KR20110075402A - Circuit board - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A circuit board is provided to rapidly discharge heat from an electronic device by attaching a grapheme to a base substrate. CONSTITUTION: In a circuit board, a circuit pattern(120) is formed in a base substrate(110). The electronic component(130) is electrically connected to the circuit pattern. A first graphene is arranged in at least one side the base substrate. A protective layer(140) comprises a first solder resist layer, a second grapheme, and a second solder resist layer The first solder resist layer covers the circuit pattern. The second graphene is arranged in the first solder resist layer. The second solder resist layer covers the second graphene.

Description

회로 기판{Circuit board}Circuit board {Circuit board}

본 발명은 회로 기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그래핀이 배치된 회로 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit board, and more particularly to a circuit board on which graphene is disposed.

산업이 발전함에 따라, 각 산업 영역에서 회로 기판의 사용이 증가하고 있다. 특히, 최근에는 경성의 회로 기판 뿐만 아니라, 연성의 회로 기판의 수요가 급증하고 있다.As the industry develops, the use of circuit boards in each industry area is increasing. In particular, in recent years, the demand for not only rigid circuit boards but also flexible circuit boards has increased rapidly.

특히, 전사 소자가 실장된 COF(chip on film), FPCB(flexible printed circuit board) 등의 연성 회로 기판의 사용이 증대되고 있다. In particular, the use of flexible circuit boards such as a chip on film (COF) and a flexible printed circuit board (FPCB) on which a transfer element is mounted is increasing.

한편, 최근 들어, 탄소로 구성되는 풀러렌(fullerenes), 탄소 나노 튜브(carbon nanotubes), 그래핀(graphene), 흑연(graphite) 등의 탄소 물질에 관한 관심이 증가하고 있다. Meanwhile, in recent years, interest in carbon materials such as fullerenes, carbon nanotubes, graphene, and graphite composed of carbon has increased.

그 중 그래핀은 대면적으로 형성할 수 있으며, 전기적, 기계적, 화학적인 안정성을 가지고 있을 뿐만 아니라 뛰어난 도전성의 성질을 가지고 있으므로, 전자 회로의 기초 소재로 관심을 받고 있다. Among them, graphene can be formed in a large area, has electrical, mechanical, and chemical stability, as well as excellent conductive properties, and thus has attracted attention as a basic material of electronic circuits.

대면적 그래핀의 제조 기술은 최근에 비약적으로 발전을 했는데, 네이 쳐(nature)지에 2009년 1월 14일에 공개된 "Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes"의 논문(nature07719)에는 열 화학 기상 증착법(T-CVD: Thermal chemical vapour deposition)을 이용한 그래핀의 제조 공정이 개시되어 있다. The manufacturing technology of large-area graphene has recently made great leaps forward, and is published in Nature magazine on January 14, 2009, in the article "Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes" (nature07719). Discloses a process for producing graphene using thermal chemical vapor deposition (T-CVD).

화학 기상 증착법을 이용한 종래의 그래핀 필름의 제조공정은 다음과 같다.The manufacturing process of the conventional graphene film using the chemical vapor deposition method is as follows.

우선, 산화 실리콘(SiO2)층을 가지는 실리콘 웨이퍼를 준비한다. 이어, Ni, Cu, Al, Fe 등의 금속 촉매를, 스퍼터링(sputtering) 장치, 전자빔 증발 장치(e-beam evaporator)등을 이용하여, 준비된 산화 실리콘(SiO2)층에 증착시켜, 금속 촉매층을 형성한다. First, a silicon wafer having a silicon oxide (SiO 2 ) layer is prepared. Subsequently, a metal catalyst such as Ni, Cu, Al, Fe, or the like is deposited on the prepared silicon oxide (SiO 2 ) layer by using a sputtering apparatus, an e-beam evaporator, or the like to form a metal catalyst layer. Form.

다음으로, 금속 촉매층이 형성된 실리콘 웨이퍼와 탄소를 포함하는 가스(CH4, C2H2, C2H4, CO 등)를 열 화학 기상 증착 및 유도 결합 화학 기상 증착법(ICP-CVD, Inductive Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition)을 위한 반응기에 넣고 가열함으로써, 금속 촉매층에 탄소가 흡수되도록 한다. 이어, 급속히 냉각을 수행하여 금속 촉매층으로부터 탄소를 분리시켜 결정화시키는 방법으로, 그래핀을 성장시킨다.Next, a silicon wafer on which the metal catalyst layer is formed and a gas containing carbon (CH 4 , C 2 H 2 , C 2 H 4 , CO, etc.) are subjected to thermal chemical vapor deposition and inductively coupled chemical vapor deposition (ICP-CVD, Inductive Coupled). Into the reactor for the Plasma Chemical Vapor Deposition), the carbon is absorbed by the metal catalyst layer. Then, graphene is grown by rapidly cooling to separate carbon from the metal catalyst layer to crystallize it.

