KR100749323B1 - 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 및 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉시블 금속회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 용접 및 절곡을 위한 별도의 조립공정과 투자설비 없이 발광다이오드를 SMT(surface mount technology)공정에서 직접 회로기판에 부착하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 플렉시블한 재질로 구성된 프레임의 일면에 회로 패터닝을 위한 금속층을 형성하고, 상기 금속층의 상부에 전기적 절연 및 전기적/물리적 충격 완화를 위한 커버층을 형성하여, 발광부의 일단으로 연장된 한 쌍의 리드선이 삽입되는 소정 형상의 지지판을 구비한 다수의 발광다이오드 램프를 상기 금속층에 실장하며, 상기 플렉시블 프레임의 다른 일면에 열 방출을 위한 방열층을 형성한 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판을 제공하여, 전기적인 절연 및 전기적/물리적 충격 안정성을 향상시키고, 고휘도 발광다이오드를 실장한 제품의 방열성능을 향상시킬 수 있게 된다.

플렉시블, 회로기판, pcb, 발광다이오드, 표면실장, smt

Description

발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 및 그 제조방법{Flexible printed circuit board for LED and Fabricating method thereof}

도 1은 종래 발광다이오드 조립 및 기구물 부착단계의 공정 단면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광다이오드램프 실장용 플렉시블 금속회로기판의 단면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광다이오드램프 조립 및 기구물 부착을 위해 절곡된 형태의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 플렉시블 금속회로기판 11 : 기재층

12,15 : 접착층 13 : 금속층

14 : 커버층 16 : 방열층

본 발명은 자동차용 발광다이오드 패키지를 실장하기 위한 금속회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 후미등이나 계기판등 및 전조등에 사용되는 고휘도 발광다이오드 패키지를 실장한 상태에서 기구물 부착을 용 이하게 하는 플렉시블 금속회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 자동차용 발광다이오드 조립체의 단면 구조도로서, (a)는 프레임에 발광다이오드를 접합 가공한 형태의 조립체 단면도이고, (b)는 발광다이오드가 접합된 조립체의 프레임을 절곡한 형태의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자동차용 발광다이오드 조립체는 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금 프레임으로 구성되고 원하는 모양의 회로가 패터닝된 금속회로기판(1)과, 상기 금속홰로기판에 실장되는 다수의 발광다이오드 램프(2)로 구성되며, 상기 발광다이오드 램프(2)는 발광부(2a)를 구비하고, 상기 발광부의 양단으로 한 쌍의 리드선(2c)이 연장되어 형성되며, 소정 형상의 지지판(2b)을 구비하여 상기 발광부(2a)와 리드선(2c)을 지지하도록 구성되어 있다.

상기와 같은 발광다이오드 램프(2)는 금속회로기판(1) 상에 회로패턴의 지정된 위치(3)에 점(spot) 용접장치를 이용하여 점용접되어 1차로 접합 가공되며, 이때 상기 발광다이오드 램프(2)는 그 리드선(2c)이 지지판(2b)에 의해 지지된 상태로 금속회로기판(1)의 원하는 위치에 점용접된다. 이로써 다수의 발광다이오드 램프가 조립된 도 1의 (a)와 같은 발광다이오드 조립체가 구성된다.

도 1의 (a)와 같이 구성된 발광다이오드 조립체는 금속 회로기판이 편평한 형태의 금속 프레임으로 이루어지기 때문에 향후 부착될 기구물의 형태에 따라 도 1의 (b)와 같이 원하는 형태로 2차로 절곡 가공된다.

