KR20130051141A - 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 배선 패턴 전사 방법과 이를 이용한 전자 부품과 조명 장치에 관한 것이다. 본 발명의 금속 배선 패턴 전사 방법은 전주도금용 기판 상에 개구공을 갖는 레지스트층을 접합하는 단계; 도금을 실시하여 상기 레지스트층의 개구공 내에 금속 배선 패턴을 형성하는 단계; 상기 레지스트층이 상기 전주도금용 기판 상에 잔류한 상태에서 접합성 시트를 상기 금속 배선 패턴에 접합하는 단계; 상기 금속 배선 패턴이 접합된 접합성 시트를 상기 레지스트층이 잔류하는 전주도금용 기판으로부터 박리하는 단계; 및 상기 금속 배선 패턴이 접합된 접합성 시트를 전자 부품용 기판에 접합하는 단계를 포함한다. 상기 금속 배선 패턴의 상단은 상기 레지스트층의 표면 보다 높게 돌출된다. 본 발명의 전자 부품과 조명 장치 각각은 상기 금속 배선 패턴; 상기 금속 배선 패턴이 표면에 형성된 접합성 시트; 및 상기 접합성 시트가 접합된 금속판을 포함한다. 본 발명은 상기 금속 배선 패턴 형상 방법으로 PCB, FPCB, 메탈 PCB 등의 금속 배선 패턴을 형성함으로써 재료 낭비, 제조 공정 수, 제조 비용을 줄일 수 있으며 또한, 전자 부품의 방열 특성을 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 금속 배선 패턴 전사 방법과 이를 이용한 전자 부품과 조명 장치에 관한 것이다.
반도체 공정나 PCB(Printed Circuit Board) 공정에서, 금속 패턴은 일반적으로 식각(etching) 공정을 포함한 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 형성된다.
포토리소그래피 공정에서 사용되는 각종 화학 약품은 인체와 환경에 유해하고 그 재료 낭비가 적지 않다. 이런 연유로 최근에는 인쇄 전자(Printed electronics) 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 인쇄 전자 방법은 도전성 페이스트(Paste)나 잉크(Ink)를 이용하여 기판에 금속 배선 패턴을 형성하는 방법으로서, 도전성 패턴을 기판에 인쇄하여 회로를 형성하거나 회로의 전기 저항을 줄이기 위해 도금을 진행하여 회로 패턴을 형성하는 방법이 있다. 기존의 포토리소그래피 공정에 비하여 재료 낭비가 적고 공정 수가 작기 때문에 친환경적이고 비용을 줄일 수 있다.
다른 금속 배선 패턴 형성 방법으로서, 전주 도금법이 있다. 전주 도금법은 전기 도금이 가능한 금속이나 합금에 도금이 되지 않을 부분에 레지스터 층을 형성한 후에 도금하고 도금된 금속층을 분리하여 회로를 형성한다.
일본 공개특허 2000-236159(2000. 08. 29), 일본 공개특허 2007-103440(2007. 04. 19) 등에는 전사를 이용한 인쇄 회로 형성 방법의 일예가 개시되어 있다.
일본 공개특허 2000-236159(2000. 08. 29)는 금속 기판 상에 도금 영역을 정의하기 위한 레지스터층을 기판에 형성하고, 그 레지스터층에 형성된 개구공을 통해 도금을 실시하여 금속 패턴을 형성한 후에 레지스터층을 박리액으로 제거한 다음, 금속 패턴 상에 금속 박막을 형성한다. 이어서, 금속 패턴과 금속 박막을 다른 기판에 전사한 후에 금속 박막을 식각한다. 따라서, 금속 패턴을 형성할 때마다 레지스터층을 형성하고 제거하는 과정을 반복하게 되고, 금속 박막을 식각하여야 하므로 재료의 낭비가 크고 제조 공정 수가 많고 환경에 악영향을 끼칠 수 있다.
