KR102053498B1 - 인쇄 회로 기판, 그 인쇄 회로 기판을 이용한 발광 소자 모듈 및 그 인쇄 회로 기판의 제조 방법 - Google Patents

인쇄 회로 기판, 그 인쇄 회로 기판을 이용한 발광 소자 모듈 및 그 인쇄 회로 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

인쇄 회로 기판은, 도전성 기판; 상기 도전성 기판의 일부의 상부에 적층된 절연층; 상기 절연층의 적어도 일부의 상부에 적층된 도전층; 및 상기 절연층과 연결된 PSR(Photo Solder Resist)층;을 포함하되, 상기 도전성 기판의 일부 영역은, 상기 도전층이 형성된 높이 영역으로 돌출된 형상인 것을 특징으로 한다. 인쇄 회로 기판, 그 인쇄 회로 기판을 이용한 발광 소자 모듈 및 그 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 따르면, 고가의 고방열 자재를 사용하지 않고도 뛰어난 방열 성능을 이룰 수 있다.

Description

인쇄 회로 기판, 그 인쇄 회로 기판을 이용한 발광 소자 모듈 및 그 인쇄 회로 기판의 제조 방법{PRINTED CIRCUIT BOARD, HEAD LAMP FOR LIGHT EMITTING DEVICE MODULE USING THE PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE PRINTED CIRCUIT BOARD}
인쇄 회로 기판, 그 인쇄 회로 기판을 이용한 발광 소자 모듈 및 그 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 발광 소자 모듈(100)의 단면도를 나타낸다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 종래의 발광 소자 모듈(100)은, 도전성 기판(111), 도전성 기판(111)상의 절연층(112), 도전층(113) 및 도전층(113)의 일부 영역을 에칭한 후 형성된 PSR(Photo Solder Resist)층(114)을 포함하는 인쇄 회로 기판(110)을 이용한다.
아울러, 발광 소자 모듈(100)의 발광 소자(L)는, 도전층(113)의 PSR층(114)이 인쇄되지 않은 부분에 탑재되게 된다. 종래의 발광 소자 모듈(100)의 구조에서, 발광 소자(L)의 동작시 발생하는 열은 도전층(113) 및 절연층(112)을 거쳐 도전성 기판(111)으로 방열되게 된다.
그런데, 자동차용 헤드 램프를 위해 사용되는 발광 소자 모듈의 경우에는, 종래의 구조로는 방열 성능이 충분하지 않은 문제점이 있다.
국내공개특허공보 제10-2016-0087103호 : 인쇄 회로 기판과 이의 제조방법 및 이를 이용한 LED 모듈과 LED 램프(2016년 7월 21일 공개).
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 고가의 고방열 자재를 사용하지 않고도 방열 성능이 뛰어난 인쇄 회로 기판, 그 인쇄 회로 기판을 이용한 발광 소자 모듈 및 그 인쇄 회로 기판의 제조 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판은, 도전성 기판; 상기 도전성 기판의 일부의 상부에 적층된 절연층; 상기 절연층의 적어도 일부의 상부에 적층된 도전층; 및 상기 절연층과 연결된 PSR(Photo Solder Resist)층;을 포함한다.
아울러, 상기 도전성 기판의 일부 영역은, 상기 도전층이 형성된 높이 영역으로 돌출된 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절연층은, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 측면과 상기 절연층 하부의 도전성 기판의 상면을 연결하는 형상으로 형성되어, 상기 도전성 기판 영역과 상기 도전층을 분리하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 절연층은, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 측면과 상기 절연층 하부의 도전성 기판의 상면을 연결하는 부분이 곡면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 상면의 적어도 일부에는, 전자 소자의 무극성의 패드가 탑재되고, 상기 도전층의 상면의 적어도 일부에는, 상기 전자 소자의 양극 또는 음극의 극성을 갖는 패드가 탑재되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 발광 소자 모듈은, 상술한 본 발명의 인쇄 회로 기판상에 발광 소자가 탑재된 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 발광 소자 모듈은, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 상면의 적어도 일부에는, 발광 소자의 무극성의 패드가 탑재되고, 상기 도전층의 상면의 적어도 일부에는, 상기 발광 소자의 양극 또는 음극의 극성을 갖는 패드가 탑재되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 제조 방법은, (a) 절연층을 형성할 자재의 일부 영역 및 도전층을 형성할 자재의 일부 영역에 윈도우를 각각 가공하는 단계; (b) 도전성 기판의 일부 영역을 에칭하는 단계; 및 (c) 상기 (a) 단계에서 윈도우 가공된 절연층을 형성할 자재 및 도전층을 형성할 자재를 상기 (b) 단계의 에칭된 도전성 기판에 적층하여, 절연층 및 도전층을 형성하는 단계;를 포함한다.
