KR20010006633A - 프린트기판상의 히트싱크 페이스트 도포방법 및 코팅물질 - Google Patents

프린트기판상의 히트싱크 페이스트 도포방법 및 코팅물질 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프린트기판의 코팅에 특히 적합한 고정제를 함유한 물질로서, 경화처리된 물질이 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는 물질이며, 물질이 경화하기 전에 적어도 10 Pas의 운동 점성 η을 갖는 것을 특징으로 하는 프린트기판 상에 히트싱크 페이스트를 도포하는데 사용될 수 있는 코팅물질에 관한 것이다. 본 발명은 전기적 구성품을 설비하기 위해 단열판, 도체 및/또는 보링을 갖는 프린트기판에서 적어도 단열판의 표면 부분상 및/또는 단열판의 적어도 1개의 보링안에 비금속 코팅물질이 배치되는데 있고, 이때 물질은 경화상태에서 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 단열재 판으로 이루어지는 프린트기판 제작방법에 관한 것으로, 단열재판 상에 전기적 구성품의 연결을 위해 도체가 설치되고, 경우에 따라서 단열재판 안에 보링 및/또는 랜딩/플랜지면이 전기적 구성품의 설비를 위해 설치되고, 경우에 따라서 열 방산을 위한 단열재판의 표면의 부분을 금속층으로 코팅하며, 단열재판의 표면을 전체적이나 부분적으로 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는 비금속 물질을 가지고 코팅하는 것을 특징으로 한다.

Description

프린트기판상의 히트싱크 페이스트 도포방법 및 코팅물질 {VERFAHREN UND BESCHLCHTUNGSMASSE FUR DIE APPLIKATION VON HEATSINKPASTE AUF LEITERPLATTEN}
본 발명은 청구항 제 1 항의 상위 개념에 따른 고정제(fixing agent)를 함유하는 물질과 청구항 제 22 항의 상위 개념에 따른 프린트기판 및 청구항 제 30 항의 상위 개념에 따른 프린트기판 제작방법에 관한 것이다.
소위 "인쇄된 회로" 라고도 칭하는 프린트기판은 보통 유리 섬유 강화 에폭시 수지나 페놀수지 포화의 경질 종이로 제작할 수 있는 단열판으로 이루어진다. 이러한 단열재질의 판 위에는 전기도체가 배치해 있고, 상기 도체는 후에 판 위에 설치할 전기적 구성품(예, 저항, 콘덴서, 코일, 트랜지스터, IC)들을 예정된 회로도에 근거하여 결합시킨다. 나아가 언급한 구성품들을 프린트기판에 설치하기 위해서 보통 전기적 전도성 있게 도체와 결합한 금속화한 드릴 홀을 판 안에 설치해 놓고, 상기 드릴 홀 안에 구성품을 상응한 푸트(foot) 및 핀(pin)을 가지고 꽂을 수 있거나, 표면 조립(surface mounting)할 수 있는 구성품을 위한 상응한 랜딩/플랜지 면(landing/flange area)을 준비하고 있다.
동시에 단열재의 동체상에 도체를 설치하는 것은 우선 단열재 동체를 금속처리하고(구리가 바람직하다), 이어서 솔더 레시스트 래커를 가지고 제작할 서킷을 인쇄함으로써 시행한다. 다음 단계에서는 래커로 보호받지 못하는 자리에 금속 코팅을 부식 제거하여서, 원하는 도체만이 남아 있도록 한다. 이런 식이나 다른 방식으로 도체 및 경우에 따라서는 드릴 홀을 갖춘 단열재 동체는 프린트기판(백금)을 이루게 되고, 이어서 상기 프린트기판에 전기적 구성품을 설비할 수 있다. 상호간의 전기 접촉 및 도체로의 필수적인 전기 접촉을 고정하고 제작하기 위해서 대개 구성품을 납땜한다.
점점 더 복합적인 회로를 점점 더 작은 공간(소형화)상에 설치하기 때문에, 프린트기판 상의 전기 구성품의 설비 밀도가 점점 더 증가한다고 밝혀졌다. 이로 인해서, 그리고 부분적으로 열 형태로 높은 손실 파워를 발생시키는 파워 구성요소들의 투입으로 인해서, 발원지(point of origin)로부터 발생하는 손실열을 고의로 반송하여 주위로 운반하는 것이 필요하다. 그렇지 않다면 구성품의 과열이 나타날 것이고, 이는 오작동 및 극단의 경우 구성품의 파괴로 이어질 것이다. 게다가 다른 사례에서는 프린트기판의 투입장소에서 이미 높아진 온도가 지배함으로 더욱 곤란함을 겪는다. 이는 예를 들어, 자동차내 모터 제어를 위한 프린트기판에서 일어난다.
프린트기판 상의 열원으로부터 소위 열반출을 실행하기 위해서 현 기술의 수준에 따르면 영어의 "Heatsinks"를 채용하여 표현하는 "히트싱크"를 배치한다. 여기에서는 금속 냉각동체에 관한 것으로, 상기 냉각동체가 한편으로는 금속의 우수한 열전도를 통해 발생장소로부터 열을 반출시키고, 다른 한편으로는 주위 공기를 향해서 커다란 표면을 통해 주위로 손실열의 전달을 가능하게 해준다. 예를 들어, 모터 제어를 위해 투입되는 것과 같은 양면 설비된 프린트기판을 위해 유사한 기술이 개발되었다. 여기에서는 관통형의 금속처리된, 경우에 따라서는 또 다른 금속을 설비해 놓은 보링을 통해 프린트기판의 전면상의 열원을 프린트기판 후면상의 다소 큰 표면의 히트싱크와 결합시킨다. 그러한 히트싱크는 본질적으로 금속포일(예, 구리, 알루미늄 재질)로 만들어지고, 프린트기판의 후면상에서 고정시킬 수 있다. 예를 들어 접착, 리벳 체결 또는 스크루 조임으로 고정을 실시한다. 소위 히트싱크로부터 프린트기판의 전면부의 손실열이 "도착"하는 드릴 홀의 경화부분으로의 이행부의 열방산 능력은 이때 후면쪽의 히트싱크와 금속적층 사이의 (점착)포일로 인해 그리고 프린트기판과 접착포일 및 접착포일과 "히트싱크" 사이의 각각의 비(specific) 전열저항을 통해 축소된다. 부착할 "히트싱크"의 설치를 위해 설명한 기술의 단점은 매우 노동집약적이고, 동시에 기술집약적인 방법을 나타낸다는데 있다. 그러니까 우선 "히트싱크"로 작동하는 금속포일을 상응한 형태로 스탬핑하고, 이는 상응한 펀칭다이의 제작 및 운전을 필요로 한다. 따라서 양면 접착포일을 구멍을 뚫을 "히트싱크"에 부착해야 하고 이것을 프린트기판 상에 부착해야 한다. 이어서 금속포일을 또 상응한 래커시스템을 가지고 전기적 절연 및 부식 보호를 위해 코팅 처리하고, 이때 상응한 전기적 및 절연체적 특성을 가지는 규정된 래커층 두께가 필수적이다. 이러한 히트싱크는 대개 몇 100㎛ 크기이기 때문에, 충분한 에지 및 플랭크 커버링(edge-, flank covering)을 공정 안전상 실현할 수 없다. 언급한 작업 단계들은 보통 자동화할 수 없고, 따라서 수동으로 실시해야 한다. 따라서 엄청난 시간 및 인력소비를 가져오고, 얻은 결과물이란 요구된 기계적인 제작의 정밀함에 도달하지 못한다.
