WO2018016899A1 - 금속 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

금속 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2018016899A1
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sheet
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차승진
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Definitions

  • the present invention relates to a metal printed circuit board and a method of manufacturing the same.
  • LEDs light emitting diodes
  • Metal core printed circuit boards are used to effectively discharge heat generated from high heat generating semiconductor devices such as LEDs.
  • the MCPCB includes a metal core having excellent thermal conductivity, and receives heat generated from a semiconductor device mounted on a surface and radiates it to the outside.
  • Korean Patent Registration No. 10-784351 (name of the invention, a light emitting device including a metal core) discloses a technology relating to a metal core printed circuit board.
  • the method of manufacturing a metal core printed circuit board disclosed in this patent is a method of forming a through-hole in a printed circuit board and filling a through-hole with a high thermal conductivity metal such as copper.
  • Korean Patent No. 10-1575127 name of the invention, a metal core printed circuit board and a manufacturing method thereof also discloses a method of manufacturing a metal core printed circuit board.
  • the method of manufacturing the metal core disclosed in this patent is a method of forming a metal core through multistage corrosion of a metal plate such as a copper plate.
  • Methods of manufacturing a metal core printed circuit board disclosed in the above patent documents have a disadvantage in that a method of forming a metal core is complicated and a lot of defects occur, and manufacturing is expensive.
  • the printed circuit board manufactured by the method disclosed in the above patent documents is a structure that is difficult to transfer the heat transferred from the semiconductor element to the metal core to the outside to release.
  • An object of the present invention is to provide a novel metal printed circuit board and a method of manufacturing the same that can be produced at a low cost with excellent heat dissipation effect.
  • a method for manufacturing a metal printed circuit board is provided.
  • a metal base plate is prepared. It is preferable to use a copper base plate as a metal base plate, but you may use an aluminum base plate as needed.
  • one surface of the metal base plate is pressed with an embossed mold having a protruding portion to protrude a part of the metal base plate to form a heat transfer protrusion (heat transfer protrusion forming step).
  • an insulating sheet having a through hole for inserting the heat transfer protrusion is laminated on the surface where the protrusion of the metal base plate is formed so that the heat transfer protrusion is inserted into the through hole (insulation sheet stacking step).
  • a ceramic insulating sheet excellent in thermal conductivity and electrical insulating property can be used.
  • a metal sheet having a through hole for inserting the heat transfer protrusion is laminated on the upper surface of the insulating sheet so that the heat transfer protrusion is inserted into the through hole (metal sheet stacking step).
  • the metal sheet may use a copper or aluminum sheet.
  • the metal sheet is pressed at the same time while applying heat so that the metal base plate, the insulating sheet and the metal sheet are brought into close contact with each other (thermal compression step).
  • a pressing tool having a hole for inserting the heat transfer protrusion is used to press the heat alignment protrusion in an aligned position such that the heat transfer protrusion is inserted into the hole.
  • polishing is performed to planarize the top surface of the metal sheet of the base-insulation sheet-metal sheet assembly formed in close contact by thermocompression (polishing step).
  • the polishing step is a process of grinding the upper surface of the metal sheet and the heat transfer projections to flatten the heights equally, and processing the roughness of the flattened surface to suit the plating.
  • a circuit layer is formed by plating a metal layer on the upper surface of the base-insulation sheet-metal sheet assembly flattened by a polishing process (circuit layer forming step). It is preferable to form a circuit layer by an electroless copper plating process.
  • circuit layer around the heat transfer protrusion and the metal sheet layer are simultaneously etched to form a heat transfer protrusion pattern electrically separated from the circuit layer, and a circuit layer around the heat transfer protrusion pattern to form a circuit pattern (pattern forming step).
  • a PSR Photo Solder Resist
  • ink is inserted into the space formed by etching around the heat transfer protrusion pattern to reinforce the insulation between the heat transfer protrusion and the circuit pattern.
  • the electrode terminal layer may be formed by printing or gold plating the circuit pattern to display the type of the component mounted on the circuit pattern or the electrode polarity of the component.
  • a metal printed circuit board is provided.
  • the metal printed circuit board according to the present invention includes a metal base plate having at least one heat transfer protrusion protruding from one surface thereof, a through hole for inserting the heat transfer protrusion, and a heat transfer protrusion inserted into the through hole.
  • a method of manufacturing a metal printed circuit board includes a heat transfer protrusion forming step of forming a heat transfer protrusion by pressing a surface of a metal base plate with a mold to protrude a portion of the metal base plate, and a surface on which the heat transfer protrusion of the metal base plate is formed.
  • a pressurizing plate having a circuit board stacking step and a hole for inserting heat transfer protrusions; Heat transfer protruding to the top surface of the base-insulation sheet-section printed circuit board assembly formed by the crimping step And a polishing step of flattening and polishing group.
  • a metal printed circuit board which is excellent in cooling effect of a semiconductor device such as LED and which can be manufactured at low cost.
  • a metal base plate having at least one heat transfer protrusion protruding from one surface thereof, and a through hole for inserting heat transfer protrusions are formed on the surface on which the heat transfer protrusion of the metal base plate is formed.
  • An insulating sheet, a through hole for inserting heat transfer protrusions, and a circuit pattern are formed, and the printed circuit board includes a single-side printed circuit board stacked on top of the insulating sheet so that the circuit pattern faces upward.
  • the heat transfer protrusion of the metal base plate is a protrusion formed by pressing the metal base plate with a mold to protrude, and the metal base plate, the insulating sheet and the single-sided printed circuit board are in close contact with each other by thermocompression bonding.
  • An LED package or an LED bare chip can be mounted on the metal printed circuit board according to the present invention.
  • the heating part is mounted so as to be in contact with the heat transfer projection pattern.
  • the metal printed circuit board according to the present invention may be provided such that the heat generating portion of the high heat generating semiconductor device, for example, a FET, is in contact with the heat transfer protrusion pattern.
  • the heat transferred to the heat transfer projection pattern by contact with the semiconductor element is transferred directly to the metal base plate to achieve an excellent heat dissipation effect.
  • the rear surface of the metal base plate may be in contact with a separate heat sink to more effectively dissipate heat generated by the semiconductor device.
  • the manufacturing method of the metal printed circuit board which concerns on this invention makes it possible to mass-produce the printed circuit board which has the outstanding heat radiation performance at low cost.
  • productivity is superior to the method of forming a core by forming a hole in a printed circuit board and filling the formed hole with a metal, or a method of forming a core by multi-step etching.