그러나 이와 같이 구성되는 종래의 자동차용 발광다이오드 조립체는 금속의 회로패턴을 형성한 편평한 형태의 프레임에 다수의 발광다이오드를 차례로 조립하 는 1차 접합 가공 공정과, 상기 1차 접합 가공된 발광다이오드 조립체의 프레임을 이후에 부착될 기구물의 형태에 따라 절곡하는 등의 2차 프레임 절곡 공정을 필수적으로 거쳐야 하기 때문에, 접 용접 장치 및 압착 절곡장치 등을 순차적으로 사용함에 따른 작업 공간 및 투자비 증가 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차의 후미등이나 계기판등 및 전조등에 주로 사용되는 고휘도 발광다이오드 패키지를 실장하기 위한 기재층을 플렉시블한 재질을 사용하여 구현하고 인쇄회로기판이 패터닝된 기재층의 전면을 커버층으로 커버링함으로써 기구물로의 부착을 위한 기판 절곡공정 및 용접 공정 없이 발광다이오드를 SMT(surface mount technology)공정에서 직접 회로기판에 부착할 있도록 하면서도 전기적인 절연 및 전기적/물리적 충격 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 플렉시블 금속회로기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 플렉시블 기재층의 후면에 방열층을 구비하여, 고휘도 발광다이오드를 실장한 제품에 대한 방열성능을 향상시키는 플렉시블 금속회로기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기 본 발명의 제 1특징은, 플렉시블한 재질로 구성된 기재층의 일면에 인쇄 회로 패터닝을 위한 금속층을 형성하고 상기 금속층의 상부에 커버층을 형성하여 플렉시블 회로기판을 구성하고, 상기 플렉시블 회로기판의 금속층에 다수의 발 광다이오드 램프를 실장한 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판이다.

상기 본 발명의 제 2특징은 상기 플렉시블 기재층의 다른 일면에 열 방출을 위한 방열층을 더 형성한 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판이다.

상기 본 발명의 제 3특징은, (a) 플렉시블한 재질의 기재층을 평탄화하여 그 평탄화된 기재층의 일면에 접착층을 형성하는 단계와, (b) 상기 접착층의 상부에 회로 패터닝을 위한 금속층을 형성하는 단계와, (c) 상기 금속층의 상부에 커버층을 형성하여 플렉시블 기판을 구성하는 단계로 이루어지는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 제조방법이다.

상기 본 발명의 제 4특징은, (a) 플렉시블한 재질의 기재층을 평탄화하여 그 평탄화된 기재층의 일면에 접착층을 형성하는 단계와, (b) 상기 접착층의 상부에 회로 패터닝을 위한 금속층을 형성하는 단계와, (c) 상기 금속층의 상부에 커버층을 형성하여 플렉시블 기판을 구성하는 단계와, (d) 상기 기재층의 다른 일면에 접착층을 형성하는 단계와, (e) 상기 다른 일면의 접착층에 열 방출을 위한 방열층을 형성하는 단계와, (f) 상기 금속층 상부에 다수의 발광다이오드 램프를 표면 실장하는 단계와, (g) 상기 발광다이오드 램프가 실장된 플렉시블 회로기판을 원하는 형태로 절단하여 기구물에 부착하는 단계를 더 포함하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 제조방법이다.

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예의 구성 및 그 작용 효과 에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판의 단면 구성도이고, 도 3의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광다이오드 램프 조립상태 및 기구물 부착을 위해 플렉시블 회로기판이 절곡된 형태를 각각 예시한 단면도로서, 폴리이미드 필름(PI film) 등의 플렉시블한 재질로 구성되는 기재층(11), 기재층의 일면에 인쇄 회로의 패터닝을 위해 구리 등으로 형성되는 금속층(13), 금속층의 상부에 전기적 절연 및 전기적/물리적 충격 완화를 위해 저밀도 폴리에틸렌이 코팅된 릴리스 페이퍼 등으로 형성되는 커버층(14)을 포함하여 플렉시블 회로기판(10)을 형성한다. 그리고 상기 금속층 표면의 실장위치(4)에 다수의 발광다이오드 램프(2)를 실장하여 본 발명에 의한 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판이 구성된다. 그리고 상기 플렉시블 회로기판의 다른 일면에 열 방출을 위해 형성된 방열층(16)을 더 형성하여 구성될 수도 있다. 상기 금속층(13)과 방열층(16)에는 각각 접착층(12,15)이 매개층으로 사용될 수 있다. 상기 두 접착층(12,15)은 점착성의 에폭시 등으로 이루어지는 액상 또는 시트 등을 사용할 수 있다.