GB 2 229 041 A는 특수한 열전달 재료를 제안하는데, 이 재료를 위에서 설명한 히트싱크로 작동하는 금속포일과 프린트기판 사이에 설치한다. 이 재료는 메탈옥시드를 함유하고, 주위 공기에서 경화하는 유체수지(mataloxid filled fluid resin)로 구성된다. 예를 들어, 알루미늄 재질의 금속포일을 이 재료를 가지고 프린트하여 이미 한쪽에 열 전달층을 갖추고 있는 히트싱크를 제작한다. GB 2 2229 041 A는 이런 식으로 사전 코팅된 금속포일을 어떻게 프린트기판 상에 고정하는 지는 기술하지 않고 있다. 이를 위해 접착, 리벳 체결, 스크루 조임 같은 공지의 기술이 사용되는 한 달성된 이점이란 매우 미비하다. 나아가 GB 2 229 041 A는 명시된 재료를 예외적인 경우에는 이미 그 자체가 히트싱크를 이루고 있는 프린트기판상의 비어있는 구리표면 위로 직접 인쇄할 수 있음을 언급하고 있다.
프린트기판의 열 방산을 촉진하기 위해 현 기술 수준에서는 소위 열전도 페이스트를 사용하는 것이 알려져 있다. 그러나 이것은 납땜에 안정적이지 못하다. 즉 전기 구성품을 납땜할 때 보통의 납땜 온도를 견뎌내지 못한다. 따라서 열전도 페이스트는 종종 프린트기판에 구성품을 설비한 후에 설치하지만, 실크 스크린이나 스크린 인쇄와 같은 합리적인 인쇄방법으로는 불가능하다. 구성품 설비 전에 인쇄함으로서 만일 열전도 페이스트와 납땜과의 접촉을 엄격하게 피하는 경우에만 열전도 페이스트를 설치할 수 있다. 따라서 웨이브 납땜시에는 프린트기판 쪽만을 열도체 페이스트 없이 납땜 처리할 수 있고, 만일 열전도 페이스트로 코팅된 표면이 비용 및 방법 집약적으로 예를 들어, 솔더 코팅 래커로 보호처리 되어 있지 않다면 리플로 납땜(reflow soldering) 방법을 완전히 포기해야 한다.
현 기술 수준에 반해 본 발명의 과제는 설명한 단점들을 방지하고 히트싱크를 위한 재료와 프린트기판 제작방법 및 프린트기판 자체를 마련하고, 상기 프린트기판을 단순화한 방법으로-특히 자동화하여-이용하고 제작하는데 있다. 추가로 결과물인 프린트기판은 개선된 특성들을 가지며, 특히 열 반출 결과, 전기적 특성, 프린트기판의 무게, 부식 및 "히트싱크"에서 파생하는 단락위험과 관련해 증가된 기능의 안전성에 있어서 그렇다.
이러한 과제는 청구항 제 1 항에 따라 고정제를 함유하는 물질과 청구항 제 18 항에 따른 프린트기판 및 청구항 제 26 항에 따른 프린트기판 제작방법을 통해 해결된다. 상술한 대상의 이점이 있는 구성은 상응한 하부항에 들어있다.
발명에 따른 물질(실크 스크린 또는 스크린 인쇄물질)은 특히 프린트기판의 코팅에 적합한 고분자를 고정제로 함유하고 있다. 물질은 경화된 상태에서 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는다. 물질의 특징은 경화하기 전에 적어도 10 Pas의 운동 점성 η을 갖는다는 점이며 이때 가공에 필요한 틱소트로피를 갖고 있다.
언급한 특성의 물질을 가지고 과제제기에서 얻고자 했던 목적을 예상외로 달성할 수 있다. 적어도 0.5 W/mK의 열전도율을 통해 이러한 물질은 말하자면 히트싱크로 작용한다. 즉 열원으로부터 열을 방산시켜서 예를 들어 커다란 표면을 통해 주위에 넘겨줄 수 있다. 이러한 성능은 자연히 증가하는 열전도율과 더불어 상승하고, 이때에는 0.5∼5 W/mK의 수치가 바람직하다. 다른 한편으로는 물질은 적어도 10 Pas의 운동 점성 η을 통해 경화 전에 인쇄기술상 좋은 상태로 가공 처리될 수 있다. 특히 물질은 실크 스크린이나 스크린 인쇄방법에서 프린트기판 상에 상응한 형태로 인쇄될 수 있고, 이때 원하는 형태를 깨끗하게 얻을 수 있고 예리한 에지 및 플랭크를 가질 수 있다. 이는 현 기술수준에서 알려진 금속포일을 히트싱크로서 사용하는 것을 완전히 중단하고 발명에 따른 물질의 상응한 층만을 히트싱크로서 사용할 수 있도록 해준다. 여기에서 중요한 점은 발명에 따른 물질을 넓은 층두께 범위에서 설치할 수 있다는 점이다.
발명에 따른 물질은 바람직하게는 실크 스크린 및/또는 스크린 인쇄가 가능하다. 실크 스크린 및 스크린 인쇄는 프린트기판을 인쇄하기 위한 가장 일반적이고 합리적인 기술이다. 따라서 발명에 따른 물질을 이러한 방법으로 인쇄할 수 있다면 특히 이점이 있다. 그외에 conformal coatings(공형 코팅)(보호래커)에서 통용되는 것과 같은 (예. Nordson-Selectcoaⓒ, Amherst, Ohio 44001-2422, USA) 탐폰인쇄, 디스펜스(dispensation) 및 선택(selective) 코팅방법 등도 있다.
애플리케이션에 따라 캐버터 없는 코팅을 얻을 수 있다.
애플리케이션의 선택에 따라 열생성 성분을 완전히 혹은 국부적으로 코팅하는 것이 가능하다.
프린트기판상의 냉각동체의 기계적인 고정 및 열에 의한 바인드(binding) 역시 가능하다.
나아가 발명에 따른 물질은 바람직하게는 납땜욕에 내성을 갖는다. 납땜욕 내성은 통상적인 검사방법 특히 IPC-SM 840-C, 4,8,92에 따라 확인한다. 납땜욕 내성은 적어도 20s 동안 265℃의 납땜온도에 대항한 래크의 내성을 의미하거나 MIL P55 110 C에 따르면 적어도 10s 간 288℃의 납땜온도에 대한 내성을 의미한다.
