KR20120053690A - 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판에 관한 것이다. 본 발명에서는 금속판인 메탈코어(16)가 내부에 구비되고, 상기 메탈코어(16)의 양측 가장자리와 그 사이의 표면이 외부로 노출되어 노출부(14)가 구성된다. 상기 노출부(14)는 절곡되어 그 양측의 제1 및 제2 회로영역(11,12)이 각각 그 가상의 연장면이 소정의 각도를 가지고 만나도록 절곡되어 형성된다. 상기 메탈코어(16)의 양측 표면에는 절연층(18)이 형성되고, 상기 절연층(18) 상에는 회로패턴(20)이 형성된다. 상기 회로패턴(20)의 일부와 절연층(18)의 표면은 솔더레지스트(24)에 의해 덮여진다. 상기 절연층(18), 또는 절연층(18)와 메탈코어(16)를 관통하여서는 통홀(22,22')이 형성되는데, 이들의 내면에는 도금층이 형성된다. 상기 노출부(14)를 형성하는 메탈코어(16)의 양측 표면에는 폴리이미드필름(26)이 접착되어 메탈코어(16)를 보호하게 된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판에서 외부환경으로부터 메탈코어를 보호할 수 있어 외부 환경에 의한 영향을 메탈코어(16)가 받지 않고 인쇄회로기판이 전체적으로 소형화되는 이점이 있다.

Description

메탈코어를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법{Printed circuit board having metal core and making method the same}

본 발명은 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판의 내부에 판형상의 메탈코어를 위치시키고 상기 메탈코어가 노출된 부분을 기준으로 구분되는 제1회로영역과 제2회로영역이 소정의 각도를 가지도록 상기 메탈코어가 절곡되는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판은 절연층과 회로패턴층이 교대로 구비되어 만들어지는 것으로, 그 표면에 각종 전자부품이 실장되어 사용된다. 이들 전자부품들은 상기 회로패턴층의 회로패턴에 의해 전기적 연결을 이루게 된다. 최근에 인쇄회로기판 내부에 메탈코어로 불리우는 금속판을 설치하여 인쇄회로기판의 강도를 보강하고 방열작용이 보다 효율적으로 일어나도록 한 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판이 사용되고 있다.

그리고, 상기 메탈코어를 사용하는 인쇄회로기판은 상기 메탈코어에 의해 강도가 유지되고 메탈코어가 절곡됨에 의해 인쇄회로기판 전체가 절곡될 수 있다. 이와 같이 인쇄회로기판을 절곡하는 것은 인쇄회로기판이 사용되는 제품의 설계에 있어서 공간활용을 보다 효과적으로 하기 위해 채용될 수 있어, 본 출원인이 내부적으로 연구하고 있는 단계이다.

하지만, 상기 인쇄회로기판을 절곡하게 되면 상기 메탈코어는 금속이므로 절곡된 상태를 유지할 수 있으나, 인쇄회로기판을 구성하는 절연층이나 표면의 솔더레지스트 층은 절곡되면 크랙이 발생하게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위해 절곡되는 부분에서는 상기 절연층이나 회로패턴층을 모두 제거하고 상기 메탈코어가 외부로 노출되도록 하고 있다.

