KR102177502B1 - 전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법 - Google Patents

전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 컨포멀, 열전도 및 정전기 보호 기능을 가질 뿐만 아니라 경화 시간이 60초 이내인 전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 모노머 및 올리고머로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택된 베이스 수지; 열 개시제; 및 광 개시제로 이루어진 전자 소자 보호용 통합 실리콘을 개시한다. 또한, 본 발명은 절연층 위에 다수의 회로패턴이 형성된 인쇄회로기판; 및, 회로패턴에 솔더에 의해 전기적으로 접속된 다수의 전자 소자를 포함하고, 회로패턴, 솔더 및 전자 소자 중 적어도 하나에 코팅되어 경화된 상술한 통합 실리콘로 이루어진 회로 모듈을 개시한다. 또한, 본 발명은 절연층 위에 다수의 회로패턴이 형성된 인쇄회로기판을 구비하고, 회로패턴에 다수의 전자 소자를 솔더로 전기적으로 연결하는 단계; 회로패턴, 솔더 및 전자 소자 중 적어도 하나에 에 상술한 통합 실리콘을 코팅하는 단계; 및 통합 실리콘을 광 및 열을 이용해 경화하는 단계로 이루어진 회로 모듈의 제조 방법을 개시한다.

Description

전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법{Integrated silicone for protecting electronic devices, circuit module using the same, and the method thereof}
본 발명의 일 실시예는 전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
실리콘(silicone)은 일반적 용도에서 특별한 용도에 이르기까지 거의 모든 산업 분야에서 사용되고 있다. 이러한 실리콘은 통상 내열성 및 내화학성이 우수하며, 또한 봉합(seal), 접착(adhere), 연결(connect), 소포(control foam) 등의 특징을 갖는다.
일반적으로, 종래에는 회로 모듈 위에 실장된 다수의 전자 소자를 보호하기 위해, 서로 다른 종류의 실리콘이 서로 다른 공정에서 다수의 전자 소자 위에 코팅됨으로써, 코팅 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 회로 모듈이 각 공정으로 옮겨지기 위해 별도의 트레이 및 다수의 코팅 장비가 필요하다.
본 발명의 일 실시예는 컨포멀 기능, 방습 기능, 방진 기능, 열전도 기능 및 정전기 보호 기능을 가질 뿐만 아니라 경화 시간이 60초 이내인 전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘을 이용한 회로 모듈은 모노머 또는 올리고머를 포함하는 베이스 수지; 열 개시제; 및 광 개시제를 포함하는 전자 소자 보호용 통합 실리콘; 절연층 위에 다수의 회로패턴이 형성되고, 상기 회로패턴이 솔더 마스크 보호층으로 덮여 있는 인쇄회로기판; 및, 상기 회로패턴에 솔더에 의해 전기적으로 접속된 다수의 전자 소자를 포함하고, 상기 솔더 마스크 보호층을 통해 노출된 상기 회로패턴과, 상기 솔더와, 상기 전자 소자에 상기 전자 소자 보호용 통합 실리콘이 코팅되어 경화된 것일 수 있다.
상기 전자 소자 보호용 통합 실리콘은 정전기 보호용 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 전자 소자 보호용 통합 실리콘은 열전도성 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 전자 소자 보호용 통합 실리콘 중 상기 베이스 수지는 63 내지 68wt%일 수 있다.
상기 베이스 수지는 폴리우레탄 아크릴레이트(Polyurethane acrylate), 이소보닐 아크릴레이트(Isobonyl Acrylate), 모디파이드 아크릴라미드(Modified Acrylamide) 및 히드록시 에틸 메타크릴레이트(Hydroxy Ethyl Methacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 열 개시제는 실란 커플링 에이전트(Silane Coupling Agent)를 포함할 수 있다.
상기 전자 소자 보호용 통합 실리콘 중 상기 열 개시제는 4.5 내지 5.0wt%일 수 있다.
상기 전자 소자 보호용 통합 실리콘 중 상기 광 개시제는 9 내지 10wt%일 수 있다.
상기 정전기 보호용 필러는 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 알루미늄 히드록사이드(AlO), 틴디옥사이드(SnO2) 및 징크옥사이드(ZnO)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 열전도성 필러는 흄드 실리카(Fumed Silica), 마그네슘 옥사이드(MgO), 보론나이트라이드(BN) 및 알루미늄나이트라이드(AlN)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전자 소자 보호용 통합 실리콘은 정전기 보호용 필러 및 열전도성 필러를 더 포함하고, 상기 전자 소자 보호용 통합 실리콘중 상기 정전기 보호용 필러 및 열전도성 필러는 22 내지 23wt%일 수 있다.