나아가 바람직하게는 납땜욕 내성의 물질은 물질에 납땜 점착물이 남아 있지 않고, 기초재에 충분히 부착된 상태로 있도록 조절된다. 이제까지 이용 가능한 모든 전열재(예, 열전도 페이스트)에서는 이러한 시스템을 납땜에 안정적이라 분류할 수 없으며, 발생하는 손해 외에도 무제어식 납땜 점착물(예, 납땜 펄, 납땜 거미줄)이 확인되는 공통점이 있다.
나아가 발명에 따른 물질은 프린트기판 제작 및 일렉트로닉스에 투입된 모든 기초재(예, 유리섬유 강화 에폭시 재료, 페놀수지 경화 종이, 솔더 레시스트 래커 및 다양한 금속 백그라운드 예를 들어, 금, 주석, 납, 니켈, 팔라듐, 은, 구리) 위에 충분한 부착을 보여준다. 발명에 따른 물질의 부착성은 예를 들어, 매우 다양한 솔더 레시스트 래커상에서 매우 우수하여서, 부착 검사에서 솔더 레시스트 래커/발명에 따른 물질간의 경계면에서 점착 파단면이 확인되는 것이 아니라 기초재/솔더 레시스트 래커의 경계면에서 점착 파단면이 또는 솔더 레시스트 래커에서 응집 파괴가 확인된다.
나아가 발명에 따른 물질은 이점이 있게는 자소성이 있다. 자소성에는 물론 통상적인 검사방법, 예를 들어 Underwriters Laboratories Specification UL 94 VO가 있다. 물질의 자소성 상태를 통해 물질의 투입 범위가 현저히 넓어지고, 높은 온도 하중 및 화재의 위험에서 안전 한계상의 사용까지 포함한다.
그 전기적인 특성과 관련하여 발명에 따른 물질은 바람직하게는 약 1014∼1016Ω(VDE 0303, Part 3에 따라 규정됨)의 표면저항을 가지며, 약 1014∼1016Ω ㎝의(VDE 0303, Part 3에 따라 규정됨) 전진 저항(forward resistance)을 가지며, 10 kV/㎜ 이상(VDE 0303, Part 2에 따라 규정됨)의 분열 강도를 가지며 또는 350 이상(VDE 0109, Part 11과 연계하여 IEC 112에 따라 규정됨, CTI 250과 함께 기초재료 상에서)의 크리프 저항을 가진다. 언급한 수치들은 특히 전기필드가 나타나고, 따라서 전기 및 절연 특성들이 설치된 회로의 기능에 역할을 행사할 수 있는 프린트기판 상에 적용하는데 있어서 물질을 특히 적합하게 만들어준다. 언급한 수치를 가지고 발명에 따른 물질을 통해 서킷의 고장을 일으키는 영향력은 발생하지 않는다.
경화한 물질은 바람직하게는 100℃가 넘는 온도, 특히 바람직하게는 155℃ 까지의 온도에서 지속적인 내구성(duration resistance)을 갖는다. 따라서 물질은 VDE 0530 part 1에 따라 절연계급 F에 들어간다. 그런 식으로 높은 내열성은 극한 조건에서 많은 활용에 적합하게 해준다. 그러한 극한 조건이란 예를 들어, 모터제어를 위해 모터범위에서 프린트기판이 투입되는 자동차에서 나타난다. 또한 파괴성 기계적인 영향으로 인해 전기적 파라미터가 보존된 채 남아있고 금속 히트싱크시에 무제어식 고장전류로 이어지지 않음을 강조한다.
경화처리후 바람직하게는 큰 표면의 애플리케이션에서 프린트기판의 비틀림과 뒤틀림의 경향이 최소화되어 있다.
막 형성을 위해 발명에 따른 물질이 함유하고 있는 고정제는 이에 의해 발명에 따른 특성들이 달성가능 한은 현재 알려진 모든 시스템에서 고를 수 있다. 특히 고정에서는 천연수지, 염소 고무, 에폭시 , 폴리에스테르, 폴리아크릴, 아미노수지, 페놀수지, 폴리비닐, 실리콘, 실리콘 고무, 폴리우레탄 또는 폴리카르바미르 시스템일 수 있다.
또한 고정제는 아크릴 그룹을 함유한 UV 경화시스템 및/또는 무기성 고정제 시스템 특히 규산염일 수 있다. 발명에 범주안에서 물론 위에 언급한 두가지 혹은 여러 가지 시스템을 화학적이나 물리적으로 서로 화합물을 이룰 수 있다.
발명의 특별한 구성에 의하면 물질은 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 가지는 한가지 혹은 복수개의 정교하게 분배된(분산된) 물질(서브스턴스)을 갖는 수지 매트릭스로 구성된다. 서브스턴스는 바람직하게는 솔리드 입자의 형태에 있다. 수지 매트릭스를 매트릭스보다 더 높은 열전도율을 갖는 정교하게 분배된 물질과 결합하여서 결과로서 생기는 매트릭스의 전체(즉, 평균적인) 열전도율은 적어도 0.5 W/mK의 발명에 따른 수지에 임의대로 조절하는 것이 가능하다. 이때 수지 자체의 열전도율은 0.5 W/mK 보다 작을 수 있고, 수지 자체에의 변경을 통해 특정한 수치로 조절할 필요는 없다. 원하는 전체 열전도율은 오히려 정교하게 분배된 재료의 선택, 결합 및 상응하게 높은 질량 할당량(quantitiative part)을 통해 얻는다.
바람직하게 수지 매트릭스는 그 입자크기 분포가 적어도 2개의 최장부(maxima)를 갖는 정교하게 분배된 솔리드 입자를 포함한다. 대개 특정한 제작 공정에서 나온 솔리드 입자는 그 위치가 공정의 형태와 조절된 공정 매개변수에 달려있는 정확히 1개의 최장부를 갖는 입자크기 분포를 갖는다. 만일 솔리드 입자를 입자크기 분포에 있어, 적어도 2개의 최장부를 가지고 투입한다면 발명에 따른 물질의 목표한 특성들이 더욱 개선된다는 것이 예상외로 밝혀졌다. 이는 예를 들어 두가지 상이한 제작 공정에서 만든 입자들을 결합하여 얻는다. 특히 이러한 방식으로 물질의 열전도율을 현저히 높일 수 있다.
나아가 정교하게 분배된 솔리드 입자가 상이한 입자모양을 가진다면, 예를 들어 구상의 입자 안에 나뭇가지 모양 및/또는 파이버 모양 및/또는 박막의 입자가 결합된다면 개선(특히 열전도율)을 얻을 수 있다. 여기에서도 상이한 제작공정에서 나온 솔리드 입자를 사용함으로써 상응한 입자 혼합물을 가질 수 있다.
바람직하게는 정교하게 분배된 물질은 크기가 1㎛∼150㎛인 솔리드 입자로 구성된다.
이때 솔리드 입자는 특히 금속, 바람직하게는 구리, 알루미늄, 철, 공용 혼합물, 합금 및 금속 산화물로 구성될 수 있다. 특히 솔리드 입자는 전기적으로 절연성의 코트를 가지는 금속코어로 구성하는 것이 가능하고, 이때 코트는 특히 상응하는 금속의 산화물일 수 있다. 금속코어와 (산화물)코트로 이루어지는 이런 식의 구성의 장점은 입자의 코어가 금속의 높은 열전도율을 마련하는 반면에 코트는 전기 절연을 맡는다는 점이다.
