KR20160126800A - LED lighting PCB manufacturing method using the 3D printer - Google Patents

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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits

Abstract

The present invention relates to an LED lighting PCB manufacturing method using a 3D printer, which is to manufacture an LED lighting PCB having an LED chip mounting unit, a circuit line unit and a terminal unit by using a 3D printer. The LED lighting PCB manufacturing method using a 3D printer comprises: a base layer forming step of forming a base layer having a three-dimensional shape selected from among a 2D curved surface, a 3D curved surface, a spherical shape, a non-spherical shape, a hemispherical shape, a 3/4 spherical shape, and a free-form surface; a circuit layer forming step of forming, on one surface of the base layer, a circuit layer using conductive print materials; and a printing layer forming step of forming, on the circuit layer, a printing layer having a predetermined thickness by using insulating print raw materials. According to the present invention, a PCB can be easily manufactured in a variety of three-dimensional shapes, thereby improving production of the PCB, and improving heat dissipation efficiency, durability and completeness of design by using the PCB having the variety of three-dimensional shapes.

Description

3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법{LED lighting PCB manufacturing method using the 3D printer}Technical Field [0001] The present invention relates to an LED lighting PCB manufacturing method using a 3D printer,

본 발명은 3D 프린터를 이용하여 다양한 형상을 가질 수 있는 엘이디 조명 PCB를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an LED illumination PCB having various shapes using a 3D printer.

최근 제 3차 산업혁명을 유발할 기술로 주목받는 분야는 3D 프린팅 기술이다. 3D 프린팅은 디지털 설계 도면과 3D 프린터만 있으면 누구나 전 세계 어디서든 필요한 제품 생산이 가능하여, 제조 공정의 획기적인 간소화를 통한 제조업 패러다임 변화의 핵심으로 주목받고 있다. Recently, 3D printing technology is attracting attention as a technology that will cause the third industrial revolution. 3D printing has attracted attention as the core of the manufacturing paradigm change by simplifying the manufacturing process, enabling anyone to produce the necessary products anywhere in the world with digital design drawings and 3D printers.

3D 프린팅 자체는 이미 1980 년대 말부터 생산현장에서 시제품 제작에 주로 이용되어 왔지만, 최근 소재 기술의 발달로 플라스틱 뿐만 아니라 유리, 금속으로까지 적용되면서 제작 범위가 다양해졌다. 수억 원대에 달했던 제품 가격이 수천만 원대로 하락하였으며 수백만 원대의 보급형 제품의 출시로 대중화가 눈앞에 있다.3D printing itself has been used mainly in production of prototypes since the end of the 1980s. However, due to recent developments in material technology, the range of production has been diversified as it has been applied not only to plastic but also to glass and metal. The price of products that reached hundreds of millions of won has fallen to tens of millions, and the popularization of millions of won's worth of products has come to the fore.

개인의 요구가 다양화됨에 따라 기존의 표준화된 대량생산 공정으로는 생산하기 힘든 개인화된 제품들을 3D 프린터로 직접 제작할 수 있으며, 제조 산업에서는 제품 기획부터 시제품 구현까지의 시행착오가 획기적으로 단축되어 개발의 혁신이 가속화될 것으로 전망된다As individual needs are diversified, personalized products, which are difficult to produce with conventional standardized mass production processes, can be produced directly with 3D printers. In the manufacturing industry, trial and error from product planning to prototype implementation is dramatically shortened Is expected to accelerate

3D 프린팅 기술은 사용하는 재료가 액체인지 고체인지 혹은 파우더인지, 또 이 재료를 가지고 어떤 방식으로 형상을 만드느냐에 따라 분류된다. 지금까지 약 20가지의 방식이 상용화된 것으로 알려졌지만 공통점은 '미분'과 '적분'의 원리에 따라 만들어지고 있으며, 3D 프린팅 과정은 크게 3단계로 나뉜다. 3D printing techniques are classified according to whether the material used is liquid, solid or powder, and how the material is used to shape it. So far, it has been known that about 20 methods have been commercialized, but the common points are made according to the principles of 'differential' and 'integral', and the 3D printing process is divided into three stages.