삭제
상기 회로패턴에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 와이어를 더 포함하고, 상기 회로패턴과 상기 와이어의 연결 영역에 코팅된 고정용 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 와이어에 적어도 하나의 배터리 셀, 적어도 하나의 온도 센서, 또는 적어도 하나의 커넥터가 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전자 소자는 집적회로 반도체 패키지, 트랜지스터, 저항, 캐패시터, 양성온도소자 및 퓨즈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘을 이용한 회로 모듈의 제조 방법은 절연층 위에 다수의 회로패턴이 형성되고, 상기 회로패턴이 솔더 마스크 보호층으로 덮여 있는 인쇄회로기판을 구비하고, 상기 회로패턴에 다수의 전자 소자를 솔더를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계; 상기 솔더 마스크 보호층을 통해 노출된 상기 회로패턴, 상기 솔더 및 상기 전자 소자에 상기 통합 실리콘을 코팅하는 단계; 및 상기 통합 실리콘을 광 및 열을 이용해 경화하는 단계를 포함한다.
상기 광 및 열을 이용해 경화하는 단계는 상기 광의 파장이 300nm 내지 500nm로 제어되도록 하고, 상기 열에 의한 온도가 60℃ 내지 100℃로 제어되도록 할 수 있다.
상기 광 및 열을 이용해 경화하는 단계는 10초 내지 60초 동안 수행될 수 있다.
상기 전자 소자를 전기적으로 연결하는 단계에서 상기 전자 소자는 집적회로 반도체 패키지, 트랜지스터, 저항, 캐패시터, 양성온도소자 및 퓨즈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전자 소자를 전기적으로 연결하는 단계는 상기 회로패턴에 적어도 하나의 와이어를 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 광 및 열을 이용해 경화하는 단계 이전에 상기 회로패턴과 상기 와이어의 연결 영역에 고정용 에폭시 수지를 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 컨포멀 기능, 방습 기능, 방진 기능, 열전도 기능 및 정전기 보호 기능을 가질 뿐만 아니라 경화 시간이 60초 이내인 전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법을 제공한다.
일반적으로, 전자 소자 보호용 실리콘은 각각 전자 소자를 외부의 물리적, 화학적 환경으로부터 보호하기 위한 컨포멀 코팅용 실리콘, 전자 소자로의 습기 침투 방지를 위한 방습용 실리콘, 전자 소자로 진동이 전달되지 않도록 하는 방진용 실리콘, 전자 소자에 열을 전달하거나 또는 전자 소자로부터 열을 방출하기 위한 열전도용 실리콘, 전자 소자를 정전기로부터 보호하기 위한 정전기 보호용 실리콘 등을 포함한다.
따라서, 전자 소자를 보호하기 위해, 컨포멀 실리콘 코팅, 방습 실리콘 코팅, 방진 실리콘 코팅, 열전도 실리콘 코팅, 정전기 보호 실리콘 코팅이 순차적으로 진행되었다. 이때, 통상 컨포멀 실리콘, 방습 실리콘, 방진 실리콘, 열전도 실리콘, 정전기 보호 실리콘은 각각 대략 30분의 경화 시간을 가짐으로써, 종래에는 전체적으로 매우 긴 실리콘 경화 시간이 필요하였다.
그러나, 본 발명에서는 베이스 수지, 열 개시제 및 광 개시제로 이루어지거나, 경우에 따라 정전기 보호용 필러 및/또는 열전도성 필러를 더 포함하는 통합 실리콘이 이용됨으로써, 한번의 통합 실리콘 코팅으로 인해 회로 모듈이 컨포멀 기능, 방습 기능, 방진 기능, 열전도 기능 및 정전기 보호 기능을 갖게 되고, 더욱이 경화 시간이 대략 60초(경우에 따라 15초) 이내가 됨으로써 제조 시간이 상당히 단축된다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘이 코팅되어 경화된 회로 모듈의 일례를 도시한 평면도, 저면도 및 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘이 코팅되어 경화된 회로 모듈이 배터리 셀에 전기적으로 연결된 상태를 도시한 회로도의 일례이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘을 이용한 회로 모듈의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘을 이용한 회로 모듈의 제조 방법을 도시한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 전자 소자는 통상의 능동 소자, 수동 소자 뿐만 아니라, 회로 패턴, 납땜, 와이어 등을 포함할 수 있다. 더욱이, 본 명세서에서 사용되는 회로 모듈은 일반적으로 배터리 셀에 전기적으로 연결된 보호회로모듈을 포함하나, 이로 한정되지 않으며, 배터리 분야 외에 다른 분야의 회로 모듈일 수도 있다. 여기서, 배터리 셀에 보호회로모듈이 전기적으로 연결되면, 배터리 팩으로 지칭되기도 한다.
우선, 본 발명에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘은 베이스 수지, 열 개시제 및 광 개시제를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 통합 실리콘은 정전기 보호용 필러 및/또는 열전도성 필러를 더 포함할 수 있다.