따라서 개개의 입자가 서로서로 접촉하고 있는 충전입자(filling particle)의 매우 높은 밀도에서도 물질의 연결식의(through) 전기 전도율이 발생하지 않음이 보장된다. 입자에서 입자로의 이행부는 중간에 위치한 (산화물)코트를 통해 전기적으로 끊어지게 된다.
또한 우수한 열전도성 솔리드 입자는 세라믹, 바람직하게는 질화물, 탄화물, 붕화물, 규화물 또는 규산염이나 그 화합물들로 구성될 수 있다. 세라믹은 금속보다 가볍고 전기적으로 비전도성이며 인쇄 특성이 양성(positive)으로 작용하는 장점을 갖는다. 마찬가지로 솔리드 입자를 적합한 폴리머로 구성할 수 있고, 즉 천연 혹은 합성의 폴리 방향족 화합물 베이스(base) 위에 또한 천연 혹은 합성 미네랄 예를 들어 황산 바륨, 마그네슘 및/또는 알루미늄 규산염과 같은 천연 혹은 합성 미네랄을 기초로 한다. 솔리드 입자의 선정은 상이한 입자 배분 및 입자 모양의 솔리드를 투입함으로써 바람직하게 이루어진다.
나아가 발명에 따른 물질은 가공처리할 수 있는 형태에서 용제를 가질 수 있다. 여기에서는 유기용제에 관한 것인데, 환경상의 이유로 점차 물을 용제로 선호한다. 최대 100%에 이르는 높은 솔리드 함량으로 인쇄한 래커의 층두께는 건조를 통해 즉 용제의 증발과 고정제의 짜맞추기를 통해 더 이상 변화하지 않거나 본질적이지 않은 정도로 변화한다.
나아가 물질은 공지의 처방 보조제를 함유할 수 있고, 상기 보조제는 특히 분산, 탈가스화, 흐름작용(flow behaviour), 건조작용, 행로 특성 및 표면상태와 관련하여 의도한 애플리케이션 조절에 쓰인다.
나아가 물질은 공지의 방법대로 유기나 무기질의 불용해성, 용해성 혹은 용해가 어려운 착색의 물질을 함유할 수 있고, 이를 통해 물질의 원하는 채색이 조절된다. 채색(흑-백)의 변화를 통해 물질은 그 열방사 작용에 있어 영향을 받을 수 있다(백은 작은 흡수성질과 똑같이 우수한 방사성질 때문에 밝은 태양의 일사에서도 우수하다). 마지막으로 물질은 공지의 방법대로 점착력과 플로작용 외에 조제비용에 영향을 미치는 기능성 충전물을 함유할 수도 있다.
발명에 따른 물질의 선호되는 조제법은 다음과 같이 보인다.
10∼40 중량부의 고정제
20∼80 중량부의 열전도성 솔리드 및 경우에 따라서는 착색의-바람직하게는 무기 또는 유기, 용해나 용해가 어려운-물질 및/또는 충전물
0∼30 중량부의 처방 보조제 및/또는 용제
기타 적당한 조제법은 보기에 들어있다.
발명에 따른 물질은 결국 1-성분 또는 2-성분(및 복합성분)의 시스템으로 제작할 수 있다. 2 성분 시스템에서는 전형적으로 고정제와 경화제가 2개의 분리된 성분들로 제조될 수 있고, 이것은 가공 직전에서야 상응하는 무게비율로 혼합할 수 있다. 이어서 시작되는 반응이 혼합물의 경화로 이어진다. 이와는 반대로 1-성분 시스템은 다른 메카니즘을 통해 경화 처리되는데, 특히 공기 및 산소와의 접촉을 통해서, 열에 의한 가열이나 UV 조사를 통해 실시된다.
본 발명에 공지의 방식대로 단열판을 모체로서 갖는 프린트기판이 속한다. 상기 단열판위에 도체 및/또는 보링 및/또는 표면조립 가능한 부품을 위한 상응하는 랜딩면/플랜지면(landign/flange area)가 전기 구성품의 설비를 위해 설치되어 있다.
이러한 프린트기판의 특징은, 적어도 단열판의 표면 부분상 및/또는 적어도 단열판의 1개의 보링안에 비금속 코팅물질이 배치되는데 있고, 이때 물질은 경화 상태에서 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는다. 이를 통해 열전도율이 상승할 수 있다. 발명에 따른 프린트기판은 따라서 특히 바로 단열판의 표면상에 우수한 열전도율의 코팅을 갖는 특징을 갖는다.
따라서 이러한 코팅은 자체적으로 히트싱크로서 작용한다. 즉 구성품에서 발생하는 손실열을 반출하여 주위의 넓은 면으로 전달해준다. 이 결과 코팅이 적어도 부분적으로는 단열판의 표면상에 직접적으로 존재하는 것이 중요하다. 상기 프린트기판의 경우에는 따라서 히트싱크로서 작용하지만 그 사용이나 가공이 위에 기술한 단점들을 갖고 있는 큰 평면의 금속포일을 설치하는 것이 필요하지 않다. 오히려 히트싱크를 직접적으로 기계적으로 생산해 낼 수 있고, 특히 인쇄할 수 있다.
발명에 따른 프린트기판의 또 다른 장점들로는 중량 절약에서 나타나는데, 코팅을 통해 금속포일의 큰 질량을 피할 수 있기 때문이다. 프린트기판에서는 코팅이 하나의 보링안에 존재하는 한 그곳에서도 최적의 열전달을 담당해 준다. 현 기술수준에서는 프린트기판의 전면부에서부터 후면부로의 열전달에 이용되고 금속포일로 적층되어있는 보링들이 재료들로 채워져 있지 않다. 그 대신에 "히트싱크"로 작용하는 금속포일 및 이러한 포일과 프린트기판 사이에 놓여있는 양면 스카치 테이프가 보링위에 평평하게 놓여있지, 보링안에 침투해 있거나 이것을 채우고 있지는 않다.
그와는 반대로 본 발명에서는 드릴 홀이 전체나 적어도 부분적으로라도 코팅으로 채워져 있게 되어서, 전면부쪽으로 견고한 히트브리지가 만들어지게 되고, 보통 존재하는 열전달 저항을 급격하게 떨어뜨리는, 경우에 따라 존재하는 라이닝(lining) 금속포일과 집중적이고 큰 면에 걸친 접촉이 일어난다.
바람직하게는 발명에 따른 프린트기판에서는 코팅물질의 부분면과 절연판 사이에 적어도 1개의 금속층이 설치된다. 이를 통해 금속코팅의 이점이 있는 특성, 즉 매우 높은 열전도율이 적어도 구획별로 충분히 활용될 수 있다. 이는 특히 발생원으로부터 직접 열을 방산하고 프린트기판의 후면부상으로 계속 전달하는데 중요하다. 그러나 열을 주위에 정말로 큰 면에 걸쳐 전달하는 것은 코팅을 통해 실시 될 수 있다.
