KR101064793B1 - 방열엘이디보드 - Google Patents

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KR101064793B1
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본 발명은 방열엘이디보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘이디 저부와 접촉되는 금속성의 전도부를 통하여 엘이디에서 발생되는 열기가 기판으로 전달되어 효과적으로 엘이디의 열기가 방열되도록 하고, 엘이디저부와 기판이 전기적으로 절연되도록 전도부를 형성하되, 프라즈마 증착에 의하여 산화알루미늄층(알루미나층)이 형성되도록 하여, 전도부 및 기판의 두께를 두껍지 않도록 하여 열효율이 양호하면서 무게도 가볍게 되도록 하는 방열엘이디보드에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 방열베이스플레이트의 상부로 방열전도부가 구비되고, 방열전도부의 일측 또는 양측으로 엘이디와 접속되는 전극단자부가 구비되며, 엘이디 저부에 방열전도부가 접촉되어 엘이디로부터 전도되는 열이 방열베이스플레이트로 열전도되도록 구비되는 방열엘이디보드에 있어서, 방열전도부 주위로 방열베이스플레이트 상부면에는 절연수지층이 형성되어 전극단자부와 방열베이스플레이트가 전기적으로 절열되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
엘이디, 방열, 절연, 수지, 구리, 알루미늄

Description

방열엘이디보드{RADIANT HEAT LED BOARD}
본 발명은 방열엘이디보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘이디 저부와 접촉되는 금속성의 전도부를 통하여 엘이디에서 발생되는 열기가 기판으로 전달되어 효과적으로 엘이디의 열기가 방열되도록 하고, 엘이디저부와 기판이 전기적으로 절연되도록 전도부를 형성하되, 프라즈마 증착에 의하여 산화알루미늄층(알루미나층)이 형성되도록 하여, 전도부 및 기판의 두께를 두껍지 않도록 하여 열효율이 양호하면서 무게도 가볍게 되도록 하는 방열엘이디보드에 관한 것이다.
일반적으로 전자제품에 실장되는 전자부품들은 PCB 기판에 실장되는 것으로, 이러한 PCB 기판은 주로 에폭시, 수지 등으로 이루어지는 것이다.
이러한 PCB 기판은 주 재료가 에폭시, 수지 등으로 이루어져, 열전도율이 낮고, 내전압이 커서, 전자부품들에서 발열되는 열기를 외부로 방출하기가 곤란하게 된다. 이를 보완하기 위하여 각 전자제품의 내부에는 다수의 냉각팬이 마련되게 된다.
하지만 엘이디의 경우에는 대부분 협소한 장착공간에 실장되기 때문에, 별도의 냉각팬을 설치하기가 곤란하게 된다. 따라서 방열이 되도록 하는 구조를 함께 갖도록 제작된다.
그러나 근래에 개발되어 설치되는 엘이디들은 가로등, 자동차의 전조등, 평판패널용 엘이디 등 고용량, 고출력 엘이디(High Power LED)가 다수 이용되는 것으로, 이와 같은 고출력 엘이디의 경우 발생되는 열기도 상당한 것이다.
이에 비하여 발열을 위한 구조의 기술개발은 효과적이지 못하기 때문에, 고출력 엘이디를 적절하게 이용하기가 곤란한 것이다. 특히 엘이디의 경우 한계온도보다 높은 온도로 가열된 상태에서는 엘이디 수명이 단축될 뿐만 아니라 엘이디 작동을 위한 전력도 과다하게 소모될 우려가 있는 것이어서, 고출력 엘이디에 대한 발열 기술의 개발이 절실한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 엘이디 저부와 접촉되는 금속성의 전도부를 통하여 엘이디에서 발생되는 열기가 기판으로 전달되어 효과적으로 엘이디의 열기가 방열되도록 하는 목적이 있다.
특히 전도부와 기판이 알루미늄재 또는 구리재로 되어 열전달효율 및 방열효율이 양호하도록 하여, 고용량, 고출력의 High Power LED에서 발생되는 많은 열기가 효과적으로 방열되도록 하는 것이다.
나아가 엘이디저부와 기판이 전기적으로 절연되도록 전도부를 형성하되, 프라즈마 증착에 의하여 산화알루미늄층(알루미나층)이 형성되도록 한 것으로, 이에 의하여 전도부 및 기판의 두께를 두껍지 않도록 하여 열효율이 양호하면서 무게도 가볍게 되도록 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방열엘이디보드는, 방열베이스플레이트(11)의 상부로 방열전도부(13)가 구비되고, 상기 방열전도부(13)의 일측 또는 양측으로 엘이디(10)와 접속되는 전극단자부(15)가 구비되며, 엘이디(10) 저부에 상기 방열전도부(13)가 접촉되어 엘이디(10)로부터 전도되는 열이 상기 방열베이스플레이트(11)로 열전도되도록 구비되는 방열엘이디보드에 있어서, 상기 방열전도부(13) 주위로 상기 방열베이스플레이트(11) 상부면에는 절연수지 층(17)이 형성되어 상기 전극단자부(15)와 상기 방열베이스플레이트(11)가 전기적으로 절열되도록 구비되고, 상기 절연수지층(17)의 상부로 상기 전극단자부(15)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 상기 절연수지층(17) 상부에 위치하는 상부수지층(19) 주위로 상기 방열전도부(13)와 상기 전극단자부(15)가 위치되게 형성되도록 구비될 수 있고, 상기 방열전도부(13)는 알루미늄 재질로 되는 알루미늄전도층(21)이 구비되고, 상기 알루미늄전도층(21)의 상부로는 엘이디(10)와 접촉되는 패스트층(23)이 구비될 수 있는 것이다.