이후, 성장한 그래핀은 사용을 위해 분리하고 전사하는 작업을 거치게 되는데, 이를 위해 통상 분리 시에는 에칭 등의 방법이 사용되어 왔다. After that, the grown graphene is subjected to a separation and transfer operation for use. For this purpose, a method such as etching has been generally used during separation.

본 발명은, 그래핀이 배치된 회로 기판을 제공하는 것을 주된 과제로 한다. This invention makes it a main subject to provide the circuit board in which graphene is arrange | positioned.

본 발명은, 베이스 기판;과, 상기 베이스 기판에 형성된 회로 패턴;과, 상기 회로 패턴에 전기적으로 연결되는 전자 소자;와, 상기 베이스 기판의 적어도 일면에 설치되는 제1 그래핀;을 포함하는 회로 기판을 개시한다.The present invention includes a base substrate; a circuit pattern formed on the base substrate; an electronic device electrically connected to the circuit pattern; and a first graphene disposed on at least one surface of the base substrate. Start the substrate.

여기서, 상기 베이스 기판은 폴리 이미드 필름일 수 있다.Here, the base substrate may be a polyimide film.

여기서, 상기 회로 패턴을 덮도록 보호층이 형성될 수 있다.Here, a protective layer may be formed to cover the circuit pattern.

여기서, 상기 보호층은 솔더 레지스트를 포함할 수 있다.Here, the protective layer may include a solder resist.

여기서, 상기 보호층은, 상기 회로 패턴을 덮도록 배치되는 제1 솔더 레지스트층과, 상기 제1 솔더 레지스트층에 배치되는 제2 그래핀과, 상기 제2 그래핀을 덮도록 배치되는 제2 솔더 레지스트층을 포함할 수 있다.The protective layer may include a first solder resist layer disposed to cover the circuit pattern, a second graphene disposed on the first solder resist layer, and a second solder disposed to cover the second graphene. It may include a resist layer.

여기서, 상기 전자 소자는 집적회로칩, 드라이브 IC, 발광 다이오드 소자, 저항 소자, 트랜지스터 소자, 레귤레이터 소자, 다이오드 소자 및 스위치 소자 중 적어도 어느 하나일 수 있다.Here, the electronic device may be at least one of an integrated circuit chip, a drive IC, a light emitting diode device, a resistor, a transistor, a regulator, a diode, and a switch.

여기서, 상기 제1 그래핀은 접착제에 의해 상기 베이스 기판에 부착될 수 있다.Here, the first graphene may be attached to the base substrate by an adhesive.

여기서, 상기 베이스 기판의 부분 중 상기 제1 그래핀이 부착되는 부분에는 요철이 형성되고, 상기 요철과 상기 제1 그래핀 사이에 상기 접착제가 배치될 수 있다.Herein, unevenness may be formed in a portion of the base substrate to which the first graphene is attached, and the adhesive may be disposed between the unevenness and the first graphene.

여기서, 상기 제1 그래핀은 반데르발스의 힘에 의해 상기 베이스 기판에 부착될 수 있다.Here, the first graphene may be attached to the base substrate by the force of van der Waals.

여기서, 상기 제1 그래핀은 상기 전자 소자와 대응되는 위치에 설치될 수 있다.The first graphene may be installed at a position corresponding to the electronic device.

본 발명에 따르면, 그래핀을 회로 기판에 배치함으로써, 회로 기판의 전자 소자에서 발생하는 열의 집중을 방지하고, 발생된 열을 신속하게 방열할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by arranging the graphene on the circuit board, it is possible to prevent the concentration of heat generated in the electronic device of the circuit board and to quickly dissipate the generated heat.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a circuit board according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 관한 회로 기판(100)은 경성 회로 기판 또는 연성 회로 기판으로서, 베이스 기판(110), 회로 패턴(120), 전자 소자(130), 보호층(140), 제1 그래핀(150)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the circuit board 100 according to the present embodiment is a rigid circuit board or a flexible circuit board, which includes a base substrate 110, a circuit pattern 120, an electronic element 130, and a protective layer 140. ), Including the first graphene 150.

베이스 기판(110)은 고분자 소재를 포함하여 구성되며, 본 실시예에서는 폴리 이미드(PI, polyimide) 필름이 사용된다. The base substrate 110 includes a polymer material, and in this embodiment, a polyimide (PI) film is used.