이러한 연관성에 볼 때 전체 면에 있어 금속에 관한 것이 아니라면, 전체의 열전도성 코팅부와 절연판 사이에 경우에 따라서 또 다른 재료들이 존재하는 프린트기판 역시 발명에 속하다고 봐야 할 것이다. 단열판상의 코팅은 바람직하게는 0.01∼10㎜의 두께가 좋고, 특히 0.1∼3㎜가 바람직하다. 이 범위 내에서는 한편으로는 층(layer)의 충분한 열용량을 얻고, 다른 한편으로는 부피에 대한 표면 비가 열을 주위에 효율적으로 전달하도록 충분히 크게 유지된다.
이미 위에서 설명한대로, 프린트기판 안에 1개 혹은 복수개의 보링이 전체나 부분적으로 코팅으로 채워져 있다면 이롭다. 이때 바람직하게는 보링안에 금속 동체가 코팅과 접촉하고 있다. 여기에서는 금속핀이나 리벳에 관한 것으로 이것이 대략 중심을 맞추어서 보링안에 위치하고 물질에 의해 둘러 쌓이게 된다. 바람직하게는 금속동체가 보링의 내부면의 코팅으로 구성된다. 보링의 그러한 형식의 래미네이션은 현 기술수준에서 알려진 것이고 그런 점에서 현존하는 제작방법을 수정할 필요가 없다는 장점이 있다.
바람직하게는 보링안으로 신장하는 언급한 금속동체가 보링 밖에서 프린트기판상의 열을 만들어내는 범위 및 구성품쪽으로 계속 위치하게 된다. 따라서 금속의 매우 우수한 열전도율은 열을 신속하고 안전하게 임계위치에서 덜 위태로운 지역으로 옮기고 결국 히트싱크로 전달하기 위해서 충분히 활용된다.
발명에 따른 프린트기판의 코팅은 시스템의 결과로 생기는 온도 응답기능이 적어도 종래의 히트싱크 시스템의 응답기능에 상응하게 실시할 수 있다. 즉 발명에 따른 코팅물질이 열을 적어도 현 기술수준에서 알려진 시스템처럼 우수하게 주위로 방산한다. 이러한 작용은 코팅물질의 매개 변수(예, 크기, 두께, 열전도율 등)를 적절히 선정하여 얻을 수 있다.
기술한 프린트기판의 코팅은 바람직하게는 상기 기술한 형태의 발명에 따른 물질을 가지고 제작된다.
나아가 단열재판으로 이루어진 프린트기판의 제작방법이 발명에 들어간다.
이때 a) 단열재판 상에 전기적 구성품의 연결을 위해 도체가 설치되고,
b) 경우에 따라서 단열재판 안에 보링 및/또는 랜딩/플랜지면이 전기적 구성품의 설비를 위해 설치되고,
c) 경우에 따라서 열방산을 위한 단열재판의 표면의 부분을 금속층으로 코팅한다.
이러한 이미 알려진 방법은 발명에 따라 다음과 같이 진보한다.
d) 단열재판의 표면을 전체적이나 부분적으로 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는 비금속 물질을 가지고 코팅한다.
동시에 코팅과 단열재판 사이에는 혹은 또 다른 재료층이 존재할 수 있다. 이때 전적으로 금속층에 관한 것이 아닌 경우에서 이다.
발명에 따른 방법을 가지고 이미 위에서 설명한 장점들을 얻는다. 즉 직접 히트싱크로서 프린트기판 상에서 작용하는 코팅을 얻는다. 금속포일의 값비싼 설치 및 뒤이어 실시되는 전기적 절연처리는 따라서 필요하지 않다.
발명에 따른 부분단계 d)에서 물질은 프린트기판 상에 인쇄되고, 특히 실크 스크린 및/또는 스크린 인쇄방법을 선호한다. 상응한 점성조절 후 conformal coatings(공형 코팅)(보호래커)에서 통용되는 것과 같은(예, Nordson-Selectcoatⓒ) 탐폰인쇄, Dispensen 및 선택 코팅방법을 사용할 수 있다. 인쇄방법은 신속하고 시간절약과 비용절감 및 동시에 정밀한 기계적인 가공을 가능하게 해준다. 여하튼 인쇄를 위한 장치는 프린트기판 제작에 들어있다. 따라서 발명에 따른 방법은 히트싱크 설치를 위한 공지의 기술수준에 비해 현저히 단순화된 공정을 얻게 해준다.
특히 코팅물질은 금속표면에서 열을 방산해 내기 위해서 금속 표면에 걸쳐서도 인쇄될 수 있다. 따라서 금속의 이점있는 특성을 더욱 충분히 활용할 수 있다.
코팅의 경화는 예를 들어 최대 180℃의 온도로 가열 및/또는 IR 또는 UV 광선의 조사 및/또는 공기 및 산소와의 접촉을 통해 실시한다. 여기에서 선호되는 방법은 프린트기판, 물질, 코팅공정을 통해 규정된 나머지 한계조건에 맞춘다.
프린트기판 상의 물질의 코팅과 경화 후에 기계적인 가공은 예, 드릴 천공, 밀링, 절단, 펀칭, 스크래치 등을 통해 가능하다.
프린트기판의 계속적인 가공처리는 열전도성 물질과의 코팅후 발명에 따른 부분 단계 d)에서 전기적 부품들을 설치하고 납땜하는 것으로 실시한다. 이를 위해 코팅은 이러한 재가공처리 즉 납땜을 견뎌내야 한다. 따라서 코팅을 납땜 위치에서 멀리 떨어뜨린 곳에 두거나 바람직하게는 납땜을 견딜 수 있는 물질을 사용한다.
언급한 요건들은 위에 기술한 종류의 발명에 따른 물질을 사용하여 완수할 수 있다.
하기 도면과 래커를 위한 조제 보기를 빌어 발명을 상세히 기술한다.
도 1은 현 기술 수준에 따른 히트싱크를 갖는 프린트기판의 단면도.
도 2는 발명에 따른 코팅을 갖는 프린트기판의 단면도.
도 1에서는 프린트기판 코어(6)(단열재판)를 갖는 프린트기판의 단면도가 도시되어 있다. 상기 프린트기판 코어 안에는 프린트기판의 전면부에서 후면부로 이어지는 열전도성 결합의 제작 및 설비의 수납을 위한 드릴 홀(7)이 존재한다. 열전도 보링에 의한 열전도 개선을 위해 이러한 보링의 표면은 쉘(1)의 형태로 금속처리되어 있다.
게다가 단열재판 상의 프린트기판의 전면부상(도 1의 하단쪽)에는 솔더 레시스트 래커(2)가 존재한다.
프린트기판의 후면부(도 1의 상단쪽) 상에는 큰 면적에 걸쳐 히트싱크(4)가 존재한다. 즉 현 기술수준에서는 펀치로 뚫은 금속포일이다. 이러한 금속포일(4)은 접착포일(3)을 이용하여 손으로 프린트기판의 후면부상에 점착하게 된다. 동시에 열전도 보링(7)이 평평하게 덮히게 되고, 이때 재료가 보링 자체 안으로 들어가지는 않는다. 열 전달은 접착포일(3)과 열전도 보링에서 나와서 프린트기판의 후면부상으로 신장하는 쉘(1)부분들(8) 사이에 있는 비교적 작은 접촉면에서만 실시된다.
