KR101154665B1 - 방열회로기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents
방열회로기판 및 그의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101154665B1 KR101154665B1 KR1020100085154A KR20100085154A KR101154665B1 KR 101154665 B1 KR101154665 B1 KR 101154665B1 KR 1020100085154 A KR1020100085154 A KR 1020100085154A KR 20100085154 A KR20100085154 A KR 20100085154A KR 101154665 B1 KR101154665 B1 KR 101154665B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- oxide
- circuit board
- insulating layer
- solid component
- metal plate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 21
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 7
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 6
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 84
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
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
- H05K1/0207—Cooling of mounted components using internal conductor planes parallel to the surface for thermal conduction, e.g. power planes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
Abstract
본 발명은 발열 소자를 실장하는 방열회로기판에 있어서, 금속 플레이트, 상기 금속 플레이트 위에 형성되어 있으며, 이방성의 고형 성분이 절연 수지에 함침되어 있는 절연층, 그리고 상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴을 포함한다. 따라서, 산화물계 무기물 필러를 이용한 수지 절연층을 사용하여 공정 비용을 절감할 수 있으며, 저온에서 공정을 수행할 수 있으며, 무기물 필러를 이방성으로 형성함으로써 필러와 필러 사이에 접근성이 높아져 열전도성이 높아진다.
Description
본 발명은 방열회로기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
회로 기판은 전기 절연성 기판에 회로 패턴을 포함하는 것으로서, 전자 부품 등을 탑재하기 위한 기판이다.
이러한 전자 부품은 발열 소자, 예를 들어 발광 다이오드(LED:light emitting diode) 등일 수 있는데 상기 발열 소자는 심각한 열을 방출한다. 발열 소자로부터의 방출 열은 회로 기판의 온도를 상승시켜 발열 소자의 오동작 및 신뢰성에 문제를 야기한다.
방출 열로 인한 문제를 해결하기 위하여 도 1과 같이 방열회로기판이 제안되었다.
도 1은 종래의 회로 기판의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 종래의 방열회로기판(10)은 금속 플레이트(1), 절연층(2), 그리고 동박층(3)로 구성된다.
상기 절연층(3)은 코어 형태의 무기물 필러(2a)가 내부에 분산되어 있는 수지로 형성되어 있으며, 상기 무기물 필러(2a)에 의해 열전도성이 높아진다.
그러나, 상기와 같은 종래의 방열회로기판(10)은 탑재된 발열 소자로부터 방출되는 열이 상기 절연층(3)의 수지에 의한 간섭으로 인하여 방열목적으로 사용된 금속 플레이트(2)에 전달되지 못하며, 상기 무기물 필러(2a) 사이에 수지가 위치함으로써 무기물 필러(2a) 사이의 열전도성이 낮아진다.
실시예는 새로운 구조를 가지는 방열회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.
실시예는 열 효율이 향상된 방열회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.
실시예는 발열 소자를 실장하는 방열회로기판에 있어서, 금속 플레이트, 상기 금속 플레이트 위에 형성되어 있으며, 이방성의 고형 성분이 절연 수지에 함침되어 있는 절연층, 그리고 상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴을 포함한다.
한편, 실시예에 따른 방열회로기판의 제조 방법은 상기 금속 플레이트 위에 이방성의 고형 성분이 수지에 함침된 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층 위에 동박층을 형성하는 단계, 그리고 상기 동박층을 식각하여 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 산화물계 무기물 필러를 이용한 수지 절연층을 사용하여공정 비용을 절감할 수 있으며, 저온에서 공정을 수행할 수 있다.
또한, 무기물 필러의 구조를 이방성을 갖도록 형성함으로써 사용되는 무기물 필러의 양을 줄여 수지의 함량을 확보함으로써 절연층의 접착력을 확보할 수 있다. 또한, 무기물 필러를 이방성으로 형성함으로써 필러와 필러 사이에 접근성이 높아져 열전도성이 높아진다.
도 1은 종래의 방열회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 5 내지 도 9는 도 2의 방열회로기판을 제조하기 위한 제1 방법을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 2의 방열회로기판을 제조하기 위한 제2 방법을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 5 내지 도 9는 도 2의 방열회로기판을 제조하기 위한 제1 방법을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 2의 방열회로기판을 제조하기 위한 제2 방법을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명은 방열회로기판에서 절연층을 무기물 필러가 분산되어 있는 수지로 형성하며, 무기물 필러가 이방성을 갖도록 형성되어 있는 방열회로기판을 제공한다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판을 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이고, 도 3은 도 2의 A 영역을 확대한 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판(100)은 금속 플레이트(110), 상기 금속 플레이트(110) 위에 형성되는 절연층(1120) 및 상기 절연층(120) 위에 형성되는 회로 패턴(140)을 포함한다.