본 실시예의 베이스 기판(110)으로 폴리 이미드 필름이 사용되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 발명에 따른 베이스 기판(110)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate: CAP)의 소재로 이루어질 수 있다. Polyimide film is used as the base substrate 110 of the present embodiment, but the present invention is not limited thereto. For example, the base substrate 110 according to the present invention is a polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR, polyacrylate), polyether imide (PEI, polyetherimide), polyethylene naphthalate (PEN, polyethyelenen napthalate ), Polyethylene terephthalate (PET, polyethyeleneterepthalate), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polycarbonate (PC), cellulose tri acetate (TAC), cellulose acetate propionate propinonate: CAP) material.

회로 패턴(120)은 베이스 기판(110)의 제1면(111)에 형성된다.The circuit pattern 120 is formed on the first surface 111 of the base substrate 110.

회로 패턴(120)은 구리(Cu)의 소재를 이용하여 형성되는데, 일단 구리(Cu) 소재로 패턴을 형성한 뒤, 주석(Sn)을 도금하여 회로 패턴(120)을 형성한다.The circuit pattern 120 is formed using a material of copper (Cu). Once the pattern is formed of copper (Cu) material, the circuit pattern 120 is formed by plating tin (Sn).

전자 소자(130)는 집적회로칩(IC chip, integrated circuit chip), 드라이브 IC(drive integrated circuit), 발광 다이오드 소자, 저항 소자, 트랜지스터 소자, 레귤레이터 소자, 다이오드 소자, 스위치 소자가 사용될 수 있으며, 회로 기판에 실장될 수 있으면 그 외의 소자도 사용될 수 있음은 당연하다. The electronic device 130 may include an integrated circuit chip (IC chip), a drive integrated circuit (IC), a light emitting diode device, a resistor device, a transistor device, a regulator device, a diode device, and a switch device. Naturally, other elements can be used if it can be mounted on a substrate.

전자 소자(130)는 연성 회로 기판(100)에 실장된다. 이를 위해 범프(bump)(131)를 이용하여 회로 패턴(120)과 전자 소자(130)를 전기적으로 연결하고, 전자 소자(130)의 주변에는 에폭시와 같은 레진(resin) 소재의 필러(132)를 채워서 전자 소자(130)를 고정시킨다. The electronic device 130 is mounted on the flexible circuit board 100. To this end, the circuit pattern 120 and the electronic device 130 are electrically connected by using a bump 131, and the filler 132 made of a resin material such as epoxy is formed around the electronic device 130. To fill the electronic device 130.

보호층(140)은 회로 패턴(120)을 덮도록 형성되는데, 보호층(140)은 회로 패턴(120)을 보호하며 외부와 전기적인 절연이 이루어지도록 하는 기능을 수행한다.The protective layer 140 is formed to cover the circuit pattern 120. The protective layer 140 protects the circuit pattern 120 and serves to electrically insulate from the outside.

보호층(140)은 솔더 레지스트(solder resist) 소재로 이루어지며, 스크린 프린팅(screen printing) 방법으로 형성되는데, 전자 소자(130)가 실장되는 부분을 제외하고 형성된다. The protective layer 140 is made of a solder resist material and is formed by a screen printing method, except that the electronic device 130 is mounted.

한편, 제1 그래핀(150)은 베이스 기판(110)의 제2면(112)에 설치된다. Meanwhile, the first graphene 150 is installed on the second surface 112 of the base substrate 110.

제1 그래핀(150)은 베이스 기판(110)의 제2면(112)의 부분 중 전자 소자(130)에 대응하는 부분에 설치됨으로써, 전자 소자(130)에서 발생하는 열을 효과적으로 전달받게 된다. 즉, 베이스 기판(110)에 수직하고 전자 소자(130)을 관통하는 가상선들 중 적어도 하나가 제1 그래핀(150)을 통과하도록 설치한다. The first graphene 150 is installed on a portion of the second surface 112 of the base substrate 110 corresponding to the electronic element 130, thereby effectively receiving heat generated from the electronic element 130. . That is, at least one of the virtual lines perpendicular to the base substrate 110 and penetrating the electronic device 130 passes through the first graphene 150.

제1 그래핀(150)은 전술한 「배경기술」란에서 설명한 화학 기상 증착법을 이용하여 제조할 수 있는데, 그래핀 소재의 두께는 수 나노 미터(nm)로서 매우 얇고 전기 및 열 전도성의 성질이 매우 강하다는 특징이 있다. 즉, 일반적인 구리(Cu) 소재의 열 전도도(thermal conductivity)는 약 356 W/mK인데 비하여, 그래핀 소재의 열 전도도는 4,300∼5,300 W/mK 정도가 되므로, 매우 뛰어난 열 전도성의 성질을 가지고 있다. The first graphene 150 may be manufactured using the chemical vapor deposition method described in the Background Art. The graphene material has a thickness of several nanometers (nm), which is very thin and has electrical and thermal conductivity. It is very strong. That is, the thermal conductivity of general copper (Cu) material is about 356 W / mK, whereas the thermal conductivity of graphene material is about 4,300 ~ 5,300 W / mK, it has very excellent thermal conductivity properties .

