KR20120015824A - 급속 알루미늄 애노다이징 방법 및 이를 이용한 메탈 피씨비 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

메탈 피씨비(PCB)의 방열판으로 사용되는 알루미늄 베이스 기판에 대한 애노다이징 공정 수행시, IGBT 소자를 이용하여 강전기장을 인가함으로써 안정적으로 급속하게 수행할 수 있는, 급속 알루미늄 애노다이징 방법 및 이를 이용한 메탈 피씨비 제조 방법이 제공된다. 급속 알루미늄 애노다이징 방법은, a) 알루미늄(Al) 베이스 기판 상에 화학적 전처리를 수행하는 단계; b) 화학적 전처리가 수행된 알루미늄 베이스 기판의 표면을 활성화시키는 단계; 및 c) 활성화된 알루미늄 베이스 기판을 양극(Anode)에 연결하고, 황산(H2SO4) 전해액에 침지한 후 강한 전기장을 인가하여 급속하게 애노다이징시킴으로써 알루미늄 베이스 기판의 표면에 산화알루미늄(Al2SO4) 피막을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 c) 단계에서 알루미늄 베이스 기판의 알루미늄을 급속 이온화시킬 수 있도록 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강한 전기장을 인가하는 것을 특징으로 한다.

Description

급속 알루미늄 애노다이징 방법 및 이를 이용한 메탈 피씨비 제조 방법 {Rapid aluminum anodizing method, and method for manufacturing metal printed circuit board using the same}
본 발명은 알루미늄 애노다이징 공정에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 메탈 피씨비(Metal PCB)의 방열판으로 사용되는 알루미늄 베이스 기판에 대한 급속 알루미늄 애노다이징(Anodizing) 방법 및 이를 이용한 메탈 피씨비 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자인 LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기신호를 적외선, 가시광선 또는 자외선의 형태로 변환시켜 신호를 보내고 받는데 사용되는 소자이다.
이러한 LED는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device: SMD) 형으로 만들어지고 있다. 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 SMD 형으로 개발되고 있다.
최근 기존의 인쇄회로기판(PCB)에서 방열 성능을 높인 제품으로서, MPCB(메탈 PCB)가 개발되었는데, 메탈 PCB는 기존의 PCB에 비해 보다 방열 성능이 우수한 제품으로, 알루미늄 기판에 무기질 코팅을 한 후에 동박을 적층하여 만든 제품이다. 이러한 메탈 PCB는 방열판과 접합되어 일체의 구성을 가지며, 이러한 접합을 위한 메탈 PCB의 표면에 실리콘이 도포될 수 있다.
한편, 표면에 안정한 산화물을 생성하는 전기화학적 금속 표면의 산화를 위해 애노다이징 공정이 수행되고 있으며, 애노다이징이란 양극(Anode)과 산화(Oxidizing)의 합성어(Ano-dizing) 이다. 이러한 애노다이징 공정에 의해 녹스는 것을 방지하고, 외형, 내마모성, 내열성, 밀착성을 향상시킬 수 있다. 즉, 애노다이징은 주로 알루미늄 표면에 코팅을 하는 것을 말한다.
예를 들면, 금속(부품)을 양극에 걸고 희석된 산 용액에서 전해하면, 양극에서 발생하는 산소에 의해서 소지금속과 대단한 밀착력을 갖는 산화피막(산화알루미늄 : Al2O3)이 형성된다. 전기도금에서 부품을 음극에 걸고 도금하는 것과는 차이가 있다. 이러한 애노다이징의 가장 대표적인 소재는 알루미늄(Al)이고, 그 외에 Mg, Zn, Ti, Ta의 금속 소재 상에도 애노다이징 처리를 하고 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 저속 알루미늄 애노다이징 방법의 공정흐름도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 저속 알루미늄 애노다이징 방법은, 먼저, 알루미늄 기판을 탈지, 전해 연마 및 화학 연마 등의 화학적 전처리를 수행하고(S11), 이후, 알루미늄 기판의 표면을 활성화시킨다(S12).