먼저 컴퓨터에서 3D 디자인 프로그램 등을 이용해 디자인한 후 이를 정해진 데이터 양식으로 저장하고, 3D 프린터는 이렇게 그려진 입체적인 디자인을 '미분'하듯이 얇은 가로 층으로 나눠 분석하고,이후 디자인 파일에 그려진 형태대로 재료를 바닥부터 꼭대기까지 차곡차곡 쌓아올리게 되면 입체 모형이 완성된다. 즉 하나의 모형을 한없이 잘게 썰어 가는 미분과, 이 잘게 썰어진 조각을 합쳐 원래의 모형으로 환원시키는 적분의 원리를 모두 사용하고 있는 셈이다. First, a 3D design program is used to design a computer, and the 3D printer stores the data in a predetermined data format. The 3D printer divides the three-dimensional design into a thin layer as if it is a differential, and then analyzes the material If you stack up to the top from the bottom to the top, the three-dimensional model is completed. In other words, they are using both the differentiating minutiae of a single model, and the principle of integrating these finely chopped pieces into the original model.

가장 보편적인 3D 프린팅 방식으로는 FDM(수지압출법), SLA(광경화수지조형), DLP(디지털광학기술), SLS(파우더 기반 쾌속조형기술)가 알려져 있다.The most common 3D printing methods are FDM (resin extrusion), SLA (light curing resin molding), DLP (digital optical technology) and SLS (powder based rapid prototyping technology).

FDM(수지압출법) 방식의 경우, 열에 녹는 고체 플라스틱과 같은 재료를 실타래처럼 뽑아 이것을 조금씩 녹여가며 쌓는 방식으로, 재료가 전후좌우 이동이 가능한 분사기에 삽입되면 분사기는 재료를 순간적으로 녹여 모형을 만드는 자리를 오가며 조금씩 재료를 분사해 형체를 만든다. In the case of FDM (resin extrusion method), materials such as solid plastics dissolving in heat are pulled out like a thread, and this is gradually melted and stacked. When the material is inserted into a sprayer capable of moving forward and backward and rightward and leftward, the sprayer instantly melts the material to make a model Spray the material little by little and make a shape.

비용이 상대적으로 저렴하다는 장점과, 재료를 다양하게 투입할 수 있고 만들어진 모형의 내구성도 강한 편이지만 재료 분사기의 굵기 때문에 표면에 층이 확연히 드러나고 제작 속도도 오래 걸리며 정밀도가 아주 높지 않고, 완성된 제작물의 표면이 거칠기 때문에 표면을 다듬는 후처리 과정이 필요하다.Although the cost is relatively low and the material can be put into various kinds and the durability of the model made is strong, the layer is obvious on the surface due to the thickness of the material spraying machine, the production speed is long, precision is not very high, Since the surface of the substrate is rough, a post-treatment process is required.

SLA(광경화수지조형) 방식은 빛에 반응하는 액체 형태의 광경화성 플라스틱이 들어있는 수조에 레이저를 쏘아 한 층씩 굳히는 방법으로, 조형판이 수조 안에서 아래로 내려가면서 조금씩 굳어진 재료가 쌓이게 되므로, 표면이 매끄럽고 복잡하거나 섬세한 형상을 만드는 데 적합하지만 재료 가격과 비용이 고가인 문제점이 있다.SLA (Light-curing resin molding) method is a method of hardening a layer of light-curable plastic, which reacts with light, into a water tank by layering one layer at a time. As the molding plate is lowered in the water tank, hardened materials are piled up little by little. Which is suitable for making a smooth, complicated or delicate shape, but has a problem that the material cost and the cost are expensive.