그러나 상기 메탈코어가 외부로 노출되면 부식이 발생하기 쉬워 인쇄회로기판의 내구성이 떨어지게 되는 문제점이 있다. 또한, 메탈코어가 외부로 노출되어 있게 되면, 외부와의 전기적 연결이 발생할 수 있게 되는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하는 것으로, 인쇄회로기판의 내부에 설치되는 메탈코어를 외부로 노출시키고 절곡하여 인쇄회로기판을 다양한 형상으로 만들어 사용함에 있어서 인쇄회로기판의 절곡을 위해 외부로 노출된 메탈코어 부분의 부식을 방지하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 금속재질로 된 메탈코어가 구비되고, 상기 메탈코어의 양측 표면에 절연층이 형성되며 상기 절연층상에 회로패턴이 형성되어 구성되는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판에 있어서, 상기 메탈코어의 양측 가장자리와 그 사이의 표면이 외부로 노출되어 구성되고 소정의 곡률반경으로 절곡되는 노출부와, 상기 노출부의 일측에 상기 메탈코어에 의해 연결되고 상기 메탈코어의 양측 표면에 절연층과 회로패턴이 구비되어 형성되는 제1회로영역과, 상기 노출부의 타측에 상기 메탈코어에 의해 연결되고 상기 메탈코어의 양측 표면에 절연층과 회로패턴이 구비되어 형성되는 제2회로영역을 포함하여 구성되고, 상기 노출부의 양측 표면에는 폴리이미드필름이 부착되어 노출부를 보호한다.

상기 폴리이미드필름은 상기 노출부의 양면에 서로 두께가 다른 것이 부착되고, 상기 노출부의 절곡시에 일면의 것은 두께가 원래보다 얇아지고, 타면의 것은 두께가 원래보다 두꺼워지도록 되어 노출부 양면의 두께가 같아지도록 설정된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 금속재질로 된 메탈코어가 구비되고, 상기 메탈코어의 양측 표면에 절연층이 형성되며 상기 절연층상에 회로패턴이 형성되어 구성되며 상기 메탈코어가 노출된 노출부의 양측에 제1회로영역과 제2회로영역이 구비되어 구성되는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판의 제조방법에 있어서, 상기 노출부의 양측 표면에 폴리이미드필름을 부착하는 단계와, 상기 폴리이미드필름에 소정의 열과 압력을 가해 상기 폴리이미드필름이 노출부에 접착되게 하는 단계와, 상기 폴리이미드필름이 노출부에 접착된 상태에서 상기 제1 및 제2 회로영역에 부품이나 단자를 솔더링하여 실장하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 노출부에 폴리이미드필름을 접착하고 상기 부품이나 단자를 솔더링 한 후에 상기 노출부를 소정의 곡률반경을 가지도록 절곡한다.

본 발명에 의한 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 외부로 노출된 메탈코어에 해당되는 노출부의 표면에 내열성의 폴리이미드필름을 부착하였으므로 노출된 메탈코어부분이 솔더링 과정 등에서 외부 환경의 영향을 받지 않게 되는 효과가 있다.

그리고, 인쇄회로기판의 외부로 노출되는 메탈코어 부분에 두께가 얇은 폴리이미드필름을 부착하므로 인쇄회로기판의 전체 크기가 상대적으로 작아지게 되는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명에 의한 메탈코어를 가진 인쇄회로기판의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명 실시예의 내부 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명 실시예의 인쇄회로기판이 노출부에서 절곡된 것을 보인 단면도.

이하 본 발명에 의한 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 인쇄회로기판(10)은 제1회로영역(11)과 제2회로영역(12) 그리고 상기 제1회로영역(11)과 제2회로영역(12)의 사이에 구비되는 노출부(14)로 구성된다. 상기 노출부(14)는 소정의 곡률반경을 가지도록 절곡된다.

상기 제1회로영역(11), 제2회로영역(12) 및 노출부(14)는 각각 다수 곳에 구비될 수 있다. 상기 제1회로영역(11)과 제2회로영역(12)은 각각 내부에 아래에서 설명될 절연층(18), 회로패턴(20) 및 솔더레지스트(24) 등으로 구성되는 부분이다.

