KR20120009727A - 방열회로기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발열 소자를 실장하는 방열회로기판에 있어서, 상기 방열회로기판은 상기 발열 소자를 부착하는 솔더가 형성되는 금속 돌기를 포함하는 금속 플레이트, 상기 금속 돌기 위에 형성되어 있는 접착층, 상기 금속 돌기를 노출하며 상기 금속 플레이트 위에 형성되어 있는 절연층, 그리고 상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴을 포함한다. 따라서 실장 패드 하부에 방열 돌기를 포함하는 금속 플레이트를 사용함으로써 발열 소자로부터 방출되는 열을 금속 플레이트에 직접 전달하여 열방출 효율이 높아진다. 또한, 방열 돌기의 표면에 구리를 포함하는 합금으로 도금함으로써 솔더와의 접착성을 향상시킬 수 있어 불량을 줄일 수 있다.

Description

방열회로기판 및 그의 제조 방법{The radiant heat circuit board and the method for manufacturing the same}
본 발명은 방열회로기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
회로 기판은 전기 절연성 기판에 회로 패턴을 포함하는 것으로서, 전자 부품 등을 탑재하기 위한 기판이다.
이러한 전자 부품은 발열 소자, 예를 들어 발광 다이오드(LED:light emitting diode) 등일 수 있는데 상기 발열 소자는 심각한 열을 방출한다. 발열 소자로부터의 방출 열은 회로 기판의 온도를 상승시켜 발열 소자의 오동작 및 신뢰성에 문제를 야기한다.
방출 열로 인한 문제를 해결하기 위하여 도 1과 같이 방열회로기판이 제안되었다.
도 1은 종래의 회로 기판의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 종래의 방열회로기판(1)은 금속 플레이트(2), 절연층(3), 회로패턴(4) 및 발열 소자 실장부(5)로 구성된다.
상기와 같은 종래의 방열회로기판(1)은 탑재된 발열 소자로부터 방출되는 열이 상기 절연층(3)의 간섭으로 인하여 방열 목적으로 사용된 금속 플레이트(2)에 전달되지 못하게 된다.
실시예는 새로운 구조를 가지는 방열회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.
실시예는 열 효율이 향상된 방열회로기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.
실시예는 발열 소자를 실장하는 방열회로기판에 있어서, 상기 방열회로기판은 상기 발열 소자를 부착하는 솔더가 형성되는 금속 돌기를 포함하는 금속 플레이트, 상기 금속 돌기 위에 형성되어 있는 접착층, 상기 금속 돌기를 노출하며 상기 금속 플레이트 위에 형성되어 있는 절연층, 그리고 상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴을 포함한다.
한편, 실시예에 따른 방열회로기판의 제조 방법은 금속 원판에 대하여 금속 돌기를 포함하는 금속 플레이트를 형성하는 단계, 상기 금속 돌기 위에 솔더와의 접착성이 높은 구리를 포함하는 합금으로 도금하여 접착층을 형성하는 단계, 상기 금속 돌기를 노출하도록 상기 금속 플레이트 위에 절연층을 형성하는 단계, 그리고 상기 절연층 위에 도전층을 형성하고 패터닝하여 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 실장 패드 하부에 방열 돌기를 포함하는 금속 플레이트를 사용함으로써 발열 소자로부터 방출되는 열을 금속 플레이트에 직접 전달하여 열방출 효율이 높아진다. 또한, 방열 돌기의 표면에 구리를 포함하는 합금으로 도금함으로써 솔더와의 접착성을 향상시킬 수 있어 불량을 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 방열회로기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 3 내지 도 10은 도 2의 방열회로기판을 제조하기 위한 제1 방법을 나타내는 단면도이다.
도 11 내지 도 16은 도 2의 방열회로기판을 제조하기 위한 제2 방법을 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 18a은 본 발명의 대조군의 구성도이고, 도 18b 및 도 18c는 대조군의 상태 변화를 나타내는 사진이다.