  • the heat transfer protrusion which directly contacts the semiconductor element and transfers the heat generated from the semiconductor element to the metal base plate is electrically separated from the circuit pattern by etching so that the manufacturing can be easily and effectively dissipated. have.
  • FIG. 1 is a plan view of one embodiment of a metal printed circuit board according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the embodiment disclosed in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the embodiment disclosed in FIG.
  • FIG. 4 is a part of a manufacturing process diagram of the metal printed circuit board of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 5 is a part of a manufacturing process diagram of the metal printed circuit board of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory view of a method of manufacturing another metal printed circuit board according to the present invention.
  • the printed circuit board 100 includes a metal base plate 100.
  • the base plate is made of copper or aluminum plate.
  • a plurality of heat transfer protrusions 112 are formed by press working of an embossed mold.
  • an insulating sheet 120 is stacked on the base plate 110.
  • the insulating sheet 120 uses a sheet of ceramic material having excellent thermal conductivity and insulation effect.
  • the insulating sheet 120 has a through hole for inserting the heat transfer protrusion, and the heat transfer protrusion is inserted into the through hole at the time of lamination.
  • the metal sheet 130 is stacked on the insulating sheet 120.
  • the metal sheet 130 uses a copper sheet.
  • the copper sheet 130 has a through hole for inserting the heat transfer protrusion 112, and the heat transfer protrusion is inserted into the through hole at the time of lamination.
  • the metal base plate 110, the insulation sheet 120, and the metal sheet 130 are compressed by thermocompression to form a base-insulation sheet-metal sheet assembly.
  • a heat transfer pattern 141 in which a plated metal circuit layer is formed by etching.
  • the metal circuit layer is a copper plating layer, and is formed by electroless copper plating on the copper sheet 130.
  • an upper portion of the metal sheet 130 includes a circuit pattern 142 in which a plated metal circuit layer is formed by etching.
  • the heat transfer pattern 141 and the heat transfer protrusion 112 are electrically separated by the insulating gap 114 formed by the metal sheet 130 and the circuit pattern 142 and the etching.
  • the insulating gap 114 may be filled with a circuit pattern protection ink in the process of forming the circuit pattern protection layer 160.
  • an electrode terminal layer 150 formed by gold plating is formed on the circuit pattern 141. The electrode terminal layer 150 electrically and firmly connects the electronic board 200 and the circuit board mounted on the metal printed circuit board 100.
  • the circuit pattern protection layer 160 is formed at a portion where the electrode terminal layer 150 is not formed on the circuit pattern 141.
  • the circuit pattern protection layer 160 is formed by a known PSR (Photo Solder Resist) process.
  • PSR Photo Solder Resist
  • the insulating gap 114 is filled with ink used in the PSR process to reinforce the electrical insulation between the heat transfer protrusion 112, the circuit pattern 142, and the metal sheet 130. do.
  • the circuit pattern protection layer 160 is also applied to the upper surface of the insulating sheet 120 where the metal sheet 130 is etched and exposed.
  • An electronic component mounted on the metal printed circuit board 100 for example, a heat generating portion of the LED package 200 directly contacts the heat transfer pattern 141, and a terminal of the LED package 200 is bonded to the electrode terminal layer 150. do. Heat generated from the LED package is quickly transferred to the base plate 110 through the heat transfer protrusion 112 to radiate heat.
  • 4 is a manufacturing process diagram of the metal printed circuit board 100 of the embodiment shown in FIG.
  • a metal base plate 110 as shown in FIG. 4 (a) is prepared.
  • the metal base plate 110 preferably uses a copper base plate, but may use an aluminum base plate as necessary.
  • One surface of the metal base plate 110 is pressed with an embossed mold 300 having a protruding portion to protrude a part of the metal base plate 110 to form a heat transfer protrusion 112 (heat transfer protrusion forming step).
  • the height of the heat transfer protrusion 112 is formed to be in the range of approximately 150 to 250 micrometers ( ⁇ m) as necessary.
  • an insulating sheet 120 having a through hole 122 for inserting the heat transfer protrusion 112 of the metal base plate 110 is prepared, and the heat transfer protrusion 112 is provided with a through hole ( 122 to be aligned with each other, and laminated on the surface on which the heat transfer protrusion 112 of the metal base plate 120 is formed (insulation sheet stacking step).
  • the insulating sheet 120 a ceramic insulating sheet having excellent thermal conductivity and electrical insulating property may be used.
  • a metal sheet 130 having a through hole 132 formed therein for inserting the heat transfer protrusion 112 is prepared, and the heat transfer protrusion 112 has a through hole 132.
  • the metal sheet 130 is laminated on the upper surface of the insulating sheet so as to be inserted into the metal sheet (metal sheet laminating step).
  • the metal sheet 130 may use a copper or aluminum sheet.
  • the pressure plate 400 having the hole 410 for inserting the heat transfer protrusion 112 is prepared, and the position is aligned so that the heat transfer protrusion 112 is inserted into the hole 410. do.
  • the metal sheet 130 is pressed by the pressure plate 400 so that the metal base plate 110, the insulating sheet 120, and the metal sheet 130 come into close contact with each other.
  • the metal base plate 110, the insulating sheet 120, and the metal sheet 130 are pressed while heating (thermal compression step).
  • the insulating sheet 120 stacked between the metal base plate 110 and the metal sheet 130 by thermocompression is completely in contact with the metal base plate 110 and the metal sheet 130 to prevent the laminate from being peeled off. .
  • the upper surface of the metal sheet of the base-insulation sheet-metal sheet assembly 600 formed in close contact by thermal compression is polished using the polishing tool 500 to be flattened (polishing step).
  • the polishing step the upper surface of the metal sheet 130 and the portion projecting to the upper portion of the metal sheet 130 of the heat transfer protrusion 112 are ground to uniformly level the height, and the roughness of the flattened surface is appropriately applied to the plating. It is a process to do it.
  • a circuit layer 140 is formed by plating a metal layer on the top surface of the base-insulation sheet-metal sheet assembly 600 planarized by a polishing step (circuit layer forming step).
  • the circuit layer 160 is preferably formed by an electroless copper plating process.
  • the heat transfer protrusion pattern 141 and the circuit pattern 142 are formed on the circuit layer 160 by a known etching process (pattern forming step).
