KR102603297B1 - 고방열, 고기능성, 고집적 led조명을 위한 양면 방열기판및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판 및 이를 제조하는 방법으로서, 기판의 상하측을 관통하는 비아홀에 패턴층을 형성하여 상면의 패턴층과 하면의 패턴층을 서로 연결하여 집적도를 향상하고, 패턴층을 형성하기 위한 드라이필름에 소정의 오프셋을 주어 정밀성을 향상하고, 별도의 에칭공정을 수행하지 않아 기판의 산화막이 손상되지 않음으로써 안정성이 증대되어, 조명, 통신장비, 전기자동차, 방위산업 제품, 첨단의료기기 등의 산업분야에 적용될 수 있는, 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판 및 이를 제조하는 방법으로서, 기판의 상하측을 관통하는 비아홀에 패턴층을 형성하여 상면의 패턴층과 하면의 패턴층을 서로 연결하여 집적도를 향상하고, 패턴층을 형성하기 위한 드라이필름에 소정의 오프셋을 주어 정밀성을 향상하고, 별도의 에칭공정을 수행하지 않아 기판의 산화막이 손상되지 않음으로써 안정성이 증대되어, 조명, 통신장비, 전기자동차, 방위산업 제품, 첨단의료기기 등의 산업분야에 적용될 수 있는, 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
LED는 빛과 열을 동시에 방출하는 발광현상을 이용한 소자로서, 백열등, 형광등에 비해 에너지효율과 수명이 우수하여, 실내등, 가로등, 휴대폰, 전광판 등 다양한 산업분야에서 사용되고 있다. 그러나 LED가 소비하는 에너지 중 약 20%만이 빛을 발산하는 데 이용되고, 나머지 에너지의 대부분은 열로 방출되고 있다. 이와 같이 LED에서 발생하는 열은 소자의 수명과 조도를 감소시키고, 전력손실을 유발하는 요인이 되어, 고성능의 LED조명을 구현하기 위해서는 LED에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 대책이 필수적으로 마련될 필요가 있다.
한편, 종래의 LED조명은 PCB기판에 LED소자를 실장하는 형태로서, 기판에서 발생하는 열을 방출하는 수단으로 열전도율이 높은 히트싱크를 부착하고 있다. 그러나 이와 같은 구조의 LED기판은 두께와 중량이 증대되고 제품을 소형화하기 어려운 문제점을 내재하고 있다.
또한, 종래의 LED기판은 단면 레이어로서 집적도가 높은 제품을 구현하기 어려운 문제점을 내재하고 있다. 구체적으로 조명, 통신장비, 전기자동차, 방위산업 제품, 첨단의료기기 등에 적용되는 LED기판은 고방열, 고기능성, 고집적 성능을 요구하나, 종래와 같이 단면 레이어 구조로는 상기와 같은 조건을 만족하기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 국내등록특허 제10-2505020호 “열전달매체가 설치된 LED 조명등용 메탈기판 및 이의 제조방법”은 Al기판과 접촉되게 비아홀을 형성하고, 비아홀에 납을 충진하여 LED에서 방출되는 고열을 방출하는 LED조명등용 메탈기판을 개시하고 있다. 그러나, 해당 기술에서 비아홀은 열방출을 위한 납을 충진하기 위해서 기판을 소정의 공간만큼 뚫는 것으로, 기판의 상하측을 완전히 관통하도록 비아홀을 형성하고, 비아홀 내주면에도 패턴층이 형성되게 함으로써 기판의 상면과 하면에 형성된 패턴이 비아홀을 통해 연결되도록 하는 구성에 대해서는 개시하는 바가 없다.
결과적으로, LED에서 발생하는 열을 외부로 효율적으로 발산함과 동시에, 기판의 양면에 회로를 형성하여, 조명, 통신장비, 전기자동차, 방위산업 제품, 첨단의료기기 등의 분야에서 폭넓게 적용될 수 있는 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판에 대한 연구개발 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판 및 이를 제조하는 방법으로서, 기판의 상하측을 관통하는 비아홀에 패턴층을 형성하여 상면의 패턴층과 하면의 패턴층을 서로 연결하여 집적도를 향상하고, 패턴층을 형성하기 위한 드라이필름에 소정의 오프셋을 주어 정밀성을 향상하고, 별도의 에칭공정을 수행하지 않아 기판의 산화막이 손상되지 않음으로써 안정성이 증대되어, 조명, 통신장비, 전기자동차, 방위산업 제품, 첨단의료기기 등의 산업분야에 적용될 수 있는, 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판을 제조하는 방법으로서, Al기판의 일측 표면에서 타측 표면까지 관통하는 복수의 비아홀을 형성하는 비아홀형성단계; 상기 비아홀이 형성된 상기 Al기판을 아노다이징하여, 상기 Al기판에 Al2O3산화막층을 형성하는 Al2O3산화막층형성단계; 상기 Al2O3산화막층이 형성된 Al기판에, 패턴에 해당하지 않는 영역을 마스킹하는 제1드라이필름을 부착하는 제1드라이필름부착단계; 상기 제1드라이필름이 부착된 Al기판에, Ni박막층을 증착하는 Ni박막층형성단계; 상기 Ni박막층이 증착된 Al기판에, Cu박막층을 증착하는 Cu박막층증착단계; 상기 Cu박막층이 증착된 Al기판에, 상기 제1드라이필름이 마스킹하는 영역보다 좁은 영역을 마스킹하는 제2드라이필름을 부착하는 제2드라이필름부착단계; 습식 전기동도금을 수행하여, 상기 제2드라이필름이 마스킹하지 않는 영역에 패턴층을 형성하는 패턴층형성단계; 및 상기 제1드라이필름 및 제2드라이필름을 박리하여, 패턴에 해당하지 않는 영역에 형성된 상기 Ni박막층, Cu박막층, 및 패턴층을 제거하는, 드라이필름박리단계;를 포함하는, 양면 방열기판을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 양면 방열기판은, 상기 Al기판의 양측 표면 각각에 대하여, 상기 Ni박막층형성단계, Cu박막층증착단계, 제2드라이필름부착단계, 전기동도금단계, 및 드라이필름박리단계를 동일하게 수행하여, 상기 비아홀의 내주면을 통해, 상기 Al기판의 양측 표면 각각의 패턴영역에 형성된 상기 Ni박막층, Cu박막층 및 패턴층이 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 Ni박막층형성단계는, 상기 제1드라이필름이 부착된 Al기판을 진동시키면서 상기 Ni박막층을 증착하고, 상기 Cu박막층증착단계는, 상기 Ni박막층이 증착된 Al기판을 진동시키면서 상기 Cu박막층을 증착하고, 상기 Al기판에 형성된 상기 비아홀의 내주면에 상기 Ni박막층, Cu박막층이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1드라이필름이 부착된 Al기판은, 패턴영역이 노출되어 있고, 상기 Ni박막층형성단계는, 상기 제1드라이필름이 마스킹하는 영역과 마스킹하지 않는 영역에 Ni박막층을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제2드라이필름이 부착된 Al기판은, 패턴영역과, 상기 패턴영역으로부터 소정의 길이만큼 확장된 영역이 노출되어 있고, 상기 패턴층은, 상기 제2드라이필름이 마스킹하지 않는, 패턴영역 및 패턴에 해당하지 않는 영역 일부에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 Al2O3산화막층형성단계는, 상기 Al2O3산화막층에 형성되는 기공을 봉공(sealing)하지 않고, 상기 Ni박막층은 기공이 형성되어 