또한 상기 방열전도부(13)는 알루미늄 재질로 되는 알루미늄전도층(21)과, 엘이디(10)와 접촉되는 패스트층(23)이 구비되고, 상기 알루미늄전도층(21)과 패스트층(23) 사이에는 산화알루미늄 재질로 되는 알루미나층(25)이 형성되어, 상기 알루미나층(25)에 의하여 상기 패스트층(23)과 상기 알루미늄전도층(21)이 전기적으로 절연되도록 구비될 수 있고, 상기 알루미나층(25)은 플라즈마 증착에 의하여 형성되어 구비될 수 있다.
나아가 구리 또는 알루미늄의 재질로 되는 방열베이스플레이트(11)가 제단되어 준비되는 베이스플레이트준비단계(S01);
상기 방열베이스플레이트(11)의 상측으로 실장되게 되는 엘이디(10)의 아래 로 위치되게 되는 방열전도부(13)가 형성되도록 하는 방열전도부형성단계(S02);
상기 방열전도부(13) 주위의 상기 방열베이스플레이트(11) 상으로, 엘이디(10)의 단자와 전기접속이 이뤄지도록 하는 전극단자부(15)가 형성되도록 하는 전극단자부형성단계(S03);
방열전도부(13)의 상면에 엘이디(10) 저면이 접촉되고, 엘이디(10)의 단자가 전극단자부(15)에 전기적으로 접속되도록 하기 위하여 엘이디(10)가 실장되도록 하는 엘이디실장단계(S04)가 포함되어,
방열베이스플레이트(11)의 상부로 방열전도부(13)가 구비되고, 방열전도부(13) 주위의 전극단자부(15)가 엘이디(10)와 접속되도록 구비되며, 엘이디(10) 저부에 방열전도부(13)가 접촉되어 엘이디(10)로부터 전도되는 열이 상기 방열베이스플레이트(11)로 열전도되도록 하기 위한 방열엘이디보드의 제조방법에 있어서,
상기 방열전도부형성단계(S02)는,
방열전도부(13)의 위치인 방열베이스플레이트(11) 상면에 알루미늄재질의 알루미늄전도층(21)이 형성되도록 하는 알루미늄전도층형성단계(S021);
알루미늄전도층(21) 주위로 하여 방열베이스플레이트(11) 상면에 절연수지층(17)이 형성되도록 하는 절연수지층형성단계(S022);
알루미늄전도층(21) 상면으로 플라즈마 증착으로 알루미나로 되는 알루미나층(25)이 형성되도록 하는 알루미나층형성단계(S023);
알루미나층(25)의 상면으로 엘이디(10) 저면과 접촉되도록 하기 위한 패스트층(23)이 형성되도록 하는 패스트층형성단계(S024)가 포함되어 구비되는 것을 특징 으로 하는 방열엘이디보드의 제조방법이 제공된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 엘이디 저부와 접촉되는 금속성의 전도부를 통하여 엘이디에서 발생되는 열기가 기판으로 전달되어 효과적으로 엘이디의 열기가 방열되도록 하는 탁월한 효과가 있다.
특히 전도부와 기판이 알루미늄재 또는 구리재로 되어 열전달효율 및 방열효율이 양호하도록 하여, 고용량, 고출력의 High Power LED에서 발생되는 많은 열기가 효과적으로 방열되도록 하는 것이다.
나아가 엘이디저부와 기판이 전기적으로 절연되도록 전도부를 형성하되, 프라즈마 증착에 의하여 산화알루미늄층(알루미나층)이 형성되도록 한 것으로, 이에 의하여 전도부 및 기판의 두께를 두껍지 않도록 하여 열효율이 양호하면서 무게도 가볍게 되도록 하는 장점이 있다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 구리베이스 절연구조 실시예에 대한 단면도, 도 2는 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 구리베이스 절연구조 실시예에서 분해 상태의 절단면도, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 구리베이스 절연구조 실시예에서의 제조과정에 따른 순서도, 도 5는 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 알루미늄베이스 절연구조 실시예에 대한 단면도, 도 6은 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 구리베이스 직접접촉구조 실시예에 대한 단면도, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 알루미늄베이스 직접접촉구조 실시예에 대한 단면도, 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 방열엘이디보드에 엘이디가 실장된 상태의 평면도 및 단면도, 그리고 도 11은 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 제조과정에 대한 순서도가 각각 도시된 것이다.
