KR101661140B1 - 금속 및 비금속 접합 기판 - Google Patents

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KR101661140B1
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Abstract

본 발명은 모듈이 실장 되는 기판의 구조에 관한 것으로, 본 발명에 따른 금속 및 비금속 접합 기판은 모듈의 실장 및 상기 모듈의 전극 인가를 위하여 절연 접합되는 복수의 금속 프레임; 접합되는 상기 복수의 금속 프레임 간에 직교하며 형성되어 상기 금속 프레임을 절연시키는 절연층; 및 상기 복수의 금속 프레임으로 구성된 복수의 단위 기판의 일 측면에 상호 접합하여 상기 단위 기판에 실장 되는 모듈이 상기 금속 프레임에 가하는 작용의 다른 단위 기판으로의 전달을 적어도 일부 제한하는 비금속 프레임을 포함한다. 본 발명에 따르면 금속과 비금속을 수평 방향으로 접합하여 금속 프레임으로 발생하는 열을 다른 금속 프레임에 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 또는 금속과 비금속을 수평 방향으로 접합함에 있어, 그 순서를 다양하게 하여 선택적으로 열 전달성을 유지하거나 제한하는 것도 가능하다.

Description

금속 및 비금속 접합 기판{Nonmetal bonded metal substrate}
본 발명은 모듈이 실장 되는 기판의 구조에 관한 것이다.
금속 프레임을 이용한 기판의 경우 실장 되는 모듈에서 발생하는 열을 외부로 방열시키기 위하여 기판의 하방 또는 상방에 방열부를 별도로 접합하여 실장 되는 모듈들의 온도 상승에 의한 박리 또는 단락을 방지하고 있다.
이러한 금속 프레임을 이용한 기판은 경우에 따라서 보다 다양하게 이용하고, 제조 공정을 간소화 하기 위하여 금속 프레임을 복수로 접합하여 보다 넓은 기판 구성을 구현할 수 있으며 이러한 구성의 경우에는 각 기판에서 발생하는 열이 좌우의 다른 기판에 영향을 미치는 경우가 있어 이러한 경우 열에 의한 문제점이 발생할 수 있다.
즉, 금속 기판만을 이용하는 경우 금속이 가지는 고유의 성질(열전도성)에 의하여 기판 상의 회로나 모듈에 문제가 발생할 수 있으며 이러한 금속의 장점을 유지하되 금속자체의 단점 또는 특징을 보완하기 위하여 다른 물질과 함께 이용하여 복합시트를 구성하는 방법들이 개발되고 있다.
예를 들어, 선행문헌(한국 공개특허 10-2011-0110666(공개일 2011.10.07))은 금속 기판을 유연하게 이용하기 위하여 비금속 성질의 필름 등을 접합하여 이용하는 내용이 개시되고 있으나, 금속과 비금속의 강한 결합을 위하여 별도의 홀을 생성하고, 세척과 폴리싱 공정을 통해 금속 박판에 고분자 필름을 접합하므로 추가적인 공정의 발생에 따른 제조 공정이 복잡화되는 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 금속과 비금속을 수평하게 접합하여, 금속 프레임의 성질에 의한 효과를 선택적으로 제한하거나 보조하는 구성을 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 금속 프레임에 대하여 실장 되는 모듈에 따른 기능 발현을 위한 구성을 비금속 프레임과 연속되도록 하고 제조 공정상 용이한 구성을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판은 모듈의 실장 및 상기 모듈의 전극 인가를 위하여 절연 접합되는 복수의 금속 프레임; 접합되는 상기 복수의 금속 프레임 간에 직교하며 형성되어 상기 금속 프레임을 절연시키는 절연층; 및 상기 복수의 금속 프레임으로 구성된 복수의 단위 기판의 일 측면에 상호 접합하여 상기 단위 기판에 실장 되는 모듈이 상기 금속 프레임에 가하는 작용의 다른 단위 기판으로의 전달을 적어도 일부 제한하는 비금속 프레임을 포함한다.
상기 비금속 프레임은 상기 금속 프레임의 열전도율 보다 낮은 열 전도율의 비금속 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 단위 기판은, 상기 모듈이 실장 되는 제1 금속 프레임; 및 상기 제1 금속 프레임의 적어도 일 측면과 절연 접합되어 상기 모듈에 전극을 인가하는 제2 금속 프레임을 포함한다.
