KR20100112425A - 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 열전도성이 우수한 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계, (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 제 1절연층의 상부에 무연계 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계를 포함하는 절연층 형성방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판에 관한 것이다. 상기 형성방법에 의하면 종래의 기술에서 가질 수 없었던 우수한 내전압성, 내열성 및 열전도성의 세가지 조건을 모두 충족시킬 수 있는 절연층을 형성할 수 있다.
금속 기판

Description

금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판{THE METHOD FOR FORMING HIGH HEAT SINK INSULATION LAYER OF METAL SUBSTRATES AND METAL SUBSTRATES PRODUCED BY USING THE SAME}
본 발명은 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 열전도성이 우수한 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계, (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 제 1절연층의 상부에 무연계 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계를 포함하는 절연층 형성방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판에 관한 것이다.
금속의 표면 처리라 함은 금속 재료 표면상에 이종 재질을 전기적, 물리적, 화학적 처리 방법등을 통해 보호 표면을 생성시킴으로써 상기 금속의 방청, 외관 미화, 내마모성, 전기 절연, 전기 전도성, 내열성 부여 등의 폭넓은 목적을 달성시키고자 하는 일련의 조작을 말한다.
이러한 금속의 표면 처리 기술 중 비금속 피막법은 화성처리법, 방청처리법, 비금속 용사법, 라이닝(lining)처리법이 있으며, 기타 스크린인쇄법, 수지필름부착법으로 나눌 수 있는데, 이들 중 금속에 절연성 및 내열성을 부여하기 위한 방법으로는 일반적으로 비금속 용사법, 스크린인쇄법, 수지필름부착법이 주로 사용된다.
비금속 용사법은 다시 합성수지 용사처리법과 세라믹 용사처리법으로 나눌 수 있는데, 합성수지 용사처리법을 대표하는 것이 일명 테프론 코팅이라 불리우는 것으로서, PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)불소 수지가 갖는 물리적·화학적 특성을 이용하여 금속의 표면을 처리하는 기술이다. 불소 수지는 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성하기 때문에, 이를 도료화하여 페인트처럼 표면에 적당량 스프레이한 후, 일정온도에서 가열, 경화하면 내화학성, 내열성, 절연안전성 및 낮은 마찰계수를 갖는 비활성의 단단한 코팅층을 형성한다. 테프론 코팅이 상기한 특성을 가짐에 따라, 이 기술은 일반 주방용기에서부터, 기계, 자동차, 반도체, 우주항공산업 부품에 이르기까지 매우 넓은 범위에서 적용되어 왔다.
그러나 테프론 코팅은 세라믹 코팅보다 내전압성 및 내열성은 우수하나, 열전도성이 현격히 떨어지므로, 보다 우수한 열전도성이 요구되는 경우에는 테프론 코팅의 실효성이 떨어지므로 세라믹 용사처리법의 필요성이 대두하게 된다.
세라믹 용사처리법은 최근 공구, 금형, 사출성형 기계부품 및 신소재 등과 같이 내마모성, 재료강도의 향상, 내열성, 열전도성 및 내전압성이 요구되는 다방면의 분야에서 사용되어 큰 효과를 올리고 있다.
그러나, 기존의 세라믹 용사처리법에 의하면 표면 처리된 금속에 형성되는 피막에 핀 홀(pin hole)이 형성되는 결함이 발생하여, 교류 1.5KV 이상 요구되는 일반 가전제품의 내전압성에는 취약하다는 단점이 있다.
한편, 스크린 인쇄법은 세라믹을 도료화하여 스크린 마스크를 이용하여 도포, 건조, 소성하는 방법으로서, 절연성 확보를 위하여 Class 10000이하의 청정시설에서 작업이 이루어져야 하고, 교류 1.5KV의 내전압을 가지기 위해서는 최소 3회 이상, 교류 3KV의 내전압을 가지기 위해서는 최소 5회 이상의 공정을 반복하여야 하므로, 생산성이 떨어지며, 또한 열전도성이 낮은 스테인레스를 금속기판으로 사용해야 한다는 단점이 있다.
