KR102440174B1 - 벌집구조를 갖는 led 방열 회로기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

벌집구조를 갖는 led 방열 회로기판 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회로기판 본체의 하부면에 격자홈을 형성하되, 열전도율이 높은 방열조성물을 격자홈으로 충진시킨 후, 건조 및 소결시켜 격자홈의 내부에 방열층을 형성함으로써 제조가 간단할 뿐만 아니라 동일 부피 대비 방열효율을 극대화시킬 수 있으며, 회로기판 본체의 하면에 제2 방열조성물을 도포시켜 열분산층을 형성함으로써 열 교환 면적을 더욱 증가시켜 방열효율성을 더욱 높일 수 있으며, 방열조성물의 함유성분 및 함유량을 최적화시켜 방열효과를 더욱 개선시킬 수 있는 벌집구조를 갖는 LED 방열 회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

벌집구조를 갖는 LED 방열 회로기판 및 이의 제조 방법{LED radiant heat circuit board with honeycomb structure, and manufacturing method therewith}
본 발명은 벌집구조를 갖는 LED 방열 회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게로는 회로기판 본체의 하부면에 격자 형상의 격자홈을 형성함과 동시에 격자홈으로 방열조성물이 충진되어 소결되어 벌집 구조로 방열층을 형성함으로써 제작이 용이할 뿐만 아니라 방열효율성을 극대화시킬 수 있으며, 방열조성물의 함유성분 및 함유량을 최적화하여 고품질의 방열 효과를 기대할 수 있는 벌집구조를 갖는 LED 방열 회로기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
LED 기판에서 LED의 광효율과 수명을 연장하기 위해서는 LED로부터 발생열을 효율적으로 발산 및 방열시키는 것이 중요한 과제였고, 이러한 문제를 해결하기 위하여 기판에 비아(via) 홀을 형성하고, 비아 홀 내에 세라믹을 비롯한 열전도체를 충진시키는 방법이 강구되었다.
국내등록특허 10-1205440(발명의 명칭: 무소결 다층 회로 기판용 열전도성 비아 페이스트 및 이를 이용한 방열 비아 형성 방법)(이하, 종래기술이라 함)는 이러한 선행기술 중에 하나이다.
도 1은 종래기술을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 종래기술의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 1의 종래기술의 제조방법(S900)은 경성(rigid) 기판(211)을 준비하는 단계901(S901)과, 기판(211) 상부에 필요 시 전극 층을 형성하거나 준비된 지판(211) 상에 잉크젯 공정을 이용하여 제1 유전층(212)을 형성하는 단계902(S902)와, 경화된 제1 유전층(212)에 레이저 드릴을 이용하여 제1 비아홀(213)을 형성하고 여기에 제1 열전도성 비아 페이스트(214)를 충진하는 단계903, 904(S903, S904)와, 제1 방열 비아가 형성된 기판(211) 상에 전도성 잉크를 이용하여 회로배선(215)를 잉크젯 기술로 형성하는 단계906(S906)과, 회로 배선(215)이 형성된 기판(211) 상에 제2 유전층(216)을 제1 유전층(212)을 형성한 방법과 동일한 방법으로 형성하는 단계907(S907)과, 제2 유전층(216)을 경화한 후 제1 유전층(212)에 제1 방열 비아를 형성했던 방법과 동일하게 제2 방열 비아를 형성하는 단계908(S908)과, 무소결 공정으로 제작되는 방열 패키지 기판(211)의 최상부에 보호층 필름(218)을 부착하는 단계909(S909)와, 보호 층 필름(218)을 접착한 후 대략 200도에서 대략 30분 경화시키고 방열을 위한 제 3 비아 홀(219)을 무소결 세라믹 유전 층들(212, 216)에서와 같이, 레이저 드릴링 방법으로 형성하는 단계910(S910)과, 제3 바이홀(219)을 형성한 후, 제2 열전도성 비아 페이스트(220)를 제3 비아홀(219)에 충진하는 단계911(S911)과, 제2 열전도성 비아 페이스트(220)의 충진 후 200~250도 범위의 온도에서 가압 경화를 실행하여 제3 방열 비아를 완성하는 단계912(S912)로 이루어진다. 이후 최상부 전극(21)을 형성하는데, 잉크젯 기술을 이용하여 Ag, Cu 등으로 회로 배선을 형성할 수 있고, 또한 도금 기술을 이용하여 Cu 배선을 형성하는 것도 가능하다.
