KR102322226B1 - Heat radiating substrate structure by using metal ink and laser sintering process, electronic device comprising the same, and method of fabricating of the sames - Google Patents
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Abstract
방열 기판 구조체의 제조 방법이 제공된다. 상기 방열 기판 구조체의 제조 방법은, 베이스 기판을 준비하는 단계, 상기 베이스 기판 상에, 금속 잉크를 도포하여, 금속 잉크층을 형성하는 단계, 상기 금속 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 전도성 패턴을 갖는 상기 베이스 기판에 도금 공정을 수행하여, 상기 전도성 패턴 상에 도금 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a heat dissipation substrate structure is provided. The method for manufacturing the heat dissipation substrate structure includes preparing a base substrate, applying a metal ink on the base substrate to form a metal ink layer, and irradiating a laser to the metal ink layer to form a conductive pattern and performing a plating process on the base substrate having the conductive pattern to form a plating pattern on the conductive pattern.
Description
본 출원은 방열 기판 구조체, 및 그 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 금속 잉크 및 레이저 소결을 이용하여 제조된 방열 기판 구조체, 이를 포함하는 전자 소자, 및 이들의 제조 방법에 관련된 것이다.The present application relates to a heat dissipation substrate structure and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a heat dissipation substrate structure manufactured using metal ink and laser sintering, an electronic device including the same, and a manufacturing method thereof.
최근 자동차, 전기 전자 분야 등에서 사용되고 있는 전자 기기는 경량화, 박형화, 소형화, 다기능화가 추구되고 있다. 이러한 전자 소자가 고집적화 될수록 더욱 많은 열이 발생하는데, 이러한 방출 열은 소자의 기능을 저하시킬 뿐만 아니라 주변 소자의 오작동, 기판 열화 등의 원인이 되고 있어 방출 열을 제어하는 기술에 대해 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. Recently, electronic devices used in automobiles, electric and electronic fields, etc. are being pursued to be lightweight, thin, miniaturized, and multifunctional. As these electronic devices become highly integrated, more heat is generated, and the heat emitted not only degrades the device's function, but also causes malfunctions of peripheral devices and substrate deterioration. is being done
LED나 전자기기의 고출력화 고기능화가 급속히 진전되어 반도체소자의 발열량이 증가하는 중에 방열기술에 대해서 상당히 높은 관심이 집중되고 있다. 최근에는 경량화, 전기 절연, 디자인 자유도, 공수저감이라고 하는 기능을 방열과 동시에 만족이라고 하는 요구도 증가하고 있으며, 시장의 일부를 구성하고 있다.While the amount of heat generated by semiconductor devices is increasing due to the rapid development of high-output and high-functionality of LEDs and electronic devices, there is considerable interest in heat dissipation technology. In recent years, the demand for satisfying functions such as weight reduction, electrical insulation, design freedom, and man-hours reduction at the same time as heat dissipation is increasing, and it constitutes a part of the market.
일반적으로 방열판의 재질로서 금속, 주로 알루미늄을 이용하지만, 상기의 기능을 추가/부여할 수 있는 요구사항으로서 열 전도성수지로의 기대가 고조되고 있다. 수지의 열전도성을 향상시키는 수단으로서, 탄소섬유나 질화붕소(boron nitride) 등의 고열전도 필러(Filler)를 고충전하고, 수지복합재료의 열전도율을 향상시키는 방법이 취해지고 있다. In general, metal, mainly aluminum, is used as the material of the heat sink, but expectations for thermally conductive resin are rising as a requirement that can add/grant the above functions. As a means of improving the thermal conductivity of the resin, a method of improving the thermal conductivity of the resin composite material by highly filling a high thermal conductivity filler such as carbon fiber or boron nitride has been taken.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1238013(특허권자 네오마루 주식회사)에는 바인더 11.5 내지 20 중량부, 분산제 1.5 내지 15 중량부, 수평으로 배열된 복수개의 플레이크 타입의 전도성 세라믹스를 포함하는 필러 1.5 내지 17 중량부를 포함하며, 전체 두께가 20 내지 40㎛로 구성된 LED 조명용 방열 시트가 개시되어 있다. For example, Korean Patent No. 10-1238013 (Patent Holder Neomaru Co., Ltd.) discloses 11.5 to 20 parts by weight of a binder, 1.5 to 15 parts by weight of a dispersant, and 1.5 to 17 fillers including a plurality of flake-type conductive ceramics arranged horizontally. A heat dissipation sheet for LED lighting including parts by weight and having a total thickness of 20 to 40 μm is disclosed.
본 출원이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고효율의 방열 기판 구조체, 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present application is to provide a high-efficiency heat dissipation substrate structure, and a method for manufacturing the same.
본 출원이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 제조 공정이 간소한 방열 기판 구조체의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present application is to provide a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure having a simple manufacturing process.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 비용이 절감된 방열 기판 구조체의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present application is to provide a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure with reduced manufacturing cost.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고신뢰성의 방열 기판 구조체, 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present application is to provide a highly reliable heat dissipation substrate structure, and a method for manufacturing the same.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 금속 잉크 및 레이저 소결을 이용하여 방열 기판 구조체의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present application is to provide a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure using a metal ink and laser sintering.
본 출원이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 방열 기판 구조체를 포함하는 전자 소자, 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present application is to provide an electronic device including a heat dissipation substrate structure, and a method of manufacturing the same.
본 출원이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present application is not limited to the above.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 방열 기판 구조체의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present application provides a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure.
일 실시 예에 따르면, 상기 방열 기판 구조체의 제조 방법은, 베이스 기판을 준비하는 단계, 상기 베이스 기판 상에, 금속 잉크를 도포하여, 금속 잉크층을 형성하는 단계, 상기 금속 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 전도성 패턴을 갖는 상기 베이스 기판에 도금 공정을 수행하여, 상기 전도성 패턴 상에 도금 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing the heat dissipation substrate structure includes preparing a base substrate, applying a metal ink on the base substrate to form a metal ink layer, and irradiating a laser to the metal ink layer Thus, forming a conductive pattern, and performing a plating process on the base substrate having the conductive pattern, it may include the step of forming a plating pattern on the conductive pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 기판을 준비하는 단계는, 상기 베이스 기판을 표면 처리하여 다공성 절연막을 형성하는 것을 포함하고, 상기 금속 잉크층은 상기 다공성 절연막 상에 형성되는 것을 포함하고, 상기 방열 기판 구조체의 제조 방법은, 상기 금속 잉크층을 형성하기 전, 상기 다공성 절연막의 상부면에 텍스쳐링 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하되, 상기 금속 잉크층은 상기 텍스쳐링 패턴 상에 형성될 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the base substrate includes forming a porous insulating film by surface-treating the base substrate, and the metal ink layer is formed on the porous insulating film, the heat dissipation substrate The method of manufacturing the structure further includes, before forming the metal ink layer, forming a texturing pattern on an upper surface of the porous insulating film, wherein the metal ink layer may be formed on the texturing pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 기판은 알루미늄 기판이고, 상기 베이스 기판을 표면 처리하는 것은, 상기 베이스 기판을 양극 산화시키는 것을 포함하고, 상기 다공성 절연막은 알루미나(Al2O3)일 수 있다. According to an embodiment, the base substrate is an aluminum substrate, surface treatment of the base substrate may include anodizing the base substrate, and the porous insulating layer may be alumina (Al2O3).
일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 기판을 준비하는 단계는, 상기 베이스 기판을 표면 처리하여 다공성 절연막을 형성하는 것을 포함하고, 상기 금속 잉크는 스프레이 방법으로 도포되고, 상기 금속 잉크와 상기 다공성 절연막 사이의 표면 에너지 제어를 통해, 상기 금속 잉크가 상기 다공성 절연막의 기공 내에 상기 금속 잉크의 흡착 효율이 향상될 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the base substrate includes surface-treating the base substrate to form a porous insulating film, wherein the metal ink is applied by a spray method, and between the metal ink and the porous insulating film is formed. By controlling the surface energy, the absorption efficiency of the metal ink in the pores of the porous insulating film may be improved.
