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 광커넥터 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 광커넥터의 구성을 상세하게 설명한다.

여기서, 도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형상을 갖는 광커넥터의 구성을 도시한 사시도 이다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판용 광커넥터(100)는, 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입 및 장착되어 소정의 레이어상에 형성된 광도파로와 다른 레이어상에 형성된 광도파를 상호 연결시켜 주는 역할을 수행하는 것으로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(110), 광신호 입사홈(121)이 형성된 단차부(120) 및 캐비티(130)로 구성된 다양한 형상을 갖는다.

여기서, 상기 본체(110)는, 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입 및 장착되는 부분으로서, 인쇄회로기판의 소정 레이어상에 형성된 제 1 광도파로와, 상기 제 1 광도파로가 형성된 레이어와 다른 레이어상에 형성된 제 2 광도파로 사이의 수직 거리에 대응하여 다양한 크기를 갖도록 제작된다.

또한, 상기 본체(110)의 소정 위치, 보다 구체적으로는 인쇄회로기판의 소정 레이어상에 형성된 광도파가 위치하는 부분에 대응하는 위치에 상기 광도파로를 통하여 입사되는 광신호를 소정의 각도로 반사시키기 위한 단차부(120)가 형성되어 있다.

따라서, 본 발명은 상기 본체(110)에 형성된 단차부(120)의 각도 및 위치에 의거하여 도 4에 도시된 바와 같은 소정 형태의 광로(光路), 보다 구체적으로는 " ㄷ자 " 형상 등의 광로를 형성한다.

또한, 상기 본체(110)의 내부에는 인쇄회로기판의 소정 레이어에 형성된 광도파로를 통하여 도파되는 광신호 중에서 후술하는 단차부(120)에 의하여 소정의 각도로 반사되어 입사되는 광신호를 인쇄회로기판에 다른 레이어에 형성된 광도파로로 도파시키는 캐비티(cavity)(130)가 형성되어 있다.

단차부(120)는 상기 인쇄회로기판의 소정 레이어에 형성된 광도파로의 위치와 일치하는 본체의 소정 위치에 형성되고, 상기 인쇄회로기판에 형성된 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시켜 상기 본체의 내부에 형성된 캐비티로 전달하는 것으로서, 상기 단차부(120)에는 광도파로를 통하여 도파되는 광신호가 입사되는 광신호 입사홈(121)이 형성되어 있다.

이때, 상기 단차부(120)는 광도파로를 통하여 도파되는 광신호에 대한 반사효율을 높이기 위하여 상기 광신호가 도파되는 광도파로에 대하여 소정의 각도, 보다 구체적으로는 45⁰의 각도를 형성하도록 단차되어 있다.

또한, 상기 단차부(120)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(10)에 형성된 광도파로 중에서 광신호가 입사된는 제 1 광도파로(11)와, 상기 제 1 광도파로(11)를 통하여 도파되는 광신호를 인쇄회로기판(0)에 실장된 소정의 부품(미도시)으로 전달하는 제 2 광도파로(12)에 대응하여 상기 본체(110)에 형성된 위치 및 방향에 의거하여 다양한 형태의 광로(光路)를 형성한다.

또한, 상기 단차부(120)는 상기 인쇄회로기판의 광도파로를 통하여 입사되는 광신호를 소정의 각도로 반사시키기 위한 반사부재, 보다 구체적으로는 미러 또는 광신호를 반사할 수 있는 소정의 금속, 예를 들면 알루미늄 등의 금속 등이 형성될 수 있다.

캐비티(130)는 상기 본체(110)의 내부에 형성된 광신호 가이드 홈으로서 상기 본체의 소정 영역에 형성된 단차부(120)의 광신호 입사홈(121)를 상호 연결시키는 역할을 형성한다.

즉, 상기 본체(110)의 소정 영역에 형성된 단차부(120)에 의거하여 상기 인쇄회로기판의 소정 레이어에 형성된 제 1 광도파로를 통하여 도파되는 광신호가 소정의 각도로 반사되어 캐비티(130)에 입사되는 경우, 상기 캐비티(130)는 인쇄회로기판의 다른 레이어에 형성된 제 2 광도파로 위치에 일치하여 형성된 상기 본체(110)의 다른 단차부(120)로 상기 광신호를 전달한다.

이후, 상기 캐비티(130)에 의하여 전달되는 광신호는 상기 본체(110)의 다른 단차부(120)에 의거하여 소정의 각도로 반사시켜 인쇄회로기판의 다른 레이어에 형성된 제 2 광도파로로 상기 광신호를 입사시키면, 상기 제 2 광도파로는 상기 광신호를 인쇄회로기판에 실장된 부품으로 전달한다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 광커넥터를 이용한 레이어 상호간의 인터컨넥션을 수행하는 인쇄회로기판의 구성을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판은 비아홀 사에에 삽입된 광커넥터를 통하여 소정의 레이어상에 형성된 광도파로를 상호 연결시켜 레이어간 인터켄녁션을 수행하는 것으로서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 광원으로부터 입사된 광신호를 도파시키기 위한 제 1 광도파로; 상기 제 1 광도파로가 형성되지 않은 레이어층에 형성되어 있고, 제 1 광도파로로를 통하여 도파되는 광신호를 입사받는 제 2 광도파로; 및 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입, 장착되어 상기 제 1 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시켜 상기 제 2 광도파로 입사시키기는 광커넥터를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제 1 광도파로(11)는 외부 광원으로부터 입사되는 광신호를 후술하는 광커넥터(100)로 도파시키는 역할을 수행하는 것으로서, 보다 구체적으로는 인쇄회로기판(10)의 소정 레이어상에 임베디드된 광섬유이다.

