KR20150131956A - Prepreg and copper clad laminate and radiant heat board using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프리프레그와 이를 이용한 동박 적층판 및 동박 적층판을 이용한 방열 기판에 관한 것이다.
The present invention relates to a prepreg, a copper-clad laminate using the prepreg, and a heat-dissipating substrate using the copper-clad laminate.
전자제품의 다기능화와 고기능화와 LED 광원의 사용이 증가됨에 따라 광원 실장 전용의 베이스 기판과 고전압 기판 개발이 확대되고 있고, 기판 자체의 방열 특성과 내열성을 증가시키기 위한 기판 재료의 개발이 필요하게 되었다.The development of multi-functional and high-performance electronic products and the use of LED light sources have led to the development of base boards and high-voltage boards dedicated to light source mounting, and it has become necessary to develop substrate materials to increase the heat dissipation characteristics and heat resistance of the substrates themselves .
또한, 최근에는 전자제품이 박형화, 소형화, 저중량화가 요구되면서 기판도 점차 얇아지게 됨에 따라 기판의 제작시 발생되는 휨(warpage)의 제어가 중요한 이슈가 되고 있다.In recent years, electronic products have become thinner, smaller, and have a lower weight, and as a substrate becomes thinner, control of warpage, which occurs during manufacturing of a substrate, becomes an important issue.
기판의 제작 과정 또는 기판 상에 칩을 실장하는 과정에서 솔더링을 위한 리플로우 공정을 거치게 되는 데, 이때 기판의 휨을 최소화하기 위해서는 기판의 재료가 낮은 열팽창률(Low CTE)을 가지고, 높은 유리전이온도(High Tg)를 보유함과 아울러 높은 모듈러스(High modulus) 특성이 구현되는 것이 유리하다.In order to minimize the warping of the substrate, the material of the substrate has a low CTE, and a high glass transition temperature (Tg) is required. In order to minimize the warping of the substrate, (High Tg) and a high modulus characteristic is realized.
이와 같이, 방열 특성과 휨 제어 특성을 만족하기 위해서 종래에는 금속 코어를 이용하여 기판을 제작하거나 세라믹을 이용한 방열 기판이 제작되고 있으나, 두 종류의 기판이 사용 범위가 다르고, 각각의 기판들이 방열 특성과 휨 제어 특성을 모두 만족하기 어려운 문제점이 발생될 수 있다.As described above, in order to satisfy the heat dissipation characteristics and the bending control characteristics, conventionally, a substrate is manufactured using a metal core or a heat dissipation substrate using ceramics is manufactured. However, since two types of substrates are used in different ranges, And the warpage control characteristics can not be satisfied.
금속 코어 기판은 금속 재질의 코어가 양호한 확장성과 열전도성을 가지고 있기 때문에 이론적으로는 양호한 열전도와 방열 성능이 구현되어야 하나, 금속 코어 자체가 전도체이고 기판의 구조적 특성 상 금속 코어와 회로층의 사이에는 반드시 절연재를 이용하여 절연이 이루어져야 한다. 또한, 금속 재질의 코어와 회로층 사이에 개재되는 절연재는 주로 고분자 수지로 구성되는 바, 고분자 수지를 이용한 절연층은 열전도율이 낮기 때문에 절연층에서 열저항이 증가하게 되고, 이를 통해 기판 전체의 열전도율이 1 ~2.2W/mK 정도로 현저히 저하될 수 있다.The core of the metal core has good thermal conductivity and thermal conductivity because of its good core properties. However, the core itself is a conductor and the structural characteristics of the substrate are in between the metal core and the circuit layer Insulation must be made using insulating material. In addition, since the insulating material interposed between the metal core and the circuit layer is mainly composed of a polymer resin, the insulating layer using the polymer resin has a low thermal conductivity, so that the thermal resistance of the insulating layer is increased, Can be remarkably lowered to about 1 to 2.2 W / mK.
이 외에 금속 코어는 높은 열팽창률을 가질 수 밖에 없기 때문에 기판의 내압 특성이 불안정해지는 원인이 되고 있다.In addition, the metal core has a high coefficient of thermal expansion, which causes the breakdown voltage characteristics of the substrate to become unstable.
한편, 세라믹을 이용한 방열 기판은 금속 재질의 회로층을 제작할 때, 회로 정확도가 낮고 회로의 형성 과정에서 미세 피치를 형성하기 어려움에 따라 소형의 기판을 제작하는 데 한계가 있다. 따라서, 현재 전자제품 추세인 소형화, 고용량화를 만족하는 기판을 제작하기가 어렵고, 세라믹의 방열성과 금속 재질과의 접합성능도 높지 않기 때문에 박형화 구현이 어려운 문제점이 있다.