도 19a는 본 발명에 따른 실험군의 구성도이고, 도 19b 및 도 19c는 실험군의 상태 변화를 나타내는 사진이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명은 방열을 목적으로 금속 플레이트를 이용한 회로 기판에 있어서 방열 구조 및 솔더 접착 구조를 포함하는 회로 기판을 제공한다.
이하에서는 도 2 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로 기판을 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 방열회로기판(100)은 금속 플레이트(10), 상기 금속 플레이트(10) 위에 형성되는 접착층(20), 접착층(20) 위에 형성되는 절연층(30) 및 절연층(30) 위에 형성되는 회로 패턴(40)을 포함한다.
상기 금속 플레이트(10)는 열 전도도가 좋은 알루미늄, 니켈, 금, 백금 등을 포함하는 합금 중 하나일 수 있다.
상기 금속 플레이트(10)는 발열 소자(60)를 실장하는 금속 돌기(11)를 포함한다.
상기 금속 돌기(11)는 금속 플레이트(10)로부터 연장되어 수직으로 돌출되어 있으며, 상면에 발열 소자(60)를 실장하기 위한 솔더(50)가 위치할 수 있도록 소정의 면적을 가지며 형성된다.
상기 금속 플레이트(10) 위에 접착층(20)이 형성되어 있다.
상기 접착층(20)은 금속 플레이트(10)로부터 돌출되어 있는 금속 돌기(11)와 솔더(50) 사이의 접착력을 높이기 위한 것으로서, 솔더(50)와 접착성이 좋은 물질인 구리를 포함하는 합금, 바람직하게는 구리 또는 니켈을 포함하는 합금으로 상기 금속 플레이트(10)를 도금처리한 도금층일 수 있다.
상기 금속 플레이트(10) 위에 절연층(30)이 형성되어 있다.
상기 절연층(30)은 상기 금속 돌기(11)를 개방하며 형성되어 있으며, 열전도도(약 0.2 ~ 0.4W/mk)가 낮은 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 열전도도가 상대적으로 높은 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있다.
상기 절연층(30)은 도 2와 같이 상기 접착층(20)이 형성되어 있는 금속 돌기(11)의 높이와 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 이와 달리 상기 금속 돌기(11)의 높이보다 작은 두께로 형성될 수 있다.
상기 절연층(30)은 단일층으로 형성될 수도 있으나, 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 복수의 층으로 형성되어 있는 경우, 각 층의 물질은 서로 다를 수 있다.
상기 절연층(30) 위에 복수의 회로 패턴(40)이 형성되어 있다.
상기 회로 패턴(40)은 상기 절연층(30) 위에 적층되어 있는 도전층을 패터닝하여 형성된다.
상기 회로 패턴(40)은 전기전도도가 높고, 저항이 낮은 물질로 형성되는데, 얇은 구리층인 동박을 도전층으로 패터닝하여 형성될 수 있다.
상기 회로 패턴(40)은 얇은 구리층을 씨드층으로 은 또는 알루미늄 도금될 수 있다.
한편, 상기 금속 플레이트(10)의 상기 금속 돌기(11)는 발열소자 실장패드로서, 상기 금속 돌기(11) 위에 실장을 위한 솔더(50)가 형성되어 있으며, 상기 솔더(50) 위에 발열 소자(60)가 형성되어 있다.
이러한 솔더(50)는 유연 또는 무연 솔더 크림을 상기 금속 돌기(11) 위에 도포하고, 상기 발열 소자(60)를 실장한 후 열처리하여 형성할 수 있다.
금속 돌기(11) 위에 상기 발열 소자(60), 예를 들어, 발광 다이오드 패키지와 같은 발광 소자는 와이어(65) 본딩에 의해 회로 패턴(40)과 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 발열 소자(60)가 이와 달리 플립칩 본딩에 의해 실장될 수도 있다.