상기 제2 금속 프레임은 상기 제1 금속 프레임의 일 측면에 복수로 연속하여 절연 접합되어 상기 단위 기판의 외주면이 연속되도록 하고, 상기 복수의 제2 금속 프레임은 각각 독립하여 상기 모듈에 전극을 인가하는 것이 바람직하다.
복수의 상기 단위 기판은 적어도 하나의 제2 금속 프레임을 공유하고, 상기 제2 금속 프레임을 공유하는 단위 기판의 각각의 모듈이 실장된 제1 금속 프레임은 서로 절연 접합하는 것이 바람직하다.
상기 제2 금속 프레임을 공유하는 단위 기판은 상기 비금속 프레임의 일 측면에 동시에 절연 접합하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 금속과 비금속을 수평 방향으로 접합하여 금속 프레임으로 발생하는 열을 다른 금속 프레임에 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 또는 금속과 비금속을 수평 방향으로 접합함에 있어, 그 순서를 다양하게 하여 선택적으로 열 전달성을 유지하거나 제한하는 것도 가능하다.
또한, 금속 프레임에 대하여 광소자가 실장 되는 경우 광소자에서 생성된 광의 방출 방향을 고려한 구성을 금속 프레임에 형성하고, 투명한 성질의 비금속 프레임에도 이를 고려한 구성을 연속되게 구성하여 광소자의 기능을 극대화할 수 있다.
나아가, 금속과 비금속 프레임을 순서에 따라 접합하고 이를 절단하여 단위 기판이 제조 가능하므로 상대적으로 간단한 공정으로 이종의 물질이 접합된 기판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판을 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판에 모듈이 실장 된 예를 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판에 광소자가 실장 된 예를 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판을 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판을 제조하기 위한 궤를 나타내는 도이다.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판을 나타내는 도이다.
즉, 도 1은 본 실시예에 따른 기판의 측면을 나타내는 도로서 금속 프레임(110)과 비금속 프레임(120)이 접합되어 구성된다.
도 2를 참조하면, 도 2는 본 실시예에 따른 기판에 기능을 수행하는 모듈(200)이 실장 된 예를 나타내는 도로서, 전극의 인가를 위하여 금속 프레임(110) 상에 실장 될 수 있다.
도 2에 따라서, 모듈(200)은 금속 프레임(110)에 실장 되게 되고, 일반적으로 모듈(200)은 전기적인 저항으로 기능하여 열이 발생하게 되며 따라서 발생한 열은 도 2에 도시된 화살표와 같이 금속 프레임(110)에 전달된다.
금속 물질로 구성되는 금속 프레임(110)은 비교적 높은 열전도율을 가지게 되고, 따라서 전달된 열은 접합된 비금속 프레임(120)에도 전달될 수 있다.
본 실시예에 따른 비금속 프레임(120)은 일반적으로 금속 프레임(110)에 비해 낮은 열전도율을 가질 수 있으며, 상대적으로 금속 프레임(110)에 전달된 열이 외부로 전달 되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 비금속 프레임(120)은 금속 프레임(110)의 적어도 일 측면에 접합하여 상기 모듈(200)이 상기 금속 프레임(110)에 가하는 작용의 외부 전달을 적어도 일부 제한한다.
경우에 따라서 기판은 하나의 금속 프레임(110)이 아니라 복수의 금속 프레임(110)이 접합되어 구성될 수 있으며, 이러한 경우 일반적인 접합으로 금속 프레임(110)들을 결합하게 되면, 상호간에 모듈(200) 또는 회로에서 발생되는 열을 전달하고 전 받게 되어 열에 의한 성능 열화를 야기시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 금속 프레임(110)과 비금속 프레임(120)의 접합 기판을 하나의 단위 기판(105)으로 이용하여 복수로 접합하게 되면, 비금속 프레임(120)/금속 프레임(110)/비금속 프레임(120)/금속 프레임(110) 순으로 기판이 이루어질 수 있으며 이러한 경우 각각의 단위 기판(105)에서 발생하는 열이 다른 단위 기판(105)으로 전달 되는 것을 방지하거나 일부 제한할 수 있다.
