KR20120083815A

KR20120083815A - 인쇄회로기판 및 조명 장치

Info

Publication number: KR20120083815A
Application number: KR1020110005160A
Authority: KR
Inventors: 고장근
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-07-26

Abstract

본 발명의 실시 예는 인쇄회로기판 및 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드용 인쇄회로기판 및 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판은, 방열금속층; 상기 방열금속층 위에 배치된 제1 절연층; 상기 제1 절연층 위에 배치된 도전층; 및 상기 도전층 위에 배치된 제2 절연층;을 포함하고, 상기 방열금속층, 제1 절연층, 도전층 및 제2 절연층을 관통하는 적어도 하나 이상의 개구부를 갖는다.

Description

인쇄회로기판 및 조명 장치{PRINTED CIRCUIT BOARD AND LIGHTING DEVICE}

본 발명의 실시 예는 인쇄회로기판 및 조명 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드용 인쇄회로기판 및 조명 장치에 관한 것이다.

발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED라 함.)는 화합물반도체 박막을 기판상에 증착하여 전계 효과로 발광을 실현하는 소자로서, 최근 조명용, 통신용 및 각종 전자기기의 표시부로 활발히 사용되고 있는 소자이다.

LED의 다양한 응용분야 중 LCD와 같은 박막형 TV에 사용되는 백라이트 유닛(Back Light Unit;BLU)과 형광등을 대체할 수 있는 조명용 분야에 대한 각 연구자들의 노력이 매우 활발하게 진행되고 있다. 이들의 응용분야에 LED가 적용되기 위하여 LED의 구조, 재료, 패키지(package)에 대한 연구가 매우 활발히 진행중이다. LED의 기능발현은 전자와 정공이 주입되고 이들이 결합, 해리 시 에너지를 빛의 형태로 발산하는 과정이다. 이 때 다수의 에너지는 열로서 방출되는데 발생되는 열은 패키지 제조 시 적절한 방열체(heat sink)에 의해 완화될 수 있다.

그러나, LED 칩 크기가 1㎜×㎜ 이상의 고출력 LED의 개발이 본격화 되면서 LED의 밝기는 10cd 이상을 구현하게 되었고, LED 모듈도 고출력 칩을 여러 개로 나열하여 다양한 LED 모듈 예를 들어, 전광판, 백라이트 유닛 및 조명용 모듈 등에 사용되게 되었다.

이런, 응용 제품의 경우 사용되는 LED의 개수가 많기 때문에 LED에서 방출되는 열의 온도가 매우 높아지고, LED의 경우 빛의 밝기는 LED의 열과 반비례하기 때문에 LED가 장착된 인쇄회로기판과 같은 LED 모듈에서의 열의 문제를 해결하지 않고서는 신뢰성 및 요구되는 빛의 밝기를 구현하는데 제약이 따르는 문제가 있다.

본 발명의 실시 예는 방열 효율을 향상시킬 수 있는 인쇄회로기판을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 사용한 조명 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판은, 방열금속층; 상기 방열금속층 위에 배치된 제1 절연층; 상기 제1 절연층 위에 배치된 도전층; 및 상기 도전층 위에 배치된 제2 절연층;을 포함하고, 상기 방열금속층, 제1 절연층, 도전층 및 제2 절연층을 관통하는 적어도 하나 이상의 개구부를 갖는다.

본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판 및 조명 장치를 사용하면, 발광 다이오드로부터의 열을 용이하게 방열할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판의 A-A'으로의 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 인쇄회로기판을 사용한 조명 장치의 일 예를 설명하기 위한 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 인쇄회로기판의 다른 실시 예.
도 5는 도 1에 도시된 인쇄회로기판의 또 다른 실시 예.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판의 A-A'으로의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 인쇄회로기판을 사용한 조명 장치의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 방열금속층(110), 제1 절연층(130), 도전층(150) 및 제2 절연층(170)이 순차적으로 적층된다. 그리고, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 방열금속층(110), 제1 절연층(130), 도전층(150) 및 제2 절연층(170)을 관통하는 개구부(H)를 갖는다.

방열금속층(110)은 기본 베이스층로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 방열체(200)와 방열 그리스(300)에 의해 간접적으로 부착된다. 여기서, 방열금속체(110)와 방열체(200)는 방열 그리스(300) 없이 직접적으로 맞닿을 수 있다. 방열 그리스(300)는 방열 금속체(110)로부터의 열을 방열체(200)로 전달한다.

방열금속층(110)은 알루미늄 등과 같이 열전도율이 좋은 금속인 것이 바람직하다.

제1 절연층(130)은 방열금속층(110) 위에 배치된다. 이러한 제1 절연층(130)은 방열금속층(110)과 도전층(150)을 전기적으로 절연시키기 위한 것으로, 에폭시 등과 같은 절연물질로 이루어질 수 있다.

도전층(150)은 제1 절연층(130) 위에 배치된다. 이러한 도전층(150)은 회로를 구성한다. 이러한 도전층(150)은 구리로 이루어지는 것이 바람직하다.

도전층(150)은 제2 절연층(170)이 배치되는 영역과 배치되지 않는 영역을 가질 수 있다. 여기서, 제2 절연층(170)이 배치되지 않는 영역들 중 특정 영역(155)은 발광 다이오드(LED)가 배치되는 실장영역(155)일 수 있다.

제2 절연층(170)은 도전층(150) 위에 배치된다. 제2 절연층(170)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 도전층(150)의 전면에 배치되지 않고, 일부분에만 배치될 수 있다. 이러한 제2 절연층(170)은 도전층(150)을 보호하며, 전기적으로 절연의 역할을 한다. 이러한 제2 절연층(170)은 PSR(Photo Solder Resist)인 것이 바람직하다.

