KR102147937B1 - 발광소자용 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

발광소자용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광소자용 인쇄회로기판은 금속기판, 그리고 제1면이 상기 금속기판의 제1면에 결합되는 연성(flexible) 절연층 및 상기 연성 절연층의 제2면에 형성되는 회로패턴을 포함하는 연성 회로기판을 포함하며, 상기 연성 회로기판에는 캐비티가 형성된다.

Description

발광소자용 인쇄회로기판 및 그 제조방법{Printed circuit board and manufacturing method of printed circuit board for luminous element}
본 발명은 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광소자용 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광소자(luminous element)는 전기를 빛으로 변환하는 소자이다. 대표적인 발광소자로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 반도체 레이저(Laser Diode, LD) 등이 있다.
발광 다이오드는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자로서, 통상 발광 다이오드가 탑재된 모듈의 구조로 제작된다. 발광 다이오드 모듈은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 상에 장착되어 그 인쇄회로기판에 형성된 전극으로부터 전류를 인가 받아 발광 동작하도록 구성된다.
이러한 발광 다이오드 모듈에서, 발광 다이오드로부터 발생한 열은 발광 다이오드 모듈의 발광 성능 및 수명에 직접적인 영향을 미친다. 발광 다이오드에서 발생한 열이 발광 다이오드에 오래 머무르면, 발광 다이오드를 이루는 결정 구조에 전위(dislocation) 및 부정합(mismatch)을 발생시켜 발광 다이오드 모듈의 수명을 단축시키는 요인이 된다.
이에 따라, 발광 다이오드로부터 발생한 열의 방출을 촉진시키기 위한 기술들이 제안되고 있다. 일 예로, 방열특성을 높이기 위해 방열특성이 뛰어난 금속소재의 회로기판(Metal PCB: Metal Printed Circuit Board)을 발광 다이오드 모듈에 적용하는 방식이 사용될 수 있다.
발광 다이오드 모듈을 금속소재의 회로기판에 탑재하는 경우, 발광 다이오드 모듈에서 발생하는 열이 방열기능을 하는 금속기판에 바로 전달되도록 회로기판 상에 캐비티(cavity)가 형성될 수 있다. 이 경우, 경성의 절연부분을 제거하고 캐비티를 형성하기 위해 레이저(laser) 장비가 주로 사용된다.
한편, 요구되는 품질의 캐비티를 형성하기 위해서는 레이저 장비로 절연 부분을 제거하는 작업이 장시간에 걸쳐 진행된다. 이러한 장시간의 레이저 작업은 캐비티 가공 비용을 증가시키는 요인이 되며, 캐비티 가공 비용의 증가는 회로기판 가격의 상승을 초래할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 캐비티 가공 비용을 최소화하여 부품 단가를 낮추기 위한 발광소자용 인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 일 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판은 금속기판, 그리고 제1면이 상기 금속기판의 제1면에 결합되는 연성(flexible) 절연층 및 상기 연성 절연층의 제2면에 형성되는 회로패턴을 포함하는 연성 회로기판을 포함하며, 상기 연성 회로기판에는 캐비티가 형성된다.
상기 금속기판과 상기 연성 절연층을 접착하기 위한 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 회로패턴 상에 형성되는 와이어 본딩용 도금층을 더 포함하며, 상기 도금층은, 무전해동도금(Electroless Copper Plating, Chemical Copper Plating), ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold), ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold), ENAG(Electroless Nickel Auto-catalytic Gold), ENA2(Electroless Nickel Electroless Au & Ag Immersion Gold), DIG(Direct Immersion Gold) 또는 무전해 실버(Silver) 도금 방식으로 형성될 수 있다.
상기 금속기판의 제2면에 형성되는 산화방지층을 더 포함할 수 있다.
