KR20130053873A - 백라이트 유닛용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20130053873A
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홍승권
이혁수
조인희
박현규
김민재
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유닛용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제공한다. 상기 액정표시장치의 백라이트 유닛용 인쇄회로기판은 베이스기판 상에 형성된 절연층 및 상기 절연층 상에 형성된 회로패턴을 포함하는 제1 부분; 상기 베이스기판 상에 형성된 상기 절연층을 포함하는 제2 부분; 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계 부분에 형성되며, 상기 절연층과 상기 베이스기판의 일부가 제거됨으로써 형성된 홈부를 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 상기 홈부 부근에서 절곡된 절곡 인쇄회로기판이다. 본 발명에 따라, 평면형 인쇄회로기판이 절곡되어 L형상이 되는 경우에도, 절곡되는 부분에 홈부가 형성되어 있기 때문에, 절연층이 포개지는 것에 따라 밀리거나 인쇄회로기판이 휘는 문제점이 제거될 수 있다.

Description

백라이트 유닛용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법{Printed Circuit Board for backlight unit and manufacturing method therefor}
본 발명은 백라이트 유닛용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전자기기 산업이 발전함에 따라 각종 표시장치들이 개발되고 있으며 이를 이용한 영상기기, 컴퓨터, 이동통신 단말기 등이 개발되고 있는 추세이다. 이러한 추세를 반영하여 등장한 액정표시장치(LCD)는 현재 모니터와 이동통신 단말기 등의 표시장치로서 각광받고 있다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는 액정의 전기·광학적 성질을 표시장치에 응용한 것으로 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전기소자이다. 동작전압이 낮아서 소비전력이 적고 휴대용으로 편리해 널리 사용하는 평판 디스플레이이다.
LCD는 스스로 빛을 내는 자기발광성이 없어 항상 모든 LCD에는 백라이트(Backlight)가 필요하다. 백라이트는 LCD의 광원역할을 하는데 액정모듈의 후면에서 빛을 조사시키기 위하여 광원자체를 포함하여 광원의 구동을 위한 전원 회로 및 균일한 평면광을 이루도록 해주는 일체의 부속물을 이루는 복합체를 백라이트 유닛(Backlight Unit: BLU)이라고 한다. 상기 LCD를 조명하기 위한 광원으로 근래에는 발광다이오드(LED)를 이용한 백라이트 유닛이 제안되었다. LED는 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상을 이용하여 빛을 발생시키는 발광소자이다. 상기와 같은 LED는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명이 길며, 전기 에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 에너지 효율이 높음과 동시에 낮은 동작전압을 갖는다는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 액정표시장치는 통상 상부 섀시(10), 액정패널(20), 하부 섀시(30), 다수의 광학시트(70), 도광판(60), 백라이트 유닛(40)을 포함한다.
백라이트 유닛(40)은 액정패널(20)에 시인성을 부여하기 위한 발광수단이다. 백라이트 유닛(40)으로부터의 광은 도광판(60)을 통해 액정패널(20)에 제공된다. 다수의 광학시트(70)는 백라이트 유닛(40)으로부터 방출되는 광의 효율을 증가시키기 위한 시트들이다.
백라이트 유닛(40)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)(50)상에 LED와 같은 복수개의 광원소자(42)가 탑재되어 형성된다.
도 3은 종래 백라이트 유닛용 인쇄회로기판의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 인쇄회로기판(50)은 메탈 플레이트, 메탈 플레이트의 전면에 형성된 절연층 및 패턴부로 구성된다. 패턴부는 그 일 면 상에 광원소자(42)를 수납하는 부분인 패드(PAD)부(52)와 상기 광원소자(42)에 대한 전기신호의 접속을 위한 스트링(String) 배선이 형성된 스트링부(54)를 포함한다. 인쇄회로기판(50)는 액정표시장치에 실장되는데, 방열 등의 이유로 L형상을 가지며, 액정표시장치의 폭에 대응하여 위치하는 수직부분과 액정표시장치의 면에 대응하여 위치하는 수평부분을 포함한다. 일반적으로 광원소자(42)는 측면으로부터 광을 방출하는 것이 바람직하므로, 인쇄회로기판(50)의 수직 부분에 실장되어 있다.
이러한 인쇄회로기판(50)는 수평형 메탈 플레이트 상에 절연층을 형성하고 절연층 상에 회로를 위한 패턴부를 형성한 후 L자형을 갖도록 절곡함으로써 형성된다. 이 경우, L자형으로 절곡할 때 메탈 플레이트로 인해 절곡이 어려울 뿐만 아니라 절곡부에 스트레스가 집중되어 소정길이를 갖는 메탈 플레이트 자체가 휘는 문제가 발생하였다.