  • the heat transfer protrusion pattern 114 simultaneously etches the circuit layer 140 and the metal sheet 130 around the heat transfer protrusion 112, such that the heat transfer protrusion 112 and the heat transfer protrusion pattern 141 are formed on the circuit layer 140. It is formed to be electrically separated. That is, the insulating space 114 is formed by etching the circumference of the heat transfer protrusion 112 and the heat transfer protrusion pattern 141.
  • the circuit pattern 142 is formed by etching the circuit layer 140 and the metal sheet 130 around the heat transfer protrusion pattern 141. When etching the circuit pattern 142, the metal sheet 130 around the circuit pattern 142 is also etched to leave the metal sheet 130 under the circuit pattern 142.
  • the electrode terminal layer 150 is formed by gold plating the upper portion of the circuit pattern 142.
  • the process of forming the electrode terminal layer 150 by gold plating is well known to those skilled in the art.
  • a PSR Photo Solder Resist
  • ink is inserted into the insulating gap 114 formed by etching around the heat transfer protrusion pattern to reinforce the insulation between the heat transfer protrusion 112 and the circuit pattern 142.
  • FIG. 6 is an explanatory view of a method of manufacturing another metal printed circuit board according to the present invention.
  • the method of manufacturing the metal printed circuit board according to the present invention differs from the method of manufacturing the metal printed circuit board shown in FIGS. 4 and 5 by laminating a single-sided printed circuit board on which a circuit is printed, instead of laminating metal sheets. Is to simplify the process.
  • a metal base plate 110 as shown in FIG. 6 (a) is prepared.
  • the metal base plate 110 preferably uses a copper base plate, but may use an aluminum base plate as necessary.
  • One surface of the metal base plate 110 is pressed with an embossed mold 300 having a protruding portion to protrude a part of the metal base plate 110 to form a heat transfer protrusion 112 (heat transfer protrusion forming step).
  • the height of the heat transfer protrusion 112 is formed to be in the range of approximately 250 to 300 micrometers ( ⁇ m) as necessary.
  • an insulating sheet 120 having a through hole 122 for inserting the heat transfer protrusion 112 of the metal base plate 110 is prepared, and the heat transfer protrusion 112 penetrates. Aligned to fit in the hole 122, and laminated on the surface on which the heat transfer protrusion 112 of the metal base plate 120 is formed (insulation sheet stacking step).
  • the insulating sheet 120 a ceramic insulating sheet or a general insulating sheet having excellent thermal conductivity and electrical insulating property may be used.
  • a cross-sectional printed circuit board 600 having a through hole 612 for inserting the heat transfer protrusion 112 is prepared, and the heat transfer protrusion 112 is a through hole 6122.
  • the single-sided printed circuit board 700 is stacked on the upper surface of the insulating sheet 120 to be fitted in the cross-section.
  • the single-sided printed circuit board 700 is formed on the upper portion of the insulating sheet 120 so that the circuit pattern 711 is formed in advance, and the surface on which the circuit pattern 711 is formed is located at the top.
  • a circuit pattern 711 is formed on a top surface of the synthetic resin board 710 by a known etching process.
  • the stacked single-sided printed circuit board 600 uses a single-sided printed circuit board having a thickness in the range of approximately 150-170 micrometers ( ⁇ m), preferably about 170 micrometers ( ⁇ m).
  • the circuit pattern 711 is electrically separated from the heat transfer protrusion 112 by the through hole 712.
  • a pressure plate 400 having a hole 410 for inserting the heat transfer protrusion 112 is prepared, and the heat transfer protrusion 112 is inserted into the hole 410. Align the positions as much as possible.
  • the cross-sectional printed circuit board 700 may be crimped with the pressing plate 400 so that the metal base plate 110, the insulating sheet 120, and the single-sided printed circuit board 700 closely contact each other. At this time, the metal base plate 110, the insulating sheet 120, and the cross-sectional printed circuit board 700 are pressed while heating (thermal compression step). The insulating sheet 120 stacked between the metal base plate 110 and the cross-sectional printed circuit board 700 is completely adhered to the metal base plate 110 and the single-sided printed circuit board 700 by thermocompression bonding so that the laminate is peeled off. To prevent them.
  • the top surface of the heat transfer protrusion 112 protruding to the upper portion of the base-insulation sheet-section printed circuit board assembly 800 formed in close contact by thermocompression bonding may be used by using the grinding tool 500.
  • Grind and flatten Polyishing step. In the polishing step, not only the top surface of the heat transfer protrusion 112 of the cross-sectional printed circuit board 700 but also the circuit pattern 711 of the cross-sectional printed circuit board 700 may be thinly polished.
  • the heat transfer protrusion The semiconductor device 200 such as an LED is mounted on the 112 and the circuit pattern 711, and the semiconductor device 200 is electrically connected to the circuit pattern 711 to drive the semiconductor device. Heat generated from the semiconductor device 200 is quickly transferred to the metal base plate 110 through the heat transfer protrusion 112 and released to the outside.
  • the metal layer 140 is plated and the circuit patterns 141,. Manufacturing costs can be reduced by eliminating the process of etching 142).
  • the metal printed circuit board according to the present invention includes a metal base plate 110, an insulating sheet 120 stacked on the metal base plate, and a single-sided printed circuit board 700 stacked on the insulating sheet. At least one heat transfer protrusion 112 protruding from one surface of the metal base plate 110 is formed.
  • the insulating sheet 120 is formed with a through hole for inserting the heat transfer protrusion 112, and is laminated by inserting a heat transfer protrusion 112 into the through hole.
  • the printed circuit board 700 has a through hole and a circuit pattern 711 into which the heat transfer protrusion 112 is inserted.
  • the heat transfer protrusion 112 is a protrusion formed by pressing the metal base plate 110 with a mold to protrude it, and the metal base plate 110, the insulating sheet 120, and the cross-sectional printed circuit board 700 are formed by thermocompression bonding. By close contact.

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Abstract

본 발명은 금속 인쇄 회로 기판(Metal printed circuit board) 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판은, 일면에서 돌출된 적어도 하나의 열전달 돌기가 형성된 금속 베이스 판과, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되고, 열전달 돌기가 관통구멍에 삽입되도록 금속 베이스 판의 일면에 적층된 절연 시트와, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되고, 열전달 돌기가 관통구멍에 삽입되도록 절연시트의 상부면에 적층된 금속 시트와, 금속시트와 열전달 돌기의 상부면에 도금되어 형성된 회로층을 포함한다. 회로층은 열전달 돌기 둘레의 회로층과 금속 시트가 식각되어 열전달 돌기가 회로층과 전기적으로 분리되도록 형성된 열전달 돌기 패턴과, 열전달 돌기 패턴 주변에 식각에 의해서 형성된 회로 패턴을 포함하도록 구성되어 있다.

