KR101121707B1 - Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method thereof - Google Patents

Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101121707B1
KR101121707B1 KR1020100025752A KR20100025752A KR101121707B1 KR 101121707 B1 KR101121707 B1 KR 101121707B1 KR 1020100025752 A KR1020100025752 A KR 1020100025752A KR 20100025752 A KR20100025752 A KR 20100025752A KR 101121707 B1 KR101121707 B1 KR 101121707B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ceramic
heat sink
printed circuit
circuit board
mixed
Prior art date
Application number
KR1020100025752A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110106610A (en
Inventor
김근영
최창민
Original Assignee
주식회사 케이엠더블유
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이엠더블유 filed Critical 주식회사 케이엠더블유
Priority to KR1020100025752A priority Critical patent/KR101121707B1/en
Publication of KR20110106610A publication Critical patent/KR20110106610A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101121707B1 publication Critical patent/KR101121707B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0209—External configuration of printed circuit board adapted for heat dissipation, e.g. lay-out of conductors, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20509—Multiple-component heat spreaders; Multi-component heat-conducting support plates; Multi-component non-closed heat-conducting structures

Abstract

본 발명은 고방열 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명 고방열 인쇄회로기판은, 표면이 조면 처리된 방열판과, 상기 방열판의 일면에 접합된 세라믹 절연부와, 상기 세라믹 절연부의 상부일부에 마련된 도전체 배선패턴을 포함을 포함한다. 또한 본 발명 고방열 인쇄회로기판 제조방법은, a) 방열판의 표면을 조면 처리하는 단계와, b) 상기 방열판의 상면에 입경이 1 내지 30㎛인 세라믹 분말을 포함하는 용액을 스프레이코팅하는 단계와, c) 상기 b) 단계의 결과물을 100 내지 500℃의 온도에서 5 내지 30분 동안 건조시켜, 상기 방열판의 일면에 접착된 세라믹 절연부를 형성하는 단계와, d) 상기 세라믹 절연부의 상면에 도전체 배선패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 열전도율이 높은 세라믹 조성물로 인쇄회로기판의 절연부를 형성함과 아울러 그 절연부를 저온공정으로 방열판 상에 직접 형성함으로써, 인쇄회로기판에 실장되는 전자소자로부터 발생하는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a high heat dissipation printed circuit board and a method of manufacturing the same. The high heat dissipation printed circuit board includes a heat dissipation plate having a roughened surface, a ceramic insulation portion bonded to one surface of the heat dissipation plate, and an upper portion of the ceramic insulation portion. It includes a conductive wiring pattern provided in a portion. In addition, the present invention provides a method of manufacturing a high heat radiation printed circuit board, a) roughening the surface of the heat sink, b) spray coating a solution containing ceramic powder having a particle diameter of 1 to 30㎛ on the top surface of the heat sink; c) drying the resultant of step b) for 5 to 30 minutes at a temperature of 100 to 500 ° C. to form a ceramic insulator adhered to one surface of the heat sink, and d) a conductor on an upper surface of the ceramic insulator. Forming a wiring pattern. According to the present invention having the above-described configuration, the ceramic composition having a high thermal conductivity is formed to form an insulating portion of the printed circuit board, and the insulating portion is directly formed on the heat sink by a low temperature process, thereby effectively removing heat generated from the electronic device mounted on the printed circuit board. It is effective to dissipate heat.

Description

고방열 인쇄회로기판 및 그 제조방법{Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method thereof}Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method

본 발명은 고방열 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열판 상에 직접 형성된 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high heat dissipation printed circuit board and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a printed circuit board formed directly on a heat sink and a manufacturing method thereof.

일반적으로 인쇄회로기판은 절연기판에 도전체 배선패턴이 인쇄된 것으로, 그 도전체 배선패턴에 접하는 다수의 소자를 실장함이 가능하다.
In general, a printed circuit board is printed with a conductor wiring pattern on an insulating substrate, and it is possible to mount a plurality of elements in contact with the conductor wiring pattern.

이러한 인쇄회로기판은 다수의 전자소자들을 하나의 기판 상에 실장할 수 있다는 장점이 있어 다양한 응용분야에서 사용되고 있으나, 그 단점으로는 엘이디와 같이 열이 많이 발생하는 소자에 대한 방열이 어렵다는 것이다.
Such a printed circuit board is used in various applications because it has the advantage of mounting a plurality of electronic devices on a single substrate, but its disadvantage is that heat dissipation is difficult for a device that generates a lot of heat, such as an LED.

인쇄회로기판을 방열시키기 위해서는 그 인쇄회로기판에 공기를 공급하는 팬을 설치하거나, 그 인쇄회로기판에 접하는 방열판을 설치할 수 있다.In order to dissipate a printed circuit board, a fan for supplying air to the printed circuit board may be provided, or a heat sink in contact with the printed circuit board may be provided.

그러나 대부분이 절연체인 수지를 사용하는 인쇄회로기판은 열전도도가 낮으며, 따라서 방열판을 설치하더라도 방열특성이 저하된다.However, printed circuit boards using resins, most of which are insulators, have low thermal conductivity, and thus heat dissipation characteristics are degraded even when a heat sink is installed.