상기 산화방지층은 알루미늄 금속층일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판의 제조 방법은, 연성(flexible) 절연층의 일면에 회로패턴을 형성하여 연성 회로기판을 준비하는 단계, 상기 연성 회로기판에 캐비티를 형성하는 단계, 그리고 금속기판에 상기 연성 회로기판을 접착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 연성의 절연층을 사용하여 저렴한 타발 공정으로 캐비티를 형성함으로써 캐비티 가공 비용을 최소화하여 부품 단가를 낮추는 효과가 있다.
또한, 산화방지층을 형성하는 공정을 와이어 본딩용 도금층을 형성하는 도금 공정과 별도로 진행하여, 불필요한 고사양의 도금을 줄임으로써 가격 경쟁력이 높아지는 효과가 있다.
도 1은 발광소자용 인쇄회로기판의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 발광소자용 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 산화방지층의 단면도를 도시한 것이다.
도5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 와이어 본딩용 도금층의 단면도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2구성요소는 제1구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1구성요소도 제2구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 문서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 문서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 문서에서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하부/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하부/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상부/위 또는 하부/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
또한, 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 발광소자용 인쇄회로기판의 일 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 발광소자용 인쇄회로기판(100)은 금속기판(110), 경성(rigid) 회로기판(130), 보호층(140) 등을 포함할 수 있다.
금속기판(110)의 일면에는 경성 회로기판(130)이 적층된다.
경성 회로기판(130)은 경성 절연층(131), 회로패턴(132) 등을 포함한다.
경성 회로기판(130)은 동박적층판(Copper Clad Laminate: CCL) 소재를 사용하여 형성될 수 있다. 동박적층판은 경성의 절연기재의 한쪽 면이나 양면에 동박을 붙인 적층판이다. 동박적층판을 구성하는 절연기재는 도 1의 절연층(131)에 해당한다. 또한, 동박적층판을 구성하는 동박은 회로패턴(132)으로 패터닝될 수 있다.
경성 회로기판(130)의 일면에는 인쇄회로기판(100)에 대한 전기적 절연 및 전기적/물리적 충격 완화 기능을 수행하는 보호층(140)이 적층될 수 있다.
경성 회로기판(130)에는 발광소자 모듈(미도시)을 수용하기 위한 캐비티(cavity)(150)가 마련된다.
경성 회로기판(130)은 절단이 어려운 소재 특성으로 인해 자외선(UltraViolet: UV) 레이저 등 레이저 장비를 이용한 캐비티 가공 공정이 적용된다. 한편, 레이저 장비를 이용하여 캐비티(150)를 가공하는 공정은 레이저 장비 사용 비용이 높아 인쇄회로기판(100)의 가격 상승을 초래하는 요인이 된다.
다시, 도 1을 보면, 회로패턴(132)의 일면에는 발광소자 모듈의 와이어 본딩을 위한 도금층(160)이 형성된다. 또한, 금속기판(110)의 외면에는 산화방지층(170)이 도금층 형태로 형성된다.
도 2는 도 1의 발광소자용 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 금속기판(110) 상에 경성 회로기판(130)을 적층 결합한다(S101).
다음으로, 경성 회로기판(130)을 구성하는 동박을 패터닝하여 회로패턴(132)을 형성한다(S102). 또한, 경성 회로기판(130)의 일면에 인쇄회로기판(100)의 전기적 절연 및 전기적/물리적 충격완화 기능을 수행하는 보호층(140)을 형성한다(S103).
다음으로, 레이저 장비를 이용하여 경성 회로기판(130)을 관통하는 캐비티(150)를 가공한다(S104).
또한, 도금 공정을 통해 기판의 후면까지 전체적으로 도금을 진행하여 와이어 본딩용 도금층(160)과 산화방지층(170)을 형성한다(S105).
도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 인쇄회로기판(100)의 제조 과정에서, 금속기판(110)과 경성 절연기판(130)이 적층 결합된 후에 회로패턴(132) 및 도금층(160, 170)이 형성된다.