이와 같이, 상기 금속 돌기(11)의 상면이 상기 절연층(30)에 의해 외부로 노출되어 상기 발열 소자(60)의 실장 패드로서 사용함으로써, 별도의 실장 패드를 형성하지 않고, 아래의 금속 플레이트(10)와의 직접 연결이 가능하므로 방열성이 높아진다.
또한, 금속 돌기(11)를 포함하는 금속 플레이트(10)의 표면을 솔더(50)와의 접착력이 좋은 구리 또는 니켈을 포함하는 합금으로 도금하여 구리 이외의 금속으로 금속 플레이트(10)를 형성하는 경우, 솔더(50)와의 접착력을 높일 수 있다.
따라서, 구리보다 가격이 낮은 알루미늄 등을 금속 플레이트(10)로 사용하면서도 방열성 및 솔더(50)와의 접착성을 확보할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 16을 참고하여 도 2의 방열회로기판을 제조하는 방법을 설명한다.
도 3 내지 도 10은 도 2의 방열회로기판을 제조하기 위한 제1 방법을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 3과 같이 금속 원판(10a)을 준비하고, 상기 원판(10a)에 도 4와 같이 금속 돌기(11)와 금속 플레이트(10)를 형성한다.
이때, 금속 원판(10a)은 열 전도도가 좋은 알루미늄, 니켈, 금, 백금 등을 포함하는 합금 중 하나일 수 있으며, 솔더(50)와 접착력이 낮은 금속일 수 있다.
상기 금속 돌기(11)는 금속 원판(10a)을 압연 공정을 통하여 소정의 몰딩에 의해 형성하거나, 상기 금속 원판(10a)을 에칭하여 형성할 수 있다.
이때, 금속 돌기(11)의 높이는 뒤에서 형성될 절연층(30)의 두께를 고려하여 상기 절연층(30)의 두께와 같거나 크도록 형성한다.
다음으로 상기 금속 플레이트(10) 및 금속 돌기(11)의 표면에 도 5의 접착층(20)을 형성한다.
접착층(20)은 구리 또는 니켈을 포함하는 합금을 도금하여 형성할 수 있으며, 상기 금속 플레이트(10) 및 금속 돌기(11)의 표면을 아연산염 등과 같은 금속염으로 화학 처리한 뒤 구리 또는 니켈을 포함하는 합금으로 도금함으로써 형성한다.
다음으로 도 6과 같이 상기 금속 플레이트(10) 위에 제1 절연층(31)을 형성한다.
상기 제1 절연층(31)은 절연성의 에폭시계 수지를 포함하는 프리프레그를 도포하고, 경화하여 형성할 수 있다.
상기 제1상기 절연층(31)은 상기 금속 돌기(11)의 높이보다 작은 두께를 갖도록 상기 금속 돌기(11)를 제외한 상기 금속 플레이트(10)의 접착층(20) 위에 도포되어 형성된다.
다음으로 도 7과 같이 동박층(45)을 포함하는 제2 절연층(35)을 준비한다.
상기 제2 절연층(35)은 상기 제1 절연층(31)과의 두께의 합이 상기 금속 돌기(11)의 높이와 같거나 작도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 절연층(31)과 동일한 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
도 7의 상기 동박층(45)과 상기 제2 절연층(35)의 적층 구조는 통상적인 CCL(Cupper clad laminate)일 수 있으며, 이와 달리 동박층(45) 위에 제2 절연층(35)을 페이스트 상태로 도포한 뒤 경화하여 형성할 수도 있다.
도 7의 동박층(45) 및 제2 절연층(35)의 적층 구조는 소정의 개구부(35a, 45a)를 갖도록 형성된다.
즉, 제2 절연층(35)은 상기 금속 돌기(11)의 면적과 동일한 크기의 절연 개구부(35a)를 포함하며, 상기 동박층(45)은 상기 절연 개구부(35a)와 정렬하는 동박 개구부(45a)를 포함한다.
상기 개구부(35a, 45a)의 형성은 물리적인 가공에 의해 수행될 수 있으며, 드릴 가공 또는 레이저 가공에 의해 형성될 수 있다.
