KR100646630B1 - 발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법 및 이를 이용한발광다이오드용 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 평판 형상의 모체기판을 제작하는 제 1단계와, 모체기판에 십자배열로 다수의 도금홀을 형성하는 제 2단계와, 종방향으로 배열된 도금홀을 연결하는 금속박판을 형성하는 제 3단계와, 종방향으로 배열된 도금홀을 통과하도록 모체기판을 절단하고 횡방향의 도금홀 배열라인 사이를 지나도록 모체기판을 절단하여 인쇄회로기판을 제작하는 제 4단계로 이루어져, 인쇄회로기판의 좌우측면에 형성된 도금 홀면과 이에 연결된 금속박판까지 납땜이 되어 외부의 기판 또는 장치와의 결합력이 향상되며 인가되는 전원을 보다 확실하고 안정적으로 발광칩에 인가할 수 있고 인쇄회로기판을 보다 효율적으로 대량생산할 수 있는 발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법과 이를 이용한 발광다이오드용 인쇄회로기판을 제공한다.

발광다이오드, 인쇄회로기판, 도금홀, 금속박판, 리드단자, 납땜

Description

발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법 및 이를 이용한 발광다이오드용 인쇄회로기판 { Manufacturing process of Printed circuit board for Light Emitting Diode and Printed circuit board for Light Emitting Diode }

도 1a는 종래 발광다이오드용 인쇄회로기판의 모체기판 평면도이다.

도 1b는 종래 발광다이오드용 인쇄회로기판의 사시도이다.

도 1c는 도 1b에 도시된 인쇄회로기판에 발광칩 및 리드단자가 결합된 형상을 도시한다.

도 2는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법의 순서도이다.

도 3a는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로 모체기판의 평면도이다.

도 3b는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로 모체기판의 저면도이다.

도 4a는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판의 사시도이다.

도 4b는 도 4a에 도시된 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.

도 5a는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판에 발광칩 및 리드단자가 결합되는 형상을 도시한다.

도 5b는 도 5a에 도시된 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 인쇄회로기판이 메인기판에 결합되는 형상을 도시한 다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 :모체기판 110 : 도금홀

120 : 금속박판 200 : 인쇄회로기판

210 : 단자홈 222 : 제 1 박판

224 : 제 2 박판 300 : 발광칩

400 : 와이어 510 : 제 1 리드단자

520 : 제 2 리드단자

본 발명은 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)에 적용되는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)을 제조하는 방법 및 발광다이오드용 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더 상세하게는 인쇄회로기판의 좌우측면에 형성된 도금 홀면과 이에 연결된 금속박판까지 솔더가 되어 결합력을 상승시킬 수 있고 전원을 안정적으로 인가를 위한 접촉 면적이 증가되도록 구성되는 인쇄회로기판을 제조하는 방법 및 인쇄회로기판을 제공한다.

이하, 상세한 설명에서는 본 발명의 이해가 용이하도록 인쇄회로기판과 외부 기판 또는 장치를 결합 및 전기적으로 연결시켜주는 솔더를 대신하여 리드단자로 설명하도록 한다.

일반적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 반도체에 불순물을 첨가하여 만든 P-N 접합소자에 구동전류를 흘려주면 구동전류에 의해 P-N 접합에 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)들의 재결합이 발생하고, 소수 캐리어의 재결합으로 여기된 접합층의 외곽 전자가 안정궤도를 이탈한 뒤 복귀하는 반복 현상으로 방출되는 에너지를 빛으로 만든다.

이러한 발광다이오드는 저전압으로 구동하여 광을 조사할 수 있으므로 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기 및 각종 자동화기기 등에 사용된다.

특히, 정보 통신기기의 소형화, 슬림화 추세에 따라 기기의 각종 부품인 저항, 콘덴서, 노이즈 필터 등은 더욱 소형화되고 있으며, 이에 따라 발광다이오드도 소형화되어가고 있는데, 발광다이오드의 소형화를 위하여 인쇄회로기판에 직접 발광칩을 장착시키는 방식이 상용화되어 있다.

이때, 인쇄회로기판은 크기가 매우 작기 때문에, 하나의 큰 기판에 다수의 박판을 형성한 후 각 단위별로 절단하는 공정을 통하여 제조됨이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 발광다이오드용 인쇄회로기판에 대하여 설명하기로 한다.

