KR20080053048A - 방열회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

방열회로기판 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20080053048A
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박상준
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Abstract

본 발명은 방열회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 금속 플레이트에 발열소자가 실장되는 금속 돌기를 구비함으로써, 상기 발열소자에서 발생하는 열이 절연층의 간섭없이 바로 상기 금속 플레이트를 통해 방열시키는데 적당하도록 한 방열회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명인 방열회로기판을 이루는 구성수단은, 발열소자가 실장되는 금속 돌기를 구비하는 금속 플레이트와, 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 형성되는 절연층과, 상기 절연층 상부에 형성되는 회로 패턴층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
방열회로기판

Description

방열회로기판 및 그 제조방법{radiant heat circuit substrate and method for manufacturing thereof}
도 1은 종래의 방열회로기판의 단면 구조도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 방열회로기판의 단면 구조도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판의 제조 공정도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판의 제조 공정도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열회로기판의 제조 공정도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제4 실시예에 따른 방열회로기판의 제조 공정도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제5 실시예에 따른 방열회로기판의 제조 공정도이다.
도 8a 내지 도 8c는 종래 방열회로기판에 대한 테스트 모식도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 방열회로기판에 대한 테스트 모식도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 금속 플레이트 10a : 금속 원판
11 : 금속 돌기 20 : 절연층
30 : 동박층 31 : 회로 패턴층
33 : 홀 100 : 방열회로기판
본 발명은 방열회로기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 금속 플레이트에 발열소자가 실장되는 금속 돌기를 구비함으로써, 상기 발열소자에서 발생하는 열이 절연층의 간섭없이 바로 상기 금속 플레이트를 통해 방열시키는데 적당하도록 한 방열회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 회로기판이란 전기 절연성 기판에 구리와 같은 전도성 재료로 회로 패턴을 형성시킨 것으로 전자부품 관련 발열소자를 탑재하기 직전의 기판을 말한다.
상기와 같은 회로기판은 반도체 소자 및 발광다이오드(LED:light emitting diode) 등과 같은 발열소자를 탑재하게 되는데, 특히, 발광다이오드 등과 같은 소자는 심각한 열을 방출한다.
따라서, 상기와 같이 발열소자가 실장된 회로기판에서 열이 처리되지 못하게 되면, 발열소자가 탑재된 회로기판의 온도를상승시켜 발열소자의 동작 불능 및 오동작을 야기할 뿐만 아니라 제품의 신뢰성을 저하시키게 되는데, 상기와 같은 발열문제를 해결하기 위하여 종래에는 여러 가지 방열 구조가 채용되고 있다.
도 1은 종래의 방열회로기판을 나타낸 단면 구조도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 방열회로기판(1)은 금속 플레이트(2), 절연층(3) 및 동박층(6)이 패턴화되어 형성되는 회로패턴부(5) 및 발열소자 실장부(4)로 구성된다.
상기와 같은 종래의 방열회로기판(1)은 탑재된 발열소자로부터 방출되는 열이 상기 절연층(3)의 간섭으로 인하여 방열목적으로 사용된 금속 플레이트(2)에 전달되지 못하게 된다. 따라서, 효율적으로 열을 방출할 수 없어서 불량 회로기판이 제조될 뿐만 아니라 발열소자가 오동작 될 위험이 있다.
한편, 상기 절연층(3)의 간섭을 줄이기 위하여 열전도도가 양호한 절연층(3)을 사용하는 방편이 제시되고 있기도 한다. 상기 열전도도가 좋은 절연층의 물질로는 고분자/세라믹 복합물질로 열전도도가 높은 세라믹 물질을 적용하여 절연층의 열확산이 효율적으로 이루어지도록 도와주게 된다.
상기 세라믹 물질의 경우 열전도도가 높은 대표적인 물질로 Diamond, AlN, BN 등의 물질이 있다. Diamond의 경우 아주 높은 열전도도를 가지지만, 가격적인 면을 만족시키지 못하는 단점이 있다.