또한 제 1 열전도성 비아 페이스트(14)는 금속성 분말과 열경화성 수지를 이용하여 제조된다. 금속성 분말은 은, 동, 또는 은이 코팅된 동 등이 이용 가능하며, 열경화수지로는 에폭시, 페놀 등의 수지를 이용할 수 있다.
또한 제2 열도전성 비아 제2 열도전성 비아 페이스트(220)로는 제1 및 제2 유전층(212, 216)들에 사용했던 제1 열전도성 비아 페이스트(214)를 이용할 수 있다.
그러나 이러한 종래기술(S900)은 다층의 유전층들로 이루어짐과 동시에 각각의 유전층에 비아홀들이 천공되기 때문에 공정이 복잡하고 번거로울 뿐만 아니라 공정시간 및 비용이 증가하며, 비아홀 개수가 많아지는 경우에 유전층에 균열이 발생할 수 있는 단점을 갖는다.
또한 종래기술(S900)은 IC(222)로부터 발산된 열이 특정 비아홀에 충진된 페이스트를 통하여 경성 기판(211)에 전달되어 외부로 방출되기 때문에 열전달 통로가 비아 홀에 충진된 페이스트로 제한되고, 페이스트와 기판(11)이 접촉되는 면적이 매우 제한적이기 때문에 열방출이 제한적으로 이루어져 방열효과가 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 회로기판 본체의 하부면에 격자홈을 형성하되, 열전도율이 높은 방열조성물을 격자홈으로 충진시킨 후, 건조 및 소결시켜 격자홈의 내부에 방열층을 형성함으로써 제조가 간단할 뿐만 아니라 동일 부피 대비 방열효율을 극대화시킬 수 있으며, 방열조성물의 함유성분 및 함유량을 최적화하여 고품질의 방열 효과를 기대할 수 있는 벌집구조를 갖는 LED 방열 회로기판 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 회로기판 본체의 하면에 제2 방열조성물을 도포시켜 열분산층을 형성함으로써 열 교환 면적을 더욱 증가시켜 방열효율성을 더욱 높일 수 있는 벌집구조를 갖는 LED 방열 회로기판 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 방열층을 구성하는 방열조성물이 산화알루미늄(Al2O3), 은(Ag), 동(Cu), 질화붕소(BN) 중 적어도 하나 이상이 혼합된 금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 구성되되, 볼 밀을 이용하여 기계적으로 혼합되도록 구성됨으로써 제조가 간단하고 신속하게 이루어질 뿐만 아니라 방열조성물의 함유성분 및 함유량을 최적화시켜 방열효과를 더욱 개선시킬 수 있는 벌집구조를 갖는 LED 방열 회로기판 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 판재로 형성되되, 1)내측으로 형성되어 길이 방향으로 연장되되 폭 방향으로 간격을 두고 형성되는 가로홈들과, 2)내측으로 형성되어 폭 방향으로 연장되되 길이 방향으로 간격을 두고 형성되는 세로홈들을 포함하는 격자홈들이 하부면에 격자 형상으로 형성되는 회로기판 본체를 제조하는 단계10(S10); 금속분말 및 그라파이트를 포함하는 방열조성물을 제조하는 단계20(S20); 상기 단계10(S10)에 의해 제조된 회로기판 본체의 격자홈의 내부로, 상기 단계20(S20)에 의해 제조된 방열조성물을 충진한 후, 소결 및 건조시켜 방열층을 형성하는 단계30(S30)을 포함하고, 상기 단계30(S30)에 의해 형성되는 상기 방열층은 하부면이, 상기 회로기판 본체의 하부면과 동일한 높이에 형성되어 상기 회로기판 본체의 하부면으로부터 하향 돌출되지 않는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 LED 방열 회로기판 제조 방법(S1)은 상기 단계30(S30)에 의해 방열층이 형성된 회로기판 본체의 하면에, 방열조성물을 기 설정된 두께로 도포한 후, 소결 및 건조시켜 열분산층을 형성하는 단계40(S40)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 단계20(S20)은 금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 혼합된 방열조성물을 준비하는 단계21(S21); 볼 