On the other hand, when manufacturing a circuit layer made of a metal, the heat dissipation substrate using a ceramic has a low circuit accuracy, and it is difficult to form a fine pitch in the process of forming a circuit. Therefore, it is difficult to fabricate a substrate satisfying the miniaturization and high capacity, which is a current trend of electronic products, and the heat dissipation property of the ceramic and the bonding performance with the metal material are not high.
따라서, 본 발명은 종래 방열 기판에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 휨 제어가 용이하고 방열 성능이 향상된 프리프레그, 동박 적층판 및 이를 이용한 방열 기판이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
Accordingly, the present invention provides a prepreg, a copper-clad laminate, and a heat-dissipating substrate using the same, which are developed to solve the above-mentioned problems and disadvantages of conventional heat dissipation boards, .
본 발명의 상기 목적은, 심재를 중심으로 절연 영역이 형성되고, 절연 영역에 실리카가 코팅된 탄소 필러가 함침되어 절연 성능과 방열 성능이 향상된 프리프레그가 제공됨에 의해서 달성된다.The above object of the present invention is achieved by providing a prepreg in which an insulating region is formed around a core material and a carbon filler coated with silica is impregnated in the insulating region to improve the insulating performance and the heat radiation performance.
또한, 본 발명의 다른 목적은 심재를 중심으로 절연 영역이 형성되고, 절연 영역에 실리카가 코팅된 탄소 필러가 함침되고, 절연 영역 상에 동박층이 형성된 동박 적층판이 제공됨에 의해서 달성된다.Another object of the present invention is achieved by providing a copper-clad laminate in which an insulating region is formed around a core, a carbon filler coated with silica is impregnated in the insulating region, and a copper foil layer is formed on the insulating region.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 심재를 중심으로 절연 영역이 형성되고, 절연 영역에 실리카가 코팅된 탄소 필러가 함침되고, 절연 영역 상에 회로층이 형성되며, 탄소 필러가 함침된 방열 영역을 가지며 방열 영역 상에 히트 싱크가 결합된 방열 기판이 제공됨에 의해서 달성된다.
It is still another object of the present invention to provide a heat dissipation device in which an insulation region is formed around a core material, a carbon filler coated with silica is impregnated in the insulation region, a circuit layer is formed on the insulation region, And a heat dissipation substrate having a heat sink coupled to the heat dissipation area.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리프레그, 동박 적층판 및 방열 기판은 프리프레그를 구성하는 절연 영역에 외주면에 세라믹 재질이 코팅된 탄소 필러가 소정의 함량으로 포함됨에 의해서 절연 영역이 절연 성능과 방열 성능을 모두 만족할 수 있는 장점이 있다.
As described above, the prepreg, the copper-clad laminate, and the heat dissipation substrate according to the present invention have the insulating region constituting the prepreg with the predetermined content of the carbon filler coated on the outer circumferential surface with the ceramic material, Heat radiation performance can be satisfied.
도 1은 본 발명에 따른 프리프레그의 제1 실시예 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 프리프레그의 제2 실시예 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 동박 적층판의 제1 실시예 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 동박 적층판의 제2 실시예 단면도.
도 5는 본 실시예의 동박 적층판의 열전도도 비교 그래프.
도 6은 본 실시예의 동박 적층판의 절연저항 비교 그래프.
도 7은 본 실시예의 동박 적층판을 제작하기 위한 롤 프레싱 장치의 개략 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 방열 기판의 제1 실시예 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 방열 기판의 제2 실시예 단면도.
도 10과 도 11은 본 실시예의 프리프레그에 함침된 필러의 재질에 따른 특성 변화를 나타낸 그래프.1 is a sectional view of a prepreg according to a first embodiment of the present invention;
2 is a sectional view of a prepreg according to a second embodiment of the present invention.
3 is a sectional view of a first embodiment of a copper-clad laminate according to the present invention.
4 is a sectional view of a second embodiment of a copper-clad laminate according to the present invention.
5 is a graph showing a thermal conductivity comparison of the copper-clad laminate of this embodiment.
6 is a graph showing a comparison of insulation resistance of the copper-clad laminate of this embodiment.
7 is a schematic perspective view of a roll pressing apparatus for manufacturing the copper clad laminate of this embodiment.
8 is a sectional view of a heat radiating board according to a first embodiment of the present invention.
9 is a sectional view of a heat radiating board according to a second embodiment of the present invention.
10 and 11 are graphs showing changes in properties of the filler impregnated in the prepreg of this embodiment depending on the material.
