KR101205431B1

KR101205431B1 - 구리 코어 구조의 방열 인쇄회로기판 제조방법

Info

Publication number: KR101205431B1
Application number: KR1020110066193A
Authority: KR
Inventors: 이동훈; 이민석
Original assignee: 대덕전자 주식회사
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2012-11-27

Abstract

본 발명은 방열 인쇄회로기판을 제작하는 방법에 있어서, (a) 동판에 CNC 드릴로 홀을 천공하는 단계; (b) 홀이 제작된 동판 위에 절연층과 동박을 적층하고 핫 프레스 하여 라미네이트 성형하는 단계; 및 (c) 레이저 드릴을 통해 선택적으로 절연층과 동박을 제거함으로써 부품을 실장할 부위의 동판을 노출하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 이어서, 홀 가공을 하고 도금과 이미지 작업을 거쳐 동박 회로를 형성한다.

Description

구리 코어 구조의 방열 인쇄회로기판 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING A COPPER-CORE PRINTED CIRCUIT BOARD WITH EFFICIENT HEAT DISSIPATION}

본 발명은 방열특성을 개선하기 위한 목적으로 동판 코어를 구비한 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 발광다이오드(LED)와 같이 상당량의 열이 발산되는 부품을 실장하기 위한 인쇄회로기판 제조공법에 관한 것이다.

발광다이오드(LED)는 빛을 발광함과 동시에 상당량의 열을 발산하므로, LED PCB(printed circuit board)에서는 LED 칩이 발산하는 상당량의 열을 방사 (radiate)시킬 수 있는 방열판이 필요하다.

종래기술에 따르면, 동박 위에 세라믹 소재를 얹고 알루미늄 또는 기타 메탈 판을 제작해서 메탈 코어를 형성함으로써 방열판을 형성한다. 알루미늄의 열전도계수는 190 [Watt/m?°K] 정도인데, 구리의 열전도계수는 300 [Watt/m?°K]가 되므로, 구리 코어를 이용한 방열 PCB 제조공법을 개발하는 것이 필요하다. 그런데, 종래의 동박적층판(CCL)을 시작재료로 하여 제작하는 인쇄회로기판의 경우 동판을 방열수단으로 적용하는 것이 용이하지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 동판을 사용한 방열 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 동판 코어에 CNC 드릴 가공을 통해 홀을 형성하고, 프리프레그와 동박, 또는 레진이 피복된 동박(RCC) 등을 적층하고 핫 프레스 성형한 후, 레이저 가공 또는 CNC 홀 가공을 통해 동판 코어를 노출시키고, 노출된 동판 코어에 직접 LED 칩을 실장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 알루미늄에 비해 열전도 특성이 우수한 동판을 사용해서 열 방출을 할 수 있는 특징이 있으며, 종래의 빌드업 기판 제조시 사용되었던 동박적층판(CCL) 대신에 동판 코어를 사용하므로 우수한 방열특성이 요구되는 발광다이오드 인쇄회로기판(LED PCB) 등에 적용할 수 있다.

도1a 내지 도1h는 본 발명에 따라 방열 인쇄회로기판을 제작하는 과정을 나타낸 도면.

이하에서는 첨부도면 도1a 내지 도1h를 참조해서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 베이스 재료로서 동판(100)을 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 양호한 실시예로서, 동판(100)의 두께는 LED 모듈 설계에 따라 변경될 수 있다. 도1a를 참조하면, 동판(100)에 CNC 드릴을 이용해서 홀 가공을 한다. 여기서 제작되는 홀은 후속 공정에서 절연물질로 충진될 것이고 충진된 절연물질 내부로 관통 홀이 형성되어 상층 동박 회로와 하층 동박 회로가 서로 전기적으로 접속될 것이다.

도1b를 참조하면, 홀이 형성된 동판(100) 표면 위에 절연층(200)과 동박(300)을 차례로 적층해서 핫 프레스 함으로써 성형한다. 절연층(200)의 양호한 실시예로서, 프리프레그가 사용될 수 있다. 이때에, 도1c에 도시된 바와 같이, 고온 고압의 핫 프레스 공정 중, 홀 속으로 절연층 수지가 흘러들어가 충진된다.

도1d를 참조하면, 레이저 드릴 가공을 진행하여 캐비티를 형성함으로써 LED 칩 또는 기타 부품을 실장할 부위의 동판을 노출한다. 도1e를 참조하면, 필요 시 상층과 하층을 서로 연결하기 위한 비아 홀을 가공한다. 이어서, 도1f에 도시한 바와 같이, 전해 도금을 하여 홀 내벽을 도전 물질로 덮는다. 도1g에 도시한 바와 같이, 상층의 동박과 하층의 동박에 대해 이미지 작업을 진행함으로써 회로를 형성한다. 도1h는 캐비티 속 노출된 동판 위에 LED 칩(400)을 실장한 모습을 나타낸 도면이다. LED 칩(400)을 동판에 직접 연결함으로써 방열 특성을 극대화할 수 있으며, LED 칩의 실장높이(stand-off height)를 감소시켜 돌출되지 않아 LED 패키지의 높이 단차를 감소시킬 수 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개선하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술 될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용될 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 진화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 알루미늄에 비해 열전도 특성이 우수한 동판을 사용해서 열 방출을 할 수 있는 특징이 있으며, 종래의 빌드업 기판 제조시 사용되었던 동박적층판(CCL) 대신에 동판 코어를 사용하므로 우수한 방열특성이 요구되는 발광다이오드 인쇄회로기판(LED PCB) 등에 적용할 수 있다.

100 : 동판
200 : 절연층
300 : 동박
400 : LED 칩

Claims

동판을 사용해서 방열 인쇄회로기판을 제작하는 방법에 있어서,
(a) 동판에 CNC 드릴로 홀을 천공하는 단계;
(b) 홀이 제작된 동판 양면 위에 절연층과 동박을 적층하고 핫 프레스 하여, 상기 홀 속으로 절연층이 흘러들어가 충진되도록 라미네이트 성형하여, 동박/절연층/동판/절연층/동박의 구조물을 형성하는 단계;
(c) 표면의 동박과 절연층을 레이저 드릴로 제거함으로써 부품을 실장할 부위의 동판을 노출하여 캐비티를 형성하는 단계;
(d) 양 표면의 동박을 서로 연결하는 관통 홀을 천공하고, 동도금을 실시해서 관통 홀 내벽에 동도금층을 형성하여 연결하고, 양 표면의 동박을 선택적으로 식각해서 회로를 형성하는 단계; 및
(e) 상기 캐비티 속의 노출된 동판 표면 위에 부품을 실장하는 단계
를 포함하는 방법.