또한 인쇄회로기판과 방열판은 서로 분리된 별개품으로, 그 사이는 완전한 밀착상태를 지속적으로 유지하기가 대단히 곤란하다. 따라서 인쇄회로기판과 방열판 사이에는 공기층이 형성되기 마련이며, 이처럼 공기층이 생기는 경우 방열특성이 더욱 저하된다.
In addition, the printed circuit board and the heat sink are separate parts separated from each other, and it is very difficult to maintain a perfect close contact therebetween. Therefore, an air layer is formed between the printed circuit board and the heat sink, and when the air layer is formed, the heat dissipation characteristics are further deteriorated.

따라서 기존의 인쇄회로기판은 방열특성의 개선이라는 과제가 있으며, 특히 다수의 엘이디를 실장하는 조명이나 가로등에 적용하기 위해서는 엘이디의 방열에 의한 수명단축을 방지하기 위해 고방열특성을 가지도록 개선이 필요하다.
Therefore, existing printed circuit boards have a problem of improving heat dissipation characteristics. Especially, in order to be applied to lighting or street lamps in which a plurality of LEDs are mounted, improvement is required to have high heat dissipation characteristics in order to prevent life shortening by heat dissipation of LEDs. Do.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방열특성을 향상시킬 수 있는 고방열 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention in view of the above problems is to provide a high heat dissipation printed circuit board and its manufacturing method which can improve the heat dissipation characteristics.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 인쇄회로기판과 방열판의 밀착성을 개선하여 인쇄회로기판에서 발생하는 열이 방열판으로 용이하게 전달 및 방열될 수 있도록 하는 고방열 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
In addition, another problem to be solved by the present invention is to improve the adhesion between the printed circuit board and the heat sink is a high heat radiation printed circuit board and a method of manufacturing the heat generated in the printed circuit board to be easily transmitted and radiated to the heat sink. In providing.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 고방열 인쇄회로기판은, 표면이 조면 처리된 방열판과, 상기 방열판의 일면에 접합된 세라믹 절연부와, 상기 세라믹 절연부의 상부일부에 마련된 도전체 배선패턴을 포함을 포함한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a heat dissipation printed circuit board comprising a heat dissipation plate having a roughened surface, a ceramic insulation portion bonded to one surface of the heat dissipation plate, and a conductor wiring pattern provided at an upper portion of the ceramic insulation portion. Contains.

또한 본 발명 고방열 인쇄회로기판 제조방법은, a) 방열판의 표면을 조면 처리하는 단계와, b) 상기 방열판의 상면에 입경이 1 내지 30㎛인 세라믹 분말을 포함하는 용액을 스프레이코팅하는 단계와, c) 상기 b) 단계의 결과물을 100 내지 500℃의 온도에서 5 내지 30분 동안 건조시켜, 상기 방열판의 일면에 접착된 세라믹 절연부를 형성하는 단계와, d) 상기 세라믹 절연부의 상면에 도전체 배선패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
In addition, the present invention provides a method of manufacturing a high heat radiation printed circuit board, a) roughening the surface of the heat sink, b) spray coating a solution containing ceramic powder having a particle diameter of 1 to 30㎛ on the top surface of the heat sink; c) drying the resultant of step b) for 5 to 30 minutes at a temperature of 100 to 500 ° C. to form a ceramic insulator adhered to one surface of the heat sink, and d) a conductor on an upper surface of the ceramic insulator. Forming a wiring pattern.

상기와 같이 구성되는 본 발명 고방열 인쇄회로기판 및 그 제조방법은, 열전도율이 높은 세라믹 조성물로 인쇄회로기판의 절연부를 형성함과 아울러 그 절연부를 저온공정으로 방열판 상에 직접 형성함으로써, 인쇄회로기판에 실장되는 전자소자로부터 발생하는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있는 효과가 있다.The high heat dissipation printed circuit board of the present invention having the above-described structure and a method of manufacturing the same include forming an insulating portion of a printed circuit board with a ceramic composition having high thermal conductivity and forming the insulating portion directly on a heat sink by a low temperature process, thereby providing a printed circuit board. There is an effect that can effectively dissipate heat generated from the electronic device mounted on the.

또한 본 발명 고방열 인쇄회로기판 및 그 제조방법은, 방열판을 평탄하게 전처리하고, 그 방열판상에 직접 인쇄회로기판을 형성하여 방열판과 절연부 사이에 간격이 발생하는 것을 방지하여 보다 효과적으로 열을 방출할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the heat dissipation printed circuit board and the manufacturing method thereof have a heat treatment plate which is pre-processed flat, and a printed circuit board is directly formed on the heat dissipation plate to prevent a gap between the heat dissipation plate and the insulating portion, thereby dissipating heat more effectively. It can work.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 제조공정 순서도이다.
도 3은 종래 인쇄회로기판과 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 열전도도를 비교도시한 표이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 단면 구성도이다.1 is a cross-sectional view of a high heat radiation printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a manufacturing process flow chart of a high heat radiation printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a table comparing the thermal conductivity of a conventional printed circuit board and a high heat radiation printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a high heat radiation printed circuit board according to another embodiment of the present invention.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 고방열 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention, a high heat radiation printed circuit board will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 단면 구성도이다.1 is a cross-sectional view of a high heat radiation printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판은, 금속재 방열판(10)과, 상기 금속재 방열판(10)의 상면에 밀착된 세라믹 절연부(20)와, 상기 세라믹 절연부(20)의 상면일부에 소정의 패턴으로 위치하는 배선패턴(30)을 포함한다.
Referring to FIG. 1, a high heat dissipation printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention includes a metal heat dissipation plate 10, a ceramic insulator 20 in close contact with an upper surface of the metal heat dissipation plate 10, and the ceramic insulator. The wiring pattern 30 positioned in a predetermined pattern on a portion of the upper surface of the 20 is included.