이에 따라, 와이어 본딩을 위한 도금층(160)과 산화방지층(170)을 형성하기 위한 도금 공정을 별도로 진행하는 것이 어렵다. 와이어 본딩을 위한 도금층(160)과 산화방지층(170)을 별도의 도금 공정으로 형성하기 위해서는 마스킹 공정이 필요하고, 이는 불량 발생률을 증가시키는 요인으로 작용할 수 있다.
따라서, 와이어 본딩용 도금층(160)을 형성하기 위한 도금 공정을 인쇄회로기판(100)의 후면까지 확장 실시하여 산화방지층(170)을 함께 형성하는 방식으로 도금 공정이 진행된다.
와이어 본딩용 도금층(160)은 와이어 본딩성을 향상시킬 필요가 있으므로, ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold) 방식과 같은 고사양의 도금 방식이 적용된다.
한편, 와이어 본딩을 위한 도금층(160)은, 산화방지층(170)에 비해 상대적으로 아주 적은 부위에 형성된다. 따라서, 고사양의 와이어 본딩용 도금 방식으로 산화방지 기능만 필요로 하는 산화방지층(170)을 형성하는 것은 제품에 요구되는 수준에 비해 고사양이며, 인쇄회로기판(100)의 가격 경쟁력을 낮추는 요인으로 작용한다.
본 발명의 실시 예에서는, 캐비티 가공 비용을 낮추기 위해 절단이 어려워 타발 공정이 어려운 경성의 절연층 대신 절단이 용이하여 타발 공정으로도 원하는 형상의 캐비티 가공이 가능한 연성(flexible)의 절연층을 적용한 인쇄회로기판을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 도금 공정 비용을 낮추기 위해 와이어 본딩용 도금층이 형성된 절연층과 산화방지층이 형성된 금속기판을 추후에 적층 결합하는 방식으로 제조되는 인쇄회로기판을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
아래에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 발광소자용 인쇄회로기판(300)은 금속기판(310), 연성 회로기판(330), 보호층(340) 등을 포함할 수 있다.
금속기판(310)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등으로 이루어지며, 발광소자 모듈(미도시)에 의해 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열층의 기능을 수행한다.
금속기판(310)의 외면에는 산화방지층 기능을 수행하는 산화방지층(370)이 형성될 수 있다. 산화방지층(370)은 연성 회로기판(330)을 금속기판(310)에 접합하기 이전에 금속기판(310)의 전면뿐만 아니라 후면까지 전체적으로 도금하는 도금 과정을 통해 도금층 형태로 형성될 수 있다.
산화방지층(370)은 ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold) 방식으로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 산화방지층(370)의 단면도를 도시한 것으로서, ENIG 방식으로 형성되는 산화방지층(370)을 예로 들어 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, ENIG 방식은 무전해 니켈(Ni), 치환 골드(Au)의 2층 구조를 형성하는 무전해 도금 방식이다. 산화방지층(370)은 금속기판(310)의 외면에 니켈층(371) 및 골드층(372)이 순서대로 형성된다. ENIG 방식은 후술하는 ENEPIG 방식에 상대적으로 저렴한 장점이 있다.
다시, 도 3을 보면, 산화방지층(370)이 형성된 금속기판(310)의 일면에는 연성 회로기판(330)이 적층 결합된다. 금속기판(310)과 연성 회로기판(330)은 접착층(bonding sheet)(320)을 매개체로 서로 결합된다.
접착층(320)은 폴리이미드계 또는 유리섬유에 에폭시를 함층한 시트, 필름 형태로 마련되며, 금속기판(310)의 일면에 연성 회로기판(330)을 적층 결합하는 기능을 수행한다.
연성 회로기판(330)은 연성 절연층(331), 회로패턴(332) 등을 포함한다.