일 실시 예에 따르면, 상기 금속 잉크와 상기 다공성 절연막 사이의 표면 에너지를 제어하는 것은, 상기 다공성 절연막을 UV 및 오존 처리하거나, 대기압에서 산소 플라즈마 오존 처리하거나, 상기 금속 잉크의 표면 에너지 조절제를 사용하는 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, controlling the surface energy between the metallic ink and the porous insulating film may include UV and ozone treatment of the porous insulating film, oxygen plasma ozone treatment at atmospheric pressure, or using a surface energy modifier of the metallic ink. may include
일 실시 예에 따르면, 레이저가 조사된 상기 금속 잉크층의 일부분은 소결되고, 상기 전도성 패턴을 형성하는 단계는, 소결된 상기 금속 잉크층의 상기 일부분을 잔존시키고, 레이저가 조사되지 않아 소결되지 않은 상기 금속 잉크층의 나머지 부분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, a portion of the metal ink layer irradiated with a laser is sintered, and in the forming of the conductive pattern, the sintered portion of the metal ink layer remains, and is not sintered because the laser is not irradiated. It may include removing the remaining portion of the metal ink layer.
일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 기판은, 열전도성 폴리머, 세라믹 복합재료, 금속 및 고분자 복합 재료, 또는 무기물 필러 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the base substrate may include at least one of a thermally conductive polymer, a ceramic composite material, a metal and polymer composite material, and an inorganic filler.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 방열 기판 구조체를 포함하는 전자 소자의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present application provides a method of manufacturing an electronic device including a heat dissipation substrate structure.
일 실시 예에 따르면, 상기 방열 기판 구조체를 포함하는 전자 소자의 제조 방법은, 상술된 실시 예에 따라 상기 방열 기판 구조체를 제조 하는 단계, 및 상기 전도성 패턴을 갖는 상기 방열 기판 구조체 상에 전자 소자를 실장하여, 상기 전도성 패턴과 상기 전자 소자를 전기적으로 연결하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing an electronic device including the heat dissipation substrate structure includes manufacturing the heat dissipation substrate structure according to the above-described embodiment, and an electronic device on the heat dissipation substrate structure having the conductive pattern. It may include the step of electrically connecting the conductive pattern and the electronic device by mounting.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 방열 기판 구조체를 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present application provides a heat dissipation substrate structure.
일 실시 예에 따르면, 상기 방열 기판 구조체는, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상의 다공성 절연막, 상기 다공성 절연막 상의 전도성 패턴, 및 상기 전도성 패턴 상에 배치되고, 상기 전도성 패턴을 따라 제공되는 도금 패턴을 포함하되, 상기 전도성 패턴은, 상기 다공성 절연막보다, 높은 밀도 값을 가질 수 있다. According to an embodiment, the heat dissipation substrate structure includes a base substrate, a porous insulating film on the base substrate, a conductive pattern on the porous insulating film, and a plating pattern disposed on the conductive pattern and provided along the conductive pattern. , the conductive pattern may have a higher density value than that of the porous insulating layer.
일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 절연막은, 텍스쳐링 패턴을 갖고, 상기 전도성 패턴 및 상기 도금 패턴은, 상기 베이스 기판의 상기 다공성 절연막의 상기 텍스쳐링 패턴 상에 제공되고, 상기 도금 패턴은, 상기 전도성 패턴의 상부면 및 상기 전도성 패턴의 측벽을 덮을 수 있다. According to an embodiment, the porous insulating film has a texturing pattern, the conductive pattern and the plating pattern are provided on the texturing pattern of the porous insulating film of the base substrate, and the plating pattern is of the conductive pattern. The upper surface and the sidewall of the conductive pattern may be covered.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은 방열 기판 구조체를 포함하는 전자 소자를 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present application provides an electronic device including a heat dissipation substrate structure.
일 실시 예에 따르면, 상기 방열 기판 구조체를 포함하는 전자 소자는, 상술된 실시 예에 따른 상기 방열 기판 구조체, 및 상기 전도성 패턴 및 상기 도금 패턴을 갖는 상기 방열 기판 구조체 상에 실장되어, 상기 전도성 패턴 및 상기 도금 패턴과 전기적으로 연결된 전자 소자를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the electronic device including the heat dissipation substrate structure is mounted on the heat dissipation substrate structure according to the above-described embodiment, and the heat dissipation substrate structure having the conductive pattern and the plating pattern, the conductive pattern and an electronic device electrically connected to the plating pattern.
본 출원의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 제조 방법에 따르면, 베이스 기판 상에, 금속 잉크를 도포하여, 금속 잉크층을 형성하고, 상기 금속 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하고, 상기 전도성 패턴을 갖는 상기 베이스 기판에 도금 공정을 수행하여, 상기 전도성 패턴 상에 도금 패턴이 형성될 수 있다. 상기 도금 패턴은, 상기 전도성 패턴을 씨드층으로 이용한 도금 공정으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 방열 기판 구조체의 상기 베이스 기판 상에, 전자 소자와 전기적으로 연결되는 금속 패턴이, 간소한 공정으로 저렴하게 형성되는 것은 물론, 다양한 형태로 사용자의 요구에 따라서 형성될 수 있다. According to the method for manufacturing a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present application, a metal ink is applied on a base substrate to form a metal ink layer, and a laser is irradiated to the metal ink layer to form a conductive pattern, A plating pattern may be formed on the conductive pattern by performing a plating process on the base substrate having the conductive pattern. The plating pattern may be formed by a plating process using the conductive pattern as a seed layer. Accordingly, on the base substrate of the heat dissipation substrate structure, the metal pattern electrically connected to the electronic device may be formed inexpensively through a simple process, and may be formed in various forms according to the user's request.
상기 베이스 기판은 다공성 절연막을 포함할 수 있고, 상기 금속 잉크층은 상기 다공성 절연막 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 금속 잉크층의 일부가 상기 다공성 절연막의 기공으로 침투되어, 상기 금속 잉크층이 레이저에 의해 소결된 상기 전도성 패턴과, 상기 다공성 절연막의 접합력이 향상될 수 있다.The base substrate may include a porous insulating layer, and the metal ink layer may be formed on the porous insulating layer. Accordingly, a portion of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating layer, and the bonding strength between the conductive pattern on which the metal ink layer is sintered by a laser and the porous insulating layer may be improved.
상기 다공성 절연막과 상기 도금 패턴 사이의 열 전달 효과를 향상시키기 위해서는 고밀도 박막을 상기 다공성 절연막 및 상기 도금 패턴 사이에 형성하는 것이 중요하다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상술된 바와 같이 상기 금속 잉크의 코팅 공정에 의해 상기 전도성 패턴이 형성되어, 상기 다공성 절연막 내로 상기 금속 잉크가 침투되는 것은 물론, 상기 전도성 패턴이 고밀도 특성을 가질 수 있고, 이로 인해, 열 전달 특성이 향상된 상기 도금 패턴이 용이하게 형성될 수 있다. In order to improve the heat transfer effect between the porous insulating layer and the plating pattern, it is important to form a high-density thin film between the porous insulating layer and the plating pattern. According to an embodiment of the present invention, as described above, the conductive pattern is formed by the coating process of the metal ink, so that the metal ink penetrates into the porous insulating film, and the conductive pattern may have high density characteristics, , due to this, the plating pattern with improved heat transfer characteristics can be easily formed.
또한, 상기 다공성 절연막은, 저렴하고 간소한 양극 산화 공정, 수지계열 물질의 이중 사출, 또는 분사 코팅 방법으로 형성될 수 있다. 이에 따라 방열 기판 구조체의 제조 비용 및 제조 시간이 절약되고, 상기 다공성 절연막에 의해 내식성 및 내산화성이 향상될 수 있다.In addition, the porous insulating film may be formed by an inexpensive and simple anodization process, double injection of a resin-based material, or a spray coating method. Accordingly, the manufacturing cost and manufacturing time of the heat dissipation substrate structure may be saved, and corrosion resistance and oxidation resistance may be improved by the porous insulating film.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판 및 다공성 절연막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 전도성 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 도금 패턴의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판 및 다공성 절연막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 전도성 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 도금 패턴의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 레이저 조사 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판 및 다공성 절연막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 전도성 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 21은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 도금 패턴의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 레이저 조상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 전도성 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 도금 패턴 형성 전후를 촬영한 사진이다.
도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 제조 방법에서 레이저 출력에 따른 도금 패턴 형성 전후를 촬영한 사진이다.
도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판의 다공성 절연막을 촬영한 사진이다.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크의 도포량에 따른 금속 잉크층을 촬영한 사진이다.
도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크 도포량에 따른 전도성 패턴을 촬영한 사진이다
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 열처리 건조 조건에 따른 전도성 패턴을 촬영한 사진이다.
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 다공성 절연막에 레이저 텍스쳐링 공정의 수행 전후를 촬영한 사진이다.