있는 상기 Al2O3산화막층의 표면에 직접 증착되어, 상기 Al2O3산화막층과 상기 Ni박막층의 밀착력이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 Ni박막층은 0.05 내지 0.015 m의 두께범위를 가지고, 상기 Cu박막층은 0.1 내지 0.3 m의 두께범위를 가질 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판으로서, Al기판의 일측 표면에서 타측 표면까지 관통하는 복수의 비아홀을 형성하는 비아홀형성단계; 상기 비아홀이 형성된 상기 Al기판을 아노다이징하여, 상기 Al기판에 Al2O3산화막층을 형성하는 Al2O3산화막층형성단계; 상기 Al2O3산화막층이 형성된 Al기판에, 패턴에 해당하지 않는 영역을 마스킹하는 제1드라이필름을 부착하는 제1드라이필름부착단계; 상기 제1드라이필름이 부착된 Al기판에, Ni박막층을 증착하는 Ni박막층형성단계; 상기 Ni박막층이 증착된 Al기판에, Cu박막층을 증착하는 Cu박막층증착단계; 상기 Cu박막층이 증착된 Al기판에, 상기 제1드라이필름이 마스킹하는 영역보다 좁은 영역을 마스킹하는 제2드라이필름을 부착하는 제2드라이필름부착단계; 습식 전기동도금을 수행하여, 상기 제2드라이필름이 마스킹하지 않는 영역에 패턴층을 형성하는 패턴층형성단계; 및 상기 제1드라이필름 및 제2드라이필름을 박리하여, 패턴에 해당하지 않는 영역에 형성된 상기 Ni박막층, Cu박막층, 및 패턴층을 제거하는, 드라이필름박리단계;에 의해 형성되는, 양면 방열기판을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 감성 조명,컨버터 일체형 조명, DC 컨버터 , 전장용 양면 제품 등 방열이 중요시되고, 양면 레이어가 적용될 수 있는 제품군에 적용이 가능한 고방열, 고기능성, 고집정 방면 방열기판을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 비아홀에 형성된 패턴층을 통해 기판의 상면과 하면의 패턴층을 서로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 Al2O3산화막층과 Cu박막층 사이에 Ni박막층을 배치하여, 접합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 패턴에 해당하는 영역에만 패턴층을 형성하는 패턴도금방식으로, 종래의 판넬도금방식에 비해 에칭공정을 수행하지 않아 아노다이징된 Al2O3산화막층이 파괴되지 않는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 스퍼터링 공정 수행 시에, Al기판을 진동시켜 비아홀의 측면에도 스퍼터링 타겟이 원활히 증착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 Al2O3산화막층을 봉공처리하지 않은 상태에서 Ni박막층을 증착시켜, Al2O3산화막층과 Ni박막층의 접합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제2드라이필름은 제1드라이필름으로부터 소정의 오프셋을 가져, 드라이필름을 박리할 때 패턴영역에 해당하는 패턴층까지 함께 제거되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판을 형성하는 방법의 단계들을 도시한다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 비아홀 형성단계 및 Al2O3산화막층 형성단계를 도시한다.
도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1드라이필름 부착단계를 도시한다.
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 Ni박막층 형성단계를 도시한다.
도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 Cu박막층 형성단계를 도시한다.
도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2드라이필름 부착단계를 도시한다.
도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴층 형성단계를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이필름 박리단계를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1드라이필름 및 제2드라이필름이 마스킹하는 영역 및 마스킹하지 않고 노출하는 영역을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Al2O3산화막층 형성단계에 의한 방열기판의 단면을 도시한다.
도 9는은 본 발명의 일 실시예에 따른 Ni박막층형성단계 및 Cu박막층형성단계의 세부공정을 도시한다.
도 10은 방열기판을 형성하는 종래의 방법을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판을 형성하는 방법의 단계들을 도시한다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 비아홀 형성단계 및 Al2O3산화막층 형성단계를 도시한다.
도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1드라이필름 부착단계를 도시한다.
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 Ni박막층 형성단계를 도시한다.
도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 Cu박막층 형성단계를 도시한다.
도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2드라이필름 부착단계를 도시한다.
도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴층 형성단계를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이필름 박리단계를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1드라이필름 및 제2드라이필름이 마스킹하는 영역 및 마스킹하지 않고 노출하는 영역을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Al2O3산화막층 형성단계에 의한 방열기판의 단면을 도시한다.
도 9는은 본 발명의 일 실시예에 따른 Ni박막층형성단계 및 Cu박막층형성단계의 세부공정을 도시한다.
도 10은 방열기판을 형성하는 종래의 방법을 도시한다.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판(1)을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이 상기 양면 방열기판(1)은, 상기 Al기판(10)의 양측 표면 각각에 대하여, 상기 제1드라이필름부착단계, Ni박막층형성단계, Cu박막층증착단계, 제2드라이필름부착단계, 전기동도금단계, 및 드라이필름박리단계를 동일하게 수행하여, 상기 비아홀(80)의 내주면을 통해, 상기 Al기판(10)의 양측 표면 각각의 패턴영역(A)에 형성된 상기 Ni박막층(30), Cu박막층(40) 및 패턴층(50)이 연결될 수 있다.
