KR102176472B1 - 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 발광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명이 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판은, 금속기판, 상기 금속기판의 일부 영역 상에 배치되는 절연층, 그리고 상기 절연층 상에 형성되는 회로패턴을 포함할 수 있다.

Description

인쇄회로기판 및 이를 포함하는 발광장치{PRINTED CIRCUIT BOARD AND luminous device INCLUDING THE SAME}
본 발명은 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 발광장치에 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.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방열 성능이 향상된 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 발광장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판은, 금속기판, 상기 금속기판의 일부 영역 상에 배치되는 절연층, 그리고 상기 절연층 상에 형성되는 회로패턴을 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 상기 금속기판과 상기 절연층 사이에 배치되는 산화층을 더 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 상기 금속기판 상에 배치되는 산화층을 더 포함하며, 상기 산화층과 상기 절연층은 상기 금속기판의 서로 다른 영역 상에 배치될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 절연층은 상기 산화층보다 너비가 작게 형성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 절연층은 상기 산화층보다 너비가 작게 형성된 이후에 상기 산화층 상에 결합될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 절연층은 상기 산화층 상에 결합된 이후에 일부 영역이 절단될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 절연층은 가경화 상태로 상기 산화층 상에 배치되며, 경화되어 상기 산화층 상에 결합될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 절연층은 열전도성 접착제에 의해 상기 산화층 상에 결합될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 절연층은 상기 산화층보다 너비가 작게 형성된 이후에 상기 산화층 상에 결합될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 절연층은 상기 회로패턴의 외곽으로부터 100um 이상 크게 형성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 금속기판은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 산화층은 산화알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판에서, 상기 절연층 상에는 발광소자 패키지가 칩온보드(Chip On Board) 방식으로 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발광장치에 있어서, 금속기판, 상기 금속기판의 일부 영역 상에 배치되는 절연층, 상기 절연층 상에 형성되는 회로패턴, 그리고 상기 절연층 상에 실장되는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 알루미늄 금속기판 상에 산화층을 형성하여 방사율을 높이고, 절연층의 불필요한 부분을 제거하여 산화층의 일부를 외부로 노출시킴으로써, 방열 성능이 향상된 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 발광소자를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판에서 절연패턴이 형성되는 예들을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판이 적용되는 헤드램프를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 발광장치를 도시한 단면도로서, 금속기판과 절연층 사이에 산화층이 생략된 경우를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 발광장치를 도시한 단면도이다.
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.
아래에서는 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 발광소자 모듈 및 발광소자 모듈을 구성하는 회로기판의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 모듈 및 발광소자 모듈을 구성하는 회로기판의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 발광장치를 도시한 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판에서 절연패턴이 형성되는 예들을 도시한 것이다.
도 1 및 2를 참조하면, 인쇄회로기판(100)은 금속기판(110), 산화층(120), 절연층(130), 회로패턴(140), 보호층(150) 등을 포함할 수 있다.
금속기판(110)은 발광소자 패키지(200)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열 기판으로 동작한다. 금속기판(110)은 발광소자 패키지(200)에서 발생하는 열을 외부로 효율적으로 방출하기 위해, 금속 재질로 마련될 수 있다.
예를 들어, 금속기판(110)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.
금속기판(110) 상에는 산화층(120)이 형성될 수 있다.
산화층(120)은 절연층(130)과는 성질이 다른 계면 절연막으로서, 절연층(130)에 비해 방열 성능이 향상된 재질로 마련될 수 있다.
예를 들어, 산화층(120)은 산화알루미늄인 알루미나(Al2O3)로 형성될 수 있다.
산화층(120)은 금속기판(110)의 표면을 양극산화(anodizing)처리하여 형성될 수 있다.
산화층(120)은 절연층(130)보다는 상대적으로 높은 열전도도를 가지나, 금속기판(110)에 비해서는 상대적으로 열전도도가 낮은 특성이 있다. 따라서, 산화층(120)의 두께가 너무 두꺼울 경우, 인쇄회로기판(100)의 방열 성능은 저하될 수 있다.
산화층(120)의 두께는 인쇄회로기판(100)이 적용되는 제품에 따라서 다르게 설계될 수 있다.
이로 한정되는 것은 아니나, 산화층(120)의 두께는 35um 내지 100um를 만족할 수 있다. 산화층(120)은 산화 공정 상의 특성 상 35um보다 얇은 두께로 형성되는 것이 어렵다. 또한, 산화층(120)의 두께가 100um보다 두꺼울 경우 산화층(120)의 낮은 열전도도로 인해 인쇄회로기판(100)의 방열 성능이 저하될 수 있다.