즉 본 발명에 따른 방열엘이디보드(A)는 도 1 내지 도 11에서와 같이, 방열베이스플레이트(11)의 상부로 방열전도부(13)가 구비되고, 상기 방열전도부(13)의 일측 또는 양측으로 엘이디(10)와 접속되는 전극단자부(15)가 구비되는 것이다.
그리고 엘이디(10) 저부에 상기 방열전도부(13)가 접촉되어 엘이디(10)로부터 전도되는 열이 상기 방열베이스플레이트(11)로 열전도되도록 하여 방열엘이디보드(A)가 마련되는 것이다.
특히 상기 방열전도부(13) 주위로 상기 방열베이스플레이트(11) 상부면에는 절연수지층(17)이 형성되어 상기 전극단자부(15)와 상기 방열베이스플레이트(11)가 전기적으로 절열되도록 구비되고, 상기 절연수지층(17)의 상부로 상기 전극단자부(15)가 구비되는 것이다.
이에 방열베이스플레이트(11)는 열전도성이 우수하면서 가공이 용이하고 경제성이 높은 금속재가 사용되며, 바람직하게는 구리나 알루미늄 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 합금이 사용될 수 있으며, 방열 성능에 따라 0.1 ~ 10mm 정도의 두께로 구비될 수 있다.
그리하여 엘이디(10)로부터 전도되는 열기가 방열베이스플레이트(11) 전체적으로 열전도되어 퍼져, 방열베이스플레이트(11) 전체에 걸쳐 외부로 열이 방열되도록 마련되는 것이다. 따라서 엘이디(10)의 열기가 넓은 면적으로 되는 방열베이스플레이트(11)에서 외부로 방열되기 때문에, 방열을 위한 면적이 엘이디(10)에 비하여 방열베이스플레이트(11)의 넓은 외부 접촉면적을 통하여 방열되어 방열효과가 탁월하게 되는 것이다.
그리고 방열전도부(13)는 주요재질이 알루미늄재질로 이루어지는 것으로, 열전도성이 우수한 특성을 갖는 것이고, 따라서 엘이디(10)에서 전도되는 열기가 방열전도부(13)에 의하여 효과적으로 방열베이스플레이트(11)로 전도되게 된다.
특히 엘이디(10)가 고용량일 경우에는 엘이디(10)에서 발생되는 열기가 상당하게 되고, 이러한 엘이디(10)의 발열은 방열전도부(13)에서 빠르게 방열베이스플레이트(11)로 전도되는 것이다. 그리하여 발열량이 큰 엘이디(10)가 장착되더라도 효과적으로 방열이 이뤄지기 때문에, 엘이디(10)가 안정적으로 작동하게 되는 장점이 있다.
그리고 방열베이스플레이트(11) 상부의 방열전도부(13)의 상부로는 엘이디(10)가 위치되어, 방열전도부(13) 상면에 엘이디(10) 저면부분이 직접 접촉되는 것이다.
반면 이처럼 방열전도부(13)가 위치되지 않은 방열베이스플레이트(11)의 상부면으로는, 엘이디(10)에 전원이 공급되도록 하기 위한 각 회로패턴이 형성된 회 로패턴부분이 마련되게 된다. 그리고 그중 일부분에는 엘이디(10)의 단자가 전기적으로 접속되도록 하기 위한 전극단자부(15)가 마련되는 것이다.
이와 같은 회로패턴부분 및 전극단자부(15) 등은 전기전도성을 갖는 금속성의 방열베이스플레이트(11) 및 방열전도부(13)와는 전기적으로 절연상태가 되어야 할 것이다.
이를 위하여 방열전도부(13)를 제외한 주위 부분으로 하여, 방열베이스플레이트(11) 상부면으로는 전기절연을 위한 수지층인 절연수지층(17)이 형성되게 된다.
이러한 절연수지층(17)은 일반적으로 알려진 수지층 형성방법에 의하여 형성될 수 있을 것이다.
특히 이러한 절연수지층(17)의 구성을, TGFR(Track Gap Filled Resin)으로 형성하게 되면, 전기절연성이 우수하고, 내전압 특성이 양호하면서, 그 두께도 얇게 형성할 수 있도록 하여, 본 발명의 방열엘이디보드(A) 전체 두께를 줄일 수 있는 장점이 있을 것이다.
그리하여 이러한 절연수지층(17)의 상부로 전극단자부(15)가 형성되도록 하여 엘이디(10)의 단자와 전기접속이 이뤄질 수 있도록 마련되는 것이다. 이에 전극단자부(15)는 대체로 구리(동) 재질로 이루어지기 때문에, 표면안정을 위하여 OSP(Organic Solderability Preservative) 등과 같은 표면처리층(151)이 형성되도록 함이 바람직할 것이다.
