印刷电路板、包括印刷电路板的天线结构和包括天线结构的图像显示设备的制作方法

相关申请的交叉引用和优先权要求

本申请要求于2019年12月11日在韩国知识产权局(kipo)提交的韩国专利申请号10-2019-0164487的优先权，其公开内容以引用方式并入本文。

本发明涉及一种印刷电路板、一种包括该印刷电路板的天线结构以及一种包括该天线结构的图像显示设备。更具体地，本发明涉及一种包括绝缘层和电路布线的印刷电路板、一种包括该印刷电路板的天线结构以及一种包括该天线结构的图像显示设备。

背景技术：

随着信息技术的发展，诸如wi-fi、蓝牙等的无线通信技术与例如智能电话形式的图像显示设备结合。在这种情况下，天线可以与图像显示设备结合以提供通信功能。

随着移动通信技术已得到迅速发展，在显示设备中需要能够进行高频或超高频通信的天线。

天线可以通过例如柔性印刷电路板(fpcb)连接至驱动集成电路芯片。为了防止通过fpcb的信号损耗，可以调整包括在fpcb中的绝缘层的介电常数。另外，当包括用于安装驱动ic芯片的高温工艺时，需要绝缘层的足够的高温稳定性。

随着最近已经开发出诸如柔性显示器或可折叠显示器的具有柔性特性的显示设备，在包括天线和fpcb的结构中也可能需要高柔性。

例如，韩国公开专利申请第2003-0095557号公开了嵌入在便携式终端中的天线结构，但是没有考虑电路板的特性。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供一种具有改善的机械和电气可靠性的印刷电路板。

根据本发明的一个方面，提供一种具有改善的机械和电气可靠性的包括印刷电路板的天线结构。

根据本发明的一个方面，提供一种包括天线结构的图像显示设备。

(1)一种印刷电路板，包括：芯层；以及电路布线层，所述电路布线层设置在所述芯层的顶表面上，其中所述芯层与所述电路布线层间隔开并且包括围绕所述电路布线层形成的通孔。

(2)根据上述(1)所述的印刷电路板，其中所述通孔完全穿透所述芯层。

(3)根据上述(1)所述的印刷电路板，其中所述芯层包括弯曲区域，并且所述通孔形成在所述芯层的弯曲区域中。

(4)根据上述(1)所述的印刷电路板，其中所述电路布线层包括：信号焊盘；信号线、合并线和馈电线，所述信号线、合并线和馈电线从所述信号焊盘顺序地延伸并彼此连接；以及馈电焊盘，所述馈电焊盘连接至所述馈电线的每个终端端部。

(5)根据上述(4)所述的印刷电路板，其中所述通孔围绕所述信号线和所述合并线形成。

(6)根据上述(5)所述的印刷电路板，其中所述通孔未围绕所述馈电焊盘形成。

(7)根据上述(4)所述的印刷电路板，其中所述通孔形成在所述印刷电路板的与所述信号焊盘相邻的区域和与所述馈电焊盘相邻的区域之间的中间区域中。

(8)根据上述(1)所述的印刷电路板，还包括形成在所述芯层的底表面上的下接地层。

(9)根据上述(8)所述的印刷电路板，其中所述通孔穿过所述芯层和所述下接地层。

(10)根据上述(8)所述的印刷电路板，还包括：上接地层，所述上接地层设置在所述芯层的所述顶表面上并且与所述电路布线层间隔开。

(11)根据上述(10)所述的印刷电路板，其中所述通孔穿过所述上接地层和所述芯层。

(12)根据上述(1)所述的印刷电路板，其中所述芯层包括介电常数为3或更小的液晶聚合物。

(13)根据上述(1)所述的印刷电路板，其中多个所述通孔布置在所述印刷电路板的宽度方向上以限定通孔行，并且多个所述通孔行重复地布置在所述印刷电路板的长度方向上。

(14)一种天线结构，包括：根据如上所述的实施方式所述的印刷电路板；以及天线图案，所述天线图案电连接至所述印刷电路板的所述电路布线层的一个端部。

(15)一种图像显示设备，包括根据如上所述的实施方式所述的天线结构。

根据本发明的示例性实施方式，穿透印刷电路板的通孔可以围绕连接至天线图案的电路布线形成。印刷电路板中形成有通孔的区域可以用作弯曲区域。通孔可以减小弯曲应力，从而可以防止在弯曲或折叠期间对印刷电路板和电路布线的损坏。