다음으로, 도 8과 같이 상기 절연 개구부(35a)가 제1 절연층(31) 위로 돌출되어 있는 상기 금속 돌기(11)를 노출하도록 정렬하면서 상기 제2 절연층(35)이 상기 제1 절연층(31) 위에 위치하도록 도 6의 구조와 도 7의 구조를 열압착하여 일체화시킨다.
따라서 제1 절연층(31)과 제2 절연층(35)이 도 2의 절연층(30)을 형성하며, 절연층(30)의 두께가 상기 금속 돌기(11)의 높이와 같거나 낮도록 형성된다.
다음으로 도 9와 같이 동박층(45)을 식각하여 소정의 회로 패턴(40)을 형성하며, 상기 회로 패턴(40)은 은 또는 알루미늄 등으로 도금될 수 있다.
또한, 이와 달리 도 7의 적층 구조에서 동박층(45)을 식각하여 회로 패턴(40)을 먼저 형성한 후 도 6의 구조와 열압착하는 것도 가능하다.
도 9와 같이 형성되어 있는 방열회로기판은 절연층(30)을 개방하며 하부의 금속 플레이트와(10) 직접 연결되어 있는 금속 돌기(11)가 발열 소자(60)의 실장 패드로서 기능하여 발열 소자(60)로부터의 방출 열을 직접 금속 플레이트(11)에 전달하여 열 효율이 높아진다.
이러한 구조에서 상기 방열회로기판은 발열 소자(60)와의 접착성을 높이기 위해 금속 돌기(11)의 표면에 구리를 포함하는 도금을 수행한다.
이와 같이 표면에 구리를 포함하는 도금층인 접착층(20)이 형성됨으로써 도 10과 같이 솔더(50) 크림을 상기 금속 돌기(11)의 표면 접착층(20) 위에 도포한 뒤 상기 발열 소자(60)를 실장하고, 열처리 하여 솔더(50) 크림과 상기 접착층(20)의 합금을 유도함으로써 상기 발열 소자(60)의 접착을 공고히 할 수 있다.
이와 같은 방열회로기판은 백라이트용 광원 또는 조명용 광원으로 이용되며, 특히 열 방출이 많은 발광 다이오드 패키지를 실장하여 백라이트용 광원 또는 조명용 광원에 사용하는 경우, 상기 발광 다이오드 패키지로부터의 방출 열을 상기 금속 돌기(11)를 통해 외부로 방출함으로써 구리 이외의 금속 기판을 사용하면서도 높은 열방출 효율 및 소자 접착성을 가지는 회로 기판을 제공할 수 있다.
한편, 도 2의 방열회로기판은 도 3 내지 도 10과 다른 방법으로도 형성할 수 잇다.
이하에서는 도 11 내지 도 16을 참고하여 도 2의 방열회로기판을 제조하는 다른 방법을 설명한다.
도 11의 금속 원판(10a)을 준비하고, 상기 원판(10a)에 도 12와 같이 금속 돌기(11) 및 금속 플레이트(10)를 형성한다.
이때, 금속 원판(10a)은 열 전도도가 좋은 알루미늄, 니켈, 금, 백금 등을 포함하는 합금 중 하나일 수 있으며, 솔더(50)와 접착력이 낮은 금속일 수 있다.
금속 돌기(11)는 금속 원판(10a)을 압연 공정을 통하여 소정의 몰딩에 의해 형성하거나, 상기 금속 원판(10a)을 에칭하여 형성할 수 있다.
이때, 금속 돌기(11)의 높이는 뒤에서 형성될 절연층(30)의 두께를 고려하여 상기 절연층(30)의 두께와 같거나 크도록 형성한다.
다음으로 도 13과 같이, 상기 금속 플레이트(10) 및 금속 돌기(11)의 표면에 접착층(20)을 형성한다.