상기 금속 플레이트(110)는 열 전도도가 좋은 구리, 알루미늄, 니켈, 금 또는 백금 등을 포함하는 합금 중 하나일 수 있다.
상기 금속 플레이트(110) 위에 형성되어 있는 절연층(120)은 하부의 금속 플레이트(110)와 상부의 회로 패턴(140)을 접착하고, 전기적으로 절연하는 접착층으로서 기능하며, 열전도도(약 0.2 ~ 0.4W/mk)가 낮은 에폭시계 절연 수지를 포함하며, 이와 달리 열전도도가 상대적으로 높은 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있다.
상기 절연층(120)은 상기 수지에 고형 성분이 함침되어 있다.
이때, 상기 고형 성분은 도 3과 같이 이방성을 가지는 무기물 필러(130)를 포함한다.
상기 무기물 필러(130)는 길이 방향의 제1 길이(d1)가 상기 길이 방향과 수직인 방향의 제2 길이(d2)보다 긴 이방성(anisotropy)의 막대 형태(rod type)를 가진다.
이러한 무기물 필러(130)는 일반적으로 사용되는 산화물계 무기물일 수 있으며, 예를 들어 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 붕소, 산화 칼슘, 산화 아연, 산화 스트론튬, 산화 바륨, 산화 마그네슘, 산화 리튬, 산화 나트륨, 산화 칼륨 중 적어도 하나를 함유하는 무기물일 수 있다.
상기 절연층(120) 위에 복수의 회로 패턴(140)이 형성되어 있다.
상기 회로 패턴(140)은 상기 절연층(120) 위에 적층되어 있는 도전층을 패터닝하여 형성된다.
상기 회로 패턴(140)은 전기전도도가 높고, 저항이 낮은 물질로 형성되는데, 얇은 구리층인 동박을 도전층으로 패터닝하여 형성될 수 있다.
상기 회로 패턴(140)은 얇은 구리층을 씨드층으로 은 또는 알루미늄 도금될 수 있다.
이와 같이, 무기물 필러(130)를 산화물계 무기물로 사용하면서, 이방성을 갖도록 막대형으로 형성함으로써 무기물 필러(130)와 무기물 필러(130) 사이에 거리가 짧아 접근성이 높아져 열전도성이 향상된다.
또한, 종래 코어형보다 이방성의 무기물 필러(130)의 경우, 무기물 필러(130)의 양이 감소함으로 비용을 절감할 수 있으며, 고가의 질화물계 무기물을 사용하지 않고 산화물계 무기물을 사용하면서도 열전도율을 확보할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 10을 참고하여, 도 2의 방열회로기판(100)을 확장하여 제2 실시예에 따른 방열회로기판(200)을 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판(200)은 금속 플레이트(210), 상기 금속 플레이트(210) 위에 형성되는 절연층(220) 및 절연층(220) 위에 형성되는 회로 패턴(240)을 포함한다.
상기 금속 플레이트(210)는 열 전도도가 좋은 구리, 알루미늄, 니켈, 금 또는 백금 등을 포함하는 합금 중 하나일 수 있다.
상기 금속 플레이트(210)는 발열 소자(260)를 실장하는 금속 돌기(211)를 포함한다.
상기 금속 돌기(211)는 금속 플레이트(210)로부터 연장되어 수직으로 돌출되어 있으며, 상면에 발열 소자(260)를 실장하기 위한 솔더(250)가 위치할 수 있는 소정의 면적을 갖도록 제1폭(d3)을 가지며 형성된다.
상기 금속 플레이트(210) 위에 절연층(220)이 형성되어 있다.
상기 절연층(220)은 복수의 층상 구조를 가질 수 있으며, 단일층으로 형성될 수도 있다.
상기 절연층(220)은 하부의 금속 플레이트(210)와 상부의 동박층(도시하지 않음)을 접착하는 접착층으로서 기능하며, 열전도도(약 0.2 ~ 0.4W/mk)가 낮은 에폭시계 절연 수지를 포함하며, 이와 달리 열전도도가 상대적으로 높은 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있다.
상기 절연층(220)은 상기 수지에 고형 성분이 함침되어 있으며, 상기 고형 성분은 도 3과 같이 이방성을 가지는 무기물 필러(230)를 포함한다.