산화층(120) 상에는 절연층(130)이 형성될 수 있다.
절연층(130)은 금속기판(110)과 회로패턴(140)이 전기적으로 연결되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
절연층(130)은 발광소자 패키지(200)에서 발생하는 열을 금속기판(110)으로 전달하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 절연층(130)은 열전도성 복합체로 형성될 수 있다.
절연층(130)은 레진, 에폭시, 폴리에스테르(polyester) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지 등으로 형성될 수 있다.
절연층(130)은 산화층(120)의 일부 형성 영역 상에만 형성될 수 있다. 즉, 절연층(130)은 금속기판(110) 및 산화층(120)에 비해 형성 영역이 작을 수 있다.
따라서, 절연층(130)은 산화층(120)의 일부 영역 상에만 배치되며, 산화층(120)의 일부 영역이 외부로 노출될 수 있다. 예를 들어, 절연층(130)은 산화층(120)의 가장자리 일부 영역이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다.
산화층(120)에서 외부로 노출되는 영역은, 높은 방사율과 대류 효과의 증가로 인쇄회로기판(100)의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
절연층(130)의 형성 영역이 작을수록 산화층(120)이 외부로 노출되는 영역이 증가할 수 있다. 따라서, 금속기판(110)의 방사율이 증가하고, 이로 인해 인쇄회로기판(100)의 방열성능 또한 증가하게 된다.
반면에, 절연층(130) 형성 영역이 너무 작은 경우, 회로패턴(140)이 절연층(130) 외부로 노출되어 절연 성능이 떨어질 수 있다. 따라서, 절연층(130)은 산화층(120)의 일부 영역이 외부로 노출되도록 산화층(120)의 형성 영역보다 작게 형성되나, 회로패턴(140)이 금속기판(110)과 효과적으로 절연되도록 회로패턴(140) 전체를 커버하도록 형성될 수 있다. 즉, 산화층(120) 상에서 회로패턴(140)의 내전압 및 절연을 유지하기 위한 최소한의 영역 상에 절연층(130)을 형성하고, 나머지 영역에 대해서는 절연층(130)을 제거할 수 있다.
따라서, 절연층(130)은 회로패턴(140)의 형상에 대응하여 형성되는 절연패턴을 형성되며, 절연패턴은 회로패턴(140)에 따라서 그 형성 면적이 다르게 설계될 수 있다.
이로 한정되는 것은 아니나, 절연층(130)의 절연패턴은 회로패턴(140)의 에지(edge)를 기준으로 회로패턴(140)의 외곽방향으로100um 내지 1mm 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 회로패턴(140)의 에지와, 이로부터 연장되는 절연층(130)의 에지 간의 거리가 100um 내지 1mm를 만족하며, 절연패턴의 형성 폭은 회로패턴(140)의 폭보다 200um 내지 2mm 더 넓게 형성될 수 있다. 회로패턴(140)은 그 특성을 만족하기 위해서는, 0.8mm 내지 1.6mm의 폭으로 설계될 필요가 있다. 절연층(130)은 도 3에 도시된 바와 같이, 회로패턴(140)의 폭, 절연층 제거 방법, 절연층(130)과 회로패턴(140)의 에지 간 거리에 따라서 그 형성 영역이 달라질 수 있다. 예를 들어, 절연층(130)의 형성 영역은 금속기판(110)의 전체면적 대비 16% 내지 70%를 만족할 수 있다.
도 3은 회로패턴(140)의 예들을 도시한 것이다.
도 3의 (a)에서 회로패턴(140)의 평균 폭은 0.8mm로, 회로패턴(140)은 그 형성 면적이 금속기판(110)의 전체 면적 대비 15%를 만족한다. 이 경우, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 회로패턴(140)의 에지를 기준으로 절연패턴(130)을 형성하는 경우, 절연패턴(130)의 형성 면적은 회로패턴(140)과 절연층(130)의 에지간 거리에 따라서 금속기판(110)의 전체 면적 대비 16% 내지 30%를 만족할 수 있다. 이에 따라, 외부로 노출되는 산화층(120)의 면적은 금속기판(110)의 전체 면적 대비 70% 내지 84%를 만족한다.