밀(Ball mill) 장치를 이용하여, 상기 단계21(S21)에 의해 준비된 방열조성물을 90 ~ 120 분 동안 기계적 합금화를 실시하여 금속분말 및 그라파이트를 혼합시키는 단계22(S22); 상기 단계22(S22)에 의해 혼합된 혼합물을 건조시키는 단계23(S23)을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 회로기판 본체의 격자홈은 1)상기 회로기판 본체의 상면에 실장되는 LED 모듈들이 ‘고출력’일 때, 2.0 ~ 6.0mm의 폭과 0.5 ~ 0.6mm의 두께로 형성되되, 2)상기 LED 모듈들이 ‘저출력’일 때, 2.0 ~ 5.0mm의 폭과 0.3 ~ 0.5mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 해결수단은 판재로 형성되되, 1)내측으로 형성되어 길이 방향으로 연장되되 폭 방향으로 간격을 두고 형성되는 가로홈들과, 2)내측으로 형성되어 폭 방향으로 연장되되 길이 방향으로 간격을 두고 형성되는 세로홈들을 포함하는 격자홈들이 하부면에 격자 형상으로 형성되는 회로기판 본체; 상기 회로기판 본체의 상면에 실장되는 LED모듈들; 금속분말 및 그라파이트를 포함하는 방열조성물이 상기 회로기판 본체의 격자홈의 내부로 충진된 후, 소결 및 건조되어 형성되는 방열층을 포함하고, 상기 방열조성물은 금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 혼합된 방열조성물을, 볼 밀(Ball mill) 장치를 이용하여, 90 ~ 120 분 동안 기계적 합금화를 실시하여 금속분말 및 그라파이트를 혼합시킨 후, 건조시켜 제조되고, 상기 방열층은 하부면이 상기 회로기판 본체의 하부면과 동일한 높이에 형성되어 상기 회로기판 본체의 하부면으로부터 하향 돌출되지 않는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 LED 방열 회로기판은 상기 회로기판의 하면에 방열조성물이 기 설정된 두께로 도포된 후, 소결 및 건조되어 형성되는 열분산층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 회로기판 본체의 격자홈은 1)상기 LED 모듈들이 ‘고출력’일 때, 2.0 ~ 6.0mm의 폭과 0.5 ~ 0.6mm의 두께로 형성되되, 2)상기 LED 모듈들이 ‘저출력’일 때, 2.0 ~ 5.0mm의 폭과 0.3 ~ 0.5mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 회로기판 본체의 하부면에 격자홈을 형성하되, 열전도율이 높은 방열조성물을 격자홈으로 충진시킨 후, 건조 및 소결시켜 격자홈의 내부에 방열층을 형성함으로써 제조가 간단할 뿐만 아니라 동일 부피 대비 방열효율을 극대화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 회로기판 본체의 하면에 제2 방열조성물을 도포시켜 열분산층을 형성함으로써 열 교환 면적을 더욱 증가시켜 방열효율성을 더욱 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 방열층을 구성하는 방열조성물이 산화알루미늄(Al2O3), 은(Ag), 동(Cu), 질화붕소(BN) 중 적어도 하나 이상이 혼합된 금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 구성되되, 볼 밀을 이용하여 기계적으로 혼합되도록 구성됨으로써 제조가 간단하고 신속하게 이루어질 뿐만 아니라 방열조성물의 함유성분 및 함유량을 최적화시켜 방열효과를 더욱 개선시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래기술을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 종래기술의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 LED 방열 회로기판을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3을 평면에서 바라본 투영도이다.