이러한 구성의 본 발명에 의한 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판의 제조공정은, (a) 플렉시블한 재질의 기재층(11)을 평탄화하여 준비하고, 그 평탄화된 기재층의 일면에 접착층(12)을 형성하는 단계, (b) 상기 접착층의 상부에 원하는 형태의 회로 패터닝을 위한 금속층(13)을 형성하는 단계, (c) 상기 금속층의 상부에 전기적인 절연 및 전기적/물리적 충격완화를 위한 커버재를 도포하여 커 버층(14)을 형성하는 단계로 이루어진다.

또한 상기 금속회로기판 제조공정은, (a) 플렉시블한 재질의 기재층(11)을 평탄화하여 그 평탄화된 기재층(11)의 일면에 접착층(12)을 형성하는 단계와, (b) 상기 접착층(12)의 상부에 회로 패터닝을 위한 금속층(13)을 형성하는 단계와, (c) 상기 금속층(13)의 상부에 커버층(14)을 형성하여 플렉시블 기판(10)을 구성하는 단계와, (d) 상기 기재층(11)의 다른 일면에 접착층(15)을 형성하는 단계와, (e) 상기 다른 일면의 접착층(15)의 상부에 열 방출을 위한 방열층(16)을 형성하는 단계로 이루어지며, (f) 상기 금속층(13)에 다수의 발광다이오드 램프(2)를 표면 실장하는 단계와, (g) 상기 발광다이오드 램프(2)가 실장된 플렉시블 회로기판(10)을 원하는 형태로 절단하여 기구물에 부착하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

상기의 본 발명에 의한 금속회로기판 및 그 제조공정에서는, 우선 플렉시블한 재질로 구성된 기재층(11)을 평탄화시켜 준비한다. 이러한 플렉시블 프레임을 사용하게 되면 향후 자유로운 모양변경이 가능하게 될 뿐만 아니라 모양이 불규칙한 기구물에의 조립이 유리하게 될 것이다.

다음으로 그 평탄화된 기재층(11)의 일면(전면)에 접착층(12)을 형성하고, 상기 접착층(12) 상에 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금을 포함하는 금속으로 원하는 회로패턴의 금속층(13)을 형성한다.

이후 상기 금속층(13)의 회로패턴에 다수의 발광다이오드 램프(2)를 표면 실장함으로써 설비 투자비가 필요없이도 용이한 장착이 가능하게 된다. 이때 상기 다수의 발광다이오드 램프(2)는 발광부(2a)를 구비하며 상기 발광부의 일단으로 연장 된 리드선이 삽입되는 소정 형상의 지지판(2b)을 구비한다.

그리고 나서, 상기 금속층(13)의 상부에는 전기적 절연 및 전기적/물리적 충격 완화를 위한 커버층(14)을 더 형성하여 전기적 절연 및 제품의 휨 등의 전기적, 물리적 충격에 안전성을 확보할 수 있게 한다.

한편, 상기 플렉시블한 재질의 기재층(11)의 다른 일면(후면)에는 접착층(15)을 형성하고, 상기 접착층(15) 상에 알루미늄으로 이루어지는 방열층(16)을 더 형성하여, 상기 플렉시블 기개층의 전면에 실장된 발광다이오드 램프(2)에서 발생되는 열을 후면의 방열층(16)으로 직접 열전도시켜 외부로 용이하게 방출해낼 수 있도록 구성한다. 이때 상기 방열층(16)이 형성되는 영역은, 플렉시블 회로기판(10) 후면의 일부 영역, 즉 전면에 발광다이오드 램프가 장착된 영역에만 선택적으로 형성함으로써 이후 원하는 기구물로 본 발명에 의한 금속회로기판을 부착하게 될때 발광다이오드 접합 가공 및 기판 절곡을 자유롭게 실시하여, 발광다이오드 램프와 방열층(16)은 절곡되지 않고 플렉시블 회로기판(10)만을 자유롭게 구부려 기구물로의 부착공정을 자유롭게 수행할 수 있게 된다. 또한 광원의 밑면에 금속의 두께 및 크기를 비교적 다양하게 설계 및 적용하여 방열층(16)을 형성할 수 있기 때문에 광원 내부에서 발생하는 고열 방출효과를 높일 수도 있게 된다.