본 실시예의 제1 그래핀(150)은 사각형의 판 형상으로 형성된다. The first graphene 150 of the present embodiment is formed in a rectangular plate shape.

본 실시예의 제1 그래핀(150)은 사각형의 판 형상으로 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제1 그래핀은 소정의 패턴 형상을 가지도록 형성될 수 있다. The first graphene 150 of the present embodiment is formed in a rectangular plate shape, but the present invention is not limited thereto. That is, the first graphene according to the present invention may be formed to have a predetermined pattern shape.

예를 들면, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 그래핀(150)은 사각형의 판 형상, 십자 형상, 체크 무늬 형상 등의 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 도 3 내지 도 7에서 점선으로 표시된 부분은 전자 소자(130)가 베이스 기판(110)의 제1면(110)에 실장된 부분을 나타낸다. 형성되는 제1 그래핀(150)의 패턴 형상에는 제한이 없으나, 각 패턴 형상에 따라 각각의 열 방출 효과가 상이하기 때문에 설계자는 필요에 따라서 제1 그래핀(150)의 패턴 형상을 설계할 수 있다. For example, as illustrated in FIGS. 3 to 7, the first graphene 150 may be formed in various shapes such as a rectangular plate shape, a cross shape, and a checkered shape. 3 to 7 represent portions in which the electronic device 130 is mounted on the first surface 110 of the base substrate 110. There is no restriction on the pattern shape of the first graphene 150 to be formed, but since the heat dissipation effect is different according to each pattern shape, the designer can design the pattern shape of the first graphene 150 as needed. have.

제1 그래핀(150)의 설치 방법은 접착제(151)를 이용하는데, 작업자는 접착제(151)를 이용하여 제1 그래핀(150)을 베이스 기판(110)에 부착시킨다.The installation method of the first graphene 150 uses an adhesive 151. The operator attaches the first graphene 150 to the base substrate 110 using the adhesive 151.

사용되는 접착제(151)는 제1 그래핀(150)을 베이스 기판(110)에 부착할 수 있으면 되고, 그 소재의 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 접착제(151)는 일반적인 용제 증발형 접착제, 열 경화성 접착제 등이 사용될 수 있다. The adhesive 151 to be used only needs to be able to attach the first graphene 150 to the base substrate 110, and there is no particular limitation on the material. For example, the adhesive 151 may be a general solvent evaporative adhesive, a heat curable adhesive, or the like.

본 실시예에 따르면, 제1 그래핀(150)은 접착제(151)를 이용하여 베이스 기판(110)에 부착하나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1 그래핀(150)은 베이스 기판(110)에 반데르발스의 힘으로 부착될 수도 있고, 양면 접착 테이프 등을 이용하여 제1 그래핀(150)을 베이스 기판(110)에 부착시킬 수도 있다.According to the present embodiment, the first graphene 150 is attached to the base substrate 110 using the adhesive 151, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, the first graphene 150 may be attached to the base substrate 110 with a van der Waals force, and the first graphene 150 may be attached to the base substrate 110 using a double-sided adhesive tape or the like. 110).

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(110)의 제2면(112) 중 제1 그래핀(150)이 부착되는 부분에는 미세한 요철(112')이 형성된다. 즉, 사용자는 플라즈마 표면 처리법 등을 이용하여, 베이스 기판(110)의 표면을 처리함으로써 요철(112')을 형성하는데, 형성된 요철(112')에 의해 표면적이 증대되므로 접착성이 증대되고 열 전도율이 높아지게 된다. Meanwhile, as shown in FIG. 2, minute unevenness 112 ′ is formed in a portion to which the first graphene 150 is attached among the second surfaces 112 of the base substrate 110. That is, the user forms the unevenness 112 'by treating the surface of the base substrate 110 by using a plasma surface treatment method. The surface area is increased by the formed unevenness 112', so that the adhesiveness is increased and the thermal conductivity is increased. Will be higher.

