KR20130119643A - 전기적으로 절연 고립된 방열 브리지를 가진 방열기판의 구조 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기적으로 절연 고립된 방열 브리지를 가진 방열기판의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방열기판의 구조는, 상부면에 LED칩이나 LED 패키지가 실장되기 위한 실장면을 구비하며 금속재질을 가지는 원기둥 또는 다각기둥구조의 방열 브리지와; 상기 방열 브리지의 측면에 상기 방열 브리지를 둘러싸는 형태로 구비되는 절연층과; 상기 방열 브리지와 이격되어 상기 절연층 상에 형성되며, 상부면이 상기 방열 브리지의 실장면과 동일평면 상에 배치되며 금속재질을 가지는 복수의 회로패턴층을 구비한다. 본 발명에 따르면, 전기적으로 고립된 영역을 가지는 방열브리지를 구비하여 LED칩이나 LED 패키지로부터 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있으며, 제조공정이 용이하고 별도의 단자를 형성하는 공정이 필요없어 공정단순화를 이룰 수 있으며, 효과적인 방열이 가능한 장점이 있다.
Description
본 발명은 전기적으로 절연 고립된 방열 브리지를 갖춘 방열기판의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 금속 기판에 서로 전기적으로 고립된 방열브리지를 형성하고, 방열 브리지 영역에 LED 칩 또는 LED 패키지를 장착하여 방열특성이 개선되고 제조 공정을 단순화 할 수 있는 전기적으로 절연 고립된 방열 브리지를 갖춘 방열기판의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, LED는 주입된 전자와 정공이 재결합할 때 발생하는 에너지를 빛으로 방출하는 다이오드로서, GaAsP 등을 이용한 적색 LED, GaP 등을 이용한 녹색 LED 등이 있다. 또한, 근래에 GaN를 비롯한 질화물을 이용한 질화물 반도체가 우수한 물리, 화학적 특성에 기인하여 현재 광전재료 및 전자소자의 핵심 소재로 각광 받으면서, 질화물 반도체 LED가 주목받고 있다. 질화물 반도체 LED는 녹색, 청색 및 자외선 영역까지의 빛을 생성할 수 있으며, 기술 발전으로 인해 그 휘도가 비약적으로 향상됨에 따라 총천연색 전광판, 조명장치 등의 분야에도 적용되고 있다. 상기 LED는 응용분야에 따라, LED를 탑재하는 다양한 형태의 패키지로 제작되어 적용된다.
한편, LED는 조명장치 등과 같은 고휘도를 필요로 하는 분야에 적용되기 위해 그 소모전력이 증가하게 됨으로써 LED에서 다량의 열이 발생하고, 이러한 열이 효과적으로 패키지의 외부로 방출되지 못하는 경우 LED의 특성이 변화되거나 그 수명이 단축되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
이러한 열 방출의 문제를 해결하기 위해 종래에는, 열 전도성이 우수한 Cu, Al, Ag 등의 금속물질을 이용한 별도의 열방출수단을 LED 패키지에 구비하였다. 상기 Cu, Al, Ag 등의 금속은 열저항이 낮고 열전도도가 높은 금속으로 알려져 있다. 그러나, 종래의 LED 패키지는 상기 열방출 수단을 별도로 제작하여 기판에 부착하는 형태로 LED 패키지의 제작에 추가적인 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 LED 패키지에 사용되는 기판은 열저항이 높고 열전도도가 좋지 않은 세라믹 또는 글라스 재질의 절연기판을 사용하였으므로, 별도의 열방출 수단을 구비하더라고, 기판 자체의 열저항으로 인해 효과적인 방열이 이루어지기 힘든 문제점이 있었다.
도 1은 종래의 방열기판의 구조를 나타낸 것이다.