일본 공개특허 2007-103440(2007. 04. 19)에 개시된 금속패턴 형성 방법은 기판 상에 전기 도금의 씨드(seed) 금속 역할을 하는 금속층을 형성한 후에, 도금 영역을 정의하기 위한 레지스터층(또는 감광성 수지 층)을 형성한 다음, 도금을 실시하고 도금층 상단에 식각 방법을 이용하여 노듈(nodule)을 형성한다. 이어서, 일본 공개특허 2007-103440(2007. 04. 19)에 개시된 전사 방법은 전사판 상에 형성된 도금 금속 패턴을 다른 기판에 전사한 후에 전사판의 기판을 박리한 다음, 씨드 금속층과, 레지스터층을 제거하는 공정을 실시한다. 따라서, 일본 공개특허 2007-103440(2007. 04. 19)에 개시된 전사 방법은 씨드 금속층 재료와 레지스터 재료의 낭비가 크고 제조 공정 수가 많다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 기존에 알려진 금속 패턴 회로 형성 방법들은 재료 낭비와 공정 수가 많고 환경에 악영향을 끼칠 수 있는 식각 공정을 포함하는 문제가 있다.
본 발명은 재료 낭비와 공정 수를 줄일 수 있고 제조 비용을 줄일 수 있으며 또한, 친환경적인 제조 공정을 구현할 수 있는 금속 배선 패턴 형성 방법과 이를 이용한 전자 부품과 조명 장치를 제공한다.
본 발명의 금속 배선 패턴 형성 방법은 전주도금용 기판 상에 개구공을 갖는 레지스트층을 접합하는 단계; 도금을 실시하여 상기 레지스트층의 개구공 내에 금속 배선 패턴을 형성하는 단계; 상기 레지스트층이 상기 전주도금용 기판 상에 잔류한 상태에서 접합성 시트를 상기 금속 배선 패턴에 접합하는 단계; 상기 금속 배선 패턴이 접합된 접합성 시트를 상기 레지스트층이 잔류하는 전주도금용 기판으로부터 박리하는 단계; 및 상기 금속 배선 패턴이 접합된 접합성 시트를 전자 부품용 기판에 접합하는 단계를 포함한다. 상기 금속 배선 패턴의 상단은 상기 레지스트층의 표면 보다 높게 돌출된다.
본 발명의 전자 부품과 조명 장치 각각은 상기 금속 배선 패턴; 상기 금속 배선 패턴이 표면에 형성된 접합성 시트; 및 상기 접합성 시트가 접합된 금속판을 포함한다.
상기 금속 배선 패턴은 LED 패키지의 캐소드 및 리드 단자에 연결된다. 상기 접합성 시트는 상기 LED 패키지의 아래에 방열 통로를 확보하기 위한 개구공을 포함한다.
본 발명은 레지스트 패턴을 전주도금용 기판 상에 형성하고 도금으로 금속 패턴을 전주도금용 기판 상에 형성한 다음, 그 금속 패턴을 전자부품용 기판에 전사하는 방법만으로 식각 공정이 없고 최소의 공정 수로 금속 배선 패턴을 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 재료 낭비와 공정 수를 줄일 수 있고 제조 비용을 줄일 수 있으며 또한, 친환경적인 제조 공정으로 금속 배선 패턴을 각종 전자부품에 형성할 수 있다.
나아가, 본 발명은 도 4 내지 도 11과 같이 전자 부품(예, LED)의 열을 금속(솔더링)이나 에폭시를 통해 바로 전자부품용 기판(또는 금속판)으로 직접 전달 할 수 있으므로 각종 전자부품의 방열 효율을 높여 제품 신뢰성을 높이고 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 금속 배선 패턴 형성 방법을 보여 주는 단면도들이다.
도 2는 도금 공정 후에 접합성 시트와의 부착력을 높이기 위하여 금속 표면의 거칠기 가공 예를 보여 주는 단면도이다.
도 3은 개구부를 가지는 접합성 시트를 이용하여 금속 패턴을 전사하는 방법의 일예를 보여 주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에서 다수의 LED 패키지들이 전자부품용 기판 상에 실장된 예를 보여 주는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에서 투명 렌즈 기재와 백 커버 사이에 배치된 LED 패키지들을 보여 주는 단면도이다.
도 2는 도금 공정 후에 접합성 시트와의 부착력을 높이기 위하여 금속 표면의 거칠기 가공 예를 보여 주는 단면도이다.