DLP(디지털광학기술) 방식은 레이저나 강한 자외선에 반응하는 광경화 플라스틱을 판 위에 얇게 분사해 가며 결과물을 얻는 방식으로, 분사된 액체는 분사기 양 옆에 달려 있는 자외선 램프에 의해 즉시 굳게 되며 이렇게 굳은 층 위에 다시 원료를 분사해 가면서 쌓아올린다. 정밀도는 가장 높아 섬세한 표현까지 가능하지만 시간이 오래 걸리고 가격이 비싸다는 단점이 있다. 정밀도와 표면마감, 제작속도는 DLP 방식이 유리하지만 재료 강도는 FDM 방식이 유리하다. The DLP (Digital Optical Technology) method is a method in which a thin layer of photocurable plastic reacts with a laser or a strong ultraviolet ray to obtain a resultant product. The liquid is immediately hardened by an ultraviolet lamp attached to the sides of the injector, The raw material is sprayed again on the floor and piled up. Precision is the highest, which allows delicate expression, but it is time consuming and expensive. The DLP method is advantageous in precision, surface finish, and manufacturing speed, but the FDM method is advantageous in material strength.

이와 같이 3D 프린터는 입체적으로 그려진 물건을 마치 미분하듯이 가로로 1만 개 이상 잘게 잘라 분석한 데이터를 만들고, 아주 얇은 막(레이어)을 한 층씩 쌓아 물건의 바닥부터 꼭대기까지 완성한다. In this way, the 3D printer produces data that is cut into more than 10,000 pieces horizontally as if it is differentiated as if it is a three-dimensionally drawn object, and a very thin film (layer) is stacked one by one to complete the object from the bottom to the top.

한편, 엘이디 조명에 사용되는 PCB의 경우 에폭시 수지나 페놀 수지 등 절연 재료의 평평한 한 조각이며, 이 위에 엘이디 조명과 관련되는 부품을 부착하고, 서로 접속하여 회로를 형성한다. On the other hand, a PCB used for LED lighting is a flat piece of insulating material such as an epoxy resin or a phenol resin, and the parts related to the LED illumination are attached thereon and connected to each other to form a circuit.

그러나 종래의 PCB의 경우 평면의 형태가 주를 이루면서 그러한 PCB를 포함하는 엘이디 모듈의 형상 또한 PCB의 형상에 따라 제한을 받게 되면서 엘이디 조명의 내구조 및 외형의 한계가 생기게 되고, 이러한 한계는 엘이디 조명에 대한 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 어려운 문제점을 가지고 있다.However, in the case of a conventional PCB, the shape of the plane is dominant, and the shape of the LED module including the PCB is also limited by the shape of the PCB, so that the internal structure and the outer shape of the LED illumination are limited. It is difficult to satisfy the needs of various consumers.

한국등록특허 10-1088715호(2011.11.25)Korean Patent No. 10-1088715 (November 25, 2011)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 3D 프린터를 이용하여 다양한 형상으로 엘이디 조명 PCB를 제작할 수 있도록 한 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an LED lighting PCB using a 3D printer, which can manufacture an LED lighting PCB in various shapes using a 3D printer.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한될 필요는 없으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

바람직한 일 실시 예에 따른 본 발명은 절연성 수지계열의 프린트 원료를 이용하여 2D곡면, 3D곡면, 구형, 비구형, 반구형, 3/4구형, 자유곡면형 중 선택된 입체형상의 베이스층을 형성하는 베이스층 형성단계와, 상기 베이스층의 일면에 전도성 프린트 원료를 이용하여 회로층을 형성하는 회로층 형성단계와, 상기 회로층 위에 절연성 프린트 인쇄 원료를 이용하여 일정 두께의 인쇄층을 형성하는 인쇄층 형성단계를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of forming a base layer for forming a three-dimensional base layer selected from a 2D curved surface, a 3D curved surface, a spherical shape, a non-spherical shape, a hemispherical shape, Forming a circuit layer on the one surface of the base layer using a conductive print material; forming a print layer having a predetermined thickness on the circuit layer using an insulating print print material; .