다음으로, 알루미늄 기판을 애노다이징 시키는데(S13), 이때, 15~20 g/ℓ의 황산 농도에서, 1.2~2 A/d㎡의 전류밀도로 알루미늄 기판에 전기장을 인가하며, 결국, 상기 알루미늄 기판 상에 15㎛/20분의 속도로 산화알루미늄이 형성된다.
다음으로, 알루미늄 기판을 애노다이징 처리할 때 산화알루미늄(Al2SO4) 피막 형성시 발생하는 기공을 막기 위해서 실링(Sealing) 공정이 수행된다(S14).
그러나 종래의 기술에 따른 저속 알루미늄 애노다이징 방법에 따르면, 15㎛/20분의 속도로 산화알루미늄이 형성되기 때문에 애노다이징이 너무 느리다는 문제점이 있다. 이러한 애노다이징 속도를 개선하기 위해서는 황산 농노를 높이고 보다 강한 전기장을 인가해야 하는데, 종래의 기술에 따른 저속 알루미늄 애노다이징 방법의 경우, 강한 전기장을 안정적으로 인가하기 어렵다는 문제점이 있다.
1) 대한민국 등록특허번호 제10-0674321호(출원일: 2005년 09월 02일), 발명의 명칭: "방열특성이 향상된 인쇄회로기판 및 그 제조방법" 2) 대한민국 등록특허번호 제10-0942782호(출원일: 2009년 08월 07일), 발명의 명칭: "LED 기판 열방지를 위한 메탈 PCB용 방열실리콘 도포장치 및 이를 이용한 도포방법" 3) 대한민국 공개특허번호 제2010-0000731호(공개일: 2010년 01월 06일), 명의 명칭: "엘이디 조명기구 및 그 제조방법"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 메탈 피씨비의 방열판으로 사용되는 알루미늄 베이스 기판에 대한 애노다이징 공정을 안정적으로 급속하게 수행할 수 있는 급속 알루미늄 애노다이징 방법 및 이를 이용한 메탈 피씨비 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법은, a) 알루미늄(Al) 베이스 기판 상에 화학적 전처리를 수행하는 단계; b) 상기 화학적 전처리가 수행된 알루미늄 베이스 기판의 표면을 활성화시키는 단계; 및 c) 상기 활성화된 알루미늄 베이스 기판을 양극(Anode)에 연결하고, 황산(H2SO4) 전해액에 침지한 후 강한 전기장을 인가하여 급속하게 애노다이징시킴으로써 상기 알루미늄 베이스 기판의 표면에 산화알루미늄(Al2SO4) 피막을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 c) 단계에서 상기 알루미늄 베이스 기판의 알루미늄을 급속 이온화시킬 수 있도록 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강한 전기장을 인가하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 c) 단계는 600~1200 g/ℓ의 황산 농도 및 20℃~50℃의 전해액 온도로 애노다이징을 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 c) 단계의 산화알루미늄(Al2SO4) 피막은 30초 내지 2분 동안 15㎛의 두께로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 c) 단계에서 상기 산화알루미늄(Al2SO4) 피막 형성시 발생하는 기공을 없애고 전류 효율을 향상시켜 전류 및 산화피막 두께의 편차를 줄이기 위해 Al2(SO4)316H2O, 황산수소나트륨(NaHSO4)H2O 또는 질산나트륨(NaNO3)의 전해질 첨가제를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 이용한 메탈 피씨비 제조 방법은, 애노다이징 처리된 알루미늄(Al) 베이스 기판을 사용하여 메탈 PCB를 제조하는 방법에 있어서, a) 은(Ag)과 금속산화물을 함유하는 메탈 잉크를 형성하는 단계; b) 상기 메탈 잉크를 급속 애노다이징 처리된 알루미늄 베이스 기판 상에 실크스크린 방식으로 인쇄하는 단계; c) 상기 메탈 잉크를 소정 온도에서 소성시키는 단계; 및 d) 상기 메탈 잉크가 소성된 알루미늄(Al) 베이스 기판을 상온에서 냉각시켜 메탈 PCB를 완성하는 단계를 포함하되, 상기 급속 애노다이징은 알루미늄 베이스 기판의 표면에 산화알루미늄(Al2SO4) 피막이 형성되도록, 상기 알루미늄 베이스 기판을 양극(Anode)에 연결하고, 황산(H2SO4) 전해액에 침지한 후, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강한 전기장을 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 메탈 피씨비의 방열판으로 사용되는 알루미늄 베이스 기판에 대한 애노다이징 공정 수행시, IGBT 소자를 이용하여 강전기장을 인가함으로써 안정적으로 급속하게 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 이용하여 메탈 피씨비를 빠르게 제조할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 저속 알루미늄 애노다이징 방법의 공정흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법의 공정흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 이용한 메탈 피씨비 제조 방법의 공정흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
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.