베이스 수지는 모노머 및 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 좀더 구체적으로, 베이스 수지는 폴리우레탄 아크릴레이트(Polyurethane acrylate), 이소보닐 아크릴레이트(Isobonyl Acrylate), 모디파이드 아크릴라미드(Modified Acrylamide), 히드록시 에틸 메타크릴레이트(Hydroxy Ethyl Methacrylate) 및 그 등가물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다. 그러나, 본 발명에서 베이스 수지의 재질이 한정되지 않는다. 이러한 베이스 수지는 기본적으로 컨포멀 기능, 방습 기능 및 방진 기능을 갖는다.
또한, 베이스 수지는, 통합 실리콘을 100wt%로 가정할 경우, 63 내지 68wt%일 수 있다. 베이스 수지가 63wt%보다 작을 경우 통합 실리콘의 점도가 상대적으로 커서 통합 실리콘의 도포가 잘되지 않을 수 있고, 베이스 수지가 68wt%보다 클 경우 통합 실리콘의 점도가 상대적으로 작아서 원하지 않는 영역까지 통합 실리콘이 흘러갈 수 있다. 즉, 베이스 수지가 63 내지 68wt% 이외의 범위를 가질 경우, 통합 실리콘의 작업성이 저하된다.
열 개시제는 실란 커플링 에이전트(Silane Coupling Agent) 및 그 등가물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에서 열 개시제의 재질이 한정되지 않는다.
열 개시제는, 통합 실리콘을 100wt%로 가정할 경우, 4.5 내지 5.0wt%일 수 있다. 열 개시제가 4.5wt%보다 작을 경우 통합 실리콘의 열 경화시간이 상대적으로 오래 걸리고, 열 개시제가 5.0wt%보다 클 경우 통합 실리콘의 열 경화 시간 대비 열 개시제가 불필요하게 많아진다.
광 개시제는, 통합 실리콘을 100wt%로 가정할 경우, 9 내지 10wt%일 수 있다. 광 개시제가 9wt%보다 작을 경우 통합 실리콘의 광 경화시간이 상대적으로 오래 걸리고, 광 개시제가 10wt%보다 클 경우 통합 실리콘의 광 경화 시간 대비 광 개시제가 불필요하게 많아진다.
정전기 보호용 필러는 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 알루미늄 히드록사이드(AlO), 틴디옥사이드(SnO2), 징크옥사이드(ZnO) 및 그 등가물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에서 정전기 보호용 필러의 재질이 한정되지 않는다. 경우에 따라 하기할 열전도성 필러 역시 정전기 보호 역할을 할 수도 있다.
더불어, 열전도성 필러는 흄드 실리카(Fumed Silica), 마그네슘 옥사이드(MgO), 보론나이트라이드(BN), 알루미늄나이트라이드(AlN) 및 그 등가물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에서 열전도성 필러의 재질이 한정되지 않는다. 경우에 따라 상술한 정전기 보호용 필러 역시 열전도 역할을 할 수 있다.
한편, 정전기 보호용 필러 및 열전도성 필러는, 통합 실리콘을 100wt%로 가정할 경우, 22 내지 23wt%일 수 있다. 정전기 보호용 필러 및 열전도성 필러는 22wt%보다 작을 경우 통합 실리콘의 통합 실리콘의 점도가 상대적으로 작아서 원하지 않는 영역까지 통합 실리콘이 흘러갈 수 있고, 정전기 보호용 필러 및 열전도성 필러가 23wt%보다 클 경우 통합 실리콘의 점도가 상대적으로 커서 통합 실리콘의 도포가 잘되지 않을 수 있다. 즉, 정전기 보호용 필러 및 열전도성 필러가 22 내지 23wt% 이외의 범위를 가질 경우, 통합 실리콘의 작업성이 저하된다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘(130)이 코팅되어 경화된 회로 모듈(100)의 일례가 평면도, 저면도 및 부분 단면도로서 도시되어 있다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 모듈(100)은 인쇄회로기판(110), 다수의 전자 소자(120) 및 코팅되어 경화된 통합 실리콘(130)을 포함한다.
인쇄회로기판(110)은 절연층(111)을 중심으로 표면에 다수의 회로패턴(112)이 형성되어 있으며, 회로패턴(112)의 대부분은 솔더 마스크와 같은 보호층(113)으로 덮여 있다. 이러한 인쇄회로기판(110)은 경성 회로기판, 연성 회로기판 및 그 등가물 중 어느 하나를 포함한다.