본 실시예에 따르면, 베이스 기판(110)의 제2면(112) 중 제1 그래핀(150)이 부착되는 부분에는 미세한 요철(112')이 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 베이스 기판(110)의 제2면(112) 중 제1 그래핀(150)이 부착되는 부분에 미세한 요철(112')이 형성되지 않을 수도 있다.According to the present exemplary embodiment, minute unevenness 112 ′ is formed in a portion of the second surface 112 of the base substrate 110 to which the first graphene 150 is attached, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, minute unevenness 112 ′ may not be formed in a portion of the second surface 112 of the base substrate 110 to which the first graphene 150 is attached.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 실시예에 따른 회로 기판(100)의 열 전달 작용 및 방열 작용에 대하여 설명한다. Hereinafter, the heat transfer action and the heat release action of the circuit board 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 열 전달 작용 및 방열 작용을 도시한 개략적인 도면이다. 도 8 및 도 9에서의 화살표는 열의 이동 방향을 나타낸다.8 and 9 are schematic diagrams showing a heat transfer action and a heat radiation action of a circuit board according to an embodiment of the present invention. Arrows in FIGS. 8 and 9 indicate the movement direction of the columns.

일단, 회로 기판(100)이 최종 완제품에 적용되고, 그 완제품 내에 존재하는 프레임, 섀시 등 기타의 열전도부재에 제1 그래핀(150)이 접촉하지 않은 경우를 먼저 살펴본다. First, the case where the circuit board 100 is applied to the final finished product and the first graphene 150 is not in contact with other thermally conductive members such as a frame, a chassis, etc. existing in the finished product will be described first.

완제품이 구동되어 전자 소자(130)에 전원이 인가되면 회로 패턴(120) 및 전자 소자(130)로부터 열이 발생되게 된다. When the finished product is driven and power is applied to the electronic device 130, heat is generated from the circuit pattern 120 and the electronic device 130.

특히, 전자 소자(130)에서는 다량의 열이 발생되는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 전자 소자(130)에서 발생된 열은 베이스 기판(110)을 경유하여 제1 그래핀(150)에 전달하게 된다. In particular, a large amount of heat is generated in the electronic device 130. As shown in FIG. 8, heat generated in the electronic device 130 is transferred to the first graphene 150 via the base substrate 110. Done.

제1 그래핀(150)은 열 전도도가 뛰어나므로 열은 빠르게 제1 그래핀(150)의 면적에 고루 퍼지게 된다. 제1 그래핀(150)으로 전달된 열은, 대류 작용에 의해 대면적의 제1 그래핀(150)에 접촉하는 공기로 효과적으로 전달됨으로써, 방열 작용을 수행하게 된다. Since the first graphene 150 has excellent thermal conductivity, heat is rapidly spread evenly over the area of the first graphene 150. The heat transferred to the first graphene 150 is effectively transferred to the air contacting the first graphene 150 of the large area by the convection action, thereby performing a heat radiation action.

본 실시예에 따르면, 제1 그래핀(150)의 하면에는 대류 열전달 작용을 돕는 방열판이나 히트 싱크(Heat sink) 등의 방열 부재가 설치되지 않았으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1 그래핀(150)의 하면에 방열 부재를 추가로 설치하여 대류 열 전달 작용을 돕도록 할 수 있다. According to the present exemplary embodiment, a heat dissipation member such as a heat sink or a heat sink, which assists convective heat transfer, is not provided on the bottom surface of the first graphene 150, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, a heat dissipation member may be additionally installed on the bottom surface of the first graphene 150 to assist convective heat transfer.

다음은, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 그래핀(150)이 전기(전자) 제품 내의 프레임이나 섀시 등의 열전도 부재(HT)에 접촉하는 경우를 살펴본다.Next, as shown in FIG. 9, a case in which the first graphene 150 contacts the thermal conductive member HT such as a frame or a chassis in an electrical (electronic) product will be described.

전술한 바와 같이, 완제품이 구동되어 전자 소자(130)에 전원이 인가되면 회로 패턴(120) 및 전자 소자(130)으로부터 열이 발생되게 되고, 전자 소자(130)에 발생되는 열은 베이스 기판(110)을 통과하여 제1 그래핀(150)에 전달하게 된다. As described above, when the finished product is driven and power is applied to the electronic device 130, heat is generated from the circuit pattern 120 and the electronic device 130, and the heat generated in the electronic device 130 is generated by the base substrate ( Passing through the 110 to the first graphene 150.

제1 그래핀(150)은 열 전도도가 뛰어나므로 열은 빠르게 제1 그래핀(150)의 면적에 고루 퍼지게 된다. 제1 그래핀(150)으로 전달된 열은, 열 전도 작용에 의해 신속하게 열전도 부재(HF)로 전달됨으로써, 전자 소자(130)의 방열 작용을 효과적으로 수행할 수 있게 된다. Since the first graphene 150 has excellent thermal conductivity, heat is rapidly spread evenly over the area of the first graphene 150. The heat transferred to the first graphene 150 may be quickly transferred to the heat conducting member HF by the heat conduction action, thereby effectively performing the heat dissipation action of the electronic device 130.

