KR20100125082A

KR20100125082A - 메탈코어 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR20100125082A
Application number: KR1020090044108A
Authority: KR
Inventors: 김사중
Original assignee: 한국단자공업 주식회사
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-11-30

Abstract

본 발명은 메탈코어 인쇄회로기판에 관한 것이다. 본 발명에 의한 메탈코어 인쇄회로기판은 코어부재로 금속판(30)이 사용되는데, 상기 금속판(30)에 다수개의 방열홀(35)이 형성된다. 상기 방열홀(35)에 의해 금속판(30)과 절연층(40, 42)의 접촉면적이 넓어지므로 절연층(40)으로부터 금속판(30)으로의 열전달이 잘 이루어져 인쇄회로기판의 방열성능이 향상되는 이점이 있다.

인쇄회로기판, 메탈코어, 금속판, 방열홀, 방열

Description

메탈코어 인쇄회로기판{Metal core PCB}

본 발명은 메탈코어 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속판을 인쇄회로기판의 코어부재로 사용한 메탈코어 인쇄회로기판에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)은 반도체 칩을 전기적으로 연결하고, 각종 반도체 칩을 기판 위에 설치 가능할 수 있도록 하는 역할을 한다. 인쇄회로기판은 일반적으로 코어와 코어 표면의 도전성 회로로 구성된다.

최근 전자제품이 소형화, 고밀도화, 박판화, 패키지화됨에 따라 인쇄회로기판의 박판화 및 미세 패턴화가 진행되고 있다. 특히 차세대 플립칩 인쇄회로기판(Flip-chip BGA)의 필수조건인 박판화에 대응하기 위해서 두께가 얇으면서도 높은 강성을 갖는 기판 소재에 대한 연구가 활발한 상황이며, 이 중 하나로서 금속판을 인쇄회로기판의 코어로 사용한 메탈코어 인쇄회로기판이 출시되었다.

이러한 메탈코어 인쇄회로기판은 코어 전체가 금속재질로 이루어져 일반적인 코어인 CCL(Copper Clad laminate: 동박적층판) 보다는 방열성능이 어느 정도 개선되었으나, 점차 고밀도, 소형화되는 휴대폰, 노트북컴퓨터 등의 최신기기제품의 신뢰성 향상과 오작동 방지를 위해 칩이 실장되는 인쇄회로기판에 대한 추가적인 방 열대책이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 메탈코어 인쇄회로기판의 방열 성능을 향상시키는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 표면적을 넓히기 위한 다수개의 방열홀이 형성되는 금속판; 상기 금속판의 일면 또는 양면에 형성되고 상기 방열홀에 채워지는 절연층; 상기 절연층의 외면에 형성되는 회로패턴;을 포함하여 구성된다.

상기 방열홀은 원통홀 형상이며, 상기 방열홀의 반지름(R)은 상기 메탈코어의 두께(t) 보다 큰 값을 가짐을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 메탈코어 인쇄회로기판에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 인쇄회로기판의 코어가 되는 금속판에 다수개의 방열홀이 형성되됨으로써 금속판과 절연층의 접촉면적이 넓어져 절연층으로부터 금속판으로의 열전달이 잘 이루어지게 된다. 이에 따라 인쇄회로기판의 방열성능이 증대되어 전자기기의 오작동이 최소화되고, 별도로 방열장치를 추가할 필요가 없게 되어 전자기기의 소형화가 가능해지는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 메탈코어 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 첨부된 도 면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 메탈코어 인쇄회로기판의 바람직한 실시예가 단면도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명 실시예를 구성하는 금속판이 개략적으로 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 메탈코어 인쇄회로기판(20)의 코어로 금속판(30)이 사용된다. 금속판(30)은 열 전도성이 우수한 알루미늄 또는 구리 재질로 형성된다.

상기 금속판(30)에는 다수개의 방열홀(35)들이 관통되어 형성된다. 상기 방열홀(35)들이 형성됨에 따라 상기 금속판(30)의 표면적이 커지게 되어 금속판(30)의 방열 성능이 향상된다. 보다 정확하게는 상기 방열홀(35)들이 형성된 부분은 후술할 절연층(40)에 의해 채워지는데, 상기 방열홀(35)들에 의해 절연층(40)과 금속판(30)의 접촉면적이 넓어지게 되어 절연층(40)으로부터 금속판(30)으로의 열전달이 원활하게 이루어지게 된다.

본 실시예에서 상기 방열홀(35)은 반지름이 R 인 원통홀 형상으로 형성된다. 여기에서 상기 방열홀(35)의 반지름(R)과 금속판(30)의 두께(t)는 다음 공식과 같은 관계에 있다.

2πR×t > πR²×2 (즉, t>R )

이러한 공식은 상기 금속판(30)에 방열홀(35)을 형성함으로써 방열홀(35)을 형성하지 않았을 때의 금속판에 비하여 표면적이 커지게 되는 조건을 정의한 것이다. 다시 말해, 상기 방열홀(35)이 형성됨에 따라 상기 방열홀(35)의 내주면 면적(2πR×t)이 증가하는데, 이와 같이 증가하는 표면적은 상기 방열홀(35)이 형성 되지 않았을 때의 솔리드 형태의 금속판(30)으로부터 줄어드는 방열홀(35)의 상하면 면적(πR²×2) 보다 커야 한다는 의미이다.

결국, 양 변에서 동일한 값이 상쇄되면 금속판(30)의 두께(t)가 방열홀(35)의 반지름(R) 보다 크게 형성되어 한다는 결론에 이르게 된다.