또한, 이로 인해 절연층이 메탈 플레이트로부터 분리(delamination)될 수 있다. 특히 절곡부에서는 이러한 현상이 심각하게 나타난다. 절곡부에서 메탈 플레이트로부터 절연층의 분리(delamination)는 이물을 생성시킬 수 있고 이러한 이물이 LED의 발광에 영향을 미치는 경우 LCD에 큰 영향을 미칠 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 L형 인쇄회로기판의 제조시 절연층의 손상이나 인쇄회로기판의 휨을 최소화한 백라이트 유닛용 인쇄회로기판 및 그 제조 방법을 제시하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛용 인쇄회로기판은 베이스기판 상에 형성된 절연층 및 상기 절연층 상에 형성된 회로패턴을 포함하는 제1 부분; 상기 베이스기판 상에 형성된 상기 절연층을 포함하는 제2 부분; 및 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계 부분에 형성되며, 상기 절연층과 상기 베이스기판의 일부가 제거됨으로써 형성된 홈부를 포함하는데 상기 인쇄회로기판은 상기 홈부 부근에서 절곡된 절곡 인쇄회로기판이다.
여기에서, 상기 인쇄회로기판이 상기 액정표시장치에 실장될 때, 상기 제1 부분은 상기 액정표시장치의 폭에 대응하여 위치되고, 상기 제2 부분은 상기 액정표시장치의 면에 대응하여 제2 부분을 위치된다.
상기 제1 부분은 상기 회로패턴 상에 형성된 솔더 레지스트층을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스기판에서의 상기 홈부의 깊이는 상기 베이스기판의 전체 폭의 1/2 이내의 범위에서 결정될 수 있다.
상기 홈부는 직사각형의 단면 형상을 가질 수 있다.
상기 홈부는 V형의 단면 형상을 가질 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 백라이트 유닛을 채용한, 액정표시장치(LCD), 휴대폰 또는 타블릿 PC에 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛용 인쇄회로기판은 액정표시장치의 백라이트 유닛용 인쇄회로기판을 제조하는 방법은 베이스기판 상에 절연층 및 상기 절연층 상에 회로패턴을 형성하여 평면형 인쇄회로기판을 형성하며; 상기 평면형 인쇄회로기판을 상기 절연층과 상기 회로패턴을 포함하는 제1 부분과 상기 절연층을 포함하는 제2 부분으로 분할하고; 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계 부분에 상기 절연층과 상기 베이스기판의 일부를 제거함으로써 홈부를 형성하며; 상기 평면형 인쇄회로기판을 상기 홈부 부근에서 절곡함으로써 절곡 인쇄회로기판을 형성하는 것을 포함한다.
상기 평면형 인쇄회로기판을 형성하는 것은 상기 회로패턴 상에 솔더 레지스트층을 형성하는 것을 더 포함한다.
상기 홈부는 레이저, 라우터 또는 그라인더를 이용하여 기계적으로 가공된다.
본 발명에 따라, 평면형 인쇄회로기판이 절곡되어 L형상이 되는 경우에도, 절곡되는 부분에 홈부가 형성되어 있기 때문에, 절연층이 포개지는 것에 따라 밀리거나 인쇄회로기판이 휘는 문제점이 제거될 수 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 종래 백라이트 유닛용 인쇄회로기판의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛용 인쇄회로기판의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄회로기판을 나타낸 도면이다.
도 4의 상부에는 평면형 백라이트 유닛용 인쇄회로기판이 도시되어 있으며, 도 5의 중심에는 평면형 백라이트 유닛용 인쇄회로기판을 I-II 을 따라 절단한 단면이 나타나 있다. 도 5의 하부에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 L형 인쇄회로기판이 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판은 제1 부분(160) 및 제2 부분(170)을 포함한다. 제1 부분(160)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 광원소자를 위한 회로패턴이 형성된 회로패턴이 형성되어 있으며, 추후 광원소자가 실장된다. 구체적으로, 제1 부분(160)에는 절연층(120) 뿐만 아니라 회로패턴(132) 및 솔더 레지스트층(140)이 형성되어 있다.
또한, 제2 부분(170)은 인쇄회로기판의 제1 부분(160)으로부터 대략 수직으로 연장되어 상기 제1 부분(160)을 지지하며, 광원소자로부터 발생하는 열을 방출한다. 본 실시예에서 제2 부분(170)에 절연층(120)이 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
다른 실시예에 따라, 절연층(120)이 제2 부분(170)에는 형성되지 않을 수 있다. 광원소자 예컨대, LED가 제1부분(160)에 실장되기 때문에, 광원소자가 실장되지 않는 제2 부분(170)에는 절연층(120)을 형성하지 않는다. 이 경우, 절연층의 재료가 절감되며, 절연층(120)의 베이스 기판(110)으로부터의 분리(delamination)가 최소화된다.