도 1a는 종래 발광다이오드용 인쇄회로기판의 모체기판 평면도이고, 도 1b는 종래 발광다이오드용 인쇄회로기판의 사시도이다.

발광다이오드용 인쇄회로기판은 개별 제작이 어려우므로 도 1a에 도시된 바 와 같이 큰 모체기판(1)을 형성한 후 절단과정을 통해 다수의 인쇄회로기판(10)을 제조한다.

모체기판(1)의 일면에 다수의 제 1 박판(14)과 제 2 박판(16)을 형성한 후 제 1 박판(14)과 제 2 박판(16)이 각각 하나씩 포함되도록 절단을 하면 하나의 인쇄회로기판(10)이 제작된다.

도 1b에 도시된 바와 같이 종래의 인쇄회로기판(10)은, 기판(12)의 상측면에 제 1 박판(14)과 제 2 박판(16)이 각각 하나씩 형성되도록 구성되어있다. 이때, 기판(12)은 전류가 통하지 아니하는 부도체 물질로 제작되고, 제 1 박판(14)과 제 2 박판(16)은 전류저항이 낮은 도체 물질로 제작된다.

도 1c는 도 1b에 도시된 인쇄회로기판에 발광칩 및 리드단자가 결합된 형상을 도시한다.

도 1c에 도시된 바와 같이 제 2 박판(16)의 상측에는 발광칩(20)이 장착되고, 발광칩(20)은 와이어(30)를 통해 제 1 박판(14)과 연결되며, 제 1 박판(14)과 제 2 박판(16)에는 각각 발광칩(20)에 전류를 인가하기 위한 제 1 리드단자(42)와 제 2 리드단자(44)가 결합된다.

그러나, 종래의 인쇄회로기판(10)은, 리드단자(40)와 박판(14, 16)이 접촉되는 면적이 협소한 관계로, 리드단자(40)의 결합위치가 극히 한정됨으로 인한 제조상의 어려움이 있으며, 리드단자(40)와 박판(14, 16) 간의 접촉불량이 발생될 우려가 있다는 단점이 있다. 따라서, 리드단자(40)와 인쇄회로기판의 결합위치가 조금만 틀어지게 되면 발광칩(20)에 전원이 정상적으로 인가되지 아니하여 불량이 발생 된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 인쇄회로기판(10)은 기판(12)의 상측면 일부에만 박판(14, 16)이 형성되므로 방열이 원활하게 이루어지지 못한다는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 리드단자의 결합위치가 넓고 다양하게 구비되도록 한 모체기판, 이를 이용한 인쇄회로기판 및 발광다이오드용 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 방열면적이 증대되어 방열효율이 향상되는 인쇄회로기판을 제공하는데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법은, 평판 형상의 모체기판을 제작하는 제 1단계; 모체기판에 십자배열로 다수의 도금홀을 형성하는 제 2단계; 종방향으로 배열된 도금홀을 연결하는 금속박판을 형성하는 제 3단계; 종방향으로 배열된 도금홀을 통과하도록 모체기판을 절단하는 종방향 절단과, 횡방향의 도금홀 배열라인 사이를 지나도록 모체기판을 절단하는 제 4단계를 포함한다.

금속박판은, 종방향으로 배열된 도금홀의 상측입구면 및 내측벽면을 연결하도록 형성될 수도 있고, 종방향으로 배열된 도금홀의 상,하측 입구면 및 내측벽면 을 연결하도록 형성될 수도 있다.

또한, 도금홀은 원형 형상으로 형성되며, 제 4단계의 종방향 절단은 종방향으로 배열된 도금홀의 중심을 관통하도록 진행된다.

이로써, 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판은, 좌우측면에 내측으로 오목하게 형성되는 한 쌍의 단자홈이 형성되며, 각 단자홈에는 금속박판이 형성된다.