상기 무기물 필러(230)는 길이 방향의 제1 길이(d1)가 상기 길이 방향과 수직인 방향의 제2 길이(d2)보다 긴 이방성의 막대 형태를 가진다.
이러한 무기물 필러(230)는 일반적으로 사용되는 산화물계 무기물일 수 있으며, 예를 들어 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 붕소, 산화 칼슘, 산화 아연, 산화 스트론튬, 산화 바륨, 산화 마그네슘, 산화 리튬, 산화 나트륨, 산화 칼륨 중 적어도 하나를 함유하는 무기물일 수 있다.
상기 절연층(220)은 금속 돌기(211)의 높이와 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 도 4와 같이, 상기 금속 돌기(211)의 높이보다 작은 두께로 형성될 수도 있다.
상기 절연층(220) 위에 복수의 회로 패턴(240)이 형성되어 있다.
상기 회로 패턴(240)은 상기 절연층(220) 위에 적층되어 있는 도전층을 패터닝하여 형성되며, 상기 금속 돌기(211)보다 낮게 형성될 수 있다.
상기 회로 패턴(240)은 전기전도도가 높고, 저항이 낮은 물질로 형성되는데, 얇은 구리층인 동박을 도전층으로 패터닝하여 형성될 수 있다.
상기 회로 패턴(240)은 얇은 구리층을 씨드층으로 은 또는 알루미늄 도금될 수 있다.
한편, 상기 금속 플레이트(210)의 상기 금속 돌기(211)는 발열소자 실장패드로서, 상기 금속 돌기(211) 위에 실장을 위한 솔더(250)가 형성되어 있으며, 상기 솔더(250) 위에 발열 소자(260)가 형성되어 있다.
이러한 솔더(250)는 유연 또는 무연 솔더(250) 크림을 상기 금속 돌기(211) 위에 도포하고, 상기 발열 소자(260)를 실장한 후 열처리하여 형성할 수 있다.
금속 돌기(211) 위에 상기 발열 소자(260), 예를 들어, 발광 다이오드 패키지와 같은 발광 소자는 와이어(265) 본딩에 의해 회로 패턴(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 발열 소자(260)가 이와 달리 플립칩 본딩에 의해 실장될 수도 있다.
이와 같이, 금속 돌기(211)의 상면이 상기 절연층에 의해 외부로 노출되어 상기 발열 소자(260)의 실장 패드로서 사용함으로써, 별도의 실장 패드를 형성하지 않고, 아래의 금속 플레이트(210)와의 직접 연결이 가능하므로 방열성이 높아진다.
또한, 절연층(220)의 수지 내에 이방성의 산화물 필러(230)를 분산함으로써 필러(230)와 필러(230) 사이에 열전도성을 확보할 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 10을 참고하여 도 4의 방열회로기판(200)을 제조하는 방법을 설명한다.
도 5 내지 도 9는 도 4의 방열회로기판을 제조하기 위한 제1 방법을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 5와 같이 금속 원판(10a)을 준비하고, 상기 원판(10a)에 도 6과 같이 금속 돌기(211) 및 금속 플레이트(210)를 형성한다.
이때, 금속 원판(210a)은 열 전도도가 좋은 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 백금 등을 포함하는 합금 중 하나일 수 있다.
금속 돌기(211)는 제1폭(d3)을 가지며, 금속 원판(210a)을 압연 공정을 통하여 소정의 몰딩에 의해 형성하거나, 상기 금속 원판(210a)을 에칭하여 형성할 수 있다.
이때, 금속 돌기(211)의 높이는 뒤에서 형성될 절연층(220)의 두께를 고려하여 상기 절연층(220)의 두께와 같거나 크도록 형성한다.
다음으로 도 7과 같이 상기 금속 플레이트(210) 위에 절연층(220)을 형성한다.
상기 절연층(220)은 고형 성분이 에폭시계 수지 등에 분산되어 있는 프리프레그를 상기 금속 플레이트(210) 위에 도포함으로써 형성할 수 있다.
이때, 고형 성분은 이방성을 가지는 무기물 필러(230)를 포함한다.
상기 무기물 필러(230)는 이방성의 막대 형태를 가진다.
이러한 무기물 필러(230)는 일반적으로 저렴하고 저온공정이 가능한 산화물계 무기물일 수 있으며, 예를 들어 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 붕소, 산화 칼슘, 산화 아연, 산화 스트론튬, 산화 바륨, 산화 마그네슘, 산화 리튬, 산화 나트륨, 산화 칼륨 중 적어도 하나를 함유하는 무기물일 수 있다.