Description

금속 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법
본 발명은 금속 인쇄 회로 기판(Metal Printed Circuit Board) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자, 트랜지스터(Transistor), LED(Light emitting diode) 등과 같은 다양한 전자부품의 성능과 신뢰성을 확보하기 위하여 전자부품에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시켜야 한다. 최근 LED 소자가 고출력 및 고집적화되고 있다. LED 소자를 고출력 고집적화기 위하여는 특히 효과적인 냉각이 필수적이다.
LED 등과 같은 고발열 반도체 소자로부터 발생하는 열을 효과적으로 배출시키기 위하여 메탈 코어 인쇄 회로 기판(Metal Core Printed Circuit Board, MCPCB)이 사용된다. MCPCB는 열전도가 우수한 금속 코어를 포함하고, 표면에 장착된 반도체 소자로부터 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출한다.
대한민국 특허 등록번호 제10-784351호(발명의 명칭, 금속 코어를 포함하는 발광소자)에는 금속 코어 인쇄회로기판에 관한 기술이 공개되어 있다. 이 특허에 공개된 금속 코어 인쇄회로기판을 제조하는 방법은, 인쇄회로 기판에 구멍을 관통하고, 관통된 구멍에 구리와 같은 열전도성이 높은 금속을 충진하여 형성하는 방법이다.
한편, 대한민국 특허 제10-1575127호(발명의 명칭, 메탈코어 인쇄회로 기판 및 그 제조방법)에도 금속 코어 인쇄회로기판을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 특허에 개시된 금속 코어를 제조하는 방법은, 동판과 같은 금속 판을 다단 부식을 통하여 금속 코어를 형성하는 방법이다.
위 특허 문헌들에 공개된 금속 코어 인쇄회로기판을 제조하는 방법들은, 메탈 코어를 형성하는 방법이 복잡하여 불량이 많이 발생하고, 제조에 비용이 많이 소요되는 단점이 있다. 또한, 위 특허문헌들에 개시된 방법으로 제조된 인쇄회로기판은 반도체 소자로부터 메탈 코어로 전달된 열을 외부로 전달하여 방출하기가 곤란한 구조이다.
반도체 소재의 고출력와 및 고집적화가 진행됨에 따라 보다 효과적으로 반도체 소자로부터 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출하기 위한 메탈인쇄회로기판에 대한 기술적인 진보가 요청된다. 또한, 열 방출효과가 우수하면서도 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 금속 인쇄 회로 기판에 대한 기술적인 진보가 요청되고 있다.
본 발명은 열 방출효과가 우수하면서도 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 새로운 금속 인쇄 회로 기판 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따라 금속 인쇄 회로 기판 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판 제조하기 위하여, 금속 베이스 판을 준비한다. 금속 베이스 판은 구리 베이스 판을 사용하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 알루미늄 베이스 판을 사용할 수도 있다. 다음으로, 금속 베이스 판의 일면을 돌출된 부분이 있는 양각 금형으로 가압하여 금속 베이스 판의 일부를 돌출시켜서 열전달 돌기를 형성한다(열전달 돌기 성형 단계).
다음으로, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성된 절연 시트를 열전달 돌기가 관통구멍에 끼워지도록 금속 베이스 판의 돌기가 형성된 면에 적층한다(절연시트 적층단계). 절연 시트로는 열전도성과 전기 절연성이 우수한 세라믹 절연시트를 사용할 수 있다. 다음으로, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성된 금속 시트를 열전달 돌기가 관통구멍에 끼워지도록 절연시트의 상부면에 적층한다(금속시트 적층단계). 금속 시트는 구리 또는 알루미늄 시트를 사용할 수 있다. 다음으로, 금속 베이스 판과 절연시트와 금속 시트가 밀착되도록 금속 시트를 열을 가하면서 동시에 압착한다(열압착 단계). 금속 시트를 가압할 때, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 구멍을 구비한 가압 공구를 사용하여, 열전달 돌기가 구멍 내부로 삽입되도록 위치를 정렬한 상태로 가압한다.
다음으로, 열압착에 의해서 밀착되어 형성된 베이스-절연시트-금속시트 조립체의 금속 시트의 상부면을 평탄화하기 위하여 연마한다(연마단계). 연마 단계는 금속 시트의 상면과 열전달 돌기를 갈아내어 높이를 같게 평탄화하고, 평탄화된 표면의 거칠기를 도금에 적합하게 처리하는 공정이다. 다음으로, 연마 공정에 의해서 평탄화된 베이스-절연시트-금속시트 조립체의 상부면에 금속층을 도금하여 회로층을 형성한다(회로층 형성단계). 회로층은 무전해 동도금 공정으로 형성하는 것이 바람직하다. 다음으로, 열전달 돌기의 둘레의 회로층과 금속 시트층을 동시에 식각하여 회로층과 전기적으로 분리된 열전달 돌기 패턴과, 열전달 돌기 패턴 주변에 회로층을 식각하여 회로 패턴을 형성한다(패턴 형성 단계).
다음으로, 회로 패턴을 보호하기 위하여, 회로 패턴의 상부면에 PSR(Photo Solder Resist)를 도포하여 회로패턴 보호층을 형성할 수 있다. PSR 공정을 수행시 잉크가 열전달 돌기 패턴 둘레에 식각에 의해서 형성된 공간으로 삽입되어 열전달 돌기와 회로 패턴 사이의 절연을 보강하게 된다.