더 바람직하게 상기 회로층에는 엘이디칩 바닥면에 대응하여 접면되는 엘이디칩 실장부를 형성하고, 상기 베이스층에는 상기 엘이디칩 실장부와 상응하는 안착면이 구성되는 단계가 더 포함된다.More preferably, the circuit layer further includes an LED chip mounting portion formed to be in contact with the bottom surface of the LED chip, and the base layer includes a mounting surface corresponding to the LED chip mounting portion.

더 바람직하게 상기 베이스층과 상기 회로층에는 상기 회로층에 실장되는 리드프레임을 갖는 회로부품이 실장될 수 있도록 관통홀이 형성되는 단계가 더 포함된다.More preferably, the base layer and the circuit layer further include the step of forming the through hole so that the circuit component having the lead frame mounted on the circuit layer can be mounted.

더 바람직하게 상기 베이스층 저면이나 상기 회로층 상면 또는 상기 인쇄층 상면 중 어느 하나 이상에는 엘이디칩의 열을 방출하기 위한 열전도율이 높은 수지 또는 메탈 계열의 프린트 원료를 이용하여 방열층을 형성하는 단계가 더 포함된다.More preferably, the step of forming the heat-radiating layer using a resin material or a metal-based print material having a high thermal conductivity for discharging the heat of the LED chip is performed on at least one of the bottom surface of the base layer, the upper surface of the circuit layer, .

더 바람직하게 상기 3D 프린터의 노즐헤드는 3축 내지 5축 방향으로 프린트 원료를 공급하기 위한 관절링크를 갖도록 구성된다.More preferably, the nozzle head of the 3D printer is configured to have a joint link for supplying the print material in the 3-axis to 5-axis direction.

더 바람직하게 상기 프린트 원료는 자연방치, 복사열, 자외선, 레이저조사 방식을 어느 하나를 이용하여 경화시키는 단계가 더 포함된다.More preferably, the print raw material further comprises a step of curing by using any one of natural standing, radiant heat, ultraviolet ray, and laser irradiation method.

더욱 바람직하게 상기 프린트 원료에는 열 경화성 또는 자외선 경화성 성분이 더 포함된다.More preferably, the print material further comprises a thermosetting or ultraviolet curing component.

더 바람직하게 상기 3D 프린터는 FDM(Fused Deposition Modelling), DLP(Digital Light Processing), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering), PolyJet(Photopolymer Jetting Technology), DMT(Direct Metal Tooling), PBP(Powder Bed & inkjet head 3dprinting), LOM(Laminated Object Manufacturing) 방식 중 어느 하나를 이용하여 구성된다.More preferably, the 3D printer may be a 3D printer, such as a Fused Deposition Modeling (FDM), a Digital Light Processing (DLP), a Stereolithography, a Selective Laser Sintering (SLS), a Polyjet (Photopolymer Jetting Technology), a DMT Bed & inkjet head 3dprinting, and LOM (Laminated Object Manufacturing).

더 바람직하게 상기 베이스층과 상기 인쇄층에는 엘이디칩과 인접하면서 상기 회로층이 단선되지 않도록 상기 회로층을 피하여 공기가 소통되기 위한 방열관통부가 구성된다.More preferably, the base layer and the print layer are provided with a heat dissipation through portion for communicating air avoiding the circuit layer so that the circuit layer is not adjacent to the LED chip while being adjacent to the LED chip.