도 3의 (b)에서 회로패턴(140)의 평균 폭은 1.6mm로, 회로패턴(140)은 그 형성 면적이 금속기판(110)의 전체 면적 대비 32%를 만족한다. 이 경우, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 회로패턴(140)의 에지를 기준으로 절연패턴(130)을 형성하는 경우, 절연패턴(130)의 형성 면적은 회로패턴(140)과 절연층(130)의 에지간 거리에 따라서 금속기판(110)의 전체 면적 대비 34% 내지 52%를 만족할 수 있다. 이에 따라, 외부로 노출되는 산화층(120)의 면적은 금속기판(110)의 전체 면적 대비 48% 내지 66%를 만족한다.
도 3의 (c)에서 회로패턴(140)의 평균 폭은 1.6mm로, 회로패턴(140)은 그 형성 면적이 금속기판(110)의 전체 면적 대비 32%를 만족한다. 이 경우, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 회로패턴(140)의 형성 영역을 둘러싸는 금속기판(110)의 가장자리의 절연층을 제거하여 절연패턴(130)을 형성하는 경우, 절연패턴(130)의 형성 면적은 회로패턴(140)과 절연층(130)의 에지간 거리에 따라서 금속기판(110)의 전체 면적 대비 34% 내지 70% 이하를 만족할 수 있다. 따라서, 외부로 노출되는 산화층(120)의 면적은 금속기판(110)의 전체 면적 대비 30% 내지 66%를 만족한다. 절연층(130)은 회로패턴(140)의 내전압 특성을 만족하도록 그 두께가 설계될 수 있다. 한편, 절연층(130)은 금속기판(110) 및 산화층(120)에 비해 열전도도가 낮으므로, 방열 성능을 위해 그 두께가 제한될 수도 있다.
절연층(130)의 두께는 인쇄회로기판(100)이 적용되는 제품에 따라서 다르게 설계될 수 있다.
이로 한정되는 것은 아니나, 절연층(130)의 두께는 75um 내지 200um를 만족할 수 있다. 절연층(130)의 두께가 75um보다 얇을 경우, 절연층(130)은 회로패턴(140)의 내전압 특성을 확보하기 어려운 문제가 있다. 반면에, 절연층(130)의 두께가 200um보다 두꺼울 경우 절연층(130)에 의한 열저항이 증가하여 인쇄회로기판(100)의 방열 성능이 저하될 수 있다.
절연층(130) 상에는 회로패턴(140)이 배치될 수 있다.
회로패턴(140)은 절연층(130) 형성 영역의 일부 영역에만 형성될 수 있다.
회로패턴(140)은 전도성을 가지는 금속 재질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 회로패턴(140)은 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 구리 합금으로 형성될 수 있다.
회로패턴(140) 상에는 보호층(150)이 형성될 수 있다. 보호층(150)은 인쇄회로기판(100)에 대한 전기적 절연 및 전기적/물리적 충격 완화 기능을 수행한다.
보호층(160)은 솔더 레지스트(Solder Resist), 커버레이(coverlay) 등을 이용하여 형성된다.
발광소자 패키지(200)는 세라믹 기판이 생략된 칩온보드(Chip On Board, COB) 방식으로 인쇄회로기판(100) 상에 탑재될 수 있다.
발광소자 패키지(200)는 전도성 접착제(300)를 매개체로 인쇄회로기판(100)의 절연층(130) 상에 직접 실장된다. 또한, 발광소자 패키지(200)의 애노드(anode) 및 캐소드(cathode) 단자에 연결되는 각 와이어는 회로패턴(140)에 전기적으로 연결된다.
전도성 접착제(300)는 전기 전도성을 가진 접착제로서, 금속 페이스트 등이 사용된다.
한편, 도 2에서는 절연층(130) 상에 하나의 발광소자 패키지(200)가 실장되는 경우를 도시하였으나, 본 발명의 실시예는 이로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시 예에서는 절연층(130) 상에 복수의 발광소자 패키지(200)가 결합될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 금속기판(110)의 일면을 양극산화처리하여 산화층(120)을 형성한다(S101).
또한, 절연층(130) 상에 회로패턴(140)을 형성한다(S102).
상기 S102 단계에서, 타발 공정 등에 의해 회로패턴(140)에 대응하는 형상으로 절단될 수 있다.
다음으로, 절연층(130)을 산화층(120)의 일부 영역 상에 접합한다(S103).
상기 S103 단계에서, 절연층(130)은 가경화 상태에서 산화층(120)의 일부 영역 상에 배치된 이후, 압축 등을 완전히 경화되어 산화층(120)에 접합될 수 있다.
