KR20140013611A - 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 플레이트에 발열소자가 실장되는 돌기를 형성하여 상기 발열소자에서 발생하는 열이 Epoxy 절연층을 통하지 않고 곧바로 상기 금속 플레이트 돌기를 통해 신속히 방열되도록 한 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Epoxy 절연층으로 경화 및 반경화 Epoxy절연수지를 단계적으로 사용하고, 고온고압챔버 내에서 공기의 매질에 의한 고온고압으로 3차원 열압착하여 회로패턴층이 금속 플레이트에 정밀하고 견고하게 부착될 수 있는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 플레이트에 발열소자가 실장되는 돌기를 형성하여 상기 발열소자에서 발생하는 열이 Epoxy 절연층을 통하지 않고 곧바로 상기 금속 플레이트 돌기를 통해 신속히 방열되도록 한 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 및 발광다이오드(LED:Light Emitting Diode) 등과 같은 열원소자에 전기적 신호를 전달하기 위한 필수불가결한 주요부품으로서 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)이 사용된다.
인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)이란 전기 절연성 기판에 구리와 같은 전도성 재료로 회로 패턴을 형성시킨 것으로 전자부품 관련 발열소자를 탑재하기 직전의 기판을 말한다.
이러한 인쇄회로기판은 전자부품에 관련하여 열원소자를 탑재하기 이전의 기판으로서 전기절연성 기판에 집적회로, 저항기, 스위치 등의 전기적 부품들이 구비된 회로패턴을 형성하여 적용되는데, 발광다이오드와 같이 고온 발열하여 심각한 열을 방출하는 열원소자가 탑재된 인쇄회로기판으로부터 열을 제대로 처리하지 못하는 경우 지속적인 온도의 상승으로 인한 오작동 및 고장을 야기할 뿐만 아니라 제품의 신뢰성을 저하시킴에 따라 인쇄회로기판에 사용되는 기재(base)기판이 열적, 전기적 및 기계적으로 안정화하도록 여러 가지 방열 구조를 적용하여 사용하고 있다.
그러나, 종래 인쇄회로기판은 도 1에서 처럼 금속기판(2)에 절연층(3) 및 동박층(4)이 차례로 겹쳐져 구성되는 것으로서, 모든 구성이 평탄하게 적층된 구조만으로는 인쇄회로기판에 탑재된 열원소자로부터 방출되는 열이 절연층(3)의 간섭으로 인해 금속기판(2)에 거의 전달되지 못함에 따라 정작 방열목적을 갖도록 구성된 금속기판(2)이 온전한 역할을 할 수 없으므로 효율적인 열 방출이 어렵고, 이는 인쇄회로기판의 자체적인 온도 상승에 의해 열원소자의 오작동 및 고장을 유발하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 인쇄회로기판은 도 2에서 처럼 금속기판(2) 하부에 방열핀(Heat Sink)(6)를 형성하여 방열을 보완하고 있으나, 상기 금속기판(2)과 상기 방열핀(Heat Sink)(6)을 열전도성 접착제(Thermal Interface Material ; TIM)(7)를 사용하여 부착하므로 역시 상기 열전도성 접착제(7)의 간섭으로 방열이 저하되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점의 해결을 위해 안출되었던 종래기술로써, 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0053048호에는 방열회로기판에 있어서, 발열소자가 실장되는 금속 돌기를 구비하는 금속 플레이트와, 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 형성되는 절연층과, 상기 절연층 상부에 형성되는 회로 패턴층을 포함하여 구성하므로 열이 절연층의 간섭없이 바로 금속 플레이트를 통해 방열시킬 수 있어 방열 효율을 높이는 방열회로기판 및 그 제조방법이 공지되어 있다.
