KR101280662B1 - 절연 및 방열코팅을 한 고반사 알루미늄을 베이스플레이트로 사용한 칩온보드(cob)형 엘이디모듈용 pcb - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 양극산화(Anodizing) 처리된 알루미늄판으로 이루어지되, 엘이디칩(LED Chip)과 접하는 상부면에 절연층이 코팅되고, 하부면에는 높은 방열 특성을 갖는 방열층이 코팅되도록 하는 한편, 표면에 다수층의 고반사층을 중첩되게 코팅·형성함으로써 금속재 인쇄회로기판(Metal PCB)이나 금속을 기반으로 한 동박적층판(MCCL:Metal Copper Clad Layer)이 적용된 엘이디모듈에 비하여 엘이디칩으로부터 발생되는 빛의 효율을 10% 이상 극대화시킬 수 있도록 하고, 기판의 방열능력을 강화하여 실질적으로 엘이디모듈의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 새로운 칩온보드형 엘이디 모듈용 PCB가 개시된다.
본 발명은 양극산화(Anodizing) 처리된 알루미늄판으로 이루어지되, 상기 엘이디칩(LED Chip)과 접하는 상부면에 실리콘 계열의 절연층이 코팅되고, 하부면에는 높은 방열 특성을 갖는 세라믹 액상계열의 방열층이 코팅된 특징을 갖는다.
본 발명은 양극산화(Anodizing) 처리된 알루미늄판으로 이루어지되, 상기 엘이디칩(LED Chip)과 접하는 상부면에 실리콘 계열의 절연층이 코팅되고, 하부면에는 높은 방열 특성을 갖는 세라믹 액상계열의 방열층이 코팅된 특징을 갖는다.
Description
본 발명은 절연 및 방열코팅을 한 고반사 알루미늄을 베이스플레이트로 사용한 칩온보드(Chip On Board)형 엘이디모듈용 PCB(Printed Circuit Board)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극산화(Anodizing) 처리되고, 표면에 진공상태에서 은(Ag)또는 순수알루미늄(Al)을 증착(PVD 코팅)한 알루미늄판으로 이루어지되, 엘이디칩(LED Chip)과 접하는 상부면에 절연층이 코팅되고, 하부면(裏面)에는 높은 방열 특성을 갖는 방열층이 코팅되도록 하는 한편, 표면에 다수의 고반사층을 중첩되게 코팅·형성함으로써 기존의 금속재 인쇄회로기판(Metal PCB)이나 금속을 기반으로 한 동박적층판(MCCL:Metal Copper Clad Layer)이 적용된 엘이디모듈에 비하여 엘이디칩으로부터 발생되는 빛의 효율이 10% 이상 극대화될 수 있도록 하고, 기판의 방열능력을 강화하여 실질적으로 엘이디모듈의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 칩온보드형 엘이디모듈용 PCB에 관한 것이다.
일반적으로, 백열전등이나 형광램프를 대체하기 위한 광원(光源)으로 각광받고 있는 엘이디모듈은 그것을 제조하는 방식에 따라 부품을 일체화하여 기판에 장착하는 POB(Package On Board)형과 집적회로를 기판에 직접 부착하는 COB(Chip On Board)형으로 분류되는데, 세계적으로 절전의 중요성이 높아지면서 POB형 엘이디모듈에 비하여 손실되는 빛의 양을 크게 줄일 수 있고 광효율이 높은 COB형 엘이디모듈이 시장을 빠르게 잠식하고 있는 추세이다.
상기한 COB형 엘이디모듈(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 패키징단계 직전의 상태인 웨이퍼(Wafer)로부터 잘라낸 집적회로 칩인 엘이디칩(LED chip:11)을 베이스플레이트(Base plate:12)에 붙이고, 백색 동박적층판(White CCL:13)상의 회로패턴을 구성하는 동박판(14)과 엘이디칩(11)을 와이어본딩(Wire Bonding)한 후 에폭시(Epoxy)나 실리콘(Silicon)수지(15)로 몰딩(Molding)하여 제조하는 것으로, 엘이디칩(11)이 베이스플레이트(12)에 직접 부착됨에 따라 방열경로가 짧아지게 되어 방열성(放熱性)이 좋다는 장점이 있다.
또, COB형 엘이디모듈(10)은 엘이디칩(11)을 일일이 패키징하는 POB형 엘이디모듈에 비하여 재료의 소모가 적고 작업 공수가 줄어들어 가격이 저렴한 것은 물론, POB형 엘이디모듈에 비하여 단위 와트당 최고 2.5배 밝고, 최고 75% 절전효과가 있으며, 조립시 배선연결만 하면 되기 때문에 조립의 편의성이 아주 좋다는 장점이 있다.