본 발명에 따른 프리프레그, 동박 적층판 및 이를 이용한 방열 기판의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
The technical effects of the prepreg, the copper-clad laminate, and the heat radiating board according to the present invention, including the technical structure of the above-described objects, will be apparent from the following description of preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings, will be.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 프리프레그의 제1 실시예 단면도이다.1 is a sectional view of a prepreg according to a first embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 실시예의 프리프레그(PPG, 100)는 심재(110)와, 심재(110)에 함침된 수지재(120)와, 수지재(120)에 포함된 필러로 구성될 수 있다.As shown in the figure, the prepreg (PPG) 100 of the present embodiment can be composed of a
심재(110)는 패브릭 크로스(fabric cloth) 또는 글라스 크로스(glass cloth) 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 수지재(120) 내에 패브릭 또는 글라스가 1열 내지 3열로 직조되어 강성(module)이 부여되며, 수지재(120)에 열과 압력이 가해질 때 프리프레그의 휨 발생이 최소화될 수 있다.The
심재(110)를 중심으로 상, 하부에는 각각 절연 영역(130)이 형성될 수 있다. 절연 영역(130)은 레진이나 에폭시 등의 수지 조성물에 필러가 함침되어 구성되는 데, 필러는 표면이 세라믹 재질로 코팅된 탄소 필러(이하, 세라믹 코팅 탄소 필러, 121)로 구성되어 수지 조성물에 함침될 수 있다. 이때, 탄소 필러는 카본(carbon), 그라파이트(graphite), CNT(carbon nano tube), 다이아몬드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 이상의 물질로 구성될 수 있고, 탄소 필러의 외주면에 코팅된 세라믹 재질은 주로 실리카가 사용될 수 있다.An
이러한 세라믹 코팅 탄소 필러(121)는 탄소 필러 자체가 높은 열전도도를 가짐에 따라 절연 영역(130)에 함침되었을 때, 절연 영역(130)의 절연 성능을 유지하면서 방열 성능을 향상시킬 수 있다.The ceramic-coated
이때, 각 절연 영역(130)에 함침된 세라믹 코팅 탄소 필러(121)의 함량을 조절하여 절연성과 방열성을 적절하게 조절되도록 하는 것이 가능하다. 즉, 세라믹 코팅 탄소 필러(121)의 함량이 증가할수록 방열성은 높아지므로, 회로의 밀집도나 발열 소자의 종류에 따라 세라믹 코팅 탄소 필러(121)의 양을 적절히 조절할 수 있다. 다만, 수지재(120)에 세라믹 코팅 탄소 필러(121)가 너무 많이 함침되면 수지 조성물 고유의 접합력이 저하될 수 있으므로, 바람직하게는 수지 조성물 대비 95%중량비 이하로 함침되게 한다.At this time, the content of the ceramic-coated
심재(110)의 상, 하부에 형성된 절연 영역(130)은 동일한 두께로 형성되거나 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. 절연 영역(130)의 두께와 절연 영역(130)에 함침되는 세라믹 코팅 탄소 필러(121)의 양은 비례하므로, 회로 및 발열 소자의 형성 위치 등을 고려하여 상,하부의 절연 영역(130)의 두께를 설정할 수 있다. The
다만, 회로가 적층되는 절연 영역의 두께가 너무 얇으면 회로와의 쇼트 우려가 있고, 반대로 너무 두꺼우면 방열성이 저하될 수 있으므로 상부 절연 영역(130)의 두께와 하부 절연 영역(130)의 두께 비는 0.1 내지 10 범위 내에서 설정할 수 있으며, 바람직하게는 회로가 형성되는 심재(110) 상부의 절연 영역(130)보다는 방열 기능을 담당하는 심재(110) 하부의 절연 영역(130)이 더 두껍게 형성될 수 있다.However, if the thickness of the insulating region where the circuit is stacked is too thin, there is a risk of short circuit with the circuit. Conversely, if the thickness is too thick, heat dissipation may be lowered. The
이와 같이, 심재(110)를 중심으로 절연 영역(130)에는 필러가 무기 필러와 세라믹 재질이 코팅된 탄소 필러가 혼합되거나 또는 세라믹 재질이 코팅된 탄소 필러만이 함침되어 절연성과 방열성이 조절할 수 있다.
As described above, the
도 2는 본 발명에 따른 프리프레그의 제2 실시예 단면도이다.2 is a sectional view of a prepreg according to a second embodiment of the present invention.