구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판(1)에는 상면과 하면을 관통하는 복수의 비아홀(80)을 포함할 수 있고, 양면 방열기판(1)의 상면에 형성된 패턴층(50)과 하면에 형성된 패턴층(50)은 비아홀(80)의 내주면에 형성된 패턴층(50)을 통해 서로 연결될 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 일 실시예에서 패턴층(50)은 Al기판(10)에 순차적으로 증착된 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40) 위에 형성될 수 있고, 비아홀(80)의 내주면에 해당하는 부분에도 상기 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)이 원활히 증착될 수 있다.
결과적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판(1)은 방열성이 우수하여 높은 수준의 방열성능을 요구하는 LED조명에 적용될 수 있다. 구체적으로 LED조명의 주요 발열체인 LED소자의 아래 혹은 가까운 위치에 형성되어, 기판의 일측에서 발생하는 열을 발산하는 타측으로 발산하는 서멀비아(Thermal via)일 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판(1)은 패턴층(50)의 정밀성이 향상되어 집적도가 향상될 수 있다. 구체적으로 상기 패턴층(50)은 양면 방열기판(1)에서 전기적 신호를 전달하는 신호전달층에 해당하고, 양면 방열기판(1)의 상면과 하면의 패턴을 비아홀(80)을 통해 연결함으로써 높은 집적도의 반도체 회로기판이 제조될 수 있다.
이하에서는, 상술한 특성을 가지는 본 발명의 양면 방열기판(1)을 제조하는 방법에 대해 상술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판(1)을 형성하는 방법의 단계들을 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판(1)을 제조하는 방법은, Al기판(10)의 일측 표면에서 타측 표면까지 관통하는 복수의 비아홀(80)을 형성하는 비아홀형성단계; 상기 비아홀(80)이 형성된 상기 Al기판(10)을 아노다이징하여, 상기 Al기판(10)에 Al2O3산화막층(20)을 형성하는 Al2O3산화막층형성단계; 상기 Al2O3산화막층(20)이 형성된 Al기판(10)에, 패턴에 해당하지 않는 영역을 마스킹하는 제1드라이필름(60)을 부착하는 제1드라이필름부착단계; 상기 제1드라이필름(60)이 부착된 Al기판(10)에, Ni박막층(30)을 증착하는 Ni박막층형성단계; 상기 Ni박막층(30)이 증착된 Al기판(10)에, Cu박막층(40)을 증착하는 Cu박막층증착단계; 상기 Cu박막층(40)이 증착된 Al기판(10)에, 상기 제1드라이필름(60)이 마스킹하는 영역보다 좁은 영역을 마스킹하는 제2드라이필름(70)을 부착하는 제2드라이필름부착단계; 습식 전기동도금을 수행하여, 상기 제2드라이필름(70)이 마스킹하지 않는 영역에 패턴층(50)을 형성하는 패턴층형성단계; 및 상기 제1드라이필름(60) 및 제2드라이필름(70)을 박리하여, 패턴에 해당하지 않는 영역에 형성된 상기 Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)을 제거하는, 드라이필름박리단계;를 포함할 수 있다.
먼저 본 발명의 양면 방열기판(1)의 주소재는 통상적으로 PCB기판을 제조하는 데 사용되는 Al기판(10)(알루미늄 기판)일 수 있다. 구체적으로 Al기판(10)은 열전도성, 전기절연성, 및 가공성능이 우수하며, 일정 크기로 재단된 알루미늄 소재의 기판일 수 있다.
S1단계는 비아홀형성단계로서, Al기판(10)에 비아홀(80)을 형성하는 단계에 해당할 수 있다. 구체적으로 평판형태의 Al기판(10)의 상면과 하면을 소정의 직경만큼 관통하여 비아홀(80)을 형성할 수 있다. 바람직하게는 Al기판(10)에 형성하고자 하는 패턴에 따라 비아홀(80)의 위치, 직경, 개수 등이 유동적으로 결정될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서 비아홀(80)을 가공하는 복수의 공지기술 중 어느 하나를 적용하여 Al기판(10)에 비아홀(80)을 형성할 수 있다. 일례로, 비아홀(80)은 수산화칼륨(KOH)수용액에 상기 Al기판(10)을 함침시킨 상태에서, 비아홀(80)을 형성하고자 하는 위치에 레이저 드릴링 공정을 수행함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 비아홀(80)의 직경은 0.2 내지 1.0 t(mm)의 범위를 가질 수 있다.
S2단계는 Al2O3산화막층형성단계로서, Al기판(10)을 아노다이징하여 Al2O3산화막층(20)을 형성하는 단계에 해당할 수 있다. 구체적으로 Al2O3산화막층(20)은 Al기판(10)의 모든 표면에 형성될 수 있다. 바람직하게는 Al2O3산화막층(20)은 Al기판(10)의 상면, 하면, 및 비아홀(80)의 내주면 모두에 형성될 수 있다. 더 바람직하게는 Al2O3산화막층(20)은 패턴층(50)을 형성하고자 하는 패턴영역(A)에 해당하는 지 여부에 관계없이 Al기판(10)의 상면, 하면, 및 비아홀(80)의 내주면을 포함하는 모든 표면에 형성될 수 있다.
S3단계는 제1드라이필름부착단계로서, Al2O3산화막층(20)이 증착된 Al기판(10)에 패턴층(50)을 형성하고자 하는 패턴영역(A)이 노출되도록 제1드라이필름(60)을 부착하는 단계에 해당할 수 있다. 구체적으로 제1드라이필름(60)은 패턴층(50)이 형성되지 않는 영역은 마스킹하고 반대로 패턴층(50)을 형성하고자 하는 패턴영역(A)은 노출함으로써, 제1드라이필름(60)을 박리했을 때 패턴영역(A)에 형성된 패턴층(50)만이 Al기판(10)에 남겨지도록 할 수 있다.
S4단계는 Ni박막층형성단계로서, 제1드라이필름(60)이 부착된 Al기판(10)에 Ni박막층(30)을 형성하는 단계에 해당할 수 있다. 구체적으로 Ni박막층(30)은 Al2O3산화막층(20)과 Cu박막층(40)의 중간특성을 가져 Al2O3산화막층(20)에 대비해 Cu박막층(40)에 대한 증착력이 향상될 수 있다. 또한, Ni박막층(30)은 제1드라이필름(60)이 마스킹하는 영역과 마스킹하지 않는 모두에 형성될 수 있다.