또한 이러한 전극단자부(15)와 함께 절연수지층(17)에는 엘이디(10)에 전원 이 공급되도록 하기 위한 회로패턴이 형성될 수 있으며, 이러한 패턴 및 패턴에 장착되는 부품의 구성은 일반적인 엘이디회로의 제작에 따를 수 있을 것이다.
이에 더하여 본 발명에 따른 방열엘이디보드(A)에서, 상기 방열전도부(13) 주위와 상기 전극단자부(15) 주위에 있어서, 상기 절연수지층(17) 상부로는 상부수지층(19)이 형성되어 구비될 수 있을 것이다. 그리하여 전도성의 층을 갖는 방열전도부(13)와 전극단자부(15) 등을 외부로부터 보호하도록 마련될 수 있을 것이다. 물론 이러한 상부수지층(19)은 일반적인 수지층으로 마련될 수 있고, 앞서 예를 든 TGFR(Track Gap Filled Resin)로 하여 형성되도록 마련될 수도 있을 것이다.
이처럼 절연수지층(17)과 상부수지층(19) 등, 본 발명에 따른 방열엘이디보드(A)에 수지층이 TGFR(Track Gap Filled Resin)으로 형성되는 경우에는, 전기절연특성이 우수하고, 열에 안정적인 특성이 있는 것이다.
따라서 고용량의 엘이디(10)가 실장되는 경우에는 고온의 열이 발생될 수 있어 엘이디성능이 저하될 수 있고, 또한 엘이디 주위로 전계가 형성될 수 있어 전기적 특성이 불안해질 우려가 있으나, 본 발명에서와 같이 방열전도부(13)에 의한 열전달효율이 뛰어나고, 방열베이스플레이트(11)에서 효과정으로 열을 방열하게 되면서, 각 부분의 수지층이 TGFR(Track Gap Filled Resin)에 의하여 층을 이루기 때문에, 엘이디(10)의 작동이 원활하게 될 수 있는 장점이 있는 것이다.
이와 같이 마련될 수 있는 본 발명에 따른 방열엘이디보드(A)는, 최하층에 방열베이스플레이트(11)가 형성되고, 그 위로 엘이디(10)가 위치되는 부분에 방열 전도부(13)가 형성되며, 방열전도부(13) 주위로 절연수지층(17)이 형성된다. 그리고 이러한 절연수지층(17) 상부로는 엘이디(10) 단자 접속을 위한 전극단자부(15)가 형성되고, 그 주위로 상부수지층(19)이 형성되는 것이다. 그리고 방열엘이디보드(A)의 방열베이스플레이트(11) 저면에는 산화알루미늄층(Al2O3, 알루미나층)(111)이 형성될 수도 있고, 또한 OSP(Organic Solderability Preservative) 등과 같은 표면처리를 하여 표면처리층(112)이 형성되도록 하여, 방열베이스플레이트(11)의 손상을 방지할 수 있는 것이다. 물론 엘이디(10)가 방열베이스플레이트(11)에 대하여 도 1과 같이 일측면에만 실장되는 경우에는 산화알루미늄층 또는 표면처리층을 형성할 수도 있고, 또한 방열베이스플레이트(11)의 양측면으로 엘이디(10)가 실장되도록 마련될 수도 있을 것이다.
이처럼 방열베이스플레이트(11) 양면으로 엘이디가 실장되도록 실시되는 경우에는, 방열전도부, 전극단자부, 절연수지층 및 상부수지층도 방열베이스플레이트(11) 양면에 형성될 수 있는 것이고, 또한 엘이디 작동을 위한 회로패턴 부분도 양면으로 형성될 수 있을 것이다.
상기에서와 같이 구비되는 본 발명에 따른 방열엘이디보드(A)는, 엘이디특성에 따라 방열전도부(13) 층 구성에 따른 실시예를 달리할 수 있다.
즉 도 1 내지 도 5에서와 같이, 방열전도부(15) 최상부측이 엘이디(10) 저면에 접촉되도록 형성되어짐에, 엘이디(10) 저면과 방열베이스플레이트(11)가 서로 전기적으로 절연되도록 마련되는 절연구조의 실시예로 마련될 수 있을 것이다.
이러한 절연구조 실시예의 경우에는, 방열엘이디보드(A)에 실장되는 엘이디(10)의 저면에 회로패턴부와 전기접속을 하기 위한 단자가 마련된 경우에 해당될 것이다. 이러한 엘이디(10)의 경우 저면 부분이 방열베이스플레이트(11)와 전기적으로 절연된 상태가 되어야 하기 때문에, 전기절연층을 함께 마련하여야 할 것이다. 본 발명의 실시예에서는 산화알루미늄(Al2O3, 알루미나) 재질로 되는 알루미나층(25)에 의하여 전기절연이 이루어지도록 마련된 것이다.