본 실시예에서 프리프레그(100)는 심재(110)를 중심으로 상부에는 절연 영역(130)이 형성되고, 하부에는 방열 영역(140)이 구비될 수 있다. 절연 영역(130)은 절연성이 유지될 수 있도록 무기 필러 또는 세라믹 재질이 코팅된 탄소 필러 중 어느 하나의 필러가 함침되거나 무기 필러와 세라믹 재질이 코팅된 탄소 필러가 혼합되어 함침될 수 있다.In the present embodiment, the
또한, 방열 영역(140)은 그라파이트(graphite) 또는 흑연 등의 열전도성을 갖는 탄소 필러가 함침될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예의 프리프레그(100)는 심재(110)의 상부에서 절연성이 유지되고, 심재(110)의 하부는 방열 성능이 향상될 수 있다.In addition, the
이때, 프리프레그(100)는 심재(110) 상부의 절연 영역(130)보다 하부의 방열 영역(140)이 더 두껍게 형성되어 방열 성능이 향상되도록 하는 것이 바람직하며, 방열 영역(140)과 절연 영역(130)의 두께를 조절하여 프리프레그(100)의 휨에 대한 저항성을 유지하여 가압 성형시 휨이 제어될 수 있다.The
이와 같이 구성된 프리프레그(100)는 절연 영역(130)에 함침된 필러가 세라믹 코팅 탄소 필러(121)로 구성될 수 있으며, 이때, 탄소 필러 외주면의 세라믹 재질 즉, 탄소 필러를 감싸고 있는 실리카의 두께에 따라 저항이 변화되어 절연 성능을 조절할 수 있다.In the
또한, 방열 영역(140)은 열전도도를 가지는 탄소 필러 즉, 절연 영역(130)에 함침된 세라믹 코팅 탄소 필러(121)와는 달리 표면이 무처리된 표면 무처리 탄소 필러(122)가 함유되어 방열성을 가지도록 할 수 있다. 여기서, 표면 무처리 탄소 필러(122)는 카본(carbon), 그라파이트(graphite), CNT(carbon nano tube), 다이아몬드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 이상의 물질 등으로 구성될 수 있으며, 방열 영역(140)에 탄소 필러의 함량을 조절하여 열전도도를 제어함으로써, 방열 성능을 조절할 수 있다.
Unlike the carbon filler having thermal conductivity, that is, the ceramic-coated
다음, 도 3은 본 발명에 따른 동박 적층판의 제1 실시예 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 동박 적층판의 제2 실시예 단면도이다.3 is a sectional view of a first embodiment of a copper-clad laminate according to the present invention, and Fig. 4 is a sectional view of a second embodiment of a copper-clad laminate according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 동박 적층판(200)은 프리프레그(100)의 일면 또는 양면에 동박층(210)이 적층될 수 있다. 동박 적층판(200)은 심재(110)의 상, 하부에 절연 영역(130) 또는 상부에 절연 영역(130)과 하부에 방열 영역(140)이 형성된 프리프레그(100) 상에 동박층(210)이 적층되어 구성될 수 있다.As shown in the figure, the copper-
구체적으로, 동박 적층판(200)에 형성된 동박층(210)은, 도 3에 도시된 것처럼, 프리프레그(100)의 심재(110) 상, 하부에 절연 영역(130)만 형성될 경우에는 프리프레그(100)의 양면 중 적어도 어느 한 곳에 형성될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 것처럼, 프리프레그(100)의 심재(110) 상, 하부에 각각 절연 영역(130)과 방열 영역(140)이 구분되었을 경우에는 프리프레그(100)의 상면에만 동박층(210)이 형성될 수 있다.3, when only the
이는, 프리프레그(100)가 절연 영역(130)만으로 구성될 경우에는 프리프레그(100) 상에 금속 재질의 동박층(210)이 형성될 수 있는 데 비해, 프리프레그(100)가 절연 영역(130)과 방열 영역(140)으로 구성된 경우에는 절연 영역(130) 상에만 동박층(210)이 형성될 수 있다.This is because when the
이때, 방열 영역(140) 상에 동박층(210)이 형성되지 않고 절연 영역(130) 상에만 동박층(210)이 형성되는 이유는, 방열 영역(140)에 전도체인 탄소 필러가 함유되어 도전성을 가지기 때문에 금속 재질인 동박층(210)을 형성할 경우에는 쇼트가 발생될 수 있기 때문이다.
The reason why the
실시예 1Example 1
에폭시를 기반으로 하는 고분자 수지인 레진 70wt%에 30wt%의 필러를 첨가하여 바니쉬를 제작한다. 이때, 필러는 세라믹 코팅 탄소 필러(121)로서, 세라믹으로는 실리카를 사용하고, 탄소 재질로는 그라파이트(graphite)를 사용하였다. 바니쉬를 15㎛의 두께로 구리박에 도포 후 건조로를 통해 절연 영역을 가지는 RCC(Resin coated copper)를 제작하였다.
30 wt% filler is added to 70 wt% resin, which is an epoxy-based polymer resin, to produce a varnish. At this time, the filler used as the ceramic coated
실시예 2Example 2
에폭시를 기반으로 하는 고분자 수지인 레진 70wt%에 30wt%의 표면 무처리 탄소 필러(122)를 첨가하여 그라파이트 기반의 바니쉬를 제작한다. 이때, 탄소 재질은 그라파이트로 구성된다. 바니쉬를 38㎛의 두께의 PET 필름 상에 30㎛의 두께로 도포 후 건조하여 고방열성을 가지는 필름을 제작하였다.