도 3은 개구부를 가지는 접합성 시트를 이용하여 금속 패턴을 전사하는 방법의 일예를 보여 주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 전자 부품의 단면 구조를 보여 주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에서 다수의 LED 패키지들이 전자부품용 기판 상에 실장된 예를 보여 주는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에서 투명 렌즈 기재와 백 커버 사이에 배치된 LED 패키지들을 보여 주는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 금속 배선 패턴 형성 방법을 보여 주는 단면도들이다.
먼저, 금속 배선 패턴 형성 방법은 도 1a와 같이 전주도금용 기판(10) 상에 개구공(13)을 포함한 레지스터층(12)을 형성한다.
전주도금용 기판(10)은 도금 공정에서 씨드 금속층 역할을 하고 산성 도금 약품(황산, 염산, 질산 등)에 대한 내약품성이 우수한 금속 기판이다. 일 예로, 전주도금용 기판(10)으로서 스테인레스 기판이 선택될 수 있다. 전주도금용 기판(10)은 후공정에서 도금 방법으로 형성된 금속 배선 패턴의 박리가 용이하게 되도록 매우 매끄러운 표면을 갖는 것이 바람직하다.
레지스터층(12)을 전주도금용 기판(10)에 형성하는 방법으로, 다음과 같은 (1) 및 (2)의 방법이 가능하다.
(1) 레지스터층(12)은 산성 도금 약품에 대한 내약품성이 우수하며 인쇄가 용이한 수지로 형성될 수 있다. 일 예로, 레지스터층(12)은 레지스트 잉크(Resist ink), 포토 솔더 레지스트(Photo solder resist, 이하 "PSR"이라 함) 잉크 혹은, 솔더 마스크 잉크(solder mask ink) 등에서 선택된 잉크를 전주도금용 기판(10)에 인쇄하는 방법으로 형성될 수 있다. PSR의 경우에, 금속 배선 패턴 형성 방법은 PSR을 스크린 프린팅(screen printing)이나 그라비아 롤 인쇄(gravure roll printing) 방법으로 전주도금용 기판(10) 상에 인쇄하고 그 PSR을 열경화하는 방법으로 레지스터층(12)을 전주도금용 기판(10) 상에 형성할 수 있다. 개구공(13)은 스크린 프린팅(screen printing)이나 그라비아 롤 인쇄(gravure roll printing) 방법을 이용하면 PSR이 전주도금용 기판(10) 상에 인쇄됨과 동시에 형성될 수 있다. 금속 배선 패턴 형성 방법은 잉크젯 프린터를 이용하여 PSR 잉크 혹은 솔더 마스크 잉크를 전주도금용 기판(10) 상에 분사시킨 후에 전주도금용 기판(10) 상에 인쇄된 PSR 잉크나 솔더 마스크 잉크를 열경화시킬 수 있다.
(2) 레지스터층(12)은 접합성 시트 또는 상온 접착성 테이프로 형성될 수 있다. 개구공(13)을 포함한 접합성 시트는 전주도금용 기판(10)에 간단히 접합될 수 있다. 레지스터층(12)은 상온에서 접합력이 없고 열을 가하면 접합력이 발생하는 수지를 포함한다. 접합성 시트는 본딩 시트(Bonding sheet)와 같은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지에서 선택될 수 있다. 본딩 시트는 일반적으로, PCB, FPCB(Flexible PCB), 메탈 PCB 등에서 동박을 열압착하여 접착하는데 사용되는 시트로서, 프리프레그(Prepreg)나 접착필름 등을 포함한다. 접합성 시트의 열전달 효과를 높이기 위하여 그 시트 내에 필러가 포함될 수 있다. 접합성 시트에는 레이저 또는 기계적 가공 방법으로 개구공(13)이 형성될 수 있다. 본딩 시트는 전주도금용 기판(10) 상에 적층된 상태에서 대략 150의 온도에서 1 시간 정도 실시되는 열압착 공정을 통해 전주도금용 기판(10) 상에 접합되고 경화된다. 상온 접착성 테이프는 상온에서 압착 접착된다.
이어서, 금속 배선 패턴 형성 방법은 도 1b와 같이 전기 도금, 무전해 도금 등의 도금 공정을 실시하여 개구공(13) 내에 금속을 도금한다. 도금 공정은 개구공(13) 내에 성장되는 금속의 높이가 레지스터층(12)의 표면 보다 소정 높이(h1) 만큼 높아질 때까지 실시된다. 따라서, 도 1b의 도금 공정 후에, 금속 배선 패턴(20)의 상단은 레지스트층(12)의 표면 보다 높게 돌출된다.