도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 다공성 절연막의 레이저 텍스쳐링 여부에 따른 전도성 패턴의 접합력 차이를 설명하기 위한 도면이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a base substrate of the heat dissipation substrate structure according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a method of manufacturing a base substrate and a porous insulating film of the heat dissipation substrate structure according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a method of manufacturing the metal ink layer of the heat dissipation substrate structure according to the first embodiment of the present invention.
5 and 6 are views for explaining a method of manufacturing a conductive pattern of a heat dissipation substrate structure according to the first embodiment of the present invention.
7 and 8 are views for explaining a manufacturing process of the plating pattern of the heat dissipation substrate structure according to the first embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a method of manufacturing a base substrate and a porous insulating film of the heat dissipation substrate structure according to the second embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a method of manufacturing a metal ink layer of a heat dissipation substrate structure according to a second embodiment of the present invention.
11 and 12 are views for explaining a method of manufacturing a conductive pattern of a heat dissipation substrate structure according to a second embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining a manufacturing process of a plating pattern of a heat dissipation substrate structure according to a second embodiment of the present invention.
14 is a view for explaining a method of manufacturing a metal ink layer of a heat dissipation substrate structure according to a third embodiment of the present invention.
15 and 16 are views for explaining a laser irradiation method of a heat dissipation substrate structure according to a third embodiment of the present invention.
17 is a view for explaining a method of manufacturing a base substrate and a porous insulating film of a heat dissipation substrate structure according to a fourth embodiment of the present invention.
18 is a view for explaining a method of manufacturing a metal ink layer of a heat dissipation substrate structure according to a fourth embodiment of the present invention.
19 and 20 are views for explaining a method of manufacturing a conductive pattern of a heat dissipation substrate structure according to a fourth embodiment of the present invention.
21 is a view for explaining a manufacturing process of a plating pattern of a heat dissipation substrate structure according to a fourth embodiment of the present invention.
22 is a view for explaining a laser ancestral method of a heat dissipation substrate structure according to a fifth embodiment of the present invention.
23 is a view for explaining a method of forming a conductive pattern of a heat dissipation substrate structure according to a fifth embodiment of the present invention.
24 is a photograph taken before and after formation of a plating pattern of a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention.
25 is a photograph taken before and after formation of a plating pattern according to laser output in a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention.
26 is a photograph of the porous insulating film of the base substrate of the heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention.
27 is a photograph of a metal ink layer according to an amount of metal ink applied in a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention.
28 is a photograph of a conductive pattern according to an amount of metal ink applied on a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention;
29 is a photograph of a conductive pattern according to a heat treatment drying condition of a metal ink layer of a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention.
30 is a photograph taken before and after performing a laser texturing process on the porous insulating film of the heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention.
31 is a view for explaining a difference in bonding strength of a conductive pattern according to whether or not laser texturing of a porous insulating film of a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in the present specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the elements listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification is present, and one or more other features, numbers, steps, configuration It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판 및 다공성 절연막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 전도성 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 도금 패턴의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining a base substrate of a heat dissipation substrate structure according to a first embodiment of the present invention, 3 is a view for explaining a method of manufacturing a base substrate and a porous insulating film of the heat dissipation substrate structure according to the first embodiment of the present invention, Figure 4 is a metal ink layer of the heat dissipation substrate structure according to the first embodiment of the present invention 5 and 6 are views for explaining a method of manufacturing a conductive pattern of a heat dissipation substrate structure according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are views of the present invention It is a view for explaining a manufacturing process of the plating pattern of the heat dissipation substrate structure according to the first embodiment.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체 및 그 제조 방법이 설명된다. Hereinafter, a heat dissipation substrate structure and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 베이스 기판(100)이 준비된다(S110). 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스 기판(100)은 금속 기판일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 베이스 기판(100)은 알루미늄 기판, 구리 기판, 니켈 기판일 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 베이스 기판(100)은 열전도성 폴리머, 세라믹 복합재료, 금속 및 고분자 복합 재료, 또는 무기물 필러 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 베이스 기판(100)은 폴리아마이드, 폴리카보네이트 리퀴드 크리스탈 폴리머에 구리, 알루미늄, 니켈, 은 등의 필러가 충진된 것을 포함하거나, AlN, Al2O3, Bn, SiC, BeO 등을 포함하거나, 그라파이트, 탄소나토뷰트, 탄소섬유, 그래핀 등과 같은 탄소계 필러를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 기판은, 무기물 세라믹 입자가 용사 코팅된 금속 기판, 세라믹 페이스트가 스크린 프린팅된 금속 기판, 또는 세라믹 기판일 수 있다, 즉, 상기 베이스 기판(100)의 구체적인 종류 및 물질에, 본 발명의 기술적 사상이 제한되지 않는다. 1 and 2, the
도 3을 참조하면, 상기 베이스 기판(100)이 표면 처리되어, 상기 베이스 기판(100)의 상부면 상에 다공성 절연막(110)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(100)이 알루미늄 기판인 경우, 상기 베이스 기판(100)을 양극 산화시켜, 상기 다공성 절연막(110)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
상기 다공성 절연막(110)은, 후술되는 공정에서 전자 소자와 상기 베이스 기판(100)의 절연성을 확보하는 동시에, 열전도율이 높아 방열 특성을 향상시킬 수 있으며, 이에 더하여, 상기 다공성 절연막(110)에 대한 전도성 패턴의 접합력을 향상시킬 수 있다. The porous
또한, 상술된 바와 같이, 상기 다공성 절연막은(110)은 저렴하고 간소한 양극 산화 공정으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 제조 비용 및 제조 시간이 절약될 수 있다. 또한, 상기 다공성 절연막(110)에 의해, 내식성 및 내산화성이 향상될 수 있다. In addition, as described above, the porous
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 베이스 기판(100) 상에 금속 잉크를 도포하여, 금속 잉크층(120)이 형성될 수 있다(S120). 일 실시 예에 따르면, 상기 금속 잉크는 유기금속 구리 잉크일 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 금속 잉크는, 금 잉크, 은 잉크 등 다양한 종류의 유기금속잉크를 포함할 수 있다. 상기 금속 잉크층(120)은 유기 금속박막층일 수 있다.1 and 4 , a
또한, 예를 들어, 상기 금속 잉크는, 스프레이 코팅, 바 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅 등 다양한 방법으로, 상기 베이스 기판(100) 상에 도포되어, 상기 금속 잉크층(120)을 형성할 수 있다. Also, for example, the metal ink may be applied on the
상술된 바와 같이, 상기 베이스 기판(100)이 표면 처리되어, 상기 베이스 기판(100)의 상부면 상에 상기 다공성 절연막(110)이 형성되는 경우, 상기 금속 잉크층(120)은 상기 다공성 절연막(110) 상에 형성될 수 있다. As described above, when the
상기 금속 잉크층(120)이 형성된 후, 상기 베이스 기판(100)이 열처리될 수 있다. 예를 들어, 80~150℃ 온도에서 30분~1시간 열처리되어, 상기 금속 잉크층(120)을 안정화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 금속박막층은 열처리를 통하여 레이저를 이용한 광소결 혹은 열소결 등의 기술 적용이 용이하도록 박막의 상(결정질 또는 비정질)이 제어될 수 있으며, 유기 금속박막의 광 흡수 계수를 변화시켜 광 소결용 에너지 흡수를 용이해 질 수 있다. 이후, 상온으로 냉각될 수 있다. After the