可以通过通孔减小弯曲应力，从而可以采用包括具有低介电常数和高耐热性的材料(诸如液晶聚合物)的芯层。因此，可以实现具有高柔性同时改善天线图案的辐射特性的印刷电路板。

附图说明

图1和图2分别是示出根据示例性实施方式的印刷电路板的示意性俯视平面图和示意性截面图。

图3是示出根据一些示例性实施方式的印刷电路板的示意性截面图。

图4是示出根据一些示例性实施方式的印刷电路板的示意性截面图。

图5是示出根据示例性实施方式的天线结构的示意性俯视平面图。

图6是示出根据示例性实施方式的天线结构的弯曲形状的示意性截面图。

图7是示出根据一些示例性实施方式的图像显示设备的示意性俯视平面图。

具体实施方式

根据本发明的示例性实施方式，提供一种包括通孔并且具有改善的弯曲特性的印刷电路板以及一种包括该印刷电路板的天线结构。此外，还提供一种图像显示设备，该图像显示设备应用了印刷电路板或天线结构。

在下文中，将参考附图详细地描述本发明。然而，本领域技术人员将理解，提供参考附图描述的此类实施方式以进一步理解本发明的精神，并且不将要保护的主题限制为在具体实施方式和所附权利要求中公开。

在本申请中使用的术语“第一”、“第二”、“上部”、“下部”、“顶部”和“底部”并非旨在指定绝对位置，而是旨在区分不同的元件或指定相对位置。

图1和图2分别是示出根据示例性实施方式的印刷电路板的示意性俯视平面图和示意性截面图。例如，图2是在厚度方向上沿着图1的线i-i'截取的截面图。

参照图1和图2，印刷电路板100可以包括芯层110和电路布线层120。

芯层110可以包括柔性树脂材料。因此，印刷电路板100可以被设置为柔性印刷电路板(fpcb)。

芯层110的非限制性示例可以包括聚酰亚胺、环氧树脂、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物(cop)、液晶聚合物(lcp)、改性聚酰亚胺(mpi)等。

在一些实施方式中，芯层110可以包括lcp。优选地，芯层110的介电常数可以为约3或更小(例如，约1至3)。在这种情况下，可以减少来自印刷电路板100的信号传输损耗，并且可以增加连接至印刷电路板100的天线图案200(参见图5)的馈电效率和增益特性。

电路布线层120可以包括馈电焊盘122、馈电线124、合并线126和128以及信号线125。信号焊盘127可以连接至信号线125的一端。

馈电焊盘122可以电连接至每个天线图案。馈电线124可以连接至每个馈电焊盘122。

在示例性实施方式中，多个馈电焊盘122可以通过馈电线124联接以形成一个馈电单元。例如，彼此相邻的一对馈电焊盘122和一对馈电线124可以限定一个馈电单元。

在一些实施方式中，多个馈电单元可以通过第一合并线126合并。例如，彼此相邻的一对馈电单元可以通过第一合并线126联接以形成一个子馈电组。

在一些实施方式中，多个子馈电组可以通过第二合并线128合并。例如，彼此相邻的一对子馈电组可以通过第二合并线128联接以形成一个馈电组。

因此，可以限定通过一个信号焊盘127控制/馈电的馈电组。例如，包括四个馈电单元的馈电组可以由从信号焊盘127延伸的信号线125限定，每个馈电单元包括一对馈电焊盘122。

信号焊盘127可以用作例如电连接至驱动集成电路(ic)芯片的结合焊盘。

以上参考图1所描述的电路布线层120的布置和构造是作为示例提供的，并且可以考虑天线图案200的数量、图像显示设备的形状/尺寸等来适当地修改。

印刷电路板100可以包括穿透芯层110的多个通孔130。在示例性实施方式中，通孔130可以形成在弯曲区域ba中，在该弯曲区域中，印刷电路板100被弯曲或折叠。

例如，多个通孔可以沿行方向(例如，沿印刷电路板100的宽度方向)布置以形成通孔行，并且多个通孔行可以沿列方向(例如，沿印刷电路板100的长度方向)布置。

通孔130可以围绕电路布线层120布置，以便不穿透电路布线层120。在一些实施方式中，通孔130可以围绕信号线125和/或合并线126和128布置。

在一个实施方式中，通孔130可以布置在信号线125和第二合并线128彼此连接的整个区域中。

在一些实施方式中，通孔130可以不围绕馈电焊盘122和/或馈电线124布置。因此，在馈电焊盘122和天线图案200的高温结合过程中，可以从芯层110获得足够的耐热性。