연성 회로기판(330)으로는 연성 동박적층판(Flexible Copper Clad Laminate: FCCL) 소재가 사용된다. 연성 동박적층판은 연성의 절연기재의 한쪽 면이나 양면에 동박을 붙인 적층판이다. 연성 동박적층판은 절연기재에 동박을 코팅하는 캐스팅 방식, 동박을 증착하는 스퍼터링 방식, 무전해 도금 방식 등으로 마련될 수 있다.
연성 동박적층판은 절연기재와 동박을 점착층을 매개체로 접착하는 3층 연성 동박적층판과 점착층 없이 절연기재와 동박을 접착하는 2층 연성 동박적층판으로 구분될 수 있으며, 두 개 모두 연성 회로기판(330)으로 사용 될 수 있다.
연성 동박적층판을 구성하는 절연기재는 도 3의 연성 절연층(331)에 해당한다.
연성 절연층(331)은 필름, 시트 형태로 마련되며, 폴리에스테르(polyester) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지 등을 재료로 형성될 수 있다.
연성 동박적층판을 구성하는 동박은 도 3의 회로패턴(332)으로 패터닝될 수 있다. 동박은 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 금속층에 해당한다.
연성 회로기판(330)의 일면에는 보호층(340)이 마련된다. 보호층(340)은 인쇄회로기판(300)에 대한 전기적 절연 및 전기적/물리적 충격 완화 기능을 수행한다. 보호층(340)은 솔더 레지스트(Solder Resist), 커버레이(coverlay) 등을 이용하여 형성될 수 있다.
커버레이는 폴리이미드 필름에 열경화성 난연 에폭시 접착제가 코팅된 필름 형태로 구현된다. 솔더 레지스트 보호층(340)은 보호층(340)을 형성하고자 하는 면에 에폭시 계열의 PSR(Photo Solder Resist) 잉크를 도포한 뒤, 솔더 레지스트 패턴이 출력된 아트워크 필름을 밀착하여 노광 및 현상을 수행함으로써 형성될 수 있다.
연성 회로기판(330)에는 발광소자 모듈(미도시)을 수용하기 위한 캐비티(cavity)(350)가 마련된다.
캐비티(350)는 상부가 개방된 개구부 형상으로 연성 회로기판(330)을 관통하여 형성된다. 따라서, 연성 회로기판(330)과 접하는 금속기판(310)의 일부가 캐비티(350)의 저면을 형성하여, 개구부를 통해 외부로 노출된다.
캐비티(350)는 발광소자 모듈과 금속기판(310) 사이의 절연층(331)을 제거함으로써, 절연층(331)에 의한 열저항 요소를 제거하는 기능을 수행한다. 캐비티(350)를 형성함으로써 발광소자 모듈에서 발생하는 열이 금속기판(310)으로 직접 전달되어 인쇄회로기판(310)의 방열 성능이 향상되는 효과가 있다.
캐비티(350)는 타발 공정으로 형성될 수 있다. 연성 회로기판(330)은 경성 회로기판(130)과 달리 두께가 얇고 유연하다. 이에 따라, 고비용의 레이저 장비를 사용하는 대신 간단한 타발 공정만으로 크랙 발생 없이 원하는 모양의 캐비티(350)를 형성하는 것이 가능하다.
연성 회로기판(330)의 일면에는 발광소자 모듈을 와이어 본딩하기 위한 도금층(360)이 형성된다.
도금층(360)은 무전해동도금(Electroless Copper Plating, Chemical Copper Plating), ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold), ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold), ENAG(Electroless Nickel Auto-catalytic Gold), ENA2(Electroless Nickel Electroless Au & Ag Immersion Gold), DIG(Direct Immersion Gold) 또는 무전해 실버(Silver) 도금 방식으로 형성될 수 있다.
일 예로, 도금층(360)은 ENEPIG 방식으로 형성될 수 있다.