도 1, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 상기 금속 잉크층(120)에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다(S130). 구체적으로, 레이저가 조사된 상기 금속 잉크층(120)의 일부분은 소결되고, 레이저가 조사된 이후, 세척 공정을 진행하여, 레이저가 조사되어 소결된 상기 금속 잉크층(120)의 상기 일부분이 잔존되어 상기 전도성 패턴(122)이 형성되고, 레이저가 조사되지 않은 상기 금속 잉크층(120)의 나머지 부분이 제거될 수 있다. 1, 5, and 6 , a
예를 들어, 세척 공정은, 물 또는 알코올 계열 용매를 이용하여, 2~3회 가량 수행될 수 있다. 또한, 예를 들어, CO2를 매질로 사용하는 9000~11000nm 파장 대역의 레이저를 상기 금속 잉크층(120)에 조사하여, 상기 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다. For example, the washing process may be performed 2 to 3 times using water or an alcohol-based solvent. Also, for example, the
상술된 바와 같이, 상기 베이스 기판(100)의 상부면 상에 상기 다공성 절연막(110)이 형성될 수 있고, 상기 다공성 절연막(110) 상의 상기 금속 잉크층(120)에 레이저가 조사되어 상기 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 다공성 절연막(110) 내의 기공으로 상기 금속 잉크층(120)의 일부가 침투될 수 있고, 레이저가 조사되는 경우 상기 다공성 절연막(110)의 기공 내에 침투된 상기 금속 잉크층(120)의 일부가 소결될 수 있다. 다시 말하면, 레이저가 조사되어 상기 금속 잉크층(120)이 소결된 상기 전도성 패턴(122)의 하부는 상기 다공성 절연막(110)의 기공 내에 삽입 고정된 상태일 수 있다. 이로 인해, 상기 전도성 패턴(122)과 상기 다공성 절연막(110)의 접합력이 향상될 수 있다. As described above, the porous
이와 달리, 상기 금속 잉크층(120)이 상기 다공성 절연막(110) 상에 형성되지 않고 상기 베이스 기판(100) 상에 직접 형성되는 경우, 후술되는 전자 소자와 상기 베이스 기판(100)의 절연성을 확보하는 것이 용이하지 않은 것은 물론, 레이저 조사에 의해 형성된 상기 전도성 패턴(122)과 상기 베이스 기판(100)의 접합력이 낮아, 상기 전도성 패턴(122)이 상기 베이스 기판(100)으로부터 용이하게 이탈될 수 있다. 이로 인해, 후술되는 전자 소자의 전기적 연결에 대한 신뢰도 및 수명이 저하되거나, 또한, 후술되는 도금 공정에서 불량률이 증가하여, 방열 기판 구조체의 제조 수율이 감소할 수 있다. On the other hand, when the
하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 금속 잉크층(120)은 상기 다공성 절연막(110) 상에 형성될 수 있고, 상기 금속 잉크층(120)의 일부가 상기 다공성 절연막(110)의 기공으로 침투되어, 상기 금속 잉크층(120)이 레이저에 의해 소결된 상기 전도성 패턴(122)과, 상기 다공성 절연막(110)의 접합력이 향상될 수 있다. 이에 따라, 제조 수율이 향상된 고신뢰성의 방열 기판 구조체가 제공될 수 있다. However, as described above, according to an embodiment of the present invention, the
일 실시 예에 따르면, 상기 금속 잉크와 상기 다공성 절연막(110) 사이의 표면 에너지 제어를 통해, 상기 금속 잉크가 상기 다공성 절연막(110)의 기공 내에 상기 금속 잉크의 흡착 효율이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 잉크와 상기 다공성 절연막(110) 사이의 표면 에너지를 제어하는 것은, 상기 다공성 절연막(110)을 UV 및 오존 처리하거나, 대기압에서 산소 플라즈마 오존 처리하거나, 상기 금속 잉크의 표면 에너지 조절제를 사용하는 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, by controlling the surface energy between the metal ink and the porous
계속해서, 도 1 및 도 7을 참조하면, 상기 전도성 패턴(122)을 갖는 상기 베이스 기판(100)에 도금 공정을 수행하여, 상기 전도성 패턴(122) 상에 도금 패턴(124)이 형성될 수 있다(S140). Continuingly, referring to FIGS. 1 and 7 , a plating process may be performed on the
상기 전도성 패턴(122)을 갖는 상기 베이스 기판(100)에 도금 공정이 수행되어, 상기 도금 패턴(124)은, 상기 전도성 패턴(122) 상에 형성되되, 상기 전도성 패턴(122)을 따라서 형성될 수 있다. 즉, 상기 전도성 패턴(122)을 씨드층(seed layer)로 사용하여, 상기 도금 패턴(124)이 형성될 수 있다. A plating process is performed on the
일 실시 예에 따르면, 상기 도금 패턴(124)은 무전해 도금 또는 전해 도금 공정으로 형성될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 도금 패턴(124)은 무전해 도금 공정 및 전해 도금 공정을 순차적으로 수행하여 형성될 수 있다. According to an embodiment, the
일 실시 예에 따르면, 상기 전도성 패턴(122)은 상술된 바와 같이 상기 베이스 기판(100) 상에 형성된 상기 금속 잉크층(120)에 레이저를 조사하여 형성될 수 있고, 상기 도금 패턴(124)은 도금 공정으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 전도성 패턴(122)과 상기 도금 패턴(124)의 막질은 서로 상이할 수 있다. According to an embodiment, the
또한, 상기 전도성 패턴(122)은 상술된 바와 같이 상기 도금 패턴(124)의 형성을 위한 씨드층 역할을 수행하므로, 상기 전도성 패턴(122)의 두께는 상기 도금 패턴(124)의 두께보다 얇을 수 있다. In addition, since the
또한, 상술된 바와 같이, 상기 전도성 패턴(122)은 상기 도금 패턴(124) 형성을 위한 씨드층 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 전도성 패턴(122)이 생략되는 경우, 상기 다공성 절연막(110) 상에 직접 결정성의 도금박막을 형성하는 것이 용이하지 않다. 하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 다공성 절연막(110) 상에 상기 전도성 패턴(122)이 레이저 소결 공정으로 형성될 수 있고, 상기 전도성 패턴(122)을 씨드층 및 격자 매칭(lattice matching) 기능을 수행하여, 상기 도금 패턴(124)이 용이하게 형성될 수 있다. Also, as described above, the
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 도금 패턴(124)은 상기 전도성 패턴(122)과 동일한 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 패턴(122) 및 상기 도금 패턴(124)은 구리로 형성될 수 있다. Also, according to an embodiment, the
또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 도금 패턴(124) 및 상기 전도성 패턴(122)은 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 패턴(122)은 구리로 형성되고, 상기 도금 패턴(124)은 니켈, 크롬, 아연 등으로 형성될 수 있다. Alternatively, according to another embodiment, the
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 도금 패턴(124)은 상기 전도성 패턴(122)의 상부면에만 한정적으로 형성되지 않고, 상기 전도성 패턴(122)을 덮는 형태로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 도금 패턴(124)은 상기 전도성 패턴(122)의 상부면 및 측벽을 모두 덮을 수 있다. In addition, as shown in FIG. 8 , the
상기 전도성 패턴(122) 및 상기 도금 패턴(124)을 갖는 상기 방열 기판 구조체 상에, 전자 소자가 실장될 수 있다. 상기 전자 소자는, LED 모듈, 또는 자동차용 파워 소자 등일 수 있다. 상기 전자 소자의 종류는 한정되지 않는다. 상기 방열 기판 구조체 상에 실장된 상기 전자 소자는, 상기 전도성 패턴(122) 및 상기 도금 패턴(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. An electronic device may be mounted on the heat dissipation substrate structure having the
이하, 도 9 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체, 및 그 제조 방벙이 설명된다. Hereinafter, a heat dissipation substrate structure according to a second embodiment of the present invention, and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 9 to 13 .
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판 및 다공성 절연막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 전도성 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이고, 도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 도금 패턴의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다. 9 is a view for explaining a method of manufacturing a base substrate and a porous insulating film of a heat dissipation substrate structure according to a second embodiment of the present invention, Figure 10 is a metal ink layer of the heat dissipation substrate structure according to the second embodiment of the present invention 11 and 12 are views for explaining a method of manufacturing a conductive pattern of a heat dissipation substrate structure according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a second embodiment of the present invention. It is a view for explaining the manufacturing process of the plating pattern of the heat dissipation substrate structure according to an example.
도 9를 참조하면, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 베이스 기판(100)이 준비되고, 상기 베이스 기판(100) 상에 다공성 절연막(110)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 9 , as described with reference to FIGS. 2 and 3 , the
본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 상기 다공성 절연막(110)의 상부면은 텍스쳐링(texturing)되어, 상기 다공성 절연막(110)은 텍스쳐링 패턴(112)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 절연막(110)은 레이저 텍스쳐링 공정을 이용하여 텍스쳐링될 수 있다. 또는, 다른 예를 들어, 상기 다공성 절연막(110)은 식각 용액을 이용하여 텍스쳐링될 수 있다. According to the second embodiment of the present invention, the upper surface of the porous
일 실시 예에 따르면, 상기 텍스쳐링 패턴(112)은 상기 다공성 절연막(110)의 상부면의 전면 상에 형성될 수 있다.According to an embodiment, the
도 10을 참조하면, 상기 텍스쳐링 패턴(112)을 갖는 상기 다공성 절연막(110) 상에, 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 금속 잉크층(120)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 10 , as described with reference to FIG. 4 , a
도 11 및 도 12를 참조하면, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 금속 잉크층(110)에 레이저를 조사하여 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다. 다시 말하면, 레이저가 조사된 상기 금속 잉크층(120)의 일부분이 경화되어 상기 전도성 패턴(122)으로 형성되고, 레이저가 조사되지 않은 상기 금속 잉크층(120)의 나머지 부분은 제거될 수 있다. 11 and 12 , as described with reference to FIGS. 5 and 6 , a
도 13을 참조하여, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전도성 패턴(122) 상에 도금 패턴(124)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 13 , as described with reference to FIGS. 7 and 8 , a
본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 상기 다공성 절연막(110)은 상기 텍스쳐링 패턴(112)을 가질 수 있고, 상기 텍스쳐링 패턴(112) 상에 레이저에 의해 상기 금속 잉크층(120)이 경화된 상기 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 전도성 패턴(122)과 상기 다공성 절연막(110)의 접촉 면적이 증가하고, 상기 전도성 패턴(122)과 상기 다공성 절연막(110)의 잡합력이 향상되어, 제조 수율이 향상된 고신뢰성의 방열 기판 구조체가 제공될 수 있다.According to the second embodiment of the present invention, the porous
이하, 도 14 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방열 기판 구조체 및 그 제조 방법이 설명된다. Hereinafter, a heat dissipation substrate structure and a method of manufacturing the same according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 16 .