상기 금속재 방열판(10)은 가격이 상대적으로 저렴하며 높은 열전도율을 가지는 알루미늄일 수 있으며, 금속재 방열판(10)의 상면에는 세라믹 재질의 세라믹 절연부(20)가 밀착되게 고정된다.The metal heat sink 10 is relatively inexpensive and may be aluminum having a high thermal conductivity, and the ceramic insulation 20 of ceramic material is fixed to the top surface of the metal heat sink 10.

이때 금속재 방열판(10)과 세라믹 _절연부(20)는 기계적인 결합구조를 가지는 것이 아니고, 그 세라믹 절연부(20)와 금속재 방열판(10)이 밀착되게 접합된 형태이다.
At this time, the metal heat sink 10 and the ceramic insulator 20 do not have a mechanical coupling structure, and the ceramic heat sink 10 and the metal heat sink 10 are closely bonded to each other.

그리고 상기 금속재 방열판(10)의 상면에는 도전체인 배선패턴(30)이 인쇄된다.The wiring pattern 30, which is a conductor, is printed on the upper surface of the metal heat sink 10.

이와 같은 구조에서 상기 세라믹 절연부(20)는 절연체로서 상기 배선패턴(30)과 금속재 방열판(10)이 전기적으로 연결되는 것을 방지하며, 배선패턴(30)에 실장되는 다수의 전자소자를 단일한 기판에 실장할 수 있게 된다.
In such a structure, the ceramic insulator 20 is an insulator and prevents the wiring pattern 30 and the metal heat sink 10 from being electrically connected to each other, and a plurality of electronic devices mounted on the wiring pattern 30 may be used. It can be mounted on a board | substrate.

상기 세라믹 절연부(20)는 저항이 크며, 열전도도가 높은 세라믹재료를 스프레이 코팅하여 형성할 수 있으며, 그 저항이 적어도 1010Ω/cm2 이상인 것이 바람직하고, 열전도도는 10W/mK 이상인 것이 바람직하다.The ceramic insulating portion 20 may be formed by spray coating a ceramic material having a high resistance and high thermal conductivity, the resistance of which is preferably at least 10 10 mW / cm 2 or more, and the thermal conductivity is 10 W / mK or more. desirable.

상기 저항은 세라믹 절연부(20)의 내전압특성과 직접적인 관련이 있는 것으로, 내전압특성이 10kV/mm 이상으로 유지되기 위해서는 위에 언급한 저항이 요구된다.
The resistance is directly related to the withstand voltage characteristic of the ceramic insulator 20, and the above-mentioned resistor is required in order to maintain the withstand voltage characteristic at 10 kV / mm or more.

이러한 세라믹 절연부(20) 로 사용될 수 있는 세라믹 소재는 Al2O3, SiO2, TiO2 중 선택된 적어도 둘 이상으로 이루어진 소재를 사용할 수 있으며, CuO, SnO2 등이 미량의 첨가소재로 사용될 수 있다.
As the ceramic material which may be used as the ceramic insulating part 20, a material including at least two selected from Al 2 O 3 , SiO 2 , and TiO 2 may be used, and CuO, SnO 2, or the like may be used as a small amount of additive material. have.

즉 나열된 세라믹 소재들 중 선택된 소재들의 혼합소재를 스프레이코팅법으로 상기 방열판(10)의 상면에 직접 코팅하여 10 내지 200㎛의 두께로 형성하여 세라믹 절연부(20)를 형성할 수 있게 된다.That is, the ceramic insulating portion 20 may be formed by directly coating a mixed material of selected materials among the listed ceramic materials on the upper surface of the heat sink 10 by spray coating to form a thickness of 10 to 200 μm.

상기 세라믹 절연부(20)의 두께가 10㎛미만의 경우는 내전압특성이 낮을 수 있으며, 또한 스프레이코팅법으로는 균일하게 형성하기 어렵다. 또한 200㎛를 초과하는 경우에는 열전도도가 저하될 수 있어 바람직하지 않다.
If the thickness of the ceramic insulating portion 20 is less than 10㎛ may be low withstand voltage characteristics, it is difficult to form uniformly by the spray coating method. Moreover, when exceeding 200 micrometers, since thermal conductivity may fall, it is unpreferable.

도 2는 도 1에 도시한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판을 제조하는 제조공정 순서도이다.2 is a manufacturing process flowchart of manufacturing a high heat radiation printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention shown in FIG.