다수의 전자 소자(120)는 인쇄회로기판(110)에 구비된 회로패턴(112)에 솔더(120a)를 통하여 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 전자 소자(120)는 집적회로 반도체 패키지(121), 트랜지스터(122a,122b), 저항(123), 커패시터(124), 양성온도소자(125), 온도 센서(126) 또는/및 퓨즈(127) 등을 포함한다. 여기서, 집적회로 반도체 패키지(121)는 마이크로 프로세서 유닛일 수 있으며, 트랜지스터(122a,122b)는 충전 제어 스위치 및 방전 제어 스위치일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 와이어(128a,128b,128c)가 인쇄회로기판(110)에 구비된 회로패턴(112)에 솔더(120a)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다. 일례로 와이어(128a)는 회로 모듈(100)과 배터리 셀(210)을 전기적으로 연결하는 리드 플레이트를 포함할 수 있다. 또한, 와이어(128b)는 배터리 팩(200)과 외부 셋트를 전기적으로 연결하는 커넥터(129)에 연결될 수 있다. 더불어, 와이어(128c)는 배터리 셀(210)의 온도 센싱을 위해 온도 센서(126)에 연결될 수 있다.
여기서, 이러한 회로모듈(100)은 본 발명의 이해를 위한 일례일 뿐이며, 도면에 도시된 회로모듈(100)로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
한편, 통합 실리콘(130)은 회로패턴(112), 솔더(120a) 및 전자 소자(120) 중 적어도 하나에 코팅되어 경화된다. 즉, 통합 실리콘(130)은 컨포멀, 방습, 방진, 열전도 및 정전기 방지 기능을 갖는다. 다르게 설명하면, 통합 실리콘(130)은 외부의 물리적, 화학적 환경으로부터 회로패턴(112), 솔더(120a) 또는/및 전자 소자(120) 등을 보호한다.
좀더 구체적으로, 통합 실리콘(130)은 전자 소자(120)로 수분이 침투하는 현상을 방지한다. 또한, 통합 실리콘(130)은 전자 소자(120)로 진동이 전달되는 현상을 방지한다. 또한, 통합 실리콘(130)은 전자 소자(120)(예를 들면, 집적회로 반도체 패키지(121), 트랜지스터(122a,122b))에서 발생하는 열이 외부로 신속히 방출되도록 한다. 또한, 통합 실리콘(130)은 배터리 셀(210) 또는 그 주변 온도가 전자 소자(120)(예를 들면, 양성온도소자(125))로 신속히 전달되도록 한다. 더욱이, 통합 실리콘(130)은 예를 들면 회로패턴(112), 솔더(120a) 및 전자 소자(120)로 정전기가 유입되지 않도록 한다. 또한, 이러한 통합 실리콘(130)은 내부의 필러 등의 영향으로 백색일 수 있다. 그러나, 이러한 색상으로 본 발명의 통합 실리콘(130)이 한정되지 않는다. 물론, 이러한 통합 실리콘(130)은 상술한 베이스 수지, 열 개시제, 광 개시제, 정전기 보호용 필러 및/또는 열전도성 필러를 포함한다.
더불어, 회로패턴(112)과 와이어(128a,128b,128c)의 연결 영역(예를 들면, 솔더(120a))에 고정용 에폭시 수지(140)가 더 코팅될 수 있다. 여기서, 고정용 에폭시 수지(140)는 내부 상태의 관찰이 가능하도록 투명할 수 있다. 그러나, 이러한 색상으로 본 발명의 통합 실리콘(130)이 한정되지 않는다. 이러한 고정용 에폭시 수지(140)는 강력한 접착력, 우수한 작업성 및 속경화 특징을 갖는 통상의 전자 부품 고정용 에폭시 수지일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘(130)이 코팅되어 경화된 회로 모듈(100)이 배터리 셀(210)에 전기적으로 연결된 상태의 회로도가 도시되어 있다.
상술한 바와 같이 배터리 팩(200)은 적어도 하나의 배터리 셀(210)과, 배터리 셀(210)의 과충전이나 과방전을 방지하도록 하는 보호회로모듈을 포함한다. 여기서, 보호회로모듈이 상술한 회로 모듈(100)일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 회로 모듈(100)은 배터리 셀(210)에 와이어(128a)(또는 리드 플레이트나 연성회로기판도 가능함)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 회로 모듈(100)은 커넥터(129)에 와이어(128b)를 통해 전기적으로 연결되며, 이러한 커넥터(129)는 외부 셋트 또는 충전기에 연결될 수 있다. 물론, 커넥터(129)는 와이어없이 인쇄회로기판(110)에 직접 실장될 수도 있다. 더불어, 회로 모듈(100)은 집적회로 반도체 패키지(121), 트랜지스터(122a,122b), 전류 센서(저항(123)), 양성온도소자(125), 온도 센서(126) 및 퓨즈(127) 등을 포함한다. 이러한 회로는 본 발명의 이해를 위한 일례일 뿐이며, 본 발명이 도 2에 도시된 회로로 한정되는 것은 아니다.