상기 S103 단계에서, 절연층(130)은 열전도성 접착제에 의해 산화층(120)에 접합될 수도 있다.
한편, 전술한 도 3에서는 절연층(130)이 산화층(120)에 접합되기 이전에 타발 등으로 산화층(120)을 절연층(130)보다 작게 절단하여 산화층(120)의 일부를 외부로 드러내는 방법을 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 산화층(120) 상에 절연층(130)을 형성한 이후에, 절연층(130)의 불필요한 외곽 부분을 절단하여 산화층(120)의 일부를 외부로 드러낼 수도 있다. 이 경우, 절연층(130)은 산화층(120) 상에 결합된 이후에, 레이저 장비를 이용한 절단 공정, 컴퓨터 수치 제어(Computerized Numerical Control, CNC) 밀링(milling) 공정 등을 통해 불필요한 외곽 부분이 절단될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에서는 하나의 인쇄회로기판(100)에, 하나의 발광 소자 패키지(200)가 배치되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하나의 인쇄회로기판(100)에 복수의 발광 소자 패키지(200)가 배치될 수 있다.
전술한 구조의 발광 장치는 차량용 헤드램프, 표시장치의 백라이트 유닛, 가정용 조명장치 등에 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 장치가 적용되는 차량용 헤드램프를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드램프(10)는 광원부(11), 반사부(12), 하우징(13), 렌즈부(14) 등을 포함할 수 있다.
광원부(11)는 도 2를 참조하여 설명한 발광 장치에 대응하며, 하우징(13)의 내측에 배치된다.
광원부(11)는 인쇄회로기판(100)과 인쇄회로기판(100) 상에 배치되는 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(100)은 금속기판(110), 금속기판(110) 상에 배치되는 산화층(120), 산화층(120) 상에 배치되는 절연층(130), 절연층(130) 상에 배치되는 회로패턴(140), 회로패턴(140) 상에 배치되는 보호층(150) 등을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(100)에서 절연층(130)은 산화층(120)의 일부 영역 상에만 형성되어, 산화층(120)의 일부 영역이 외부로 노출될 수 있다. 이에 따라, 산화층(120)에 의한 방사율이 향상되어 인쇄회로기판(100)의 방열 성능이 향상될 수 있다.
한편, 절연층(130)은 산화층(120)의 형성 영역보다 작게 형성되나, 회로패턴(140)의 절연을 유지하기 위해 회로패턴(140)의 형성 영역보다는 크게 형성될 수 있다. 이로 한정되는 것은 아니나, 절연층(130)은 회로패턴(140)의 외곽보다 100um 이상 회로패턴(140)의 외곽 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
반사부(12)는 광원부(11)에서 조사되는 광을 반사하는 기능을 수행한다.
한편, 도 4에서는 저면에 광원부(11)가 배치되는 컵 형상으로 반사부(12)를 도시하였으나, 반사부(12)의 형상은 이로 한정되지 않는다. 반사부(12)는 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
하우징(13)은 차체(미도시)에 결합하며, 내측에 광원부(11)와 반사부(12)를 수용할 수 있다.
하우징(13)은 광원부(11)에서 출사되는 광을 하우징(13) 외측으로 조사할 수 있도록 일측이 개방된 형상이며, 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
렌즈부(14)는 하우징(13)의 개방된 일측에 배치되며, 광원부(11)에서 출사된 광을 헤드램프(10) 외부로 방출하는 기능을 수행한다.
광원부(11)에서 출사된 광은 직접 또는 반사부(12)에 의해 반사되어 렌즈부(14)로 조사되며, 렌즈부(14)는 이를 투과시켜 헤드램프(10) 외부로 방출하는 기능을 수행한다.
이를 위해, 렌즈부(14)는 광을 투과시키는 투명한 유리 또는 플라스틱 재질로 마련될 수 있다.
한편, 렌즈부(14)는 하우징(13)의 개방된 일측을 막도록 하우징(13)과 결합하여 하우징(13) 내부의 광원부(11)와 반사부(12)를 보호할 수 있다. 또한, 하우징(110)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 구조의 헤드램프(10)는 차량(미도시)에 장착되어, 차량(10)의 전방 또는 후방으로 광을 조사하는 기능을 수행한다.