그리고, 상기 AlN이나 BN의 경우 기타 세라믹 소재에 비하여 높은 열전도도를 가지며 Diamond의 가격보다는 쌀 수 있으나, 여전히 가격이 높다. 따라서 절연 체 자체의 가격은 높을 수밖에 없다. 더불어 세라믹은 고온 공정이 필요하므로 단독으로 적용하기 어렵기 때문에 열전도도가 낮은 고분자 소재와의 복합체로 이루어져야한다. 결과적으로, 고분자/세라믹 복합체로 구성된 절연층의 열전도도를 높이는데는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 금속 플레이트에 발열소자가 실장되는 금속 돌기를 구비함으로써, 상기 발열소자에서 발생하는 열이 절연층의 간섭없이 바로 상기 금속 플레이트를 통해 방열시킬 수 있고, 열전도도가 높은 고가격의 세라믹 물질을 사용하지 않고도 발생된 열을 효율적으로 방열시킬 수 있는 방열회로기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 방열회로기판을 이루는 구성수단은, 발열소자가 실장되는 금속 돌기를 구비하는 금속 플레이트와, 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 형성되는 절연층과, 상기 절연층 상부에 형성되는 회로 패턴층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 돌기의 높이는 상기 절연층의 높이 이상에서 상기 회로 패턴층의 높이 이하인 것을 특징으로 한다.
한편, 또 다른 본 발명인 방열회로기판 제조방법을 이루는 구성수단은, 금속 원판에 대하여 압연/몰드 공정을 수행함으로써, 금속 돌기를 구비한 금속 플레이트 형성하는 단계, 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 절연층과 회로 패턴층을 형성시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 플레이트 상부에 절연층과 회로 패턴층을 형성시키는 단계는 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이와 동일하게 형성되는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이와 동일하게 형성되는 단계는, 상기 금속 돌기와 동일한 높이로 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 도포하는 과정, 상기 금속 돌기를 개방하도록 사전에 홀 가공된 동박층을 상기 절연물질 상부에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화를 시키는 과정, 상기 동박층을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 절연물질을 도포하기 전에, 상기 금속 플레이트 표면을 거칠게 하는 표면처리 단계가 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이와 동일하게 형성되는 단계는, 상기 금속 돌기와 동일한 높이로 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 도포하는 과정, 상기 절연물질 상부 및 상기 금속 돌기 상부에 동박층을 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화를 시키는 과정, 상기 동박층을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하고 상기 금속 돌기를 개방시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 절연물질을 도포하기 전에, 상기 금속 플레이트 표면을 거칠게 하는 표면처리 단계가 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 플레이트 상부에 절연층과 회로 패턴층을 형성시키는 단계는 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성되는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성되는 단계는, 상기 금속 돌기의 높이보다 더 낮게 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 도포하는 과정, 상기 금속 돌기를 개방하도록 사전에 홀 가공된 동박을 상기 절연물질 상부에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화를 시키는 과정, 상기 동박을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 금속 플레이트는 표면이 거칠게 되도록 표면처리되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성되는 단계는, 상기 동박층 상에 상기 금속 돌기의 두께보다 더 작도록 상기 절연층을 도포한 후, 상기 금속 돌기를 개방하도록 홀 가공을 수행하는 과정, 상기 홀 가공된 절연층 및 동박층을 상기 금속 플레이트 상에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화시키는 과정, 상기 동박층을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 금속 플레이트는 표면이 거칠게 되도록 표면처리되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성되는 단계는, 상기 동박층 상에 상기 금속 돌기의 두께보다 더 작도록 상기 절연층을 도포한 후, 상기 동박층을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하고, 상기 금속 돌기를 개방하도록 상기 절연층에 대하여 홀 가공을 수행하는 과정, 상기 홀 가공된 절연층을 상기 금속 플레이트 상에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.여기서, 상기 금속 플레이트는 표면이 거칠게 되도록 표면처리되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 방열회로기판 및 그 제조방법에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 방열회로기판의 단면 구조도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방열회로기판(100)은 금속 플레이트(10)와, 상기 금속 플레이트(10) 상부에 형성되는 절연층(20)과, 상기 절연층(20) 상에 형성되는 회로 패턴층(31)을 포함하여 이루어진다.