그러나, 이와 달리 열전도성이 높은 질화물계 무기물일 수도 있다.
이때, 절연층(220)은 상기 금속 돌기(211)를 노출하며 형성된다.
다음으로 도 8과 같이 절연층(220) 위에 상기 금속 돌기(211)를 노출하는 개구부(245a)를 가지는 동박층(245)을 형성한다.
상기 동박층(245)의 개구부(245a)의 폭은 금속 돌기(211)의 폭과 동일하거나 더 클 수 있으며, 개구부(245a)의 형성은 물리적인 가공에 의해 수행될 수 있으며, 드릴 가공 또는 레이저 가공에 의해 형성될 수 있다.
동박층(245)을 형성한 뒤 열압착하여 상기 절연층(220)을 경화하면서 상기 동박층(245)과 금속 플레이트(210)를 절연 접착할 수 있다.
다음으로 도 9와 같이 동박층(245)을 식각하여 소정의 회로 패턴(240)을 형성하며, 상기 회로 패턴(240)은 은 또는 알루미늄 등으로 도금될 수 있다.
도 9와 같이 형성되어 있는 방열회로기판(200)은 절연층(220)을 노출하며 하부의 금속 플레이트(210)와 직접 연결되어 있는 금속 돌기(211)가 발열 소자의 실장 패드로서 기능함으로써 발열 소자로부터의 방출 열을 직접 금속 플레이트(210)에 전달하여 열 효율이 높아진다.
이러한 구조에서 상기 방열회로기판(200)의 제조 시 이방성의 무기물 필러(230)를 포함하는 절연층(220)을 사용함으로써, 무기물 필러(230) 사이에 수지가 침투하는 것을 방지함으로써 무기물 필러(230)의 양을 적게 사용하면서도 열전도성이 높아진다. 따라서, 에폭시 수지 등에 의해 발열 소자로부터의 하부 금속 플레이트(210)까지의 열 전도가 저해되는 것을 보상할 수 있다.
이와 같은 방열회로기판(100)은 백라이트용 광원 또는 조명용 광원으로 이용되며, 특히 열 방출이 많은 발광 다이오드 패키지를 실장하여 백라이트용 광원 또는 조명용 광원에 사용하는 경우, 상기 발광 다이오드 패키지로부터의 방출 열을 상기 금속 돌기(211)를 통해 외부로 방출하는 금속 돌기(211)의 상면 면적을 확보하여 방열성 및 접착성을 높이며, 절연층(220)에 의해 절연성 및 열전도성이 확보되어 신뢰성이 높아진다.
한편, 도 4의 방열회로기판(100)은 도 5 내지 도 9와 다른 방법으로도 형성할 수 잇다.
이하에서는 도 10을 참고하여 도 4의 방열회로기판을 제조하는 다른 방법을 설명한다.
먼저, 도 6과 같이 금속 돌기(211)가 형성되어 있는 금속 플레이트(210)를 준비한다.
한편, 동박층(245)을 포함하는 절연층(220)을 준비한다.
상기 절연층(220)은 고형 성분이 에폭시계 수지 등에 분산되어 있는 프리프레그일 수 있으며, 상기 고형 성분은 이방성을 가지는 무기물 필러(230)를 포함한다.
상기 무기물 필러(230)는 이방성의 막대 형태를 가진다.
이러한 무기물 필러(230)는 일반적으로 저렴하고 저온공정이 가능한 산화물계 무기물일 수 있으며, 예를 들어 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 붕소, 산화 칼슘, 산화 아연, 산화 스트론튬, 산화 바륨, 산화 마그네슘, 산화 리튬, 산화 나트륨, 산화 칼륨 중 적어도 하나를 함유하는 무기물일 수 있다.
동박층(245)을 포함하는 절연층(220)의 구조는 통상적인 CCL(Cupper clad laminate)일 수 있으며, 이와 달리 동박층(245) 위에 절연층(220)을 페이스트 상태로 도포하여 형성할 수도 있다.
이때, 절연층(220) 및 동박층(245)은 상기 금속 돌기(211)와 동일하거나 큰 폭을 가지는 개구부(220a, 245a)를 포함한다.
상기 개구부(220a, 245a)는 물리적인 가공에 의해 형성될 수 있으며, 드릴 가공 또는 레이저 가공에 의해 형성될 수 있다.