프린트기판의 후면부의 계속적인 설비를 위해서 히트싱크(4)는 외부를 향해 솔더 레시스트 래커(5)를 가지고 덮어야 한다. 이러한 솔더 레시스트 래커(5) 뿐만 아니라 접착포일(3) 역시도 열수송과 열전달에 불리하게 작용하는데, 두가지 다 열전달에는 장애물로 작용한다.
도 2에는 발명에 따른 코팅을 가지는 프린트기판이 도시되어 있다. 현 기술수준에서 처럼 프린트기판은 우선 프린트기판 코어(6)(단열재판), 금속처리된 표면을 갖는 열전도 보링(쉘 1) 및 예를 들어 프린트기판의 전면부(도 2의 하단쪽)상의 솔더 레시스트 래커(2)를 갖는 코팅과 같은 기타의 통상적인 설비들로 구성된다.
그러나 현 기술수준에 대조적으로 접착포일, 금속포일, 솔더 레시스트 래커 코팅으로 이루어지는 다층 구성은 프린트기판의 후면부상에 있지 않고 이러한 후면부는 전적으로 발명에 따른 코팅물질(10)로 코팅처리 되어 있다. 이는 일련의 뚜렷한 장점을 가져온다.
첫째로 이러한 층의 설치는 단순화 되어 기계적으로 가능하고, 특히 실크 스크린이나 스크린 인쇄방법으로 가능하다. 둘째로, 동질의 히트싱크를 얻게 되고, 이것은 접착포일이나 솔더 레시스트 래커 코팅쪽의 층경계부에 의해 열수송시 방해받지 않는다. 셋째로 코팅물질(10)은 손가락(11)의 형태로 열전도 보링안으로 들어가고, 따라서 쉘(1)로부터 열전달을 위한 현저히 더 큰 접촉면뿐만 아니라 프린트기판의 전면부에서부터 이러한 전면부를 통하여 후면부까지 열수송에 적극적으로 참여한다.
발명에 따른 코팅물질은 매우 상이한 백 그라운드상에 뛰어난 점착 특성을 갖는다. 납땜을 견뎌내고, 자소성이며 내열성이다. 이로써 히트싱크의 비용이 많이 드는 다층 구성은 쓸모가 없고 동시에 개선된 열수송 특성을 얻게 된다.
보기
제 1 조제안: 1 성분 시스템. 용제 없음
혼합물 생성 구성물:
0.48∼0.58의 에폭시 수치를 갖는 유체 비스페노올 A/F 수지의 혼합물의 30∼34 부
폴리카르복실산의 알킬암모늄염을 기초로한 웨팅제(wetting agent)의 0.3∼0.6 부
약 8∼12㎛의 일반적인 평균입자 크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 33∼37 부
약 15∼20㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 20∼22 부
특수하게 조제한 시아노구아니딘의 5∼7 부
치환한 카르보닐 디아미드(diamid)를 베이스로 한 반응가속제의 0.5∼2 부
착색의, 화학적으로 불활성이고 내열성인 염료/충전제의 2∼4 부
이러한 혼합물은 인쇄가능 하고, 예를 들어 150℃에서 30분후 경화한다.
제 2 조제안: 2 요소 시스템, 용제 없음
혼합물 생성 구성물:
성분 A1
0.48∼0.58의 에폭시 수치를 갖는 유체의 변형된 비스페노올 A/F 수지의 혼합물의 43∼45 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 1.5∼3.0 부
약 8∼12㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 33∼37 부
약 15∼20㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 10∼12 부
폴리카르복실산의 알킬암모늄염을 베이스로 한 웨팅제(wetting agent)의 1∼3 부
채색성질의, 화학적으로 불활성이고 내열성인 염료/충전제의 2∼4 부
성분 B1
95∼120의 H 활성 상당 중량을 가지는 변형된 폴리아미노아미드의 35∼37 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 0.5∼1.5 부
약 15∼20㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 49∼52 부
약 8∼12㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 10∼12 부
아크릴폴리머를 베이스로 하는 코스(course) 및 항 크레이터(anticrater) 제재의 0.5∼1.3 부
성분 B2
170∼200의 H-활성-상당 중량를 갖는 변형된 시클로 지방족의 무수산의 39∼42 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 1.5∼3.5 부
제 3 아민을 베이스로 하는 반응가속제의 1.5∼3.0 부
약 8∼12㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 53∼57 부
아크릴 폴리머를 베이스로 하는 코스 및 항 크레이터 제재의 0.5∼1.3 부
주성인 A1은 경화제 성분 B1이나 B2와 1 대 1의 비율로 혼합하고, 인쇄가능한 혼합물을 만들어 낸다. 두가지 경화제 성분을 상이한 경화온도가 가능하도록 선택한다. 또한 상이한 기계적인 특성들이 결과로 생긴다.
성분 A2
0.48∼0.58의 에폭시 수치를 갖는 유체의 변형된 비스페노올 A/F 수지의 혼합물의 43∼45 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 1.5∼3.0 부
약 8∼12μm의 일반적인 평균적인 입자 크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 38∼42 부
약 15∼20μm의 일반적인 평균적인 입자 크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 7∼10 부
약 10∼60μm의 일반적인 평균적인 입자 크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 2∼7 부
폴리 카르복실산의 알킬 암모늄 염을 베이스로 한 웨팅제(wetting agent)의 1∼3 부
착색의, 화학적으로 불활성이고 내열성인 염료/색소의 2∼4 부
성분 A3
0.48∼0.58의 에폭시 수치를 갖는 유체의 변형된 비스페노올 A/F 수지의 혼합물의 43∼45 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 1.5∼3.0 부
약 8∼12㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 42∼45 부
표면처리 된, 비늘 모양의 우수한 열전도성 염료/충전제의 10∼12 부
착색의, 화학적으로 불활성이고 내열성인 염료/색소의 2∼4 부
주성분인 A2와 A3은 인쇄가능한 물질을 위해 경화제 성분 B1이나 경화제 성분 B2와 1 대 1의 비율로 혼합한다. 이러한 혼합물은 앞에 언급한 혼합물에 비해 증가된 열전도율의 특징을 갖는다.
성분 A4
0.48∼0.58의 에폭시 수치를 갖는 유체의 변형된 비스페노올 A/F 수지의 혼합물의 47∼52 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 1.5∼3.0 부
약 3∼5㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 19∼24 부
약 28∼33㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 19∼24 부
약 14∼150㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 9∼12 부
착색의, 화학적으로 불활성이고 내열성인 염료/색소의 2∼4 부
성분 B4
40∼60의 H-활성-상당 중량를 갖는 변형된 시클로 지방족의 폴리아민의 49∼52 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 1.5∼3.5 부
약 3∼5㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 40∼44 부
약 28∼33㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 20∼24 부
아크릴 폴리머를 베이스로 하는 코스 및 항 크레이터 제재의 0.5∼1.3 부
성분 A4와 B4는 2:1의 비율로 혼합하고 높은 층(high layer)에서 인쇄 가능하다.