S5단계는 Cu박막층(40)형성단계로서, Ni박막층(30)이 형성된 Al기판(10)에 Cu박막층(40)을 형성하는 단계에 해당할 수 있다. 구체적으로 Cu박막층(40)은 Ni박막층(30) 위에 증착될 수 있다. 즉, Cu박막층(40)은 또한 제1드라이필름(60)이 마스킹하는 영역과 마스킹하지 않는 모두에 형성될 수 있다.
S6단계는 제2드라이필름부착단계로서, Ni박막층(30) 및 Cu박막층(40)이 증착된 Al기판(10)에 패턴층(50)을 형성하고자 하는 패턴영역(A)이 노출되도록 제2드라이필름(70)을 부착하는 단계에 해당할 수 있다. 구체적으로 제2드라이필름(70)은 패턴층(50)이 형성되지 않는 영역은 마스킹하고 반대로 패턴층(50)을 형성하고자 하는 패턴영역(A)은 노출함으로써, 제2드라이필름(70)이 부착된 상태에서 습식동도금 공정(하기의 패턴층형성단계)을 수행했을 때 패턴영역(A)에만 패턴층(50)이 형성되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 제1드라이필름(60)과 제2드라이필름(70)이 마스킹하는 영역에는 소정의 오프셋(d)이 존재하고 이에 상세한 설명은 후술하도록 한다.
S7단계는 패턴층형성단계로서, 패턴영역(A)에 패턴층(50)을 형성하는 단계에 해당할 수 있다. 구체적으로 전술한 바와 같이 제2드라이필름(70)이 부착된 Al기판(10)에 습식동도금 공정을 수행함으로써 제2드라이필름(70)이 마스킹하지 않는 영역에 패턴층(50)이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 상술한 단계 중 1 이상의 공정들은 Al기판(10)의 상면과 하면 각각에 수행됨으로써, 패턴층(50)이 Al기판(10)의 상면, 하면, 및 비아홀(80)의 내측면 각각에 형성될 수 있다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에서 S2단계 이후에, S3 내지 S8단계들은 Al기판(10)의 상면과 하면 각각에 반복 수행될 수 있다.
이하에서는 상술한 공정들이 순차적으로 수행되었을 때 양면 방열기판(1)의 단면도를 도시한다. 한편, 도 3 내지 6에서 A는 양면 방열기판(1)에 패턴층(50)이 형성되는 '패턴영역(A)'을 의미하고, B는 패턴층(50)이 형성되지 않는 '패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)'을 의미한다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 비아홀 형성단계 및 Al2O3산화막층 형성단계를 도시한다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, Al기판(10)에는 상면과 하면을 관통하는 복수의 비아홀(80)이 형성될 수 있고, Al기판(10)의 모든 표면에 Al2O3산화막층(20)이 형성될 수 있다.
구체적으로 아노다이징을 수행하여 Al기판(10)의 모든 표면에 산화피막층인 Al2O3산화막층(20)을 형성할 수 있고, 더 바람직하게는 Al기판(10)의 상면, 하면, 비아홀(80)의 내측면 모두에 Al2O3산화막층(20)이 형성될 수 있다. 즉, Al기판(10)은 Al2O3산화막층(20)에 의하여 외부로 노출되지 않고 보호될 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에서 상기 아노다이징 공정은 경질 아노다이징 공정일 수 있다.
도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1드라이필름(60) 부착단계를 도시한다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1드라이필름(60)이 부착된 Al기판(10)은, 패턴영역(A)이 노출되어 있고, 상기 Ni박막층형성단계는, 상기 제1드라이필름(60)이 마스킹하는 영역과 마스킹하지 않는 영역에 Ni박막층(30)을 형성할 수 있다.
Al2O3산화막층(20)이 형성된 Al기판(10)에 제1드라이필름(60)을 부착할 수 있다. 구체적으로 제1드라이필름(60)은 PCB, BGA 등에 회로나 패턴형성을 위한 필름형 재료로서, 제1드라이필름(60)을 부착했을 때 Al기판(10)의 표면 중 패턴영역(A)에 해당하는 부분만이 노출될 수 있다.
즉 제1드라이필름(60)은 패턴영역(A)에 해당하는 영역은 마스킹하지 않고, 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)은 마스킹하는 필름일 수 있다. 달리 말하자면 Al기판(10)에 제1드라이필름(60)을 부착했을 때 패턴영역(A)에 해당하는 영역은 노출되어 있고, 패턴영역(A)에 해당하지 않는 부분은 제1드라이필름(60)에 의해 가려질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 Al기판(10)의 상면과 하면 각각에 서로 다른 형태의 제1드라이필름(60)을 부착할 수 있다. 구체적으로 도 3의 (b)에서 Al기판(10)의 상면과 하면에 부착되는 제1드라이필름(60)은 서로 대응되는 영역을 마스킹하고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 Al기판(10)의 상면과 하면에 서로 다른 형태의 제1드라이필름(60)을 부착함으로써, 상면과 하면에 부착되는 제1드라이필름(60)이 서로 다른 영역을 마스킹하도록 할 수 있다.
바람직하게는 양면 방열기판(1)의 상면과 하면 각각에 형성하고자 하는 패턴형태를 고려하여, Al기판(10)의 상면과 하면 각각에 부착되는 제1드라이필름(60)의 형태를 결정할 수 있다.
즉 본 발명의 일 실시예에서 양면 방열기판(1)의 상면과 하면 각각에 서로 다른 형태의 패턴이 형성될 수 있다.
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 Ni박막층(30) 형성단계를 도시한다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1드라이필름(60)이 부착된 Al기판(10)에 Ni박막층(30)을 형성할 수 있다. 구체적으로 Ni박막층(30)은 Ar 및 O2 가스, 1 내지 10 kW의 인가전력, 1 내지 5 10-3 torr조건으로 스퍼터링하여 형성될 수 있다.
또한 Ni박막층(30)은 27 내지 33 nm의 두께를 범위를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 Ni박막층(30)은 30nm일 수 있다.
상기와 같은 조건에서의 스퍼터링공정에 의하여 형성된 Ni박막층(30)은 제1드라이필름(60)이 부착된 Al기판(10)의 모든 표면에 형성될 수 있다. 구체적으로 Ni박막층(30)은 제1드라이필름(60)에 의해 마스킹되지 않아 Al2O3산화막층(20)이 노출되는 패턴영역(A)과 제1드라이필름(60)에 의해 마스킹되어 Al2O3산화막층(20)이 노출되지 않는 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)에 형성될 수 있다.