상기 제 2 광도파로(120는 인쇄회로기판(10)의 비아홀(13)에 삽입 장착된 광커넥터(100)에 의하여 상기 제 1 광도파로(11)로부터 도파되는 광신호 중에서 소정의 각도로 반사되어 입사되는 광신호를 상기 인쇄회로기판(10)에 실장된 부품(미도시)으로 전달시키는 역할을 수행하는 것으로서, 보다 구체적으로는 인쇄회로기판(10)의 소정 레이어, 즉 상기 제 1 광도파로(11)가 형성되어 있지 않은 레이어상에 임베디드된 광섬유이다.

광커넥터(100)는, 상기 제 1 광도파로(11)로부터 도파되는 광신호를 소정의 각도, 보다 구체적으로는 45⁰각도로 반사시켜 내부에 형성된 캐비티(130)를 통하여 상기 제 2 광도파로912)로 입사시키는 역할을 수행하는 것으로서, 인쇄회로기판(10)의 비아홀(13)에 삽입 장착된다.

즉, 상기 광커넥터(100)의 단차부(120)가 형성된 일측 단부는 상기 제 1 광도파로(11)에 대하여 소정의 각도, 보다 구체적으로는 광로(光路)에 대하여 45⁰의 각도를 갖도록 연결되어 있고, 상기 광커넥터(100)의 다른 단차부(120')가 형성된 일측 단부도 상기 제 2 광도파로(12)에 대하여 45⁰의 각도를 갖도록 연결되어 있다.

또한, 상기 광커넥터(100)의 단차부(120)에는 상기 인쇄회로기판(10)의 광도파로(11),(12)를 통하여 입사되는 광신호를 소정의 각도로 반사시키기 위한 미러 또는 광신호를 반사할 수 있는 소정의 금속으로 이루어진 반사부재가 형성되어 잇고, 이에 의거하여 상기 제 1 광도파로(11)를 통하여 입사되는 광신호를 반사시켜 상기 제 2 광도파로(12)로 입사시킴으로서, 인쇄회로기판(10)의 서로 다른 레이어층상에 형성된 광도파(11),(12)로 상호간의 인터컨넥션을 수행한다.

따라서, 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 광커넥터 및 그 제조 방법에 따르면, 광도파로가 임베디드된 광커넥터를 이용하여 인쇄회로기판의 레이어 상호간의 인터컨넥션을 수행함으로써, 마이크로 렌즈 또는 미러 등의 별도의 장치를 사용하지 않고서도 외부 광도파로와의 접속을 용이하게 수행할 수 있다는 효과를 제공한다.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 , 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판용 광커넥터의 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄회로기판용 광커넥터의 사시도.

도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 인쇄회로기판용 광커넥터의 사시도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 광커넥터에 형성된 단차면의 위치 및 방향에 따라 형성되는 다양한 광로를 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 광커넥터가 비아홀에 삽입 및 장착된 형상을 갖는 인쇄회로기판의 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 광커넥터가 비아홀에 삽입 및 장착된 형상을 갖는 인쇄회로기판의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 인쇄회로기판

11 : 제 1 광도파로

12 : 제 2 광도파로

13 : 비아홀

100 : 광커넥터

110 : 본체

120 : 단차부

121 : 광신호 입사홈

130 : 캐비티(cavity)

Claims (8)

1. 인쇄회로기판의 비아홀에 삽입 및 장착되는 본체;

   상기 본체의 소정 영역에 형성되어 상기 인쇄회로기판에 형성된 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시키는 단차부: 및

   상기 본체의 소정 영역에 형성된 단차부를 상호 연결시키기 위하여 상기 본체의 내부에 임베디드 되어 형성되고, 상기 단차부에 의하여 소정의 각도로 반사되어 입사되는 상기 광신호를 상기 인쇄회로기판에 형성된 다른 광도파로로 전달시키는 캐비티

   로 구성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 광커넥터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단차부는 상기 인쇄회로기판에 형성된 광도파로에 대하여 45⁰각도를 갖도록 단차된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 광커넥터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 단차부의 형성 위치에 따라 다양한 형태의 광로(光路)가 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 광커넥터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 단차부에는 상기 인쇄회로기판의 광도파로를 통하여 입사되는 광신호를 소정의 각도로 반사시키기 위한 반사부재가 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 광커넥터.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 반사부재는 미러인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 광커넥터.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 반사부재는 금속인 것을 특지으로 하는 인쇄회로기판용 광커넥터.
7. 외부 광원으로부터 입사된 광신호를 도파시키기 위한 제 1 광도파로;

   상기 제 1 광도파로가 형성되지 않은 레이어층에 형성되어 있고, 제 1 광도파로로를 통하여 도파되는 광신호를 입사받는 한 제 2 광도파로; 및

   인쇄회로기판의 비아홀에 삽입, 장착되어 상기 제 1 광도파로를 통하여 도파되는 광신호를 소정의 각도로 반사시켜 상기 제 2 광도파로 입사시키기는 광커넥터

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 광커넥터의 단차부가 형성된 일측 단부는 상기 제 1 광도파로에 대하여 소정의 각도를 갖도록 연결되고, 상기 광커넥터의 다른 단차부가 형성된 일측 단부는 상기 제 2 광도파로에 대하여 45⁰의 각도를 갖도록 연결된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.