이때, 각 단자홈의 상측입구면에 형성되는 금속박판은, 발광다이오드용 인쇄회로기판의 상면 중심부를 향해 길게 연장되도록 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법 및 이를 이용한 발광다이오드용 인쇄회로기판의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법의 순서도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판의 제조방법은, 전기절연성을 갖는 재질로 평판 형상의 모체기판을 제작하는 제 1단계(S10); 모체기판에 십자배열로 다수의 도금홀을 천공하여 형성하는 제 2단계(S20); 종방향으로 배열된 도금홀을 전기적으로 연결하도록 도금홀의 일부 또는 전체에 전류의 흐름이 가능한 금속박판을 형성하는 제 3단계(S30); 종방향으로 배열된 도금홀을 통과하도록 모체기판을 종방향으로 절단하고, 횡방향의 각 도금홀 배열라인 사이로 모체기판을 횡방향 절단하는 제 4단계(S40)를 포함한다.

제 3단계(S30)에서 형성되는 금속박판은, 종방향으로 배열된 도금홀의 상측 입구면과 내측벽면을 덮도록 형성될 수도 있고, 종방향으로 배열된 도금홀의 상,하측 입구면 및 내측벽면을 덮도록 형성될 수도 있다.

도금홀은 발광다이오드용 인쇄회로기판의 완성 시 반으로 나뉘어져 리드단자가 연결되는 부위가 되는데, 리드단자의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성 가능하다. 따라서, 제 4단계(S40)의 종방향 절단은 도금홀이 균등하게 둘로 나뉘어질 수 있도록 종방향으로 배열된 도금홀의 중심을 관통하도록 진행된다.

이와 같은 방법으로 발광다이오드용 회로기판을 제작하면, 다수의 발광다이오드용 회로기판을 대량 생산할 수 있으므로 생산성이 향상될 뿐만 아니라, 발광 칩에 전원을 인가시켜주는 단자부인 금속박판을 보다 용이하고 정밀하게 제작할 수 있게 된다.

도 3a는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로 모체기판의 평면도이고, 도 3b는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로 모체기판의 저면도이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로 모체기판(100)은, 원형 형상의 다수의 도금홀(110)이 십자배열로 형성되며, 종방향으로 배열된 도금홀(100)을 연결하도록 금속박판(120)이 형성된다.

금속박판(120)은 리드단자의 결합위치에 따라, 종방향으로 배열된 도금홀(110)의 상측입구면 및 내측벽면을 연결하도록 형성될 수도 있고, 종방향으로 배열된 도금홀(110)의 상,하측 입구면 및 내측벽면을 연결하도록 형성될 수도 있다.

금속박판(120)에 리드단자가 결합되는 구조는 별도의 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

또한, 금속박판(120)은 모체기판(100)의 상측면에 형성되는 부위가 이웃하는 또 다른 금속박판(120)을 향하여 돌출되는데, 이와 같이 돌출되는 금속박판(120) 부위에는 발광칩과 와이어가 각각 결합된다.

도 4a는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판의 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 모체기판(100)을 종방향으로 배열된 도금홀(110)을 통과하도록 종방향 절단을 하고, 횡방향의 각 도금홀(110) 배열라인 사이로 횡방향 절단을 하게 되면, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 발광다이오드의 장착이 가능한 인쇄회로기판(200)이 다수 형성된다.

도금홀(110)이 반으로 나뉘어지도록 모체기판(100)이 절단됨으로 인하여, 하나의 도금홀(110)은 인쇄회로기판(200) 좌우측면에 위치되는 제 1 단자홈(212)과 제 2 단자홈(214)으로 나뉘어 지며, 금속박판(120)은 제 1 금속박판(222)과 제 2 금속박판(224)으로 나뉘어 진다. 이에 따라 각 단자홈(212, 214)의 상,하측입구면 및 내측벽면에는 제 1 금속박판(222)과 제 2 금속박판(224)과 각각 연결된 상태가 되는데, 이와 같이 제 1 금속박판(222)과 제 2 금속박판(224)이 형성된 단자홈(212, 214)에는 전원 인가를 위한 리드단자가 결합된다.

본 실시예에서 금속박판(222, 224)은 리드단자의 결합위치가 보다 자유롭도록 각 단자홈(212, 214)의 상,하측입구면 및 내측벽면을 덮도록 형성되고 있지만, 본 발명에 적용되는 금속박판(222, 224)의 형상은 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예에 한정되지 아니하고 리드단자의 결합위치에 따라 다양하게 변경 가능하다. 예를 들어, 리드단자가 각 단자홈(212, 214)의 상측입구면 및 내측벽면에 선택적으로 결합되는 경우, 금속박판(222, 224)은 각 단자홈(212, 214)의 상측입구면 및 내측벽면만을 덮도록 형성될 수 있다.