도 2를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 제조방법은, 방열판(10)의 표면이 불규칙한 조면이 되도록 표면처리하는 단계(S21)와, 상기 방열판(10)의 처리된 조면 상에 세라믹입자를 포함하여 용해되어 있는 용액을 스프레이하는 단계(S22)와, 상기 S22단계의 결과물을 건조시켜 상기 방열판(10) 상에 세라믹입자들이 코팅된 세라믹 절연부(20)를 형성하는 단계(S23)와, 상기 세라믹 절연부(20) 상에 스크린프린트 또는 박막공정으로 배선패턴(30)을 형성하는 단계(S23)를 포함하여 이루어진다.
Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a high heat dissipation printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention may include a step (S21) of surface treatment such that the surface of the heat dissipation plate 10 becomes an irregular rough surface, and the treatment of the heat dissipation plate 10. Spraying the dissolved solution including the ceramic particles on the roughened surface (S22), and drying the resultant of the step S22 to form a ceramic insulating portion 20 coated with ceramic particles on the heat sink 10. And forming a wiring pattern 30 on the ceramic insulator 20 by screen printing or thin film process (S23).

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 제조방법을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a high heat radiation printed circuit board according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in more detail.

먼저, S21단계에서는 알루미늄 소재의 방열판(10)을 준비하고, 그 방열판(10)의 상면으로 대표될 수 있는 상기 세라믹 절연부(20)의 접합형성면을 표면처리한다.First, in step S21 to prepare a heat sink 10 of the aluminum material, the surface forming the bonding surface of the ceramic insulating portion 20 that can be represented by the top surface of the heat sink 10.

이때의 표면처리는 표면조도를 높여 상기 세라믹 절연부(20)와의 접합강도를 증가시키기 위한 것으로, 그 표면조도를 높이는 방법으로 샌드블라스트, 표면연마 또는 화학적인 에칭방법을 사용할 수 있다.At this time, the surface treatment is to increase the surface roughness to increase the bonding strength with the ceramic insulating portion 20, sandblast, surface polishing or a chemical etching method can be used as a method to increase the surface roughness.

상기 나열된 샌드블라스트, 표면연마 또는 화학적 에칭법으로 그 방열판(10)의 일면 또는 전면을 상대적으로 높은 거칠기를 가지도록 표면처리할 수 있다.The sandblasting, surface polishing, or chemical etching methods listed above may be used to surface-treat one surface or the front surface of the heat sink 10 to have a relatively high roughness.

이때 상기 세라믹 절연부(20)와 접촉되는 방열판(10)의 일면은 그 세라믹 절연부(20)과의 접촉면적의 증가에 의해 보다 우수한 접합강도를 가질 수 있게 되며, 상기 세라믹 절연부(20)와 접촉되지 않는 방열판(10)의 다른 면들 또한 외부공기와 접하는 면적이 증가하여 방열특성이 더 향상될 수 있다.
At this time, one surface of the heat sink 10 in contact with the ceramic insulating portion 20 may have a better bonding strength by increasing the contact area with the ceramic insulating portion 20, the ceramic insulating portion 20 The other surfaces of the heat sink 10 that are not in contact with the surface may also increase the area in contact with the external air, thereby further improving heat dissipation characteristics.

그 다음, S22단계에서는 Al2O3, SiO2 및 TiO2 중 적어도 둘 이상의 분말이 용해된 용액을 준비하고, 이를 스프레이 코팅법으로 상기 조면이 형성된 방열판(10)에 분사한다.
Next, in step S22, a solution in which at least two or more powders of Al 2 O 3 , SiO 2 and TiO 2 are dissolved is prepared, and sprayed onto the roughened heat sink 10 by spray coating.

상기 Al2O3, SiO2 및 TiO2 중 적어도 둘 이상으로 이루어진 분말의 평균입경은 1 내지 30㎛의 범위인 것이 바람직하다.The average particle diameter of the powder consisting of at least two of Al 2 O 3 , SiO 2 and TiO 2 is preferably in the range of 1 to 30 μm.

상기 Al2O3는 혼합된 전체 분말 중 40~99.9wt%를 차지할 수 있으며, 상기 SiO2 또는 TiO2는 0.1~60wt%가 포함될 수 있다. 이는 혼합 세라믹 분말을 두 가지 소재 분말을 혼합하여 제조한 것이다.The Al 2 O 3 may occupy 40 to 99.9 wt% of the mixed powder, and the SiO 2 or TiO 2 may include 0.1 to 60 wt%. This is a mixed ceramic powder prepared by mixing two material powders.

또한 혼합 세라믹 분말을 역시 두 가지 소재분말을 혼합하여 제조한 예로서, 상기 TiO2를 40~99.9wt% 혼합하는 경우에는 SiO2 또는 Al2O3는 0.1~60wt%가 포함되게 조성된다. In addition, the mixed ceramic powder is also prepared by mixing two material powders. In the case of mixing 40 to 99.9 wt% of TiO 2 , SiO 2 or Al 2 O 3 is composed to contain 0.1 to 60 wt%.

상기 혼합된 세라믹분말이 Al2O3, SiO2 및 TiO2 세 가지가 모두 혼합된 경우 Al2O3, 40 내지 99.9wt%에 SiO2와 TiO2가 각각 0.05~30wt%를 차지할 수 있다. 그 외에 미량의 다른 첨가소재가 상기 혼합된 전체 분말에 함유될 수 있다.In the mixed ceramic powder, Al 2 O 3 , SiO 2, and TiO 2 may be mixed in an amount of 0.05 to 30 wt% in SiO 2 and TiO 2 , respectively, in Al 2 O 3 and 40 to 99.9 wt%. In addition, a small amount of other additives may be contained in the mixed whole powder.