한편, 배터리 셀(210)은 통상의 각형 배터리, 원통형 배터리 또는 파우치형 배터리일 수 있으며, 본 발명에서 배터리의 종류가 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘(130)을 이용한 회로 모듈(100)의 제조 방법이 도시되어 있다. 여기서, 도 1a 내지 도 1c를 함께 참조한다.
본 발명에 따른 회로 모듈(100)의 제조 방법은 인쇄회로기판 구비 단계(S1), 통합 실리콘 코팅 단계(S2), 그리고 광 및 열 경화 단계(S4)를 포함한다. 또한, 본 발명은 와이어 고정용 에폭시 수지 코팅 단계(S3)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판 구비 단계(S1)에서는, 절연층(111) 위에 다수의 회로패턴(112)이 형성된 인쇄회로기판(110)이 구비되고, 회로패턴(112)에 다수의 전자 소자(120)가 솔더(120a)에 의해 전기적으로 연결된다. 여기서, 전자 소자(120)는 집적회로 반도체 패키지(121), 트랜지스터(122a,122b), 저항(123), 커패시터(124), 양성온도소자(125), 온도 센서(126), 퓨즈(127) 등일 수 있다. 또한, 이때 각종 와이어(128a,128b,128c)가 인쇄회로기판(110)에 솔더(120a)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다.
통합 실리콘 코팅 단계(S2)에서는, 회로패턴(112), 솔더(120a) 및/또는 전자 소자(120)에 통합 실리콘(130)이 코팅된다. 여기서, 통합 실리콘(130)은 상술한 바와 같이 컨포멀 기능, 방습 기능, 방진 기능, 열전도 기능 및 정전기 보호 기능을 갖는다. 따라서, 종래의 컨포멀 실리콘 코팅, 방습 실리콘 코팅, 방진 실리콘 코팅, 열전도성 실리콘 코팅 및 정전기 보호 실리콘 코팅과 같은 다수의 단계로 이루어진 코팅 공정이 본 발명에서 1단계 코팅 공정으로 완료된다.
더불어, 회로패턴(112)과 와이어(128a,128b,128c)의 연결 영역에도 고정용 에폭시 수지(140)가 더 코팅될 수 있다.(단계 S3) 여기서, 고정용 에폭시 수지(140)는 통상의 자외선 경화 수지일 수 있다.
광 및 열 경화 단계(S4)에서는, 통합 실리콘(130)이 광(예를 들면, 자외선) 및 열에 의해 경화된다. 물론, 고정용 에폭시 수지(140)도 광 경화된다.
이때, 광의 파장은 대략 300nm 내지 500nm로 제어되고, 열에 의한 온도는 대략 60℃ 내지 100℃로 제어되며, 또한, 광 및 열을 이용한 경화 단계는 대략 10초 내지 60초 동안 수행될 수 있다. 광의 파장이 300nm보다 작거나 500nm보다 클 경우 광 경화가 이루어지지 않는다. 또한, 온도가 60℃보다 작을 경우 열 경화가 이루어지지 않고, 또한 온도가 100℃보다 클 경우 전자 소자가 파손될 수 있다. 더불어, 경화 시간이 10초보다 작을 경우 광 경화 또는/및 열 경화가 제대로 이루어지지 않고, 시간이 60초보다 클 경우 불필요하게 경화 시간이 길어진다.
한편, 통합 실리콘(130)의 광 경화 시 그림자 영역에서 미경화 현상이 발생할 수 있으나, 상술한 바와 같이 광원(351)으로부터 발생하는 열에 의해 통합 실리콘(130)이 열 경화됨으로써, 통합 실리콘(130)의 전체적인 경화 시간이 짧고 경화 성능이 우수하다.
여기서, 모든 단계는 컨베이어 벨트(310) 위에서 수행될 수 있으며, 컨베이어 벨트(310)는 롤러(320)에 결합되어 일측 방향으로 회전한다. 더불어, 컨베이어 벨트(310) 위에 전자 소자(120)의 고정 및 솔더링 툴(330)이 위치되고, 또한 통합 실리콘(130)의 도포를 위한 실린더(340)가 위치된다. 더불어, 컨베이어 벨트(310) 위에 광 및 열 경화를 위해 광원(351) 및 배기팬(352)을 갖는 챔버(350)가 위치된다.
또한, 광 및 열 경화가 수행되는 챔버(350)의 내부 온도는 배기팬(352)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 기본적으로 광원(351)에 의해 주변 온도가 100℃보다 높게 상승할 수 있으나, 배기팬(352)의 제어에 의해 챔버(350)의 내부 온도가 60℃ 내지 100℃로 제어될 수 있다.
아래의 표 1은 고온 다습(High temperature and high humidity) 테스트 조건을 도시한 것이며, 이러한 고온 다습 테스트 조건하에서 본 발명이 적용된 회로 모듈의 전자 소자(즉, 집적회로 반도체 패키지, 회로 패턴, 솔더 등등)는 습기에 의해 부식되지 않음을 확인하였다.