그리고 상기 노출부(14)는 금속재질로 된 메탈코어(16)로 구성되고, 상기 메탈코어(16)의 표면에 폴리이미드필름(26)이 부착된 부분이다. 상기 노출부(14)를 구성하는 메탈코어(16)는 상기 제1 및 제2 회로영역(11,12)의 내부에 구비되는 것과 일체이다. 상기 메탈코어(16)는 금속판으로서, 예를 들면 동으로 만들어진 판이다. 상기 메탈코어(16)에는 다수 곳에 관통부(17)가 형성된다. 상기 관통부(17)는 소정의 형상으로 관통된 것으로, 이 부분에 아래에서 설명될 통홀(22)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 노출부(14)에서는 상기 메탈코어(16)의 양측 가장자리와 그 사이 부분이 모두 외부로 드러나게 된다. 이와 같이 상기 노출부(14)에서 메탈코어(16)의 양측 가장자리와 그 사이 부분 모두 외부로 드러나야 노출부(14)의 절곡이 가능하게 된다. 즉 노출부(14)를 구성하는 메탈코어(16)의 일측 가장자리와 이에서 연장된 표면 일부만이 노출되어 있으면 절곡이 불가능하기 때문이다. 그리고 상기 노출부(14)는 상기 양측 가장자리를 연결하는 가상의 선이 일직선으로 되는 것이 좋다. 이는 노출부(14)의 절곡이 가능하도록 하기 위함이다.

상기 제1회로영역(11)과 제2회로영역(12)의 내부 구성을 도 2를 참고하여 설명한다. 인쇄회로기판(10)의 골격을 상기 메탈코어(16)가 형성하고, 상기 메탈코어(16)의 표면에는 절연층(18)이 형성된다. 상기 절연층(18)은 전기적으로 절연성을 가지는 물질로 만들어진다. 상기 절연층(18)을 형성하는 물질은 인쇄회로기판(10)의 제작시에 일반적으로 사용되는 것이므로, 그 구체적인 재질은 설명하지 않는다.

상기 절연층(18)의 표면에는 회로패턴(20)이 형성된다. 상기 회로패턴(20)은 동박을 선택적으로 제거하고, 또한 도금공정을 거쳐 만들어지는 것이다. 일반적으로 도금은 상기 남아 있는 동박부분과 아래에서 설명될 통홀(22) 부분에 형성된다. 상기 회로패턴(20)중 일부는 외부로 노출되고, 나머지는 외부로 노출되지 않는다. 외부로 노출된 회로패턴(20)은 예를 들면 부품(30)의 리드(32)가 실장되는 부분이 된다.

상기 회로패턴(20)은 상기 인쇄회로기판(10)의 양측 표면의 것이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 절연층(18)을 관통하여서는 통홀(22)이 형성되는데, 상기 통홀(22)의 내면에 도금층이 형성되어 양측 표면에 형성된 상기 회로패턴(20)과 각각 전기적으로 연결되면 양측 표면의 회로패턴(20)이 서로 전기적으로 연결된다. 이와 같이 양측 표면의 회로패턴(20)을 연결하기 위한 통홀(22)은 상기 메탈코어(16)와 전기적으로 연결되지 않아야 하므로 상기 메탈코어(16)에 형성된 관통부(17)에 구비되는 절연층(18)을 관통하여 형성된다.

한편, 상기 통홀(22)과 달리 상기 메탈코어(16)와 절연층(18)을 관통하는 통홀(22')도 있다. 상기 통홀(22')의 내면에도 도금층이 형성되어 메탈코어(16)와 전기적, 열적으로 연결된다. 이와 같은 통홀(22')에 형성된 도금층은 메탈코어(16)에 전기적으로 연결되어, 예를 들면 접지의 역할을 할 수 있다. 물론, 신호전달을 위한 전기적 역할도 가능하다. 또한 상기 통홀(22')에 형성된 도금층은 메탈코어(16)와 일체로 연결되면서 열을 메탈코어(16)로 전달하는 역할도 한다.