일반적으로, 산화층이 형성된 알루미늄 금속기판은 구리 기판에 비해 방사계수가 높다. 즉, 외부로 노출되었을 때 외부로 열을 방사하는 성능이 구리 기판에 비해 뛰어나다.
본 발명의 일 실시 예에서는, 알루미늄 금속기판 상에 산화층을 형성하여 방사율을 높이고, 절연층의 불필요한 부분을 제거하여 산화층의 일부를 외부로 노출시킴으로써, 방열성능이 향상된 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에서는 금속기판과 절연층 사이에 산화층이 형성되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이로 한정되지 않는다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 금속기판과 절연층 사이에 산화층이 생략될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 발광장치를 도시한 단면도로서, 금속기판과 절연층 사이에 산화층이 생략된 경우를 도시한 것이다.
도 6 및 7을 참조하면, 인쇄회로기판(500)은 금속기판(510), 절연층(530), 회로패턴(540), 보호층(550) 등을 포함할 수 있다.
금속기판(510) 상에는 절연층(530)이 배치되며, 산화층(미도시)이 생략될 수 있다.
또한, 절연층(530)은 전술한 본 발명의 일 실시 예에서와 같이, 금속기판(510)의 일부 영역 상에만 형성될 수 있다. 즉, 절연층(530)은 금속기판(510)에서 회로패턴(540)이 배치되는 일부 영역 상에만 형성되어, 그 형성 면적이 금속기판(510)의 전체면적보다 작을 수 있다. 따라서, 금속기판(510)에서 절연층(530)이 형성되지 않은 일부 영역이 외부로 노출될 수 있다. 금속기판(510)에서 외부로 노출되는 영역은, 높은 방사율과 대류 효과의 증가로 인쇄회로기판(500)의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
이로 한정되는 것은 아니나, 절연층(530) 은 회로패턴(540)의 에지를 기준으로 회로패턴(540)의 외곽방향으로100um 내지 1mm 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 절연층(530)의 형성 영역은 금속기판(510)의 전체면적 대비 16% 내지 70%를 만족할 수 있다.
전술한 구조의 인쇄회로기판(500)은 발광소자 패키지(200)와 결합하여 발광장치를 구성할 수 있다. 발광소자 패키지(200)는 전도성 접착제(300)를 매개체로 인쇄회로기판(500)의 절연층(530) 상에 직접 실장될 수 있다.
산화층이 제거되더라도 알루미늄 금속기판은 구리 기판에 비해 방사계수가 높다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에서는 알루미늄 금속기판 상에서 절연층의 불필요한 부분을 제거하여 금속기판의 일부를 외부로 노출시킴으로써, 방열성능이 향상된 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 금속기판에서 절연층이 제거된 영역에 산화층이 형성될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 발광장치를 도시한 단면도로서, 금속기판에서 절연층이 생략된 영역에 산화층이 형성되는 경우를 도시한 것이다.
도 8 및 9를 참조하면, 인쇄회로기판(600)은 금속기판(610), 산화층(620), 절연층(630), 회로패턴(640), 보호층(650) 등을 포함할 수 있다.
금속기판(610) 상에는 산화층(620)과 절연층(630)이 배치될 수 있다.
절연층(630)은 전술한 본 발명의 일 실시 예에서와 같이, 금속기판(610)의 일부 영역 상에만 형성될 수 있다. 즉, 절연층(630)은 금속기판(610)에서 회로패턴(640)이 배치되는 일부 영역 상에만 형성되어, 그 형성 면적이 금속기판(610)의 전체면적보다 작을 수 있다.
금속기판(610)에서 절연층(630)이 형성되지 않은 영역에는 산화층(620)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 산화층(620)은 외부로 노출된다.
금속기판(610)에서 산화층(620)이 형성된 영역은, 절연층(630)이 제거된 영역으로 높은 방사율과 대류 효과의 증가로 인쇄회로기판(600)의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
이로 한정되는 것은 아니나, 절연층(630) 은 회로패턴(640)의 에지를 기준으로 회로패턴(640)의 외곽방향으로100um 내지 1mm 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 절연층(630)의 형성 영역은 금속기판(610)의 전체면적 대비 16% 내지 70%를 만족할 수 있다. 또한, 산화층(620)의 형성 영역은 금속기판(610)의 전체면적 대비 30% 내지 84%를 만족할 수 있다.
전술한 구조의 인쇄회로기판(600)은 발광소자 패키지(200)와 결합하여 발광장치를 구성할 수 있다. 발광소자 패키지(200)는 전도성 접착제(300)를 매개체로 인쇄회로기판(600)의 절연층(630) 상에 직접 실장될 수 있다.