상기 금속 플레이트(10)는 발열 소자가 실장될 수 있는 금속 돌기(11)를 구비하고 있다. 즉, 종래와 같이 절연층 상부에 형성된 발열 소자 실장부에 발열 소자가 실장되는 것이 아니라, 열전도성이 좋은 금속 돌기에 상기 발열 소자가 실장된다. 상기 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)는 열전도성이 좋은 구리 또는 알루미늄 또는 이들의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10) 상부에는 일반적인 절연물 질인 절연층(20)이 형성된다. 상기 절연층(20)은 상기 금속 돌기(11)가 개방될 수 있도록, 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10) 상부에 형성된다.
상기 절연층(20) 상부에는 동박층이 패터닝되어 형성되는 회로 패턴층(31)이 형성된다. 상기 회로 패턴층(31)은 상기 절연층(20) 상부에만 형성되기 때문에, 상기 발열 소자가 실장되는 금속 돌기(11)에는 당연히 형성되지 않는다. 결과적으로 상기 금속 돌기(11)는 외부에 개방되어 발열 소자가 실장될 수 있는 구조를 가진다.
상기와 같이 외부에 개방되는 금속 돌기(11)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(20)의 높이와 동일하게 형성될 수도 있고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(20)의 높이보다 높고 상기 회로 패턴층(31)보다 더 낮게 형성될 수도 있다. 즉, 상기 금속 돌기(11)의 높이는 상기 절연층(20)의 높이 이상에서 상기 회로 패턴층(31)의 높이 이하인 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조를 가지는 본 발명인 방열회로기판은 발열 소자가 실장되는 부분은 절연될 필요가 없기 때문에, 금속 플레이트(10)에 상기 발열 소자가 실장될 수 있는 금속 돌기(11)를 구비함으로써, 상기 발열 소자에서 발생되는 열을 상기 금속 돌기(11)를 통하여 상기 금속 플레이트로 직접 방열시키는 구조이다.
이하에서는 상기와 같은 구조로 이루어진 방열회로기판을 제조하는 공정에 대한 다양한 실시예를 설명한다.
도 3a 및 도 3e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판의 제조 공정도이다.
먼저, 금속 원판(10a)을 준비하고, 이 금속 원판(10a)에 대하여 압연 공정을 수행하고, 이 압연 공정시 몰드(mold)를 통하여 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)를 형성한다(도 3a 및 도 3b 참조). 상기 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)는 발열 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시키기 위하여 열전도도가 높은 금속 물질로 형성된다.
그런 다음, 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20)과 회로 패턴층(31)을 형성시키는 단계를 수행한다. 제 1 실시예 따라, 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20)과 회로 패턴층(31)을 형성시키는 단계는 상기 금속 돌기(11)가 상기 절연층(20)의 높이와 동일하게 형성되는 단계이다.
구체적으로 살펴보면, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 금속 돌기(11)와 동일한 높이로 절연층(20)을 구성하는 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10) 상부에 도포한다. 상기 절연물질을 도포하기 전에, 접착성을 높이기 위하여 상기 금속 플레이트(10) 표면을 거칠게 하는 표면처리를 수행하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 3d에 도시된 바와 같이, 사전에 홀(33) 가공된 동박층(30)(도 3c 참조)을 상기 절연물질 상부에 형성한 후, 열 압착을 통해 상기 금속 플레이트(10)와 절연물질 및 동박층(30)이 일체화되도록 한다. 상기 동박층(30)에 대하여 사전에 홀(33) 가공을 수행하는 이유는 상기 금속 돌기(11)가 외부에 개방될 수 있도록 하기 위함이다. 그런 다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 동박층(30)을 에칭 공정으로 패터닝하여 회로 패턴층(31)을 형성한다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판 제조 공정도이다.
상기 제2 실시예는 상술한 제1 실시예와 유사한 공정으로 진행된다. 다만, 상기 동박층(30)을 상기 절연층(20)을 구성하는 절연물질 상부에 형성할 때, 사전에 홀 가공을 수행하지 않고, 에칭 공정에서 상기 금속 돌기(11)가 외부에 개방될 수 있도록 패터닝된다.