조건
시간 습도 온도
소금물 2hr 5% 20℃
1번 제품 22hr 93% 40±2℃
2번 제품 54hr 85% 50℃
아래의 표 2는 정전기 테스트 조건을 도시한 것이며, 이러한 정전기 테스트 조건하에서 본 발명이 적용된 회로 모듈은 전기적으로 손상되지 않았다. 여기서, 종래 기술은 회로 모듈에 컨포멀 실리콘 코팅, 방습 실리콘 코팅, 방진 실리콘 코팅, 열전도 실리콘 코팅 및 정전기 보호 실리콘 코팅이 각각 이루어진 회로 모듈을 의미한다. 더불어, "접촉"은 전자 소자에 접촉된 상태로 정전기가 인가됨을 의미하고, "공기"는 전자 소자로부터 이격된 상태로 정전기가 인가됨을 의미한다.
　 -8kV -10kV -12kV -15kV -17kV -19kV
종래
기술		 접촉 Pass Pass Pass - - -
공기 - - - Pass Pass Pass
본
발명		 접촉 Pass Pass Pass - - -
공기 - - - Pass Pass Pass
아래 표 3은 본 발명이 적용된 회로 모듈 즉, 통합 실리콘에서 유해 물질의 검출 여부를 도시한 것이며, 표 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 통합 실리콘에서 유해 물질은 검출되지 않았다. 여기서, 유해 물질의 검출을 위해 XRF(X-Ray Flourescence Spectrometry)가 이용되었다.
리스트 Cd Pb Hg Cr Sb Br Cl
결과 Pass Pass Pass Pass Pass Pass Pass
아래의 표 4는 본 발명이 적용된 회로 모듈 중에서 와이어의 인장 강도 테스트 결과를 도시한 것이다. 통상 와이어 1개당 1kgf 이상의 인장 강도를 가지면 정상으로 본다.
제품 1 제품 2 제품 3 제품 4 제품 5
1선 2.44 2.55 2.59 2.59 2.68
3선 5.98 6.4 5.89 6.12 5.49
아래의 표 5는 본 발명에 따른 회로 모듈이 장착된 배터리 팩을 고온 다습(50℃, 85%RH, 48hrs) 환경에 적용하기 이전 및 이후의 전기적 기능을 테스트한 결과를 도시한 것이다. 일례로, 배터리 팩의 OCV, IR, 충전/방전, 통신, 외관 및 누전 상황은 고온 다습 환경에 적용하기 이전 및 이후에 있어 모두 정상으로 판정되었다. 여기서, OCV(open circuit voltage)는 배터리 셀로부터 외부로 전류가 흐르지 않는 상태에서의 배터리 셀 전압을 의미하고, IR은 배터리 셀의 내부 저항을 의미하며, 이러한 OCV/IR은 배터리 팩의 양/불 판정을 하는 주요 기준이다.
NO 테스트 이전 테스트 이후 결과
기능 외관 누전 기능 외관 누전
OCV IR 충전
방전		 통신 OCV IR 충전
방전		 통신
1 11.499 173.86 OK OK OK NO 11.498 177.36 OK OK OK NO OK
2 11.497 169.80 OK OK OK NO 11.494 170.20 OK OK OK NO OK
3 11.501 172.60 OK OK OK NO 11.500 172.47 OK OK OK NO OK
4 11.499 171.58 OK OK OK NO 11.498 169.81 OK OK OK NO OK
5 11.497 169.67 OK OK OK NO 11.497 169.29 OK OK OK NO OK
아래의 표 6은 본 발명에 따른 회로 모듈이 장착된 배터리 팩을 정전기 환경(접촉 -8kV, 공기 -15kV)에 적용하기 이전 및 이후의 전기적 기능을 테스트한 결과이다. 일례로, 배터리 팩의 OCV, IR, 충전/방전, 통신, 외관 및 누전 상황은 정전기 환경에 적용하기 이전 및 이후에 있어 모두 정상으로 판정되었다.