이상과 같이, 본 실시예의 회로 기판(100)은 제1 그래핀(150)을 베이스 기판(110)에 배치하는 구성을 가짐으로써, 전자 소자(130)에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 있는 장점이 있다.As described above, the circuit board 100 of the present exemplary embodiment has a configuration in which the first graphene 150 is disposed on the base substrate 110, thereby effectively dissipating heat generated from the electronic device 130. There is this.

이하, 도 10을 참조하여, 본 실시예의 일 변형예에 관한 회로 기판(200)에 관하여 설명하되, 본 발명의 실시예와 상이한 사항을 중심으로 하여 설명한다. Hereinafter, a circuit board 200 according to a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. 10, but the description will be mainly focused on matters different from the embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 회로 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.10 is a schematic cross-sectional view showing a circuit board according to a modification of the embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 일 변형예에 관한 회로 기판(200)은 베이스 기판(210), 회로 패턴(220), 전자 소자(230), 보호층(240), 제1 그래핀(250)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 10, the circuit board 200 according to the modified example of the present embodiment includes a base substrate 210, a circuit pattern 220, an electronic device 230, a protective layer 240, and first graphene. 250.

본 실시예의 일 변형예에 관한 베이스 기판(210), 회로 패턴(220), 전자 소자(230), 범프(231), 필러(232), 제1 그래핀(250), 접착제(251)에 관한 사항은, 전술한 베이스 기판(110), 회로 패턴(120), 전자 소자(130), 범프(131), 필러(132), 제1 그래핀(150), 접착제(151)에 관하여 설명한 사항과 동일하므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.Regarding the base substrate 210, the circuit pattern 220, the electronic device 230, the bump 231, the filler 232, the first graphene 250, and the adhesive 251 according to one modification of the present embodiment Matters described with respect to the base substrate 110, the circuit pattern 120, the electronic element 130, the bump 131, the filler 132, the first graphene 150, the adhesive 151 described above. Since it is the same, detailed description is omitted here.

본 실시예의 일 변형예에 관한 보호층(240)은 복수개의 층으로 이루어진다는 점에서 단일의 층으로 이루어진 본 실시예의 보호층(140)과는 상이한 구조를 가진다. The protective layer 240 according to the modification of the present embodiment has a structure different from the protective layer 140 of the present embodiment, which is formed of a single layer in that the protective layer 240 is composed of a plurality of layers.

즉, 보호층(240)은, 제1 솔더 레지스트층(241), 제2 그래핀(242), 제2 솔더 레지스트층(243)을 포함하여 구성된다.That is, the protective layer 240 includes the first solder resist layer 241, the second graphene 242, and the second solder resist layer 243.

제1 솔더 레지스트층(241)은 솔더 레지스트(solder resist) 소재로 형성되며, 스크린 프린팅 방법으로 회로 패턴(220)을 직접 덮도록 형성되는데, 전자 소자(230)이 실장되는 부분을 제외하고 형성된다.The first solder resist layer 241 is formed of a solder resist material, and is formed to directly cover the circuit pattern 220 by a screen printing method, except that the electronic device 230 is mounted. .

제2 그래핀(242)은 제1 솔더 레지스트층(241)의 상면에 부착되어 형성된다. 여기서, 제2 그래핀(242)의 소재는 전술한 제1 그래핀(150)(250)의 소재와 동일하다. 즉, 제2 그래핀(242)은 전술한 「배경기술」란에서 설명한 화학 기상 증착법을 이용하여 제조할 수 있는데, 그래핀 소재의 두께는 수 나노 미터(nm)로서 매우 얇 게 형성된다. The second graphene 242 is attached to the top surface of the first solder resist layer 241. Here, the material of the second graphene 242 is the same as the material of the first graphene 150 and 250 described above. That is, the second graphene 242 may be manufactured by using the chemical vapor deposition method described in the "Background Art" column described above, and the thickness of the graphene material is very thin as several nanometers (nm).

제2 그래핀(242)은 사각형의 판 형상으로 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제2 그래핀은 소정의 패턴 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 그래핀(242)은 십자 형상, 체크 무늬 형상 등의 형상으로 형성될 수도 있다. 형성되는 패턴 형상에 제한은 없으나, 각 패턴 형상에 따라 각각의 열 방출 효과가 상이하기 때문에 설계자는 필요에 따라서 제2 그래핀(242)의 패턴 형상을 설계할 수 있다. The second graphene 242 is formed in a rectangular plate shape, but the present invention is not limited thereto. That is, the second graphene according to the present invention may be formed to have a predetermined pattern shape. For example, the second graphene 242 may be formed in a cross shape, a checkered shape, or the like. There is no limitation on the pattern shape to be formed, but since the heat dissipation effect is different according to each pattern shape, the designer may design the pattern shape of the second graphene 242 as needed.