다음으로, 회로 패턴에 장착되는 부품의 종류나 부품의 전극 극성을 표시하기 위하여 인쇄를 하거나, 회로 패턴에 금 도금을 하여 전극 단자층을 형성할 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따라 금속 인쇄 회로 기판이 제공된다. 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판은, 일면에서 돌출된 적어도 하나의 열전달 돌기가 형성된 금속 베이스 판과, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되고, 열전달 돌기가 관통구멍에 삽입되도록 금속 베이스 판의 일면에 적층된 절연 시트와, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되고, 열전달 돌기가 관통구멍에 삽입되도록 절연시트의 상부면에 적층된 금속 시트와, 금속시트와 열전달 돌기의 상부면에 도금되어 형성된 회로층을 포함하고, 회로층은 열전달 돌기 둘레의 회로층과 금속 시트가 식각되어 열전달 돌기가 회로층과 전기적으로 분리되도록 형성된 열전달 돌기 패턴과, 열전달 돌기 패턴 주변에 식각에 의해서 형성된 회로 패턴을 포함하도록 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 금속 인쇄 기판의 제조 방법은, 금속 베이스 판의 일면을 금형으로 가압하여 금속 베이스 판의 일부를 돌출시켜서 열전달 돌기를 형성하는 열전달 돌기 성형 단계와, 금속 베이스 판의 열전달 돌기가 형성된 면에 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성된 절연 시트를 적층하는 절연 시트 적층 단계와, 절연시트의 상부면에 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍과 회로 패턴이 형성된 단면인쇄회로기판을 적층하는 단면인쇄회로기판 적층 단계와, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 구멍을 구비한 가압 판으로, 가열된 금속 베이스 판과 절연시트와 단면인쇄회로기판이 밀착되도록, 단면인쇄회로기판을 가압하는 열압착 단계와, 열압착 단계에 의해서 형성된 베이스-절연시트-단면인쇄회로기판 조립체의 상부면으로 돌출된 열전달 돌기를 연마하여 평탄화하는 연마단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라 LED와 같은 반도체 장치의 냉각 효과가 우수하고 저렴한 비용을 제조 가능한 금속 인쇄 회로 기판이 제공된다. 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판은, 일면에서 돌출된 적어도 하나의 열전달 돌기가 형성된 금속 베이스 판과, 금속 베이스 판의 열전달 돌기가 형성된 면에, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되어 적층된 절연 시트와, 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍과 회로패턴이 형성되어 있고, 회로패턴이 상부를 향하도록 절연시트의 상부에 적층된 단면인쇄회로기판을 포함한다. 특히, 금속 베이스 판의 열전달 돌기는 금속 베이스 판을 금형으로 가압하여 돌출시켜 형성한 돌기이고, 금속 베이스 판과 절연시트와 단면 인쇄회로기판은 열압착에 의해서 밀착되어 있다.
본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판에는 LED 패키지나 LED 베어칩을 실장할 수 있다. LED 패키지나 베어칩을 실장할 때, 발열부가 열전달 돌기 패턴과 접촉하도록 장착한다. 또한, 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판에는 고발열 반도체 소자, 예를 들면 FET 같은 소자의 발열부가 열전달 돌기 패턴과 접촉하도록 설치될 수 있다. 반도체 소자와의 접촉으로 열전달 돌기 패턴에 전달된 열은, 금속 베이스 판으로 직접 전달되어 우수한 방열 효과를 달성한다. 금속 베이스 판의 후면은 별도의 히트 싱크와 접촉시켜서 반도체 소자에 의해서 발생한 열을 보다 효과적으로 방출되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법은, 우수한 방열성능을 갖는 인쇄 회로 기판을 저렴하게 대량생산 할 수 있게 한다. 특히, 인쇄 회로 기판에 구멍을 형성하고 형성된 구멍에 금속을 충전하여 코어를 형성하는 방법이나 다단 식각에 의해서 코어를 형성하는 방법에 비교하여 생산성이 우수하다.
또한, 본 발명의 방법에 따르면, 반도체 소자와 직접 접촉하여 반도체 소자에서 발생한 열을 금속 베이스 판으로 전달하는 열전달 돌기를 식각에 의해서 회로 패턴과 전기적으로 분리하여 제조가 간단하고 효과적으로 방열을 하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판의 일실시예의 평면도이다.
도 2는 도 1에 개시된 실시예의 A-A 선 단면도이다.
도 3은 도 1에 개시된 실시예의 B-B 선 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 금속 인쇄 회로 기판의 제조 공정도 중 일부이다.
도 5는 도 1에 도시된 실시예의 금속 인쇄 회로 기판의 제조 공정도 중 일부이다.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 대한 설명도이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판의 실시예가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 인쇄 회로 기판(100)은 금속 베이스 판(100)을 포함한다. 베이스 판은 구리 또는 알루미늄 판으로 제조한다. 베이스 판의 상부면에는 복수의 열전달 돌기(112)가 양각 금형의 프레스 가공에 의해서 형성되어 있다. 또한, 베이스 판(110)의 상부에는 절연 시트(120)가 적층되어 있다. 절연시트(120)는 열전도 및 절연효과가 우수한 세라믹 재질의 시트를 사용한다. 절연 시트(120)에는 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되어 있고, 적층 시에 관통구멍으로 열전달 돌기가 끼워진다. 절연 시트(120)의 상부에는 금속 시트(130)가 적층되어 있다. 금속 시트(130)는 구리 시트를 사용한다. 구리 시트(130)에는 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되어 있고, 적층 시에 관통구멍으로 열전달 돌기가 끼워진다. 금속 베이스 판(110)과 절연 시트(120)와 금속 시트(130)는 열압착에 의해서 압착되어 베이스-절연시트-금속시트 조립체를 구성한다.
열전달 돌기(112)의 상부에는 도금된 금속 회로층이 식각에 의해서 형성된 열전달 패턴(141)이 있다. 본 실시예에서 금속 회로층은 구리 도금층으로, 구리 시트(130)의 상부에 무전해 동도금에 의해서 형성한다. 또한, 금속 시트(130)의 상부에는 도금된 금속 회로층이 식각에 의해서 형성된 회로 패턴(142)이 있다. 열전달 패턴(141)과 열전달 돌기(112)는 금속 시트(130) 및 회로 패턴(142)과 식각에 의해서 생기는 절연 틈새(114)에 의해서 전기적으로 분리되어 있다. 절연틈새(114)에는 회로 패턴 보호층(160)을 형성하는 공정에서 회로 패턴 보호용 잉크가 충진될 수도 있다. 또한, 회로 패턴(141)의 상부에는 금 도금에 의해서 형성된 전극 단자층(150)이 형성되어 있다. 전극 단자층(150)은 금속 인쇄 회로 기판(100)의 상부에 장착되는 전자 부품(200)과 회로 기판을 전기적으로 견고하게 연결한다.