또한, 수지필름부착법은 작업환경이나 생산성의 측면에서는 우수하지만, 테프론 코팅과 마찬가지로 에폭시계나 실리콘계로 구성되어 있어 내전압성은 우수하나, 내열성 및 열전도성이 떨어진다. 이를 개선하기 위해서 최근에는 수지필름에 열전도성이 우수한 세라믹인 질화붕소(BN)를 혼합하여 사용하고 있으나, 이러한 방법에 의하여도 완성된 제품이 3W/m·K 이하의 열전도도를 가지므로, 방열성에 문제를 안고 있어, 보다 개선된 방법으로 금속 기판상에 세라믹 코팅을 형성하는 방법이 요구되는 실정이다.
한편, 최근 LED 조명분야에서는 광원의 기판에서 발생되는 열에 의한 수명저하의 문제를 해결하고, 제품의 저전력화, 슬림화, 친환경화를 도모할 수 있는 인쇄회로기판(PCB)의 개발에 전세계적인 관심이 주목되고 있는데, 이러한 요구조건을 만족시키기 위해서는 PCB의 소재가 내전압 및 내열성과 함께 우수한 방열성, 즉 열전도성을 가진 절연층으로 이루어져야 하는 필요성이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 것으로서, (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 열전도성이 우수한 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계, (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 제 1절연층의 상부에 무연계 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계를 포함하는 절연층 형성방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제 1태양은 (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 Al2O3, AlN, BN 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계 및 (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 제 1절연층의 상부에 저온 소성용 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계를 포함하는 절연층 형성방법을 제공한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제 2태양은 상기 제 1태양에 있어서의 상기 (c) 단계의 저온 소성용 세라믹 도료가 Bi2O3-B2O3-SiO2-TiO2 또는 Bi2O3-SiO2-Al2O3-TiO2인 절연층 형성방법을 제공한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제 3태양은 상기 제 1태양에 있어서의 상기 (c) 단계의 소성온도가 480~700℃인 절연층 형성방법을 제공한다.
상기 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제 4태양은 (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 Al2O3, AlN, BN 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계 및 (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 제 1절연층의 상부에 고온 소성용 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계를 포함하는 절연층 형성방법을 제공한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제 5태양은 상기 제 4태양에 있어서의 상기 (c) 단계의 고온 소성용 세라믹 도료가 SiO2-B2O3-Al2O3-(Na2O+K2O) 또는 SiO2-B2O3-ZnO-Al2O3인 절연층 형성방법을 제공한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제 6태양은 상기 제 1태양에 있어서의 상기 (c) 단계의 소성온도가 700~900℃인 절연층 형성방법을 제공한다.
상기 본 발명의 또 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제 7태양은 상기 제 1태양 및 제 2태양을 이용하여 형성된 금속 기판을 제공한다.
본 발명에 의한 형성방법에 의하면 종래의 기술보다 훨씬 간편하게 내전압성, 열전도율 및 내열성이 우수한 절연층을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 제 1태양에 의해 제공되는 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법은 (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 Al2O3, AlN, BN 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계 및 (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 제 1절연층의 상부에 저온 소성용 세라믹 도료를 열 분사하여 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계를 포함한다.
먼저 상기 (a) 단계의 금속 기판은 열전도성이 좋은 금속을 사용하며, 스테인레스, 철, 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 금속을 사용한다.
상기 금속 기판의 표면에 120~180㎛ 크기의 알루미나 가루를 분사시켜 샌딩 처리하여 준다. 이 과정은 금속 기판의 표면을 개질하는 역할을 하는 것으로, 금속 기판의 표면에 형성된 이물질을 제거하고, 이후 금속 기판의 표면에 용사될 절연층이 잘 부착될 수 있도록 한다.
상기 금속 기판의 표면 처리가 완료되면, (b) 단계를 수행한다. 상기 (b) 단 계는 상기 (a) 단계에서 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 열전도성이 우수한 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계로서, 이때 상기의 열전도성이 좋은 세라믹은 Al2O3, AlN, BN 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함한다. 이 경우 종래 절연층에 많이 사용되던 붕규산염 유리에 비하여 저렴한 비용으로 열전도성이 높은 절연층을 생성할 수 있기 때문이다. 상기 제 1절연층을 금속 기판의 상부에 형성하는 과정은, 플라즈마 용사법으로 금속 기판의 상부에 상기의 Al2O3, AlN, BN 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 세라믹을 도포시키는 과정에 의한다. 적층된 절연층의 두께는 30~100㎛이며, 바람직하게는 50~60㎛이다.