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 15 및 도 16은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 레이저 조사 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 14 is a view for explaining a method of manufacturing a metal ink layer of a heat dissipation substrate structure according to a third embodiment of the present invention, FIGS. 15 and 16 are laser irradiation of a heat dissipation substrate structure according to a third embodiment of the present invention The drawings are for explaining the method.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에서 상술된 바와 같이, 베이스 기판(100) 상에 텍스쳐링 패턴(112)을 갖는 다공성 절연막(110)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 14 , as described above in the second embodiment of the present invention, a porous
이후, 상기 다공성 절연막(110)의 상기 텍스쳐링 패턴(112) 상에 금속 잉크층(120)이 형성되되, 상기 다공성 절연막(110)의 상부면 전면에 형성되지 않고, 일부분에만 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 잉크를 이용한 잉크젯 프린팅 공정으로, 상기 다공성 절연막(110)의 상기 텍스쳐링 패턴(112) 상에 패턴 형태로 형성될 수 있다. Thereafter, the
도 15를 참조하면, 이후, 레이저를 전면에 조사하는 방법으로, 상기 금속 잉크층(120)을 경화시켜, 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 15 , a
또는, 도 16을 참조하면, 레이저를 패턴 형태의 상기 금속 잉크층(120)에 선택적으로 조사하는 방법으로, 상기 금속 잉크층(120)을 경화시켜, 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다.Alternatively, referring to FIG. 16 , a
이하, 도 17 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체, 및 그 제조 방법이 설명된다. Hereinafter, a heat dissipation substrate structure and a method of manufacturing the same according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 to 21 .
도 17은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판 및 다공성 절연막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 18은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 19 및 도 20은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 전도성 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이고, 도 21은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 도금 패턴의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다. 17 is a view for explaining a method of manufacturing a base substrate and a porous insulating film of a heat dissipation substrate structure according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 18 is a metal ink layer of the heat dissipation substrate structure according to the fourth embodiment of the present invention 19 and 20 are views for explaining a method of manufacturing a conductive pattern of a heat dissipation substrate structure according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 21 is a fourth embodiment of the present invention It is a view for explaining the manufacturing process of the plating pattern of the heat dissipation substrate structure according to an example.
도 17을 참조하면, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 베이스 기판(100)이 준비되고, 상기 베이스 기판(100) 상에 다공성 절연막(110)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 17 , as described with reference to FIGS. 2 and 3 , the
본 발명의 제4 실시 예에 따르면, 상기 다공성 절연막(110)의 상부면은 텍스쳐링(texturing)되어, 상기 다공성 절연막(110)은 텍스쳐링 패턴(112)을 갖되, 상기 텍스쳐링 패턴(112)은 상기 다공성 절연막(110)의 상부면의 전면 상에 형성되지 않고, 일부분에 한해서 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 레이저 텍스쳐링 공정으로, 상기 텍스쳐링 패턴(112)이 형성될 수 있다. According to a fourth embodiment of the present invention, the upper surface of the porous
도 18을 참조하면, 상기 텍스쳐링 패턴(112)을 갖는 상기 다공성 절연막(110) 상에, 도 4를 참조하여 설명된 것과 같이, 금속 잉크층(120)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 18 , as described with reference to FIG. 4 , a
도 19 및 도 20을 참조하면, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 금속 잉크층(110)에 레이저를 조사하여 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다. 다시 말하면, 레이저가 조사된 상기 금속 잉크층(120)의 일부분이 경화되어 상기 전도성 패턴(122)으로 형성되고, 레이저가 조사되지 않은 상기 금속 잉크층(120)의 나머지 부분은 제거될 수 있다.19 and 20 , as described with reference to FIGS. 5 and 6 , a
일 실시 예에 따르면, 레이저는, 상기 텍스쳐링 패턴(112)과 접촉하는 상기 금속 잉크층(120)의 일부분에만 선택적으로 조사되고, 상기 텍스쳐링 패턴(112)과 접촉하지 않는 상기 금속 잉크층(120)의 나머지 부분에는 조사되지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 전도성 패턴(122)은 상기 텍스쳐링 패턴(112) 상에 배치되고, 상기 텍스쳐링 패턴(112)과 직접적으로 접촉할 수 있다. 이로 인해, 상술된 바와 같이, 상기 전도성 패턴(122)과 상기 다공성 절연막(110) 사이의 접합력이 향상될 수 있다. According to an embodiment, the laser is selectively irradiated to only a portion of the
도 21을 참조하면, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전도성 패턴(122) 상에 도금 패턴(124)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 21 , as described with reference to FIGS. 7 and 8 , a
이하, 도 22를 참조하여 본 발명의 제5 실시 예에 따른 방열 기판 구조체, 및 그 제조 방법이 설명된다. Hereinafter, a heat dissipation substrate structure and a manufacturing method thereof according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 22 .
도 22는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 레이저 조상 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 23은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 전도성 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 22 is a view for explaining a laser ancestral method of a heat dissipation substrate structure according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 23 is a view for explaining a method of forming a conductive pattern of a heat dissipation substrate structure according to a fifth embodiment of the present invention It is a drawing.
도 22를 참조하면, 상술된 본 발명의 제4 실시 예와 같이, 베이스 기판(100) 상에 텍스쳐링 패턴(112)을 갖는 다공성 절연막(110)이 형성되고, 이후, 금속 잉크층(120)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 22 , as in the fourth embodiment of the present invention described above, a porous
레이저가 상기 금속 잉크층(120)에 조사되되, 상술된 본 발명의 제4 실시 예와 달리, 전면에 레이저가 조사될 수 있다. 이에 따라, 상기 금속 잉크층(120) 전체가 경화될 수 있다. A laser is irradiated to the
도 23을 참조하면, 레이저가 조사된 이후, 경화된 상기 금속 잉크층(120), 상기 다공성 절연막(110), 및 상기 베이스 기판(100)의 적층 구조체는, 세척될 수 있다. 예를 들어, 초음파 세척 공정으로 세척될 수 있다. Referring to FIG. 23 , after laser irradiation, the cured
상술된 바와 같이, 상기 텍스쳐링 패턴(112)과 접촉되는 경화된 상기 금속 잉크층(120)의 일부분은 상기 다공성 절연막(110)과 접합력이 상대적으로 높고, 상기 텍스쳐링 패턴(112)과 접촉하지 않는 경화된 상기 금속 잉크층(120)의 나머지 부분은 상기 다공성 절연막(110)과 접합력이 상대적으로 낮을 수 있다. 이에 따라, 세척 공정에서, 상기 텍스쳐링 패턴(112)과 접촉된 경화된 상기 금속 잉크층(120)의 일부분은 잔존되고, 상기 텍스쳐링 패턴(112)과 접촉하지 않는 경화된 상기 금속 잉크층(120)의 나머지 부분은 제거되어, 전도성 패턴(122)이 형성될 수 있다. As described above, a portion of the cured
이하, 본 발명의 구체적인 실험 예에 따른 특성 평가 결과가 설명된다. Hereinafter, characteristics evaluation results according to specific experimental examples of the present invention will be described.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 도금 패턴 형성 전후를 촬영한 사진이다. 구체적으로, 도 24의 (a)는 도금 패턴이 형성되기 전에 촬영한 것이고, 도 24의 (b)는 도금 패턴이 형성된 후를 촬영한 것이다. 24 is a photograph taken before and after formation of a plating pattern of a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention. Specifically, Figure 24 (a) is photographed before the plating pattern is formed, and Figure 24 (b) is photographed after the plating pattern is formed.