도 5는 도 3의 분해사시도이다.
도 6은 도 3의 회로기판 본체를 상부에서 바라본 사시도이다.
도 7은 도 6을 하부에서 바라본 사시도이다.
도 8은 도 2의 LED 방열 회로기판 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 9는 도 8의 방열조성물 제조단계를 나타내는 공정순서도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 LED 방열 회로기판을 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3을 평면에서 바라본 투영도이고, 도 5는 도 3의 분해사시도이다.
본 발명의 일실시예인 LED 방열 회로기판(1)은 회로기판 본체의 하부면에 격자 형상의 격자홈을 형성함과 동시에 격자홈으로 방열조성물이 충진되어 소결되어 벌집 구조의 방열층을 형성함으로써 제작이 용이할 뿐만 아니라 방열효율성을 극대화시킬 수 있으며, 방열조성물의 함유성분 및 함유량을 최적화하여 고품질의 방열 효과를 기대할 수 있는 것이다.
또한 LED 방열 회로기판(1)은 회로기판 본체(3)와, 방열층(5), 열분산층(7)으로 이루어진다.
도 6은 도 3의 회로기판 본체를 상부에서 바라본 사시도이고, 도 7은 도 6을 하부에서 바라본 사시도이다.
도 6과 7의 회로기판 본체(3)는 통상의 회로기판으로서, 상면(31)과 하면(33)이 상호 절연되는 판상으로 형성된다.
또한 회로기판 본체(3)의 하면(33)에는 하부가 개구되고 하면으로부터 상면을 향하여 일정 깊이로 파진 상향 개구홈이 가로 및 세로로 연결된 격자형상의 격자홈(331)이 형성된다. 이때 격자홈(331)으로는 방열층(5)의 방열조성물이 충진되어 건조 및 소결되어 벌집 구조의 방열층(5)이 형성된다. 즉 방열층(5)은 격자홈(331)의 가로홈(3311)으로 충진되는 제1 방열층(51)과 격자홈(331)의 세로홈(3312)으로 충진되는 제2 방열층(52)으로 이루어진다.
이때 방열층(5)은 하부면이, 회로기판 본체(3)의 하부면(33)과 동일한 높이에 형성되어 회로기판 본체(3)의 하부면(33)으로부터 하향 돌출되지 않게 된다.
또한 회로기판 본체(3)의 상면(31)에는 LED 모듈(310)에 연결된 리드 프레임(미도시)과 연결되어 전원을 공급하기 위한 박막패턴(311)이 형성되고, 박막패턴(311)의 상부에는 박막패턴(311)을 보호하기 위한 보호층(313)이 형성된다.
이때 LED 모듈(310)은 통상적으로, 와이어 본딩에 의하여 리드 프레임에 연결되고 리드 프레임이 회로기판 본체(3)의 박막패턴(311)에 솔더링 또는 접착제로 연결될 수 있다.
또한 LED 모듈(310)은 회로기판 본체(31)의 하면에 형성된 격자홈(331)의 가로홈(3311)과 세로홈(3312)이 연결되는 지점인 연결점(P)의 직상부에 배치되도록 설치된다.
또한 회로기판 본체(3)의 격자홈(331)은 1)LED모듈(310)이 4.0W 이상의 ‘고출력’일 때, 2.0 ~ 6.0mm의 폭과 0.5 ~ 0.6mm의 두께로 제작되는 것이 바람직하고, 2)LED모듈(310)이 1.0W 미만의 ‘저출력’일 때, 2.0 ~ 5.0mm의 폭과 0.3 ~ 0.5mm의 두께로 제작되는 것이 바람직하다.