도5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 와이어 본딩용 도금층(360)의 단면도를 도시한 것으로서, ENEPIG 방식으로 형성되는 도금층(360)을 예로 들어 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, ENEPIG 방식은 무전해 니켈(Ni), 무전해 팔라듐(Pd), 치환 골드(Au)의 3층 구조를 형성하는 무전해 도금 방식이다. 도금층(360)은 회로기판(330)의 일면에 니켈층(361), 팔라듐층(362) 및 골드층(363)을 순서대로 포함한다. ENEPIG 방식에 의해 형성되는 도금층(360)은 니켈층(361)과 골드층(363)의 사이에 팔라듐층(362)을 포함함으로써 니켈층(361)의 열확산을 억제할 수 있어, 납땜 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 반면에, ENIG 방식에 비해 상대적으로 고가의 도금 비용이 발생한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 연성 회로기판(330)을 준비한다(S201). 연성 회로기판(330)을 위하여, FCCL 소재가 사용될 수 있다.
다음으로, 연성 회로기판(330)을 구성하는 동박층을 패터닝하여 회로패턴(332)을 형성한다(S202). 또한, 회로패턴(332)의 일면에 보호층(340)을 형성한다(S203). 보호층(340)은 솔더 레지스트, 커버레이 등을 사용하여 형성될 수 있다.
다음으로, 도금 공정을 수행하여 연성 회로기판(330)의 일면에 발광소자 모듈의 와이어를 본딩하기 위한 도금층(360)을 형성한다(S204). 또한, 연성 회로기판(330)을 금속기판(310)에 접합시키기 위한 접착층(320)을 연성 회로기판(330)의 일면에 마련한다(S205). 접착층(320)은 연성 회로기판(330)에서 금속기판(310)에 가까운 면에 마련된다.
다음으로, 연성 회로기판(330)을 관통하는 캐비티(350)를 형성한다(S206). 캐비티(350)는 타발 공정으로 가공될 수 있다. 연성 회로기판(330)은 연성의 절연기재로 구성되므로, 타발 공정으로도 크랙 없이 원하는 모양의 캐비티 형성이 가능하다.
다음으로, 캐비티(350)가 형성된 연성 회로기판(330)을 금속기판(310)에 적층 결합한다(S207). 연성 회로기판(330)은 일면에 형성된 접착층(320)을 매개체로 금속기판(310)에 접착된다.
한편, 상기 S207 단계에서 연성 회로기판(330)과 금속기판(310)을 적층 결합하기 이전에, 금속기판(310)의 외면에는 도금 공정을 통해 산화방지층(370)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 연성 회로기판(330)은 금속기판(310)의 외면에 형성된 산화방지층(370) 상에 결합될 수 있다.
아래에서는 도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
아래에서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판의 구성요소 중 전술한 제1실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판의 각 구성 요소와 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 발광소자용 인쇄회로기판(500)은 금속기판(510), 연성 회로기판(530), 보호층(540) 등을 포함한다.
방열 기능을 하는 금속기판(510)의 일면에는 제1산화방지층(571)이 마련된다. 제1산화방지층(571)은 연성 회로기판(530)이 결합되지 않는 금속기판(510)의 후면에 형성된다.
제1산화방지층(571)은 알루미늄(Al) 등의 금속층으로 형성될 수 있다.
제1산화방지층(571)이 금속층으로 구현되는 경우, 제1산화방지층(571)은 금속기판(510)에 산화방지용 금속층이 클래드(clad)된 소재를 적용하여 마련될 수 있다. 즉, 제1산화방지층(571)은 금속기판(510)에 열간(또는 냉간) 압연 방식으로 적층 결합될 수 있다. 이 경우, 제1산화방지층(571)은 금속기판(510)의 5 ~ 15%의 두께를 가지도록 마련된다. 제1산화방지층(571)을 이루는 금속층의 두께는 금속기판(510)의 열저항, 가격 등에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 제1산화방지층(571)의 두께 비율을 낮출수록 열저항이 감소하며, 제1산화방지층(571)의 두께 비율을 높일수록 경량의 기판 제조가 가능하고 기판 가격이 감소하는 효과가 있다. 따라서, 제품 특성에 따라 제1산화방지층(571)의 두께를 적절히 설계할 필요가 있다.