그러나, 이와 같이 이루어지는 종래의 COB형 엘이디모듈(10)의 경우, 매립등 같은 실내 조명에 적용될 때 엘이디칩에서 발생되는 열의 온도가 높아지는 반면 방열특성이 매우 제한적이기 때문에 높은 전력의 것을 사용하고 싶어도 사용할 수 없다는 문제가 있다.
이와 같이 매립등에 적용되는 경우 엘이디칩에서 발생되는 열의 온도를 낮출 수 있는 별도의 기술이 마련되어 있지 않기 때문에 가장 인기가 높은 6인치 매립등의 경우 최대 15와트 이하의 엘이디모듈을 주로 사용하는 등 그 사용범위가 크게 제한된다는 문제가 있다.
또, 종래의 COB형 엘이디모듈에 적용되는 PCB 및 리드프레임의 표면에는 별도의 고반사층이 형성되어 있지 않기 때문에 엘이디칩에서 발생되는 빛의 효율이 그다지 높지 않다는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 양극산화(Anodizing) 처리된 알루미늄판의 표면에 다수층의 고반사층을 중첩되게 코팅·형성함으로써 금속재 인쇄회로기판(Metal PCB)이나 금속을 기반으로 한 동박적층판(MCCL:Metal Copper Clad Layer)이 적용된 엘이디모듈에 비하여 엘이디칩으로부터 발생되는 빛의 효율을 10% 이상 극대화시킬 수 있도록 한 새로운 칩온보드형 엘이디모듈용 PCB를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 엘이디칩(LED Chip)과 접하는 상부면에 절연층이 코팅되고, 하부면(裏面)에는 높은 방열 특성을 갖는 방열층이 코팅되도록 하여 기판의 방열능력을 강화하여 실질적으로 엘이디모듈의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 새로운 칩온보드형 엘이디 모듈용 PCB를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엘이디칩(LED chip)을 베이스플레이트(Base plate)에 붙이고, 백색 동박적층판(White CCL)상의 회로패턴을 구성하는 동박판과 엘이디칩을 와이어본딩(Wire Bonding)한 후 에폭시(Epoxy)나 실리콘(Silicon)수지로 몰딩(Molding)하여 제조되는 칩온보드(COB)형 엘이디모듈의 PCB에 있어서, 상기 베이스플레이트는 양극산화(Anodizing) 처리된 알루미늄판으로 이루어지되, 상기 엘이디칩과 접하는 상부면에 실리콘계열의 절연층이 코팅되고, 하부면에는 높은 방열 특성을 갖는 세라믹 액상계열의 방열층이 코팅된 특징을 갖는다.
본 발명에서 상기 절연층과 방열층 사이에 해당되는 양극산화처리된 알루미늄판의 상부 표면에는 다수층의 고반사층이 중첩되게 코팅·형성된 특징을 갖는다.
본 발명에서 상기 고반사층은 이산화티타늄(TiO2) 박막층으로 이루어지는 제1반사층과; 고순도의 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)을 물리적 기상증착법(PVD)으로 스퍼터링하여 코팅한 제2반사층으로 이루어진 특징을 갖는다.
본 발명을 적용하면, 양극산화(Anodizing) 처리된 알루미늄판의 표면에 다수층의 고반사층이 중첩되게 코팅·형성됨에 따라 기존의 금속재 인쇄회로기판(Metal PCB)이나 금속을 기반으로 한 동박적층판(MCCL:Metal Copper Clad Layer)이 적용된 엘이디모듈에 비하여 엘이디칩으로부터 발생되는 빛의 효율이 10% 이상 극대화된다는 효과가 있다.
또, 엘이디칩(LED Chip)과 접하는 양극산화처리된 알루미늄판의 상부면에 실리콘계열의 절연층이 코팅되고, 하부면(裏面)에는 높은 방열 특성을 갖는 세라믹액상계열의 방열층이 코팅되어 기판의 방열능력이 강화되기 때문에 엘이디칩의 발광시 발생되는 열이 신속하게 외부로 방출되면서 엘이디칩 소자(素子)의 열화(劣化)를 방지함으로 실질적으로 엘이디모듈의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 칩온보드형 엘이디모듈을 나타내는 단면도이다.
도 2는 일반적인 칩온보드형 엘이디모듈의 제조공정을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 칩온보드형 엘이디모듈을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 베이스플레이트의 확대 단면도이다.
도 2는 일반적인 칩온보드형 엘이디모듈의 제조공정을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 칩온보드형 엘이디모듈을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 베이스플레이트의 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명은 통상의 칩온보드형 엘이디모듈(10)에 적용된다.
본 발명에서는 엘이디칩(LED chip:11)이 베이스플레이트(Base plate:12)상에 부착된 상태에서 상기 엘이디칩(11)이 백색 동박적층판(White CCL:13)상의 회로패턴을 구성하는 동박판(14)과 서로 와이어본딩(Wire Bonding)된 후에 에폭시(Epoxy)나 실리콘(Silicon)수지(15)로 몰딩(Molding)되도록 구성된다.