상기 Al2O3와 TiO2는 모두 전기 절연저항과 열전도도가 앞서 설명한 최소 한정 값 이상이다. 상기 SiO2는 세라믹 입자간 및 상기 금속인 방열판(10)을 견고하게 접착시키는 역할을 한다.
Both Al 2 O 3 and TiO 2 have electrical insulation resistance and thermal conductivity greater than or equal to the above-described minimum limit values. The SiO 2 serves to firmly bond between the ceramic particles and the heat sink 10 that is the metal.

그 다음, S23단계에서는 상기 S22단계의 결과물을 건조시킨다. 이때의 건조공정은 상기 방열판(10)이 열화되지 않는 온도의 범위에서 상기 스프레이코팅된 용액이 완전히 건조될 때까지 진행되며, 실험적으로 상압에서 100 내지 500℃의 온도로 5 내지 30분 동안 건조하여 그 용액을 모두 건조시킬 수 있었으며, 견고한 접착성으로 방열판(10)에 코팅된 세라믹 절연부(20)를 얻을 수 있었다.
Next, in step S23, the resultant of step S22 is dried. At this time, the drying process proceeds until the spray-coated solution is completely dried in a temperature range where the heat sink 10 is not deteriorated, and experimentally dried for 5 to 30 minutes at a temperature of 100 to 500 ° C. at normal pressure. All of the solution could be dried, and the ceramic insulator 20 coated on the heat sink 10 could be obtained with firm adhesiveness.

그 다음, S24단계에서는 상기 세라믹 절연부(20)의 상부에 배선패턴(30)을 형성한다.In operation S24, the wiring pattern 30 is formed on the ceramic insulation part 20.

상기 배선패턴(30)을 형성하는 방법으로는 실버페이스트 또는 동페이스트를 사용하여 절연층인 세라믹 절연부(20)의 상면에 스크린프린트법으로 배선패턴을 형성하고 소성하여 상기 배선패턴(30)을 형성할 수 있었다.As a method of forming the wiring pattern 30, a wiring pattern is formed on a top surface of the ceramic insulating portion 20, which is an insulating layer using silver paste or copper paste, by screen printing, and then fired to form the wiring pattern 30. Could form.

상기 실버페이스트를 사용할 때 소성온도는 200 내지 500℃에서 5 내지 30분동안 소성하며, 동페이스트는 실버페이스트와 동일한 소성조건을 사용하되 불활성가스 분위기에서 소성한다.
When the silver paste is used, the firing temperature is baked at 200 to 500 ° C. for 5 to 30 minutes, and the copper paste is baked in the inert gas atmosphere using the same firing conditions as the silver paste.

또한 박막공정으로는 스퍼터링, 전자선증착법 등의 공정으로 은 또는 동 재질의 배선패턴(30)을 형성할 수 있다.
In the thin film process, the wiring pattern 30 made of silver or copper may be formed by a process such as sputtering or electron beam deposition.

이후의 공정에서는 엘이디 등의 전자소자를 상기 배선패턴(30)에 본딩하여 실장하게 된다.
In the subsequent process, an electronic device such as an LED is bonded to the wiring pattern 30 to be mounted.

이와 같이 제조된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 방열특성을 종래의 인쇄회로기판의 방열특성의 차이를 확인하기 위하여 열전도도를 각각 상온과 100℃의 온도 조건에서 측정하였으며, 이를 도 3에 도시하였다.
The thermal conductivity of the high heat radiation printed circuit board according to the preferred embodiment of the present invention as described above was measured at room temperature and 100 ° C., respectively, in order to check the difference between the heat radiation characteristics of the conventional printed circuit board. This is illustrated in FIG. 3.

도 3을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고방열 인쇄회로기판의 열전도율은 종래의 인쇄회로기판의 열전도율의 175% 정도의 증가를 보였다. 이에 따라 전원의 공급시 필연적으로 열이 발생되는 엘이디 등의 전자소자들의 방출열을 용이하게 방열판(10)으로 전달하고 방열시킬 수 있게 된다.Referring to FIG. 3, the thermal conductivity of the high heat radiation printed circuit board according to the preferred embodiment of the present invention is about 175% of the thermal conductivity of the conventional printed circuit board. Accordingly, it is possible to easily transmit and dissipate the heat of the electronic devices such as LEDs, which inevitably generate heat when the power is supplied, to the heat sink 10.

이와 같이 방열특성을 향상시킴에 따라 알려진 바와 같이 열의 발생에 의해 수명이 단축되는 엘이디의 수명 단축을 방지할 수 있게 된다.
As described above, as the heat dissipation characteristics are improved, the lifespan of the LED whose life is shortened by the generation of heat can be prevented.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고방열 인쇄회로 기판의 단면 구성도이다.4 is a cross-sectional view of a high heat radiation printed circuit board according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 고방열 인쇄회로 기판은, 상기 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 방열판(10), 세라믹 절연부(20) 및 배선패턴(30)을 포함하며, 그 방열판(10)의 저면에 접합된 확장방열판(40)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, a high heat dissipation printed circuit board according to another exemplary embodiment of the present invention includes a heat sink 10, a ceramic insulating part 20, and a wiring pattern 30, as described with reference to FIG. 1. The heat dissipation plate 10 may further include an expansion heat sink 40 bonded to the bottom surface.