A graphite-based varnish is prepared by adding 30 wt% of a surface-untreated carbon filler (122) to 70 wt% of a resin, which is an epoxy-based polymer resin. At this time, the carbon material is composed of graphite. The varnish was coated on a PET film having a thickness of 38 mu m to a thickness of 30 mu m and dried to produce a film having high heat dissipation properties.
상기 실시예들을 통해 제작된 RCC와 고방열 필름의 열전도성과 절연저항에 대한 사항은 종래의 무기 필러가 함유된 절연 영역 및 탄소 필러(graphite)와 대비하여 볼 때, 도 5 및 도 6과 같이 나타날 수 있다.The thermal conductivity and the insulation resistance of the RCC and the high heat-radiating film manufactured through the above embodiments are as shown in FIGS. 5 and 6 in comparison with the insulating region and carbon filler containing the conventional inorganic filler .
즉, 실리카가 코팅된 그라파이트를 필러로 사용하였을 경우에 무기 필러(실리카)만 사용했을 경우보다 월등히 높은 열전도성과 절연저항을 확보할 수 있고, 그라파이트로 구성된 탄소 필러만 사용했을 경우에 비해 특성이 크게 저하되지 않기 때문에 절연 성능과 방열 성능을 모두 만족할 수 있다.That is, when silica-coated graphite is used as a filler, thermal conductivity and insulation resistance can be much higher than when inorganic filler (silica) alone is used, and characteristics compared with the case where only carbon filler composed of graphite is used The insulation performance and the heat radiation performance can be satisfied.
이때, 도 5는 본 실시예의 동박 적층판의 열전도도 비교 그래프이고, 도 6은 본 실시예의 동박 적층판의 절연저항 비교 그래프이다.5 is a comparative graph of the thermal conductivity of the copper-clad laminate of this embodiment, and Fig. 6 is a graph of comparison of insulation resistance of the copper-clad laminate of this embodiment.
상기 실시예 1과 실시예 2를 통해 제작된 RCC와 고방열 필름은 도 7에 도시된 롤링 장치를 통해 동박 적층판(CCL)이 제작될 수 있다.The RCC and the high heat dissipation film manufactured through the first and second embodiments can be manufactured through the rolling apparatus shown in FIG.
도 7은 본 실시예의 동박 적층판을 제작하기 위한 롤 프레싱 장치로서, 상, 하부에 한 쌍의 롤러(310, 320) 사이에 실시예 1을 통해 제작된 RCC(330)와 실시예 2를 통해 제작된 고방열 필름(340)을 롤링 가압하여 동박 적층판(CCL, 200)이 제작될 수 있다.FIG. 7 shows a roll pressing apparatus for manufacturing the copper clad laminate according to the present embodiment, in which the RCC 330 manufactured through the first embodiment between a pair of rollers 310 and 320 on the upper and lower sides, The high heat dissipation film 340 may be rolled and pressed to produce the
이때, RCC(330)와 고방열 필름(340) 사이에는 글라스 크로스(110)가 개재되어 심재(110)에 수지재가 함유된 프리프레그 및 프리프레그 상에 동박층이 적층된 동박 적층판(200)이 제작될 수 있다.A copper clad
도 7의 롤 프레싱 장치를 통해 RCC(330)와 고방열 필름(340)은 110℃, 20Kgf/cm, 0.3m/s의 공정 조건에서 한 쌍의 롤러를 통과하여 동박 적층판이 제작된다. 본 실시예의 동박 적층판은 글라스 크로스를 포함하며, 이때 글라스 크로스는 E-1037을 사용하였다.The RCC 330 and the high heat dissipation film 340 are passed through a pair of rollers under the process conditions of 110 ° C, 20 Kgf / cm, and 0.3 m / s through the roll pressing apparatus of FIG. 7 to produce a copper clad laminate. The copper-clad laminate of this example contained glass cloth, and E-1037 was used as the glass cloth.