금속 배선 패턴(20)은 각종 전자 부품의 전원 배선, 신호 배선, 안테나 배선으로 패터닝될 수 있다.
금속이 레지스터층(12) 위로 성장하면, 레지스터층(12) 위로 돌출되는 도금 금속의 헤드 부분이 그 아래보다 더 넓게 퍼져 후공정에서 접합성 시트(22)와의 접합면이 더 넓어진다. 개구공(13) 내에 형성되는 금속 배선 패턴(20)은 도금이 가능한 금속으로서 예컨대, 구리(Cu), 니켈(Ni) 금(Au), 크롬(Cr), 은(Ag), 백금(Pt) 중 어느 하나 이상을 포함한다.
일반적인 스테인레스 기판은 동 도금 진행시에 부착력이 약해 니켈 스트라이크 처리를 한 후에 동 도금을 실시하여 도금 접착력을 향상시키지만 , 본 발명은 도금 금속이 쉽게 박리되어야 하므로 전주도금용 기판(10)은 도금 공정에서 니켈 스트라이크 처리 없이 직접 도금될 수 있다. 한편, 메탈 PCB와 같은 전자 부품의 경우에 동 배선 두께가 10 ~ 80 μm 정도로 비교적 두껍기 때문에 동 도금의 장시간 진행시에 발생되는 도금 스트레스로 인하여 전사 전에 동 도금 부분이 전주도금용 기판(10)으로부터 떨어질 수 있다. 이러한 문제를 고려하여, 전주도금용 기판(10)에서 도금이 진행되는 부분 즉, 개구공(13)에 노출되는 부분에만 표면이 거칠게 되도록 거칠기(roughness) 가공될 수 있다.
이어서, 금속 배선 패턴 형성 방법은 도 1c와 같이 전주도금용 기판(10) 상에 레지스터층(12)이 잔류하고 있는 상태에서 접합성 시트(22)를 레지스터층(12)과 금속 배선 패턴(20)에 열압착하여 접합한다. 접합성 시트(22)는 본딩 시트로 선택될 수 있다. 이 때, 금속 배선 패턴(20)의 넓은 헤드 부분이 접합성 시트(22) 내에 압입된다. 그리고 금속 배선 패턴 형성 방법은 전주도금용 기판(10)을 구부리면서 접합성 시트(22)를 박리하여 금속 배선 패턴(20)이 접합된 접합성 시트(22)를 전주도금용 기판(10)으로부터 분리한다. 레지스트층(12)과 전주도금용 기판(10)의 부착력이 레지스트층(12)과 접합성 시트(22)의 부착력 보다 크다. 따라서, 도 1c와 같은 전주도금용 기판(10)과 레지스터층(12)의 표면이 매끄럽기 때문에 전주도금용 기판(10)을 구부리면 금속 배선 패턴(20)이 접합된 접합성 시트(22)가 쉽게 박리된다.
마지막으로, 금속 배선 패턴 형성 방법은 금속 배선 패턴(20)이 노출되도록 접합성 시트(22)의 배면을 전자 부품용 기판(24)에 열압착하여 접합한다.
본 발명의 금속 배선 패턴 형성 방법은 PCB, FPCB, 메탈 PCB 등의 전자 부품의 금속 배선 패턴을 형성하는 방법으로 이용될 수 있다. 메탈 PCB의 경우에, 접합성 시트(22)에는 열전달 필러 예를 들어, 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹 필러가 첨가될 수 있다. FPCB에서, 폴리이미드(polyimide) 필름이 전자 부품용 기판(24)으로 사용될 수 있다. 메탈 PCB에서, 알루미늄과 같은 금속판이 전자 부품용 기판(24)으로 사용될 수 있다. 전자 부품용 기판(24)은 알루미나와 같은 세라믹 기판으로 제작되거나, 히트 싱크(heat sink)로 제작될 수도 있다.