제1 부분(160)은 백라이트 유닛용 인쇄회로기판이 액정표시장치에 실장 또는 장착될 때, 액정표시장치의 폭에 대응한 부분에 위치된다. 제1 부분(160)은 인쇄회로기판이 절곡된 후 액정표시장치에 실장될 때, 액정표시장치의 폭에 대응한 부분에 위치되며, 제2 부분(170)은 인쇄회로기판이 절곡된 후 액정표시장치에 실장될 때, 액정표시장치의 면에 대응한 부분에 위치된다. 그에 따라, 제1 부분(160)에 실장되는 광원소자들로부터의 광이 액정표시장치의 측면으로부터 액정표시장치의 중심으로 진행한다.
또한, 인쇄회로기판 상에서 제1 부분(160)과 제2 부분(170)의 경계 부근에 홈부(150)가 형성되어 있다. 평면형 인쇄회로기판은 L 형상을 갖도록 굽힘 가공에 의해 절곡된다. 이 경우, 평면형 인쇄회로기판의 절곡되는 부분 즉, 제1 부분(160)과 제2 부분의 경계 부근에서 절연층(120) 및 베이스기판(110)의 일부를 제거한다(S4). 이 공정은 레이저, 라우터, 그라인더를 이용하여 기계적으로 절연층(120) 및 베이스기판(110)의 일부를 제거함으로써 수행될 수 있다.
또한, 절연층(120)이 제1 부분(160)에만 형성되는 경우에 절곡시의 응력 집중으로 제1부분을 포함한 베이스기판 전체가 휠 수 있다. 이 경우에도 평면형 인쇄회로기판의 절곡되는 부분에 홈부(150)를 형성함으로써 기판의 휨이 최소화된다.
여기에서, 베이스기판(110)에서의 홈부(150)의 깊이는 베이스기판(110)의 전체 폭의 1/2을 초과하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 홈부(150)의 깊이는 베이스기판(110)의 전체 폭의 1/2 이내의 범위에서 결정되는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 홈부(150)의 깊이가 베이스기판(110) 폭의 1/2을 초과하면, 즉 홈부(150)가 베이스기판(110)에 너무 깊이 형성되면 L형 인쇄회로기판에서 제2 부분(170)이 제1 부분(160)을 지지하는 힘이 약해지기 때문이다.
또한, 홈부(150)의 단면 형상은 본 실시예에서는 대략 직사각형이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 형상도 가능하다. 예컨대, 홈부(150)는 V 형상의 단면을 가질 수 있다. V 형상의 홈부(150)는 V-cut 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 이 경우에도, 홈부는 제1 부분(160)과 제2 부분(170) 사이의 경계 부근에서 절연층(120)과 베이스기판(110)의 일부가 제거됨으로써 형성될 수 있다. 직사각형의 단면을 갖는 홈부(150)와 비교하여 베이스기판(110)에서의 홈부(150)의 깊이가 더 깊을 수 있다. 왜냐하면, 홈부의 단면이 V형상이면, 직사각형 형상과 동일한 깊이인 경우 베이스기판(110)의 제거된 부분이 더 작기 때문이다. 즉, 홈부(150)가 직사각형 형상의 홈부보다 베이스기판(110)에서 더 깊이 형성되더라도 지지력이 비교적으로 감소되지 않는다.
이와 같이, 평면형 인쇄회로기판이 도 4의 하부에 도시된 바와 같이, 절곡되어 L형상이 되는 경우에도, 절곡되는 부분에 홈부(150)이 형성되어 있기 때문에, 절연층(120)이 포개지는 것에 따라 밀리거나 인쇄회로기판이 휘는 문제점이 제거된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛용 인쇄회로기판의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 베이스기판(110) 상에 절연층(120)을 형성하고 절연층(120) 상에 구리 등의 금속을 이용하여 금속층(130)을 형성한다(S1). 베이스기판(110)은 알루미늄(Al)로 이루어지는 것이 바람직하며, 당업자에게 자명한 어떠한 금속으로도 만들어질 수 있다. 상기 절연층(120)의 재료는 폴리이미드를 사용하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 폴리에스테르, 에폭시수지, 페놀수지등도 절연층(120)의 재료가 될 수 있다. 금속층(130)은 구리(Cu) 등과 같은 금속을 이용하여 형성될 수 있다.