도 5a는 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판에 발광칩 및 리드단자가 결합되는 형상을 도시하고, 도 5b는 도 5a에 도시된 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 인쇄회로기판(200)의 제 2 금속박판(224)의 상측에는 발광칩(300)이 장착되고, 발광칩(300)은 와이어(400)를 통해 제 1 금속박판(222)과 연결되며, 제 1 금속박판(222)과 제 2 금속박판(224)에는 각각 발광칩(300)에 전원을 인가하기 위한 제 1 리드단자(510)와 제 2 리드단자(520)가 결합된다.

본 발명에 의한 인쇄회로기판(200)에 리드단자(510, 520)가 결합되는 경우, 종래의 인쇄회로기판에 비하여 금속박판(222, 224)과 리드단자(510, 520)의 접촉 면적을 넓게 확보할 수 있으므로, 리드단자(510, 520)를 통해 인가되는 전원을 보다 확실하고 안정적으로 발광칩(300)에 인가할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 적용되는 금속박판(222, 224)은 인쇄회로기판(200)의 측면 및 저면까지 연장되도록 형성되므로, 리드단자(510, 520)의 결합위치를 보다 자유롭게 변경시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 6은 본 발명에 의한 인쇄회로기판이 메인기판에 결합되는 형상을 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 인쇄회로기판(200)이 메인기판전극(610)이 결합된 메인기판(600)에 장착되는 경우, 납땜 방식에 의하여 결합된다.

금속박판(222, 224)이 메인기판전극(610)의 상면과 접촉되도록 인쇄회로기판(200)을 메인기판(600)의 상면에 안착시킨 후, 금속박판(222, 224)과 메인기판전극(610)이 연결되도록 납땜을 하면, 납땜 시 발생되는 솔더(700)는 금속박판(222, 224)의 내측면과 메인기판전극(610)의 상면을 덮도록 형성된다.

상기와 같이 인쇄회로기판(200)과 메인기판(600)을 결합시키면, 종래의 인쇄회로기판(10)에 비하여 솔더(700)가 접촉되는 면적이 현저히 증가되므로, 인쇄회로기판(200)과 메인기판(600) 간의 결합력이 높아질 뿐만 아니라 인쇄회로기판(200)과 메인기판(600) 간의 단선 우려도 감소된다는 장점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법을 사용하면, 솔더의 접촉면적이 증대된 인쇄회로기판을 보다 효율적으로 대량생산할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 발광다이오드용 인쇄회로기판을 사용하면, 솔더를 통해 인가되는 전원을 보다 확실하고 안정적으로 발광칩에 인가할 수 있으며, 솔더의 결합위치를 보다 자유롭게 변경시킬 수 있다는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 평판 형상의 모체기판(100)을 제작하는 제 1단계(S10);

   상기 모체기판(100)에 십자배열로 다수의 도금홀(110)을 형성하는 제 2단계(S20);

   종방향으로 배열된 상기 도금홀(110)을 연결하도록 금속박판(120)을 형성하는 제 3단계(S30); 및

   종방향으로 배열된 도금홀(110)을 통과하도록 상기 모체기판(100)을 종방향으로 절단하고, 횡방향의 도금홀(110) 배열라인 사이를 지나도록 상기 모체기판(100)을 횡방향으로 절단하는 제 4단계(S40);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드용 인쇄회로기판 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 발광다이오드용 인쇄회로기판에 있어서,

   상호 대면에 내측으로 오목하게 형성되는 한쌍의 단자홈(210);

   상기 한쌍의 단자홈(210)의 상하측 입구면과 내측벽면을 덮도록 형성되는 제 1 및 제 2 금속 박판(222 및 224)을 포함하며,

   상기 제 1 및 제 2 금속 박판(222 및 224)은 서로 연결되지 않으며, 상기 제 2 금속 박판(224)이 상기 제 1 금속 박판(222)보다 길게 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
5. 삭제
6. 삭제

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