在一个实施方式中，通孔130还可以围绕馈电焊盘122和/或馈电线124形成。在这种情况下，可以通过通孔130另外降低芯层110的介电常数。

根据如上所述的示例性实施方式，通孔130可以分布在印刷电路板100的弯曲区域ba中，从而可以选择性地提高弯曲区域ba中的柔性。因此，即使当诸如lcp的具有相对高的硬度和脆性的材料被包括在芯层110中时，弯曲区域ba中的应力也可以被减轻。

因此，即使施加弯曲应力，也可以实现印刷电路板100的机械稳定性和可靠性。另外，可以将诸如lcp的低介电、高耐热材料用于芯层110。因此，可以抑制从印刷电路板100到天线图案200的信号传输损耗，并且可以在与包括馈电焊盘122的天线图案200的结合区域中实现充分的结合可靠性。

图3是示出根据一些示例性实施方式的印刷电路板的示意性截面图。本文省略与参考图1和图2描述的元件和结构基本上相同或相似的元件和结构的详细描述。

参照图3，印刷电路板100还可包括形成在芯层100的底表面上的下接地层140。

例如，下接地层140可以面向电路布线层120，并且芯层100插置在它们之间。下接地层140可以吸收或屏蔽电路布线层120周围的噪声。因此，可以进一步提高驱动ic芯片与天线图案200之间的馈电/信号传输的可靠性。

通孔130可以共同地穿过芯层110和下接地层140。因此，即使将接地层140包括在弯曲区域ba中，也可以提供足够的柔性。

图4是示出根据一些示例性实施方式的印刷电路板的示意性截面图。本文省略与参考图1和图2描述的元件和结构基本上相同或相似的元件和结构的详细描述。

参照图4，上接地层145可以形成在芯层110的顶表面上。例如，上接地层145可以设置在芯层110的顶表面上，以在电路布线层120周围与电路布线层120间隔开。

在一些实施方式中，通孔130可以共同地穿过上接地层145、芯层110和下接地层140。

图5是示出根据示例性实施方式的天线结构的示意性俯视平面图。

参照图5，参考图1至图4所描述的印刷电路板100可以通过馈电焊盘122电连接至天线图案200。因此，可以提供其中印刷电路板100和天线图案200彼此组合的天线结构。

天线结构可以包括用于实现例如3g、4g、5g或更高频率的高频或超高频通信的天线图案200。

天线图案200可以包括辐射图案202、传输线204和天线焊盘206。

辐射图案202可以具有例如多边形板形状，并且传输线204可以从辐射图案202的一侧延伸以电连接至天线焊盘206。传输线204可以形成为基本上与辐射图案202一体的单个构件。

在一个实施方式中，接地焊盘可以围绕天线焊盘206设置。

天线图案层200可以包括银(ag)、金(au)、铜(cu)、铝(al)、铂(pt)、钯(pd)、铬(cr)、钛(ti)、钨(w)、铌(nb)、钽(ta)、钒(v)、铁(fe)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、锌(zn)、锡(sn)、钼(mo)、钙(ca)或包含这些金属中至少一种的合金。

例如，辐射图案200可以包括银(ag)或银合金(例如，银-钯-铜(apc)合金)，或铜(cu)或铜合金(例如，铜-钙(cuca)合金)以实现低电阻和细线宽度图案。

在一些实施方式中，天线图案200可以包括透明导电氧化物，诸如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)、氧化铟锌锡(izto)、氧化镉锡(cto)等。

在一些实施方式中，辐射图案202和/或传输线204可以具有例如金属层-透明导电氧化物层的双层结构或透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层的三层结构。在这种情况下，可以通过金属层改善挠性特性并且可以降低电阻，同时通过透明导电氧化物层增强耐腐蚀性和透明性。