바람직하게는 Al기판(10)의 상면과 하면의 패턴영역(A)에서 Ni박막층(30)은 Al2O3산화막층(20) 위에 형성될 수 있고, 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)에서 Ni박막층(30)은 제1드라이필름(60) 위에 형성될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 Ni박막층(30) 형성단계는 Al기판(10)의 상면과 하면 각각에 대해 수행될 수 있고, 해당 과정에 의하여 비아홀(80)의 측면에도 Ni박막층(30)이 원활히 형성될 수 있다.
한편, Ni박막층(30)을 이루는 Ni는 Al2O3산화막층(20)을 이루는 Al과 Cu박막층(40)을 이루는 Cu 각각과 친화성이 우수하여, Al2O3산화막층(20)에 대비해 Cu박막층(40)에 대한 증착력이 우수할 수 있다. 구체적으로 Al2O3산화막층(20)에 Cu박막층(40)을 직접 증착하는 경우보다 Al2O3산화막층(20)에 Ni박막층(30)을 증착하고 Ni박막층(30)에 Cu박막층(40)을 증착할 때 증착력이 우수할 수 있다.
도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 Cu박막층(40) 형성단계를 도시한다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, Ni박막층(30)이 형성된 Al기판(10)에 Cu박막층(40)을 형성할 수 있다. 구체적으로 Cu박막층(40)은 Ar 및 O2 가스, 1 내지 10 kW의 인가전력, 1 내지 5 10-3 torr조건으로 스퍼터링하여 형성될 수 있다.
또한 Cu박막층(40)은 360 내지 440 nm의 두께를 범위를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 Cu박막층(40)은 400nm일 수 있다.
바람직하게는 Cu박막층(40)은 Ni박막층(30)보다 넓은 두께를 가질 수 있다.
상기와 같은 조건에서의 스퍼터링공정에 의하여 형성된 Cu박막층(40)은 Ni박막층(30)이 형성된 Al기판(10)의 모든 표면에 형성될 수 있다. 구체적으로 전술한 바와 같이 Ni박막층(30)은 제1드라이필름(60)에 의해 마스킹되지 않아 Al2O3산화막층(20)이 노출되는 패턴영역(A)과 제1드라이필름(60)에 의해 마스킹되어 Al2O3산화막층(20)이 노출되지 않는 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)에 형성될 수 있고, Ni박막층(30) 위에 형성되는 Cu박막층(40) 또한 이와 동일하게 제1드라이필름(60)이 마스킹하는 혹은 마스킹하지 않는 영역 모두에 형성될 수 있다.
바람직하게는 Al기판(10)의 상면과 하면의 패턴영역(A)과 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)에서 Cu박막층(40)은 Ni박막층(30) 위에 형성될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 Cu박막층(40) 형성단계는 Al기판(10)의 상면과 하면 각각에 대해 수행될 수 있고, 해당 과정에 의하여 비아홀(80)의 측면에도 Cu박막층(40)이 원활히 형성될 수 있다.
도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2드라이필름(70) 부착단계를 도시한다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제2드라이필름(70)이 부착된 Al기판(10)은, 패턴영역(A)과, 상기 패턴영역(A)으로부터 소정의 길이만큼 확장된 영역이 노출되어 있고, 상기 패턴층(50)은, 상기 제2드라이필름(70)이 마스킹하지 않는, 패턴영역(A) 및 패턴에 해당하지 않는 영역 일부에서 형성될 수 있다.
Cu박막층(40)이 형성된 Al기판(10)에 제2드라이필름(70)을 부착할 수 있다. 구체적으로 제2드라이필름(70)은 PCB, BGA 등에 회로나 패턴형성을 위한 필름형 재료로서, 제2드라이필름(70)을 부착했을 때 Al기판(10)의 표면 중 '패턴영역(A)에 해당하는 부분'과 '패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)의 일부'가 노출될 수 있다. 바람직하게는 제2드라이필름(70)을 부착했을 때 Al기판(10)의 상면과 하면에서, 패턴영역(A)에 해당하는 영역은 모두 노출되고, 패턴영역(A)에 해당하는 부분 중 일부(오프셋(d)에 해당하는 부분)는 노출되지 않을 수 있다.
한편, 제2드라이필름(70)이 부착되지 않는 비아홀(80)의 측면은 제2드라이필름(70)에 의해 마스킹되지 않고 노출될 수 있다.
즉, 제1드라이필름(60)과 제2드라이필름(70)이 마스킹하는 영역에는 오프셋(d)이 있을 수 있다. 구체적으로 도 5의 (a)에서 제1드라이필름(60)은 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)을 마스킹하고 있으며, 제2드라이필름(70)은 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)보다 오프셋(d)만큼 좁은 영역을 마스킹하고 있다.
즉 제2드라이필름(70)은 제1드라이필름(60)이 마스킹하는 영역보다 소정의 면적만큼 좁은 영역을 마스킹할 수 있다. 구체적으로 제2드라이필름(70)은 '패턴영역(A)'과 '패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)'의 경계선으로부터 '패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)'측으로 오프셋(d)만큼 좁아진 영역을 마스킹하고, 이에 해당하지 않는 영역은 노출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 오프셋은 1 내지 10 m일 수 있다. 바람직하게는 상기 오프셋은 10 m일 수 있다.
즉 제2드라이필름(70)은 '패턴영역(A)에 해당하는 영역'과 '패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)' 중 오프셋(d)에 해당하는 영역은 마스킹하지 않고, '패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)' 중 오프셋(d)에 해당하지 않는 영역은 마스킹하는 필름일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 Al기판(10)의 상면과 하면 각각에 서로 다른 형태의 제2드라이필름(70)을 부착할 수 있다. 구체적으로 도 5의 (b)에서 Al기판(10)의 상면과 하면에 부착되는 제2드라이필름(70)은 서로 대응되는 영역을 마스킹하고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 Al기판(10)의 상면과 하면에 서로 다른 형태의 제2드라이필름(70)을 부착함으로써, 상면과 하면에 부착되는 제2드라이필름(70)이 서로 다른 영역을 마스킹하도록 할 수 있다.
바람직하게는 양면 방열기판(1)의 상면과 하면 각각에 형성하고자 하는 패턴형태를 고려하여, Al기판(10)의 상면과 하면 각각에 부착되는 제2드라이필름(70)의 형태를 결정할 수 있다.
즉 본 발명의 일 실시예에서 양면 방열기판(1)의 상면과 하면 각각에 서로 다른 형태의 패턴이 형성될 수 있다.