방열층(5)은 금속분말 및 그라파이트가 혼합된 방열조성물이 회로기판 본체(3)의 격자홈(331)의 내부에 충진된 후, 건조 및 소결되어 형성된다.
이때 방열조성물은 금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 구성되되, 볼 밀을 이용하여 기계적으로 혼합되어 제조되고, 이때 금속나노파우더는 산화알루미늄(Al2O3), 은(Ag), 동(Cu), 질화붕소(BN) 중 적어도 하나 이상이 혼합된 혼합물이다.
이러한 방열층(5)은 건조 및 소결이 이루어지면, 회로기판 본체(3)의 격자홈(331)과 동일한 크기 및 형상으로 형성됨에 따라 그물망 또는 격자무늬 형상을 형성하게 된다.
열분산층(7)은 방열층(5)의 격자홈(331)의 내부로 방열층(5)이 형성되면, 이후 제2 방열조성물을 회로기판 본체(3)의 하면(33)에 기 설정된 두께로 도포시켜 형성되게 된다.
이때 열분산층(7)의 상면은 방열층(5)의 하면에 접촉됨으로써 방열층(5)을 통해 전달받을 열을 외부 공기와 효과적으로 방열시킬 수 있게 된다.
이때 방열층(5)을 구성하는 방열조성물과 열분산층(7)을 구성하는 제2 방열조성물은 동일한 소재 및 재료로 이루어지거나 또는 서로 다른 소재 및 재료로 이루어질 수 있음은 당연하다.
도 8은 도 2의 LED 방열 회로기판 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
또한 LED 방열 회로기판 제조 방법(S1)은 도 8에 도시된 바와 같이, 회로기판 본체 제조단계(S10)와, 방열조성물 제조단계(S20), 방열층 형성단계(S30), 열분산층 형성단계(S40)로 이루어진다.
회로기판 본체 제조단계(S10)는 전술하였던 도 2 내지 6의 회로기판 본체(3)를 제조하는 공정단계이다.
이때 회로기판 본체(3)의 상면에는 LED 모듈(310)에 연결된 리드 프레임(미도시)과 연결되어 전원을 공급하기 위한 박막패턴(311)이 형성되고, 박막패턴(311)의 상부에는 박막패턴(311)을 보호하기 위한 보호층(313)이 형성된다.
또한 회로기판 본체(3)의 하면(33)에는 내측으로 격자 형상의 격자홈(331)이 형성된다.
도 9는 도 8의 방열조성물 제조단계를 나타내는 공정순서도이다.
방열조성물 제조단계(S20)는 도 9에 도시된 바와 같이, 조성물 준비단계(S21)와, 볼 밀 혼합단계(S22), 건조단계(S23)로 이루어진다.
조성물 준비단계(S21)는 금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 혼합된 방열조성물을 준비하는 단계이다.
이때 금속나노파우더는 산화알루미늄(Al2O3), 은(Ag), 동(Cu), 질화붕소(BN) 중 적어도 하나 이상이 혼합된 혼합물이다.
볼 밀 혼합단계(S22)는 볼 밀(Ball mill) 장치를 이용하여, 조성물 준비단계(S21)에 의해 준비된 방열조성물을 대략 90 ~ 120 분 동안 기계적 합금화를 실시하여 금속분말 및 그라파이트를 혼합시키는 단계이다.
건조단계(S23)는 볼 및 혼합단계(S22)에 의해 혼합된 혼합물을 건조시키는 공정단계이다.