도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 종래의 방열기판은 금속기판(10)에 돌기부를 갖도록 하고, 상기 돌기부 측면에 절연층(20)과, 상기 절연층(20) 상에 금속물질을 이용하여 회로패턴층(30)을 별도로 형성하는 방식으로 방열기판을 구성하고, 돌기부상에 LED칩(50b)이나 LED 패키지(50a)가 실장되는 구조를 가지고 있다.
그러나 종래의 방열기판은 LED칩(50b) 또는 LED 패키지(50a)가 실장되는 돌기부와 절연층(20) 상에 형성된 회로패턴층(30)의 수평도를 맞추기가 어렵다. 수평도가 맞지 않을 경우 와이어 본딩 불량(fail) 실장 불량을 유발할 수 있고, 돌기부를 노출시키면서 회로패턴층(30)을 형성하기가 어렵다는 문제점이 있다. 또한 공정 난이도가 높고 제조비용이 비싸다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 전기적으로 고립된 방열 브리지를 가진 방열기판의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 방열 특성이 우수하고 제조가 용이한 방열기판의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 LED 칩이나 LED 패키지의 실장이 용이하고 제조비용이 낮으며, 활용도가 넓은 방열기판의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 방열기판의 구조는, 상부면에 LED칩이나 LED 패키지가 실장되기 위한 실장면을 구비하며 금속재질을 가지는 원기둥 또는 다각기둥구조의 방열 브리지와; 상기 방열 브리지의 측면에 상기 방열 브리지를 둘러싸는 형태로 구비되는 절연층과; 상기 방열 브리지와 이격되어 상기 절연층 상에 형성되며, 상부면이 상기 방열 브리지의 실장면과 동일평면 상에 배치되며 금속재질을 가지는 복수의 회로패턴층을 구비한다.
상기 방열 브리지는 하부쪽 폭과 상부쪽 폭이 동일한 구조를 가지거나 하부쪽 폭보다 상부쪽 폭이 더 넓은 구조를 가질 수 있다.
상기 방열브리지는 일자형 구조 또는"T" 자형 구조를 가질 수 있다.
상기 방열기판의 하부면에는 세라믹, 카본 그라파이트 및 금속 중에서 선택된 적어도 하나의 재질의 열확산층이 더 구비될 수 있다.
상기 실장면 및 상기 회로패턴층의 상부면에는 은(Ag), 금(Au), 및 구리(Cu) 중에서 선택된 적어도 하나의 금속을 재질로 하는 금속박막층이 더 구비될 수 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 방열기판의 제조방법은, 상부면 및 하부면을 가지는 금속재질의 베이스 기판을 준비하는 제1단계와; 상기 베이스 기판의 하부면에, 방열브리지 형성영역이 돌출되도록 상기 방열브리지 형성영역을 둘러싸는 형태로 일정패턴의 제1트렌치(trench)를, 상기 베이스 기판을 관통하지 않도록 형성하는 제2단계와; 상기 제1트렌치의 내부에 절연물질을 충진하여 절연층을 형성하는 제3단계와; 상기 베이스 기판의 상부면의 상기 방열브리지 형성영역과 상기 제1트렌치의 경계부위에 상기 제1트렌치의 일부와 관통되는 일정패턴의 제2트렌치를 형성하여, 상기 방열 브리지 형성영역에 방열 브리지를 형성함과 동시에 상기 방열 브리지와 분리되며 상기 절연층 상에 구비되는 복수의 회로패턴층을 형성하는 제4단계를 구비한다.
상기 제1단계와 상기 제2단계 사이에, 상기 베이스 기판의 상면에 은(Ag), 금(Au), 및 구리(Cu) 중에서 선택된 적어도 하나의 금속을 재질로 하는 금속박막층을 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 제1트렌치 및 상기 제2트렌치 형성은 일정패턴의 마스크 패턴을 형성하는 포토(photo) 공정 및 상기 마스크 패턴을 이용한 에칭공정이 이용될 수 있다.