상기 확장방열판(40)은 방열판(10)을 통해 전도되는 열을 더 넓은 면적에서 열교환시켜 방열시키는 구조이며, 통상의 요철홈 등 표면적을 확장시키는 구조를 가질 수 있다.
The heat dissipation plate 40 is a heat dissipation structure by heat-exchanging heat conducted through the heat dissipation plate 10 in a larger area, and may have a structure that extends a surface area such as a general uneven groove.

이때 상기 확장방열판(40)과 상기 방열판(10) 간의 결합은 볼트 등의 기계적 체결구조를 사용하는 것도 가능하나, 상기 방열판(10)과 확장방열판(40) 사이에 공기층이 형성되어 열전도도가 낮아질 수 있는 것을 고려할 때, 확장방열판(40) 또는 방열판(10)의 일측 접합면에 실버페이스트 또는 동페이스트를 도포하고 소성하는 방법을 사용하여 완전히 밀착되게 접합할 수 있다.
At this time, the coupling between the expansion heat sink 40 and the heat sink 10 may be a mechanical fastening structure such as a bolt, but an air layer is formed between the heat sink 10 and the expansion heat sink 40 to lower the thermal conductivity. Considering that it can be, by using a method of applying and baking silver paste or copper paste on one side of the surface of the expansion heat sink 40 or the heat sink 10 can be bonded in close contact.

또한 상기 세라믹 분말의 스크린프린팅 및 건조공정을 이용하여 그 방열판(10)과 확장방열판(40)을 상호 접합시킬 수 있다.In addition, the heat dissipation plate 10 and the expansion heat dissipation plate 40 may be bonded to each other by using the screen printing and drying process of the ceramic powder.

한편, 상기에서는 방열판이 금속재 형태로 설명하였으나, 이는 일 실시예일뿐 금속재 대신 플라스틱 혹은 플라스틱과 유사한 소재로 방열판을 구성할 수도 있음은 물론이다.
On the other hand, the heat sink was described in the form of a metal material, but this is just an embodiment of the heat sink may be made of a material similar to plastic or plastic instead of the metal material.

도 5는 본 발명의 다른 실시예의 구성도이다.5 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면 앞서 설명한 실시예들에서의 방열판(10)의 하부에는 방열핀(11)이 다수로 마련된 것일 수 있으며, 표면적을 증가시켜 방열특성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
Referring to FIG. 5, a plurality of heat dissipation fins 11 may be provided below the heat dissipation plate 10 in the above-described embodiments, and the surface area may be increased to further improve heat dissipation characteristics.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 고방열 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
As described above, the heat dissipation printed circuit board and the manufacturing method thereof according to the present invention have been described in detail with reference to the preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the claims and the detailed description of the invention. And it is possible to carry out various modifications within the scope of the accompanying drawings, which also belongs to the present invention.

10:방열판 20:세라믹 절연부
30:배선패턴 40:확장방열판10: heat sink 20: ceramic insulation
30: wiring pattern 40: expansion heat sink

Claims (12)