다시 도 8로 돌아가서, 방열층 형성단계(S30)를 살펴보면, 방열층 형성단계(S30)는 회로기판 본체 제조단계(S10)에 의해 제조된 회로기판 본체(3)의 격자홈(331)의 내부로, 방열조성물 제조단계(S20)에 의해 제조된 방열조성물을 충진시킨 후, 소결 및 건조시킴으로써 회로기판 본체(3)의 격자홈(331)의 내부에 전술하였던 도 3과 4의 방열층(5)을 형성하는 공정단계이다.
열분산층 형성단계(S40)는 방열층 형성단계(S30)에 의해 방열층이 형성된 회로기판 본체(3)의 하면에 제2 방열조성물을 기 설정된 두께로 도포시킨 후, 소결 및 건조시킴으로써 회로기판 본체(3)의 하면에 열분산층(7)을 형성하는 공정단계이다.
이때 열분산층(7)을 구성하는 제2 방열조성물은 방열층(5)의 방열조성물과 동일한 재료로 이루어지거나 또는 열전도율이 높은 금속성 분말이나 탄소나노튜브(CNT:Carbon nanotube)를 포함하는 통상의 방열체에 적용되는 조성물로 제조될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예인 제2 LED 방열 회로기판(140)이고, 제2 LED 방열 회로기판(140)은 전술하였던 도 2 내지 6의 LED 방열 회로기판(1)과 동일한 형상 및 구조로 이루어지되, 회로기판 본체(3)의 하부면에 열분산층(7)이 도포되지 않는다.
즉 본 발명은 LED 모듈의 출력사양에 따라, 회로기판 본체의 하부면에 열분산층이 도포되거나 또는 도포되지 않도록 구조를 선택하여 사용할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 LED 방열 회로기판(1)은 회로기판 본체의 하부면에 격자홈을 형성하되, 열전도율이 높은 방열조성물을 격자홈으로 충진시킨 후, 건조 및 소결시켜 격자홈의 내부에 방열층을 형성함으로써 제조가 간단할 뿐만 아니라 동일 부피 대비 방열효율을 극대화시킬 수 있다.
또한 본 발명의 LED 방열 회로기판(1)은 회로기판 본체의 하면에 제2 방열조성물을 도포시켜 열분산층을 형성함으로써 열 교환 면적을 더욱 증가시켜 방열효율성을 더욱 높일 수 있다.
또한 본 발명의 LED 방열 회로기판(1)은 방열층을 구성하는 방열조성물이 산화알루미늄(Al2O3), 은(Ag), 동(Cu), 질화붕소(BN) 중 적어도 하나 이상이 혼합된 금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 구성되되, 볼 밀을 이용하여 기계적으로 혼합되도록 구성됨으로써 제조가 간단하고 신속하게 이루어질 뿐만 아니라 방열조성물의 함유성분 및 함유량을 최적화시켜 방열효과를 더욱 개선시킬 수 있게 된다.
1:LED 방열 회로기판 3:회로기판 본체
5:방열층 7:열분산층
31:상면 33:하면
310:LED 모듈 311:박막패턴
313:보호층 331:격자홈
S1:LED 방열 회로기판 제조 방법
S10:회로기판 본체 제조단계
S20:방열조성물 제조단계 S21:조성물 준비단계
S22:볼 밀 혼합단계 S23:건조단계
S30:방열층 형성단계 S40:열분산층 형성단계

Claims (7)

  1. 판재로 형성되되, 1)내측으로 형성되어 길이 방향으로 연장되되 폭 방향으로 간격을 두고 형성되는 가로홈들과, 2)내측으로 형성되어 폭 방향으로 연장되되 길이 방향으로 간격을 두고 형성되는 세로홈들을 포함하는 격자홈들이 하부면에 격자 형상으로 형성되는 회로기판 본체를 제조하는 단계10(S10);
    금속분말 및 그라파이트를 포함하는 방열조성물을 제조하는 단계20(S20);
    상기 단계10(S10)에 의해 제조된 회로기판 본체의 격자홈의 내부로, 상기 단계20(S20)에 의해 제조된 방열조성물을 충진한 후, 소결 및 건조시켜 방열층을 형성하는 단계30(S30)을 포함하고,
    상기 단계30(S30)에 의해 형성되는 상기 방열층은 하부면이, 상기 회로기판 본체의 하부면과 동일한 높이에 형성되어 상기 회로기판 본체의 하부면으로부터 하향 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 LED 방열 회로기판 제조 방법(S1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED 방열 회로기판 제조 방법(S1)은
    상기 단계30(S30)에 의해 방열층이 형성된 회로기판 본체의 하면에, 방열조성물을 기 설정된 두께로 도포한 후, 소결 및 건조시켜 열분산층을 형성하는 단계40(S40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 방열 회로기판 제조 방법(S1).