한편, 절연 영역(130) 또는 방열 영역(140)의 두께에 따른 휨 제어, 세라믹 코팅 탄소 필러(121) 또는 표면 무처리 탄소 필러(122)의 함량비에 따른 특성 변화를 알아보기 위해, 하기 표 1의 각 샘플에 제시된 함량의 그라파이트를 필러로 갖는 수지재를 사용하여 하기 표 2에 제시된 층 구성을 갖는 프리프레그의 열전도도, 전기 절연성, 모듈러스, 그리고 휨 특성을 측정하였다. 여기서, 심재로는 유리 섬유를 사용하였으며, 각 샘플의 그라파이트를 필러로 사용하는 에폭시 수지 용액을 제작하기 위해 MEK(Methyl Ethyl Ketone) 용액 30중량부, 에폭시 수지 100중량부, 경화제 60중량부가 섞인 바니쉬를 제작 후 각 샘플에 해당하는 중량의 그라파이트를 첨가하였다. 또한, 두께에 따른 특성 변화를 관찰하기 위해 샘플 기호 GS-30의 경우 10㎛, 20㎛, 30㎛, 40㎛, 50㎛ 등 모두 5종의 두께로 제작하였다.In order to examine the characteristic changes depending on the content of the ceramic
상기 표 2를 살펴 보면, 그라파이트의 함량비가 증가할수록 열전도도는 높아지고, 특히, 표면 무처리 그라파이트를 필러로 사용하는 경우와 세라믹(실리카) 코팅 그라파이트를 필러로 사용하는 경우의 열전도도가 크게 차이 나지 않음을 알 수 있다. 또한, 세라믹 코팅 그라파이트의 경우 함유량에 상관없이 1014 Ω/cm2 이상의 전기 절연값을 나타내므로, 동박층(210) 또는 회로층(410)이 적층되는 절연 영역(130)에 세라믹 코팅 그라파이트를 필러로 사용하는 경우 절연성을 유지하는 동시에 열전도도를 크게 높일 수 있게 된다.As can be seen from Table 2, as the content ratio of graphite increases, the thermal conductivity increases. Especially, when the surface-untreated graphite is used as a filler and the ceramic (silica) -coated graphite is used as a filler, . In addition, ceramic-coated graphite exhibits an electrical insulation value of 10 14 Ω / cm 2 or more regardless of its content. Therefore, the ceramic coated graphite is filled in the
또한, 모듈러스의 경우 세라믹 코팅 그라파이트를 사용하는 경우가 표면 무처리 그라파이트를 사용하는 경우보다 조금 더 높게 나타남을 알 수 있다. 이는 세라믹 코팅 그라파이트가 에폭시 기반 수지재의 물성 증대에 긍정적인 것을 의미한다.It can be seen that the use of ceramic coated graphite for modulus is slightly higher than that for surface untreated graphite. This means that the ceramic-coated graphite is positive for increasing the physical properties of the epoxy-based resin material.
휨 특성은, 상기 표 2의 11번 내지 14번 샘플 즉, 서로 다른 두께의 상,하부 층을 갖는 대략 5 cm x 5 cm 크기의 프리프레그를 사용하여 각 모서리가 바닥에서 얼마나 상승하는지를 측정하였다. 그 결과, 상부 층이 하부 층보다 두꺼운 경우 스마일(smile) 형태로 변형되고, 반대로 하부 층이 상부 층보다 두꺼운 경우 크라잉(crying) 형태로 변형됨을 알 수 있다. 이는 곧 절연 영역(130) 또는 방열 영역(140)의 두께를 조절함으로써 열팽창률이 큰 동박층(210) 또는 회로층(410)에 의한 기판 휨을 제어할 수 있음을 의미한다.
The flexural properties were measured using a prepreg of approximately 5 cm x 5 cm with eleven to fourteen samples of Table 2, i.e., upper and lower layers of different thicknesses, and how much each edge rises at the bottom. As a result, it can be seen that when the upper layer is thicker than the lower layer, it is transformed into a smile form, and conversely, when the lower layer is thicker than the upper layer, it is transformed into a crying form. This means that the substrate warping by the
도 8 및 도 9는 각각 본 발명에 따른 방열 기판의 제1 및 제2 실시예 단면도이다.8 and 9 are sectional views of the heat radiation substrate according to the first and second embodiments of the present invention, respectively.