아울러, 상기 (c) 단계에 의해 형성된 상기 도전성 기판의 일부 영역은, 상기 도전층이 형성된 높이 영역으로 돌출된 형상인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 (c) 단계에 의해 형성된 상기 절연층은, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 측면과 상기 절연층 하부의 도전성 기판의 상면을 연결하는 형상으로, 상기 도전성 기판과 상기 도전층을 분리하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 (c) 단계에 의해 형성된 상기 절연층은, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 측면과 상기 절연층 하부의 도전성 기판의 상면을 연결하는 부분이 곡면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 인쇄 회로 기판의 제조 방법은, (d) 상기 도전층의 적어도 일부 영역을 에칭하여, 상기 절연층이 외부로 노출되는 홀을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계 완료 이후, PSR(Photo Solder Resist)을 인쇄하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 의해 제조된 인쇄 회로 기판은, PSR이 인쇄되지 않은 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 상면의 적어도 일부에는, 전자 소자의 무극성의 패드가 탑재되고, PSR이 인쇄되지 않은 상기 도전층의 상면의 적어도 일부에는, 상기 전자 소자의 양극 또는 음극의 극성을 갖는 패드가 탑재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자 소자는 발광 소자인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 (c) 단계는, 상기 (a) 단계에서 윈도우 가공된 절연층을 형성할 자재 및 도전층을 형성할 자재를 한꺼번에 열압착에 의해 적층한다. 또한, 상기 절연층은, 열경화성인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인쇄 회로 기판, 그 인쇄 회로 기판을 이용한 발광 소자 모듈 및 그 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 따르면, 고가의 고방열 자재를 사용하지 않고도 뛰어난 방열 성능을 이룰 수 있다.
도 1은 종래의 발광 소자 모듈의 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 평면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 단면도.
도 4는 인쇄 회로 기판상에 발광 소자가 탑재된 발광 소자 모듈의 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 제조 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 제조 방법의 설명도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 인쇄 회로 기판, 그 인쇄 회로 기판을 이용한 발광 소자 모듈 및 그 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
도 2 및 도 3은 각각, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)의 평면도 및 단면도를 나타낸다.
도 2 및 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)은, 도전성 기판(211), 도전성 기판(211)의 일부의 상부에 적층된 절연층(212), 절연층(212)의 적어도 일부의 상부에 적층된 도전층(213) 및 절연층(212)과 연결된 PSR(Photo Solder Resist)층(214)을 포함한다.
도전성 기판(211)은 구리 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 아울러, 도전성 기판(211)의 일부 영역은, 절연층(212) 및 도전층(213)이 적층되지 않고, 도전층(213)이 형성된 높이 영역으로 돌출된 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 절연층(212)은, 열경화성의 프리프레그(Prepreg)를 이용하는 것이 바람직하다. 절연층(212)은 돌출된 형상의 도전성 기판(211) 영역의 측면과 절연층(212) 하부의 도전성 기판(211)의 상면을 연결하는 형상으로, 도전성 기판(211) 영역과 도전층(213)을 분리하는 역할을 한다.
아울러, 절연층(212)은, 돌출된 형상의 도전성 기판(211) 영역의 측면과 절연층(212) 하부의 도전성 기판(211)의 상면을 연결하는 부분이 곡면을 형성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 도전성 기판(211)과 절연층(212)이 직각의 모서리를 형성하지 않고, 곡면의 모서리를 형성하는 것에 의해 도전성 기판(211)의 방열 특성이 더욱 개선될 수 있다.
도전층(213)은, 구리 포일(Foil)을 이용하여 형성될 수 있다.
PSR층(214)은, 절연층(212)과 연결되되, 상부에 노출되는 일부 영역은 도전층(213) 및 도전성 기판(211)상에 형성되는 것이 바람직하다.
돌출된 형상의 도전성 기판(211) 영역의 상면의 적어도 일부에는 전자 소자의 무극성 패드(P2)가 탑재되고, 도전층(213)의 상면의 적어도 일부에는 전자 소자의 양극 또는 음극의 극성을 갖는 패드(P1)가 탑재되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 인쇄 회로 기판(210)에 탑재될 전자 소자는 양극 및 음극 이외에 극성을 갖지 않는 무극성 패드(P2)를 별도로 구비하여, 전자 소자에서 발생한 열이 무극성 패드(P2)를 통해 도전성 기판(211)으로 직접적으로 방출되게 되어, 우수한 방열 성능을 나타내게 된다.
아울러, 극성 패드(P1)와 무극성 패드(P2)는 절연층(212)에 의해 완전하게 분리되어 전자 소자의 동작에는 영향을 미치지 않음은 물론이다.