제2 그래핀(242)은, 도포된 제1 솔더 레지스트층(241)이 경화되기 전에 부착하는 것이 바람직한데, 그 경우 별도의 접착제를 사용하지 않아도 제1 솔더 레지스트층(241)의 점성에 의하여 제1 솔더 레지스트층(241)에 부착이 용이하게 된다. The second graphene 242 is preferably attached before the applied first solder resist layer 241 is cured. In this case, the second solder pin 242 may be attached by the viscosity of the first solder resist layer 241 without using an adhesive. It is easy to adhere to the first solder resist layer 241.

제2 솔더 레지스트층(243)은 제2 그래핀(242)의 상면에 형성되는데, 스크린 프린팅 방법으로 형성하게 된다. 제2 솔더 레지스트층(243)은 제2 그래핀(242)을 보호하며, 제2 그래핀(242)과 외부 사이의 전기적인 절연을 구현한다.The second solder resist layer 243 is formed on the upper surface of the second graphene 242, and is formed by screen printing. The second solder resist layer 243 protects the second graphene 242 and implements electrical insulation between the second graphene 242 and the outside.

이상과 같이, 보호층(240)의 형상은 3중의 층상의 구조를 가지게 되는데, 그러한 구조는 전자 소자(230) 및 회로 패턴(220)에서 발생된 열의 집중을 방지하는 동시에 방열을 돕는 기능을 수행하게 된다.As described above, the shape of the protective layer 240 has a triple layered structure, which prevents the concentration of heat generated in the electronic device 230 and the circuit pattern 220 and at the same time serves to help heat dissipation. Done.

이하, 본 실시예의 일 변형예에 따른 회로 기판(200)의 열 전달 작용 및 방열 작용에 대하여 설명한다. Hereinafter, the heat transfer action and the heat radiation action of the circuit board 200 according to the modification of the present embodiment will be described.

회로 기판(200)이 적용된 전기(전자) 제품을 구동시켜, 전자 소자(230)에 전원이 인가되면 회로 패턴(220) 및 전자 소자(230)으로부터 열이 발생되게 되고, 발 생된 열은 베이스 기판(210)을 통과하여 제1 그래핀(250)에 전달하게 된다. When an electric (electronic) product to which the circuit board 200 is applied is driven and power is applied to the electronic device 230, heat is generated from the circuit pattern 220 and the electronic device 230. Passes through 210 to the first graphene 250.

제1 그래핀(250)은 열 전도도가 뛰어나므로 열은 빠르게 제1 그래핀(250)의 면적에 고루 퍼지게 된다.Since the first graphene 250 has excellent thermal conductivity, heat is rapidly spread evenly over the area of the first graphene 250.

만약 제1 그래핀(250)이 최종 완제품 내부의 프레임, 섀시 등 기타의 열전도 부재(HT)에 접촉하고 있으면, 그 접촉하고 있는 열전도 부재(HT)로 열이 신속하게 전달될 수 있으며, 만약 제1 그래핀(250)의 하면에 접촉하고 있는 열전도 부재(HT)가 없다면 제1 그래핀(250)에 직접 접촉하는 공기로 열이 효과적으로 전달됨으로써, 방열 작용이 수행되게 된다. If the first graphene 250 is in contact with the frame, chassis, or other thermally conductive member HT in the final finished product, heat may be quickly transferred to the thermally conductive member HT in contact with the first graphene 250. If there is no heat conductive member HT in contact with the lower surface of the first graphene 250, heat is effectively transferred to the air directly contacting the first graphene 250, thereby performing a heat dissipation action.

한편, 일부의 열은 베이스 기판(210)을 경유하여 전자 소자(230)의 주위에 형성된 회로 패턴(220)으로 전달되는데, 그 경우, 전달된 열은 회로 패턴(220)과 접촉하는 제1 솔더 레지스트층(241)을 경유하여 제2 그래핀(242)으로 전달되게 된다. 제2 그래핀(242)은 제1 그래핀(250)과 마찬가지로 열 전도도가 뛰어나므로, 열은 신속하게 제2 그래핀(242)의 전체 면적에 고루 퍼지게 되므로, 열의 집중화를 방지하는데 기여할 뿐만 아니라 전체적으로 방열 기능이 향상되게 된다. Meanwhile, some heat is transferred to the circuit pattern 220 formed around the electronic device 230 via the base substrate 210, in which case the transferred heat is in contact with the circuit pattern 220. The second graphene 242 is transferred to the second graphene 242 via the resist layer 241. Since the second graphene 242 has excellent thermal conductivity similarly to the first graphene 250, the heat is quickly spread evenly over the entire area of the second graphene 242, thus not only contributing to preventing heat concentration. The heat dissipation function is improved overall.