금속층(130)을 형성한 후 금속층(130)을 패터닝하여 회로패턴(132)을 형성한다(S2). 회로패턴(132)은 추후 인쇄회로기판 상에 실장되는 광원소자를 위한 배선을 위한 것이다. 이어서, 회로패턴(32)에서 납걸침(Solder Bridge) 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 솔더 레지스트(SR: Solder Regist) 또는 PSR(Photo-imageable Solder Resist (PSR)(140)을 회로패턴(32) 상에 도포한다(S3).
이렇게 하여 평면형 인쇄회로기판이 형성되는데, 이 평면형 인쇄회로기판은 L 형상을 갖도록 굽힘 가공을 통해 절곡된다. 이를 위해 평면형 인쇄회로기판의 절곡되는 부분에서 절연층(120) 및 베이스기판(110)의 일부를 제거한다(S4). 이를 위해 절연층이 형성된 베이스기판(110)의 절곡되는 부분에서 레이저, 라우터, 그라인더를 이용하여 기계적으로 절연층(120) 및 베이스기판(110)의 일부를 제거하여 홈부(150)를 형성한다. 홈부(150)는 평면형 인쇄회로기판이 절곡된 후 액정표시장치에 실장될 때, 액정표시장치의 폭에 대응한 부분에 위치되는 제1 부분(160)과 액정표시장치의 면에 대응한 부분에 위치되는 제2 부분(170)의 경계 부근에 형성된다.
그에 따라, 평면형 인쇄회로기판이 절곡되어 L형상이 되는 경우에도, 절곡되는 부분에 홈부(150)이 형성되어 있기 때문에, 절연층(120)이 포개지는 것에 따라 밀리거나 인쇄회로기판이 휘는 문제점이 제거된다.
한편, 전술한 실시예에서는 본 발명의 L형 인쇄회로기판이 LCD에 사용되는 것으로 한정하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 백라이트 유닛이 사용될 수 있는 어떠한 장치에도 적용가능하다. 예컨대, 본 발명은 휴대폰, 타블릿(tablet) PC를 포함하여 다양한 디스플레이 분야에 채용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 백라이트 유닛용 인쇄회로기판에 있어서,
    베이스기판 상에 형성된 절연층 및 상기 절연층 상에 형성된 회로패턴을 포함하는 제1 부분;
    상기 베이스기판 상에 형성된 상기 절연층을 포함하는 제2 부분;
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계 부분에 형성되며, 상기 절연층과 상기 베이스기판의 일부가 제거됨으로써 형성된 홈부를 포함하고,
    상기 인쇄회로기판은 상기 홈부 부근에서 절곡된 절곡 인쇄회로기판인 백라이트 유닛용 인쇄회로기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판이 상기 액정표시장치에 실장될 때, 상기 제1 부분은 상기 액정표시장치의 폭에 대응하여 위치되고, 상기 제2 부분은 상기 액정표시장치의 면에 대응하여 위치되는 백라이트 유닛용 인쇄회로기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 회로패턴 상에 형성된 솔더 레지스트층을 더 포함하는 백라이트 유닛용 인쇄회로기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스기판에서의 상기 홈부의 깊이는 상기 베이스기판의 전체 폭의 1/2 이내의 범위에서 결정되는 백라이트 유닛용 인쇄회로기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 홈부는 직사각형의 단면 형상을 갖는 백라이트 유닛용 인쇄회로기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홈부는 V형의 단면 형상을 갖는 백라이트 유닛용 인쇄회로기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 백라이트 유닛을 채용한, 액정표시장치(LCD), 휴대폰 또는 타블릿 PC에 사용되는 백라이트 유닛용 인쇄회로기판.
  8. 백라이트 유닛용 인쇄회로기판을 제조하는 방법에 있어서,
    베이스기판 상에 절연층 및 상기 절연층 상에 회로패턴을 형성하여 평면형 인쇄회로기판을 형성하며;
    상기 평면형 인쇄회로기판을 상기 절연층과 상기 회로패턴을 포함하는 제1 부분과 상기 절연층을 포함하는 제2 부분으로 분할하고;
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계 부분에 상기 절연층과 상기 베이스기판의 일부를 제거함으로써 홈부를 형성하며;
    상기 평면형 인쇄회로기판을 상기 홈부 부근에서 절곡함으로써 절곡 인쇄회로기판을 형성하는 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 평면형 인쇄회로기판을 형성하는 것은 상기 회로패턴 상에 솔더 레지스트층을 형성하는 것을 더 포함하는 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 홈부는 레이저, 라우터 또는 그라인더를 이용하여 기계적으로 가공되는 제조 방법.
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