KR101118855B1 - 단위기판 - Google Patents

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KR101118855B1
KR101118855B1 KR1020100032650A KR20100032650A KR101118855B1 KR 101118855 B1 KR101118855 B1 KR 101118855B1 KR 1020100032650 A KR1020100032650 A KR 1020100032650A KR 20100032650 A KR20100032650 A KR 20100032650A KR 101118855 B1 KR101118855 B1 KR 101118855B1
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Abstract

본 발명은 기판부재에 구비된 다수 개의 단위기판에 도전성 물질로 코팅층을 천공부를 통해 동시에 증착 형성할 경우에 있어서, 상기 단위기판이 증착 시에 발생하는 고열로 인해 열변형에 의한 휘어짐 발생을 방지하여 주기 위한 것에 관한 것이다.
바디의 가장자리를 따라 형성된 외주프레임(Frame) 안쪽으로 다수 개의 천공부가 형성되고, 동일한 재질 및 열팽창율을 가지고 서로 대향 구비된 복수 개의 제1마스크 및 제2마스크; 상기 제1마스크의 바디와 제2마스크 바디 사이에 접하여 밀착되고, 상기 제1마스크 및 제2마스크와는 열팽창율이 다른 재질의 기판부재; 상기 기판부재의 바디 양쪽 면에 상기 천공부를 각각 밀착시키고, 상기 천공부를 통해서 상기 바디 양쪽 면에 상기 천공부와 동일한 형상으로 도전성 물질을 증착시켜 코팅층을 형성시킨 단위기판; 을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

Description

단위기판{SUBSTRATE}
본 발명은 전자제품을 비롯하여 조명용 제품 등에 사용되는 단위기판에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 금속제의 기판부재에 배열된 다수 개의 단위기판에 도전성 물질을 증착시켜 코팅(Coating)층을 형성할 경우에 있어서, 증착공정에서 발생하는 고열로 인해 상기 단위기판이 심한 열변형을 일으켜 휘어짐이 발생하는 것을 방지하여 주기 위한 것에 관한 것이다.
근래에는 태양광 에너지를 이용하여 건물의 실내를 비롯하여 도로변이나 공원 등에 소비전력이 낮고 휘도가 높은 LED(Light Emitting Diode) 광원을 이용한 조명등을 많이 사용하게 된다.
한편, 상기 조명등에는 LED소자를 기판에 배치시켜 주기 위해 일반적으로 알루미늄(Al) 등과 같은 금속제로 이루어진 기판이 많이 사용되고 있고, 또한 상기 기판에는 회로소자의 방열을 위해 열전도율을 높여주고, 또한 전기적인 도전성을 향상시켜 주기 위한 차원에서 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등과 같은 도전성 물질을 이용하여 금속 박막층을 별도로 증착 형성시켜 주게 된다.
하지만, 이와 같은 종래의 기술은 상기 금속 박막층의 증착공정에서 발생하는 매우 높은 고열로 인해 기판이 전체적으로 심한 열변형을 일으켜 휘어지게 되고, 따라서 제품의 불량을 초래하는 요인이 되고 있는 실정이다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 기판부재에 배열된 다수 개의 단위기판의 표면에 도전성 물질을 천공부를 통해서 증착시켜 코팅층을 형성시켜 줌에 있어서, 동일한 열팽창율을 가지고 서로 대향 구비된 복수 개의 금속제로 구비된 제1마스크 및 제2마스크 사이에 열팽창율이 다른 금속제의 기판부재를 끼워 밀착시켜 줌으로써, 증착공정에서 발생하는 고열이 기판부재로부터 상기 제1마스크 및 제2마스크에 열전도 및 흡수되어 상기 단위기판이 고열로 인해 심한 열변형을 일으키거나 휘어짐이 발생하는 하는 것을 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 구성수단으로는 바디의 가장자리를 따라 형성된 외주프레임(Frame) 안쪽으로 다수 개의 천공부가 형성되고, 동일한 열팽창율을 가지고 서로 대향 구비된 복수 개의 제1마스크 및 제2마스크가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 제1마스크의 바디와 제2마스크 바디 사이에 접하여 밀착되고, 상기 제1마스크 및 제2마스크와 열팽창율이 다른 재질의 기판부재가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 기판부재의 바디 양쪽 면에 상기 천공부를 각각 밀착시키고, 상기 천공부를 통해서 상기 바디 양쪽 면에 상기 천공부와 동일한 형상으로 도전성 물질을 증착시켜 코팅층을 형성시킨 단위기판을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명이 해결하고자 하는 과제 및 해결수단들은 첨부한 도면에 나타난 다양한 실시사례들의 상세한 설명을 통해서 보다 더 명백하여 질 것이다.