즉, 도 4a 및 도 4b에 도시된 공정(도 3a 및 도 3b와 동일)을 통하여 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)를 형성시키고, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 금속돌기(11)와 동일한 높이로 절연층(20)을 구성하는 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10) 상부에 도포한다. 상기 절연물질을 도포하기 전에, 접착성을 높이기 위하여 상기 금속 플레이트(10) 표면을 거칠게 하는 표면처리를 수행하는 것이 바람직하다.
그런 다음, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 절연물질 상부 및 상기 금속 돌기(11) 상부에 동박층(30)을 형성한 후, 열 압착을 통해 상기 금속 플레이트(10)와 절연물질 및 동박층(30)을 일체화시킨다. 그런 후, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 동박층(30)을 에칭으로 패터닝하여 회로 패턴층(31)을 형성시킴과 아울러, 상기 금속 돌기(11)가 개방될 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 제1 실시예 및 제2 실시예는 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20) 및 회로 패턴층(30)을 형성시킬 때, 상기 금속 돌기(11)가 상기 절 연층(20)의 높이와 동일하게 형성되도록 하는 공정이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제3 실시예에 따른 방열회로기판 제조 공정도이다.
먼저, 금속 원판(10a)을 준비하고, 이 금속 원판(10a)에 대하여 압연 공정을 수행하고, 이 압연 공정시 몰드(mold)를 통하여 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)를 형성한다(도 5a 및 도 5b 참조). 상기 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)는 발열 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시키기 위하여 열전도도가 높은 금속 물질로 형성된다.
그런 다음, 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20)과 회로 패턴층(31)을 형성시키는 단계를 수행한다. 제 3 실시예 따라, 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20)과 회로 패턴층(31)을 형성시키는 단계는 상기 금속 돌기(11)가 상기 절연층(20)의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층(31)의 높이 이하로 형성되는 단계이다.
구체적으로 살펴보면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 금속 돌기(11)의 높이보다 더 낮게 절연층(20)을 구성하는 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10) 상부에 도포한다. 상기 금속 플레이트(10)는 상기 절연물질의 접착성을 향상시키기 위하여 표면이 거칠게 되도록 표면처리되는 것이 바람직하다.
그리고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 사전에 홀(33) 가공된 동박층(30)(도 5c 참조)을 상기 절연층(20)을 구성하는 절연물질 상부에 형성한 후, 열 압착을 통해 상기 금속 플레이트(10)와 절연물질 및 동박층(30)이 일체화되도록 한다. 상기 동박층(30)에 대하여 사전에 홀(33) 가공을 수행하는 이유는 상기 금속 돌기(11)가 외부에 개방될 수 있도록 하기 위함이다. 그런 다음, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 동박층(30)을 에칭 공정으로 패터닝하여 회로 패턴층(31)을 형성한다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 제4 실시예에 따른 방열회로기판 제조 공정도이다.
먼저, 금속 원판(10a)을 준비하고, 이 금속 원판(10a)에 대하여 압연 공정을 수행하고, 이 압연 공정시 몰드(mold)를 통하여 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)를 형성한다(도 6a 및 도 6b 참조). 상기 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)는 발열 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시키기 위하여 열전도도가 높은 금속 물질로 형성된다.
그런 다음, 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20)과 회로 패턴층(31)을 형성시키는 단계를 수행한다. 제4 실시예 따라, 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20)과 회로 패턴층(31)을 형성시키는 단계는 상기 금속 돌기(11)가 상기 절연층(20)의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층(31)의 높이 이하로 형성되는 단계이다.
구체적으로 살펴보면, 도 6c에 도시된 바와 같이, 동박층(30) 상에 절연층(20)을 도포하여 형성한다. 상기 절연층(20)은 상기 금속 돌기(11)의 두께보다 더 작도록 상기 동박층(30) 상에 형성된다. 그런 다음, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 금속 돌기(11)를 개방할 수 있도록 상기 절연층(20) 및 동박층(30)에 대하여 홀(33) 가공을 수행한다.
상기와 같이 절연층(20) 및 동박층(30)에 대하여 홀(33) 가공을 수행한 후에는, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 홀(33) 가공된 절연층(20) 및 동박층(30)을 상기 금속 돌기(11)가 구비된 금속 플레이트(10) 상에 형성한 후, 열 압착을 통하여 상기 금속 플레이트(10)와 절연층(20) 및 동박층(30)을 일체화시킨다. 이 때, 상기 금속 플레이트(10)에 구비된 금속 돌기(11)는 상기 절연층(20) 및 동박층(30)에 형성된 홀(33)을 통해 외부에 개방된다.