본 발명은 절연성 수지계열을 프린트 원료를 이용하여 3D 프린터로써, 2D곡면, 3D곡면, 구형, 비구형, 반구형, 자유곡면형, 3/4구형과 같이 평면에서 벗어나는 다양한 형상의 PCB를 제작할 수 있어 이러한 PCB를 이용한 엘이디 조명장치의 구조 개선 및 다양화를 통해 방열 효율성과 내구성과 디자인의 미려함을 통해 제작성의 향성과 함께 소비자에 대한 다양한 욕구를 만족시킬 수 있는 엘이디 조명장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention can produce PCBs of various shapes that are out of plane, such as 2D curved surface, 3D curved surface, spherical shape, non-spherical shape, hemispherical shape, free curved shape, and 3/4 spherical shape by using insulating resin type printing material as a 3D printer Through the structure improvement and diversification of the LED lighting device using PCB, it is possible to provide an LED lighting device capable of satisfying the various desires for the consumer with the drafting efficiency, durability, .

아울러, 이와 같이 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다. In addition, since the effect of the present invention described above is expected to be exerted by the composition of the contents regardless of whether or not the inventor perceives it, the effect described above is only some effects according to the contents described, Should not be recognized.

또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.Further, the effect of the present invention should be grasped further by the entire description of the specification, and even if it is not stated in an explicit sentence, a person having ordinary skill in the art to which the written description belongs, It should be seen as an effect described in this specification.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법을 단계별로 예시한 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of fabricating an LED illumination PCB using a 3D printer according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 기재된 내용을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 기재된 내용의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, the scope of the present invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing description.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 기재된 내용의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.In addition, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation, and the terms defined specifically in consideration of the structure and operation of the contents described may vary depending on the intention or custom of the user or the operator And the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.

우선, 본 발명에 따른 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법의 단계는 크게 입체형상의 베이스층을 형성하는 단계와, 그러한 베이스층에 회로층을 형성하는 단계와, 그러한 회로층에 인쇄층을 형성되는 단계를 포함하는 구성으로 구분될 수 있으며, 이하 각 구성요소에 대하여 예시된 도면을 통해 살펴보면 다음과 같다.First, the steps of a method of manufacturing an LED lighting PCB using a 3D printer according to the present invention include forming a three-dimensional base layer, forming a circuit layer on the base layer, forming a printed layer on the circuit layer And the following description will be made with reference to the drawings exemplified for each constituent element.

여기서 3D 프린터는 FDM(Fused Deposition Modelling), DLP(Digital Light Processing), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering), PolyJet(Photopolymer Jetting Technology), DMT(Direct Metal Tooling), PBP(Powder Bed & inkjet head 3dprinting), LOM(Laminated Object Manufacturing) 방식 중 어느 하나를 적용하여 사용할 수 있으며, 3D 프린터의 노즐헤드는 3축 내지 5축 방향으로 프린트 원료를 공급하기 위한 관절링크를 가질 수 있다.Here, 3D printers can be classified into three types: FDM (Fused Deposition Modeling), DLP (Digital Light Processing), SLA (Stereolithography), SLS (Selective Laser Sintering), Polyjet (Photopolymer Jetting Technology), DMT head 3dprinting, and LOM (Laminated Object Manufacturing). The nozzle head of the 3D printer may have a joint link for supplying the print material in the 3-axis to 5-axis direction.

먼저, 베이스층 형성단계(S100)는,First, the base layer forming step (SlOO)

절연성 수지계열의 프린트 원료를 이용하여 입체형상의 베이스층을 형성하는 단계이다.A step of forming a three-dimensional base layer by using an insulating resin-based print raw material.

여기서, 절연성 수지계열의 프린트 원료는 예를 들면 FR4 가 될 수 있으며, 이러한 절연성 수지계열의 프린트 원료를 이용하여 3D 프린터의 노즐헤드가 3D 캐드나 3D 모델링 프로그램 또는 3D 스캐너를 통해 입력된 데이타에 의해 움직이면서 0.01~0.08mm의 층으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들게 된다.Here, the print material of the insulating resin series may be, for example, FR4, and the nozzle head of the 3D printer may be printed by the data inputted through the 3D CAD or 3D modeling program or the 3D scanner by using such insulating resin- As it moves, the layers are stacked in layers of 0.01 to 0.08 mm to form a three-dimensional shape.