회로 패턴(141)의 상부의 전극 단자층(150)이 형성되지 않은 부분에는 회로 패턴 보호층(160)이 형성되어 있다. 회로 패턴 보호층(160)은 공지의 PSR(Photo Solder Resist) 공정으로 형성한다. 회로 패턴 보호층(160)을 형성할 때 절연 틈새(114)로 PSR 공정 시에 사용되는 잉크가 충전되어 열전달 돌기(112)와 회로 패턴(142) 및 금속 시트(130) 사이의 전기적 절연이 보강된다. 또한, 금속 시트(130)가 식각되고 노출되는 절연시트(120)의 상부면에도 회로 패턴 보호층(160)이 도포된다.
금속 인쇄 회로 기판(100)에 장착되는 전자 부품, 예를 들면 LED 패키지(200)의 발열부는 열전달 패턴(141)에 직접 접촉하고, LED 패키지(200)의 단자는 전극 단자층(150)에 접합된다. LED 패키지로부터 발생하는 열은 열전달 돌기(112)를 통하여 신속하게 베이스 판(110)으로 전달되어 방열된다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법을 상세히 설명한다. 도 4는 도 1에 도시된 실시예의 금속 인쇄 회로 기판(100)의 제조 공정도이다.
본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판 제조하기 위하여, 도 4(a)에 도시된 것과 같은 금속 베이스 판(110)을 준비한다. 금속 베이스 판(110)은 구리 베이스 판을 사용하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 알루미늄 베이스 판을 사용할 수도 있다. 금속 베이스 판(110)의 일면을 돌출된 부분이 있는 양각 금형(300)으로 가압하여 금속 베이스 판(110)의 일부를 돌출시켜서 열전달 돌기(112)를 형성한다(열전달 돌기 성형 단계). 열전달 돌기(112)의 높이는 필요에 따라 대략 150 내지 250 마이크로미터(㎛) 범위가 되도록 형성한다.
도 4(b)를 참조하면, 금속 베이스 판(110)의 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 관통구멍(122)이 형성된 절연 시트(120)를 준비하여, 열전달 돌기(112)가 관통구멍(122)에 끼워지도록 정렬하고, 금속 베이스 판(120)의 열전달 돌기(112)가 형성된 면에 적층한다(절연시트 적층단계). 절연 시트(120)로는 열전도성과 전기 절연성이 우수한 세라믹 절연시트를 사용할 수 있다.
도 4(c) 및 도 4(d)를 참조하면, 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 관통구멍(132)이 형성된 금속 시트(130)를 준비하고, 열전달 돌기(112)가 관통구멍(132)에 끼워지도록 상기 절연시트의 상부면에 금속시트(130)를 적층한다(금속시트 적층단계). 금속 시트(130)는 구리 또는 알루미늄 시트를 사용할 수 있다.
도 4(e)를 참조하면, 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 구멍(410)이 형성된 가압 판(400)을 준비하고, 열전달 돌기(112)가 구멍 내부(410)로 삽입되도록 위치를 정렬한다. 그리고 금속 베이스 판(110)과 절연 시트(120)와 금속 시트(130)가 밀착되도록 가압 판(400)으로 상기 금속 시트(130)를 압착한다. 이 때 금속 베이스 판(110)과 절연 시트(120)와 금속 시트(130)를 가열하면서 압착한다(열압착 단계). 열압착에 의해서 금속 베이스 판(110)과 금속 시트(130) 사이에 적층된 절연 시트(120)가 금속 베이스 판(110)과 금속 시트(130)와 완전히 밀착되어 적층이 박리 되는 것을 방지한다..
도 5(f)를 참조하면, 열압착에 의해서 밀착되어 형성된 베이스-절연시트-금속시트 조립체(600)의 금속 시트의 상부면을 연마공구(500)를 사용하여 연마하여 평탄화 한다(연마단계). 연마 단계는 금속 시트(130)의 상부면과 열전달 돌기(112)의 금속시트(130)의 상부로 돌출된 부분을 갈아내어 높이를 균일하게 평탄화하고, 평탄화된 표면의 거칠기를 도금에 적합하게 처리하는 공정이다.
도 5(g)를 참조하면, 연마 단계에 의해서 평탄화된 베이스-절연시트-금속시트 조립체(600)의 상부면에 금속층을 도금하여 회로층(140)을 형성한다(회로층 형성단계). 회로층(160)은 무전해 동도금 공정으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 5(h)를 참조하면, 회로층(160)에 공지의 식각 공정에 의해서 열전달 돌기 패턴(141)과 회로 패턴(142)을 형성한다(패턴 형성 단계). 열전달 돌기 패턴(114)은 열전달 돌기(112)의 둘레의 회로층(140)과 금속 시트(130)를 동시에 식각하여, 열전달 돌기(112)와 열전달 돌기 패턴(141)이 회로층(140)과 전기적으로 분리되도록 형성한다. 즉, 열전달 돌기(112)와 열전달 돌기 패턴(141)의 둘레를 식각하여 절연 공간(114)이 형성되도록 구성한다. 회로 패턴(142)은 열전달 돌기 패턴(141)의 주변에 회로층(140)과 금속 시트(130)을 식각하여 형성한다. 회로 패턴(142)을 식각할 때, 회로 패턴(142) 주변의 금속 시트(130)도 식각되어 회로 패턴(142) 하부의 금속 시트(130)가 남게 된다.
도 5(i)를 참조하면, 회로 패턴(142)의 상부에 금도금을 하여 전극 단자층(150)을 형성한다. 금도금을 하여 전극 단자층(150)을 형성하는 공정은 당업자에게 자명한 기술이다. 또한, 도시하지는 않았으나, 회로 패턴(142)을 보호하기 위하여, 회로 패턴(142)의 상부면에 PSR(Photo Solder Resist)를 도포하여 회로패턴 보호층을 형성할 수 있다. PSR 공정을 수행시 잉크가 열전달 돌기 패턴 둘레에 식각에 의해서 형성된 절연 틈새(114)로 삽입되어 열전달 돌기(112)와 회로 패턴(142) 사이의 절연을 보강하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 대한 설명도이다.
본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판 제조 방법이 도 4 및 도 5에 도시된 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법과 다른 점은, 금속 시트를 적층하는 대신에 회로가 인쇄된 단면인쇄회로기판을 적층하여, 공정을 보다 간소화한다는 점이다.
먼저, 도 6(a)에 도시된 것과 같은 금속 베이스 판(110)을 준비한다. 금속 베이스 판(110)은 구리 베이스 판을 사용하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 알루미늄 베이스 판을 사용할 수도 있다. 금속 베이스 판(110)의 일면을 돌출된 부분이 있는 양각 금형(300)으로 가압하여 금속 베이스 판(110)의 일부를 돌출시켜서 열전달 돌기(112)를 형성한다(열전달 돌기 성형 단계). 열전달 돌기(112)의 높이는 필요에 따라 대략 250 내지 300 마이크로미터(㎛) 범위가 되도록 형성한다.