이와 같이 절연층(220)과 동박층(245)의 적층 구조를 상기 개구부(220a, 245a)가 금속 돌기(211)를 노출하도록 정렬하여 상기 금속 플레이트(210)와 결합하고, 열압착하여 도 8의 구조를 형성한다.
다음으로 도 9와 같이 동박층(245)을 식각하여 회로 패턴(240)을 형성함으로써 도 4의 방열회로기판(200)을 형성할 수도 있다.
이하에서는 도 11을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열회로기판을 설명한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 11을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열회로기판(300)은 금속 플레이트(310), 상기 금속 플레이트(310) 위에 형성되는 절연층(320) 위에 형성되는 회로 패턴(340)을 포함한다.
상기 금속 플레이트(310)는 열 전도도가 좋은 구리, 알루미늄, 니켈, 금 또는 백금 등을 포함하는 합금 중 하나일 수 있다.
상기 금속 플레이트(310)는 도 4와 같이 발열 소자(도시하지 않음)를 실장하는 금속 돌기(도시하지 않음)를 포함할 수 있으나, 이하에서는 생략하여 설명한다.
상기 금속 플레이트(310) 위에 절연층(320)이 적층되어 있다.
절연층(320)은 하부의 금속 플레이트(310)와 상부의 동박층을 접착하는 접착층으로서 기능하며, 열전도도(약 0.2 ~ 0.4W/mk)가 낮은 에폭시계 절연 수지를 포함하며, 이와 달리 열전도도가 상대적으로 높은 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있다.
상기 절연층(320)은 고형 성분이 에폭시계 수지 등에 분산되어 있는 프리프레그를 상기 금속 플레이트(310) 위에 도포함으로써 형성할 수 있다. 이때, 고형 성분은 무기물 필러(330, 350)일 수 있다.
상기 무기물 필러(330, 350)는 길이 방향의 제1 길이가 상기 길이 방향과 수직인 방향의 제2 길이보다 긴 이방성의 막대 형태를 가지는 제1 무기물 필러(330) 및 코어 형태(core type)를 가지는 제2 무기물 필러(350)를 포함한다.
이러한 제1 및 제2 무기물 필러(330, 350)는 동일한 물질로 형성될 수 있다. 일반적으로 저렴하고 저온공정이 가능한 산화물계 무기물일 수 있으며, 예를 들어 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 붕소, 산화 칼슘, 산화 아연, 산화 스트론튬, 산화 바륨, 산화 마그네슘, 산화 리튬, 산화 나트륨, 산화 칼륨 중 적어도 하나를 함유하는 무기물일 수 있다.
즉, 절연층(320)이 서로 다른 형태의 무기물 필러(330, 350)를 포함함으로써, 이방성의 제1 무기물 필러(330) 사이에 코어형의 제2 무기물 필러(350)가 분산되어 절연층(320) 내에서 열전도도를 향상시킬 수 있다.
상기 절연층(320) 위에 복수의 회로 패턴(340)이 형성되어 있다. 상기 회로 패턴(340)은 전기전도도가 높고, 저항이 낮은 물질로 형성되는데, 얇은 구리층인 동박을 도전층으로 패터닝하여 형성될 수 있다.
이와 같이, 이방성의 무기물 필러(330) 및 코어형의 무기물 필러(350)를 포함하는 절연층(320)을 사용함으로써, 이방성의 무기물 필러(330) 사이에 코어형의 무기물 필러(350)가 분산되어 수지가 침투하는 것을 방지함으로써 열전도성이 높아진다. 따라서, 에폭시 수지 등에 의해 발열 소자로부터의 하부 금속 플레이트(310)까지의 열 전도가 저해되는 것을 보상할 수 있다.
