KR101037168B1

KR101037168B1 - 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101037168B1
Application number: KR1020110001440A
Authority: KR
Inventors: 지성수; 엄팔용; 임덕규
Original assignee: 지성수; 임덕규; 엄팔용
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2031-01-06

Abstract

본 발명은 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메탈베이스; 상기 메탈베이스를 양극산화(anodizing, 陽極酸化)하여 산화피막을 형성하고, 상기 산화피막에는 다수의 기공이 형성된 절연층; 양극산화를 위한 전해액에는 열확산재가 포함되어 있고, 상기 열확산재가 양극산화 과정에서 상기 기공에 침투하여 이를 메움으로써 형성된 열확산부; 및 상기 절연층의 일면에 형성된 도전성 패턴부;를 포함하여 이루어져, 메탈베이스를 양극산화 처리하여 메탈베이스 표면에 산화피막에 의한 절연층을 형성하고, 아울러 양극산화 과정에서 산화피막에 형성된 기공을 비금속 물질로 열전단계수가 큰 열확산재가 침착되어 열확산부를 형성함으로써 우수한 방열성능의 유지는 물론이고, 절연성능 또한 개선하여 제품의 품질을 향상시키며, 더 나아가 방열피씨비의 제조 공정을 단순하여 생산성을 높일 수 있는 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법을 제안하고자 한다.

Description

절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 메탈베이스를 양극산화 처리하여 메탈베이스 표면에 산화피막에 의한 절연층을 형성하고, 아울러 양극산화 과정에서 산화피막에 형성된 기공을 비금속 물질로 열전단계수가 큰 열확산재가 침착되어 열확산부를 형성함으로써 우수한 방열성능의 유지는 물론이고, 절연성능 또한 개선하여 제품의 품질을 향상시키며, 더 나아가 방열피씨비의 제조 공정을 단순하여 생산성을 높일 수 있는 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근 전자산업의 추세가 경박 단소화함에 따라 전자기기는 좁은 공간에 많은 수의 전자부품을 실장해야 하므로 단위 체적당 발생하는 열량이 증가하고 있으며,

특히 전자부품일 직접 실장해야 하는 피씨비(PCB)의 경우 전자부품에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 배출하기 위한 방열 솔루션의 개발이 가속화되고 있다.

이러한 전자제품 중에서 특히 엘이디의 경우 과거에는 인디케이터, 즉 표시 용도로 사용하는 경우가 대부분이어서 높은 방열성이 요구되지 않았으나,

엘이디의 적용 범위가 LCD 분야, 가전제품 및 전장(電裝) 분야 등으로 확대되면서 고휘도화 및 고효율화되어 가고 있다.

그러나 엘이디가 상기한 바와 같은 분야로 그 적용범위를 확대해가면서 기술적 과제, 즉 엘이디를 실장(實裝)한 제품에 대한 방열대책이 부각되고 있으며 열로 인하여 엘이디의 수명 저하가 커다란 과제로 남게 되었으며,

이와 같은 배경에서 가격대 성능비가 뛰어난 메탈 베이스 기판을 비롯한 고방열성 기판이 엘이디 기판으로서 주목을 받아 검토되면서 메탈베이스 기판을 중심으로 엘이디용 기판의 개발이 가속화되고 있다.

그리고 상기한 바와 같은 메탈베이스를 중심으로 피씨비를 형상하기 위해 절연막을 사용하는 방열피씨비가 개발되어 있으나,

이러한 종래의 방열피씨비의 경우에는 절연막을 수지접착제로 부착하여 제조하게 되므로 피씨비에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시키지 못하는 문제가 있으며,

또한 수지접착제가 고화되어 메탈베이스에서 절연막이 분리되는 현상으로 제품의 내구성을 저하시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

메탈베이스를 양극산화 처리하여 메탈베이스 표면에 산화피막에 의한 절연층을 형성하고, 아울러 양극산화 과정에서 산화피막에 형성된 기공을 비금속 물질로 열전단계수가 큰 열확산재가 침착되어 열확산부를 형성함으로써 우수한 방열성능의 유지는 물론이고, 절연성능 또한 개선하여 제품의 품질을 향상시키며, 더 나아가 방열피씨비의 제조 공정을 단순하여 생산성을 높일 수 있는 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.