상기 제5단계 이후에, 상기 방열기판의 하부면 상에 세라믹, 카본 그라파이트 및 금속 중에서 선택된 적어도 하나의 재질을 선택하여 열확산층을 형성하는 단계를 구비할 수 있다.
상기 제4단계 이후에, 상기 방열브리지 상부면을 실장면으로 하여 LED 칩 또는 LED 패키지를 실장하고, 상기 LED 칩 또는 상기 LED 패키지의 제1전극 및 제2전극을 상기 복수의 회로패턴층과 각각 본딩결합하는 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 제3단계의 절연물질의 충진은, 스텐실(stencil) 위에 놓인 절연물질을 스퀴저(squeezer)로 밀어 상기 스텐실 상의 오픈된 패턴영역을 통해 상기 절연물질이 상기 제1트렌치 내부에 충진되도록 하고 경화시키는 방법, 또는 액상의 절연물질을 스핀코팅법을 이용하여 충진하고 경화시키는 방법이 이용될 수 있다.
상기 제3단계의 절연물질의 충진 이후에, 상기 베이스 기판의 하부면에 대한 평탄화 공정이 더 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전기적으로 고립된 영역을 가지는 방열브리지를 구비하여 LED칩이나 LED 패키지로부터 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 또한, 방열기판의 일부 영역 자체를 LED와의 전기적 연결을 위한 단자로 사용할 수 있어, 별도의 단자를 형성하는 공정을 생략할 수도 있다. 또한 제조공정이 용이하고 별도의 단자를 형성하는 공정이 필요없어 공정단순화를 이룰 수 있으며, 효과적인 방열이 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래의 방열기판의 구조를 나타낸 것이고,
도 2 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열기판의 제조방법을 공정순서대로 나타낸 공정순서 단면도들이고.
도 17은 도 2 내지 도 16에 의해 완성된 방열기판의 사시도이고,
도 18 및 도 19는 도 17의 방열기판에 LED 칩 또는 LED패키지의 실장구조를 나타낸 도면들이다.
도 2 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열기판의 제조방법을 공정순서대로 나타낸 공정순서 단면도들이고.
도 17은 도 2 내지 도 16에 의해 완성된 방열기판의 사시도이고,
도 18 및 도 19는 도 17의 방열기판에 LED 칩 또는 LED패키지의 실장구조를 나타낸 도면들이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 2 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열기판의 제조방법을 공정순서대로 나타낸 공정순서도들이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부면 및 하부면을 가지는 금속재질의 베이스 기판(110)을 준비한다. 금속 재질의 기판은 별도의 열방출 수단을 구비하지 않고서도 양호한 방열 특성을 얻을수 있다. 상기 베이스 기판(110)은 우수한 열전도도를 갖는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)이 선택될 수 있으며, 이외에 다른 금속을 재질로 할 수도 있다.
이후 상기 베이스 기판(110)의 상부면에 은(Ag), 금(Au), 및 구리(Cu) 중에서 선택된 적어도 하나의 금속을 재질로 하는 금속박막층(120)을 형성할 수 있다.
상기 금속박막층(120)은 상기 베이스 기판(110)의 재질이 구리이거나 빛(광) 반사율이 요구되지 않는 경우에는 형성되지 않을 수 있다.
상기 베이스 기판(110)의 재질이 알루미늄인 경우에는 후속공정에서 LED 칩이나 LED 패키지 등의 실장시 솔더링 물질이 제대로 접착되지 않기 때문에 상기 금속박막층(120)이 필요할 수 있으며, LED 칩이나 LED 패키지 실장시 빛을 잘 반사할 수 있도록 하기 위해 상기 금속박막층(120)이 필요할 수 있다.