도 11에서 도시하는 방열회로기판(300) 또한 도 5 내지 도 10에서 설명하는 방법에 의해 제조될 수 있음은 자명하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
방열회로기판 100, 200, 300
금속 플레이트 110, 210, 310
회로 패턴 140, 240, 340
금속 돌기 211
발열 소자 260
절연층 120, 220, 320
금속 플레이트 110, 210, 310
회로 패턴 140, 240, 340
금속 돌기 211
발열 소자 260
절연층 120, 220, 320
Claims (13)
- 발열 소자를 실장하는 방열회로기판에 있어서,
금속 플레이트,
상기 금속 플레이트 위에 형성되어 있으며, 이방성의 고형 성분 및 상기 이방성의 고형 성분 사이에 분산되어 있는 코어형의 고형 성분이 절연 수지에 함침되어 있는 절연층, 그리고
상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴을 포함하는 방열회로기판. - 제1항에 있어서,
상기 이방성의 고형 성분은 산화물 필러인 방열회로기판. - 제1항에 있어서,
상기 이방성의 고형 성분은 막대형의 무기물 필러인 방열회로기판. - 제1항에 있어서,
상기 이방성의 고형 성분은 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 붕소, 산화 칼슘, 산화 아연, 산화 스트론튬, 산화 바륨, 산화 마그네슘, 산화 리튬, 산화 나트륨 또는 산화 칼륨 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 필러인 방열회로기판. - 제1항에 있어서,
상기 절연 수지는 에폭시계 수지인 방열회로기판. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 금속 플레이트는 상기 발열 소자를 실장하는 금속 돌기를 포함하며, 상기 절연층은 상기 금속 돌기를 노출하며 형성되어 있는 방열회로기판. - 금속 플레이트 위에 이방성의 고형 성분 및 상기 이방성의 고형 성분 사이에 분산되어 있는 코어형의 고형 성분이 수지에 함침된 절연층을 형성하는 단계,
상기 절연층 위에 동박층을 형성하는 단계, 그리고
상기 동박층을 식각하여 회로 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 방열회로기판의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 절연층을 형성하는 단계는,
절연 수지 내에 이방성의 산화물 필러를 분산하여 형성하는 방열회로기판의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 이방성의 고형 성분은 막대형의 무기물 필러를 포함하는 방열회로기판의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 이방성의 고형 성분은 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 붕소, 산화 칼슘, 산화 아연, 산화 스트론튬, 산화 바륨, 산화 마그네슘, 산화 리튬, 산화 나트륨 또는 산화 칼륨 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 필러인 방열회로기판의 제조 방법. - 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 금속 플레이트의 상면에 발열 소자를 실장하기 위한 금속 돌기를 형성하는 단계를 더 포함하는 방열회로기판의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100085154A KR101154665B1 (ko) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100085154A KR101154665B1 (ko) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120021101A KR20120021101A (ko) | 2012-03-08 |
| KR101154665B1 true KR101154665B1 (ko) | 2012-06-08 |
Family
ID=46129568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100085154A KR101154665B1 (ko) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101154665B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200098179A (ko) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 엘지이노텍 주식회사 | 회로기판 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100757901B1 (ko) * | 2006-04-07 | 2007-09-11 | 전자부품연구원 | 인쇄회로기판 및 그 제조방법 |
-
2010
- 2010-08-31 KR KR1020100085154A patent/KR101154665B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100757901B1 (ko) * | 2006-04-07 | 2007-09-11 | 전자부품연구원 | 인쇄회로기판 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120021101A (ko) | 2012-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6900535B2 (en) | BGA/LGA with built in heat slug/spreader | |
| JP6335619B2 (ja) | 配線基板及び半導体パッケージ | |
| JP6027001B2 (ja) | 放熱回路基板 | |
| KR101181105B1 (ko) | 방열회로기판 및 그 제조 방법 | |
| CN107331659B (zh) | Led电路板、终端设备及led电路板的制作方法 | |
| KR101181173B1 (ko) | 방열회로기판, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 발열소자 패키지 | |
| JP2014099544A (ja) | 回路基板 | |
| JP2010073851A (ja) | 半導体装置 | |
| CN111132476A (zh) | 双面线路散热基板的制备方法 | |
| KR101154644B1 (ko) | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 | |
| CN111031687A (zh) | 制备散热电路板的方法 | |
| CN111148353B (zh) | 具有铜基散热体的电路板的制备方法 | |
| KR101154592B1 (ko) | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 | |
| KR101154665B1 (ko) | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 | |
| KR101115403B1 (ko) | 발광 장치 | |
| KR101163893B1 (ko) | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 | |
| CN111093320A (zh) | 金属散热双面电路板的制备方法 | |
| JP5197562B2 (ja) | 発光素子パッケージ及びその製造方法 | |
| KR20110082895A (ko) | 하이브리드형 방열기판 및 그 제조방법 | |
| KR101081261B1 (ko) | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 | |
| JP5062583B2 (ja) | 電子部品用パッケージ | |
| KR101134794B1 (ko) | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 | |
| JP2012023283A (ja) | 放熱基板およびその製造方法 | |
| KR101172168B1 (ko) | 방열회로기판 및 그의 제조 방법 | |
| KR101116725B1 (ko) | 인쇄회로기판 조립체 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150506 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160504 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170512 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180509 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190514 Year of fee payment: 8 |