KR20110057712A

KR20110057712A - 방열 기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20110057712A
Application number: KR1020090114216A
Authority: KR
Inventors: 안복만
Original assignee: 안복만
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-06-01

Abstract

본 발명은 발열소자가 장착되며 관통홀이 형성된 기판과, 이 발열소자의 열을 방출하도록 관통홀에 삽입되어 발열소자에 접촉하는 돌기가 형성된 방열판을 구비함으로써 발열소자에 의해 발생된 열이 발열소자에 의해 접촉된 돌기에 의해 방열판 본체측으로 직접 전달되게 하여 열 방출성능을 향상시키는 방열 기판 및 그 제조방법을 개시한다.

Description

방열 기판 및 그 제조방법{HEAT DISSIPATING CIRCUIT BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 방열 기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발열소자의 냉각을 위한 방열판을 구비한 방열 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 방열 기판은 단층 구조 혹은 다층 구조로 이루어지며, 설계된 회로 패턴에 따라 발열소자들이 장착된다.

방열 기판에 장착된 발광 다이오드 등의 발열소자들은 그 성능은 향상되면서도 점점 소형화되고 있다. 이것은 지속적으로 축소되어가고 있는 표면 영역 상에 더 많은 열이 방출됨을 의미한다.

최근에는 방열 기판에 방열판을 부착하여 발열소자에 의해 발생된 열을 외부로 방출하고 있다.

종래에는 발열소자에 의해 발생된 열이 절연층을 통과한 후 방열판에 전달되기 때문에 방열판에서 많은 양의 열을 신속히 방출하기 어려워 방출효율이 낮다. 따라서, 열 방출효율을 높이기 위해서는 절연층의 재료를 열전도도가 높은 재료로 사용해야 하는데, 열 전도도가 높은 재료가 비교적 고가여서 전체 제조비용이 증가 할 뿐만 아니라, 열 방출효율의 향상이 제한적이다.

본 발명의 일측면은 발열소자에 의해 발생된 열의 방출성능을 향상시키도록 발열소자에 방열판을 접촉시켜 열을 방출시키는 방열 기판 및 그 제어방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 방열 기판은 발열소자가 장착되며 복수의 관통홀이 형성된 기판과, 상기 발열소자의 열을 방출하도록 상기 복수의 관통홀에 삽입되어 상기 발열소자에 접촉하는 복수의 돌기가 형성된 방열판을 포함한다.

또한, 상기 복수의 돌기는 상기 방열판에 일체로 형성되고, 상기 복수의 돌기의 높이는 상기 복수의 관통홀의 높이와 동일한 것을 포함한다.

또한, 상기 기판은 절연층과, 상기 절연층 상에 마련된 회로패턴층과, 상기 발열소자가 장착되는 위치의 절연층을 관통하여 형성된 복수의 관통홀을 포함한다.

또한, 방열부재와, 상기 방열부재 상에 마련된 절연층과, 상기 절연층 상에 마련된 회로패턴층과, 상기 발열소자가 장착되는 위치의 절연층 및 방열부재를 관통하여 형성된 복수의 관통홀을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방열 기판은 발열소자가 장착되며, 절연층과, 상기 절연층 상에 마련된 회로패턴층과, 상기 발열소자가 장착되는 위치의 절연층을 관통하여 형성된 관통홀을 가진 기판과, 상기 발열소자의 열을 방출하도록 상기 관통홀에 삽입되어 상기 발열소자에 접촉하는 돌기가 형성된 방열판을 포함하고, 상기 돌기는 상기 방열판에 일체로 형성되고, 상기 돌기의 높이는 상기 관통홀의 높이와 동일한 것을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 방열 기판의 제조 방법은 절연층과 회로패턴층을 구비한 기판에서 발열소자가 장착되는 위치의 절연층을 관통하는 적어도 하나의 관통홀을 형성하고, 상기 발열소자의 열을 방출시키는 방열판에 상기 적어도 하나의 관통홀의 높이와 동일한 높이로 적어도 하나의 돌기를 형성하고,

상기 발열소자의 열이 상기 적어도 하나의 돌기를 통해 방출되도록 상기 적어도 하나의 돌기를 상기 적어도 하나의 관통홀에 삽입시켜 상기 적어도 하나의 돌기를 상기 발열소자에 접촉시키는 것을 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따르면, 발열소자에 방열판을 접촉시켜 열이 방열판을 따라 방출되므로 발열소자에 의해 발생된 열의 방출성능을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열기판의 단면을 나타내고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방열기판은 방열판(10)과 기판(20)을 구비한다.

기판(20)은 절연층(21)과 회로패턴층(22a)을 구비한다. 또한, 기판(20)에는 절연층(21)과 회로패턴층(22a)을 관통하여 형성된 복수의 관통홀(23)이 형성되어 있다.