이와 같이 본 발명은 고열에 약한 단위기판의 표면에 도전성 물질을 증착시켜 코팅층을 형성할 경우에 증착공정에서 발생하는 고열을 상기 단위기판이 배열된 기판부재로부터 제1마스크 및 제2마스크에 열전도 및 흡수되도록 함으로써, 상기 단위기판이 고열에 의해 열변형 내지는 휘어짐이 발생하여 불량이 초래되는 것을 방지하여 주는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속제 기판부재에 형성된 복수 개의 코팅영역에 구비된 단위기판의 양면에 도전성 코팅층을 동시에 형성하기 위한 상태를 나타낸 일실시사례 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도 1에 있어서, 수직 캐리어에 설치된 홀더에 제1마스크 및 제2마스크를 통해 기판부재가 부착되는 상태를 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판부재에 형성된 복수 개의 코팅영역에 구비된 단위기판의 양면에 도전성 코팅층이 형성된 상태를 나타낸 일실시사례 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도 3에 있어서, 도전성의 코팅층의 형성된 단위기판을 기판부재로부터 절단하여 분리시킨 상태를 나타낸 일실시사례 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 도 4에 있어서, 기판부재로부터 분리된 어느 하나의 단위기판을 상세하게 나타낸 일실시사례 도면이다.
본 발명의 구체적인 실시사례를 설명함에 있어서, 본 발명의 도면에 의해 도시되어 있고, 이에 따른 구성과 동작들은 적어도 하나의 일실시 사례로서 설명되어 지는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심적인 구성 및 동작들이 제한받지는 않아야 할 것이다.
참고할 사항으로, 본 발명에서 설명되는 각 도면들에 부호를 표기함에 있어서, 동일한 구성요소는 비록 다른 도면에 표기되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여하였음에 특히 유의하여야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 도전성 물질의 코팅층을 형성한 단위기판에 대해서 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 금속제 기판부재에 형성된 복수 개의 코팅영역에 구비된 단위기판의 양면에 도전성 코팅층을 동시에 형성하기 위한 상태를 나타낸 일실시사례 사시도이다.
먼저, 본 발명에 있어서 단위기판(350)이라 함은 앞에서 언급된 바와 같이 각종 전자제품을 비롯하여 조명용 제품 등에 사용되는 파워(Power)용 소자들 예컨데, LED 등를 배치시켜 주기 위한 것으로써, 코팅영역(Coating Area)(340)에 도전성 물질로 코팅층(360)을 형성시킨 후에 기판부재(300)로부터 분리시켜서 이루어지는 낱장의 기판을 의미한다.
본 발명에 따른 과제를 해결하기 위한 구성수단에 대해서 살펴보면, 바디(Body)(101)(201)의 가장자리를 따라 형성된 외주프레임(Frame)(110)(210) 안쪽으로 다수 개의 천공부(140)(240)가 배열 형성되고, 동일한 열팽창율을 가지고 서로 대향(對向) 구비된 복수 개의 제1마스크(Mask)(100) 및 제2마스크(200)가 구성된다.
또한, 상기 제1마스크(Mask)(100)의 바디(101)와 제2마스크(200) 바디(201) 사이에 접하여 밀착되고, 상기 제1마스크(Mask)(100) 및 제2마스크(200)와는 열팽창율이 다른 재질 즉, 이종(異種) 재질의 기판부재(300)가 구성된다.