이상과 같이, 본 실시예의 일 변형예에 관한 회로 기판(200)은, 베이스 기판(210)에 배치된 제1 그래핀(250) 뿐만 아니라, 제2 그래핀(242)을 포함하는 보호층(240)을 구비함으로써, 전자 소자(230) 및 회로 패턴(220)에서 발생된 열의 집중을 방지하고 방열 기능을 더욱 향상시킬 수 있다. As described above, the circuit board 200 according to the modification of the present embodiment includes a protective layer including not only the first graphene 250 disposed on the base substrate 210 but also the second graphene 242. By providing the 240, the concentration of heat generated in the electronic device 230 and the circuit pattern 220 may be prevented and the heat dissipation function may be further improved.

이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 외의 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 회로 기판(200)의 방열 구성, 작용 및 효과는, 상기 본 발명의 실시예에 따른 회로 기판(100)의 방열 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.The heat dissipation structure, action, and effect of the circuit board 200 according to the modification of the embodiment of the present invention other than the above-described configuration, action, and effect is the heat dissipation structure of the circuit board 100 according to the embodiment of the present invention. , The same as the operation and effect, it will be omitted in the description.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing the appearance of a circuit board according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 1.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 하측에서 상측 방향으로 본 제1 그래핀의 배치 형상을 도시한 개략적인 도면이다.3 to 7 are schematic views showing the arrangement of the first graphene viewed from the lower side to the upper direction of the circuit board according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 기판의 열 전달 작용 및 방열 작용을 도시한 개략적인 도면이다.8 and 9 are schematic diagrams showing a heat transfer action and a heat radiation action of a circuit board according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관한 회로 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.10 is a schematic cross-sectional view showing a circuit board according to a modification of the embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100, 200: 회로 기판 110, 210: 베이스 기판 100, 200: circuit board 110, 210: base board

120, 220: 회로 패턴 130, 230: 전자 소자120, 220: circuit pattern 130, 230: electronic device

140, 240: 보호층 150, 250: 제1 그래핀140 and 240: protective layers 150 and 250: first graphene

241: 제1 솔더 레지스트층 242: 제2 그래핀241: first solder resist layer 242: second graphene

243: 제2 솔더 레지스트층 243: second solder resist layer

Claims (10)

베이스 기판;A base substrate; 상기 베이스 기판에 형성된 회로 패턴;A circuit pattern formed on the base substrate; 상기 회로 패턴에 전기적으로 연결되는 전자 소자; 및An electronic device electrically connected to the circuit pattern; And 상기 베이스 기판의 적어도 일면에 설치되는 제1 그래핀;을 포함하는 회로 기판.And first graphene disposed on at least one surface of the base substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 베이스 기판은 폴리 이미드 필름인 회로 기판.The base substrate is a polyimide film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 회로 패턴을 덮도록 보호층이 형성되는 회로 기판.A circuit board is formed to cover the circuit pattern. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 보호층은 솔더 레지스트를 포함하는 회로 기판.The protective layer includes a solder resist. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 보호층은, 상기 회로 패턴을 덮도록 배치되는 제1 솔더 레지스트층과, 상기 제1 솔더 레지스트층에 배치되는 제2 그래핀과, 상기 제2 그래핀을 덮도록 배 치되는 제2 솔더 레지스트층을 포함하는 회로 기판.The protective layer may include a first solder resist layer disposed to cover the circuit pattern, a second graphene disposed on the first solder resist layer, and a second solder resist disposed to cover the second graphene. A circuit board comprising a layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 소자는 집적회로칩, 드라이브 IC, 발광 다이오드 소자, 저항 소자, 트랜지스터 소자, 레귤레이터 소자, 다이오드 소자 및 스위치 소자 중 적어도 어느 하나인 회로 기판.The electronic device is at least one of an integrated circuit chip, a drive IC, a light emitting diode device, a resistor, a transistor device, a regulator device, a diode device and a switch device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 그래핀은 접착제에 의해 상기 베이스 기판에 부착되는 회로 기판.The first graphene is a circuit board attached to the base substrate by an adhesive. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 베이스 기판의 부분 중 상기 제1 그래핀이 부착되는 부분에는 요철이 형성되고, 상기 요철과 상기 제1 그래핀 사이에 상기 접착제가 배치되는 회로 기판.Unevenness is formed in a portion of the base substrate to which the first graphene is attached, and the adhesive is disposed between the unevenness and the first graphene. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 그래핀은 반데르발스의 힘에 의해 상기 베이스 기판에 부착되는 회로 기판.The first graphene is a circuit board attached to the base substrate by the force of van der Waals. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 그래핀은 상기 전자 소자와 대응되는 위치에 설치되는 회로 기판.The first graphene is a circuit board installed at a position corresponding to the electronic element.
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