이하에서 도 3 내지 도 10의 공정은 베이스 기판(110)의 하부면에 대한 공정이고, 도 11 내지 도 16의 공정들은 상기 베이스 기판(110)의 상부면에 대한 공정이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(110)의 상부면에 보호층(130)을 형성한다. 상기 보호층(130)은 후속공정에서 상기 베이스 기판(110)의 하부면에 대한 공정(예를 들면, 에칭공정 등)진행시 상기 베이스 기판(110)의 상부면을 보호하기 위함이다. 따라서, 별도의 보호가 필요하지 않을 경우 상기 보호층(130)은 형성되지 않을 수 있다.
상기 보호층(130)은 라미네이팅(laminating) 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
또한 상기 베이스기판(110)의 하부면에 포토공정을 위해 드라이 필름 레지스터(dry film resistor)층(140)을 형성한다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(110)의 하부면에 상기 베이스 기판(110)을 관통하지 않도록 하면서 방열브리지 형성영역(A)이 돌출되도록 일정패턴의 제1트렌치(trench)(150)를 형성한다.
즉 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 드라이 필름 레지스터(dry film resistor)층(140)이 형성된 상기 베이스 기판(110)의 하부면에 일정 패턴을 가지는 노광마스크(145)를 이용한 포토공정을 이용해 마스크 패턴(140a)을 형성한다.
상기 마스크 패턴(140a)은 방열브리지 형성영역(A)은 노출시키지 않고 상기 방열브리지 형성영역(A)을 둘러싸고 있는 영역 즉 상기 방열브리지 형성영역(A)를 제외한 영역을 노출시키는 형태의 패턴을 가진다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 패턴(140a)을 에칭마스크로 하여 에칭공정을 수행하여 상기 베이스 기판(110)의 하부면을 에칭하여 제1트렌치(150)를 형성하게 된다. 이때 에칭공정은 상기 베이스 기판(110)을 관통하지 않도록 수행되며, 상기 제1트렌치(150)는 방열브리지 형성영역(A)을 제외하고, 방열브리지 형성영역(A)의 인접영역에 상기 방열브리지 형성영역(A)을 둘러싸는 형태로 형성되게 된다.
이에 따라 상기 베이스 기판(110)의 하부면은 상기 방열브리지 형성영역(A)의 인접영역에 상기 방열브리지 형성영역(A)을 둘러싸는 형태로 상기 제1트렌치(150)가 형성되어, 상기 방열브리지 형성영역(A)만이 돌출된 구조를 가질 수 있다. 즉 "ㅗ " 자형 구조를 가질 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 패턴(140a)을 제거한다. 상기 마스크 패턴(140a)은 스트리핑(stripping) 공정이나 기타 세정공정 등을 통해 제거될 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1트렌치(150)에 절연물질(160)을 충진하여 절연층(160a)을 형성한다. 상기 절연물질(160)의 충진은, 스텐실(stencil)(210) 위에 놓인 절연물질을 스퀴저(squeezer)(220)로 밀어 상기 스텐실(210) 상의 오픈된 패턴영역을 통해 상기 절연물질(160)이 상기 제1트렌치(150) 내부에 충진되도록 하고 경화시키는 방법이 이용될 수 있으며, 이외에 액상의 절연물질을 스핀코팅법을 이용하여 충진하고 경화시키는 방법이 이용될 수 있다.
이후 화학적 기계적 연마(CMP) 공정 등을 통해 상기 베이스기판(110)의 하부면을 평탄화하는 평탄화 공정이 더 수행될 수 있다. 상기 평탄화 공정을 통해 상기 방열브리지 형성영역(A)에 절연물질(160)이 존재하는 경우 이를 제거하는 것이 가능하다.
다른 방법으로 상기 마스크 패턴(140a)이 제거된 상기 베이스 기판(110)의 하부면에 상기 제1트렌치(150)의 내부를 채우도록 절연물질을 증착하고, 화학적 기계적 연마(CMP) 공정 등을 이용하여 연마하여 절연층(160a)을 형성하는 방법이 이용될 수 있다.