전주도금용 기판(10)은 레지스트층(12)이 적층된 상태를 유지하므로 여러 차례의 전사 공정에서 반복 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 금속 배선 패턴 형성 방법은 레지스트 재료의 낭비를 최소화하고 레지스트 제거 공정이나 금속 식각 공정 등이 없으므로 공정 수를 줄일 수 있다.
접합성 시트(22)와 금속 배선 패턴(20)의 부착력을 높이기 위하여, 도 2와 같이 금속 배선 패턴(20)의 헤드 표면을 화확적 에칭(etching)을 통해 미세한 요철부(20a)를 형성하거나 혹은, 기계적 연마를 통해 금속 배선 패턴(20)의 헤드 표면을 거칠게 할 수 있다.
전자 부품의 열이 후면의 전자부품용 기판으로 직접 방출될 수 있는 통로를 확보하기 위하여, 접합성 시트(22)에는 도 3과 같이 개구공(23)이 형성될 수 있다. 접합성 시트(22)의 절연체층은 LED와 같은 전자 부품의 열전달 통로에서 병목 현상을 유발한다. 전자 부품의 바로 아래에서 접합성 시트(22)에 개구공(23)을 형성하면, 그 전자 부품과 전자부품용 기판(또는 금속판) 사이의 열전달 통로에 절연체층이 없으므로 전자 부품의 열이 전자부품용 기판으로 직접 전달될 수 있다. 이러한 방열 구조는 전자 부품의 신뢰성을 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 제공한다. 일 예로, LED의 방열이 신속히 이루어지면 LED의 열 저항이 낮아지고 열이 신속히 방열되어 LED의 효율이 높아지고 신뢰성이 향상되며 수명이 연장될 수 있다.
개구공(23)은 금속 배선 패턴(20)의 전사 이전에 접합성 시트(22)에 미리 형성되거나, 금속 배선 패턴(20)의 전사 후에 형성될 수도 있다. 도 3과 같이, 개구공(23)을 포함한 접합성 시트(22)는 레지스트층(12)과 도금된 금속 배선 패턴(20) 상에 열압착된다. 이어서,금속 배선 패턴(20)이 접합된 접합성 시트(22)는 전주도금 기판(10)과 레지스트층(12)으로부터 박리된 후에, 전자 부품용 기판(24)에 열압착된다.
한편, 금속 배선 패턴 형성 방법에서 개구공(23)을 포함한 접합성 시트(22)가 사용되지 않고 금속 배선 패턴(20)의 전사 이후(도 1d 공정 이후)에 레이저 가공이나 기계적 가공을 이용하여 접합성 시트(22)에 개구공(23)이 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자 부품의 다양한 단면 구조들을 보여 주는 단면도들이다. 이 전자 부품의 금속 배선 패턴은 전술한 금속 배선 패턴 형성 방법을 이용하여 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 전자 부품은 LED(Light Emitting Diode) 패키지(100), LED의 애노드 및 캐소드 리드 단자에 연결된 금속 패턴(20), 금속 패턴(20)이 접합된 접합성 시트(22), 접합성 시트(22)가 접합된 전자 부품용 기판(24), 전자 부품용 기판(24)과 히트 싱크(28) 사이에 형성된 열 인터페이스 재료(Thermal Interface Material, TIM)(26) 등을 포함한다.
히트 싱크(28)는 알루미늄과 같은 금속으로 제작되고 방열 효과를 높이기 위하여 표면에 요철부를 포함하여 LED 패키지(100)의 열을 외부를 방출한다.
금속 패턴(20), 접합성 시트(22), 및 전자 부품용 기판(24)은 전술한 금속 배선 패턴 형성 방법으로 형성된다. 금속 패턴(20)은 솔더링을 통해 LED 패키지(1O0)의 애노드 및 캐소드 리드 단자에 연결된다. 도 4와 같은 메탈 PCB 구조에서, 전자 부품용 기판(24)은 알루미늄 기판일 수 있고, 접합성 시트(22)에는 열전달 효율을 높이기 위하여 세라믹 필러가 첨가될 수 있다.
열 인터페이스 재료(26)로는 써멀 그리스(Thermal grease)나 써멀 패드(Thermal Pad) 등이 선택될 수 있다.