  3. 제2항에 있어서, 상기 단계20(S20)은
    금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 혼합된 방열조성물을 준비하는 단계21(S21);
    볼 밀(Ball mill) 장치를 이용하여, 상기 단계21(S21)에 의해 준비된 방열조성물을 90 ~ 120 분 동안 기계적 합금화를 실시하여 금속분말 및 그라파이트를 혼합시키는 단계22(S22);
    상기 단계22(S22)에 의해 혼합된 혼합물을 건조시키는 단계23(S23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 방열 회로기판 제조 방법(S1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 회로기판 본체의 격자홈은
    1)상기 회로기판 본체의 상면에 실장되는 LED 모듈들이 ‘고출력’일 때, 2.0 ~ 6.0mm의 폭과 0.5 ~ 0.6mm의 두께로 형성되되, 2)상기 LED 모듈들이 ‘저출력’일 때, 2.0 ~ 5.0mm의 폭과 0.3 ~ 0.5mm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 방열 회로기판 제조 방법(S1).
  5. 판재로 형성되되, 1)내측으로 형성되어 길이 방향으로 연장되되 폭 방향으로 간격을 두고 형성되는 가로홈들과, 2)내측으로 형성되어 폭 방향으로 연장되되 길이 방향으로 간격을 두고 형성되는 세로홈들을 포함하는 격자홈들이 하부면에 격자 형상으로 형성되는 회로기판 본체;
    상기 회로기판 본체의 상면에 실장되는 LED모듈들;
    금속분말 및 그라파이트를 포함하는 방열조성물이 상기 회로기판 본체의 격자홈의 내부로 충진된 후, 소결 및 건조되어 형성되는 방열층을 포함하고,
    상기 방열조성물은
    금속나노파우더 2.0 ~ 22.0 중량%와, 그라파이트 나노 와이어 2.0 ~ 25.0 중량%, 프로페노익산 중합체 25.0 ~ 35.0 중량%, 포름알데히드 중합체 3.0 ~ 12.0 중량%, 고분자 수지 10.0 ~ 31.0 중량%로 혼합된 방열조성물을, 볼 밀(Ball mill) 장치를 이용하여, 90 ~ 120 분 동안 기계적 합금화를 실시하여 금속분말 및 그라파이트를 혼합시킨 후, 건조시켜 제조되고,
    상기 방열층은
    하부면이 상기 회로기판 본체의 하부면과 동일한 높이에 형성되어 상기 회로기판 본체의 하부면으로부터 하향 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 LED 방열 회로기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 LED 방열 회로기판은
    상기 회로기판의 하면에 방열조성물이 기 설정된 두께로 도포된 후, 소결 및 건조되어 형성되는 열분산층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 방열 회로기판.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회로기판 본체의 격자홈은
    1)상기 LED 모듈들이 ‘고출력’일 때, 2.0 ~ 6.0mm의 폭과 0.5 ~ 0.6mm의 두께로 형성되되, 2)상기 LED 모듈들이 ‘저출력’일 때, 2.0 ~ 5.0mm의 폭과 0.3 ~ 0.5mm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 방열 회로기판.
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