그러나, 상기 방열회로기판은 상기 금속 돌기를 개방하도록 사전에 홀 가공된 동박을 상기 절연물질 상부에 형성한 후, 열 압착을 통해 일체화를 시키는 과정에서 진공 및 고온에서 유압프레스에 의한 면가압 열압착에 의한 Hot Press 공법으로 부착함에 따라 상기 금속돌기와 상기 홀이 정확히 일치하지 않고 상기 금속돌기상에 상기 절연물질이 오염되는 문제점이 있었으며, 또한 상기 Hot Press 공법을 통하여 상기 금속 돌기를 상기 절연층의 높이와 동일 또는 그 이상의 높이로 형성하거나 또는 상기 금속 돌기를 상기 절연층의 높이를 초과하며 상기 회로 패턴층의 높이 이하로 형성하는 것이 현실적으로 불가능한 문제점이 있었다.
또한, 상기 방열회로기판은 상기 금속 돌기와 동일한 높이로 절연물질을 페이스트 상태로 상기 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 도포하여 하는 번거로운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 금속 플레이트에 발열소자가 실장되는 돌기를 형성하여 상기 발열소자에서 발생하는 열이 Epoxy 절연층을 통하지 않고 곧바로 상기 금속 플레이트 돌기를 통해 신속히 방열되도록 한 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법으로서, 경화 및 반경화 Epoxy절연수지를 코팅한 동박층(RESIN COATED COPPER FOIL ; RCC)을 형성하고 돌기개방홀을 형성한 후, 이를 고온고압챔버 내에서 상기 금속 플레이트에 열압착하여 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 경화 및 반경화 Epoxy절연수지를 단계적으로 사용하고, 고온고압챔버 내에서 공기의 매질에 의한 고온고압으로 3차원 열압착하여 회로패턴층이 금속 플레이트에 정밀하고 견고하게 부착될 수 있는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, LED 발열소자 방열 인쇄회로기판 제조방법에 있어서, LED 발열소자가 실장되는 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계;
동박층에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 완전 경화시켜 1차 C-Staged(완전경화) Epoxy RCC(Resin Coated Copper Foil)를 제작하는 단계와, 상기 1차 C-Staged Epoxy RCC에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 반경화시켜 2차 B-Staged(반경화) Epoxy RCC를 제작하는 단계와, 상기 B-Staged Epoxy RCC에 보호필름을 부착하는 단계와, 상기 보호필름이 부착된 B-Staged Epoxy RCC에 상기 알루미늄 돌기의 개방홀을 펀칭, 형성하는 단계를 거쳐 돌기개방홀이 형성된 RCC를 제작하는 단계;
상기 돌기개방홀이 형성된 RCC로부터 보호필름을 제거한 후, 상기 RCC의 돌기개방홀과 상기 알루미늄 플레이트의 LED 발열소자 실장 알루미늄 돌기를 일치시키고 고온고압챔버 내에서 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC를 상기 알루미늄 플레이트에 열압착하여 상기 B-Staged Epoxy를 완전 경화시켜 금속동박적층판(Metal CCL)을 제작하는 단계;
상기 금속동박적층판(Metal CCL)의 LED 발열소자 실장 알루미늄 돌기에 LED 발열소자를 실장하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC를 제작하는 단계 후, 보호필름을 제거하기 전에 RCC 동박층을 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로패턴을 형성하여 PCB회로패턴을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 금속동박적층판(Metal CCL)을 제작하는 단계 후에 RCC 동박층을 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로패턴을 형성하여 PCB회로패턴을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 Cu, Ni, Ag, Au중 어느 하나로 진공증착된 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 상기 돌기를 제외한 부분의 표면을 거칠게 한 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 저면에 일체로 방열핀(Heat Sink)이 형성된 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 알루미늄 플레이트의 저면 및 방열핀은 공기와 접촉하여 열전달이 우수하도록 알루미늄폼으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 알루미늄 플레이트의 저면 및 방열핀의 알루미늄폼은 아노다이징 처리하여 Al2O3, MgO의 산화막을 형성, 세라믹화하여 열복사(thermal radiation) 기능을 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 고온고압챔버 내의 열압착 조건은 내부온도 80℃~200℃ 및 내부압력 1.5Kgf/㎠~15Kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
본 발명에 따른 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법은 경화 및 반경화 Epoxy절연수지를 단계적으로 사용하고, 고온고압챔버 내에서 공기의 매질에 의한 고온고압으로 3차원 열압착하여 회로패턴층이 금속 플레이트에 정밀하고 견고하게 부착될 수 있는 획기적인 효과가 있다.