상기 절연층(20) 및 동박층(30)에 대하여 사전에 홀(33) 가공을 수행하는 이유는 상기 금속 돌기(11)가 외부에 개방될 수 있도록 하기 위함이다. 그런 다음, 상기 동박층(30)을 에칭으로 패터닝하여 상기 절연층(20) 상에 회로 패턴층(31)을 형성한다. 한편, 상기 금속 플레이트(10)는 상기 절연층(20)의 접착성을 향상시키기 위하여 표면이 거칠게 되도록 표면처리되는 것이 바람직하다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제5 실시예에 따른 방열회로기판 제조 공정도이다.
먼저, 금속 원판(10a)을 준비하고, 이 금속 원판(10a)에 대하여 압연 공정을 수행하고, 이 압연 공정시 몰드(mold)를 통하여 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플레이트(10)를 형성한다(도 7a 및 도 7b 참조). 상기 금속 돌기(11)를 구비한 금속 플 레이트(10)는 발열 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시키기 위하여 열전도도가 높은 금속 물질로 형성된다.
그런 다음, 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20)과 회로 패턴층(31)을 형성시키는 단계를 수행한다. 제5 실시예 따라, 상기 금속 플레이트(10) 상부에 절연층(20)과 회로 패턴층(31)을 형성시키는 단계는 상기 금속 돌기(11)가 상기 절연층(20)의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층(31)의 높이 이하로 형성되는 단계이다.
구체적으로 살펴보면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 동박층(30) 상에 절연층(20)을 도포하여 형성한다. 상기 절연층(20)은 상기 금속 돌기(11)의 두께보다 더 작도록 상기 동박층(30) 상에 형성된다. 그리고, 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 동박층(30)을 에칭으로 패터닝하여 상기 절연층(20) 상에 회로 패턴층(31)을 형성한다.
그런 다음, 도 7e에 도시된 바와 같이, 상기 금속 돌기(11)를 개방할 수 있도록 상기 절연층(20)에 대하여 홀(33) 가공을 수행한다. 상기와 같이 절연층(20)에 대하여 홀(33) 가공을 수행한 후에는, 도 7f에 도시된 바와 같이, 상부에 회로 패턴층(31)이 형성된 상기 홀(33) 가공된 절연층(20)을 상기 금속 돌기(11)가 구비된 금속 플레이트(10) 상에 형성한 후, 열 압착을 통하여 상기 금속 플레이트(10)와 상부에 회로 패턴층(31)이 형성된 상기 절연층(20)을 일체화시킨다. 이 때, 상기 금속 플레이트(10)에 구비된 금속 돌기(11)는 상기 절연층(20)에 형성된 홀(33)을 통해 외부에 개방된다.
이상에서 설명한 제조공정을 통하여 제작된 방열회로기판의 테스트 결과를 종래의 방열회로기판과 비교하여 설명하면 다음과 같다.
도 8a 내지 도 8b는 종래의 방열회로기판에 발열소자를 실장한 후 전원을 가한 상태의 옆면 및 뒷면 사진이고, 도 8c는 종래 방열회로기판의 모식도이다. 그리고, 도 9a 내지 도 9b는 본 발명에 따른 방열회로기판에 발열소자를 실장한 후 전원을 가한 상태의 옆면 및 뒷면 사진이고, 도 9c는 본 발명에 따른 방열회로기판의 모식도이다.
Figure 112006091239701-PAT00001
- 표 1 -
상기 표 1은 상기 도 8c(종래 방열회로기판의 모식도) 및 도 9c(본 발명에 따른 방열회로기판의 모식도)에 도시된 모식도에서 해당 부분에 대한 각각의 온도와 top부와 bottom부의 온도차(△T)를 보여주는 것이다.
열원이 되는 발열소자를 실장하여 3W의 전기용량을 동일하게 가했을 때의 온도 변화를 나타낸 결과, 본원 발명에 따른 방열회로기판의 열원부분 온도(T1)는 동일한 에너지를 가했음에도 종래의 방열회로기판 구조와 대비하여 약 50℃가 낮음을 볼 수 있으며, 이는 열원인 발열소자의 효율을 더 높일 수 있음을 볼 수 있다.