이웃한 금속 배선 패턴들(20) 사이의 개구공과, 접합성 시트(22)의 개구공은 LED 패키지(100) 아래에 위치하여 LED 패키지(100)의 캐소드와 애노드를 절연하고 LED 패키지(100)와 전자 부품용 기판(24) 사이의 방열 통로를 확보한다.
전자 부품용 기판(24), 열 인터페이스 재료(26) 및 히트 싱크(28)는 도 5와 같이 하나의 히트 싱크(30)로 일체화될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 전자 부품은 LED 패키지(100), LED의 애노드 및 캐소드 리드 단자에 연결된 금속 패턴(20), 금속 패턴(20)이 접합된 접합성 시트(22), 접합성 시트(22)가 접합된 전자 부품용 기판(24), 전자 부품용 기판(24)과 히트 싱크(28) 사이에 형성된 열 인터페이스 재료(26), LED 패키지(100)와 전자 부품용 기판(24) 사이에 연결된 열전달체(40) 등을 포함한다.
금속 패턴(20), 접합성 시트(22), 및 전자 부품용 기판(24)은 전술한 금속 배선 패턴 형성 방법으로 형성된다. 금속 패턴(20)은 솔더링을 통해 LED 패키지(1O0)의 애노드 및 캐소드 리드 단자에 연결된다. 도 6과 같은 메탈 PCB 구조에서, 전자 부품용 기판(24)은 알루미늄 기판일 수 있고, 접합성 시트(22)에는 열전달 효율을 높이기 위하여 세라믹 필러가 첨가될 수 있다. 열 인터페이스 재료(26)로는 써멀 그리스나 써멀 패드 등이 선택될 수 있다.
열전달체(40)는 솔더링이 가능한 금속 또는, 은(Ag)이나 동(Cu) 분말이 포함된 에폭시(Epoxy)일 수 있다. 열전달체(40)는 이웃한 금속 배선 패턴들 사이의 개구공과, 접합성 시트(22)의 개구공을 통해 LED 패키지(100)의 저면 금속과 전자 부품용 기판(24)을 연결한다. LED 패키지(100)의 패키지 바디 내에는 LED 칩과 연결되는 금속 코아가 내장될 수 있다. 금속 코아의 저면은 LED 패키지(100)의 패키지 바디 저면으로 노출되고, 열전달체(40)와 연결된다.
열전달체(40)를 솔더링 금속으로 구현하는 경우에, 전자 부품용 기판(24)의 표면에는 솔더링 부분에 니켈(Ni)/금(Au) 도금될 수 있다. 이러한 추가 도금은 금속 배선 패턴(20)의 도금과 동시에 실시될 수 있다. 니켈(Ni)/금(Au)이 도금 부분에서 솔더링된다. 열전달체(40)를 은(Ag)/동(Cu) 나노 입자가 첨가된 Ag/Cu 에폭시로 구현하는 경우에, 솔더링 없이 열전달체(40)가 접합되므로 전자 부품용 기판(24)과 금속 배선 패턴(20)에 추가 도금할 필요가 없다.
열전달체(40)를 통해 LED 패키지(100)의 열을 전자 부품용 기판(24)에 직접 전달하므로 열전달에서 병목 현상을 일으키는 수지층을 경유하지 않고 방열할 수 있다.
금속 배선 패턴들(20) 사이의 개구공과, 접합성 시트(22)의 개구공은 LED 패키지(100) 아래에 위치하여 LED 패키지(100)의 캐소드와 애노드를 절연한다.
전자 부품용 기판(24), 열 인터페이스 재료(26) 및 히트 싱크(28)는 도 7과 같이 하나의 히트 싱크(30)로 일체화될 수 있다.
본 발명은 다른 실시예로서, 도 6 및 도 7에서 열 인터페이스 재료(26)와 히트 싱크(28)를 생략하여 도 8과 같은 방열 구조를 구현할 수 있다. 본 발명은 또 다른 실시예로서, 도 9와 같이 개구공(23)이 없는 접합성 시트(22)로 금속 배선 패턴(20)을 히트 싱크(30)에 직접 접합할 수도 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 부품의 방열 구조를 나타낸다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 전자 부품용 기판(24) 상에는 다수의 LED 패키지들(100)가 실장될 수 있다. 도 10 및 도 11에서, LED 패키지들(100)을 직렬 또는 병렬 연결하는 금속 배선 패턴(20)은 생략되어 있다. LED 패키지들(100)의 열은 접합성 시트(22)의 개구공을 포함한 방열 통로를 통해 전자 부품용 기판(24)을 통해 외부로 방열된다.