절연층(21)은 방열판(10)과 회로패턴층(22a)을 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 절연층(21)의 재료는 유리섬유 강화 에폭시 수지 또는 유리섬유 강화 폴리이미드수지, 열 전도성 레진 등이 사용된다.

절연층(21) 상에는 회로패턴층(22a)이 형성된다. 이 회로패턴층(22a)에는 발열소자가 와이어 등으로 전기적으로 연결된다. 회로패턴층(22a)은 예를 들면 구리로 이루어진다.

기판(20)에서 발열소자(30)가 장칙되는 영역에 대응하는 위치에는 방열판(10)이 기판(20)에 삽입되어 발열소자(30)에 접촉되도록 기판(20)의 절연층(21)을 관통하여 형성된 복수의 관통홀(23)이 형성되어 있다. 이 복수의 관통홀(23)에 의해 방열판(10)이 기판(10)에 삽입되어 발열소자(30)에 접촉할 수 있어 발열소자(30)에 의해 발생된 열이 절연층(21)을 거치지 않고 방열판(10)에 직접 전달되기 때문에 열전달이 효과적으로 이루어져 방열판(10)을 통해 보다 많은 양의 열을 신속히 방출할 수 있다. 이 복수의 관통홀(23)은 기판(20) 상에서 발열소자(30)가 장착되는 영역에 임의의 간격으로 밀집된 형태로 조밀하게 배치된다.

방열판(10)은 방열판 본체(11)와, 이 방열판 본체(11)로부터 돌출된 복수의 돌기(12)로 이루어진다. 이 복수의 돌기의 높이는 복수의 관통홀(23)의 높이와 같거나 약간 높은 것이 바람직하다.

방열판(10)은 발열소자(30)와 접촉하도록 기판(20)에 삽입되어 발열소자(30)에서 발생하는 열을 직접 전달받아 측면 및 후면으로 방출하는 역할을 한다. 즉, 방열판(10)에 형성된 복수의 돌기(12)가 기판(2)에 형성된 복수의 관통홀(23)에 삽 입되고, 이 복수의 돌기(12)를 덮도록 발열소자(30)가 기판(20)에 장착된다. 따라서, 발열소자(30)의 열이 복수의 돌기(12)에 직접 전달되고, 이 열은 방열판 본체(11)로 전달되어 방열판 본체(11)의 측면 및 후면으로 방출된다.

방열판(10)의 재료로는 방열능력이 높은 열 전도성 금속, 예를 들면, 구리나 알루미늄 혹은 이들의 합금이 사용된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방열기판의 제조공정을 나타내고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방열기판의 제조공정은 발열소자(30)에 의해 발생된 열을 외부로 방출시키도록 일정한 두께의 방열판(10)을 마련하는 공정(100), 이 방열판(11)의 상부면에 발열소자(30)가 장착되는 기판(20)에 삽입시키기 위한 적어도 하나의 돌기(12)를 형성하는 과정(110), 절연층(12) 상에 회로패턴층(22a)를 형성하여 기판을 형성하는 과정(120), 이 기판(20)에 방열판(10)에 형성된 돌기(12)가 삽입되어 발열소자(30)에 접촉될 수 있도록 기판(20)의 발열소자 장착영역에 관통홀(23)을 형성하는 과정(130), 방열판(10)의 돌기(12)를 기판(20)의 관통홀(23)에 삽입하는 과정(140), 기판(20)의 관통홀(10)에 삽입된 방열판(10)의 돌기(12)가 기판(20)의 표면에 튀어나오지 않도록 관통홀(23) 밖으로 튀어 나온 부분의 돌기(12)를 연마하는 과정(150), 연마 후 도금 등의 후처리를 수행하는 과정(160)을 통하여 방열기판을 제조한다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 방열기판의 제조공정을 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 상세히 설명한다.

도 3a 내지 3f는 본 발명의 실시예에 따른 방열기판의 제조공정순서를 나타 내고 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 방열판(10)과 회로패턴층(22a)을 전기적으로 절연시키는 절연층(21)을 마련한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 절연층(21)을 마련한 후 절연층(21) 상에 도전층(22)을 형성한다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 절연층(21) 상에 도전층(22)을 형성한 후 발열소자가 와이어 등에 의해 전기적으로 연결되는 회로패턴층(22a)을 형성한다.

도 3d에 도시된 바와 같이, 회로패턴층(22a)를 형성한 후 발열소자(30)가 장칙되는 영역에 대응하는 위치에 방열판(10)이 삽입되어 발열소자(30)가 접촉하도록 절연층(12)을 관통하는 복수의 관통홀(23)을 형성한다. 이때, 복수의 관통홀(23)의 형성은 드릴링 작업을 통하거나, 노광, 현상, 에칭 등의 공정을 통해 형성된다.