또한 방열 측면에서 발열소자가 실장되는 바닥면의 온도(T9, T10, T12)의 경 우, 본 발명에 따른 방열회로기판 구조에서의 온도가 약 1℃정도 높게 나타났음을 알 수 있으며, 이는 방열에도 더 효과적인 구조임을 입증할 수 있으며, Top부와 Bottom부의 온도차(△T)의 분석결과, 본 발명에 따른 방열회로기판 구조에서의 △T가 낮아 열전달이 더 효과적임을 알 수 있다.
상기와 같은 구성 및 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 방열회로기판 및 그 제조방법에 의하면, 금속 플레이트에 발열소자가 실장되는 금속 돌기를 구비하기 때문에, 상기 발열소자에서 발생하는 열이 절연층의 간섭없이 바로 상기 금속 플레이트를 통해 방열시킬 수 있어 방열 효율이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 열전도도가 높은 고가격의 세라믹 물질을 사용하지 않고도 발생된 열을 효율적으로 방열시킬 수 있어 생산 효율이 증대되는 장점이 있다.

Claims (12)

  1. 방열회로기판에 있어서,
    발열 소자가 실장되는 금속 돌기를 구비하는 금속 플레이트와;
    상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 형성되는 절연층과;
    상기 절연층 상부에 형성되는 회로 패턴층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방열회로기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 돌기의 높이는 상기 절연층의 높이 이상에서 상기 회로 패턴층의 높이 이하인 것을 특징으로 하는 방열회로기판.
  3. 방열회로기판 제조방법에 있어서,
    금속 원판에 대하여 압연/몰드 공정을 수행함으로써, 금속 돌기를 구비한 금속 플레이트 형성하는 단계;
    상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 절연층과 회로 패턴층을 형성시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 금속 플레이트 상부에 절연층과 회로 패턴층을 형성시키는 단계는 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이와 동일하게 형성되는 단계인 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이와 동일하게 형성되는 단계는,
    상기 금속 돌기와 동일한 높이로 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 도포하는 과정, 상기 금속 돌기를 개방하도록 사전에 홀 가공된 동박층을 상기 절연물질 상부에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화를 시키는 과정, 상기 동박층을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이와 동일하게 형성되는 단계는,
    상기 금속 돌기와 동일한 높이로 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 도포하는 과정, 상기 절연물질 상부 및 상 기 금속 돌기 상부에 동박층을 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화를 시키는 과정, 상기 동박층을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하고 상기 금속 돌기를 개방시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 절연물질을 도포하기 전에, 상기 금속 플레이트 표면을 거칠게 하는 표면처리 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 금속 플레이트 상부에 절연층과 회로 패턴층을 형성시키는 단계는 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성되는 단계인 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성되는 단계는,
    상기 금속 돌기의 높이보다 더 낮게 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 도포하는 과정, 상기 금속 돌기를 개방 하도록 사전에 홀 가공된 동박을 상기 절연물질 상부에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화를 시키는 과정, 상기 동박을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성되는 단계는,
    상기 동박층 상에 상기 금속 돌기의 두께보다 더 작도록 상기 절연층을 도포한 후, 상기 금속 돌기를 개방하도록 홀 가공을 수행하는 과정, 상기 홀 가공된 절연층 및 동박층을 상기 금속 플레이트 상에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화시키는 과정, 상기 동박층을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 금속 돌기가 상기 절연층의 높이를 초과하여 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성되는 단계는,
    상기 동박층 상에 상기 금속 돌기의 두께보다 더 작도록 상기 절연층을 도포한 후, 상기 동박층을 패터닝하여 회로 패턴층을 형성하고, 상기 금속 돌기를 개방하도록 상기 절연층에 대하여 홀 가공을 수행하는 과정, 상기 홀 가공된 절연층을 상기 금속 플레이트 상에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화시키는 과정을 포함하 여 이루어진 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 플레이트는 표면이 거칠게 되도록 표면처리되는 것을 특징으로 하는 방열회로기판 제조방법.
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