일반적으로, 산화층이 형성된 알루미늄 금속기판은 구리 기판에 비해 방사계수가 높다. 즉, 외부로 노출되었을 때 외부로 열을 방사하는 성능이 구리 기판에 비해 뛰어나다.
본 발명의 일 실시 예에서는, 절연층의 형성면적을 최소화하고 절연층이 형성되지 않은 영역에 산화층을 형성하여 방사율을 높임으로써, 방열성능이 향상된 인쇄회로기판을 제공할 수 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.
100: 인쇄회로기판 110: 금속기판
120: 산화층 130: 절연층
140: 회로패턴 150: 보호층
200: 발광소자 패키지

Claims (16)

  1. 금속기판,
    상기 금속기판 상에 배치된 절연층, 그리고
    상기 절연층 상에 형성된 회로패턴을 포함하며,
    상기 금속기판은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 금속기판의 전체면적 대비 16% 내지 70%를 만족하도록 상기 제2 영역의 내측에 형성되며,
    상기 절연층 및 상기 회로패턴은 상기 제1 영역 상에 배치되고,
    상기 절연층의 측면 및 상기 회로패턴의 측면은 상기 제2 영역을 향하여 노출된 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속기판과 상기 절연층 사이에 배치되는 산화층을 더 포함하는 인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속기판 상에 배치되는 산화층을 더 포함하고,
    상기 산화층과 상기 절연층은 상기 금속기판 상에서 서로 다른 영역에 배치되는 인쇄회로기판.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 회로패턴 전체를 커버하는 절연패턴을 포함하고, 상기 절연패턴의 폭은 상기 회로패턴의 폭보다 넓은 인쇄회로기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 회로패턴의 에지(edge)를 기준으로 100um 내지 1mm 이상 연장되어 형성되는 인쇄회로기판.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 75um 내지 200um인 인쇄회로기판.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 금속기판은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되는 인쇄회로기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 산화층은 산화알루미늄을 포함하는 인쇄회로기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 산화층의 두께는 35um 내지 100um인 인쇄회로기판.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 상에는 전도성 접착제를 매개체로 발광 소자 패키지가 직접 실장되는 인쇄회로기판.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 절연층을 상기 산화층 상에 결합하는 열전도성 접착제를 더 포함하는 인쇄회로기판.
  14. 금속기판, 상기 금속기판 상에 배치된 절연층 및 상기 절연층 상에 형성된 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판, 그리고
    상기 절연층 상에 배치되는 발광소자 패키지를 포함하며,
    상기 금속기판은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 금속기판의 전체면적 대비 16% 내지 70%를 만족하도록 상기 제2 영역의 내측에 형성되며,
    상기 절연층 및 상기 회로패턴은 상기 제1 영역 상에 배치되고,
    상기 절연층의 측면 및 상기 회로패턴의 측면은 상기 제2 영역을 향하여 노출된 발광장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 금속기판과 상기 절연층 사이에 배치되는 산화층을 더 포함하는 발광장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 금속기판 상에 배치되는 산화층을 더 포함하고,
    상기 산화층과 상기 절연층은 상기 금속기판 상에서 서로 다른 영역에 배치되는 발광장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1185498C (zh) 1998-02-12 2005-01-19 罗姆股份有限公司 测定半导体器件用的电路板
CN101079459A (zh) * 2006-05-23 2007-11-28 台达电子工业股份有限公司 发光装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101124102B1 (ko) * 2009-08-24 2012-03-21 삼성전기주식회사 발광 소자 패키지용 기판 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지
KR101075738B1 (ko) * 2009-10-29 2011-10-26 삼성전기주식회사 방열 구조물 및 그 제조 방법
KR101237685B1 (ko) * 2011-03-29 2013-02-26 삼성전기주식회사 방열 기판 및 그 제조방법
KR20130015482A (ko) * 2011-08-03 2013-02-14 주식회사 두성에이텍 발광 다이오드 패키지 및 그의 제조 방법
KR101241447B1 (ko) * 2011-08-03 2013-03-11 장종진 발광 다이오드 패키지 및 그의 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1185498C (zh) 1998-02-12 2005-01-19 罗姆股份有限公司 测定半导体器件用的电路板
CN101079459A (zh) * 2006-05-23 2007-11-28 台达电子工业股份有限公司 发光装置

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