도 24를 참조하면, 베이스 기판으로 알루미늄 기판을 준비하고, 알루미늄 기판에 양극 산화 공정을 수행하여, 다공성 절연막으로 양극산화층을 형성하였다. Referring to FIG. 24 , an aluminum substrate was prepared as a base substrate, and an anodization process was performed on the aluminum substrate to form an anodization layer as a porous insulating film.
양극산화층 상에 구리 잉크를 스프레이 코팅 방법으로 도포하고 레이저를 조사하여 전도성 패턴을 제조하고, 도 24의 (a)의 사진을 촬영하였다. Copper ink was applied on the anodization layer by a spray coating method, and a conductive pattern was prepared by irradiating a laser, and the photograph of FIG. 24 (a) was taken.
이후, 전도성 패턴을 씨드층으로 사용하여 도금 공정을 진행하여, 도금 패턴을 형성하고, 도 24의 (b)의 사진을 촬영하였다. Thereafter, a plating process was performed using the conductive pattern as a seed layer to form a plating pattern, and the photograph of FIG. 24 (b) was taken.
도 24의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이, 레이저 조사에 의해 형성된 전도성 패턴을 씨드층으로 이용하여 도금 공정이 수행되어, 레이저 패터닝된 전도성 패턴의 형태를 따라서 도금 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있다. As can be seen from (a) and (b) of FIGS. 24 , the plating process was performed using the conductive pattern formed by laser irradiation as a seed layer, and it was confirmed that the plating pattern was formed according to the shape of the laser-patterned conductive pattern. have.
도 25은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 제조 방법에서 레이저 출력에 따른 도금 패턴 형성 전후를 촬영한 사진이다. 구체적으로, 도 25의 (a) 및 (b)는 도금 패턴이 형성되기 전에 촬영한 것이고, 도 25의 (c) 및 (d)는 도금 패턴이 형성된 후를 촬영한 것이고, 도 25의 (a) 및 (c)는 레이저 출력이 과대한 경우를 촬영한 것이고, 도 25의 (b) 및 (d)는 레이저 출력이 적정한 경우를 촬영한 것이다. 25 is a photograph taken before and after formation of a plating pattern according to laser output in a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIGS. 25 (a) and (b) are photographed before the plating pattern is formed, FIGS. 25 (c) and (d) are photographed after the plating pattern is formed, and FIG. 25 (a) ) and (c) are taken when the laser output is excessive, and FIGS. 25 (b) and (d) are taken when the laser output is adequate.
도 25을 참조하면, 베이스 기판으로 알루미늄 기판을 준비하고, 알루미늄 기판에 양극 산화 공정을 수행하여, 양극산화층을 형성하고, 양극산화층 상에 구리 잉크를 스프레이 코팅 방법으로 도포하고 레이저를 조사하되, 레이저 출력의 크기를 조정하였다.Referring to FIG. 25 , an aluminum substrate is prepared as a base substrate, an anodization process is performed on the aluminum substrate, an anodization layer is formed, a copper ink is applied on the anodization layer by a spray coating method, and a laser is irradiated, Adjusted the size of the output.
도 25의 (a) 및 (c)에서 알 수 있듯이, 레이저 출력이 과대한 경우, 전도성 패턴이 양극산화층 상에 충분히 형성되지 않고, 이에 따라 전도성 패턴을 씨드층으로 사용한 도금 패턴 역시 충분히 형성되지 않은 것을 확인할 수 있다. As can be seen from (a) and (c) of Figure 25, when the laser output is excessive, the conductive pattern is not sufficiently formed on the anodization layer, and accordingly, the plating pattern using the conductive pattern as the seed layer is also not sufficiently formed. that can be checked
반면, 도 25의 (b) 및 (d)에서 알 수 있듯이, 레이저 출력이 적정한 경우, 전도성 패턴이 양극산화층 상에 충분히 형성되고, 도금 패턴 역시 충분히 형성된 것을 확인할 수 있다. On the other hand, as can be seen from (b) and (d) of FIGS. 25 , when the laser output is appropriate, it can be confirmed that the conductive pattern is sufficiently formed on the anodization layer and the plating pattern is also sufficiently formed.
결론적으로, 구리 잉크층으로부터 전도성 패턴을 형성하기 위한 레이저 조사 시, 레이저의 출력에 따라서 후속 도금 패턴이 영향을 받는 것을 확인할 수 있다. In conclusion, it can be seen that, when irradiating a laser to form a conductive pattern from a copper ink layer, a subsequent plating pattern is affected according to the output of the laser.
도 26은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 베이스 기판의 다공성 절연막을 촬영한 사진이고, 도 27는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크의 도포량에 따른 금속 잉크층을 촬영한 사진이고, 도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크 도포량에 따른 전도성 패턴을 촬영한 사진이다. 구체적으로, 도 27의 (a) 및 도 28의 (a)는 금속 잉크 도포량이 적정한 경우를 촬영한 것이고, 도 27의 (b) 및 도 28의 (b)는 금속 잉크 도포량이 과다한 경우를 촬영한 것이다. 26 is a photograph of a porous insulating film of the base substrate of a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 27 is a photograph of a metal ink layer according to the amount of metal ink applied to the heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention It is a photograph, and FIG. 28 is a photograph of a conductive pattern according to the amount of metal ink applied in the heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIGS. 27 (a) and 28 (a) are taken when the amount of metal ink applied is appropriate, and FIGS. 27 (b) and (b) of FIG. 28 are taken when the amount of metal ink applied is excessive. did it
도 26 내지 도 28을 참조하면, 베이스 기판으로 알루미늄 기판을 준비하고, 알루미늄 기판에 양극 산화 공정을 수행하여, 양극산화층을 형성하고, 도 26과 같이 사진을 촬영하였다. 26 to 28 , an aluminum substrate was prepared as a base substrate, an anodization process was performed on the aluminum substrate, an anodization layer was formed, and a photograph was taken as shown in FIG. 26 .
양극산화층 상에 구리 잉크를 스프레이 코팅 방법으로 도포하여 구리 잉크층을 형성하였다. 도 27의 (a)에 도시된 바와 같이, 구리 잉크가 적정하게 도포된 경우, 양극산화층 상이 구리 잉크층이 균일하게 형성된 것을 확인할 수 있다. 반면, 구리 잉크를 과도하게 도포한 후, 도 27의 (b)와 같이 사진을 촬영하였다. A copper ink layer was formed by applying a copper ink on the anodization layer by a spray coating method. As shown in (a) of FIG. 27 , when the copper ink is properly applied, it can be confirmed that the copper ink layer is uniformly formed on the anodization layer. On the other hand, after excessively applying the copper ink, a photograph was taken as shown in FIG. 27(b).
이후, 양극산화층 상에 형성된 구리 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하였다. Thereafter, a laser was irradiated to the copper ink layer formed on the anodization layer to form a conductive pattern.
도 28의 (a)에서 알 수 있듯이, 구리 잉크가 적당량 도포되어 구리 잉크층이 균일하게 형성된 경우, 전도성 패턴의 선폭이 균일하고 형태가 일정한 것을 확인할 수 있다. As can be seen from (a) of FIG. 28 , when an appropriate amount of copper ink is applied and the copper ink layer is uniformly formed, it can be confirmed that the line width of the conductive pattern is uniform and the shape is uniform.
반면, 도 28의 (b)에서 알 수 있듯이, 구리 잉크가 과도하게 도포된 경우, 레이저에 의해 소결된 구리가 뭉쳐, 전도성 패턴의 선폭 및 두께가 일정하지 않은 것을 확인할 수 있다. On the other hand, as shown in (b) of FIG. 28 , when the copper ink is excessively applied, the copper sintered by the laser is agglomerated, and it can be confirmed that the line width and thickness of the conductive pattern are not constant.
결론적으로, 구리 잉크의 도포량에 따라서, 레이저 조사에 의해 형성되는 전도성 패턴이 영향을 받는 것을 확인할 수 있다.In conclusion, it can be confirmed that the conductive pattern formed by laser irradiation is affected by the amount of copper ink applied.
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 금속 잉크층의 열처리 건조 조건에 따른 전도성 패턴을 촬영한 사진이다. 구체적으로 도 29의 (a)는 80℃에서 30분 건조한 경우를 촬영한 것이고, 도 29의 (b)는 150℃에서 60분 건조한 경우를 촬영한 것이다. 29 is a photograph of a conductive pattern according to a heat treatment drying condition of a metal ink layer of a heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention. Specifically, (a) of FIG. 29 is a photograph taken when drying at 80° C. for 30 minutes, and FIG. 29 (b) is a photograph taken when drying at 150° C. for 60 minutes.