더 나아가 본 발명에 따른 양극산화를 위한 전해액으로 수산 또는 혼산을 도입하여 산도, 내식성 및 탈지력(脫脂力)을 우수하게 함으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비를 제공하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비는 메탈베이스; 상기 메탈베이스를 양극산화(anodizing, 陽極酸化)하여 산화피막을 형성하고, 상기 산화피막에는 다수의 기공이 형성된 절연층; 양극산화를 위한 전해액에는 열확산재가 포함되어 있고, 상기 열확산재가 양극산화 과정에서 상기 기공에 침착되어 형성되는 열확산부; 및 상기 절연층의 일면에 형성된 도전성 패턴부;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 상기 열확산재는 비금속 물질로 열전달계수가 상기 절연층보다 큰 그라파이트, CNF, CNT, 그라빈, 다이아몬드, C60 및 BN 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 양극산화 처리를 위한 전해액은 수산이나, 또는 수산과 황산이 혼합된 혼산으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법은

(a) 메탈베이스를 양극산화하여 산화피막을 형성하고, 상기 산화피막에 다수의 기공을 갖는 절연층을 형성하는 단계;

(b) 양극산화를 위한 전해액에는 열확산재가 포함되어 있고, 상기 열확산재가 양극산화 과정에서 상기 기공에 침착되어 열확산부를 형성하는 단계; 및

(c) 상기 절연층의 일면에 패턴부를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법은 메탈베이스를 양극산화 처리하여 메탈베이스 표면에 산화피막에 의한 절연층을 형성하고, 아울러 양극산화 과정에서 산화피막에 형성된 기공을 비금속 물질로 열전단계수가 큰 열확산재가 침착되어 열확산부를 형성함으로써 우수한 방열성능의 유지는 물론이고, 절연성능 또한 개선하여 제품의 품질을 향상시키며, 더 나아가 방열피씨비의 제조 공정을 단순하여 생산성을 높일 수 있게 된다.

더 나아가 본 발명에 따른 양극산화를 위한 전해액으로 수산 또는 혼산을 도입하여 산도, 내식성 및 탈지력(脫脂力)을 우수하게 함으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조 공정을 나타내는 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 양극산화 과정에서 열확산부의 생성을 나타내는 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 방열피씨비의 또 다른 변형례를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조 공정을 나타내는 흐름도.

본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비는

메탈베이스(10); 방열 및 절연을 위해 상기 메탈베이스(10)를 양극산화(anodizing, 陽極酸化)하여 산화피막(21)을 형성하고, 상기 산화피막(21)에는 다수의 기공(23)이 형성된 절연층(20); 양극산화를 위한 전해액(3)에는 열확산재(41)가 포함되어 있고, 상기 열확산재(41)가 양극산화 과정에 상기 기공(23)에 침착되어 형성되는 열확산부(40); 및 상기 절연층(20)의 일면에 형성되는 도전성 패턴부(30);를 포함하여 이루어진다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 메탈베이스(10)는

다양한 금속 중에서 열전도도가 우수하고, 무게가 가벼운 알루미늄 재질을 사용하게 되며,

특히 메탈베이스(10)로서 알루미늄 재질을 사용하는 것이 바람직한 이유는

메탈베이스(10)에 의한 방열과, 그 표면을 양극산화하여 절연을 위한 산화피막(21)이 형성된 절연층(20)을 형성하기 위함이다.

즉 본 발명에 따른 메탈베이스(10)인 알루미늄 소재는 상기한 바와 같이 그 무게가 가볍고, 가공하기 쉬운 장점을 갖는 반면,

내식성, 경도 등의 신뢰성 문제를 여러 가지의 표면처리방법을 통하여 그 단점을 대처하고 있다.

그 중에서도 엘이디(50) 조명의 피씨비로 알루미늄 소재인 메탈베이스(10)를 사용하는 경우

상기 메탈베이스(10)는 절연을 위한 기판으로서의 역할과,

엘이디(50)에서 발생하는 열을 방출시킬 수 있는 방열성능을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 이하에서는 상기 메탈베이스(10)를 표면처리를 통하여 절연성 및 방열성능을 유지시키기 위한 구성에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 절연층(20)은

상기 메탈베이스(10)를 양극산화(anodizing, 陽極酸化)에 의한 표면처리를 통하여 세라믹 피막을 형성하여 절연성은 물론, 일정 정도 방열성능을 유지하게 된다.

본 발명에 따른 절연층(20)은 메탈베이스(10)를 양극산화하여 메탈베이스(10) 표면에 산화피막(21)을 형성하게 되는데,

양극산화를 통하여 형성되는 산화피막(21)은 절연성 및 방열성능을 갖는 세라믹피막이다.

즉 상기 알루미늄 소재의 메탈베이스(10)를 전해액(3)이 담긴 전해액(3)에 담근 상태에서 양극을 연결하고,

불활성 재료인 캐소드를 음극에 연결하여 상기 메탈베이스(10) 표면에 양극에서 발생한 산소가 알루미늄 표면을 산화시켜 피막을 형성하게 되며,

계속된 에너지의 공급으로 피막이 국소적으로 파괴되어 그 주위에 있는 석출물이 고화되면서 세라믹화되고,

이러한 과정이 반복되면서 피막이 점차 성장하여 전해가 끝난 시점에서는 완전한 세라믹피막으로 화성(化成)된다.

그리고 상기 메탈베이스(10) 표면에 절연층(20)을 형성하기 위한 양극산화를 위한 전해액(3)으로는 황산이나, 크롬산 등이 있으나,

본 발명에 따른 양극산화에서는 수산(옥살산, Oxalic Acid) 또는 수산과 황산이 혼합한 혼산을 사용하게 된다.