표면이 조면 처리된 방열판;
상기 방열판의 일면에 스프레이 코팅되며, Al2O3 40 내지 99.9wt%에 SiO2 또는 TiO2가 0.1 내지 60wt%의 혼합중량비로 혼합된 혼합세라믹이며, 세라믹 절연부; 및
상기 세라믹 절연부의 상부일부에 마련된 도전체 배선패턴을 포함하는 고방열 인쇄회로기판.
A heat sink whose surface is roughened;
Spray coating on one surface of the heat sink, Al 2 O 3 40 to 99.9wt% SiO 2 or TiO 2 mixed ceramics in a mixed weight ratio of 0.1 to 60wt%, ceramic insulation; And
High heat radiation printed circuit board comprising a conductor wiring pattern provided on an upper portion of the ceramic insulation.
삭제delete 표면이 조면 처리된 방열판;
상기 방열판의 일면에 스프레이 코팅되며, TiO2 40 내지 99.9wt%에 SiO2 또는 Al2O3가 0.1 내지 60wt%의 혼합중량비로 혼합된 혼합세라믹이며, 세라믹 절연부; 및
상기 세라믹 절연부의 상부일부에 마련된 도전체 배선패턴을 포함하는 고방열 인쇄회로기판.
A heat sink whose surface is roughened;
Spray coating on one surface of the heat sink, TiO 2 40 to 99.9wt% SiO 2 or Al 2 O 3 is a mixed ceramic mixed in a mixed weight ratio of 0.1 to 60wt%, ceramic insulation; And
High heat radiation printed circuit board comprising a conductor wiring pattern provided on an upper portion of the ceramic insulation.
표면이 조면 처리된 방열판;
상기 방열판의 일면에 스프레이 코팅되며, Al2O3 40 내지 99.9wt%에 SiO2와 TiO2가 각각 0.05 내지 30wt%의 혼합중량비로 혼합된 혼합세라믹이며, 세라믹 절연부; 및
상기 세라믹 절연부의 상부일부에 마련된 도전체 배선패턴을 포함하는 고방열 인쇄회로기판.
A heat sink whose surface is roughened;
Spray coating on one surface of the heat sink, Al 2 O 3 40 to 99.9wt% SiO 2 and TiO 2 is a mixed ceramic mixed in a mixing weight ratio of 0.05 to 30wt%, respectively, ceramic insulation; And
High heat radiation printed circuit board comprising a conductor wiring pattern provided on an upper portion of the ceramic insulation.
제1항 또는 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 세라믹 절연부는,
10 내지 200㎛의 두께이며,
저항과 열전도도가 각각 1010Ω/cm2, 10W/mK 이상인 것을 특징으로 하는 고방열 인쇄회로기판.
The method according to claim 1 or 3 or 4,
The ceramic insulating portion,
10 to 200 mu m thick,
High heat radiation printed circuit board, characterized in that the resistance and thermal conductivity is 10 10 Ω / cm 2 , 10W / mK or more.
제5항에 있어서,
상기 방열판에 금속페이스트 또는 세라믹페이스트에 의해 접착된 확장방열판을 더 포함하는 고방열 인쇄회로기판.
The method of claim 5,
A high heat dissipation printed circuit board further comprising an expansion heat sink bonded to the heat sink by metal paste or ceramic paste.
제5항에 있어서,
상기 방열판은 하부에 다수의 방열핀이 마련된 것을 특징으로 하는 고방열 인쇄회로기판.
The method of claim 5,
The heat dissipation plate is a high heat radiation printed circuit board, characterized in that a plurality of heat dissipation fins are provided at the bottom.
a) 방열판의 표면을 조면 처리하는 단계;
b) 상기 방열판의 상면에 입경이 1 내지 30㎛인 Al2O3가 40 내지 99.9wt%, 입경이 1 내지 30㎛인 SiO2 또는 TiO가 0.1 내지 60wt% 혼합된 세라믹 분말을 물 또는 알코올에 혼합시킨 용액 또는 상기 혼합세라믹 분말을 화학적 처리를 하여 세라믹 성분들이 용해된 용액을 스프레이코팅하는 단계;
c) 상기 b) 단계의 결과물을 100 내지 500℃의 온도에서 5 내지 30분 동안 건조시켜, 상기 방열판의 일면에 접착된 세라믹 절연부를 형성하는 단계; 및
d) 상기 세라믹 절연부의 상면에 도전체 배선패턴을 형성하는 단계를 포함하는 고방열 인쇄회로기판 제조방법.
a) roughening the surface of the heat sink;
b) a ceramic powder containing 40 to 99.9 wt% of Al 2 O 3 having a particle size of 1 to 30 μm and SiO 2 or TiO of 0.1 to 60 wt% of a particle size of 1 to 30 μm on water or alcohol; Chemically treating the mixed solution or the mixed ceramic powder and spray coating a solution in which ceramic components are dissolved;
c) drying the resultant of step b) for 5 to 30 minutes at a temperature of 100 to 500 ° C. to form a ceramic insulation bonded to one surface of the heat sink; And
d) forming a conductor wiring pattern on an upper surface of the ceramic insulating part.
a) 방열판의 표면을 조면 처리하는 단계;
b) 상기 방열판의 상면에 입경이 1 내지 30㎛인 TiO2가 40 내지 99.9wt%, 입경이 1 내지 30㎛인 SiO2 또는 Al2O3가 0.1 내지 60wt% 혼합된 세라믹 분말을 물 또는 알코올에 혼합시킨 용액 또는 상기 혼합세라믹 분말을 화학적 처리를 하여 세라믹 성분들이 용해된 용액을 스프레이코팅하는 단계;
c) 상기 b) 단계의 결과물을 100 내지 500℃의 온도에서 5 내지 30분 동안 건조시켜, 상기 방열판의 일면에 접착된 세라믹 절연부를 형성하는 단계; 및
d) 상기 세라믹 절연부의 상면에 도전체 배선패턴을 형성하는 단계를 포함하는 고방열 인쇄회로기판 제조방법.
a) roughening the surface of the heat sink;
b) water or alcohol on the upper surface of the heat sink is a ceramic powder mixed with 40 to 99.9 wt% of TiO 2 having a particle diameter of 1 to 30 μm, and 0.1 to 60 wt% of SiO 2 or Al 2 O 3 having a particle size of 1 to 30 μm. Chemically treating the mixed solution or the mixed ceramic powder with a spray coating a solution in which ceramic components are dissolved;
c) drying the resultant of step b) for 5 to 30 minutes at a temperature of 100 to 500 ° C. to form a ceramic insulation bonded to one surface of the heat sink; And
d) forming a conductor wiring pattern on an upper surface of the ceramic insulating part.
a) 방열판의 표면을 조면 처리하는 단계;
b) 상기 방열판의 상면에 입경이 1 내지 30㎛인 Al2O3가 40 내지 99.9wt%, 입경이 1 내지 30㎛인 SiO2와 TiO2가 각각 0.05 내지 30wt% 혼합된 세라믹 분말을 물 또는 알코올에 혼합시킨 용액 또는 상기 혼합세라믹 분말을 화학적 처리를 하여 세라믹 성분들이 용해된 용액을 스프레이코팅하는 단계;
c) 상기 b) 단계의 결과물을 100 내지 500℃의 온도에서 5 내지 30분 동안 건조시켜, 상기 방열판의 일면에 접착된 세라믹 절연부를 형성하는 단계; 및
d) 상기 세라믹 절연부의 상면에 도전체 배선패턴을 형성하는 단계를 포함하는 고방열 인쇄회로기판 제조방법.
a) roughening the surface of the heat sink;
b) water or ceramic powder mixed with 40 to 99.9 wt% of Al 2 O 3 having a particle size of 1 to 30 μm and SiO 2 and TiO 2 having a particle size of 1 to 30 μm on the top surface of the heat sink; Chemically treating the solution mixed with alcohol or the mixed ceramic powder and spray coating a solution in which ceramic components are dissolved;
c) drying the resultant of step b) for 5 to 30 minutes at a temperature of 100 to 500 ° C. to form a ceramic insulation bonded to one surface of the heat sink; And
d) forming a conductor wiring pattern on an upper surface of the ceramic insulating part.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 c) 단계는,
금속페이스트를 스크린프린팅 후 소성하거나,
스퍼터링 또는 전자선증착법으로 금속을 증착하여 상기 배선패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 고방열 인쇄회로기판 제조방법.
The method according to any one of claims 8 to 10,
The step c)
Firing the metal paste after screen printing,
A method of manufacturing a high heat radiation printed circuit board, wherein the wiring pattern is formed by depositing a metal by sputtering or electron beam deposition.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방열판은,
하부에 다수의 방열핀이 마련된 것을 특징으로 하는 고방열 인쇄회로기판 제조방법.
The method according to any one of claims 8 to 10,
The heat sink is,
High heat radiation printed circuit board manufacturing method characterized in that a plurality of heat dissipation fins are provided at the bottom.
KR1020100025752A 2010-03-23 2010-03-23 Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method thereof KR101121707B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100025752A KR101121707B1 (en) 2010-03-23 2010-03-23 Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100025752A KR101121707B1 (en) 2010-03-23 2010-03-23 Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110106610A KR20110106610A (en) 2011-09-29
KR101121707B1 true KR101121707B1 (en) 2012-03-09