도 29를 참조하면, 베이스 기판으로 알루미늄 기판을 준비하고, 알루미늄 기판에 양극 산화 공정을 수행하여, 양극산화층을 형성하고, 양극산화층 상에 구리 잉크를 스프레이 코팅 방법으로 도포하여 구리 잉크층을 형성한 후, 80℃에서 30분간 건조하고, 150℃에서 60분간 건조하였다. 이후, 건조된 구리 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하였다. Referring to FIG. 29, an aluminum substrate is prepared as a base substrate, an anodization process is performed on the aluminum substrate, an anodization layer is formed, and copper ink is applied on the anodization layer by a spray coating method to form a copper ink layer. Then, it was dried at 80°C for 30 minutes, and dried at 150°C for 60 minutes. Thereafter, a laser was irradiated to the dried copper ink layer to form a conductive pattern.
도 29의 (a)에 도시된 바와 같이, 80℃에서 30분간 건조한 후 형성된 전도성 패턴과 비교하여, 도 29의 (b)에 도시된 바와 같이, 150℃에서 60분간 건조한 후 형성된 전도성 패턴의 경우 해상도가 증가하고 더 치밀하게 형성된 것을 확인할 수 있다. As shown in (a) of Figure 29, compared with the conductive pattern formed after drying at 80 °C for 30 minutes, as shown in Figure 29 (b), in the case of the conductive pattern formed after drying at 150 °C for 60 minutes It can be seen that the resolution is increased and more densely formed.
결론적으로, 구리 잉크층의 건조 조건에 따라서, 레이저 조사에 의해 형성되는 전도성 패턴이 영향을 받는 것을 확인할 수 있다.In conclusion, it can be confirmed that the conductive pattern formed by laser irradiation is affected by the drying conditions of the copper ink layer.
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 다공성 절연막에 레이저 텍스쳐링 공정의 수행 전후를 촬영한 사진이고, 도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 기판 구조체의 다공성 절연막의 레이저 텍스쳐링 여부에 따른 전도성 패턴의 접합력 차이를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 30의 (a) 및 도 31의 (a)는 다공성 절연막에 레이저 텍스처링이 수행된 것을 촬영한 것이고, 도 30의 (b) 및 도 31의 (b)는 다공성 절연막에 레이저 텍스쳐링이 생략된 것을 촬영한 것이다. 30 is a photograph taken before and after the laser texturing process is performed on the porous insulating film of the heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 31 is laser texturing of the porous insulating film of the heat dissipation substrate structure according to an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining the difference in bonding strength between the conductive patterns. Specifically, FIGS. 30 (a) and 31 (a) are photographs of laser texturing performed on the porous insulating film, and FIGS. 30 (b) and 31 (b) show laser texturing on the porous insulating film What was omitted was photographed.
도 30을 참조하면, 베이스 기판으로 알루미늄 기판을 준비하고, 알루미늄 기판에 양극 산화 공정을 수행하여, 다공성 절연막으로 양극산화층을 형성하였다. 도 30의 (a)에서 알 수 있듯이, 레이저 텍스쳐링이 수행되기 전에는, 광택이 있고 상대적으로 거칠기가 낮지만, 도 30의 (b)에서 알 수 있듯이, 레이저 텍스쳐링 공정이 수행된 양극산화층의 경우, 광택이 없고 거칠기가 상대적으로 증가한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 30 , an aluminum substrate was prepared as a base substrate, and an anodization process was performed on the aluminum substrate to form an anodization layer as a porous insulating film. As can be seen in Fig. 30 (a), before laser texturing is performed, there is gloss and relatively low roughness, but as can be seen in Fig. 30 (b), in the case of the anodized layer on which the laser texturing process is performed, It can be seen that there is no gloss and the roughness is relatively increased.
도 31을 참조하면, 양극산화층 상에 구리 잉크를 스프레이 코팅 방법으로 도포하고 레이저를 조사하여 전도성 패턴을 제조하고, 도금 공정으로 도금 패턴을 형성하였다. 도 31의 (a)에서 알 수 있듯이, 레이저 텍스쳐링이 생략된 경우, 전도성 패턴이 양극산화층과 접합력이 상대적으로 낮아 전도성 패턴이 양극산화층에서 탈락한 것을 확인할 수 있다. 반면, 도 31의 (b)에서 알 수 있듯이, 양극산화층에 레이저 텍스쳐링이 수행되어 양극 산화층이 텍스쳐링 패턴을 갖는 경우 전도성 패턴과 양극산화층의 접합력이 향상된 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 31 , copper ink was applied on the anodization layer by a spray coating method, a conductive pattern was prepared by irradiating a laser, and a plating pattern was formed by a plating process. As can be seen from (a) of FIG. 31 , when the laser texturing is omitted, the conductive pattern has a relatively low bonding strength with the anodized layer, and thus it can be confirmed that the conductive pattern is dropped from the anodized layer. On the other hand, as shown in (b) of FIG. 31 , when laser texturing is performed on the anodization layer and the anodization layer has a texturing pattern, it can be confirmed that the bonding strength between the conductive pattern and the anodization layer is improved.
결론저긍로, 구리 잉크를 도포하기 전, 다공성 절연막에 텍스쳐링 패턴을 형성하는 것이, 전도성 패턴과 다공성 절연막 사이의 접합력 향상시키는 효율적인 방법인 것을 확인할 수 있다. Conclusion Ultimately, it can be confirmed that forming a texturing pattern on the porous insulating film before applying the copper ink is an effective way to improve the bonding strength between the conductive pattern and the porous insulating film.
도 31의 (a)에서 알 수 있듯이, 레이저 텍쳐링이 생략된 경우 전도성 패턴과 양극산화층의 접합력이 상대적으로 낮아, 전도성 패턴이 As can be seen from (a) of Figure 31, when the laser texturing is omitted, the bonding strength between the conductive pattern and the anodization layer is relatively low, so that the conductive pattern is
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art will understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
100: 베이스 기판
110: 다공성 절연막
120: 금속 잉크층
122: 전도성 패턴
124: 도금 패턴100: base substrate
110: porous insulating film
120: metal ink layer
122: conductive pattern
124: plating pattern
Claims (10)
상기 베이스 기판 상의 상기 다공성 절연막 상에, 금속 잉크를 도포하여, 금속 잉크층을 형성하는 단계;
상기 금속 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 전도성 패턴을 갖는 상기 베이스 기판에 도금 공정을 수행하여, 상기 전도성 패턴 상에 도금 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 다공성 절연막의 기공으로 상기 금속 잉크층의 일부가 침투되어, 상기 다공성 절연막의 기공으로 침투된 상기 금속 잉크층의 상기 일부가 레이저에 의해 소결되고,
상기 전도성 패턴의 하부는 상기 다공성 절연막의 기공 내에 삽입 고정되어, 상기 전도성 패턴과 상기 다공성 절연막 사이의 접합력이 향상되는 것을 포함하되,
상기 다공성 절연막은, 텍스쳐링 패턴을 갖는 제1 영역, 및 상기 텍스쳐링 패턴이 없는 평평한 제2 영역을 포함하고,
상기 전도성 패턴을 형성하는 단계는,
상기 금속 잉크층에 레이저를 조사한 이후, 레이저가 조사되어 소결된 상기 금속 잉크층을 초음파 세척하여, 상기 전도성 패턴이 형성되는 것을 포함하되,
초음파 세척 단계에서, 상기 제2 영역 상의 소결된 상기 금속 잉크층은 제거되고, 상기 제1 영역 상의 소결된 상기 금속 잉크층은 잔존되어 상기 전도성 패턴으로 정의되는 것을 포함하는 방열 기판 구조체의 제조 방법.
preparing a base substrate having a porous insulating film;
forming a metal ink layer by applying a metal ink on the porous insulating film on the base substrate;
forming a conductive pattern by irradiating the metal ink layer with a laser; and
performing a plating process on the base substrate having the conductive pattern to form a plating pattern on the conductive pattern,
A part of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating film, and the part of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating film is sintered by a laser,
The lower portion of the conductive pattern is inserted and fixed in the pores of the porous insulating film, comprising improving the bonding strength between the conductive pattern and the porous insulating film,
The porous insulating film includes a first region having a texturing pattern, and a flat second region without the texturing pattern,
Forming the conductive pattern comprises:
After irradiating a laser to the metal ink layer, ultrasonic cleaning of the metal ink layer sintered by laser irradiation to form the conductive pattern,
In the ultrasonic cleaning step, the sintered metal ink layer on the second region is removed, and the sintered metal ink layer on the first region remains and is defined as the conductive pattern.