베이스층의 입체형상은 어느 하나로 정해질 필요없이 2D곡면, 3D곡면, 구형, 비구형, 반구형, 3/4구형, 자유곡형 등과 같이 다양한 형태로 제작될 수 있다.The three-dimensional shape of the base layer may be formed in various shapes such as 2D curved surface, 3D curved surface, spherical shape, non-spherical shape, hemispherical shape, 3/4 spherical shape,

베이스층은 단일 재질의 한층으로 구성될 수도 있지만 서로 다른 재질로 이루어진 다층으로 구성될 수도 있다.The base layer may be composed of one layer of a single material, but it may be composed of multiple layers of different materials.

베이스층은 프린트 원료 차체 또는 첨가되는 색소에 따라 다색으로 구성될 수 있다.The base layer may be composed of a multicolor according to the print raw material body or the pigment to be added.

회로층 형성단계(S200)는,In the circuit layer forming step S200,

전술한 베이스층의 일면에 전도성 프린트 원료를 이용하여 회로층을 형성하는 단계이다.Forming a circuit layer on one surface of the base layer using the conductive print material.

여기서, 전도성 프린트 원료는 전기가 통전되는 원료를 의미하며, 이는 이후 PCB에 실장되는 부품간의 전기적인 연결통로가 된다. Here, the conductive print material means a material to which electricity is energized, which becomes an electrical connection path between parts mounted on the PCB thereafter.

회로층은 전기적인 연결통로인 도체 회로가 전술한 베이스층의 한쪽면만 구성될 수 있으며, 베이스층의 양면에 구성될 수도 있고, 베이스층의 내부에도 구비되는 다층의 형태가 될 수도 있다.The circuit layer may be constituted by only one side of the base layer as described above, and may be formed on both sides of the base layer, or may have a multi-layered form also provided inside the base layer.

회로층 또한 전도성 프린트 원료를 이용하여 3D 프린터의 노즐헤드가 3D 캐드나 3D 모델링 프로그램 또는 3D 스캐너를 통해 입력된 데이타에 의해 움직이면서 0.01~0.08mm의 층으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들게 된다.The circuit layer is also formed by layering the nozzle heads of the 3D printer using 0.01 to 0.08 mm layer by using the 3D printer, the 3D modeling program or the data inputted through the 3D scanner by using the conductive print material.

인쇄층 형성단계(S300)는,In the printing layer forming step S300,

절술한 회로층에 절연성 프린트 인쇄 원료를 이용하여 일정 두께의 인쇄층을 형성하는 단계이다.A step of forming a print layer having a predetermined thickness by using an insulating print print material on the printed circuit layer.

여기서, 절연성 프린트 인쇄 원료는 일 예로 PSR 이 될 수 있다.Here, the insulating print material may be, for example, a PSR.

인쇄층 또한 절연성 프린트 인쇄 원료를 이용하여 3D 프린터의 노즐헤드가 3D 캐드나 3D 모델링 프로그램 또는 3D 스캐너를 통해 입력된 데이타에 의해 움직이면서 0.01~0.08mm의 층으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들게 된다.Printed layer In addition, the nozzle head of the 3D printer is moved by the data inputted through the 3D CAD or 3D modeling program or the 3D scanner using the insulating print print material to form a three-dimensional shape by stacking in layers of 0.01 to 0.08 mm.

즉, 3D 프린터는 절연성 수지계열의 프린트 원료가 수용된 노즐헤드와, 전도성 프린트 원료가 수용된 노즐헤드와, 절연성 프린트 인쇄 원료가 수용된 노즐헤드를 포함하고 있으며, 이러한 각 노즐헤드들이 설정된 프로그램에 의해 이동되면서 제1단계 내지 제3단계에 따른 베이스층과 회로층과 인쇄층을 적층시켜 입체형태의 PCB를 만들어주게 된다.That is, the 3D printer includes a nozzle head containing an insulating resin-based print material, a nozzle head containing the conductive print material, and a nozzle head containing the insulating print material, and each of the nozzle heads is moved The base layer, the circuit layer and the print layer according to the first to third steps are laminated to produce a three-dimensional PCB.