따라서 이러한 절연구조의 실시예에 따른 상기 방열전도부(13)는, 알루미늄 재질로 되는 알루미늄전도층(21)과, 엘이디(10)와 접촉되는 패스트층(23)이 구비되고, 또한 상기 알루미늄전도층(21)과 패스트층(23) 사이에는 산화알루미늄 재질로 되는 알루미나층(25)이 형성되는 것이다.
그리하여 상기 알루미나층(25)에 의하여 상기 패스트층(23)과 상기 알루미늄전도층(21)이 전기적으로 절연되도록 구비되는 것이다.
특히 이러한 상기 알루미나층(25)은 플라즈마 증착에 의하여 형성되어 구비될 수 있는 것이다. 이와 같이 플라즈마 증착으로 하여 알루미나층(25)이 형성되는 경우에는, 알루미나층(25)의 형성시간이 단축될 뿐만 아니라, 알루미나층(25)의 두께도 얇게 형성할 수 있는 것이다. 그리하여 도 10 및 도 11에서와 같이, 방열베이스플레이트(11)에 실장되는 엘이디(10)로부터 전달되는 열을 효과적으로 방열베이스플레이트(11)로 전달되도록 함과 함께, 전기적 절연특성도 같게 되는 것이다.
이에 도 1 내지 도 4, 그리고 도 10, 도 11 등에서는 방열베이스플레이트(11)가 구리(Cu, Copper, 동)로 이루어짐을 예로 하였다. 이처럼 동 재질로 되는 방열베이스플레이트(11)는 열전도율이 탁월한 것으로, 실장되는 엘이디(10)에서 높은 온도의 열이 발생되는 경우에 알맞을 것이다.
근래에는 단순 램프작동용으로 엘이디가 적용될 뿐만 아니라, 디지털 가전제품용 엘이디 및 평판 디스플레이어(FPD, Flat Panel Display)용 엘이디, 가로등용 엘이디, 자동차 지시등용 및 전조등용 엘이디 등과 같이 고용량으로 작동되어야 하는 고용량, 고출력 엘이디(High Power LED)에 이용될 수 있을 것이다. 이처럼 고용량 엘이디의 경우 밝게 비춰지는 반면 발생되는 열도 많기 때문에 이러한 열을 빠른 시간내에 방열을 하여야 할 것이다. 이에 방열베이스플레이트(11)가 구리재질로 되는 경우에는, 방열전도부(13)를 통하여 전달되는 열기가 구리의 빠른 열전도율 특성으로 인하여 효과적으로 방열될 수 있을 것이다.
그리고 절연구조 실시예에 적용되는 엘이디가 비교적 적은 열이 발생될 경우에는, 도 5에서와 같이 방열베이스플레이트(11)가 알루미늄재질로 되어 이루어질 수 있을 것이다. 그리고 이러한 알루미늄재질의 방열베이스플레이트(11) 상부로는 절연을 위한 알루미나층(25)이 형성될 수 있고, 알루미나층(25)의 상부면으로는 패스트층(23)이 형성될 수 있을 것이다. 물론 패스트층(23)을 대치하여 알루미나층(25)을 기계적 또는 물리적, 화학적으로 안정되게 보호할 수 있는 수단이라면 다른 표면처리에 의하여서도 실시될 수도 있을 것이다.
따라서 이처럼 마련되는 알루미늄베이스 절연구조의 실시예의 경우, 패스트층(23) 상부로 엘이디가 실장될 수 있고, 이러한 엘이디의 단자는 양측의 전극단자부(15)에 전기접속되도록 마련될 수 있을 것이다.
이와 다르게 도 6 내지 도 8에서와 같이, 발열전도부(13)가 접촉되어도 엘이디(10) 저면과 방열베이스플레이트(11)가 서로 전기적으로 연결되도록 하는 직접접촉구조의 실시예로 마련될 수도 있을 것이다. 이처럼 전기적으로 절연되지 않아도 되는 경우에는 전기전도가 양호할 뿐만 아니라 열전달효율도 양호하기 때문에 보다 방열에 효과적일 것이다.
이러한 직접접촉구조 실시예의 상기 방열전도부(13)는 알루미늄 재질로 되는 알루미늄전도층(21)이 구비되고, 상기 알루미늄전도층(21)의 상부로는 엘이디(10)와 접촉되는 패스트층(23)이 구비되는 것이다.
또한 이러한 직접접촉구조 실시예는, 도 6과 같이 방열베이스플레이트(11)가 구리재질로 이루어지는 구리베이스 직접접촉구조의 실시될 수 있을 것이다. 이러한 구리베이스 직접접촉구조 실시예의 경우, 발열량이 비교적 많은 엘이디의 실장의 경우에 알맞을 것이다. 그리하여 열전도율이 높아 방열효율이 좋은 구리재질의 방열베이스플레이트(11)에 의하여 안정적으로 고출력엘이디(High Power LED)의 방열에 효과적일 것이다.