도시된 바와 같이, 본 발명의 방열 기판(400)은 프리프레그(100)에 회로층(410)이 형성되어 방열 기판(400)이 제작될 수 있다. 방열 기판(400)은 프리프레그(100)의 양면 중 적어도 일면에 회로층(410)이 구비될 수 있으며, 회로층(410)은 프리프레그(100)의 절연 영역(130) 상에 형성될 수 있다.As shown in the drawing, the
구체적으로, 도 8에 도시된 것처럼, 프리프레그(100)는 심재(110)를 중심으로 상, 하부가 모두 절연 영역(130)으로 형성될 수 있으며, 심재(110)를 포함한 프리프레그(100) 내에는 세라믹 코팅 탄소 필러(121)가 함침될 수 있다.8, the
이처럼, 방열 기판(400)은 프리프레그(100)가 절연 영역(130)만으로 구성될 경우, 심재(110) 상부의 절연 영역(130)과 심재(110) 하부의 절연 영역(130) 중 어느 한 쪽 또는 양 쪽 모두에 회로층(410)이 형성될 수 있다.When the
또한, 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 방열 기판(400)은 절연 영역(130) 외에 방열 영역(140)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 절연 영역(130)과 방열 영역(140)은 프리프레그(100)의 상부와 하부에 각각 형성될 수 있으며, 절연 영역(130)에는 세라믹 코팅 탄소 필러(121)가 함유되어 높은 절연 저항에 의해 절연성을 가지고, 탄소 필러의 열전도도에 의해 방열 성능이 부가될 수 있다. 그리고, 방열 영역(140)은 레진 등의 수지재에 열전도도를 가지는 탄소 필러 즉, 표면 무처리 탄소 필러(122)가 함유되어 방열성을 가지도록 할 수 있다.9, the
따라서, 도 9의 실시예에서 회로층(410)은, 도전성을 가지는 표면 무처리 탄소 필러(122)가 함침된 방열 영역(140)이 아닌 절연 영역(130) 상에 형성될 수 있다.Therefore, in the embodiment of FIG. 9, the
한편, 방열 기판(400)은 프리프레그(100)의 하부에 히트 싱크(420)가 장착되어 방열성을 더 향상시킬 수 있다. 히트 싱크(420)는 별도의 접착제 없이 프리프레그(100)를 구성하는 레진 등의 수지재(120)에 의해 직접 접착될 수 있다Meanwhile, the
즉, 도 8의 실시예에 따른 방열 기판(400)에서는 회로층(410)이 적층된 절연 영역(130) 반대편의 절연 영역(130)에 히트 싱크(420)가 구비되고, 도 9의 실시예에 따른 방열 기판(400)에서는 프리프레그(100)의 하부 즉, 방열 영역(140)에 히트 싱크(420)이 구비된다. 이처럼, 방열 영역(140) 상에 히트 싱크(420)가 결합됨에 의해서 방열 성능이 더 향상될 수 있다.
That is, in the
이와 같이 구성된 본 발명의 프리프레그와 동박 적층판 및 방열 기판은 프리프레그에 포함되는 필러의 재질에 따라 프리프레그의 열팽창계수(CTE)와 강성(modulus) 특성이 변화될 수 있다. 이때, 본 발명의 프리프레그에 실리카가 코팅된 탄소 필러를 함침시켜 실리카만 함침된 상태의 특성과 탄소 필러만 함침된 상태의 특성을 모두 만족할 수 있다.The CTE and the modulus of the prepreg may be varied depending on the material of the filler included in the prepreg of the present invention, the copper-clad laminate and the heat-dissipating substrate. At this time, the prepreg of the present invention may be impregnated with a silica-coated carbon pillar to satisfy both the silica-impregnated properties and the carbon-filled silica impregnated properties.
도 10과 도 11은 본 실시예의 프리프레그에 함침된 필러의 재질에 따른 특성 변화를 나타낸 그래프로서, 무기 필러(실리카)가 함유된 프리프레그와 탄소 필러(그라파이트)가 함유된 프리프레그와 비교하여 실리카가 코팅된 탄소 필러가 함침된 프리프레그는 강성(modulus)이 상온에서 1.6기가이고, 열팽창계수(CTE)는 13ppm/℃로 방열 기판의 절연재로 충분한 성능 구현이 가능함을 알 수 있다.
10 and 11 are graphs showing changes in properties depending on the material of the filler impregnated in the prepreg of this embodiment. Compared to prepregs containing inorganic filler (silica) and prepregs containing carbon filler (graphite) The prepreg impregnated with silica-coated carbon filler shows a modulus of 1.6 GPa at room temperature and a CTE of 13 ppm / ° C, which is sufficient for the insulating material of the heat-dissipating substrate.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, and that various changes, substitutions and alterations can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. However, it should be understood that such substitutions, changes, and the like fall within the scope of the following claims.
100. 프리프레그
110. 심재
120. 수지재
121. 세라믹 코팅 탄소 필러
122. 표면 무처리 탄소 필러
130. 절연 영역
140. 방열 영역
200. 동박 적층판
210. 동박층
400. 방열 기판
410. 회로층
420. 히트 싱크100. Prepreg
110. Core
120. Resin material
121. Ceramic Coated Carbon Filler
122. Surface-free carbon filler
130. Insulation area
140. Heat-
200. Copper clad laminate
210. Copper foil layer
400. Heat-
410. Circuit layer
420. Heatsink
Claims (15)
상기 수지재에 함유된 세라믹 코팅 탄소 필러;를 포함하는 프리프레그.
A resin material including a core material; And
And a ceramic coated carbon filler contained in the resin material.
상기 수지재는 상부의 절연 영역과 하부의 절연 영역으로 구성되고, 상기 심재는 상기 상부의 절연 영역과 상기 하부의 절연 영역 사이에 구비되는 프리프레그.