상기 절연물질(160)의 충진은 상기 제1트렌치(150)의 내부에만 충진되도록 하며, 상기 절연물질(160)은 에폭시 혼합물, 글래스 또는 폴리머 등이 이용될 수 있으며, 이외에 전기 절연성이 있는 모든 물질이 이용될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(160a)이 형성된 상기 베이스 기판(110)의 하부면에 열확산층(170)을 형성할 수 있다. 상기 열확산층(170)은 세라믹(예를 들면, AlN, BN, AL2O3 등), 카본 그라파이트, 금속 중에서 선택된 적어도 하나를 재질로 하며, CVD, PVD 등의 박막증착공정, 에어로졸 데포지션(Aerosol deposition) 공정, 도금 공정 등을 이용하여 형성할 수 있다. 이외에 세라믹 시트, 카본 그라파이트 시트나 금속시트를 부착하여 형성하는 것도 가능하다.
상기 베이스 기판(110)이 방열기능을 가지는 금속을 재질로 하므로, 상기 열확산층(170)은 필수적인 구성은 아니나, 방열특성을 향상시키기 위해 추가로 형성가능하다.
도 11 내지 도 16의 공정은 상기 베이스 기판(110)의 상부면에 대한 공정임은 이미 설명한 바 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(110)의 상부면에 형성되어 있는 보호필름(130)을 제거한다. 상기 보호필름(130)이 형성되지 않은 경우에는 별도의 제거공정이 필요없다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 베이스기판(110)의 상부면에 포토공정을 위해 드라이 필름 레지스터(dry film resistor)층(180)을 형성한다.
도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(110)의 상부면의 상기 방열브리지 형성영역(A)의 인접부위에 상기 제1트렌치(150)의 일부와 관통되는 일정패턴의 제2트렌치(190)를 형성하여, 상기 방열 브리지 형성영역(A)에 방열 브리지(110a)를 형성함과 동시에 상기 방열 브리지(110a)와 분리되는 복수의 회로패턴층(110b)을 형성한다.
즉 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 드라이 필름 레지스터(dry film resistor)층(180)이 형성된 상기 베이스 기판(110)의 상부면에 일정 패턴을 가지는 노광마스크(185)를 이용한 포토공정을 이용해 마스크 패턴(180a)을 형성한다.
상기 마스크 패턴(180a)은 상기 베이스 기판(110)의 상부면 중 상기 제1트렌치(150)와 상기 방열브리지 형성영역(A)의 경계부분을 노출시키는 형태의 패턴을 가진다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 패턴(180a)을 에칭마스크로 하여 에칭공정을 수행하여 상기 베이스 기판(110)의 상부면을 에칭하여 제2트렌치(190)를 형성하게 된다.
상기 제2트렌치(190)는 상기 제1트렌치(150)의 일부와 관통되도록 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 제2트렌치(190)는 상기 제1트렌치(150) 및 상기 방열브리지 형성영역(A)의 경계 부분에 형성되어, 상기 제1트렌치(150)의 일부와 관통되도록 함에 의해, 상기 방열 브리지 형성영역(A)에 방열 브리지(110a)를 형성함과 동시에 상기 방열 브리지(110a)와 분리되는 복수의 회로패턴층(110b)을 형성하는 것이 가능하다. 이에 따라 상기 복수의 회로패턴층(110b)은 상기 절연층(160a)상에 배치되고 상기 방열브리지(110a)와는 이격분리되는 구조를 가지게 된다.
상기 방열브리지(110a)는 원기둥 또는 다각기둥 형태를 가질 수 있으며, 타원형 기둥 구조를 가질 수 있다. 또한 상부쪽 폭과 하부쪽 폭이 동일한 일자형 구조나 상부쪽 폭이 하부쪽 폭보다 큰 "T" 자형구조를 가질 수도 있다. 그리고 하부쪽에서부터 상부쪽으로 갈수록 폭이 점점 넓어지거나 좁아지는 형태의 기둥구조를 가질 수도 있다.