NO 테스트 이전 (+/-8KV) 접촉 +/-15KV(공기) 결과
기능 누전 기능 누전 누전
 누전
OCV IR 충전
방전		 통신 OCV IR 충전
방전		 통신 OCV IR 충전
방전		 통신
1 11.498 170.51 OK OK OK 11.499 171.79 OK OK OK 11.499 168.73 OK OK OK OK
2 11.496 169.03 OK OK OK 11.496 167.43 OK OK OK 11.496 168.36 OK OK OK OK
3 11.505 167.72 OK OK OK 11.503 166.67 OK OK OK 11.505 167.60 OK OK OK OK
4 11.497 173.10 OK OK OK 11.497 171.19 OK OK OK 11.498 170.30 OK OK OK OK
5 11.505 172.88 OK OK OK 11.506 170.22 OK OK OK 11.506 168.21 OK OK OK OK
이와 같이 하여, 본 발명의 일 실시예는 컨포멀 기능, 방습 기능, 방진 기능, 열전도 기능 및 정전기 보호 기능을 가질 뿐만 아니라 경화 시간이 60초 이내인 전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법을 제공한다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 모듈을 갖는 배터리 팩은 고온 다습 환경/정전기 환경 하에서도 정상적인 OCV, IR, 충전/방전, 통신, 외관을 가지며, 또한 누전이 발생하지 않는다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 실리콘은 회로 모듈(보호회로모듈) 및 이를 갖는 배터리 팩의 제조 시간을 극적으로 감소시키면서도, 고온 다습 환경/정전기 환경 하에서도 정상적인 전기적 성능을 보증하도록 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전자 소자 보호용 통합 실리콘, 이를 이용한 회로 모듈 및 이의 제조 방법를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 회로 모듈 110; 인쇄회로기판
111; 절연층 112; 회로패턴
113; 보호층 120; 전자 소자
120a; 솔더 121; 집적회로 반도체 패키지
122a, 122b; 트랜지스터 123; 저항
124; 커패시터 125; 양성온도소자
126; 온도 센서 127; 퓨즈
128a, 128b, 128b; 와이어 129; 커넥터
130; 통합 실리콘 140; 고정용 에폭시 수지
200; 배터리 팩 210; 배터리 셀

Claims (20)

  1. 전자 소자 보호용 실리콘;
    절연층 위에 다수의 회로패턴이 형성되고, 상기 회로패턴이 솔더 마스크 보호층으로 덮여 있는 인쇄회로기판; 및,
    상기 회로패턴에 솔더에 의해 전기적으로 접속된 다수의 전자 소자를 포함하고,
    상기 솔더 마스크 보호층을 통해 노출된 상기 회로패턴과, 상기 솔더와, 상기 전자 소자에 상기 전자 소자 보호용 실리콘이 코팅되어 경화되고,
    상기 전자 소자 보호용 실리콘은 정전기 보호용 필러 및 열전도성 필러를 더 포함하고, 상기 전자 소자 보호용 실리콘 중 상기 정전기 보호용 필러 및 열전도성 필러는 22 내지 23wt%인, 회로 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 소자 보호용 실리콘은 모노머 또는 올리고머를 포함하는 베이스 수지; 열 개시제; 및 광 개시제를 포함하는, 회로 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 소자 보호용 실리콘 중 상기 베이스 수지는 63 내지 68wt%인, 회로 모듈.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 폴리우레탄 아크릴레이트(Polyurethane acrylate), 이소보닐 아크릴레이트(Isobonyl Acrylate), 모디파이드 아크릴라미드(Modified Acrylamide) 및 히드록시 에틸 메타크릴레이트(Hydroxy Ethyl Methacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 회로 모듈.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 열 개시제는 실란 커플링 에이전트(Silane Coupling Agent)를 포함하는, 회로 모듈.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 소자 보호용 실리콘 중 상기 열 개시제는 4.5 내지 5.0wt%인, 회로 모듈.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 소자 보호용 실리콘 중 상기 광 개시제는 9 내지 10wt%인, 회로 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전기 보호용 필러는 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 알루미늄 히드록사이드(AlO), 틴디옥사이드(SnO2) 및 징크옥사이드(ZnO)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 회로 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 필러는 흄드 실리카(Fumed Silica), 마그네슘 옥사이드(MgO), 보론나이트라이드(BN) 및 알루미늄나이트라이드(AlN)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 회로 모듈.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로패턴에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 와이어를 더 포함하고,
    상기 회로패턴과 상기 와이어의 연결 영역에 코팅된 고정용 에폭시 수지를 더 포함하는, 회로 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 와이어에 적어도 하나의 배터리 셀, 적어도 하나의 온도 센서, 또는 적어도 하나의 커넥터가 전기적으로 연결되는, 회로 모듈.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 소자는 집적회로 반도체 패키지, 트랜지스터, 저항, 캐패시터, 양성온도소자 및 퓨즈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 회로 모듈.