상기 제 1절연층의 형성이 완료되면, (c) 단계를 수행한다. 상기 (c) 단계는 상기 (b) 단계에서 형성된 제 1절연층 상부에 저온 소성용 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계로서, 이때 도포되는 저온 소성용 세라믹 도료는 Bi2O3-B2O3-SiO2-TiO2 또는 Bi2O3-SiO2-Al2O3-TiO2인 것이 바람직하다.
상기 저온 소성용 세라믹 도료가 Bi2O3-B2O3-SiO2-TiO2인 경우, 전체중량에 대하여 Bi2O3의 함량은 55~65중량%일 수 있고, B2O3의 함량은 15~25중량%일 수 있으며, SiO2의 함량은 1~10중량%일 수 있고, TiO2의 함량은 1~10중량%일 수 있다. 각 구성성분의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 변색, 갈라짐, 핀 홀 발생, 미소성 의 문제가 발생할 수 있다.
상기 저온 소성용 세라믹 도료가 Bi2O3-SiO2-Al2O3-TiO2인 경우, 전체중량에 대하여 Bi2O3의 함량은 45~55중량%일 수 있고, SiO2의 함량은 15~25중량%일 수 있으며, Al2O3의 함량은 10~20중량%일 수 있고, TiO2의 함량은 1~10중량%일 수 있다. 각 구성성분의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 변색, 갈라짐, 핀 홀 발생, 미소성의 문제가 발생할 수 있다.
상기 저온 소성용 세라믹 도료를 1회 스크린 인쇄하고, 스크린 인쇄가 종료되면 120~150℃에서 건조시킨 다음, 건조된 결과물을 480~700℃, 더욱 바람직하게는 520~570℃에서 소성시킨다.
상기 소성 온도가 480℃ 미만인 경우, 제 2절연층 제조시 미세구조 불균일 및 두께 균일성의 저하 등이 발생할 수 있고, 상기 소성 온도가 700℃를 초과할 경우, 제 2절연층 제조시 효과적으로 소성이 이루어지지 않아 치밀한 구조를 갖는 코팅층을 형성하지 못할 수 있다. 상기 소성 과정은 통상적인 세라믹 코팅법에 의할 때 발생할 수 있는 핀 홀 생성을 방지하는 역할을 한다.
적층된 제 2절연층의 바람직한 두께는 3~20㎛일 수 있고, 더욱 바람직하게는 5~10㎛일 수 있다.
본 발명의 제 4태양에 의해 제공되는 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법은 (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계, (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 Al2O3, AlN, BN 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계 및 (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 절연층의 상부에 고온 소성용 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계를 포함한다.
먼저 상기 (a) 단계의 금속 기판은 열전도성이 좋은 금속을 사용하며, 스테인레스, 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 금속을 사용하고, 특히 용융점이 높은 스테인레스나 철을 사용하는 것이 바람직하다.
(a) 단계에서 상기 금속 기판의 표면을 처리하는 과정 및 (b) 단계에서 제 1절연층을 형성하는 과정은 상기한 본 발명의 제 1태양과 동일하다.
(b) 단계에서 상기 제 1절연층의 형성이 완료되면, (c) 단계를 수행한다. 상기 (c) 단계는 상기 (b) 단계에서 형성된 제 1절연층 상부에 고온 소성용 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계로서, 이때 도포되는 고온 소성용 세라믹 도료는 SiO2-B2O3-Al2O3-(Na2O+K2O) 또는 SiO2-B2O3-ZnO-Al2O3인 것이 바람직하다.
상기 고온 소성용 세라믹 도료가 SiO2-B2O3-Al2O3-(Na2O+K2O)인 경우, 전체중량에 대하여 SiO2의 함량은 75~85중량%일 수 있고, B2O3의 함량은 10~20중량%일 수 있으며, Al2O3의 함량은 1~10중량%일 수 있고, (Na2O+K2O)의 함량은 1~10중량%일 수 있다. 각 구성성분의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 변색, 갈라짐, 핀 홀 발생, 미소성의 문제가 발생할 수 있다.
상기 고온 소성용 세라믹 도료가 SiO2-B2O3-ZnO-Al2O3인 경우, 전체중량에 대하여 SiO2의 함량은 70~80중량%일 수 있고, B2O3의 함량은 10~20중량%일 수 있으며, ZnO의 함량은 5~15중량%일 수 있고, Al2O3의 함량은 1~10중량%일 수 있다. 각 구성성분의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 변색, 갈라짐, 핀 홀 발색, 미소성의 문제가 발생할 수 있다.