상기 복수의 회로패턴층(110b)은 적어도 두 개의 회로패턴층(110b)이 구비될 수 있고, 상기 방열브리지(110a)를 기준으로 양쪽에 하나씩 배치되도록 형성하는 것이 가능하다.
도 16에 도시된 바와 같이, 스트리핑(stripping) 공정이나 기타 세정공정 등을 통해 상기 마스크 패턴(180a)을 제거하게 되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열기판의 제조가 완료된다.
도 17은 도 16의 방열기판의 사시도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열기판은, 상부면에 LED칩이나 LED 패키지가 실장되기 위한 실장면을 구비하며 금속재질을 가지는 원기둥 또는 다각기둥구조의 방열 브리지(110a)와, 상기 방열 브리지(110b)의 측면에 상기 방열 브리지(110a)를 둘러싸는 형태로 절연층(160a)이 구비되고, 상기 절연층(160a) 상에 복수의 회로패턴층(110b)이 구비되는 구조를 가진다. 상기 회로패턴층(110b)은 상기 방열브리지(110a)와 이격되어 상기 절연층(160a) 상에 형성되며, 상부면이 상기 방열 브리지(110a)의 실장면과 동일평면 상에 배치되며 금속재질을 가진다. 도 17에서는 상기 금속박막층(120)이 형성되지 않은 경우를 나타낸다.
도 18은 도 16 또는 도 17의 방열기판(100)에 LED 패키지(LP)의 실장구조를 나타낸 것이고, 도 19는 LED 칩의 실장구조를 나타낸 것이다.
도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같은 방열기판(100)에 LED 패키지(LP) 또는 LED칩(LC)가 실장된다. 구체적으로 상기 방열브리지(110)의 상부면에 LED 패키지(LP) 또는 LED칩(LC)이 솔더링 등의 공정을 이용해 실장되고, 상기 LED 패키지(LP) 또는 LED칩(LC)의 제1전극은 상기 복수의 회로패턴층(110b) 중 하나의 회로패턴층(110b)에 본딩결합되고, 제2전극은 다른 하나의 회로패턴층(110b)에 본딩결합되게 된다. 상기 LED 패키지(LP) 또는 LED칩(LC)의 전극들에 대한 본딩시 상기 복수의 회로패턴층(110b)에는 솔더링 마스크(195)의 형성이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방열기판은 전기적으로 고립된 영역을 가지는 방열브리지를 구비하여 LED칩이나 LED 패키지로부터 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 또한, 방열기판의 일부 영역 자체를 LED와의 전기적 연결을 위한 단자로 사용할 수 있어, 별도의 단자를 형성하는 공정을 생략할 수도 있다. 또한 제조공정이 용이하고 별도의 단자를 형성하는 공정이 필요없어 공정단순화를 이룰 수 있으며, 효과적인 방열이 가능한 장점이 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
110a : 방열브리지 110b : 회로패턴층
120 : 금속박막층 160a : 절연층
170 : 열확산층
120 : 금속박막층 160a : 절연층
170 : 열확산층
Claims (12)
- 방열기판의 구조에 있어서:
상부면에 LED칩이나 LED 패키지가 실장되기 위한 실장면을 구비하며 금속재질을 가지는 원기둥 또는 다각기둥구조의 방열 브리지와;
상기 방열 브리지의 측면에 상기 방열 브리지를 둘러싸는 형태로 구비되는 절연층과;
상기 방열 브리지와 이격되어 상기 절연층 상에 형성되며, 상부면이 상기 방열 브리지의 실장면과 동일평면 상에 배치되며 금속재질을 가지는 복수의 회로패턴층을 구비함을 특징으로 하는 방열기판의 구조.