그리고 도 7 및 도 8과 같이 방열베이스플레이트(11)가 알루미늄재질로 되는 알루미늄베이스 직접접촉구조로 하여 마련될 수 있을 것이다. 즉 도 7에서와 같이 방열베이스플레이트(11)가 알루미늄재질로 이루어지고, 방열전도부(13)가 '알루미늄재층' - '구리재층' - '패스트층'으로 하여 이루어질 수 있을 것이다. 또한 도 8에서와 같이 방열베이스플레이트(11)가 알루미늄재질로 이루어지고, 방열전도부(13)가 '알루미늄재층' - '패스트층'으로 하여 이루어질 수 있을 것이다.
이처럼 알루미늄베이스 직접접촉구조로 마련되는 경우에는 비교적 발열량이 적은 엘이디에 적용될 수 있을 것이다.
상기와 같이 마련되는 본 발명에 따른 방열엘이디보드(A)의 경우, 제조되는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 우선 본 발명에 따른 방열엘이디보드(A)의 제조과정을, 방열베이스플레이트(11)가 구리재질로 이루어지고, 방열전도부(13)에 절연층으로 산화알루미늄층이 형성되는 구리베이스 절연구조의 실시예를 예로하여 살펴보기로 한다. 하지만 이러한 구리베이스 절연구조의 제조방법에 대한 실시예에서 유추될 수 있는 제조방법은 다른 실시예에서도 적용될 수 있는 것이다.
이러한 구리베이스 절연구조의 실시예의 제조방법은 도 1 내지 도 4에서와 같이, 평판형태의 방열베이스플레이트(11)의 상부로 방열전도부(13), 전극단자부(15) 등이 형성되는 것이다.
이에 우선 구리 또는 알루미늄의 재질로 되는 방열베이스플레이트(11)를 방열엘이디보드에 알맞도록 제단하여 준비하는 베이스플레이트준비단계(S01)가 수행되는 것이다. 물론 방열베이스플레이트(11)뿐만 아니라, 알루미나층을 형성하기 위한 장치의 점검, 표면처리층을 형성하기 위한 장치의 점검, 방열전도부, 전극단자부, 그리고 각 수지층을 형성하기 위한 장치의 점검, 그리고 각 재료의 준비과정을 수행하게 되는 것이다.
이후 상기 방열베이스플레이트(11)의 상측으로 실장되게 되는 엘이디(10)의 아래로 위치되게 되는 방열전도부(13)가 형성되도록 하는 방열전도부형성단계(S02) 가 수행된다.
이러한 상기 방열전도부형성단계(S02)는 방열전도부(13)를 이루는 다수의 층을 형성하기 위한 세부 단계로 이루어질 수 있다.
즉 방열전도부(13)의 위치인 방열베이스플레이트(11) 상면에 알루미늄재질의 알루미늄전도층(21)이 형성되도록 하는 알루미늄전도층형성단계(S021)가 수행된다.
이러한 알루미늄전도층(21)은 알루미늄재질로 이루어지는 것으로, 도 1에서의 구리베이스 절연구조의 실시예 외에도, 도 6에서의 구리베이스 직접접촉구조의 실시예에서도 실시될 수 있는 것으로, 방열베이스플레이트(11)가 구리재질로 이루어지기 때문에 알루미늄재질의 알루미늄전도층(21)이 형성되는 것이다.
반면 다른 실시예로, 도 5의 알루미늄베이스 절연구조의 실시예, 도 7과 도 8의 알루미늄베이스 직접접촉구조의 실시예에서는 방열베이스플레이트(11)가 알루미늄재질로 이루어지는 것으로, 이러한 방열베이스플레이트(11) 상부로 동일재질의 알루미늄재층이 돌출되도록 하여 실시될 수 있는 것이다. 이에 접착, 증착 또는 주변의 식각, 절삭 등의 방법에 의하여 알루미늄전도층(21)이 형성되도록 실시될 수도 있을 것이다.
그리고 이러한 알루미늄전도층(21) 주위로 하여 방열베이스플레이트(11) 상면에 절연수지층(17)이 형성되도록 하는 절연수지층형성단계(S022)가 수행될 수 있을 것이다.
이러한 절연수지층(17)은 일반적인 수지층 형성방법에 의하여 형성될 수 있는 것으로, 엘이디 단자 및 회로패턴부와 방열베이스플레이트(11)가 절연되도록 하 는 것이다. 그리고 이러한 절연수지층(17)이 TGFR으로 하여 실시됨이 바람직할 것이다.
그리고 알루미늄전도층(21) 상면으로 플라즈마 증착으로 알루미나로 되는 알루미나층(25)이 형성되도록 하는 알루미나층형성단계(S023)가 수행된다.