상기 고온 소성용 세라믹 도료를 1회 스크린 인쇄하고, 스크린 인쇄가 종료되면 120~150℃에서 건조시킨 다음, 건조된 결과물을 700~900℃, 더욱 바람직하게는 830~870℃에서 소성시킨다.
상기 소성 온도가 700℃ 미만인 경우, 제 2절연층 제조시 미세구조 불균일 및 두께 균일성의 저하 등이 발생할 수 있고, 상기 소성 온도가 900℃를 초과할 경우, 제 2절연층 제조시 효과적으로 소성이 이루어지지 않아 치밀한 구조를 갖는 코팅층을 형성하지 못할 수 있다. 상기 소성 과정은 통상적인 세라믹 코팅법에 의할 때 발생할 수 있는 핀 홀 생성을 방지하는 역할을 한다.
적층된 제 2절연층의 바람직한 두께는 3~20㎛일 수 있고, 더욱 바람직하게는 5~10㎛일 수 있다.
상기 방법에 의한 고방열성을 위한 절연층을 포함하는 금속 기판은 고전압, 고온에 견딜 수 있는바, 본 발명에 의한 상기 금속 기판 상에 수지층과 전기회로층을 순차적으로 라미네이트(도 1)하거나, 전기회로층을 도금(도 2)하거나, 전기회로 층, 보호층을 순차적으로 적층·소성(도 3)시킴으로써 우수한 열전도성을 요구하는 LED 조명용 PCB의 제조에 이용할 수 있다. 또한, 전극 회로와 결합하여 다양한 히터 장치, 예를 들면 전기가열기(hot plate), 전기 프라이팬(도 4) 및 전기순간온수기 등의 부재로 사용할 수도 있다.
본 발명에 의하여 형성된 고방열성을 위한 절연층을 포함하는 금속 기판은 내전압성, 내열성 및 열전도성이 우수한 특성을 가지며, 제조과정이 매우 간단하여, 이에 의하는 경우 경제적, 효율적으로, 고방열성을 위한 절연층을 포함하는 금속 기판을 생산할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확하게 표현하기 위한 목적으로 기재되는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 목적 및 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변형시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
실시예 1
120~180㎛ 크기의 알루미나 가루를 분사시켜 표면처리한 스테인레스(SUS430)의 상부에 플라즈마 용사법으로 열전도성이 우수한 Al2O3를 도포하여 제 1절연층을 적층시켰다. 상기 Al2O3 제 1절연층의 상부에 Bi2O3-B2O3-SiO2-TiO2를 포함하는 도료를 1회 스크린 인쇄한 다음, 130℃에서 건조시키고, 건조된 결과물을 540℃에서 소성시켜 제 2절연층을 완성하였다. 상기의 제 1절연층 및 제 2절연층이 순차적으로 적층되어 완성된 금속 기판을 제품 1이라 한다.
실시예 2
실시예 1의 상기 스테인레스 대신 철(SS400)을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제 1절연층 및 제 2절연층을 적층하였다. 완성된 금속 기판을 제품 2라 한다.
실시예 3
실시예 1의 상기 Al2O3 제 1절연층의 상부에 Bi2O3-B2O3-SiO2-TiO2를 포함하는 도료 대신 Bi2O3-SiO2-Al2O3-TiO2를 포함하는 도료를 사용하였다는 점을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제 1절연층 및 제 2절연층을 적층하였다. 완성된 금속 기판을 제품 3이라 한다.
실시예 4
120~180㎛ 크기의 알루미나 가루를 분사시켜 표면처리한 스테인레스(SUS430)의 상부에 플라즈마 용사법으로 열전도성이 우수한 Al2O3를 도포하여 제 1절연층을 적층시켰다. 상기 Al2O3 제 1절연층의 상부에 SiO2-B2O3-Al2O3-(Na2O+K2O)를 포함하는 도료를 1회 스크린 인쇄한 다음, 130℃에서 건조시키고, 건조된 결과물을 850℃에서 소성시켜 제 2절연층을 완성하였다. 상기의 제 1절연층 및 제 2절연층이 순차적으로 적층되어 완성된 금속 기판을 제품 4라 한다.
비교예 1
불소 수지를 사용하여 공지의 테프론 코팅법을 적용한 금속 기판을 제조하였다. 제조 과정은 다음과 같다.