본 발명에서 상기 엘이디칩(11)이 부착되는 베이스플레이트(12)는 제품의 산화을 막고 제품의 내마모성 및 내식성을 높이기 위하여 양극산화(Anodizing) 처리된 알루미늄판(20)으로 이루어지는데, 상기 양극산화처리된 알루미늄판(20)상에서 상기 엘이디칩(LED Chip:11)과 접하는 상부면에는 실리콘 계열의 절연층(30)이 코팅되고, 하부면에는 높은 방열 특성을 갖는 세라믹 액상계열의 방열층(40)이 코팅되도로 구성된다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에서 상기 절연층(30)과 방열층(40) 사이에 해당되는 양극산화처리된 알루미늄판(20)의 상부 표면에는 다수층의 고반사층(50)이 중첩되게 코팅·형성되는데, 상기 고반사층(50)은 이산화티타늄(TiO2) 박막층으로 이루어지는 제1반사층(52)과, 고순도의 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)을 물리적 기상증착법(PVD:Physical Vapor Deposition)으로 스퍼터링(Sputtering)하여 코팅한 제2반사층(54)으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 작용은 다음과 같다.
본 발명이 적용된 칩온보드형 엘이디모듈이 매립등과 같은 조명등의 광원으로 적용되는 경우, 전류의 인가에 따라 엘이디칩(11)이 점등되면 엘이디칩에서 발생된 빛은 양극산화처리된 알루미늄판(20)으로 이루어진 베이스플레이트(12)상의 고반사층(50)에서 반사되기 때문에 빛의 효율이 기존의 금속재 인쇄회로기판(Metal PCB)이나 금속을 기반으로 한 동박적층판(MCCL:Metal Copper Clad Layer)이 적용된 엘이디모듈에 비하여 10% 이상 극대화된다.
또, 상기 엘이디칩(11)의 점등시 발생되는 열은 양극산화처리된 알루미늄판(20)으로 이루어진 베이스플레이트(12)의 이면에 형성된 방열층(40)의 방열작용에 의하여 신속하게 외부로 방출되기 때문에 엘이디칩 소자(素子)의 열화(劣化)가 방지되면서 실질적으로 엘이디모듈의 수명이 연장되는 것이다.
11 : 엘이디칩 12 : 베이스플레이트(Base plate)
13 : 백색 CCL(White Copper Clad Layer)
14 : 동박판 15 : 에폭시 또는 실리콘수지
20 : 애노다이징 알루미늄판 30 : 절연층
40 : 방열층 50 : 고반사층
52 : 제1반사층 54 : 제2반사층.
13 : 백색 CCL(White Copper Clad Layer)
14 : 동박판 15 : 에폭시 또는 실리콘수지
20 : 애노다이징 알루미늄판 30 : 절연층
40 : 방열층 50 : 고반사층
52 : 제1반사층 54 : 제2반사층.
Claims (3)
- 엘이디칩(LED chip:11)을 베이스플레이트(Base plate:12)에 붙이고, 백색 동박적층판(White CCL:13)상의 회로패턴을 구성하는 동박판(14)과 엘이디칩(11)을 와이어본딩(Wire Bonding)한 후 에폭시(Epoxy)나 실리콘(Silicon)수지(15)로 몰딩(Molding)하여 제조되며, 상기 베이스플레이트(12)는 양극산화(Anodizing) 처리된 알루미늄판(20)으로 이루어지되, 상기 엘이디칩(LED Chip:11)과 접하는 상부면에 실리콘 계열의 절연층(30)이 코팅되고, 하부면에는 높은 방열 특성을 갖는 세라믹 액상계열의 방열층(40)이 코팅된 것을 특징으로 하는 절연 및 방열코팅을 한 고반사 알루미늄을 베이스플레이트로 사용한 칩온보드(COB)형 엘이디모듈용 PCB에 있어서,
상기 절연층(30)과 방열층(40) 사이에 해당되는 양극산화처리된 알루미늄판(20)의 상부 표면에는 다수층의 고반사층(50)이 중첩되게 코팅·형성된 것을 특징으로 하는 절연 및 방열코팅을 한 고반사 알루미늄을 베이스플레이트로 사용한 칩온보드(COB)형 엘이디모듈용 PCB. - 제1항에 있어서,
상기 고반사층(50)은 이산화티타늄(TiO2) 박막층으로 이루어지는 제1반사층(52)과;
고순도의 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)을 물리적 기상증착법으로 스퍼터링하여 코팅한 제2반사층(54)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연 및 방열코팅을 한 고반사 알루미늄을 베이스플레이트로 사용한 칩온보드(COB)형 엘이디모듈용 PCB. - 삭제
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