도 1은 종래 방열 인쇄회로기판을 나타낸 단면도
도 2는 종래 방열 인쇄회로기판의 방열핀을 나타낸 단면도
도 3은 본 발명에 따른 방열 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 방열 인쇄회로기판의 방열핀을 나타낸 단면도
도 2는 종래 방열 인쇄회로기판의 방열핀을 나타낸 단면도
도 3은 본 발명에 따른 방열 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 방열 인쇄회로기판의 방열핀을 나타낸 단면도
본 발명은 LED 발열소자 방열 인쇄회로기판 제조방법에 있어서, LED 발열소자가 실장되는 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계;
동박층에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 완전 경화시켜 1차 C-Staged(완전경화) Epoxy RCC(Resin Coated Copper Foil)를 제작하는 단계와, 상기 1차 C-Staged Epoxy RCC에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 반경화시켜 2차 B-Staged(반경화) Epoxy RCC를 제작하는 단계와, 상기 B-Staged Epoxy RCC에 보호필름을 부착하는 단계와, 상기 보호필름이 부착된 B-Staged Epoxy RCC에 상기 알루미늄 돌기의 개방홀을 펀칭, 형성하는 단계를 거쳐 돌기개방홀이 형성된 RCC를 제작하는 단계;
상기 돌기개방홀이 형성된 RCC로부터 보호필름을 제거한 후, 상기 RCC의 돌기개방홀과 상기 알루미늄 플레이트의 LED 발열소자 실장 알루미늄 돌기를 일치시키고 고온고압챔버 내에서 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC를 상기 알루미늄 플레이트에 열압착하여 상기 B-Staged Epoxy를 완전 경화시켜 금속동박적층판(Metal CCL)을 제작하는 단계;
상기 금속동박적층판(Metal CCL)의 LED 발열소자 실장 알루미늄 돌기에 LED 발열소자를 실장하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC를 제작하는 단계 후, 보호필름을 제거하기 전에 RCC 동박층을 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로패턴을 형성하여 PCB회로패턴을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 금속동박적층판(Metal CCL)을 제작하는 단계 후에 RCC 동박층을 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로패턴을 형성하여 PCB회로패턴을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 Cu, Ni, Ag, Au중 어느 하나로 진공증착된 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 상기 돌기를 제외한 부분의 표면을 거칠게 한 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 저면에 일체로 방열핀(Heat Sink)이 형성된 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 알루미늄 플레이트의 저면 및 방열핀은 공기와 접촉하여 열전달이 우수하도록 알루미늄폼으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 알루미늄 플레이트의 저면 및 방열핀의 알루미늄폼은 아노다이징 처리하여 Al2O3, MgO의 산화막을 형성, 세라믹화하여 열복사(thermal radiation) 기능을 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 고온고압챔버 내의 열압착 조건은 내부온도 80℃~200℃ 및 내부압력 1.5Kgf/㎠~15Kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면들에 한정되지 않는다.
도 1은 종래 방열 인쇄회로기판을 나타낸 단면도, 도 2는 종래 방열 인쇄회로기판의 방열핀을 나타낸 단면도, 도 3은 본 발명에 따른 방열 인쇄회로기판 제조방법을 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 방열 인쇄회로기판의 방열핀을 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판은 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트(100)와 상기 알루미늄 돌기를 제외한 부분에 형성되는 Epoxy 절연층(101)과, 상기 Epoxy 절연층(101) 상에 형성되는 PCB회로패턴층(102)을 포함하여 이루어진다.