제1산화방지층(571)은 열전달 물질(Thermal Interface Material: TIM)을 적용하여 형성될 수도 있다. 열전달 물질로는 실리콘, 그리스, 세라믹 계열의 물질이 사용된다. 열전달 물질을 적용한 제1산화방지층(571)은 금속기판(510)의 후면을 OSP(Organic Solderability Presevatives) 표면 처리 후 열전달 물질을 적용하여 형성할 수 있다.
제1산화방지층(571)은 금속층과 열전달 물질을 조합하여 형성될 수도 있다. 즉, 금속기판(510)의 후면에 알루미늄 등의 금속층을 적층결합하고, 금속기판(510)에 접하지 않은 금속층의 후면에 열전달 물질을 적용함으로써 제1 산화방지층(571)을 형성할 수 있다.
캐비티(550)에 의해 외부로 노출되는 금속기판(510)의 일면 즉, 캐비티(550)의 저면에 대응하는 금속기판(510)의 일면에는 제2산화방지층(572)이 형성될 수 있다. 제2산화방지층(572)은 후술하는 와이어 본딩용 도금층(560)을 형성하는 도금 공정을 통해 마련되는 도금층일 수 있다.
금속기판(510)의 일면에는 접착층(520)을 매개체로 연성 회로기판(530)이 적층 결합된다.
연성 회로기판(530)은 연성 동박적층판 소재를 적용하여 형성되며, 연성 절연층(531), 회로패턴(532) 등을 포함한다.
연성 회로기판(530)의 일면에는 보호층(540)이 마련된다. 보호층(540)은 인쇄회로기판(500)에 대한 전기적 절연 및 전기적/물리적 충격 완화 기능을 수행한다.
연성 회로기판(530)에는 발광소자 모듈(미도시)을 수용하기 위한 캐비티 (550)가 마련된다.
캐비티(550)는 상부가 개방된 개구부 형상으로 연성 회로기판(530)을 관통하여 형성된다. 따라서, 연성 회로기판(530)과 접하는 금속기판(510)의 일부가 캐비티(550)의 저면을 형성하여, 개구부를 통해 외부로 노출된다.
연성 회로기판(530)의 일면에는 발광소자 모듈을 와이어 본딩하기 위한 도금층(560)이 형성된다. 도금층(560)은 무전해동도금, ENIG, ENEPIG, ENAG, ENA2, DIG 또는 무전해 실버(Silver) 도금 방식으로 형성될 수 있다. 와이어 본딩용 도금층(560)을 형성하기 위한 도금 공정을 통해 제2산화방지층(572)이 캐비티(550)의 저면에 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광소자용 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 연성 회로기판(530)을 준비한다(S301). 연성 회로기판(530)을 위하여 FCCL 소재가 사용될 수 있다.
다음으로, 연성 회로기판(530)을 구성하는 동박층을 패터닝하여 회로패턴(532)을 형성한다(S302). 또한, 회로패턴(532)의 일면에 보호층(540)을 형성한다(S303). 보호층(540)은 솔더 레지스트, 커버레이 등을 사용하여 형성될 수 있다.
연성 회로기판(530)을 금속기판(510)에 접합시키기 위한 접착층(520)을 연성 회로기판(530)의 일면에 마련한다(S304). 접착층(520)은 연성 회로기판(530)에서 금속기판(510)에 가까운 면에 마련된다.
다음으로, 연성 회로기판(530)을 관통하는 캐비티(550)를 형성한다(S305). 캐비티(550)는 타발 공정으로 가공될 수 있다.
다음으로, 접착층(520)을 매개체로 연성 회로기판(530)을 금속기판(510)에 적층 결합한다(S306).