접착층(20)은 구리 또는 니켈을 포함하는 합금을 도금하여 형성할 수 있으며, 상기 금속 플레이트 및 금속 돌기(11)의 표면을 아연산염 등과 같은 금속염으로 화학처리한 뒤 구리 또는 니켈을 포함하는 합금으로 도금함으로써 형성한다.
다음으로 도 14와 같이 상기 금속 플레이트(10) 위에 절연층(30)을 형성한다.
상기 절연층(30)은 에폭시계 수지를 포함하는 절연성 물질을 상기 금속 돌기(11)의 높이와 같거나 작은 두께를 가지며 상기 금속 돌기(11)가 노출되도록 도포하여 형성한다.
다음으로 도 15과 같이 동박층(45)을 상기 절연층(30) 위에 형성하고 열압착하여 상기 절연층(30)을 경화한다.
이때, 상기 금속 돌기(11)가 상기 절연층(30)보다 돌출되어 있는 경우, 상기 동박층(45)은 상기 금속 돌기(11)를 노출하도록 사익 금속 돌기(11)의 면적과 동일한 크기의 홀(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
다음으로 도 16과 같이 동박층(45)을 식각하여 소정의 회로 패턴(40)을 형성하며, 상기 회로 패턴(40)은 은 또는 알루미늄 등으로 도금될 수 있다.
이때, 상기 동박층(45)이 상기 금속 돌기(11) 상부를 덮고 있는 경우, 상기 회로 패턴(40) 형성 시 상기 금속 돌기(11)를 노출하도록 상기 동박층(45)을 식각한다.
제2 방법에 의하면 절연층(30)을 1개의 층으로 형성하고, 동박층(45)을 직접 절연층(30) 위에 형성함으로써 제조 공정을 줄일 수 있다.
또한, 도 16과 같이 형성되어 있는 방열회로기판은 절연층(30)을 노출하며 하부의 금속 플레이트(10)와 직접 연결되어 있는 금속 돌기(11)가 발열 소자(60)의 실장 패드로서 기능함으로써 발열 소자(60)로부터의 방출 열을 직접 금속 플레이트(10)에 전달하여 열 효율이 높아진다.
이러한 구조에서 상기 방열회로기판은 발열 소자(60)와의 접착성을 높이기 위해 금속 돌기(11)의 표면에 구리를 포함하는 도금을 수행한다.
이와 같이 표면에 구리를 포함하는 도금층인 접착층(20)이 형성됨으로써 도 2와 같이 솔더(50) 크림을 상기 금속 돌기(11)의 표면에 도포한 뒤 상기 발열 소자(60)를 실장하고, 열처리 하여 솔더(50) 크림과 상기 접착층(20)의 합금을 유도함으로써 상기 발열 소자(60)의 접착성을 높일 수 있다.
이하에서는 도 17을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열회로 기판을 설명한다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판의 단면도이다.
도 17을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 방열회로기판(200)은 금속 플레이트(110), 상기 금속 플레이트(110) 위에 형성되는 접착층(120), 접착층(120) 위에 형성되는 절연층(130) 및 절연층(130) 위에 형성되는 회로 패턴(140)을 포함한다.
상기 금속 플레이트(110)는 열 전도도가 좋은 알루미늄, 니켈, 금, 백금 등을 포함하는 합금 중 하나일 수 있다.
상기 금속 플레이트(110)는 발열 소자(160)를 실장하는 금속 돌기(111)를 포함한다.
상기 금속 돌기(111)는 금속 플레이트(110)로부터 연장되어 수직으로 돌출되어 있으며, 상면에 발열 소자(160)를 실장하기 위한 솔더(150)가 위치할 수 있는 소정의 면적을 가지며 형성된다.
상기 금속 돌기(111)의 상면에만 선택적으로 접착층(120)이 형성되어 있다.
상기 접착층(120)은 금속 플레이트(110)로부터 돌출되어 있는 금속 돌기(111)와 솔더(150) 사이의 접착력을 높이기 위한 것으로서, 솔더(150)와 접착성이 좋은 물질인 구리를 포함하는 합금, 바람직하게는 구리 또는 니켈을 포함하는 합금으로 상기 금속 돌기(111)를 선택적으로 도금처리한 도금층일 수 있다.