상기 베이스 기판 상의 상기 다공성 절연막 상에, 금속 잉크를 도포하여, 금속 잉크층을 형성하는 단계;
상기 금속 잉크층이 형성된 상기 베이스 기판을 열처리하는 단계;
상기 베이스 기판을 열처리한 후, 상기 금속 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 전도성 패턴을 갖는 상기 베이스 기판에 도금 공정을 수행하여, 상기 전도성 패턴 상에 도금 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 다공성 절연막의 기공으로 상기 금속 잉크층의 일부가 침투되어, 상기 다공성 절연막의 기공으로 침투된 상기 금속 잉크층의 상기 일부가 레이저에 의해 소결되고,
상기 전도성 패턴의 하부는 상기 다공성 절연막의 기공 내에 삽입 고정되어, 상기 전도성 패턴과 상기 다공성 절연막 사이의 접합력이 향상되는 것을 포함하되,
상기 금속 잉크는 유기 금속잉크를 포함하고, 상기 금속 잉크층은 유기 금속 박막층이고,
상기 유기 금속박막층이 열처리에 의해 안정화되어 상기 유기 금속박막층에 레이저를 조사하여 상기 전도성 패턴을 형성하는 단계에서 에너지 흡수가 향상되는 것을 포함하는 방열 기판 구조체의 제조 방법.
preparing a base substrate having a porous insulating film;
forming a metal ink layer by applying a metal ink on the porous insulating film on the base substrate;
heat-treating the base substrate on which the metal ink layer is formed;
after heat-treating the base substrate, irradiating a laser to the metal ink layer to form a conductive pattern; and
performing a plating process on the base substrate having the conductive pattern to form a plating pattern on the conductive pattern,
A part of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating film, and the part of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating film is sintered by a laser,
The lower portion of the conductive pattern is inserted and fixed in the pores of the porous insulating film, comprising improving the bonding strength between the conductive pattern and the porous insulating film,
The metal ink includes an organic metal ink, the metal ink layer is an organic metal thin film layer,
The method for manufacturing a heat dissipation substrate structure comprising: stabilizing the organic metal thin film layer by heat treatment to improve energy absorption in the step of forming the conductive pattern by irradiating a laser to the organic metal thin film layer.
상기 베이스 기판 상의 상기 다공성 절연막 상에, 금속 잉크를 도포하여, 금속 잉크층을 형성하는 단계;
상기 금속 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 전도성 패턴을 갖는 상기 베이스 기판에 도금 공정을 수행하여, 상기 전도성 패턴 상에 도금 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 다공성 절연막의 기공으로 상기 금속 잉크층의 일부가 침투되어, 상기 다공성 절연막의 기공으로 침투된 상기 금속 잉크층의 상기 일부가 레이저에 의해 소결되고,
상기 전도성 패턴의 하부는 상기 다공성 절연막의 기공 내에 삽입 고정되어, 상기 전도성 패턴과 상기 다공성 절연막 사이의 접합력이 향상되는 것을 포함하되,
상기 베이스 기판을 준비하는 단계는,
상기 베이스 기판을 표면 처리하여 다공성 절연막을 형성하는 것을 포함하고,
상기 금속 잉크는 스프레이 방법으로 도포되고,
상기 금속 잉크층을 형성하기 전, 상기 다공성 절연막의 상부면에 텍스쳐링 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하되,
상기 베이스 기판은 알루미늄 기판이고,
상기 베이스 기판을 표면 처리하는 것은, 상기 베이스 기판을 양극 산화시키는 것을 포함하고,
상기 다공성 절연막은 알루미나(Al2O3)를 포함하고,
상기 금속 잉크층은 상기 텍스쳐링 패턴 상에 형성되는 것을 포함하고,
상기 금속 잉크와 상기 다공성 절연막 사이의 표면 에너지 제어를 통해, 상기 금속 잉크가 상기 다공성 절연막의 기공 내에 상기 금속 잉크의 흡착 효율이 향상되는 것을 포함하는 방열 기판 구조체의 제조 방법.
preparing a base substrate having a porous insulating film;
forming a metal ink layer by applying a metal ink on the porous insulating film on the base substrate;
forming a conductive pattern by irradiating the metal ink layer with a laser; and
performing a plating process on the base substrate having the conductive pattern to form a plating pattern on the conductive pattern,
A part of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating film, and the part of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating film is sintered by a laser,
The lower portion of the conductive pattern is inserted and fixed in the pores of the porous insulating film, comprising improving the bonding strength between the conductive pattern and the porous insulating film,
The step of preparing the base substrate,
Including forming a porous insulating film by surface-treating the base substrate,
The metal ink is applied by a spray method,
Before forming the metal ink layer, further comprising the step of forming a texturing pattern on the upper surface of the porous insulating film,
The base substrate is an aluminum substrate,
The surface treatment of the base substrate includes anodizing the base substrate,
The porous insulating film contains alumina (Al2O3),
The metal ink layer includes being formed on the texturing pattern,
Through the control of the surface energy between the metal ink and the porous insulating film, the method of manufacturing a heat dissipation substrate structure comprising improving the absorption efficiency of the metallic ink in the pores of the metallic ink and the porous insulating film.
상기 금속 잉크와 상기 다공성 절연막 사이의 표면 에너지를 제어하는 것은, 상기 다공성 절연막을 UV 및 오존 처리하거나, 대기압에서 산소 플라즈마 오존 처리하거나, 상기 금속 잉크의 표면 에너지 조절제를 사용하는 것을 포함하는 방열 기판 구조체의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Controlling the surface energy between the metal ink and the porous insulating film, UV and ozone treatment of the porous insulating film, oxygen plasma ozone treatment at atmospheric pressure, or heat dissipation substrate structure comprising using a surface energy modifier of the metal ink manufacturing method.
상기 베이스 기판 상의 상기 다공성 절연막 상에, 금속 잉크를 도포하여, 금속 잉크층을 형성하는 단계;
상기 금속 잉크층에 레이저를 조사하여, 전도성 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 전도성 패턴을 갖는 상기 베이스 기판에 도금 공정을 수행하여, 상기 전도성 패턴 상에 도금 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 다공성 절연막의 기공으로 상기 금속 잉크층의 일부가 침투되어, 상기 다공성 절연막의 기공으로 침투된 상기 금속 잉크층의 상기 일부가 레이저에 의해 소결되고,
상기 전도성 패턴의 하부는 상기 다공성 절연막의 기공 내에 삽입 고정되어, 상기 전도성 패턴과 상기 다공성 절연막 사이의 접합력이 향상되는 것을 포함하되,
레이저가 조사된 상기 금속 잉크층의 일부분은 소결되고,
상기 전도성 패턴을 형성하는 단계는,
소결된 상기 금속 잉크층의 상기 일부분을 잔존시키고, 레이저가 조사되지 않아 소결되지 않은 상기 금속 잉크층의 나머지 부분을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 베이스 기판은, 열전도성 폴리머, 세라믹 복합재료, 금속 및 고분자 복합 재료, 또는 무기물 필러 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 방열 기판 구조체의 제조 방법.
preparing a base substrate having a porous insulating film;
forming a metal ink layer by applying a metal ink on the porous insulating film on the base substrate;
forming a conductive pattern by irradiating the metal ink layer with a laser; and
performing a plating process on the base substrate having the conductive pattern to form a plating pattern on the conductive pattern,
A part of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating film, and the part of the metal ink layer penetrates into the pores of the porous insulating film is sintered by a laser,
The lower portion of the conductive pattern is inserted and fixed in the pores of the porous insulating film, comprising improving the bonding strength between the conductive pattern and the porous insulating film,
A portion of the metal ink layer irradiated with a laser is sintered,
Forming the conductive pattern comprises:
Remaining the part of the sintered metal ink layer, and removing the remaining part of the metal ink layer that is not sintered because laser is not irradiated,
The base substrate is a method of manufacturing a heat dissipation substrate structure comprising at least one of a thermally conductive polymer, a ceramic composite material, a metal and polymer composite material, or an inorganic filler.
상기 전도성 패턴을 갖는 상기 방열 기판 구조체 상에 전자 소자를 실장하여, 상기 전도성 패턴과 상기 전자 소자를 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 방열 기판 구조체를 포함하는 전자 소자의 제조 방법.
According to any one of claims 1, 3, 4, and 6, manufacturing the heat dissipation substrate structure; and
and mounting an electronic device on the heat dissipation substrate structure having the conductive pattern to electrically connect the conductive pattern to the electronic device.
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