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트(100)는 LED 발열 소자가 실장될 수 있는 알루미늄 돌기(103)를 구비하고 있다. 즉, 종래와 같이 절연층 상부에 형성된 발열 소자 실장부에 발열 소자가 실장되는 것이 아니라, 열전도성이 좋은 알루미늄 돌기(103)에 상기 LED 발열 소자가 실장된다.
상기 Epoxy 절연층(101) 상부에는 동박층이 패터닝되어 형성되는 PCB회로패턴층(102)이 형성된다. 상기 PCB회로패턴층(102)은 상기 Epoxy 절연층(101) 상부에만 형성되기 때문에, 상기 LED 발열 소자가 실장되는 알루미늄 돌기(103)에는 당연히 형성되지 않는다. 결과적으로 상기 알루미늄 돌기(103)는 외부에 개방되어 LED 발열 소자가 실장될 수 있는 구조를 가진다.
상기와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판은 LED 발열 소자가 실장되는 부분은 절연될 필요가 없기 때문에, 알루미늄 플레이트(100)에 상기 LED 발열 소자가 실장될 수 있는 알루미늄 돌기(103)를 구비함으로써, 상기 LED 발열 소자에서 발생되는 열을 상기 알루미늄 돌기(103)를 통하여 상기 알루미늄 플레이트(100)로 직접 방열시키는 구조이다.
이하에서는 상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법을 상세히 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, LED 발열소자가 실장되는 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계로서, 알루미늄 플레이트(100)에 대하여 압연공정을 수행하여 알루미늄 돌기(103)가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작한다.
상기 알루미늄 돌기(103)가 형성된 알루미늄 플레이트는 Cu, Ni, Ag, Au중 어느 하나로 진공증착층(109)이 형성된 것을 사용할 수 있으며, 선택적으로 상기 돌기를 제외한 부분의 표면을 거칠게 함으로써 Epoxy 절연층과의 부착력을 향상시킬 수도 있다.
한편, 동박층에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 완전 경화시켜 1차 C-Staged Epoxy(105) RCC(Resin Coated Copper Foil)를 제작한 후, 상기 1차 C-Staged Epoxy(105) RCC에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 반경화시켜 2차 B-Staged Epoxy(104) RCC를 제작하고, 상기 B-Staged Epoxy(104) RCC에 보호필름을 부착한 후, 상기 보호필름이 부착된 B-Staged Epoxy RCC에 상기 알루미늄 돌기의 개방홀을 펀칭, 형성하여 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)를 제작한다.
상기와 같이 1차 C-Staged(완전경화) Epoxy(105) RCC(Resin Coated Copper Foil)를 제작한 후, 상기 1차 C-Staged(완전경화) Epoxy(105) RCC에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 반경화시켜 2차 B-Staged(반경화) Epoxy(104) RCC를 단계적으로 제작하는 이유는 종래기술에서 금속 돌기를 제외한 상기 금속 플레이트 상부에 절연물질을 페이스트 상태로 도포한 후, 동박층을 별도로 노광, 에칭하여 열압착시키는 과정에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 1차로 C-Staged(완전경화) Epoxy(105) RCC를 제조함으로써 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)가 강성이 있는 평탄한 형태를 유지하여 노광, 현상 및 에칭에 있어서 에러를 방지하여 정밀한 PCB회로패턴을 제작할 수 있게 되고, 또한, 상기 C-Staged(완전경화) Epoxy(105)에 B-Staged(반경화) Epoxy(104)를 형성하여 알루미늄 플레이트에 견고하게 열압착할 수 있게 하기 위한 것이다.
다음으로, 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)로부터 보호필름을 제거한 후, 상기 RCC의 돌기개방홀과 상기 알루미늄 플레이트의 LED 발열소자 실장 알루미늄 돌기를 일치시키고 고온고압챔버 내에서 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)를 상기 알루미늄 플레이트에 열압착하여 상기 B-Staged Epoxy를 완전 경화시켜 금속동박적층판(Metal CCL)(20)을 제작한다.