상기 인쇄회로기판(10)의 표면에는 솔더레지스트(24)가 도포된다. 상기 솔더레지스트(24)는 상기 절연층(18)의 표면과 회로패턴(20)을 덮도록 도포된다. 상기 솔더레지스트(24)는 상기 절연층(18)과 회로패턴(20)을 보호하는 역할과 솔더링이 특정 부분에서만 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 상기 노출부(14)는 상기 메탈코어(16)가 외부로 그대로 드러나 있다. 이와 같은 노출부(14)는 외부 환경에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에 본 발명에서는 폴리이미드필름(26)을 사용하여 외부 환경과 차폐한다. 폴리이미드필름(PI film)은 내열성이 매우 뛰어나 영상 400℃이상의 고온이나 영하 269℃의 저온을 견딜 수 있으며 얇고 굴곡성이 뛰어난 특징을 가지고 있다. 이와 같은 폴리이미드필름(26)은 상기 노출부(14)의 양측 표면에 밀착되어 설치된다. 상기 폴리이미드필름(26)은 그 두께가 매우 얇아 상기 제1 및 제2회로영역(11,12)의 표면보다 상기 폴리이미드필름(26)이 부착된 상태의 노출부(14)의 두께가 두껍지 않도록 한다.

상기 폴리이미드필름(26)은 상기 노출부(14)를 절곡하는 것을 고려하여 노출부(14)가 절곡될 때, 외면으로 되는 부분은 상대적으로 두께가 더 두꺼운 것을 사용하고 내면으로 되는 부분은 상대적으로 두께가 더 얇은 것을 사용할 수 있다.

상기 인쇄회로기판(10)의 제1 및 제2 회로영역(11,12)에는 부품(30)이 실장된다. 상기 부품(30)은 예를 들면 특정한 기능을 수행하는 반도체패키지일 수도 있다. 상기 부품(30)은 그 외면으로 돌출된 리드(32)가 상기 솔더레지스트(24) 외부로 노출된 회로패턴(20)에 솔더링됨에 의해 회로패턴(20)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 부품(30)이 통홀(22')의 도금층과 밀착되어 상기 메탈코어(16)로 열을 전달하도록 할 수 있다. 상기 통홀(22')의 도금층을 통해 접지도 수행할 수 있다.

상기 인쇄회로기판(10)의 회로영역(11,12)에는 또한 단자(34,34')들이 설치될 수 있다. 상기 단자(34,34')들은 퓨즈와 같은 부품과 전기적으로 연결되거나 외부의 커넥터의 터미널과 연결되는 커넥터를 구성하는 것일 수 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판이 만들어지는 것과 사용되는 것을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 인쇄회로기판(10)은 메탈코어(16)의 표면에 폴리이미드필름(26)이 덮여진 노출부(14)가 곡면으로 절곡되어 제1회로영역(11)과 제2회로영역(12)이 소정의 각도를 이루도록 된다.

이때, 상기 폴리이미드필름(26)은 상기 인쇄회로기판(10)에 각종 부품(30) 및 단자(34,34')들이 실장되기 전에 미리 상기 노출부(14)의 표면에 부착된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 부품(30)이나 단자(34,34')가 실장되지 않은 상태의 인쇄회로기판(10)에서 외부로 노출되어 있는 메탈코어(16)의 양측 표면에 폴리이미드필름(26)이 부착된다. 상기 폴리이미드필름(26)은 상기 메탈코어(16)상에 안착된 상태에서 열과 압력을 가해 상기 메탈코어(16)의 표면에 접착시킨다.

다음으로, 상기 인쇄회로기판(10)에 부품(30)이나 단자(34,34')를 실장하고 솔더링을 수행하게 된다. 여기서 상기 부품(30)이나 단자(34,34')를 솔더링하는 과정에서 높은 온도에 인쇄회로기판(10)이 노출되는데, 상기 폴리이미드필름(26)은 내열성이 좋아 전혀 영향을 받지 않게 된다.