개구부(H)는 방열금속층(110), 제1 절연층(130), 도전층(150) 및 제2 절연층(170)을 관통한다. 이러한 개구부(H)는 레이저를 이용하거나 에칭을 통해 형성될 수 있다.

개구부(H)에 의해 외부공기가 도전층(150)과 방열금속층(110)과 쉽게 접촉할 수 있어, 도전층(150)과 방열금속층(110)으로 전도된 열이 외부로 쉽게 방열될 수 있다.

개구부(H)는 방열금속층(110), 제1 절연층(130), 도전층(150) 및 제2 절연층(170)을 관통하므로, 개구부(H)에 의해 도전층(150) 및 방열 금속층(110)의 측면이 외부에 노출될 수 있다. 따라서, 도전층(150)과 방열 금속층(110)으로 전도되는 열을 외부로 용이하게 방출할 수 있다.

개구부(H)는 발광 다이오드가 실장될 실장영역(155)에 인접한 곳에 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 개구부(H)는 실장영역(155)에 인접하여 배치되는 것이 바람직하다. 이렇게 개구부(H)이 실장영역(155)에 인접하여 배치되면, 열의 근원인 발광 다이오드로부터의 열이 빠르게 외부로 방출될 수 있다.

개구부(H)는 도 1에 도시된 바와 같이 원형뿐만 아니라 타원형, 다각형 또는 장방형일 수 있다. 구체적으로 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

도 4는 도 1에 도시된 인쇄회로기판에서 개구부(H)의 다른 실시 예이다.

도 4를 참조하면, 개구부(H)는 실장영역(155)을 기준으로 양측에 복수로 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 개구부(H)들은 서로 이격되거나 공간적으로 중첩되는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 인쇄회로기판은 도 1에 도시된 인쇄회로기판보다 개구부(H)가 더 많으므로, 방열이 더욱 효과적인 장점이 있다. 여기서, 복수의 개구부(H)들은 서로 다른 형태일 수 있다. 즉, 복수의 개구부(H)들은 원형, 타원형 또는 다각형의 개구부(H)가 혼합된 형태일 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 인쇄회로기판에서 개구부(H)의 또 다른 실시 예이다.

도 5를 참조하면, 개구부(H)는 장방형인 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 원형의 개구부(H)보다 외부와 노출되는 면적이 더 넓으므로 방열이 더욱 효과적인 이점이 있다.

도 3은 도 2에 도시된 인쇄회로기판을 사용한 조명 장치의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 조명 장치는 도 1 내지 도 2에 도시된 인쇄회로기판(100)과 방열체(200) 및 방열 그리스(grease, 300)를 포함한다.

방열체(200)는 인쇄회로기판(100)의 방열금속층(110) 아래에 배치된다. 방열체(200)는 방열금속층(110)으로부터의 열을 전달받아 방열한다. 따라서, 이러한 방열체(200)는 방열금속층(110)과 기능과 성질이 유사한 물질로 구성되는 것이 바람직하다.

방열 그리스(300)는 인쇄회로기판(100)의 방열금속층(110)과 방열체(200) 사이에 배치된다. 방열 그리스(300)를 사용하면, 개구부(H)로 방열 그리스(300)의 일부가 스며들고, 스며든 일부가 방열금속층(110)의 측면과 맞닿을 수 있다. 이 경우, 방열금속층(110)의 측면으로부터의 열을 직접 전도받아 방열체(200)로 전달하거나 개구부(H)를 통해 외부로 방출할 수 있다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 인쇄회로기판
110: 방열금속층
130: 제1절연층
150: 도전층
170: 제2절연층
H: 개구부
200: 방열체
300: 방열 그리스

Claims

방열금속층;
상기 방열금속층 위에 배치된 제1 절연층;
상기 제1 절연층 위에 배치된 도전층; 및
상기 도전층 위에 배치된 제2 절연층;
을 포함하고,
상기 도전층은 발광 다이오드가 배치되는 실장역영을 가지며,
상기 실장영역에 인접하여 상기 방열금속층, 제1 절연층, 도전층 및 제2 절연층을 관통하는 적어도 하나 이상의 개구부를 갖는 인쇄회로기판.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 절연층은 PSR(Photo Solder Resist)인 인쇄회로기판.
제 1 항에 있어서,
상기 개구부는 원형, 타원형, 다각형 및 장방형 중 어느 하나인 인쇄회로기판.
제 1항에 있어서,
상기 개구부의 수평 단면적이 상기 개구부 내측면의 면적보다 작은 인쇄회로기판.
방열금속층, 상기 방열금속층 위에 배치된 제1 절연층, 상기 제1 절연층 위에 배치된 도전층 및 상기 도전층 위에 배치된 제2 절연층을 포함하고, 상기 도전층은 발광다이오드가 배치되는 실장영역을 가지며,
상기 실장영역에 인접하여 상기 방열금속층, 제1 절연층, 도전층 및 제2 절연층을 관통하는 적어도 하나 이상의 개구부를 갖는 인쇄회로기판;
상기 방열금속층 아래에 배치된 방열체; 및
상기 방열금속층과 상기 방열체 사이에 배치된 방열 그리스;
를 포함하는 조명 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제2 절연층은 PSR(Photo Solder Resist)인 조명 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 개구부는 원형, 타원형, 다각형 및 장방형 중 어느 하나인 조명 장치.
상기 4항에 있어서,
상기 개구부의 수평 단면적은 상기 개구부 내측면의 면적보다 작은 조명장치.