상기 금속 플레이트(110) 위에 절연층(130)이 형성되어 있다.
상기 절연층(130)은 상기 금속 돌기(111)를 개방하며 형성되어 있으며, 열전도도(약 0.2 ~ 0.4W/mk)가 낮은 에폭시계 절연 수지를 포함할 수 있으며, 이와 달리 열전도도가 상대적으로 높은 폴리 이미드계 수지를 포함할 수도 있다.
상기 절연층(130)은 도 2와 같이 상기 도금층이 형성되어 있는 금속 돌기(111)의 높이와 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 이와 달리 상기 금속 돌기(111)의 높이보다 작은 두께로 형성될 수 있다.
상기 절연층(130)은 단일층으로 형성될 수도 있으나, 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 복수의 층으로 형성되어 있는 경우, 각 층의 물질은 서로 다를 수 있다.
상기 절연층(130) 위에 복수의 회로 패턴(40)이 형성되어 있다.
상기 회로 패턴(140)은 상기 절연층(130) 위에 적층되어 있는 도전층을 패터닝하여 형성된다.
상기 회로 패턴(140)은 전기전도도가 높고, 저항이 낮은 물질로 형성되는데, 얇은 구리층인 동박을 도전층으로 패터닝하여 형성될 수 있다.
상기 회로 패턴(140)은 얇은 구리층을 씨드층으로 은 또는 알루미늄 도금될 수 있다.
한편, 상기 금속 플레이트(110)의 상기 금속 돌기(111)는 발열소자 실장패드로서, 상기 금속 돌기(111) 위에 실장을 위한 솔더(150)가 형성되어 있으며, 상기 솔더(150) 위에 발열 소자(160)가 형성되어 있다.
이러한 솔더(150)는 유연 또는 무연 솔더 크림을 상기 금속 돌기(111) 위에 도포하고, 상기 발열 소자(160)를 실장한 후 열처리하여 형성할 수 있다.
금속 돌기(111) 위에 상기 발열 소자(160), 예를 들어, 발광 다이오드 패키지와 같은 발광 소자는 와이어(165) 본딩에 의해 회로 패턴(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 금속 돌기(111)의 상면이 상기 절연층(130)에 의해 외부로 노출되어 상기 발열 소자의 실장 패드로서 사용함으로써, 별도의 실장 패드를 형성하지 않고, 아래의 금속 플레이트(110)와의 직접 연결이 가능하므로 방열성이 높아진다.
또한, 금속 돌기(111)의 표면을 솔더(150)와의 접착력이 좋은 구리 또는 니켈을 포함하는 합금으로 도금하여 구리 이외의 금속으로 금속 플레이트(110)를 형성하는 경우, 솔더(150)와의 접착력을 높일 수 있다.
따라서, 구리보다 가격이 낮은 알루미늄 등을 금속 플레이트(110)로 사용하면서도 방열성 및 솔더(150) 접착성을 확보할 수 있으며 상기 금속 돌기(111) 위에 선택적으로 접착층(120)을 형성함으로써 비용을 줄일 수 있다.
도 17에서 도시하는 방열회로기판(200) 또한 도 3 내지 도 16에서 설명하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있음은 자명하다.
이하에서는 본 발명에 따른 방열회로기판의 접착층(20)의 효과에 대하여 도 18a 내지 도 19c를 참고하여 설명한다.
도 18a은 본 발명의 대조군의 구성도이고, 도 18b 및 도 18c는 대조군의 상태 변화를 나타내는 사진이고, 도 19a는 본 발명에 따른 실험군의 구성도이고, 도 19b 및 도 19c는 실험군의 상태 변화를 나타내는 사진이다.
도 18a의 대조군의 방열회로기판(300)은 도 2와 같이 금속 돌기(211)가 형성되어 있는 알루미늄 플레이트(210) 및 절연층(230), 상기 절연층(230) 위에 회로 패턴(240)을 포함하며, 상기 금속 돌기(211) 위에 솔더(250)가 형성되어 있다.