도 4는 인쇄 회로 기판(210)상에 발광 소자(L)가 탑재된 발광 소자 모듈(200)의 단면도를 나타낸다.
도 4의 인쇄 회로 기판(210)은, 상술한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)을 이용하므로, 별도의 설명이 없더라도 상술한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)의 특징을 모두 포함하고 있음은 물론이다.
본 발명의 발광 소자(L)로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 예로 들 수 있다.
도 4로부터 알 수 있는 본 발명의 발광 소자(L)가 탑재된 발광 소자 모듈(200)은, 인쇄 회로 기판(210)에서 돌출된 형상의 도전성 기판(211) 영역의 상면의 적어도 일부에는 발광 소자(L)의 무극성 패드(P2)가 탑재되고, 도전층(213)의 상면의 적어도 일부에는 발광 소자(L)의 양극 또는 음극의 극성을 갖는 패드(P1)가 탑재되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 발광 소자(L)가 탑재된 발광 소자 모듈(200)은, 발광 소자(L)의 탑재를 위해 양극 및 음극 이외에 극성을 갖지 않는 무극성 패드(P2)를 별도로 구비하여, 발광 소자(L)에서 발생한 열이 무극성 패드(P2)를 통해 도전성 기판(211)으로 직접적으로 방출되게 되어, 우수한 방열 성능을 나타내게 된다.
또한, 양극 또는 음극의 극성을 갖는 패드(P1)는, 발광 소자(L)의 경우 양극패드와 음극 패드가 요구되는 까닭에 2개의 극성 패드(P1) 영역으로 분리되는 것이 바람직하다. 무극성 패드(P2)도 2개를 사용할 수 있으며, 이에 따라 돌출된 형상의 도전성 기판(211)이 분리되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 극성 패드(P1)가 탑재될 수 있는 인쇄 회로 기판(210)의 도전층(213)의 패드 영역이, 무극성 패드(P2)가 탑재될 수 있는 인쇄 회로 기판(210)의 도전성 기판(211)의 패드 영역 보다 적은 면적을 차지하는 것이 바람직하다. 즉, 무극성 패드(P2)를 위한 패드 영역을 크게 설계하는 것에 의해, 열 방출을 더욱 효율적으로 할 수 있다.
아울러, 극성 패드(P1)와 무극성 패드(P2)는 절연층(212)에 의해 완전하게 분리되어 발광 소자(L)의 동작에는 영향을 미치지 않음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)의 제조 방법의 흐름도를 나타낸다. 아울러, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)의 제조 방법의 설명도를 나타낸다.
도 5 및 도 6의 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)의 제조 방법은, 상술한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)을 제조하기 위한 방법으로, 별도의 설명이 없더라도 상술한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)의 특징을 모두 포함하고 있음은 물론이다.
도 5 및 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)의 제조 방법은, 절연층(212)을 형성할 자재의 일부 영역 및 도전층(213)을 형성할 자재의 일부 영역에 윈도우를 각각 가공하는 단계(S10), 도전성 기판(211)의 일부 영역을 에칭하는 단계(S20) 및 S10 단계에서 윈도우 가공된 절연층(212)을 형성할 자재 및 윈도우 가공된 도전층(213)을 형성할 자재를 S20 단계의 도전성 기판(211)에 적층하여, 절연층(212) 및 도전층(213)을 형성하는 단계(S30)를 포함한다.
S30 단계에서, S20 단계의 도전성 기판(211)의 에칭 영역에, 윈도우 가공된 절연층(212)을 형성할 자재 및 윈도우 가공된 도전층(213)을 형성할 자재의 윈도우가 각각 위치하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 인쇄 회로 기판(210)의 제조 방법은, 도전층(213)의 적어도 일부 영역을 에칭하여, 절연층(212)이 외부로 노출되는 홀을 형성하는 단계(S40) 및 S40 단계의 도전층(213)의 에칭된 영역, S40 단계의 도전층(213)의 에칭된 영역의 주위의 일부 도전층(213), 절연층(212) 및 적어도 일부 영역의 도전성 기판(211) 상에 PSR(Photo Solder Resist)을 인쇄하는 단계(S50)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
S30 단계의 적층은, 윈도우 가공된 절연층(212)을 형성할 자재 및 윈도우 가공된 도전층(213)을 형성할 자재를 한꺼번에 열압착하는 것에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 절연층(212)은 열경화성의 프리프레그(Prepreg)를 사용하는 것이 바람직하다. 아울러, 절연층(212)을 형성할 자재에 윈도우가 가공되어, S30 단계의 열압착에 의한 적층 시, 일부 절연층(212)이 경화되어 도전성 기판(211)과 도전층(213)을 분리하는 측면 및 곡면의 모서리를 형성할 수 있게 된다.