특히 플라즈마 증착의 경우, 방열베이스플레이트(11)와 방열전도부(13)의 알루미늄전도층(21) 측이 음극으로 이루어지기 때문에, 이러한 알루미늄전도층(21) 상부로 산화알루미늄인 알루미나층(25)이 형성되는 것이다. 즉 알루미나층(25)을 제외한 절연수지층(17)은 전기적으로 절연상태를 갖기 때문에, 극성이 없어 플라즈마 증착에서 알루미나층이 형성되지 않을 것이다. 특히 이처럼 알루미나층(25)이 플라즈마 증착에 의하여 형성되는 경우에는, 빠른 시간으로 하여 증착이 이뤄질 수 있고, 알루미나층이 안정적인 구조를 이뤄 층이 형성되게 된다. 뿐만 아니라 플라즈마 증착으로 이뤄지는 알루미나층은 접착에 의한 방식에 비하여 그 형성두께를 얇게 할 수 있어, 상부의 엘이디로부터 전달되는 열을 빠르게 방열베이스플레이트 측으로 전달할 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.
이러한 알루미나층형성단계(S023)에서는 플라즈마 증착 공정에서, 알루미늄전도층(21)이 음극을 이루어, 알루미늄전도층(21) 상부로 알루미나층(25)이 형성되게 된다. 그러나 알루미늄전도층(21)의 주변인 절연수지층(17) 일부에도 원하지 않는 불규칙 표면을 이룰 수 있을 것이다. 따라서 알루미나층형성단계(S023) 이후 절연수지층(17)의 표면을 연마하는 공정이 더 수행될 수도 있을 것이다. 그리고 알루미나층(25)의 상부면에 대한 표면연마과정이 더 수행될 수도 있을 것이다.
나아가 그외의 각 층의 상부면이 연마되도록 하는 연마공정은 각 층이 형성되는 과정 중에 각각 더 수행되도록 할 수 있을 것이다.
이처럼 방열전도부(13)의 알루미나층(25)의 상면으로 엘이디(10) 저면과 접촉되도록 하기 위한 패스트층(23)이 형성되도록 하는 패스트층형성단계(S024)가 수행되는 것이다.
이처럼 방열전도부형성단계(S02)에 의하여 방열전도부(13)가 알루미늄전도층(21), 알루미나층(25) 그리고 패스트층(23)으로 하여 이루어지면, 도 3의 최하단에 도시된 바와 같이, 절연수지층(17) 보다 높은 높이로 하여 방열전도부(13)가 형성되게 된다.
이후 도 4에서와 같이 상기 방열전도부(13) 주위의 상기 방열베이스플레이트(11) 상으로, 엘이디(10)의 단자와 전기접속이 이뤄지도록 하는 전극단자부(15)가 형성되도록 하는 전극단자부형성단계(S03)가 수행되는 것이다.
이러한 전극단자부(15)는 동 재질의 전도층과 함께 상부로 OSP 등으로 하는 표면처리층이 형성되는 것이다. 또한 엘이디에 전원을 공급하기 위한 회로패턴도 형성되는 것이다. 이러한 전극단자부의 형성 및 회로패턴부분의 형성 등은 일반적인 PCB 제조과정에 의하여 형성될 수 있을 것이다.
그리하여 절연수지층(17)의 상부로 전극단자부(15)와 방열전도부(13) 등이 돌출형성되어 형성된다. 이에 전극단자부(15), 방열전도부(13) 그리고 회로패턴 부분 등이 외부로부터 불필요한 전기접촉이 이뤄지지 않도록 하기 위하여, 상부수지층(19)이 형성되도록 하는 단계가 수행될 수 있다.
이후 방열전도부(13)의 상면에 엘이디(10) 저면이 접촉되고, 엘이디(10)의 단자가 전극단자부(15)에 전기적으로 접속되도록 하기 위하여 엘이디(10)가 실장되도록 하는 엘이디실장단계(S04)가 수행되는 것이다. 따라서 도 9 및 도 10에서와 같이 본 발명에 따른 방열엘이디보드(A)에 엘이디(10)가 실장되면, 방열베이스플레이트(11)의 상부로 방열전도부(13)가 구비되고, 방열전도부(13) 주위의 전극단자부(15)가 엘이디(10)와 접속되도록 형성되는 것이다.
따라서 엘이디(10) 저부에 방열전도부(13)의 패스트층(23)이 접촉되어 엘이디(10)로부터 전도되는 열이 상기 방열베이스플레이트(11)로 열전도되도록 마련되는 것이다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 구리베이스 절연구조 실시예에 대한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 구리베이스 절연구조 실시예에서 분해 상태의 절단면도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 구리베이스 절연구조 실시예에서의 제조과정에 따른 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 알루미늄베이스 절연구조 실시예에 대한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 구리베이스 직접접촉구조 실시예에 대한 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 알루미늄베이스 직접접촉구조 실시예에 대한 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 방열엘이디보드에 엘이디가 실장된 상태의 평면도 및 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 방열엘이디보드의 제조과정에 대한 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
A : 방열엘이디보드 10 : 엘이디
11 : 방열베이스플레이트 13 : 방열전도부
15 : 전극단자부 17 : 절연수지층
19 : 상부수지층 21 : 알루미늄전도층
23 : 패스트층 25 : 알루미나층

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 방열베이스플레이트(11)의 상부로 방열전도부(13)가 구비되고, 상기 방열전도부(13)의 일측 또는 양측으로 엘이디(10)와 접속되는 전극단자부(15)가 구비되며, 엘이디(10) 저부에 상기 방열전도부(13)가 접촉되어 엘이디(10)로부터 전도되는 열이 상기 방열베이스플레이트(11)로 열전도되도록 구비되고,
    상기 방열전도부(13) 주위로 상기 방열베이스플레이트(11) 상부면에는 절연수지층(17)이 형성되어 상기 전극단자부(15)와 상기 방열베이스플레이트(11)가 전기적으로 절열되도록 구비되며,
    상기 절연수지층(17)의 상부로 상기 전극단자부(15)가 구비되는 방열엘이디보드에 있어서,
    상기 절연수지층(17) 상부에 위치하는 상부수지층(19) 주위로 상기 방열전도부(13)와 상기 전극단자부(15)가 위치되게 형성되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 방열엘이디보드.