Family

ID=44956382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100025752A KR101121707B1 (en) 2010-03-23 2010-03-23 Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101121707B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10065860B2 (en) 2014-09-17 2018-09-04 Lg Chem, Ltd. Composition for forming conductive pattern and resin structure having conductive pattern

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120011896A (en) * 2012-01-18 2012-02-08 봉문근 Thermal conductive epoxy molding compound
KR101374151B1 (en) * 2012-09-26 2014-03-14 한가람화학 주식회사 Water-soluble nano-ceramic heat-resistant coating composition for heatsink coating

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203455A (en) 1999-11-12 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Capacitor-mounted metal foil and its manufacturing method, and circuit board and its manufacturing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203455A (en) 1999-11-12 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Capacitor-mounted metal foil and its manufacturing method, and circuit board and its manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10065860B2 (en) 2014-09-17 2018-09-04 Lg Chem, Ltd. Composition for forming conductive pattern and resin structure having conductive pattern
US10183866B2 (en) 2014-09-17 2019-01-22 Lg Chem, Ltd. Composition for forming conductive pattern and resin structure having conductive pattern

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110106610A (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101121707B1 (en) Printed circuit board for high efficiency radiant heat and manufacturing method thereof
US20150040388A1 (en) Application of Dielectric Layer and Circuit Traces on Heat Sink
KR101071089B1 (en) The method for producing circuit board with high heat sink
KR101587004B1 (en) a LED array board
KR100775449B1 (en) A circuit board having heat sink layer
JP6215357B2 (en) Light emitting device substrate, light emitting device, and method of manufacturing light emitting device substrate
KR20100093492A (en) Substrate for receiving at least one component and method for producing a substrate
KR101325086B1 (en) Light emitting diode module and anufacturing method thereof
KR101094815B1 (en) Heat radiating printed circuit board and process of the same
CN103117335A (en) Preparation method of compound type metal ceramic substrate provided with circuit and structure thereof
JPH07283499A (en) Compound board for electronic parts
JP2011071554A (en) Wiring board for light emitting element and light emitting device
KR20100131835A (en) Radiant heat led board
JP3152088U (en) Electrical circuit composite radiator
JP3211676U (en) Radiator with circuit by screen printing or spray painting
KR101425596B1 (en) Heat-radiating substrate and manufacturing method of the same that
TW201012372A (en) Thermal conductive insulation material capable of manufacturing composite heat dissipater with electrical circuit
KR100939760B1 (en) Method for generating a substrate used for heat-radiating pcb and the substrate thereof
KR20100056356A (en) Substrate of metal pcb and method for manufacturing thereof
CN101321429A (en) High cooling circuit board and preparation thereof
KR20140122389A (en) Structure and Method for Radiant Heat Treatment of LED Package
KR101050194B1 (en) Led lighting apparatus and method for manufacturing the same
CN101415294A (en) Carbon alloy base novel electronic circuit board and preparation technique thereof
KR101600779B1 (en) a flexible LED module
CN1484210A (en) LED display module with high radiation property and base plate thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151208

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161214

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 8