도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴층(50) 형성단계를 도시한다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2드라이필름(70)이 부착된 Al기판(10)에 패턴층(50)을 형성할 수 있다. 구체적으로 제2드라이필름(70)이 부착된 Al기판(10)에 습식동도금 공정을 수행하여 제2드라이필름(70)이 마스킹하지 않는 영역에 패턴층(50)을 형성할 수 있다.
바람직하게는 Al기판(10)의 상면과 하면에서, 제2드라이필름(70)이 마스킹하지 않는 영역에 패턴층(50)이 형성되고, 제2드라이필름(70)이 마스킹하는 영역에는 패턴층(50)이 형성되지 않을 수 있다. 달리 말하자면, 도 5의 (b)에서 오프셋(d)에 해당하는 영역에도 패턴층(50)이 형성될 수 있다.
또한 제2드라이필름(70)이 부착되지 않는 비아홀(80)의 측면에도 패턴층(50)이 형성될 수 있다. 구체적으로 비아홀(80)의 측면에는 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)이 순차적으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 비아홀(80)의 직경은 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)의 두께를 합한 수치보다 클 수 있다. 더 바람직하게는 비아홀(80)의 직경은 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)의 두께를 합한 수치보다 2배 이상 클 수 있다.
이와 같은 규격에서, 비아홀(80)의 내측면에 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)이 형성되었을 때, 마주보는 패턴층(50)이 서로 접합되지 않고, 각각 독립된 회로를 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이필름 박리단계를 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 Ni박막층(30)은 0.05 내지 0.015 m의 두께범위를 가지고, 상기 Cu박막층(40)은 0.1 내지 0.3 m의 두께범위를 가질 수 있다.
구체적으로 제1드라이필름(60) 및 제2드라이필름(70)을 박리하여, 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)에 형성된 Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)을 제거할 수 있다. 구체적으로 제1드라이필름(60)을 박리했을 때, 제1드라이필름(60) 상측에 형성된 Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 (오프셋에 해당하는 영역에 형성된) 패턴층(50)의 일부가 제거될 수 있다.
한편 제1드라이필름(60) 및 제2드라이필름(70)을 박리함으로서, 패턴영역(A)에만 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)이 남겨지도록 할 수 있다.
한편, 종래의 기술로 방열기판을 제조하는 경우에, 제2드라이필름(70)을 박리하는 과정에서 패턴영역(A)에 해당하지 않는 패턴층(50)의 일부도 함께 제거될 수 있다. 구체적으로 전술한 바와 같이, 패턴층(50)은 제2드라이필름(70)이 마스킹하지 않는 영역에 형성되나, 제2드라이필름(70)을 박리하는 과정에서 제2드라이필름(70)과 접하는 패턴층(50)의 일부가 함께 제거될 수 있다.
즉, 양면 방열기판(1)에 형성하고자 하는 패턴형태와 완전히 상응하는 형태로 제2드라이필름(70)을 부착하는 경우에, 제2드라이필름(70)을 박리하는 과정에서 패턴영역(A)에 해당하는 패턴층(50)의 일부도 함께 제거될 수 있고, 결과적으로 최초에 설계하고자 했던 패턴형태와 상응하지 않는 패턴층(50)이 양면 방열기판(1)에 형성될 수 있다.
이와 같은 문제점을 개선하고자 본 발명의 양면 방열기판(1)은, 전술한 바와 같이 제2드라이필름(70)에 소정의 오프셋(d)을 둠으로써, 제2드라이필름(70)을 박리하는 과정에서 제2드라이필름(70)과 접하는 패턴층(50)의 일부가 탈락하더라도, 최초에 설계하고자 했던 패턴형태와 상응하는 패턴층(50)을 양면 방열기판(1)에 형성할 수 있다.
구체적으로 도 5의 (b)를 참조하면, 제2드라이필름(70)을 박리하는 과정에서 오프셋(d)에 해당하는 영역에서 제2드라이필름(70)과 접하는 패턴층(50)이 제거되게 함으로써, 패턴영역(A)에 형성된 패턴층(50)은 제거되지 않고 남겨져 양면 방열기판(1)의 패턴을 형성할 수 있다. 결과적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 양면 회로기판에 보다 정밀한 형태의 회로패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 패턴층(50)이 형성된 Al기판(10)을 중성약품에 침전시키고, 소정의 투습율을 가지는 Ni박막층(30), Cu박막층(40)을 통해 상기 중성약품이 제1드라이필름(60)을 녹이게 함으로써, 제1드라이필름(60)을 박리할 수 있다.
구체적으로 1차 증착 도금층(Cu박막층(40))은 금속의 투습율이 2차 전기도금층(패턴층(50)) 보다 투습률이 낮아 오프셋(d) 구간 만큼 전기동도금을 수행하여 상대적으로 낮은 투습율을 보완할 수 있다.
결과적으로 상기의 공정을 순차적으로 수행함으로써 제조된 본 발명의 양면 방열기판(1)은 도 6에 도시된 바와 같이, Al기판(10)의 상면 및 하면의 패턴영역(A)에는 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)이 형성될 수 있고, 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)에는 Al2O3산화막층(20)이 형성될 수 있다.
또한, 비아홀(80)의 측면에는 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30), Cu박막층(40), 및 패턴층(50)이 형성되어, 상면 및 하면의 패턴영역(A)에 형성된 패턴층(50)이 비아홀(80)의 측면에 형성된 패턴층(50)을 통해 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1드라이필름(60) 및 제2드라이필름(70)이 마스킹하는 영역 및 마스킹하지 않고 노출하는 영역을 도시한다.
도 7의 (a)는 제1드라이필름(60)을 부착했을 때 Al기판(10)을 도시한다. 구체적으로 Al기판(10)의 상면 혹은 하면에서 제1드라이필름(60)에 의해 마스킹되지 않고 노출되는 영역은 양면 방열기판(1)에 형성하고자 하는 패턴과 상응할 수 있다. 달리 말하자면 Al기판(10)의 상면 혹은 하면에서 제1드라이필름(60)에 의해 마스킹되는 영역은 양면 방열기판(1)에 형성하고자 하는 패턴에 해당하지 않는 영역과 상응할 수 있다.