이때, 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)를 상기 알루미늄 플레이트(100)에 열압착하는 경우에는 고온고압챔버 내에서 수행하는데, 다음 그림과 같이 종래 Hot Press 방식은 진공 고온에서 유압식 프레스에 의한 면가압 열압착방식으로서 알루미늄 기판과 동박이 평탄한 상태에서 부착 가능하므로 알루미늄 돌기와 돌기 개방홀이 형성된 경우에는 정밀한 열압착이 불가능하였다.
<종래 Hot Press 방식>
반면에, 본 발명에 따른 고온고압챔버 내에서 수행하는 열압착 방식은 고온고압의 공기 매질에 의한 점가압 방식으로 3차원 형상의 열압착이 가능하므로 알루미늄 돌기와 돌기 개방홀이 형성된 경우에 정밀한 열압착이 가능한 특징이 있다.
<고온고압챔버 내 열압착 방식>
상기 고온고압챔버(미도시)는 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)을 상기 알루미늄 플레이트(100)에 균일하게 3차원 열압착하기 위한 것으로 고온고압을 견딜 수 있는 챔버와, 챔버내부를 고온으로 가열하는 가열수단 및 고압으로 압축하기 위한 압축수단을 포함하여 구성된다.
상기 고온고압챔버 내의 열압착 조건은 내부온도 80℃~200℃ 및 내부압력 1.5Kgf/㎠~15Kgf/㎠인 것이 바람직하다.
상기 고온고압챔버 내의 내부온도가 80℃ 이하일 경우, 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)과 알루미늄 플레이트(100)가 열압착되지 않게 되고, 200℃ 이상일 경우에는 에폭시절연층이 타버리는 문제점이 있고, 전력소비량이 많아 제조단가가 상승하는 단점이 있다.
또한, 상기 고온고압챔버 내의 내부압력 1.5Kgf/㎠~15Kgf/㎠이 바람직한데, 내부압력이 1.5Kgf/㎠ 이하일 경우, 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)과 알루미늄 플레이트(100)가 열압착되지 않게 되고, 내부압력이 15Kgf/㎠ 이상일 경우에는, 고압을 견딜 수 있는 챔버 설비비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
한편, 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)를 제작하는 단계 후, 보호필름을 제거하기 전에 RCC 동박층을 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로패턴을 형성하여 PCB회로패턴(102)을 제작할 수도 있고, 또는 선택적으로 상기 금속동박적층판(Metal CCL)(20)을 제작하는 단계 후에 RCC 동박층을 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로패턴을 형성하여 PCB회로패턴(102)을 제작할 수도 있다.
최종적으로, 상기 제작된 상기 금속동박적층판(Metal CCL)(20)의 LED 발열소자 실장 알루미늄 돌기(103)에 LED 발열소자를 실장하여 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조를 완성하게 된다.
아울러, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 알루미늄 돌기(103)가 형성된 알루미늄 플레이트(100)는 저면에 일체로 방열핀(Heat Sink)(6)을 형성하여 방열효과를 극대화 할 수도 있다.
이때, 상기 알루미늄 플레이트(100)의 저면 및 방열핀은 공기와 접촉하여 열전달이 우수하도록 알루미늄폼으로 형성되는데, PCB회로패턴(102)이 실장되는 돌기개방홀이 형성된 RCC(10)부분까지 알루미늄폼으로 하는 경우에 알루미늄폼의 기공의 공기가 금속보다 열전달(전도)를 오히려 떨어뜨리고, 공기와 접촉 부위는 접촉면적이 큰 기공이 열전달(복사,대류)를 좋게하므로 알루미늄폼을 형성을 할 때에는 공기와 접촉 부위에는 기공을 형성시키고 돌기개방홀이 형성된 RCC(10) 부분은 알루미늄폼을 형성하지 않는다.