또한, 상기 기판부재(300)의 바디(301) 양쪽 면에 상기 천공부(140)(240)를 각각 밀착시키고, 상기 천공부(140)(240)를 통해서 상기 바디(301) 양쪽 면에 상기 천공부(140)(240)와 동일한 형상으로 도전성 물질을 증착시켜 코팅층(360)을 형성시킨 단위기판(350)을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
다음은 상기 언급된 바와 같은 본 발명의 구성수단에 포함되는 다양한 일실시사례들에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 상기 천공부(140)(240)는 외주프레임(Frame)(110)(210)에 접하여 크로스(Cross) 연결된 가로프레임(120)(220)과 세로프레임(130)(230) 또는 상기 외주프레임(110)(220)에 접하여 연결된 가로프레임(120)(220) 또는 상기 외주프레임(110)(220)에 접하여 연결된 세로프레임(130)(230) 중에서 적어도 어느 하나에 의해 구조화된 격자(格子)형태를 비롯하여 삼각형, 사각형, 다각형, 원형, 타원형, 반원 중에서 어느 하나의 형상으로 상기 제1마스크(Mask)(100) 및 제2마스크(200)의 바디(101)(201)에 동일한 크기로 다수 개 배열 형성시켜 주는 것을 그 특징으로 하되, 상기 언급된 다양한 형상들에 국한시켜 제한받지는 않을 것이다.
또한, 상기 단위기판(350)의 양쪽 면에 두께 1,000 내지 10,000Å으로 도전성 물질을 증착시킨 코팅층(360)은 쳄버(Chamber) 내(內)의 10-3 내지 10-6 Torr의 진공 중에서 증착공정 시에 발생하는 30 내지 400℃의 온도로 뒤에서 설명되는 표면개질층(370) 위에 형성되고, 이때 상기 코팅층(360)의 저항은 4포인트(Point) 저항계로 측정 시에 0.01 내지 5오옴(Ω)/㎟인 것을 그 특징으로 한다.
그리고, 상기 단위기판(350)의 양쪽 면에 형성되는 코팅층(360)은 적어도 하나 이상의 층으로 형성시켜 주는 것이 바람직하고, 이때 상기 코팅층(360)의 두께가 두꺼워 질수록 코팅층(360)의 저항은 더 낮아질 것이다.
상기 코팅층(360)을 증착시켜 주기 위한 수단으로는 플라즈마(Plasma)증착으로 이루어지는 것을 그 특징으로 하나, 이외에 스퍼터링(Sputtering)증착, 전자빔(Electron Beam)증착, 열(Thermal)증착, 이온플레이팅(Ion Plating)증착 등을 사용하여 이루어지는 것도 가능할 것이다.
또한, 상기 코팅층(360)을 증착하기 위한 환경조건은 쳄버(Chamber) 내(內)의 10-3 내지 10-6 Torr의 진공 중에서 1 내지 10KW의 DC출력으로 산소(O2) 또는 아르곤(Ar) 또는 이들의 조합에 의한 가스를 상기 쳄버 내(內)에 50 내지 500sccm 유량으로 공급하여 플라즈마(Plasma)를 발생시켜 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.
한편, 첨부된 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 천공부(140)(240)에 대응시켜 상기 천공부(140)(240)와 형상이 동일하고, 1 내지 20nm 범위의 불규칙한 깊이로 기판부재(300)의 코팅영역(340) 표면에 미세하게 울퉁불퉁한 형상으로 표면개질층(370)이 형성된 코팅영역(340)을 구비시켜 주되, 이때 상기 코팅영역(340)의 표면개질층(370) 위에는 도전성 물질로 코팅층(360)을 형성시킨 단위기판(350)이 구성된 것을 그 특징으로 한다.
다시 말해서, 상기 표면개질층(370)은 기판부재(300)에 구비된 코팅영역(340)에 천공부(140)(240)를 통해서 도전성 물질을 증착시켜 줌에 있어서, 두께 1,000 내지 10,000Å의 얇은 도전성 물질의 코팅층(360)을 더욱 용이하게 증착시켜 주기 위한 수단으로 이는 단위기판(350) 표면의 단면적을 증가시켜 주는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 코팅영역(340)에 형성되는 표면개질층(370)은 쳄버(Chamber) 내(內)의 10-3 내지 10-6 Torr의 진공 중에서 플라즈마(Plasma)처리로 형성시켜 주는 것을 그 특징으로 한다.
한편, 상기 단위기판(350)은 첨부된 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 도전성 물질로 코팅층(360)을 형성시킨 후에 코팅영역(340)의 바깥 테두리(부호 생략함.) 또는 천공부(140)(240)의 안쪽 테두리(부호 생략함.)를 기준으로 0.01 내지 10mm 범위의 안쪽 또는 바깥쪽의 절단영역(351)(351a)을 프레스(Press)나 레이저(Laser) 등으로 절단시켜 상기 기판부재(300)로부터 분리시켜 주게 된다.