이상의 본 발명에 의한 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 및 그 제조방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하다. 따라서 상기 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니므로, 본 발명의 권리 범위는 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 그와 균등한 범위를 포함하여 판단되어야 한다.

이상의 본 발명에 의하면, 점 용접기와 같은 별도의 조립 장비가 필요없이 플렉시블 금속 pcb를 제작할 수 있게 되며, 표면실장공정을 통해 광원을 pcb에 부착할 수 있기 때문에 별도의 설비 투자비가 필요없으며, 기존 제품 제작 방법보다 양산성이 더 우수하게 되는 이점이 있다.

또한 본 발명은 자유로운 모양변경이 가능하여 모양이 불규칙한 기구물을 조립하기에 유리하게 되는 이점이 있으며, 구리로 된 회로 패턴 위에 커버층이 도포되어 있어 전기적 절연 및 제품의 휨 등의 전기적, 물리적 충격에 안전성을 확보하고, 광원의 밑면에 금속의 두께 및 크기를 비교적 다양하게 설계 및 적용하여 광원 내부에서 발생하는 고열을 방출하는 역할을 높일 수 있는 장점을 가지고 있다.

Claims (10)

1. 플렉시블한 재질로 구성된 기재층의 일면에 회로 패터닝을 위한 금속층을 형성하고, 상기 금속층의 상부에 폴리에틸렌이 코팅된 릴리스 페이퍼의 커버층을 형성하여 플렉시블 회로기판을 구성하고, 상기 플렉시블 회로기판의 금속층에 다수의 발광다이오드 램프를 실장한 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 플렉시블 기재층의 다른 일면에 열 방출을 위한 방열층을 더 형성한 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 금속층 또는 상기 방열층은 접착층을 매개층으로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판.
4. 제 1항에 있어서, 상기 금속층은,

   구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금을 포함하는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판.
5. 제 2항에 있어서, 상기 방열층은,

   알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판.
6. (a) 플렉시블한 재질의 기재층을 평탄화하여 그 평탄화된 기재층의 일면에 접착층을 형성하는 단계;

   (b) 상기 접착층의 상부에 회로 패터닝을 위한 금속층을 형성하는 단계;

   (c) 상기 금속층의 상부에 폴리에틸렌이 코팅된 릴리스 페이퍼의 커버층을 형성하여 플렉시블 회로기판을 구성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 제조방법.
7. (a) 플렉시블한 재질의 기재층을 평탄화하여 그 평탄화된 기재층의 일면에 접착층을 형성하는 단계;

   (b) 상기 접착층의 상부에 회로 패터닝을 위한 금속층을 형성하는 단계;

   (c) 상기 금속층의 상부에 폴리에틸렌이 코팅된 릴리스 페이퍼의 커버층을 형성하여 플렉시블 회로기판을 구성하는 단계;

   (d) 상기 기재층의 다른 일면에 접착층을 형성하는 단계;

   (e) 상기 다른 일면의 접착층에 열 방출을 위한 방열층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 제조방법.
8. 제 7항에 있어서,

   (f) 상기 금속층에 다수의 발광다이오드 램프를 표면 실장하는 단계;

   (g) 상기 발광다이오드 램프가 실장된 플렉시블 회로기판을 원하는 형태로 절단하여 기구물에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 제조방법.
9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

   구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금을 포함하는 금속으로 금속층을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 제조방법.
10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 (e) 단계는,

    알루미늄으로 방열층을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 실장용 플렉시블 금속회로기판 제조방법.

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