도 18b는 도 18a의 방열회로기판(300)의 상면을 촬영한 사진으로서, 소정 시간 경과 후 도 18c와 같이 금속 돌기(211)로부터 상기 솔더(250)가 분리된다.
상기 금속 돌기(211)가 구리를 포함하지 않는 알루미늄을 포함하는 합금으로 형성되어 있어 상기 솔더(250)와 합금이 형성되지 않음으로써 접착력이 낮아진다.
반면, 도 19a 내지 도 19c를 참고하여 본 발명에 따른 방열회로기판(100)을 설명하면, 도 19a와 같이 도 2에 도시되어 있는 방열회로기판(100)의 경우, 알루미늄 플레이트(10)를 사용하고, 알루미늄 플레이트(10) 위에 구리를 포함하는 합금으로 금속 돌기(11)의 표면을 도금하여 접착층(20)을 형성한 것이다.
도 19b와 같이 금속 돌기(11)에 솔더(50)를 형성한 후 소정 시간이 경과하여도 상기 솔더(50)가 상기 금속 돌기(11)로부터 탈착되지 않고, 금속 돌기(11)의 표면 접착층(20)과 상기 솔더(50)가 합금을 형성하면서 접착되어 있음을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 구리를 포함하지 않는 금속 플레이트를 이용하여 방열 돌기를 형성하면서 열 효율 및 경제성을 확보하는 한편, 상기 발열소자 실장패드로서 사용되는 금속 돌기의 표면에 구리를 포함하는 합금으로 도금하여 솔더와의 접착성을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
방열회로기판 100, 200, 300
금속 플레이트 10, 110
회로 패턴 40, 140
방열 돌기 11, 111
발열 소자 60, 160

Claims (9)

  1. 발열 소자를 실장하는 방열회로기판에 있어서,
    상기 발열 소자를 부착하는 솔더가 형성되는 금속 돌기를 포함하는 금속 플레이트,
    상기 금속 돌기 위에 형성되어 있는 접착층,
    상기 금속 돌기를 노출하며 상기 금속 플레이트 위에 형성되어 있는 절연층, 그리고
    상기 절연층 위에 형성되어 있는 회로 패턴을 포함하는 방열회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 솔더와의 접착성이 높은 구리 또는 니켈을 포함하는 합금을 포함하는 방열회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 플레이트는 알루미늄을 포함하는 합금으로 형성되어 있는 방열회로기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 금속 돌기의 상면에만 선택적으로 형성되어 있는 방열회로기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 복수의 절연막을 포함하는 방열회로기판.
  6. 금속 원판에 대하여 금속 돌기를 포함하는 금속 플레이트를 형성하는 단계,
    상기 금속 돌기 위에 솔더와의 접착성이 높은 구리를 포함하는 합금으로 도금하여 접착층을 형성하는 단계,
    상기 금속 돌기를 노출하도록 상기 금속 플레이트 위에 절연층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 절연층 위에 도전층을 형성하고 패터닝하여 회로 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 방열회로기판의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절연층을 형성하는 단계는,
    제1 절연층을 형성하는 절연 수지를 상기 금속 돌기를 제외한 영역에 도포하는 단계,
    상기 도전층과 층상 구조를 이루는 제2 절연층에 상기 금속 돌기를 노출하는 개구부를 형성하는 단계, 그리고
    상기 금속 돌기와 상기 제2 절연층의 개구부를 정렬하여 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층을 열압착하는 단계를 포함하는 방열회로기판의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 금속 플레이트를 형성하는 단계는,
    알루미늄 원판을 압연 또는 식각하여 상기 금속 돌기 및 상기 금속 플레이트를 형성하는 방열회로기판의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 접착층을 형성하는 단계는,
    상기 금속 돌기의 상면에만 선택적으로 도금하는 방열회로기판의 제조 방법.
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