한편, 엘이디칩은 회로층에 접면되어 설치되며, 이를 위하여 회로층에는 엘이디칩의 평면인 바닥면과 상응하여 완전하게 밀착 접면될 수 있도록 평면의 엘이디칩 실장부가 더 구비될 수 있으며, 회로층에 평면의 엘이디칩 실장부가 형성되는 경우 회로층의 아래쪽에서 접면되는 베이스층에도 엘이디칩 실장부에 상응하는 부위는 엘이디칩 실장부의 상응하는 평면으로 구성됨이 바람직하다.The LED chip may be mounted on the circuit layer. For this purpose, a flat LED chip mounting portion may be further provided on the circuit layer so as to be completely in close contact with the bottom surface of the LED chip, It is preferable that a portion corresponding to the LED chip mounting portion in the base layer which is to be contacted at the lower side of the circuit layer is formed as a corresponding plane of the LED chip mounting portion when the flat LED chip mounting portion is formed.

또한, 리드프레임을 가지는 회로부품의 실장을 위하여 베이스층과 회로층에는 서로 연통되는 관통홀이 형성될 수 있다.Further, for the mounting of a circuit component having a lead frame, a through hole communicating with the base layer and the circuit layer may be formed.

아울러, 베이스층의 저면이나 엘이디칩 실장부를 포함하는 회로층의 상면 및 인쇄층의 상면에는 열전도율이 높은 수지 또는 메탈 계열의 프린트 원료를 이용하여 방열층을 하나 이상 더 형성할 수도 있다.In addition, one or more heat dissipation layers may be formed on the upper surface of the circuit layer including the bottom surface of the base layer, the LED chip mounting portion, and the upper surface of the print layer using a resin material having high thermal conductivity or a metal-

또한, 전술한 프린트 원료의 경우 경화의 방법에 있어서는 자연적으로 방치하여 경화시키거나, 복사열을 사용하여 경화시키거나, 자외선을 이용하여 경화시키거나, 레이저를 조사하여 경화시키는 방식 등이 이용될 수 있으며, 이러한 경우 프린트 원료에는 열 경화성 또는 자외선 경화성 성분이 더 포함될 수 있다.In the case of the above-mentioned raw materials for printing, in the method of curing, it is possible to use a method of curing by leaving it naturally, curing by using radiant heat, curing by ultraviolet rays, or curing by irradiation of laser , In which case the print material may further comprise a thermosetting or UV curable component.

아울러, PCB의 방열을 위한 실시 예로서 엘이디칩과 인접하여 베이스층과 인쇄층을 서로 관통하는 방열관통부가 더 형성될 수 있으며, 이때 방열관통부는 베이스층과 인쇄층을 관통하는 과정에서 회로층이 단락되지 않도록 구성됨이 바람직하다.In addition, as an embodiment for heat dissipation of the PCB, a heat dissipation through portion that is adjacent to the LED chip and penetrates the base layer and the print layer may be further formed. In the process of penetrating the base layer and the print layer, It is preferable to be configured not to be short-circuited.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 설명을 하였으나, 기재된 내용의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 기재된 내용의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. Therefore, the scope of the disclosed contents should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the equivalents of the claims, as well as the following claims.