한편 도 7의 (b)는 제2드라이필름(70)을 부착했을 때 Al기판(10)을 도시한다. 구체적으로 Al기판(10)의 상면 혹은 하면에서 제2드라이필름(70)에 의해 마스킹되지 않고 노출되는 영역은 양면 방열기판(1)에 형성하고자 하는 패턴보다 넓은 영역에 해당할 수 있다. 달리 말하자면 Al기판(10)의 상면 혹은 하면에서 제2드라이필름(70)에 의해 마스킹되는 영역은 양면 방열기판(1)에 형성하고자 하는 패턴에 해당하지 않는 영역보다 좁은 범위에 해당할 수 있다.
즉 제2드라이필름(70)은 제1드라이필름(60)이 마스킹하는 영역에 대비하여 오프셋(d)만큼 좁은 영역을 마스킹할 수 있다.
결과적으로 제2드라이필름(70)이 박리될 때, 제2드라이필름(70)과 접하는 패턴층(50)의 일부가 함께 제거될 것이나, 해당 부분은 오프셋(d)에 해당하는 영역에 위치하여, 패턴영역(A)에 형성되는 패턴층(50)은 제거되지 않으면서 양면 방열기판(1)의 패턴이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 오프셋(d)는 40 내지 60m일 수 있다. 바람직하게는 오프셋(d)는 50m일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Al2O3산화막층 형성단계에 의한 방열기판의 단면을 도시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 Al2O3산화막층형성단계는, 상기 Al2O3산화막층(20)에 형성되는 기공(21)을 봉공(sealing)하지 않고, 상기 Ni박막층(30)은 기공(21)이 형성되어 있는 상기 Al2O3산화막층(20)의 표면에 직접 증착되어, 상기 Al2O3산화막층(20)과 상기 Ni박막층(30)의 밀착력이 향상될 수 있다.
한편 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 Ni박막층(30)은 봉공처리되지 않은 Al2O3산화막층(20)의 표면에 직접 증착될 수 있다. 구체적으로 아노다이징 공정에 의해 형성되는 Al2O3산화막층(20)의 표면에는 미세구멍인 다수의 기공(21)이 형성될 수 있고, Ni박막층(30)은 봉공처리되지 않은 Al2O3산화막층(20)의 표면에 직접 증착될 수 있다.
이와 같이 기공(21)이 형성되어 있는 Al2O3산화막층(20)의 표면을 봉공처리하지 않고 Ni박막층(30)을 직접 증착하는 경우에, Ni박막층(30)이 Al2O3산화막층(20)에 직접적으로 증착되어 Ni박막층(30)과 Al2O3산화막층(20)의 접합력이 향상될 수 있다.
한편 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서 Ni박막층(30)은 봉공처리된 Al2O3산화막층(20)의 표면에 증착될 수 있다. 구체적으로 아노다이징 공정에 의해 형성되는 Al2O3산화막층(20)의 표면에는 미세구멍인 다수의 기공(21)이 형성될 수 있고, 봉공처리를 수행함으로서 Al2O3산화막층(20)에 봉공층(22)이 형성될 수 있다. Ni박막층(30)은 봉공처리에 의해 Al2O3산화막층(20)에 형성된 봉공층(22)에 증착될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 봉공처리공정은 수화(水和)봉공처리, 금속염봉공처리, 유기물(有機物)봉공처리, 도장(塗裝)봉공처리 중 1 이상을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 Ni박막층형성단계 및 Cu박막층형성단계의 세부공정을 도시한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 Ni박막층형성단계는, 상기 제1드라이필름(60)이 부착된 Al기판(10)을 진동시키면서 상기 Ni박막층(30)을 증착하고, 상기 Cu박막층증착단계는, 상기 Ni박막층(30)이 증착된 Al기판(10)을 진동시키면서 상기 Cu박막층(40)을 증착하고, 상기 Al기판(10)에 형성된 상기 비아홀(80)의 내주면에 상기 Ni박막층(30), Cu박막층(40)이 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, Ni박막층(30)은 Ni를 스퍼터링타겟으로 하여 스퍼터링공정을 수행하여 증착될 수 있다. 한편 본 발명의 일 실시예에서 Ni박막층형성단계는 Al기판(10)(더 구체적으로는 Al2O3산화막층(20)이 형성된 Al기판(10))을 진동시키는 상태에서 수행될 수 있다.
구체적으로 본 발명에서 Ni박막층(30)은 제1드라이필름(60)에 관계없이 Al기판(10)의 모든 표면에 균일하게 형성하는 것이 바람직하고, 더 구체적으로는 비아홀(80)의 측면에도 Ni박막층(30)이 균일하게 형성됨이 바람직하다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에서는, Al기판(10)을 진동시키면서 Ni박막층형성단계를 수행함으로써, 비아홀(80)의 측면에도 Ni박막층(30)이 균일하게 형성되게 할 수 있다.
한편 도 9는 Ni를 스퍼터링타겟으로 하여 스퍼터링공정을 도시하고 있으나, Cu를 스퍼터링타겟으로 하여 스퍼터링 시에도 동일한 방식으로 스퍼터링공정이 수행될 수 있다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에서 Cu박막층형성단계는 Al기판(10)(더 구체적으로는 Ni박막층(30)이 형성된 Al기판(10))을 진동시키는 상태에서 수행될 수 있다.
더 구체적으로 본 발명에서 Cu박막층(40)은 제1드라이필름(60)에 관계없이 Al기판(10)의 모든 표면에 균일하게 형성하는 것이 바람직하고, 더 구체적으로는 비아홀(80)의 측면에도 Cu박막층(40)이 균일하게 형성됨이 바람직하다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에서는, Al기판(10)을 진동시키면서 Cu박막층형성단계를 수행함으로써, 비아홀(80)의 측면에도 Cu박막층(40)이 균일하게 형성되게 할 수 있다.
도 10은 방열기판을 형성하는 종래의 방법을 도시한다.
도 10의 상측이미지에 도시된 바와 같이, 종래의 기술로 방열기판을 생성하는 방법은, 패널(판넬)도금방식으로서 Al기판(10)(도 10의 첫번째 층)에 Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30) 및 Cu박막층(40)(도 10의 두번째 층)을 형성하고, 다시 동도금층(도 10의 세번째 층)을 증착할 수 있다. 더 구체적으로 동도금층은 표면에 형성하고자 하는 패턴형태와 무관하게 기판의 모든 표면에 균일하게 형성될 수 있다.
이후, 동도금층에 드라이필름(도 10의 좌우측 네번째 층)을 부착하고, 에칭공정을 수행하여 드라이필름이 마스킹하지 않는 영역의 동도금층을 제거하여 패턴층(50)을 형성할 수 있다.