먼저, 알루미늄은 자연적으로 표면에 산화알루미늄 층이 생성되어 내면을 보호하므로 내식성이 우수하고, 연전성이 우수하여 성형, 절삭가공이 용이하다. 전기전도도는 동의 약 60%로 양호하고, 열전도도 우수하여 열 교환기, 엔진부품 등에 많이 사용하는 금속이다. 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄은 애노다이징 공정을 거친 후에 메탈 PCB의 방열판으로 사용된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법의 공정흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법은, 먼저, 애노다이징을 수행할 원재료인 알루미늄(Al)을 준비하고(S110), 기계적 가공을 통해 소정의 크기 및 형상으로 가공하여 알루미늄 베이스 기판을 형성한다(S120).
다음으로, 기계적으로 가공된 알루미늄 베이스 기판을 랙킹(Racking)한다(S130). 여기서, Racking은 도금 제품, 즉, 알루미늄 베이스 기판을 Rack에 고정하는 공정으로서, 이때, Rack은 전기도금시 제품에 통전을 시키고 고정시키기 위한 지그걸이를 말한다.
다음으로, 알루미늄(Al) 베이스 기판 상에 화학적 전처리를 수행한다(S140). 이때, 화학적 전처리는 불순물 제거, 스크래치 감소 및 균일한 면을 얻기 위한 공정을 말한다. 여기서, 금속 표면의 먼지나 유지성 물질 등의 불순물을 제거하는 공정을 탈지공정이라 하며, 금속 표면을 용해시키지 않는 Non-Etching 방식과 금속 표면을 용해시키는 Etching 방식이 있다. 또한, 전처리 공정으로서, Etching 공정은 알루미늄 기판 상에 균일만 면을 형성하기 위해 실시되며, 전해 면마 또는 화학적 연마가 있다.
다음으로, 수세(이온탕세) 공정은 전처리 공정의 약품을 깨끗이 세정함으로써 다음 공정의 도금약물 밸런스 유지와 약품처리가 효과적으로 이루어지게 한다. 이러한 수세 공정은 각 공정마다 실시될 수 있다.
다음으로, 상기 화학적 전처리가 수행된 알루미늄 베이스 기판의 표면을 활성화(Desmut)시킨다(S150). 이러한 디스머트(Desmut) 공정은 에칭이나 세정 후에 남아 있는 스머트(Smut)를 제거하기 위해 실시되며, 이전 공정에서 생긴 검고 결집력이 없는 푸석한 표면 피막을 제거하여 알루미늄 기판 표면을 활성화시키는 공정이다. 예를 들면, 이러한 디스머트(Desmut) 공정은 크롬산을 이용하여 수행될 수 있다.