또한, 선택적으로 상기 알루미늄 플레이트(100)의 저면 및 방열핀의 알루미늄폼은 아노다이징 처리하여 Al2O3, MgO의 산화막을 형성, 세라믹화하여 열복사(thermal radiation) 기능을 향상시킬 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 돌기개방홀이 형성된 RCC 20 : 금속동박적층판(Metal CCL)
100 : 알루미늄 플레이트 101 : Epoxy절연층
102 : PCB회로패턴층 103 : 알루미늄 돌기
104 : B-Staged Epoxy 105 : C-Staged Epoxy
100 : 알루미늄 플레이트 101 : Epoxy절연층
102 : PCB회로패턴층 103 : 알루미늄 돌기
104 : B-Staged Epoxy 105 : C-Staged Epoxy
Claims (9)
- LED 발열소자 방열 인쇄회로기판 제조방법에 있어서, LED 발열소자가 실장되는 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계;
동박층에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 완전 경화시켜 1차 C-Staged(완전경화) Epoxy RCC(Resin Coated Copper Foil)를 제작하는 단계와, 상기 1차 C-Staged Epoxy RCC에 Epoxy 절연수지를 코팅하여 반경화시켜 2차 B-Staged(반경화) Epoxy RCC를 제작하는 단계와, 상기 B-Staged Epoxy RCC에 보호필름을 부착하는 단계와, 상기 보호필름이 부착된 B-Staged Epoxy RCC에 상기 알루미늄 돌기의 개방홀을 펀칭, 형성하는 단계를 거쳐 돌기개방홀이 형성된 RCC를 제작하는 단계;
상기 돌기개방홀이 형성된 RCC로부터 보호필름을 제거한 후, 상기 RCC의 돌기개방홀과 상기 알루미늄 플레이트의 LED 발열소자 실장 알루미늄 돌기를 일치시키고 고온고압챔버 내에서 상기 돌기개방홀이 형성된 RCC를 상기 알루미늄 플레이트에 열압착하여 상기 B-Staged Epoxy를 완전 경화시켜 금속동박적층판(Metal CCL)을 제작하는 단계;
상기 금속동박적층판(Metal CCL)의 LED 발열소자 실장 알루미늄 돌기에 LED 발열소자를 실장하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
- 제1항에 있어서,
상기 돌기개방홀이 형성된 RCC를 제작하는 단계 후, 보호필름을 제거하기 전에 RCC 동박층을 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로패턴을 형성하여 PCB회로패턴을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
- 제1항에 있어서,
상기 금속동박적층판(Metal CCL)을 제작하는 단계 후에 RCC 동박층을 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 회로패턴을 형성하여 PCB회로패턴을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
- 제1항에 있어서,
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 Cu, Ni, Ag, Au중 어느 하나로 진공증착층이 형성된 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
- 제1항에 있어서,
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 상기 돌기를 제외한 부분의 표면을 거칠게 한 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
- 제1항에 있어서,
상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트를 제작하는 단계에서 상기 알루미늄 돌기가 형성된 알루미늄 플레이트는 저면에 일체로 방열핀(Heat Sink)이 형성된 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
- 제6항에 있어서,
상기 알루미늄 플레이트의 저면 및 방열핀은 공기와 접촉하여 열전달이 우수하도록 알루미늄폼(foam)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
- 제7항에 있어서,
상기 알루미늄 플레이트(100)의 저면 및 방열핀의 알루미늄폼(foam)은 아노다이징 처리하여 Al2O3, MgO의 산화막을 형성, 세라믹화하여 열복사(thermal radiation) 기능을 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
- 제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서,
상기 고온고압챔버 내의 열압착 조건은 내부온도 80℃~200℃ 및 내부압력 1.5Kgf/㎠~15Kgf/㎠인 것을 특징으로 하는 패키지 온 메탈 타입 방열 인쇄회로기판 제조방법
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