120~180㎛ 크기의 알루미나 가루를 분사시켜 표면처리한 스테인레스(SUS430)의 상부에 롤링 및 필터링을 마친 불소 수지 코팅액을 1회 스크린 인쇄하고, 건조상태를 확인한 후 2차 스크린 인쇄, 3차 스크린 인쇄를 하여 건조시켰다. 이를 370℃에서 소성시킨 후 냉각하여 테프론 코팅된 금속 기판을 완성하였다. 이를 제품 A라 한다.
비교예 2
실시예 1의 상기 제 1절연층의 상부에 Bi2O3-B2O3-SiO2-TiO2를 포함하는 도료를 스크린 인쇄하고, 130℃에서 건조한 후에, 540℃에서 소성하는 공정을 3회 반복하여 제 2절연층을 완성하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제 1절연층 및 제 2절연층이 적층된 금속 기판을 제조하였다. 이를 제품 B라 한다.
비교예 3
실리콘계 수지와 질화붕소(BN)가 혼합된 필름의 부착법을 적용한 금속 기판을 제조하였다. 제조 과정은 다음과 같다.
120~180㎛ 크기의 알루미나 가루를 분사시켜 표면처리한 알루미늄합금(AL5052)의 상부에 실리콘계 수지와 질화붕소(BN)가 혼합된 필름을 라미네이트법으로 부착하고, 가열압착기(hot press)로 170℃에서 경화시켜 금속 기판을 완성하였다. 이를 제품 C라 한다.
평가
상기 제품 1 내지 4 및 A 내지 C의 항목별 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1] 제품들의 항목별 특성
구분 제품 1
(실시예1)		 제품 2
(실시예2)		 제품 3
(실시예3)		 제품 4
(실시예4)		 제품 A
(비교예1)		 제품 B
(비교예2)		 제품 C
(비교예3)
내전압
(KV)		 3.9 4.1 3.9 3.8 4.3 1.7 2.6
내열온도
(℃)		 400 400 400 500 260 400 150
열전도도
(W/m·K)		 19 23 19 19 0.7 15 2
핀 홀
발생여부		 없음 없음 없음 없음 없음 발생 없음
상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의해 제공되는 금속 기판은 테프론 코팅법을 적용한 금속 기판에 비하여 현저히 우수한 열전도도를 가지며, 기 존의 세라믹 코팅법처럼 3회 이상의 스크린 인쇄, 건조, 소성과정을 거치지 않고 1회의 스크린 인쇄과정을 거치면 된다는 점에서 간편할 뿐만 아니라, 핀 홀이 발생하지 않아 불량품의 발생률도 현저히 낮아진다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 금속 기판의 응용예로서, 본 발명에 의한 금속 기판 상에 수지층 및 전기회로층을 순차적으로 라미네이트하여 제조된 금속 PCB의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 금속 기판의 응용예로서, 본 발명에 의한 금속 기판상에 전기회로층을 도금하여 제조된 금속 PCB의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 금속 기판의 응용예로서, 본 발명에 의한 금속 기판 상에 전기회로층 및 보호층을 순차적으로 소성 적층하여 제조된 금속 PCB의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 금속 기판의 응용예로서, 본 발명에 의한 금속 기판을 부재로 사용하여 제조된 전기 프라이팬의 예시도이다.

Claims (7)

  1. (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 Al2O3, AlN, BN 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 제 1절연층의 상부에 저온 소성용 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 저온 소성용 세라믹 도료는 Bi2O3-B2O3-SiO2-TiO2 또는 Bi2O3-SiO2-Al2O3-TiO2인 것을 특징으로 하는 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 소성온도는 480~700℃인 것을 특징으로 하는 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법.
  4. (a) 금속 기판의 표면을 샌딩 처리하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계에서, 상기의 표면 처리된 금속 기판의 상부에 플라즈마 용사법으로 Al2O3, AlN, BN 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 포함하는 세라믹을 도포하여 제 1절연층을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계에서, 상기의 제 1절연층의 상부에 고온 소성용 세라믹 도료를 스크린 인쇄하고, 건조시킨 후, 소성함으로써 제 2절연층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 (c) 단계의 고온 소성용 세라믹 도료는 SiO2-B2O3-Al2O3-(Na2O+K2O) 또는 SiO2-B2O3-ZnO-Al2O3인 것을 특징으로 하는 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 (c) 단계의 소성온도는 700~900℃인 것을 특징으로 하는 금속 기판의 고방열성을 위한 절연층 형성방법.
  7. 제 1항 또는 제 4항의 방법을 이용하여 형성된 금속 기판.
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