다음으로, 상기 활성화된 알루미늄 베이스 기판을 양극(Anode)에 연결하고, 황산(H2SO4) 전해액에 침지한 후 강한 전기장을 인가하여 급속하게 애노다이징시킴으로써 상기 알루미늄 베이스 기판의 표면에 산화알루미늄(Al2SO4) 피막을 형성한다(S160). 이때, 알루미늄 베이스 기판의 알루미늄을 급속 이온화시킬 수 있도록 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강한 전기장을 인가하며, 600~1200 g/ℓ의 황산 농도 및 20℃~50℃의 전해액 온도로 애노다이징을 수행하게 된다. 결국, 본 발명의 실시예에 따른 산화알루미늄(Al2SO4) 피막은 30초 내지 2분 동안 15㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이때, 상기 산화알루미늄(Al2SO4) 피막 형성시 발생하는 기공을 없애고 전류 효율을 향상시켜 전류 및 산화피막 두께의 편차를 줄이기 위해 Al2(SO4)316H2O, 황산수소나트륨(NaHSO4)H2O 또는 질산나트륨(NaNO3) 등의 전해질 첨가제가 첨가될 수 있다. 즉, 전해질 첨가제는 애노다이징 약품에 들어가는 첨가제를 말한다. 이러한 애노다이징 공정에 대한 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
다음으로, 상기 산화알루미늄(Al2SO4) 피막이 형성된 알루미늄 베이스 기판에 첨가제를 첨가하여 실링(Sealing)한다(S170). 이러한 실링 공정은 애노다이징 공정에서 발생한 기공을 막는 공정으로서 선택적으로 수행될 수 있으며, 온수(Hot Water)나 니켈 등을 이용할 수 있고, 예를 들면, 온수(Hot Water)를 이용할 경우, 100℃에서 15~20분 동안 처리한다.
본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법은, 기존의 애노다이징 공정이 15㎛/20분이 소요되는데 비해서, 30초 내지 2분 동안 15㎛의 산화알루미늄 피막을 급속하게 형성할 수 있으며, 또한, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여 안정적으로 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강전기장을 인가함으로써 산화알루미늄 피막을 급속하게 형성할 수 있다. 또한, 기존의 애노다이징 공정에서 황산 농도가 15~20 g/ℓ이지만, 본 발명의 실시예에 따른 애노다이징 공정에서 황산 농도는 600~1200 g/ℓ를 사용한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 전술한 바와 같이, 애노다이징 공정은 양극산화 피막을 형성하는 공정을 말하며, 금속 표면에 산화물질로 인한 보호층을 만들어서 내식성과 내마모성을 향상시키기 위한 것이다. 이러한 애노다이징이 적용될 수 있는 금속은 대기 중에서 안정한 산화피막을 형성해야 하며, 알루미늄과 티타늄 등이 있다. 특히, 알루미늄은 그 자체가 대기 중에서 대단히 활발한 반응을 보이기 때문에 이를 억제하기 위해서 애노다이징이 필수적이라고 할 수 있다.
이러한 알루미늄(Al)은 원래 대단히 활성적인 금속으로 공기 속에 노출되면 금속표면이 즉시 산화물 (자연적 산화피막)로 덮이게 되어 순수한 금속면이 생기지 않는데 이로 인해 도금을 하거나 및 다른 금속을 코팅시키기 어렵다. 또한, 자연 산화피막은 피막두께의 한계로 공업적 이용가치가 적으므로 자연의 산화피막을 전기적, 인공적인 방법으로 더욱더 두껍게 해서 사용한다. 이러한 애노다이징의 필수 요소는, Al 양극(Anode), 적당한 음극, 전해액 및 직류 등이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 알루미늄(130)을 애노다이징 시키기 위해서 적절한 산 용액, 예를 들면, 황산 욕조(110) 내의 600~1200 g/ℓ의 황산 전해액(120)에 담근 후, IGBT(160)를 사용하여 안정적으로 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강한 전기장을 걸어주면서 그 힘에 의해서 알루미늄(Al) 이온을 끌어내고 산소(O2)와 결합시켜 산화알루미늄(Al2O3)을 만든다. 또한, 상기 산화알루미늄(Al2SO4) 피막 형성시 발생하는 기공을 없애고 전류 효율을 향상시켜 전류 및 산화피막 두께의 편차를 줄이기 위해 Al2(SO4)316H2O, 황산수소나트륨(NaHSO4)H2O 또는 질산나트륨(NaNO3)의 전해질 첨가제가 첨가될 수 있다.
여기서, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)는 입력은 FET(Field Effect Transistor)처럼 만들고 출력은 BJT(Bipolar Junction Transistor)로 만든 것으로, TR과 MOSFET의 장점만 따서 만든 전력 소자로서, 본 발명의 실시예에서는 알루미늄 기판에 고전압으로 강전기장을 인가하는데 사용된다. 또한, 전류밀도의 단위인 A/d㎡에서 데시미터(decimeter, 단위: dm)는 미터의 십분의 일에 해당하는 길이의 단위로서, 10cm를 의미한다.