  16. 절연층 위에 다수의 회로패턴이 형성되고, 상기 회로패턴이 솔더 마스크 보호층으로 덮여 있는 인쇄회로기판을 구비하고, 상기 회로패턴에 다수의 전자 소자를 솔더를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계;
    상기 솔더 마스크 보호층을 통해 노출된 상기 회로패턴, 상기 솔더 및 상기 전자 소자에 제1항에 기재된 실리콘을 코팅하는 단계; 및
    상기 실리콘을 광 및 열을 이용해 경화하는 단계를 포함하는, 회로 모듈의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 광 및 열을 이용해 경화하는 단계는 상기 광의 파장이 300nm 내지 500nm로 제어되도록 하고, 상기 열에 의한 온도가 60℃ 내지 100℃로 제어되도록 하는, 회로 모듈의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 광 및 열을 이용해 경화하는 단계는 10초 내지 60초 동안 수행되는, 회로 모듈의 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 전자 소자를 전기적으로 연결하는 단계에서 상기 전자 소자는 집적회로 반도체 패키지, 트랜지스터, 저항, 캐패시터, 양성온도소자 및 퓨즈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 회로 모듈의 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 전자 소자를 전기적으로 연결하는 단계는 상기 회로패턴에 적어도 하나의 와이어를 연결하는 단계를 더 포함하고,
    상기 광 및 열을 이용해 경화하는 단계 이전에 상기 회로패턴과 상기 와이어의 연결 영역에 고정용 에폭시 수지를 코팅하는 단계를 더 포함하는, 회로 모듈의 제조 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018111306A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Syed Taymur Ahmad Process for protecting an electronic device by selective deposition of polymer coatings
KR102032999B1 (ko) * 2017-02-28 2019-10-17 주식회사 유라코퍼레이션 프레임 조립체 및 이를 제조하기 위한 방법
JP6383885B2 (ja) * 2017-01-27 2018-08-29 モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 熱伝導性ポリオルガノシロキサン組成物
KR102186090B1 (ko) * 2017-06-15 2020-12-03 주식회사 엘지화학 부분 몰딩 처리된 기판과 부분 몰딩 장치 및 방법
KR102217451B1 (ko) * 2017-08-29 2021-02-22 주식회사 엘지화학 이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록
CN111816570A (zh) * 2019-07-05 2020-10-23 北京荷清柔创科技有限公司 柔性电子器件及其制备方法、制备装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010143379A1 (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 パナソニック株式会社 電子部品実装構造体の製造方法および電子部品実装構造体

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63230705A (ja) * 1987-03-19 1988-09-27 Toyobo Co Ltd 紫外線硬化型樹脂組成物
US5557142A (en) * 1991-02-04 1996-09-17 Motorola, Inc. Shielded semiconductor device package
US6099783A (en) * 1995-06-06 2000-08-08 Board Of Trustees Operating Michigan State University Photopolymerizable compositions for encapsulating microelectronic devices
ATE355323T1 (de) * 1999-12-07 2006-03-15 Univ Rice William M Orientierte nanofaser eingebunden in einer polymermatrix
JP4180844B2 (ja) 2002-06-06 2008-11-12 昭和電工株式会社 硬化性難燃組成物、その硬化物及びその製造方法
JP2004022524A (ja) 2002-06-20 2004-01-22 Sanyo Gs Soft Energy Co Ltd 電池および電池パック
JP2004247159A (ja) 2003-02-13 2004-09-02 Sanyo Gs Soft Energy Co Ltd 電池パックおよびその製造方法
JP3879682B2 (ja) * 2003-03-10 2007-02-14 株式会社デンソー 回路基板の製造方法
JP2004289070A (ja) * 2003-03-25 2004-10-14 Seiko Epson Corp 配線基板及びその製造方法、半導体装置、電子デバイス並びに電子機器
US7342311B2 (en) * 2004-09-13 2008-03-11 Lawrence Livermore National Security, Llc Electronic unit integrated into a flexible polymer body
KR100539473B1 (ko) 2005-11-24 2005-12-28 주식회사 파워로직스 이너팩 배터리의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된이너팩 배터리
KR101367040B1 (ko) * 2006-03-28 2014-02-24 파커-한니핀 코포레이션 분배성 경화 수지
JP2009102574A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Sekisui Chem Co Ltd 光半導体素子用硬化性組成物
US20100003431A1 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 John Raybuck Composite materials
JP5219872B2 (ja) * 2009-02-10 2013-06-26 旭化成ケミカルズ株式会社 変性樹脂組成物、その硬化物、及びそれらを含む封止材、並びに変性樹脂組成物の製造方法
KR101183184B1 (ko) * 2010-10-19 2012-09-14 엘지이노텍 주식회사 칩 온 필름 패키지 및 그 제조방법
WO2012067153A1 (ja) 2010-11-17 2012-05-24 横浜ゴム株式会社 シリコーン樹脂組成物、これを用いる、シリコーン樹脂含有構造体、光半導体素子封止体、シリコーン樹脂組成物の使用方法
JP2012111850A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Yokohama Rubber Co Ltd:The シリコーン樹脂組成物、ならびに、これを用いて得られるシリコーン樹脂含有構造体および光半導体素子封止体
KR20120057467A (ko) * 2010-11-26 2012-06-05 삼성전자주식회사 실리콘 변성 그룹을 갖는 감광성 폴리이미드, 이를 포함하는 접착 조성물 및 반도체 패키지

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010143379A1 (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 パナソニック株式会社 電子部品実装構造体の製造方法および電子部品実装構造体

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