상기 S306 단계에서, 금속기판(510)은 연성 회로기판(530)이 적층되지 않은 일면에 금속층 형태의 제1산화방지층(571)이 결합된 형태로 마련된다. 제1산화방지층(571)은 금속기판(510)에 산화방지 기능을 하는 금속층을 열간(또는 냉간) 압연 방식으로 결합한 클래드 소재를 적용하여 마련될 수 있다. 또한, 제1산화방지층(571)은 금속기판(510)을 OSP 표면 처리 후 열전달 물질을 적용하여 마련될 수도 있다. 또한, 제1산화방지층(571)은 알루미늄 등의 금속층을 금속기판(510)에 적층 결합한 후, 금속층의 후면에 열전달 물질을 적용하여 마련될 수도 있다.
다음으로, 도금 공정을 진행하여 와이어 본딩용 도금층(560)과 제2산화방지층(572)을 형성한다(S307). 와이어 본딩용 도금층(560)과 제2산화방지층(572)은 각각 회로패턴(532)의 일면 및 캐비티(550)의 저면에 마련된다.
전술한 본 발명의 실시 예들에 따르면, 금속기판에 경성 회로기판이 아닌 연성 회로기판을 적용하여 발광소자용 인쇄회로기판을 제조함으로써 간단한 타발 공정으로 캐비티 형성이 가능하다. 이에 따라, 캐비티 가공에 레이저 장비를 사용할 필요가 없어 캐비티 가공 비용을 낮추는 효과가 있다.
또한, 불필요한 고사양의 도금 영역을 최소화함으로써 도금 공정에서 소요되는 재료비를 최소화하고, 인쇄회로기판의 가격 경쟁력을 높이는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
300, 500: 인쇄회로기판 310, 510: 금속기판
320, 520: 접착층 330, 530: 연성 회로기판
331, 531: 절연층 332, 532: 회로패턴
340, 540: 보호층 350, 550: 캐비티
360, 560: 와이어 본딩용 금속층 370, 571, 572: 산화방지층

Claims (6)

  1. 금속기판,
    상기 금속 기판의 제1면에 형성되는 산화방지층,
    제1면이 상기 산화방지층이 형성된 금속기판의 제1면에 결합되는 연성(flexible) 절연층 및 상기 연성 절연층의 제2면에 형성되는 회로패턴을 포함하는 연성 회로기판,
    상기 산화방지층이 형성된 금속기판의 제1면에 상기 연성 절연층을 적층 결합하는 접착층, 그리고
    상기 회로패턴 상에 형성되는 와이어 본딩용 도금층을 포함하며,
    상기 산화방지층은 니켈층과 골드층이 순서대로 형성된 2층 구조이고,
    상기 도금층은 니켈층, 팔라듐층, 골드층이 순서대로 형성된 3층 구조이고,
    상기 연성 회로기판에는 캐비티가 형성되는 발광소자용 인쇄회로기판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속기판의 제2면에 형성되는 산화방지층을 더 포함하는 발광소자용 인쇄회로기판.
  5. 삭제
  6. 연성(flexible) 절연층의 일면에 회로패턴을 형성하여 연성 회로기판을 준비하는 단계,
    상기 연성 회로 기판의 일면에 와이어 본딩용 도금층을 형성하는 단계,
    상기 연성 회로 기판의 타면에 접착층을 형성하는 단계,
    상기 연성 회로기판을 관통하는 캐비티를 형성하는 단계,
    금속 기판의 일면에 산화방지층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 산화방지층이 형성된 금속기판에 상기 캐비티가 형성된 연성 회로기판의 접착층을 접착하는 단계를 포함하고,
    상기 산화방지층은 니켈층과 골드층이 순서대로 형성된 2층 구조이고,
    상기 도금층은 니켈층, 팔라듐층, 골드층이 순서대로 형성된 3층 구조인 발광소자용 인쇄회로기판의 제조 방법.
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