S30 단계에 의해 형성된 도전성 기판(211)의 일부 영역은, 도전층(213)이 형성된 높이 영역으로 돌출되어 외부로 노출되어 전자 소자의 패드가 탑재될 수 있게 된다.
아울러, S30 단계에 의해 형성된 절연층(212)은, 돌출된 형상의 도전성 기판(211) 영역의 측면과 절연층(212) 하부의 도전성 기판(211)의 상면을 연결하는 형상으로, 도전성 기판(211)과 도전층(213)을 분리하게 된다. 또한, S30 단계에 의해 형성된 절연층(212)은, 돌출된 형상의 도전성 기판(211) 영역의 측면과 절연층(212) 하부의 도전성 기판(211)의 상면을 연결하는 부분이 곡면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 의해 제조된 인쇄 회로 기판(210)은, PSR이 인쇄되지 않은 돌출된 형상의 도전성 기판(211) 영역의 상면의 적어도 일부에는 전자 소자의 무극성 패드(P2)가 탑재되고, PSR이 인쇄되지 않은 도전층(213)의 상면의 적어도 일부에는 전자 소자의 양극 또는 음극의 극성을 갖는 패드(P1)가 탑재되는 것이 바람직하다.
또한, 전자 소자는 발광 소자(L)일 수도 있다.
본 발명의 발광 소자 모듈(200)은 발광 소자(L)로부터 발생된 열을, 발광 소자(L)에 별도로 구비된 패드에 의해 직접적으로 도전성 기판(211)으로 방출할 수 있어, 열전도도의 효율이 상승하여 우수한 방열 성능을 나타낸다.
상술한 바와 같이 본 발명의 인쇄 회로 기판(210) 및 그 인쇄 회로 기판(210)을 이용한 발광 소자 모듈(200) 및 그 인쇄 회로 기판(210)의 제조 방법에 따르면, 고가의 고방열 자재를 사용하지 않고도 뛰어난 방열 성능을 이룰 수 있다.
100, 200 : 발광 소자 모듈
110, 210 : 인쇄 회로 기판
111, 211 : 도전성 기판
112, 212 : 절연층
113, 213 : 도전층
114, 214 : PSR층
L : 발광 소자
P1 : 극성 패드
P2 : 무극성 패드

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 있어서,
    (a) 절연층을 형성할 자재의 일부 영역 및 도전층을 형성할 자재의 일부 영역에 윈도우를 각각 가공하는 단계;
    (b) 도전성 기판의 일부 영역을 에칭하는 단계;
    (c) 상기 (a) 단계에서 윈도우 가공된 절연층을 형성할 자재 및 윈도우 가공된 도전층을 형성할 자재를 상기 (b) 단계의 도전성 기판에 적층하여, 절연층 및 도전층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 도전층의 적어도 일부 영역을 에칭하여, 상기 절연층이 외부로 노출되는 홀을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 (d) 단계 완료 이후, PSR(Photo Solder Resist)을 인쇄하는 단계;를 포함하고,
    상기 (c) 단계에 의해 형성된 상기 도전성 기판의 일부 영역은, 상기 도전층이 형성된 높이 영역으로 돌출된 형상이고,
    상기 (c) 단계는, 상기 (a) 단계에서 윈도우 가공된 절연층을 형성할 자재 및 윈도우 가공된 도전층을 형성할 자재를 한꺼번에 열압착에 의해 적층하고,
    상기 (c) 단계의 열압착에 의한 적층시, 일부 절연층이 경화되어, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 측면과 상기 절연층 하부의 도전성 기판의 상면을 연결하는 형상으로, 상기 도전성 기판과 상기 도전층을 분리하도록 상기 절연층이 형성되고,
    상기 (c) 단계에 의해 형성된 상기 절연층은, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 측면과 상기 절연층 하부의 도전성 기판의 상면을 연결하는 부분이 곡면을 형성하고,
    상기 (e) 단계 완료 이후, 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 측면에 열경화에 의해 채워진 절연층의 상면; 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 측면에 열경화에 의해 채워진 절연층과 상기 도전층의 사이; 및 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 상면의 일부;에는 PSR이 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 의해 제조된 인쇄 회로 기판은,
    PSR이 인쇄되지 않은 상기 돌출된 형상의 도전성 기판 영역의 상면의 적어도 일부에는, 전자 소자의 무극성의 패드가 탑재되고,
    PSR이 인쇄되지 않은 상기 도전층의 상면의 적어도 일부에는, 상기 전자 소자의 양극 또는 음극의 극성을 갖는 패드가 탑재되는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전자 소자는 발광 소자인 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
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