- 청구항 1에 있어서,
상기 방열 브리지는 하부쪽 폭과 상부쪽 폭이 동일한 구조를 가지거나 하부쪽 폭보다 상부쪽 폭이 더 넓은 구조를 가짐을 특징으로 하는 방열기판의 구조.
- 청구항 2에 있어서,
상기 방열브리지는 일자형 구조 또는"T" 자형 구조를 가짐을 특징으로 하는 방열기판의 구조.
- 청구항 1에 있어서,
상기 방열기판의 하부면에는 세라믹, 카본 그라파이트 및 금속 중에서 선택된 적어도 하나의 재질 열확산층이 더 구비됨을 특징으로 하는 방열기판의 구조.
- 청구항 1에 있어서,
상기 실장면 및 상기 회로패턴층의 상부면에는 은(Ag), 금(Au), 및 구리(Cu) 중에서 선택된 적어도 하나의 금속을 재질로 하는 금속박막층이 더 구비됨을 특징으로 하는 방열기판의 구조.
- 방열기판의 제조방법에 있어서:
상부면 및 하부면을 가지는 금속재질의 베이스 기판을 준비하는 제1단계와;
상기 베이스 기판의 하부면에, 방열브리지 형성영역이 돌출되도록 상기 방열브리지 형성영역을 둘러싸는 형태로 일정패턴의 제1트렌치(trench)를, 상기 베이스 기판을 관통하지 않도록 형성하는 제2단계와;
상기 제1트렌치의 내부에 절연물질을 충진하여 절연층을 형성하는 제3단계와;
상기 베이스 기판의 상부면의 상기 방열브리지 형성영역과 상기 제1트렌치의 경계부위에 상기 제1트렌치의 일부와 관통되는 일정패턴의 제2트렌치를 형성하여, 상기 방열 브리지 형성영역에 방열 브리지를 형성함과 동시에 상기 방열 브리지와 분리되며 상기 절연층 상에 구비되는 복수의 회로패턴층을 형성하는 제4단계를 구비함을 특징으로 하는 방열기판의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제1단계와 상기 제2단계 사이에, 상기 베이스 기판의 상면에 은(Ag), 금(Au), 및 구리(Cu) 중에서 선택된 적어도 하나의 금속을 재질로 하는 금속박막층을 형성하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 방열기판의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제1트렌치 및 상기 제2트렌치 형성은 일정패턴의 마스크 패턴을 형성하는 포토(photo) 공정 및 상기 마스크 패턴을 이용한 에칭공정이 이용됨을 특징으로 하는 방열기판의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제5단계 이후에, 상기 방열기판의 하부면 상에 세라믹, 카본 그라파이트 및 금속 중에서 선택된 적어도 하나의 재질을 선택하여 열확산층을 형성하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 방열기판의 제조방법.
- 청구항 6 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제4단계 이후에, 상기 방열브리지 상부면을 실장면으로 하여 LED 칩 또는 LED 패키지를 실장하고, 상기 LED 칩 또는 상기 LED 패키지의 제1전극 및 제2전극을 상기 복수의 회로패턴층과 각각 본딩결합하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 방열기판의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제3단계의 절연물질의 충진은, 스텐실(stencil) 위에 놓인 절연물질을 스퀴저(squeezer)로 밀어 상기 스텐실 상의 오픈된 패턴영역을 통해 상기 절연물질이 상기 제1트렌치 내부에 충진되도록 하고 경화시키는 방법, 또는 액상의 절연물질을 스핀코팅법을 이용하여 충진하고 경화시키는 방법이 이용됨을 특징으로 하는 방열기판의 제조방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 제3단계의 절연물질의 충진 이후에, 상기 베이스 기판의 하부면에 대한 평탄화 공정이 더 수행됨을 특징으로 하는 방열기판의 제조방법.
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| KR20160019851A (ko) | 2014-08-12 | 2016-02-22 | 삼성전기주식회사 | 프리프레그 및 그 제조 방법, 및 이를 이용한 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법 |
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