한편 이와 종래의 기술은 도 10의 하측이미지에 도시된 바와 같이, 에칭공정으로 동도금층을 제거하는 과정에서 Al2O3산화막층(20)의 일부 또한 함께 제거되어, Al기판(10)이 노출되는 문제점이 보고되어 왔다. 이와 같이 Al기판(10)의 산화피막층(Al2O3산화막층(20))이 벗겨지는 경우에 방열기판의 내마모성, 내식성, 내열성, 절연성이 저하될 수 있다.
반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판(1)은 에칭공정을 수행하지 않음으로써 상술한 문제점이 발생하지 않는다. 구체적으로 본 발명은 패널도금방식으로서 패턴형태와 무관하게 기판의 모든 표면에 동도금층을 형성하지 않고, Al2O3산화막층(20), Ni박막층(30) 및 Cu박막층(40) 위에 드라이필름(바람직하게는 제2드라이필름(70))을 부착하여 패턴영역(A)에서만 동도금층(패턴층(50))을 형성할 수 있다.
즉, 본 발명의 패턴영역에 해당하지 않는 영역(B)의 동도금층을 제거하기 위한 에칭공정을 수행하지 않아도 되며, 이에 따라 에칭공정에 의하여 Al2O3산화막층(20)이 제거되어 Al기판(10)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다
결과적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 방열기판(1)은 내마모성, 내식성, 내열성, 절연성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 감성 조명,컨버터 일체형 조명, DC 컨버터 , 전장용 양면 제품 등 방열이 중요시되고, 양면 레이어가 적용될 수 있는 제품군에 적용이 가능한 고방열, 고기능성, 고집정 방면 방열기판을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 비아홀에 형성된 패턴층을 통해 기판의 상면과 하면의 패턴층을 서로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 Al2O3산화막층과 Cu박막층 사이에 Ni박막층을 배치하여, 접합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 패턴에 해당하는 영역에만 패턴층을 형성하는 패턴도금방식으로, 종래의 판넬도금방식에 비해 에칭공정을 수행하지 않아 아노다이징된 Al2O3산화막층이 파괴되지 않는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 스퍼터링 공정 수행 시에, Al기판을 진동시켜 비아홀의 측면에도 스퍼터링 타겟이 원활히 증착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 Al2O3산화막층을 봉공처리하지 않은 상태에서 Ni박막층을 증착시켜, Al2O3산화막층과 Ni박막층의 접합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제2드라이필름은 제1드라이필름으로부터 소정의 오프셋을 가져, 드라이필름을 박리할 때 패턴영역에 해당하는 패턴층까지 함께 제거되는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (8)
- 고방열, 고기능성, 고집적 LED조명을 위한 양면 방열기판을 제조하는 방법으로서,
Al기판의 일측 표면에서 타측 표면까지 관통하는 복수의 비아홀을 형성하는 비아홀형성단계;
상기 비아홀이 형성된 상기 Al기판을 아노다이징하여, 상기 Al기판에 Al2O3산화막층을 형성하는 Al2O3산화막층형성단계;
상기 Al2O3산화막층이 형성된 Al기판에, 패턴에 해당하지 않는 영역을 마스킹하는 제1드라이필름을 부착하는 제1드라이필름부착단계;
상기 제1드라이필름이 부착된 Al기판에, Ni박막층을 증착하는 Ni박막층형성단계;
상기 Ni박막층이 증착된 Al기판에, Cu박막층을 증착하는 Cu박막층증착단계;
상기 Cu박막층이 증착된 Al기판에, 상기 제1드라이필름이 마스킹하는 영역보다 좁은 영역을 마스킹하는 제2드라이필름을 부착하는 제2드라이필름부착단계;
습식 전기동도금을 수행하여, 상기 제2드라이필름이 마스킹하지 않는 영역에 패턴층을 형성하는 패턴층형성단계; 및
상기 제1드라이필름 및 제2드라이필름을 박리하여, 패턴에 해당하지 않는 영역에 형성된 상기 Ni박막층, Cu박막층, 및 패턴층을 제거하는, 드라이필름박리단계;를 포함하는, 양면 방열기판을 제조하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 양면 방열기판은,
상기 Al기판의 양측 표면 각각에 대하여, 상기 제1드라이필름부착단계, Ni박막층형성단계, Cu박막층증착단계, 제2드라이필름부착단계, 전기동도금단계, 및 드라이필름박리단계를 동일하게 수행하여,
상기 비아홀의 내주면을 통해, 상기 Al기판의 양측 표면 각각의 패턴영역에 형성된 상기 Ni박막층, Cu박막층 및 패턴층이 연결되는, 양면 방열기판을 제조하는 방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 Ni박막층형성단계는,
상기 제1드라이필름이 부착된 Al기판을 진동시키면서 상기 Ni박막층을 증착하고,
상기 Cu박막층증착단계는,
상기 Ni박막층이 증착된 Al기판을 진동시키면서 상기 Cu박막층을 증착하고,
상기 Al기판에 형성된 상기 비아홀의 내주면에 상기 Ni박막층, Cu박막층이 형성되는, 양면 방열기판을 제조하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1드라이필름이 부착된 Al기판은,
패턴영역이 노출되어 있고,
상기 Ni박막층형성단계는,
상기 제1드라이필름이 마스킹하는 영역과 마스킹하지 않는 영역에 Ni박막층을 형성하는, 양면 방열기판을 제조하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2드라이필름이 부착된 Al기판은,
패턴영역과, 상기 패턴영역으로부터 소정의 오프셋만큼 확장된 영역이 노출되어 있고,
상기 패턴층은,
상기 제2드라이필름이 마스킹하지 않는, 패턴영역 및 패턴에 해당하지 않는 영역 일부에서 형성되는, 양면 방열기판을 제조하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 Al2O3산화막층형성단계는,
상기 Al2O3산화막층에 형성되는 기공을 봉공(sealing)하지 않고,
상기 Ni박막층은 기공이 형성되어 있는 상기 Al2O3산화막층의 표면에 직접 증착되어, 상기 Al2O3산화막층과 상기 Ni박막층의 밀착력이 향상되는, 양면 방열기판을 제조하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 Ni박막층은 0.05 내지 0.015 m의 두께범위를 가지고,
상기 Cu박막층은 0.1 내지 0.3 m의 두께범위를 가지는, 양면 방열기판을 제조하는 방법.
- 삭제
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