S100 : 베이스층 형성단계 S200 : 회로층 형성단계
S300 : 인쇄층 형성단계
S100: Base layer forming step S200: Circuit layer forming step
S300: printing layer forming step

Claims (9)

엘이디 조명 PCB를 3D 프린터를 이용하여 제조하는 방법에 있어서,
절연성 수지계열의 프린트 원료를 이용하여 2D곡면, 3D곡면, 구형, 비구형, 반구형, 3/4구형, 자유곡면형 중 선택된 입체형상의 베이스층을 형성하는 베이스층 형성단계;
상기 베이스층의 일면에 전도성 프린트 원료를 이용하여 회로층을 형성하는 회로층 형성단계; 및
상기 회로층 위에 절연성 프린트 인쇄 원료를 이용하여 일정 두께의 인쇄층을 형성하는 인쇄층 형성단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
A method of manufacturing an LED illumination PCB using a 3D printer,
A base layer forming step of forming a three-dimensional base layer selected from a 2D curved surface, a 3D curved surface, a spherical shape, a non-spherical shape, a hemispherical shape, a 3/4 spherical shape, and a free-curved shape by using an insulating resin-based print material;
Forming a circuit layer on one surface of the base layer using the conductive print material; And
And forming a print layer having a predetermined thickness on the circuit layer using an insulating print print material.
제 1 항에 있어서,
상기 회로층에는 엘이디칩 바닥면에 대응하여 접면되는 엘이디칩 실장부를 형성하고, 상기 베이스층에는 상기 엘이디칩 실장부와 상응하는 안착면이 구성되는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the circuit layer further includes an LED chip mounting portion that is formed to be in contact with the bottom surface of the LED chip and a mounting surface corresponding to the LED chip mounting portion is formed on the base layer. Manufacturing method of LED light PCB.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스층과 상기 회로층에는 상기 회로층에 실장되는 리드프레임을 갖는 회로부품이 실장될 수 있도록 관통홀이 형성되는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
The method according to claim 1,
And forming a through hole in the base layer and the circuit layer so that a circuit component having a lead frame mounted on the circuit layer can be mounted on the base layer and the circuit layer.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스층 저면이나 상기 회로층 상면 또는 상기 인쇄층 상면 중 어느 하나 이상에는 엘이디칩의 열을 방출하기 위한 열전도율이 높은 수지 또는 메탈 계열의 프린트 원료를 이용하여 방열층을 형성하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of forming a heat-radiating layer using a resin material or a metal-based print material having a high thermal conductivity for discharging the heat of the LED chip, on at least one of the bottom surface of the base layer, the top surface of the circuit layer, Wherein the method comprises the steps of:
제 1 항에 있어서,
상기 3D 프린터의 노즐헤드는 3축 내지 5축 방향으로 프린트 원료를 공급하기 위한 관절링크를 갖는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nozzle head of the 3D printer has a joint link for supplying a print material in a 3-axis to a 5-axis direction.
제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,
상기 프린트 원료는 자연방치, 복사열, 자외선, 레이저조사 방식을 어느 하나를 이용하여 경화시키는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising the step of curing the print material using any one of natural standing, radiant heat, ultraviolet ray, and laser irradiation method.
제 6 항에 있어서,
상기 프린트 원료에는 열 경화성 또는 자외선 경화성 성분이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the print material further comprises a thermosetting or ultraviolet curable component.
제 1 항에 있어서
상기 3D 프린터는 FDM(Fused Deposition Modelling), DLP(Digital Light Processing), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering), PolyJet(Photopolymer Jetting Technology), DMT(Direct Metal Tooling), PBP(Powder Bed & inkjet head 3dprinting), LOM(Laminated Object Manufacturing) 방식 중 어느 하나를 이용하여 구성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
The method of claim 1, wherein
The 3D printer may be a 3D printer such as Fused Deposition Modeling (FDM), Digital Light Processing (SLP), Stereolithography (SLA), Selective Laser Sintering (SLS), Polyjet (Photopolymer Jetting Technology), DMT head 3dprinting, and LOM (Laminated Object Manufacturing) method.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스층과 상기 인쇄층에는 엘이디칩과 인접하면서 상기 회로층이 단선되지 않도록 상기 회로층을 피하여 공기가 소통되기 위한 방열관통부가 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용한 엘이디 조명 PCB 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the base layer and the print layer are provided with heat dissipation through portions adjacent to the LED chip for communicating air avoiding the circuit layer so as to prevent the circuit layer from being disconnected.
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