다음으로 도 6(b)를 참조하면, 금속 베이스 판(110)의 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 관통구멍(122)이 형성된 절연 시트(120)를 준비하여, 열전달 돌기(112)가 관통구멍(122)에 끼워지도록 정렬하고, 금속 베이스 판(120)의 열전달 돌기(112)가 형성된 면에 적층한다(절연시트 적층단계). 절연 시트(120)로는 열전도성과 전기 절연성이 우수한 세라믹 절연시트 또는 일반 절연시트를 사용할 수 있다.
다음으로, 도 6(c)를 참조하면, 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 관통구멍(612)이 형성된 단면인쇄회로기판을(600)를 준비하고, 열전달 돌기(112)가 관통구멍(6122)에 끼워지도록 상기 절연시트(120)의 상부면에 단면인쇄회로기판(700)를 적층한다(단면인쇄회로기판 적층단계). 단면인쇄회로기판(700)은 사전에 회로 패턴(711)이 형성되어 있고, 회로패턴(711)이 형성된 면이 상부에 위치하도록 절연시트(120)의 상부에 적층한다. 단면인쇄회로기판(700)은 합성수지판(710)의 상부면에 공지의 식각 공정에 의해서 회로 패턴(711)이 형성되어 있다. 적층된 단면인쇄회로기판(600)은 대략 150 - 170 마이크로미터(㎛) 두께 범위, 바람직하게는 약 170 마이크로미터(㎛) 두께의 단면인쇄회로기판을 사용한다. 회로패턴(711)은 관통구멍(712)에 의해서 열전달 돌기(112)와 전기적으로 분리되어 있다.
다음으로 도 6(d)에 도시된 것과 같이, 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 구멍(410)이 형성된 가압 판(400)을 준비하고, 열전달 돌기(112)가 구멍 내부(410)로 삽입되도록 위치를 정렬한다. 그리고 금속 베이스 판(110)과 절연 시트(120)와 단면인쇄회로기판(700)이 밀착되도록 가압 판(400)으로 단면인쇄회로기판(700)을 압착한다. 이 때 금속 베이스 판(110)과 절연 시트(120)와 단면인쇄회로기판(700)를 가열하면서 압착한다(열압착 단계). 열압착에 의해서 금속 베이스 판(110)과 단면인쇄회로기판(700) 사이에 적층된 절연 시트(120)가 금속 베이스 판(110)과 단면인쇄회로기판(700)과 완전히 밀착되어 적층이 박리 되는 것을 방지한다.
도 6(e)를 참조하면, 열압착에 의해서 밀착되어 형성된 베이스-절연시트-단면인쇄회로기판 조립체(800)의 상부로 돌출된 열전달 돌기(112)의 상면을 연마공구(500)를 사용하여 연마하여 평탄화 한다(연마단계). 연마 단계에서 단면인쇄회로기판(700)의 열전달 돌기(112)의 상면뿐만아니라, 단면인쇄회로기판(700)의 회로 패턴(711)을 얇게 연마할 수도 있다.
도 6(f)를 참조하면, 열전달 돌기(112)의 상면을 연마하여, 열전달 돌기(112)의 상면 높이와 단면인쇄회로기판(700)의 회로패턴(711)의 높이가 같게 되면, 열전달 돌기(112)와 회로패턴(711)의 상부에 LED와 같은 반도체 장치(200)를 장착하고, 반도체 장치(200)와 회로 패턴(711)을 전기적으로 연결하여 반도체 소자를 구동하게 된다. 반도체 장치(200)로 부터 발생하는 열은 열전달 돌기(112)를 통하여 신속하게 금속 베이스 판(110)으로 전달되어 외부로 방출된다.
본 발명과 같이, 도 4 및 도 5에 도시된 금속 시트(130) 대신에 회로 패턴(711)이 형성된 단면인쇄회로기판(700)을 사용할 경우, 금속층(140)을 도금하고 회로패턴(141, 142)을 식각하는 공정을 제거하여 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 6(f)를 참조하면, 본 발명에 따른 새로운 구조의 금속 인쇄 회로 기판이 제공된다. 본 발명에 따른 금속 인쇄 회로 기판은, 금속 베이스 판(110)과 금속 베이스 판에 적층된 절연 시트(120)와 절연시트 상부에 적층된 단면인쇄회로기판(700)을 포함한다. 금속 베이스 판(110) 일면에서 돌출된 적어도 하나의 열전달 돌기(112)가 형성되어 있다. 절연 시트(120)는 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되어 있고, 관통구멍에 열전달 돌기(112)기 끼워져서 적층되어 있다. 단면인쇄회로기판(700)에는 열전달 돌기(112)가 삽입되기 위한 관통구멍과 회로패턴(711)이 형성되어 있다. 특히, 열전달 돌기(112)는 금속 베이스 판(110)을 금형으로 가압하여 돌출시켜 형성한 돌기이고, 금속 베이스 판(110)과 절연시트(120)와 단면인쇄회로기판(700)은 열압착에 의해서 밀착되어 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (9)

  1. 금속 베이스 판의 일면을 금형으로 가압하여 상기 금속 베이스 판의 일부를 돌출시켜서 열전달 돌기를 형성하는 열전달 돌기 성형 단계와,
    상기 금속 베이스 판의 열전달 돌기가 형성된 면에 상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성된 절연 시트를 적층하는 절연 시트 적층 단계와,
    상기 절연시트의 상부면에 상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성된 금속 시트를 적층하는 금속 시트 적층 단계와,
    상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 구멍을 구비한 가압 판으로, 가열된 상기 금속 베이스 판과 절연시트와 금속 시트가 밀착되도록, 상기 금속 시트를 가압하는 열압착 단계와,
    상기 열압착 단계에 의해서 형성된 베이스-절연시트-금속시트 조립체의 금속 시트의 상부면과 열전달 돌기를 연마하여 평탄화하는 조립체 상부면 연마단계와,
    상기 베이스-절연시트-금속시트 조립체의 연마된 상부면에 금속층을 도금하여 회로층을 형성하는 회로층 형성단계와,
    상기 열전달 돌기의 둘레의 회로층과 금속 시트를 동시에 식각하여 상기 회로층과 전기적으로 분리된 열전달 돌기 패턴과, 상기 열전달 돌기 패턴 주변에 회로층을 식각하여 회로 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계를 포함하는 금속 인쇄 회로 기판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전달 돌기와 전기적으로 분리된 회로 패턴의 상부에 금도금을 하여 전극 단자층을 형성하는 단계를 더 포함하는 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열전달 돌기와 전기적으로 분리된 회로 패턴의 상부에 회로 패턴 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 베이스 판은 구리 판이고, 상기 금속 시트는 구리 시트인 금속 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
  5. 일면에서 돌출된 적어도 하나의 열전달 돌기가 형성된 금속 베이스 판과,
    상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되고, 열전달 돌기가 상기 관통구멍에 삽입되도록 상기 금속 베이스 판의 일면에 적층된 절연 시트와,
    상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되고, 상기 열전달 돌기가 상기 관통구멍에 삽입되도록 절연시트의 상부면에 적층된 금속 시트와,
    상기 금속 시트와 열전달 돌기의 상부면에 도금되어 형성된 회로층을 포함하고,
    상기 회로층은, 상기 열전달 돌기 둘레의 회로층과 금속 시트가 식각되어 열전달 돌기가 회로층과 전기적으로 분리되도록 형성된 열전달 돌기 패턴과, 상기 열전달 돌기 패턴 주변에 식각에 의해서 형성된 회로 패턴을 포함하도록 구성된 금속 인쇄 회로 기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열전달 돌기와 전기적으로 분리된 회로층의 상부에 금도금에 의해서 형성된 전극 단자층을 더 포함하는 금속 인쇄 회로 기판.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 열전달 돌기와 전기적으로 분리된 회로층의 상부에 도포된 회로 패턴 보호층을 더 포함하는 금속 인쇄 회로 기판.