The method according to claim 1,
Wherein the resin material is composed of an upper insulating region and a lower insulating region, and the core material is provided between the upper insulating region and the lower insulating region.
상기 상부의 절연 영역과 상기 하부의 절연 영역은 서로 다른 두께를 갖는 프리프레그.
3. The method of claim 2,
Wherein the upper insulating region and the lower insulating region have different thicknesses.
상기 상부의 절연 영역의 두께와, 상기 하부의 절연 영역의 두께의 비는 0.1 내지 10인 프리프레그.
3. The method of claim 2,
Wherein a ratio of a thickness of the upper insulating region to a thickness of the lower insulating region is 0.1 to 10.
상기 상부의 절연 영역에 함유된 상기 세라믹 코팅 탄소 필러와, 상기 하부의 절연 영역에 함유된 상기 세라믹 코팅 탄소 필러의 함량비는 서로 다른 프리프레그.
3. The method of claim 2,
Wherein the ceramic coated carbon filler contained in the upper insulating region and the ceramic coated carbon filler contained in the lower insulating region are different from each other.
상기 세라믹 코팅 탄소 필러는 상기 수지재 대비 95%중량비 이하로 함유되는 프리프레그.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic-coated carbon filler is contained in an amount of 95% by weight or less based on the resin material.
상기 심재는 패브릭 크로스(fabric cloth) 또는 글라스 크로스(glass cloth)인 프리프레그.
The method according to claim 1,
Wherein the core material is a fabric cloth or a glass cloth.
상기 세라믹 코팅 탄소 필러는 카본(carbon), 그라파이트(graphite), CNT(carbon nano tube), 다이아몬드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 이상의 물질인 프리프레그.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic coated carbon filler is at least one material selected from the group consisting of carbon, graphite, carbon nano tube, and diamond.
상기 절연 영역에 함유된 세라믹 코팅 탄소 필러; 및
상기 방열 영역에 함유된 표면 무처리 탄소 필러;를 포함하는 프리프레그.
A resin material composed of an insulating region and a heat radiation region and including a core material between the insulation region and the heat radiation region;
A ceramic coated carbon filler contained in said insulating region; And
And a surface untreated carbon filler contained in the heat radiation region.
상기 방열 영역은 상기 절연 영역보다 두꺼운 프리프레그.
10. The method of claim 9,
Wherein the heat radiation region is thicker than the insulation region.
상기 세라믹 코팅 탄소 필러의 함량비와 상기 표면 무처리 탄소 필러의 함량비는 서로 다른 프리프레그.
10. The method of claim 9,
Wherein the content ratio of the ceramic-coated carbon filler is different from the content ratio of the surface-untreated carbon filler.
A prepreg of any one of claims 1 to 8 and a copper foil layer formed on at least one of an upper surface and a lower surface of the prepreg.
A copper-clad laminate comprising a prepreg according to any one of claims 9 to 11 and a copper foil layer formed on an insulating region of the prepreg.
상기 절연 영역에 함유된 세라믹 코팅 탄소 필러;
상기 방열 영역에 함유된 표면 무처리 탄소 필러; 및
상기 절연 영역 상에 형성된 회로층;을 포함하는 방열 기판.
A resin material having an upper insulating region and a lower insulating region sandwiching the core material or an upper insulating region and a lower heat radiating region with a core therebetween;
A ceramic coated carbon filler contained in said insulating region;
A surface untreated carbon filler contained in the heat radiation region; And
And a circuit layer formed on the insulating region.
상기 방열 영역 상에 구비된 히트 싱크를 더 포함하는 방열 기판.15. The method of claim 14,
And a heat sink provided on the heat radiation region.
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KR20120009641A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-02 | (주)비에이치세미콘 | Composition for heat radiation sheet and the manufacturing method of the same |
KR20130089235A (en) * | 2010-07-01 | 2013-08-09 | 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 | Prepreg, wiring board, and semiconductor device |
KR20130115022A (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-21 | 삼성테크윈 주식회사 | Method for manufacturing a circuit board and insulating core for manufacturing a circuit board |
KR20130119643A (en) | 2012-04-24 | 2013-11-01 | 주식회사 트랜스더멀아시아홀딩스 | Structure of heat-radiating substrate having electrical isolated thermal bridge and method for fabricating the same |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20130089235A (en) * | 2010-07-01 | 2013-08-09 | 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 | Prepreg, wiring board, and semiconductor device |
KR20120009641A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-02 | (주)비에이치세미콘 | Composition for heat radiation sheet and the manufacturing method of the same |
KR20130115022A (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-21 | 삼성테크윈 주식회사 | Method for manufacturing a circuit board and insulating core for manufacturing a circuit board |
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