이와 같이 상기 기판부재(300)로부터 분리된 단위기판(350)에는 전자제품이나 조명용 광원으로 이용되는 LED소자를 용도에 맞게 직렬이나 병렬 또는 직병렬 조합에 의한 방식으로 배치하여 발광시켜 주기 위한 인쇄회로 패턴(Pattern)을 형성시켜 주게 된다.
그리고, 상기 단위기판(350)이 분리되는 기판부재(300)는 금속 재질로 이루어지나 그 중에서도 두께 0.1 내지 4mm의 알루미늄(Al) 재질을 사용하는 것이 바람직하고, 또한 상기 기판부재(300)와 다른 재질의 두께 0.05 내지 4mm의 금속 재질로 이루어진 제1마스크(100) 및 제2마스크(200)에 비해 열팽창율 및 열전도율은 더 높고, 탄성율이 더 낮은 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 단위기판(350)의 양쪽 면에 두께 1,000 내지 10,000Å의 도전성 물질로 형성된 코팅층(360)은 구리(Cu) 재질을 사용하는 것이 바람직하고, 이때 상기 코팅층(360)은 두께 0.1 내지 4mm의 기판부재(300)보다 도전율이 더 높고, 또한 두께 0.05 내지 4mm의 금속 재질로 이루어진 제1마스크(100) 및 제2마스크(200)에 비해 열팽창율 및 열전도율이 더 높은 반면에 탄성율은 더 낮은 것을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1마스크(100) 및 제2마스크(200)는 SUS(Steel special Use Stainless) 재질을 사용하는 것이 상기 기판부재(300)의 전체적인 열변형 의해 상기 기판부재(300)에 배열된 다수 개의 단위기판(350)에 대한 휘어짐의 방지에 더 유리할 것이다.
예컨데, 상기 기판부재(300)에 구비된 코팅영역(340)에 도전성 물질로 코팅층(360)을 형성시켜 줌에 있어서, 증착공정에서 통상 30 내지 400℃의 고열이 발생하게 되고, 이로 인해 고열에 약한 기판부재(300)의 바디(301)가 전체적으로 휘어지게 되는 현상이 발생하게 되고, 이때 상기 제1마스크(100) 및 제2마스크(200)와는 열팽창율 및 열전도율, 탄성율이 다른 기판부재(300)를 상기 제1마스크(100)와 제2마스크(200) 사이에 끼워 밀착시켜 줌으로써, 상기 기판부재(300)로부터 발생된 고열이 상기 제1마스크(100)와 제2마스크(200)에 전도되어 열흡수가 이루어짐과 함께 상기 고열에 의한 휘어짐 방지를 할 수 있게 된다.
한편, 첨부된 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 기판부재(300)는 수직 캐리어(Carrier)(도시 생략함.)에 설치된 홀더(Holder)(400)의 바디(401)에 구비된 다수 개의 결합핀(Pin)(411)을 제1마스크(100)와 제2마스크(200) 및 상기 기판부재(300)의 바디(101)(201)(301)에 각각 형성된 다수 개의 결합공(111)(211)(311)에 삽입시킨 상태에서 결합부재(421)로 결합시켜 상기 홀더(400)에 부착되는 구성으로 된다.
이때, 상기 홀더(400)의 바디(401)에는 제1마스크(100)의 바디(101)에 다수 개로 배열 형성된 천공부(140) 또는 제2마스크(200)의 바디(201)에 다수 개로 배열 형성된 천공부(240) 중에서 어느 한쪽의 천공부(140)(240)가 드러나는 크기로 장방형의 절개부(420)를 관통 형성시키고, 이와 같은 상태에서 상기 천공부(140)(240)에 밀착시킨 기판부재(300)에 구비된 바디(301)의 코팅영역(340)에 다수 개로 배열 형성된 상기 천공부(140)(240)를 통해서 코팅영역(340)에 상기 천공부(140)(240)와 동일한 형상으로 도전성 물질을 증착시켜 코팅층(360)을 동시에 형성시켜 줌으로써, 본 발명의 단위기판(350)이 만들어지게 되는 것이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변경과 수정 등이 가능함을 자명하게 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 언급된 바와 같은 다양한 실시사례들에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 특허청구 범위에 의하여 정해져야 함이 바람직할 것이다.