건조 파라미터는 예를 들어 80℃의 온도에서 약 60분 및 150℃에서 약 40분이다.
제 3. 조제 안: 물리적으로 건조시키는 고 중합체
혼합물 생성 구성물:
염소 고무 파우더의 10∼13 부
폴리 염화비닐 파우더의 8∼13 부
에폭시 변형의 합성수지의 0.5∼15 부
몬모릴로나이트의 유기 유도체의 1∼4 부
230∼250℃의 비등범위를 가지는 방향족 용제의 13∼16 부
약 8∼12㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 30∼34 부
약 15∼20㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 8∼12 부
약 10∼60㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 7∼10 부
유기 금속 화합물을 베이스로 하는 안정제의 0.5∼1.5 부
특수한 합성수지의 2∼5 부
180∼210℃의 비등범위를 가지는 방향족 용제의 2∼5 부
230∼250℃의 비등범위를 가지는 방향족 용제의 4∼7 부
배기제 및 탈거품제(defoaming agent)의 0.1∼0.5 부
착색의, 화학적으로 불활성이고 내열성인 염료/색소의 2∼4 부
제 4 조제 안: 2 성분 시스템 용제 함유
혼합물 생성 구성물:
성분 A
0.48∼0.58의 에폭시 수치를 갖는 유체의 변형된 비스페노올 A/F 수지의 혼합물의 33∼36 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 2.0∼4.0 부
약 8∼12㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 33∼37 부
약 15∼20㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 10∼12 부
폴리 카르복실산의 알킬암모늄염을 베이스로 한 웨팅제(wetting agent)의 1∼3 부
착색의, 화학적으로 불활성이고 내열성인 염료/색소의 2∼4 부
230∼250℃의 비등 범위를 가지는 방향족 용제의 7∼9 부
성분 B
95∼120의 H 활성 상당 중량을 가지는 변형된 폴리아미노아미드의 28∼31 부
화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 2.0∼4.0 부
약 15∼20㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성인 염료/충전제의 49∼52 부
약 8∼12㎛의 일반적인 평균적인 입자크기의 우수한 열전도성의 화학적으로 불활성의 염료/충전제의 10∼12 부
아크릴 폴리머를 기초로 하는 코스 및 항 크레이터 제재의 0.5∼1.3 부
230∼250℃의 비등범위를 가지는 방향족 용제의 6∼8 부
주성분인 A를 경화제 성분 B와 1:1의 비율로 혼합하고 예를 들어 80℃의 온도에서 60분간 건조할 수 있는 인쇄가능한 혼합물을 만들어낸다.
착색의 선택에 따라 UL 94에 따라 불연소등급 VO를 위해, 고정제의 3∼6 부를 특수하게 조제한 할로겐 화합물을 베이스로 하는 화염방지 폴리머나 인산 에스테르를 베이스로 하는 것을 통해 대체하는 것이 필요할 수 있다.
제 5 조제안: 2 성분 시스템, 용제 없음
이 과제는 다음의 혼합물 생성을 통해 해결한다.
성분 A5
고열의 규산을 기초로 하는 화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 1.5∼3.0 부
질화 알루미늄을 기초로 하는 충전제의 33∼37 부
산화 알루미늄을 기초로 하는 충전제의 10∼12 부
폴리 카르복실산의 알킬암모늄염을 베이스로 한 웨팅제(wetting agent)의 1∼3 부
산화철을 베이스로 하는 염료의 2∼4 부
성분 B5
95∼120의 H 활성 상당 중량을 가지는 변형된 폴리아미노아미드의 35∼37 부
고열의 규산을 기초로 하는 화학적으로 불활성인 틱소트로피 및 항침전제의 0.5∼1.5 부
질화 알루미늄을 기초로 하는 충전제의 49∼52 부
산화 알루미늄을 기초로 하는 충전제의 10∼12 부
아크릴 중합체를 기초로 하는 코스 및 항 크레이터 제의 0.5∼1.3 부
발명에 따른 코팅 시스템은 전형적으로 다음과 같은 특성수 (characteristic number)와 특성들을 갖는다.
1. 특성수
기준 검사 방법 1-성분 시스템 2-성분 시스템
색 예. 흑색 예. 흑색
점성 DIN EN ISO 3219에 따라 20℃에서
성분 A[mPas] - 약 25,000
성분 B[mPas] - 약 46,000
혼합물[mPas] 약 41,000 약 35,000
솔리드 함량[중량%] DIN 53 216, Part1(1h/125℃, 1g의 순수 내용량) 100까지 100까지
밀도 DIN 53 217, Part2, 20℃에서
성분A[g/㎤] - 1.7
성분B[g/㎤] - 2.0
혼합물[g/㎤] 1.9 1.8
포트라이프[h] 약 18-23℃의 실온에서; 평가크기 500g 8
유효기간[월] 9 12
2. 특성(물리적, 기계적, 전기적 특성)
기준 검사 방법 1-성분시스템 2-성분시스템
납땜욕 내성[s/℃] IPC-SM-840 C, 4.8.9.2MIL P 55 110C 충족(20/265) 충족(10/288) 충족(20/265)충족(10/288)
용제 내성 IPC-SM-840 C, 3.6.1.1이소 프로판올이소 프로판올(75%)/H2O(25%) 모노 에탄올 아민탈이온화 H2O 충족충족충족충족 충족충족충족충족
표면저항[Ohm] VDE 0303, Part3 약 1014-1016 약 1014-1016
전진 저항[Ohm×㎝] VDE 0303, Part 3 약 1014-1016 약 1014-1016
습도저항 및 절연저항 IPC-SM-840C, 3.9.1 계급 H와 T의 요건에 충족함 계급 H와 T의 요건에 충족함
크리프 저항 IEC 112, CTI 250을 갖는 기초재료상에서 VDE 0109, Part11과 연계 ＞ 350 ＞350
분열 강도[㎸/㎜] VDE 0303, Part2 ＞10 ＞10
절연계급[℃] VDE 0530, Part1 F=155* F = 155*
열용량[J/gK] 열량계로 측정 약 1 약 1
열저도율[W/mK] VDE 0304, Part1에 따름 약 1 약 1
*F = 155℃ = 한계온도

Claims (36)

  1. 프린트기판의 코팅에 특히 적합한 고정제를 함유한 물질로서, 이때 경화처리된 물질이 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는 물질에 있어서, 물질이 경화하기 전에 적어도 10 Pas의 운동 점성 η을 갖는 것을 특징으로 하는 물질.
  2. 제 1 항에 있어서, 물질이 경화처리 전에 특히 점성조절을 통해 실크 스크린 인쇄, 스크린 인쇄, 탐폰인쇄, 디스펜스 및 선택 코팅방법에 적합한 것을 특징으로 하는 물질.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 물질의 응용에 따라 캐버터 없는 코팅을 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 물질.