  3. 방열베이스플레이트(11)의 상부로 방열전도부(13)가 구비되고, 상기 방열전도부(13)의 일측 또는 양측으로 엘이디(10)와 접속되는 전극단자부(15)가 구비되며, 엘이디(10) 저부에 상기 방열전도부(13)가 접촉되어 엘이디(10)로부터 전도되는 열이 상기 방열베이스플레이트(11)로 열전도되도록 구비되고,
    상기 방열전도부(13) 주위로 상기 방열베이스플레이트(11) 상부면에는 절연수지층(17)이 형성되어 상기 전극단자부(15)와 상기 방열베이스플레이트(11)가 전기적으로 절열되도록 구비되며,
    상기 절연수지층(17)의 상부로 상기 전극단자부(15)가 구비되는 방열엘이디보드에 있어서,
    상기 방열전도부(13)는 알루미늄 재질로 되는 알루미늄전도층(21)이 구비되고,
    상기 알루미늄전도층(21)의 상부로는 엘이디(10)와 접촉되는 패스트층(23)이 구비되는 것을 특징으로 하는 방열엘이디보드.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 방열전도부(13)는 알루미늄 재질로 되는 알루미늄전도층(21)과, 엘이디(10)와 접촉되는 패스트층(23)이 구비되고,
    상기 알루미늄전도층(21)과 패스트층(23) 사이에는 산화알루미늄 재질로 되는 알루미나층(25)이 형성되어, 상기 알루미나층(25)에 의하여 상기 패스트층(23)과 상기 알루미늄전도층(21)이 전기적으로 절연되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 방열엘이디보드.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 알루미나층(25)은 플라즈마 증착에 의하여 형성되어 구비되는 것을 특징으로 하는 방열엘이디보드.
  6. 구리 또는 알루미늄의 재질로 되는 방열베이스플레이트(11)가 제단되어 준비되는 베이스플레이트준비단계(S01);
    상기 방열베이스플레이트(11)의 상측으로 실장되게 되는 엘이디(10)의 아래로 위치되게 되는 방열전도부(13)가 형성되도록 하는 방열전도부형성단계(S02);
    상기 방열전도부(13) 주위의 상기 방열베이스플레이트(11) 상으로, 엘이디(10)의 단자와 전기접속이 이뤄지도록 하는 전극단자부(15)가 형성되도록 하는 전극단자부형성단계(S03);
    방열전도부(13)의 상면에 엘이디(10) 저면이 접촉되고, 엘이디(10)의 단자가 전극단자부(15)에 전기적으로 접속되도록 하기 위하여 엘이디(10)가 실장되도록 하는 엘이디실장단계(S04)가 포함되어,
    방열베이스플레이트(11)의 상부로 방열전도부(13)가 구비되고, 방열전도부(13) 주위의 전극단자부(15)가 엘이디(10)와 접속되도록 구비되며, 엘이디(10) 저부에 방열전도부(13)가 접촉되어 엘이디(10)로부터 전도되는 열이 상기 방열베이스플레이트(11)로 열전도되도록 하기 위한 방열엘이디보드의 제조방법에 있어서,
    상기 방열전도부형성단계(S02)는,
    방열전도부(13)의 위치인 방열베이스플레이트(11) 상면에 알루미늄재질의 알루미늄전도층(21)이 형성되도록 하는 알루미늄전도층형성단계(S021);
    알루미늄전도층(21) 주위로 하여 방열베이스플레이트(11) 상면에 절연수지층(17)이 형성되도록 하는 절연수지층형성단계(S022);
    알루미늄전도층(21) 상면으로 플라즈마 증착으로 알루미나로 되는 알루미나층(25)이 형성되도록 하는 알루미나층형성단계(S023);
    알루미나층(25)의 상면으로 엘이디(10) 저면과 접촉되도록 하기 위한 패스트층(23)이 형성되도록 하는 패스트층형성단계(S024)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 방열엘이디보드의 제조방법.
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