도 3e에 도시된 바와 같이, 기판(20)에 복수의 관통홀(23)을 형성한 후 이 복수의 관통홀에 방열판(10)에 형성된 복수의 돌기(12)를 삽입시킨다. 이때, 방열판(10)에 형성된 복수의 돌기(12)는 에칭 등의 방법에 의해 형성된다.

도 3f는 기판(20)의 복수의 관통홀(23)에 방열판(10)의 복수의 돌기(12)가 삽입된 것을 나타낸다.

기판(20)의 복수의 관통홀(23)에 방열판(10)의 복수의 돌기(12)가 삽입되어 발열소자(30)와 접촉하기 때문에 발열소자(30)에 의해 발생된 열이 복수의 돌기(12)를 직접 전달되어 방열판(10)의 측면이나 후면으로 방출된다. 이로 인해, 발열소자(30)의 열을 보다 신속히 방출할 수 있어 열 방출성능을 향상시킨다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열기판의 개략적인 단면을 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열기판에서 기판(20)은 절연층(21)과 회로패턴층(22a) 외에 절연층(21) 하부에 마련되는 방열부재(24)를 구비할 수 있다.

이러한 경우, 기판(20)에 형성된 복수의 관통홀(23)은 절연층(21) 및 방열부재(24)를 관통하여 형성되고, 방열판(10)의 복수의 돌기(12)는 이 복수의 관통홀(23)에 삽입되어 발열소자(30)와 접촉하도록 설치된다.

따라서, 발열소자(30)에 의해 발생된 열은 기판(20) 상의 방열부재와 방열판(10)에 의해 열이 방출되므로 보다 신속히 많은 양의 열을 방출시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열기판의 개략적인 단면을 나타낸다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열기판에서 방열판(10)에 형성된 돌기(12)가 복수개가 아니고, 1개가 형성될 수 있다.

이러한 경우, 돌기의 직경은 발열소자(30)의 직경보다 큰 것도 가능하지만 작은 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열기판의 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방열기판의 제조방법에 대한 제어흐름도이다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 방열기판의 제조공정순서를 보인 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열기판의 개략적인 단면도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열기판의 개략적인 단면도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 방열판 11 : 방열판 본체

12 : 돌기 20 : 기판

21 : 절연층 22 : 도전층

22a: 회로패턴층 23 : 관통홀

30 : 발열소자

Claims

발열소자가 장착되며 복수의 관통홀이 형성된 기판;

상기 발열소자의 열을 방출하도록 상기 복수의 관통홀에 삽입되어 상기 발열소자에 접촉하는 복수의 돌기가 형성된 방열판;을 포함하는 방열 기판.
제1항에 있어서,

상기 복수의 돌기는 상기 방열판에 일체로 형성되고,

상기 복수의 돌기의 높이는 상기 복수의 관통홀의 높이와 동일한 것을 포함하는 방열 기판.
제2항에 있어서,

상기 기판은 절연층과, 상기 절연층 상에 마련된 회로패턴층과, 상기 발열소자가 장착되는 위치의 절연층을 관통하여 형성된 복수의 관통홀을 포함하는 방열 기판.
제2항에 있어서,

상기 기판은 방열부재와, 상기 방열부재 상에 마련된 절연층과, 상기 절연층 상에 마련된 회로패턴층과, 상기 발열소자가 장착되는 위치의 절연층 및 방열부재를 관통하여 형성된 복수의 관통홀을 포함하는 방열 기판.
발열소자가 장착되면, 절연층과, 상기 절연층 상에 마련된 회로패턴층과, 상기 발열소자가 장착되는 위치의 절연층을 관통하여 형성된 관통홀을 가진 기판;

상기 발열소자의 열을 방출하도록 상기 관통홀에 삽입되어 상기 발열소자에 접촉하는 돌기가 형성된 방열판;을 포함하고,

상기 돌기는 상기 방열판에 일체로 형성되고,

상기 돌기의 높이는 상기 관통홀의 높이와 동일한 것을 포함하는 방열 기판.
절연층과 회로패턴층을 구비한 기판에서 발열소자가 장착되는 위치의 절연층을 관통하는 관통홀을 형성하고;

상기 발열소자의 열을 방출시키는 방열판에 상기 관통홀의 높이와 동일한 높이로 돌기를 형성하고;

상기 발열소자의 열이 상기 돌기를 통해 방출되도록 상기 돌기를 상기 관통홀에 삽입시켜 상기 돌기를 상기 발열소자에 접촉시키는; 것을 포함하는 방열 기판의 제조방법.