이때, 알루미늄(130)은 전기장에 의해서 Al3+ 이온으로 유리되며, 이것이 수중의 O2- 이온과 결합하여 산화알루미늄(Al2O3)(170)을 형성한다. 즉, 알루미늄(130)의 표면에서 피막을 형성하며, 이때 형성된 피막은 자연 상태에서 형성된 피막보다 두껍다. 산화알루미늄(170)은 내부식성, 내마모성 및 전기절연성이 뛰어나기 때문에 알루미늄(130)이 가진 많은 단점을 극복할 수 있게 해준다.
예를 들면, 2Al + 2H2SO4 + 16H2O ↔ Al2(SO4)316H2O + 3H2↑ ↔ Al2O3 + 2H2SO4 + 13H2O의 과정을 거쳐 산화알루미늄(Al2O3)(170)이 형성된다. 이러한 애노다이징 처리는 알루미늄 표면에 강한 전기장을 주어서 그 힘에 의해서 알루미늄 이온을 끌어내어 산소와 결합시켜 산화알루미늄을 만든다. 이러한 양극산화 피막에 사용되는 전해액은 여러 가지가 있지만, 본 발명이 실시예에 따르면, 황산을 사용하여 처리하는 것이 바람직하다.
이러한 애노다이징 공정 이후에 실링 공정이 선택적으로 수행되어 다공성 구조의 기공을 막게 된다. 즉, 양극산화 피막은 형성초기에는 대단히 활성으로 그대로 방치해두면 공기속의 GAS 등을 흡착하여 결국은 불활성(오염 상태)로 되므로 안정된 산화피막을 이루기 위해 애노다이징 처리 후에 실링(Sealing) 처리될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 이용한 메탈 피씨비 제조 방법의 공정흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 이용한 메탈 피씨비 제조 방법은, 애노다이징 처리된 알루미늄(Al) 베이스 기판을 사용하여 메탈 PCB를 제조하는 방법으로서, 먼저, 은(Ag)과 금속산화물을 함유하는 메탈 잉크를 준비한다(S210). 예를 들면, 메탈 잉크는 70~95%의 은(Ag) 및 1~10%의 프리트(Frit)를 포함하는데, 여기서 프리트는 Al2O3, SiO2 등을 함유한 융해한 유리원료이다.
다음으로, 알루미늄 베이스 기판을 급속 애노다이징 시킨다(S220). 즉, 베이스 기판으로 사용될 알루미늄 기판을 준비하고, 절연층과의 접착력 향상을 위해 알루미늄 기판의 표면에 애노다이징(anodizing) 처리를 통해 적절한 표면 조도(roughness)를 형성해 준다. 이러한 애노다이징 처리 후에는 알루미늄 기판의 표면에 양극 산화 피막이 형성된다.
구체적으로, 상기 급속 애노다이징은 알루미늄 베이스 기판의 표면에 산화알루미늄(Al2SO4) 피막이 형성되도록, 상기 알루미늄 베이스 기판을 양극(Anode)에 연결하고, 황산(H2SO4) 전해액에 침지한 후, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강한 전기장을 인가하게 된다. 또한, 상기 급속 애노다이징은 600~1200 g/ℓ의 황산 농도 및 20℃~50℃의 전해액 온도로 수행되어, 산화알루미늄(Al2SO4) 피막이 상기 알루미늄 베이스 기판 상에 30초 내지 2분 동안 15㎛의 두께로 형성된다.
다음으로, 상기 메탈 잉크를 급속 애노다이징 처리된 알루미늄 베이스 기판 상에 실크스크린(Silk Screen) 방식으로 인쇄한다(S230). 이에 따라 급속 애노다이징 처리된 알루미늄 베이스 기판 상에 회로 패턴이 형성될 수 있다. 이러한 실크스크린(Silk Screen) 방식 및 회로 패턴 과정은 당업자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다. 예를 들면, 스크린 인쇄 공정에서 고려해야 할 중요한 인쇄조건은 안정한 기판 분리를 위한 이격거리, 방열실리콘을 토출시키기 위한 스퀴지 각도, 방열실리콘의 토출과 기판 분리 속도에 영향을 주는 스퀴지 속도, 스크린 위의 페이스트를 긁어내는 스퀴지 압력 등을 고려하여야 한다.