참고로 상기 노출부(14)를 절곡하는 것은 상기 폴리이미드필름(26)을 접착한 후에 하거나 부품(30)이나 단자(34,34')를 실장한 후에 할 수 있는데, 상기 노출부(14)의 절곡과정에서 상기 폴리이미드필름(26)은 노출부(14)의 일면의 것은 늘어나서 원래보다 두께가 약간 줄어든다. 하지만 노출부(14)의 반대면의 것은 축소되면서 두께가 약간 늘어날 수 있게 된다. 물론, 이와 같은 상황을 고려하여 미리 폴리이미드필름(26)의 두께를 조절해 두었으므로 상기 노출부(14) 양측 표면의 폴리이미드필름(26)의 두께는 어느 정도 일정하게 만들어질 수 있다.

상기 폴리이미드필름(26)은 상기 노출부(14)의 메탈코어(16)를 보호하는 역할을 한다. 특히, 솔더링을 하기 전에 상기 노출부(14)에 폴리이미드필름(26)이 부착되어 있음으로 인해, 솔더링과정에서의 고온이 상기 메탈코어(16)에 영향을 주지 않게 된다.

그리고, 인쇄회로기판(10)이 특정 제품에 설치되어 사용되는 경우에 주변 환경의 영향을 받게 된다. 하지만, 상기 노출부(14)의 메탈코어(16)는 상기 폴리이미드필름(26)이 부착되어 있으므로, 주변 환경의 영향을 받게 되어 메탈코어(16)가 부식되거나 열화되지 않게 된다.

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.

10: 인쇄회로기판 11: 제1회로영역
12: 제2회로영역 14: 노출부
16: 메탈코어 18: 절연층
20: 회로패턴 22,22': 통홀
24: 솔더레지스트 26: 폴리이미드필름
30: 부품 32: 리드
34,34': 단자

Claims (4)

1. 내부에 금속재질로 된 메탈코어가 구비되고, 상기 메탈코어의 양측 표면에 절연층이 형성되며 상기 절연층상에 회로패턴이 형성되어 구성되는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판에 있어서,
   상기 메탈코어의 양측 가장자리와 그 사이의 표면이 외부로 노출되어 구성되고 소정의 곡률반경으로 절곡되는 노출부와,
   상기 노출부의 일측에 상기 메탈코어에 의해 연결되고 상기 메탈코어의 양측 표면에 절연층과 회로패턴이 구비되어 형성되는 제1회로영역과,
   상기 노출부의 타측에 상기 메탈코어에 의해 연결되고 상기 메탈코어의 양측 표면에 절연층과 회로패턴이 구비되어 형성되는 제2회로영역을 포함하여 구성되고,
   상기 노출부의 양측 표면에는 폴리이미드필름이 부착되어 노출부를 보호함을 특징으로 하는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리이미드필름은 상기 노출부의 양면에 서로 두께가 다른 것이 부착되고, 상기 노출부의 절곡시에 일면의 것은 두께가 원래보다 얇아지고, 타면의 것은 두께가 원래보다 두꺼워지도록 되어 노출부 양면의 두께가 같아지도록 설정됨을 특징으로 하는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판.
   
3. 내부에 금속재질로 된 메탈코어가 구비되고, 상기 메탈코어의 양측 표면에 절연층이 형성되며 상기 절연층상에 회로패턴이 형성되어 구성되며 상기 메탈코어가 노출된 노출부의 양측에 제1회로영역과 제2회로영역이 구비되어 구성되는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판의 제조방법에 있어서,
   상기 노출부의 양측 표면에 폴리이미드필름을 부착하는 단계와,
   상기 폴리이미드필름에 소정의 열과 압력을 가해 상기 폴리이미드필름이 노출부에 접착되게 하는 단계와,
   상기 폴리이미드필름이 노출부에 접착된 상태에서 상기 제1 및 제2 회로영역에 부품이나 단자를 솔더링하여 실장하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판의 제조방법.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 노출부에 폴리이미드필름을 접착하고 상기 부품이나 단자를 솔더링 한 후에 상기 노출부를 소정의 곡률반경을 가지도록 절곡함을 특징으로 하는 메탈코어를 구비한 인쇄회로기판의 제조방법.
   

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