  8. 금속 베이스 판의 일면을 금형으로 가압하여 상기 금속 베이스 판의 일부를 돌출시켜서 열전달 돌기를 형성하는 열전달 돌기 성형 단계와,
    상기 금속 베이스 판의 열전달 돌기가 형성된 면에 상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성된 절연 시트를 적층하는 절연 시트 적층 단계와,
    상기 절연시트의 상부면에 상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍과 회로 패턴이 형성된 단면인쇄회로기판을 적층하는 단면인쇄회로기판 적층 단계와,
    상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 구멍을 구비한 가압 판으로, 가열된 상기 금속 베이스 판과 절연시트와 단면인쇄회로기판이 밀착되도록, 상기 단면인쇄회로기판을 가압하는 열압착 단계와,
    상기 열압착 단계에 의해서 형성된 베이스-절연시트-단면인쇄회로기판 조립체의 상부면으로 돌출된 열전달 돌기를 연마하여 평탄화하는 연마단계를 포함하는 금속 인쇄 회로 기판 제조 방법.
  9. 일면에서 돌출된 적어도 하나의 열전달 돌기가 형성된 금속 베이스 판과,
    상기 금속 베이스 판의 열전달 돌기가 형성된 면에, 상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍이 형성되어 적층된 절연 시트와,
    상기 열전달 돌기가 삽입되기 위한 관통구멍과 회로패턴이 형성되어 있고, 회로패턴이 상부를 향하도록 상기 절연시트의 상부에 적층된 단면인쇄회로기판을 포함하고,
    상기 금속 베이스 판의 열전달 돌기는 금속 베이스 판을 금형으로 가압하여 돌출시켜 형성한 돌기이고,
    상기 금속 베이스 판과 절연시트와 단면인쇄회로기판은 열압착에 의해서 밀착된 금속 인쇄 회로 기판.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111726933A (zh) * 2020-08-18 2020-09-29 辽宁欧立达电子有限公司 一种高散热性能的多层互联立体线路板及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102070516B1 (ko) * 2018-10-08 2020-01-29 주식회사 내경전자 메탈 인쇄회로기판의 제조 방법
KR102225818B1 (ko) * 2019-09-05 2021-03-10 (주)뉴영시스템 모바일단말 커버 성형용 금형장치
KR102259873B1 (ko) * 2020-09-15 2021-06-14 주식회사 희망나누기 Led 조명장치용 기판, 그를 가지는 led 조명장치
KR102587278B1 (ko) * 2022-09-21 2023-10-12 (주)일렉팜 단차 구조가 적용된 등기구용 led 방열기판

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010050954A (ko) * 1999-10-12 2001-06-25 이이지마 도모오 배선회로기판 및 그 제조방법
KR100442918B1 (ko) * 2003-02-06 2004-08-02 엘지전자 주식회사 다층인쇄회로기판의 제조방법
KR20050043549A (ko) * 2003-11-06 2005-05-11 엘지전자 주식회사 인쇄회로기판 및 그 제조방법
WO2011140141A2 (en) * 2010-05-06 2011-11-10 Sinkpad Corporation Printed circuit board with embossed hollow heatsink pad
JP2014103354A (ja) * 2012-11-22 2014-06-05 Denki Kagaku Kogyo Kk 回路基板、ｌｅｄモジュール、及び回路基板の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101081261B1 (ko) * 2010-07-30 2011-11-08 엘지이노텍 주식회사 방열회로기판 및 그의 제조 방법
KR20130119643A (ko) * 2012-04-24 2013-11-01 주식회사 트랜스더멀아시아홀딩스 전기적으로 절연 고립된 방열 브리지를 가진 방열기판의 구조 및 그 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010050954A (ko) * 1999-10-12 2001-06-25 이이지마 도모오 배선회로기판 및 그 제조방법
KR100442918B1 (ko) * 2003-02-06 2004-08-02 엘지전자 주식회사 다층인쇄회로기판의 제조방법
KR20050043549A (ko) * 2003-11-06 2005-05-11 엘지전자 주식회사 인쇄회로기판 및 그 제조방법
WO2011140141A2 (en) * 2010-05-06 2011-11-10 Sinkpad Corporation Printed circuit board with embossed hollow heatsink pad
JP2014103354A (ja) * 2012-11-22 2014-06-05 Denki Kagaku Kogyo Kk 回路基板、ｌｅｄモジュール、及び回路基板の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111726933A (zh) * 2020-08-18 2020-09-29 辽宁欧立达电子有限公司 一种高散热性能的多层互联立体线路板及其制备方法
CN111726933B (zh) * 2020-08-18 2023-05-09 辽宁欧立达电子有限公司 一种高散热性能的多层互联立体线路板及其制备方法

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