다음으로, 상기 메탈 잉크를 소정 온도에서 소성시킨다(S240). 예를 들면, 400℃~600℃의 온도에서 메탈 잉크를 소성시킨다.
다음으로, 상기 메탈 잉크가 소성된 알루미늄(Al) 베이스 기판을 상온에서 냉각시켜 메탈 PCB를 완성하게 된다(S250).
후속적으로, 상기 메탈 PCB 상에 부품을 표면 실장함으로써(S260), 예를 들면, SMD(Surface Mounted Device) 타입의 LED 모듈을 형성할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다는 점은 당업자에게 자명하다. 즉, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 메탈 PCB는 이러한 LED 모듈 이외에도 다양하게 적용될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 황산 욕조(Bath)
120: 전해액(황산: H2SO4)
130: 알루미늄(Al) 베이스 기판
140: 음극
150: 직류전원
160: IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)
170: 산화알루미늄(Al2O3)

Claims (6)

  1. a) 알루미늄(Al) 베이스 기판 상에 화학적 전처리를 수행하는 단계;
    b) 상기 화학적 전처리가 수행된 알루미늄 베이스 기판의 표면을 활성화시키는 단계; 및
    c) 상기 활성화된 알루미늄 베이스 기판을 양극(Anode)에 연결하고, 황산(H2SO4) 전해액에 침지한 후 강한 전기장을 인가하여 급속하게 애노다이징시킴으로써 상기 알루미늄 베이스 기판의 표면에 산화알루미늄(Al2SO4) 피막을 형성하는 단계
    를 포함하되,
    상기 c) 단계에서 상기 알루미늄 베이스 기판의 알루미늄을 급속 이온화시킬 수 있도록 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강한 전기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 급속 알루미늄 애노다이징 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 c) 단계는 600~1200 g/ℓ의 황산 농도 및 20℃~50℃의 전해액 온도로 애노다이징을 수행하는 것을 특징으로 하는 급속 알루미늄 애노다이징 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 c) 단계의 산화알루미늄(Al2SO4) 피막은 30초 내지 2분 동안 15㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 급속 알루미늄 애노다이징 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 상기 산화알루미늄(Al2SO4) 피막 형성시 발생하는 기공을 없애고 전류 효율을 향상시켜 전류 및 산화피막 두께의 편차를 줄이기 위해 Al2(SO4)316H2O, 황산수소나트륨(NaHSO4)H2O 또는 질산나트륨(NaNO3)의 전해질 첨가제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 급속 알루미늄 애노다이징 방법.
  5. 애노다이징 처리된 알루미늄(Al) 베이스 기판을 사용하여 메탈 PCB를 제조하는 방법에 있어서,
    a) 은(Ag)과 금속산화물을 함유하는 메탈 잉크를 형성하는 단계;
    b) 상기 메탈 잉크를 급속 애노다이징 처리된 알루미늄 베이스 기판 상에 실크스크린 방식으로 인쇄하는 단계;
    c) 상기 메탈 잉크를 소정 온도에서 소성시키는 단계; 및
    d) 상기 메탈 잉크가 소성된 알루미늄(Al) 베이스 기판을 상온에서 냉각시켜 메탈 PCB를 완성하는 단계
    를 포함하되,
    상기 급속 애노다이징은 알루미늄 베이스 기판의 표면에 산화알루미늄(Al2SO4) 피막이 형성되도록, 상기 알루미늄 베이스 기판을 양극(Anode)에 연결하고, 황산(H2SO4) 전해액에 침지한 후, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여 30~400 A/d㎡의 전류밀도로 강한 전기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 이용한 메탈 PCB 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 급속 애노다이징은 600~1200 g/ℓ의 황산 농도 및 20℃~50℃의 전해액 온도로 수행되어, 산화알루미늄(Al2SO4) 피막이 상기 알루미늄 베이스 기판 상에 30초 내지 2분 동안 15㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 급속 알루미늄 애노다이징 방법을 이용한 메탈 PCB 제조 방법.
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