  4. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 애플리케시연의 선택에 따라 열생성 성분을 완전히 혹은 국부적으로 코팅하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 물질.
  5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 프린트기판 상의 냉각동체를 기계적인 고정하고 열에 의해 바인딩 하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 물질.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 물질이 납땜욕에 내성을 갖는 것을 특징으로 하는 물질.
  7. 제 6 항에 있어서, 물질에 납땜 점착물이 남아 있지 않고 기초재에 충분히 부착된 상태에 있는 것을 특징으로 하는 물질.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 경화 처리된 물질은 자소성이 있는 것을 특징으로 하는 물질.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 경화처리한 물질은 약 1014∼1016Ω의 표면저항을 가지며, 약 1014∼1016Ω ㎝의 전진 저항(forward resistance)을 가지며, 10 ㎸/㎜ 이상의 분열 강도 및/ 또는 350 이상의 크리프 저항을 가지는 것을 특징으로 하는 물질.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 경화처리 한 물질은 100℃가 넘는 온도, 특히 바람직하게는 150℃가 넘는 온도에서 지속적인 내구성을 갖는 것을 특징으로 하는 물질.
  11. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 경화처리 후 바람직하게 큰 표면의 적용에서 프린트기판의 비틀림과 뒤틀림의 경향이 최소화 되어 있는 것을 특징으로 하는 물질.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 고정제는 천연수지, 염소 고무, 에폭시 , 폴리에스테르, 폴리아크릴, 아미노수지, 페놀수지, 폴리비닐, 실리콘, 실리콘 고무, 폴리우레탄 또는 폴리카르바미르 시스템 및/또는 아크릴 그룹을 함유한 UV 경화시스템 및/또는 무기성 고정제 시스템 특히 규산염일 수 있거나 언급한 시스템의 적어도 2가지의 화합물일 수 있는 것을 특징으로 하는 물질.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 물질은 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 가지는-바람직하게는 솔리드 입자의 형태로 한가지 혹은 복수개의 정교하게 분배된 물질(서브스턴스)을 갖는 수지 매트릭스로 구성되는 것을 특징으로 하는 물질.
  14. 제 13 항에 있어서, 정교하게 분배된 솔리드 입자는 적어도 2개의 최장부를 갖는 입자크기 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 물질.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 정교하게 분배된 솔리드 입자는 상이한 입자 모양을 가지는데, 예를 들어 구상의 입자 안에 나뭇가지 모양 및/또는 파이버 모양 및/또는 박막의 입자가 결합되어 바람직한 것을 특징으로 하는 물질.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 솔리드 입자는 크기가 1㎛∼150㎛인 것을 특징으로 하는 물질.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 솔리드 입자는 전체 혹은 부분적으로 금속, 바람직하게는 구리, 알루미늄, 철, 금속 산화물 및/또는 공용 혼합물 및/또는 합금으로 구성되고, 이때 금속 산화물이 바람직하게 금속코어 상에 코트로서 배치됨을 특징으로 하는 물질.
  18. 제 13 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서, 솔리드 입자가 전체적으로 혹은 부분적으로 구성됨에 있어,
    a) 세라믹, 바람직하게는 질화물, 탄화물, 붕화물, 규화물 또는 규산염 및/또는
    b) 폴리머, 바람직하게는 파이버 모양의 폴리 방향족 화합물 및/또는
    c) 천연 혹은 합성 미네랄, 바람직하게는 황산 바륨, 마그네슘 및/또는 알루미늄 규산염으로 구성되는 것을 특징으로 하는 물질.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 물질이 용제 및/또는 공식화 보조제 및/또는 염료 및/또는 충전재를 함유하는 것을 특징으로 하는 물질.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    10∼40 중량%의 고정제
    20∼80 중량%의 열전도성 솔리드 및 경우에 따라서는 채색의-바람직하게는 무기 또는 유기, 용해나 용해가 어려운-물질 및/또는 충전물
    0∼30 중량%의 처방 보조제 및/또는 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 물질.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 1-성분 또는 2-성분 시스템으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 물질.
  22. 전기적 구성품을 설비하기 위해 단열판, 도체 및/또는 보링을 갖는 프린트기판에 있어서, 적어도 단열판의 표면 부분상 및/또는 단열판의 적어도 1개의 보링안에 비금속 코팅물질이 배치되는데 있고, 이때 물질은 경화상태에서 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는 것을 특징으로 하는 물질.
  23. 제 22 항에 있어서, 코팅물질의 부분면과 절연판 사이에 적어도 1개의 금속층이 설치되는 것을 특징으로 하는 프린트기판.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅물질이 0.01∼10㎜의 두께가 좋고, 특히 0.1∼3㎜를 바람직하게 가지는 것을 특징으로 하는 프린트기판.
  25. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 프린트기판 안에 1개 혹은 복수개의 보링이 전체나 부분적으로 코팅으로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 프린트기판.
  26. 제 25 항에 있어서, 보링 안에 금속동체가 코팅과 접촉하고 있고, 이때 금속동체가 보링의 내부면의 코팅형태로 제시되는 것을 특징으로 하는 프린트기판.
  27. 제 26 항에 있어서, 금속동체가 보링 밖에서 프린트기판 상의 열을 만들어 내는 범위쪽으로 계속 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 프린트기판.
  28. 제 22 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 응답기능이 적어도 종래의 히트싱크 시스템의 응답 기능에 상응함을 특징으로 하는 프린트기판.
  29. 제 22 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅물질이 제 1 항 내지 제 21 항중 어느 한 항에 따른 물질로 구성됨을 특징으로 하는 물질.
  30. 단열재 판으로 이루어지는 프린트기판 제작방법에 있어서,
    a) 단열재 판상에 전기적 구성품의 연결을 위해 도체가 설치되고,
    b) 경우에 따라서 단열재판 안에 보링 및/또는 랜딩/플랜지면이 전기적 구성품의 설비를 위해 설치되고,
    c) 경우에 따라서 열 방산을 위한 단열재판의 표면의 부분을 금속층으로 코팅하며,
    d) 단열재판의 표면을 전체적이나 부분적으로 적어도 0.5 W/mK의 열전도율 λ을 갖는 비금속 물질을 가지고 코팅하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 물질을 인쇄하는데 있어, 바람직하게는 실크 스크린 및/또는 스크린 인쇄, 탐폰인쇄, 디스펜스 및 선택 코팅방법을 사용함을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 30 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 물질이 추가로 열 방산을 위해 금속 표면상에 인쇄되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 30 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅의 최대 180℃ 까지의 온도로 가열 및/또는 IR 또는 UV 광선의 조사 및/또는 공기 및 산소와의 접촉을 통해 경화처리 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 프린트기판 상에서 물질의 코팅과 경화 후에 기계적인 가공을 실시하는데, 예를 들어 드릴 천공, 밀링, 절단, 펀칭, 스크래치 및 그와 같은 방법을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 30 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 물질을 가지고 프린트기판을 코팅한 후 전기적 부품들을 설치하고 납땜하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 30 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 부분단계 d)에서 코팅을 위해 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 물질이 사용됨을 특징으로 하는 물질.
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