본 실시예에서는 상기 방열홀(35)이 원통홀 형상으로 형성되었으나 반드시 원통홀 형상에 한정되는 것은 아니고 금속판(30)의 표면적을 최대화할 수 있다면 다각형의 홀로 형성되는 것도 가능하다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 반드시 방열홀(35)이 금속판(30) 전체에 소정 간격으로 배열되어 형성되어야 하는 것은 아니고, 금속판(30)의 일부분에만 형성될 수도 있다.

참고로, 도면에 도시하지는 않았으나, 메탈코어 인쇄회로기판(20)에는 전자부품들의 실장을 위한 관통홀과 인쇄회로기판(20)의 양면 통전을 위한 층간도통홀이 형성되는데, 상기 방열홀(35)이 상기 관통홀과 층간도통홀과 간섭되지 않는 위치에 형성되는 것이 좋다. 하지만, 상기 방열홀(35) 중 일부가 나중에 상기 관통홀이 될 수도 있다.

한편, 상기 금속판(30)에는 절연층(40)이 형성된다. 본 실시예에서는 상기 금속판(30) 전체가 절연수지로 도포됨으로써 상기 절연층(40)이 형성된다. 이때 상기 방열홀(35)들이 상기 절연층(40)에 의해 채워지게 된다.

그리고 상기 절연층(40)의 외면에는 각각 회로패턴(45, 47)이 형성된다. 회로패턴(45, 47)의 형성공정을 보다 상세히 설명하면, 상기 절연층(40, 42)의 외면 에 구리 박막을 형성하고 관통홀을 드릴링 작업을 통해 뚫은 후에 도금층을 형성한다. 이때 상기 도금층은 상기 관통홀의 내주면을 둘러 형성된다. 이 경우 도금층은 상기 금속판(30)과 도통된다. 다음으로 상기 구리 박막과 일체로된 상기 도금층 일부가 선택적으로 제거되는 에칭공정이 진행되면 회로부분만 남겨진다. 상기 회로패턴(45, 47)을 포함하는 절연층(40)의 외면에는 회로패턴 중 회로부분을 보호하기 위한 감광성 폴리머가 더 도포되기도 한다.

한편, 상기 층간도통홀을 형성하는 작업은 다음과 같이 진행된다. 즉, 상기 금속판(30)에 절연층(22)을 형성하기 전에 미리 상기 금속판(30)에 홀을 뚫는 것이다. 이때 상기 금속판(30)에 뚫는 홀은 상기 층간도통홀 보다 큰 직경을 가지도록 한다. 다음으로 상기 금속판(30)에 절연층(40)을 형성하는데, 이때 상기 금속판(30)에 뚫어진 홀에 절연층(40)에 채워지게 된다. 그리고 나서 구리박막을 형성한 후에 층간도통홀을 뚫는다. 마지막으로 상기 구리박막에 도금층을 형성한다. 이 경우 도금층과 금속판(30)이 서로 도통되지 않는다. 상기 구리 박막과 일체로된 상기 도금층 일부가 선택적으로 제거되는 에칭공정이 진행되면 회로부분만 남겨진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 메탈코어 인쇄회로기판의 작용을 설명한다.

메탈코어 인쇄회로기판에는 다수의 발열부품들이 실장되는데, 이러한 발열부품들로부터 발생되는 열은 공간상으로 발산되기도 하지만, 인쇄회로기판과 접촉되어 있는 발열부품의 리드를 통해서 금속판(30)으로 전달되기도 한다.

본 발명에 의하면, 메탈코어 인쇄회로기판에 있어서 코어가 되는 금속판(30) 에 방열홀(35)이 다수개 형성되고, 상기 방열홀(35)에 절연층(40)이 채워짐에 따라 금속판(30)과 절연층(40)의 접촉면적이 넓어져 절연층(40)으로부터 금속판(30)으로의 열전달이 잘 이루어지게 된다.

금속판(30)에 전달된 열은 금속판(30)의 측단부를 통해서 외부 공기와 열교환된다.

본 발명에서는 방열홀(35)들을 통해 절연층(40)과 금속판(30)의 접촉면적이 넓어져, 발열부품에서 발산되는 열들이 절연층(40)을 거쳐 금속판(30)으로 잘 전달된다. 이로 인해 인쇄회로기판의 방열 성능이 극대화된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들어 상기 절연층(40)은 필요에 따라 금속판(30)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다. 상기 회로패턴(45, 47)도 금속판(30)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있고, 회로패턴의 외면에 제2절연층이 형성되고 상기 제2절연층의 외면에 제2회로패턴이 다시 형성될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 메탈코어 인쇄회로기판의 바람직한 실시예를 개략적으로 보인 단면도.

도 2는 본 발명 실시예를 구성하는 금속기판을 보인 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 메탈코어 인쇄회로기판 30: 금속판

35: 방열홀 40: 절연층

45, 47: 회로패턴 t: 금속판의 두께

R: 방열홀의 반지름

Claims

표면적을 넓히기 위한 다수개의 방열홀이 형성되는 금속판;

상기 금속판의 일면 또는 양면에 형성되고 상기 방열홀에 채워지는 절연층;

상기 절연층의 외면에 형성되는 회로패턴;을 포함하여 구성되는 메탈코어 인쇄회로기판.
제 1 항에 있어서, 상기 방열홀은 원통홀 형상이며,

상기 방열홀의 반지름(R)은 상기 메탈코어의 두께(t) 보다 큰 값을 가짐을 특징으로 하는 메탈코어 인쇄회로기판.