상술한 단위 기판(105)의 접합 예는 하나의 예시일 뿐이며, 구현하고자 하는 장치의 구조에 따라서 다양한 방향으로 접합 될 수 있으며 이때, 금속 프레임(110)이 연속하여 접합되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.
이에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판을 나타내는 도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판의 상면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판은 금속 프레임(110), 비금속 프레임(120) 및 절연층(130)을 포함한다.
본 실시예에서 금속 프레임은 모듈의 실장 및 상기 모듈의 전극 인가를 위하여 절연 접합된다.
본 실시예에서 절연층(130)은 접합되는 상기 복수의 금속 프레임(110) 간에 직교하며 형성되어 상기 금속 프레임(110)을 절연시킨다.
본 실시예에서 비금속 프레임(120)은 복수의 금속 프레임(110)으로 구성된 복수의 단위 기판(105)의 일 측면에 상호 접합하여 상기 단위 기판(105)에 실장 되는 모듈이 상기 금속 프레임(110)에 가하는 작용의 다른 단위 기판(105)으로의 전달을 적어도 일부 제한한다.
즉, 도 3에 따르면 2개의 단위 기판(105)이 포함되어 본 실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판을 구성한다.
이때, 각각의 단위 기판(105)은 비금속 프레임(120)을 통해 접합된다.
비금속 프레임으로 구분되는 단위 기판(105)은 총 6개의 금속 프레임(110)의 접합으로 구성될 수 있다.
본 실시예에서 단위 기판(105)은 1 기능을 기준으로 또는 실장되는 모듈을 기준으로 구분될 수 있다. 이때 단위 기판(105)은 상기 모듈이 실장 되는 제1 금속 프레임(110)과, 제1 금속 프레임(110)의 적어도 일 측면과 절연 접합되어 상기 모듈에 전극을 인가하는 제2 금속 프레임(110)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 2개의 단위 기판(105)은 2개의 FET 소자(200)가 실장되고 있으므로, 단위 기판(105)을 기준으로 가운데 형성된 금속 프레임(110)이 제1 금속 프레임(110)이며, 양 측면으로 형성된 5개의 금속 프레임(110)은 제2 금속 프레임(110)을 구성한다.
나아가, 본 실시예에 따른 각각의 단위 기판(105)은 서로 접합되고, 접합되어 구성된 금속 및 비금속 접합 기판은 외주면이 연속된 다각형, 바람직하게는 사각형의 면을 구성하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시예에서 제2 금속 프레임(110)은 상기 제1 금속 프레임(110)의 일 측면에 복수로 연속하여 절연 접합되되 상기 단위 기판(105)의 외주면이 연속되도록 한다.
또한, 본 실시예에서 접합되는 복수의 제2 금속 프레임(110)은 각각 독립하여 상기 모듈에 전극을 인가할 수 있다. 따라서 도 3과 같이 본딩 구조(150)를 더 포함할 수 있으며, 이로 인해 모듈 설계의 자유도가 높아지며 따라서 다양한 기판 구조를 구현할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면 복수의 단위 기판(105)이 전극을 인가하는 제2 금속 프레임(110)을 공유하도록 기판을 구성하는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 및 비금속 접합 기판을 나타내는 도이다.
도 4를 참조하면, 비금속 프레임(120)을 기준으로 오른쪽에 접합되는 2개의 단위 기판(105)은 서로 금속 프레임(110') 하나를 공유하며 전극을 인가 받는다. 이때, 제2 금속 프레임(110)을 공유하는 단위 기판(105)의 각각의 모듈이 실장된 제1 금속 프레임(110)은 서로 절연 접합된다.
또한, 제1 금속 프레임(110)은 서로 접합되고, 제2 금속 프레임(110')을 공유하는 단위 기판(105)은 상기 비금속 프레임(120)의 일 측면에 동시에 절연 접합된다.
이러한 구성을 통해 전체적으로 금속 및 비금속 접합 기판의 외주면이 연속된 다각형의 형상을 갖도록 할 수 있다.