전술한 실시예에서 설명된 LED 패키지들(100)과 그 방열 구조는 형광등, 백열등, 가로등, 보도등, 자동차 램프 등 기존의 조명 장치를 대체할 수 있는 조명 장치로 구현될 수 있다. 일 예로, 도 10과 같은 LED 패키지들(100)과 그 방열 구조는 도 11과 같이 투명 렌즈 기재(64)와 백 커버(62) 사이의 내부 전자 부품 설치 공간에 설치될 수 있다. 투명 렌즈 기재(64)와 백 커버(62) 사이의 공간은 외부로부터 내부 전자 부품 설치 공간으로 침투될 수 있는 수분, 먼지 등을 차단하는 실리콘이나 고무로 밀봉된다. 투명 렌즈 기재(64)와 백 커버(62) 사이의 공간이 완전히 밀봉되면, LED 패키지들(100)과 그 방열 구조가 내부 전자 부품 실장 공간에만 한정되므로 그 LED 패키지의 열이 외부로 방열되는 통로가 차단된다.
이러한 조명 장치의 내외부 방열 차단 문제를 해결하기 위하여, 조명 장치의 내부 전자 부품 실장 공간과, 외부 대기 사이의 방열 통로를 확보하기 위하여, 전자 부품용 기판(24)을 확장하여 그 기판(24)의 일부를 투명 렌즈 기재(64)와 백 커버(62) 사이의 공간을 통해 외부로 노출할 수 있다. 본 발명은 전자 부품용 기판(24)의 노출 부분을 제외하고, 투명 렌즈 기재(64)와 백 커버(62) 사이의 공간을 실리콘이나 고무로 밀봉하여 외부의 수분이나 먼지 침투 경로를 차단한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 전주도금용 기판 12 : 레지스터층
13 : 레지스터층의 개구공 20 : 금속 배선 패턴
22 : 접합성 시트 23 : 접합성 시트의 개구공
24 : 전자 부품용 기판 26 : 열 인터페이스 재료
28 : 히트 싱크 100 : LED 패키지
13 : 레지스터층의 개구공 20 : 금속 배선 패턴
22 : 접합성 시트 23 : 접합성 시트의 개구공
24 : 전자 부품용 기판 26 : 열 인터페이스 재료
28 : 히트 싱크 100 : LED 패키지
Claims (12)
- (A) 전주도금용 기판 상에 개구공을 갖는 레지스트층을 접합하는 단계;
(B) 도금을 실시하여 상기 레지스트층의 개구공 내에 금속 배선 패턴을 형성하는 단계;
(C) 상기 레지스트층이 상기 전주도금용 기판 상에 잔류한 상태에서 접합성 시트를 상기 금속 배선 패턴에 접합하는 단계;
(D) 상기 금속 배선 패턴이 접합된 접합성 시트를 상기 레지스트층이 잔류하는 전주도금용 기판으로부터 박리하는 단계; 및
(E) 상기 금속 배선 패턴이 접합된 접합성 시트를 전자 부품용 기판에 접합하는 단계를 포함하고,
상기 금속 배선 패턴의 상단은 상기 레지스트층의 표면 보다 높게 돌출되는 것을 특징으로 하는 금속 배선 패턴 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 레지스트층 위로 돌출된 상기 금속 배선 패턴의 헤드 부분이 그 아래 의 금속 배선 패턴의 하부에 비하여 넓은 것을 특징으로 하는 금속 배선 패턴 형성 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 금속 배선 패턴의 헤드 부분은 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속 배선 패턴 형성 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 (C) 단계에서,
상기 접합성 시트는 개구공을 갖는 것을 특징으로 하는 금속 배선 패턴 형성 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 (E) 단계 이후에 상기 접합성 시트에 레이저를 조사하여 상기 접합성 시트에 개구공을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 패턴 형성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전주도금용 기판은 금속 기판이고,
상기 레지스트층은 레지스트, 포토 솔더 레지스트(Photo solder resist, PSR), 상온 접합성 테이프, 양면 접착 테이프, 본딩 시트 중 어느 하나이고,
상기 전자 부품용 기판은 폴리이미드 필름, 금속 기판, 히트 싱크 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속 배선 패턴 형성 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에서 형성된 상기 금속 배선 패턴;
상기 금속 배선 패턴이 표면에 형성된 접합성 시트; 및
상기 접합성 시트가 접합된 전자 부품용 기판을 포함하고,
상기 금속 배선 패턴은 전자 부품의 단자에 연결되고,
상기 접합성 시트는 상기 전자 부품의 아래에 방열 통로를 확보하기 위한 개구공을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품. - 제 7 항에 있어서,
상기 전자 부품은,