100 : 제1마스크(Mask)
101, 201, 301, 401 : 바디(Body)
110, 210 : 외주프레임(Frame)
120, 220 : 가로프레임(Frame)
130, 230 : 세로프레임(Frame)
140, 240 : 천공부
111, 211, 311 : 결합공
200 : 제2마스크(Mask)
300 : 기판부재
340 : 코팅영역(Coating Area)
350 : 단위기판
351, 351a : 절단영역
360 : 코팅층
370 : 표면개질층
400 : 홀더(Holder)
411 : 결합핀(Pin)
420 : 절개부
421 : 결합부재

Claims (9)

  1. 코팅영역(340)에 도전성 물질로 코팅층(360)을 형성시킨 후에 기판부재(300)로부터 분리시켜서 이루어지는 단위기판(350)에 있어서,
    바디(101)(201)의 가장자리를 따라 형성된 외주프레임(110)(210) 안쪽으로 다수 개의 천공부(140)(240)가 형성되고, 동일한 재질 및 열팽창율을 가지고 서로 대향 구비된 복수 개의 제1마스크(100) 및 제2마스크(200);
    상기 제1마스크(100)의 바디(101)와 제2마스크(200) 바디(201) 사이에 접하여 밀착되고, 상기 제1마스크(100) 및 제2마스크(200)와는 열팽창율이 다른 재질의 기판부재(300);
    상기 기판부재(300)의 바디(301) 양쪽 면에 상기 천공부(140)(240)를 각각 밀착시키고, 상기 천공부(140)(240)를 통해서 상기 바디(301) 양쪽 면에 상기 천공부(140)(240)와 동일한 형상으로 도전성 물질을 증착시켜 형성된 코팅층(360);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단위기판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 단위기판(350)의 양쪽 면에 두께 1,000 내지 10,000Å으로 도전성 물질을 적어도 하나 이상의 층으로 형성시킨 코팅층(360)은 4포인트(Point) 저항계로 측정시 0.01 내지 5오옴(Ω)/㎟인 것;
    을 특징으로 하는 단위기판.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 단위기판(350)은 양쪽 면에 도전성 물질로 코팅층(360)을 형성시킨 후에 코팅영역(340)의 바깥 테두리 또는 천공부(140)(240)의 안쪽 테두리를 기준으로 0.01 내지 10mm 범위의 안쪽 또는 바깥쪽의 절단영역(351)(351a)을 절단시켜 기판부재(300)로부터 분리된 것;
    을 특징으로 하는 단위기판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판부재(300)는 두께 0.1 내지 4mm의 금속 재질이고, 상기 기판부재(300)와 다른 재질의 두께 0.05 내지 4mm의 금속 재질로 이루어진 제1마스크(100) 및 제2마스크(200)에 비해 열팽창율 및 열전도율이 더 높고, 탄성율은 더 낮은 것;
    을 특징으로 하는 단위기판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단위기판(350)의 양쪽 면에 두께 1,000 내지 10,000Å의 도전성 물질로 형성된 코팅층(360)은 두께 0.1 내지 4mm의 기판부재(300)보다 도전율이 더 높고, 두께 0.05 내지 4mm의 제1마스크(100) 및 제2마스크(200)에 비해 열팽창율 및 열전도율이 더 높고, 탄성율은 더 낮은 것;
    을 특징으로 하는 단위기판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판부재(300)는 수직 캐리어(Carrier)에 설치된 홀더(Holder)(400)의 바디(401)에 구비된 결합핀(Pin)(411)을 제1마스크(100)와 제2마스크(200) 및 상기 기판부재(300)의 바디(301)에 각각 형성된 다수 개의 결합공(111)(211)(311)에 삽입시킨 상태에서 결합부재(421)로 결합시켜 상기 홀더(400)에 부착된 것;
    을 특징으로 하는 단위기판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 홀더(400)의 바디(401)에는 제1마스크(100)의 바디(101)에 다수 개로 배열 형성된 천공부(140); 또는 제2마스크(200)의 바디(201)에 다수 개로 배열 형성된 천공부(240) 중에서 어느 한쪽의 천공부(140)(240)가 드러나는 크기로 관통 형성된 장방형의 절개부(420)를 형성하고, 상기 천공부(140)(240)를 통해서 코팅영역(340)에 상기 천공부(140)(240)와 동일한 형상으로 도전성 물질을 증착시켜 코팅층(360)을 형성시킨 것;
    을 특징으로 하는 단위기판.
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