본 실시예에 따르면 금속 프레임 사이에는 비금속 프레임(120)이 형성되고 있으므로 각 소자(200)가 동일 공간 내 인접한 회로로 구성될 때, 기판에 실장된 소자(200)간의 열차단이 가능하다.
즉, 금속 프레임(110')에 실장되는 소자(200)가 FET(Field-effect transistor, MOSFET)와 같은 소자(200)인 경우 각 소자(200)에서 발생하는 열을 인접한 다른 소자(200)에게 영향을 주지 않기 위해 비금속 프레임(120)을 사이에 형성할 수 있다.
또한 금속 프레임에는 서로 다른 전극의 인가를 위해 내부에 절연층(102)를 추가로 형성할 수있으며, 비금속 프레임(120)을 사이로 각 소자(200)에 전원 인가를 위해 별도의 와이어(300)를 통해 광소자(200)(200)와 회로를 연결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 제조하기 위한 궤를 나타내는 도이다. 즉, 도 5와 같이 비금속 프레임(120)과 금속 프레임(110) 및 비금속 프레임(120')을 접합하여 궤를 구성하고 이를 소정의 두께로 절단하여 단위 기판(105)을 제조할 수 있다.
또한 제조된 단위 기판(105)을 다양한 방향으로 접합 시켜 기판을 구성하는 것도 가능하다.
이상의 본 발명에 따르면 금속과 비금속을 수평 방향으로 접합하여 금속 프레임(110)으로 발생하는 열을 다른 금속 프레임(110)에 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 또는 금속과 비금속을 수평 방향으로 접합함에 있어, 그 순서를 다양하게 하여 선택적으로 열 전달성을 유지하거나 제한하는 것도 가능하다.
나아가, 금속과 비금속 프레임을 순서에 따라 접합하고 이를 절단하여 단위 기판이 제조 가능하므로 상대적으로 간단한 공정으로 이종의 물질이 접합된 기판을 제조할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 모듈의 실장 및 상기 모듈의 전극 인가를 위하여 절연 접합되는 복수의 금속 프레임;
    접합되는 상기 복수의 금속 프레임 간에 직교하며 형성되어 상기 금속 프레임을 절연시키는 절연층;
    상기 복수의 금속 프레임으로 구성된 복수의 단위 기판의 일 측면에 상호 접합하여 상기 단위 기판에 실장 되는 모듈이 상기 금속 프레임에 가하는 작용의 다른 단위 기판으로의 전달을 적어도 일부 제한하는 비금속 프레임을 포함하되,
    상기 단위 기판은,
    상기 모듈이 실장 되는 제1 금속 프레임; 및 상기 제1 금속 프레임의 적어도 일 측면과 절연 접합되어 상기 모듈에 전극을 인가하는 제2 금속 프레임을 포함하고,
    상기 제2 금속 프레임은 상기 제1 금속 프레임의 일 측면에 복수로 연속하여 절연 접합되어 상기 단위 기판의 외주면이 연속되도록 하고,
    상기 복수의 제2 금속 프레임은 각각 독립하여 상기 모듈에 전극을 인가하는 것을 특징으로 하며,
    상기 복수의 단위 기판은 적어도 하나의 제2 금속 프레임을 공유하고,
    상기 제2 금속 프레임을 공유하는 단위 기판의 각각의 모듈이 실장된 제1 금속 프레임은 서로 절연 접합하는 것을 특징으로 하는 금속 및 비금속 접합 기판
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비금속 프레임은 상기 금속 프레임의 열전도율 보다 낮은 열 전도율의 비금속 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 및 비금속 접합 기판
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 금속 프레임을 공유하는 단위 기판은 상기 비금속 프레임의 일 측면에 동시에 절연 접합하는 것을 특징으로 하는 금속 및 비금속 접합 기판
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KR20070068993A (ko) * 2005-12-27 2007-07-02 삼성전자주식회사 발광 디바이스 모듈
JP2013543277A (ja) * 2010-11-19 2013-11-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 発光デバイスのための点在キャリア
KR20150037216A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 서울바이오시스 주식회사 발광 디바이스
KR20150059496A (ko) * 2013-11-22 2015-06-01 서울바이오시스 주식회사 발광 장치 및 그 제조 방법

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