LED 패키지가 실장될 수 있는 된 PCB(Printed Circuit Board), 상기 LED 패키지가 실장될 수 있는 FPCB(Flexible PCB), 및 와 상기 LED 패키지가 실장될 수 있는 메탈 PCB(Metal PCB) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자 부품. - 제 7 항에 있어서,
상기 전자 부품은,
LED 패키지와 히트 싱크를 포함하고,
상기 LED 패키지의 캐소드 및 애노드 리드 단자는 상기 금속 배선 패턴에 연결되고,
상기 전자 부품용 기판과 상기 히트 싱크 사이에 열 인터페이스 재료(TIM)가 형성되고,
이웃한 금속 배선 패턴들 사이의 개구공과 상기 접합성 시트의 개구공은 상기 LED 패키지의 캐소드와 애노드를 절연하고 상기 LED 패키지의 방열 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 부품. - 제 9 항에 있어서,
상기 LED 패키지의 저면에 노출된 금속과 상기 전자 부품용 기판을 직접 연결하는 열전달체를 포함하고,
상기 열전달체는 이웃한 금속 배선 패턴들 사이의 개구공과 상기 접합성 시트의 개구공 내에 위치하고,
상기 열전달체는 금속과 은/구리를 포함한 에폭시(Ag/Cu epoxy) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자 부품. - 제 9 항에 있어서,
상기 LED 패키지의 저면에 노출된 금속과 상기 전자 부품용 기판을 직접 연결하는 열전달체를 포함하고,
상기 열전달체는 이웃한 금속 배선 패턴들 사이의 개구공과 상기 접합성 시트의 개구공 내에 위치하고,
상기 열전달체는 솔더링 금속으로 형성되고,
상기 절자 부품용 기판에 상기 솔더링 금속이 형성될 부분에 니켈/금 도금층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 부품. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에서 형성된 상기 금속 배선 패턴;
상기 금속 배선 패턴이 표면에 형성된 접합성 시트; 및
상기 접합성 시트가 접합된 금속판을 포함하고,
상기 금속 배선 패턴은 LED 패키지의 캐소드 및 리드 단자에 연결되고,
상기 접합성 시트는 상기 LED 패키지의 아래에 방열 통로를 확보하기 위한 개구공을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110116323A KR20130051141A (ko) | 2011-11-09 | 2011-11-09 | 조명 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110116323A KR20130051141A (ko) | 2011-11-09 | 2011-11-09 | 조명 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130051141A true KR20130051141A (ko) | 2013-05-20 |
Family
ID=48661222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020110116323A KR20130051141A (ko) | 2011-11-09 | 2011-11-09 | 조명 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130051141A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170070454A (ko) | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 주식회사 동진쎄미켐 | 전주도금방식을 이용하는 금속배선 형성방법 및 이에 사용되는 메탈 페이스트 조성물 |
| WO2020050471A1 (ko) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | (주)맨지온 | 엘이디 조명장치 |
| KR20220001974A (ko) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 한국광기술원 | Fpcb를 이용한 차량용 광원장치 |
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2011
- 2011-11-09 KR KR1020110116323A patent/KR20130051141A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR20170070454A (ko) | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 주식회사 동진쎄미켐 | 전주도금방식을 이용하는 금속배선 형성방법 및 이에 사용되는 메탈 페이스트 조성물 |
| WO2020050471A1 (ko) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | (주)맨지온 | 엘이디 조명장치 |
| KR20220001974A (ko) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 한국광기술원 | Fpcb를 이용한 차량용 광원장치 |
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