在一些实施方式中，辐射图案202和/或传输线204可以包括网状结构。辐射图案202可以包括网状结构，使得当辐射图案202设置在图像显示设备的显示区域中时可以提高透射率，从而防止电极可见性和图像质量的下降。

在一些实施方式中，印刷电路板100的天线焊盘206和馈电焊盘122可以通过诸如各向异性导电膜(acf)的导电中间结构彼此结合。天线焊盘206可以形成为实心金属图案以减小接触电阻或馈电电阻。

如图5所示，在围绕馈电焊盘122连接至天线图案200的结合区域中，可以通过可以不形成通孔130的芯层110保持热和机械稳定性。

在印刷电路板100的弯曲区域ba中，可以形成通孔130以提供弯曲区域ba的足够的挠性，从而可以避免在弯曲时引起的诸如电路布线层120的裂纹和分层的机械损坏。

在一些实施方式中，通孔130可以不形成在与印刷电路板100的信号焊盘127相邻的区域中。因此，通孔130可以选择性地形成在连接至天线图案200的两个端部区域与驱动ic芯片之间的中间区域中。

在一些实施方式中，天线图案200可以设置在介电层210上。例如，介电层210可以包括聚酯系树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；纤维素系树脂，诸如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；聚碳酸酯系树脂；丙烯酸系树脂，诸如聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚(甲基)丙烯酸乙酯；苯乙烯系树脂，诸如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物；聚烯烃系树脂，诸如聚乙烯、聚丙烯、环烯烃或具有降冰片烯结构的聚烯烃和乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯系树脂；酰胺系树脂，诸如尼龙和芳族聚酰胺；酰亚胺系树脂；聚醚砜系树脂；砜系树脂；聚醚醚酮系树脂；聚苯硫醚树脂；乙烯醇系树脂；偏二氯乙烯系树脂；乙烯醇缩丁醛系树脂；烯丙基化物系树脂；聚甲醛系树脂；环氧系树脂；氨基甲酸酯或丙烯酸氨基甲酸酯系树脂；有机硅系树脂等。这些可以单独使用或以其两种或更多种的组合使用。

在一些实施方式中，诸如光学透明粘合剂(oca)、光学透明树脂(ocr)等的粘合剂材料可以被包括在介电层210中。

在一些实施方式中，介电层210可以包括无机绝缘材料，诸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或玻璃。

在一些实施方式中，介电层210的介电常数可以在约1.5至12的范围内进行调整。当介电常数超过约12时，驱动频率可能过度增加，并且可能无法实现期望的高频带中的驱动。

图6是示出根据示例性实施方式的天线结构的弯曲形状的示意性截面图。

参照图6，如上所述，印刷电路板100可以经由电路布线层120连接至天线图案200，并且印刷电路板100可以通过可以形成通孔130的弯曲区域ba向下弯曲。

例如，印刷电路板100可以朝向设置在显示面板220下方的主板230弯曲。例如，设置在主板230上的驱动ic芯片250可以经由包括在印刷电路板100中的信号焊盘127连接至电路布线层120，以执行对天线图案200的馈电。

图7是示出根据一些示例性实施方式的图像显示设备的示意性俯视平面图。

参照图7，图像显示设备300可以以例如智能电话的形式实现，并且图7示出图像显示设备300的正面部分或窗口表面。图像显示设备的正面部分可以包括显示区域310和外围区域320。外围区域320可以对应于例如图像显示设备的遮光部分或边框部分。

包括在上述天线结构中的天线图案200可以朝向图像显示设备的正面部分设置，并且可以设置在例如显示面板上。在一个实施方式中，辐射图案202可以与显示区域310重叠。在这种情况下，辐射图案202可以包括网状结构，并且可以防止由于辐射图案202而导致的透射率降低。

驱动ic芯片250可以设置在外围区域320中，以防止显示区域310中的图像质量劣化。在这种情况下，印刷电路板100可以被弯曲区域ba弯曲，在该弯曲区域中可以形成通孔130以电连接至驱动ic芯片250。

如上所述，在保持与天线图案200的连接可靠性时，印刷电路板100可以被弯曲而没有损坏，并且因此可以实现配备有薄、高可靠性通信功能的图像显示设备。