즉 전해액(3)으로 황산을 사용하는 경우에는 설비비가 고가라는 점과,

산화피막(21)이 항상 전해액(3)과 접하고 있고, 또 전해액(3)인 황산이 침식성을 가지고 있어 피막의 표층이 부스러져 나가는 단점이 있고,

또한 전해액(3)으로 크롬산을 사용하는 경우에는 강도가 약하다는 것과, 공해 및 건강상에 유해하다는 단점이 있다.

그러나 본 발명과 같이 전해액(3)으로 수산 또는 혼산 중 어느 하나를 사용하는 경우에는

산도 및 내식성이 매우 우수하다는 점과, 아울러 탈지력(脫脂力)이 우수하다는 장점을 가지며,

또한 직류 및 교류 전원을 모두 사용할 수 있다는 이점을 갖게 된다.

아울러 본 발명에 따른 전해액(3)으로 혼산, 즉 수산과 황산이 혼합된 경우에는 전해액(3)을 황산을 사용하는 경우보다 산화피막(21)의 생성 두께, 경도는 증가하고,

동시에 마모량이나 잔류응력은 감소시키는 성질을 이용하여 제품의 품질을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 따른 절연층(20)은 세라믹의 절연 및 방열 성능을 모두 가질 수 있어 메탈베이스(10)를 절연 기판으로 사용 가능하게 함으로 물론,

엘이디(50) 조명에서 발생하는 열을 일정 정도 방출시킬 수 있어 제품의 품질 성능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연층(20)에는 레이저를 이용하여 고랑 형태의 다수의 절개홈(11)을 형성하여 알루미늄 소재인 메탈베이스(10)를 노출시키게 되는데,

이는 열전도성이 우수한 메탈베이스(10)를 직접 외기에 노출시켜 방열성능을 부가하게 된다.

이는 상기 절연층(20)을 통하여 방열과, 이에 대하여 상기 절개홈(11)을 통한 메탈베이스(10)를 노출시켜 직접 방열을 유도함으로써 방열성능이 더욱 높아지도록 하여 방열피씨비 전체의 방열효율을 높이고,

절연층(20)에 크랙이 발생하는 문제를 해결할 수 있어 제품의 내구성을 더 한층 업그레이드시킬 수 있게 된다.

아울러 상기 절개홈(11)은 패턴부(30) 사이에 배열되도록 형성하는 것이 바람직한데,

이는 상기 절개홈(11)인 엘이디(50) 직하방에 위치하도록 하여 발열 열을 보다 직접적으로 방출할 수 있도록 함으로써 보다 효과적인 방열성능을 유지할 수 있게 된다.

한편 본 발명에 따른 절연층(20)을 형성한 후에 봉공처리를 하게 되는데,

이러한 봉공처리는 절연층(20)에 패턴부(30)의 부착성을 좋게 하여 패턴부(30)가 박리되는 현상을 방지함으로써 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 열확산부(40)는

상기 절연층을 형성하기 위한 양극산화 처리 시 전해액(3)에 열확산재(41)가 포함되어 있고,

상기 열확산재(41)가 양극산화 과정에서 상기 절연층에 형성된 기공(23)에 침착되어 형성된다.

이는 상기 메탈베이스 표면에 형성된 산화피막(21)은 세라믹피막으로 절연성이 우수하고, 일정 정도의 방열성능을 갖게 되나,

이러한 산화피막은 그 열전달계수가 적기 때문에 열전도율이 떨어지고, 따라서 효율적인 방열성능을 확보하는 데에는 한계를 갖게 된다.

따라서 상기 열확산부(40)는 양극산화 과정에서 메탈메이스(10)인 알루미늄 표면이 산화되면서 무수한 기공(23)(또는 구결)이 형성되고,

상기 전해액(3)에는 열확산재(41)가 포함되는데,

이때 상기 열확산재(41)는 비금속 물질로 이루어지고, 열전달계수가 상기 절연층의 산화피막(21)보다 훨씬 큰 그라파이트(graphite), CNF(탄소나노섬유), CNT(탄소나노튜브), 다이아몬드, C60, 그라빈(graphene) 및 BN(질화붕소) 중 어느 하나의 물질을 사용하게 된다.

즉 상기 열확산재(41)은 탄소 침착물들과, 질화 붕소를 침착제로 사용하여 알루미늄 표면이 산화되면서 형성되는 기공에 침착되어 열확산부(40)을 형성하고,

이렇게 형성된 열확산부(40)는 산화피막(21)에 비하여 열전도도가 수배에서 수십배 정도 커져 방열성능을 보다 향상시킬 수 있으며,

또한 상기 열확산부(40)는 비금속 물질로 산화피막(21)보다 절연저항이 크기 때문에 절연성능 또한 우수하여 높은 절연성을 유지할 수 있게 된다.

더 나아가 상기한 바와 같은 열확산재(41)는 큰 열전달계수를 갖기 때문에 열응력과 기계적응력이 작아 열변형이나 기계적변형의 문제가 없어 내구성이 우수하고,

또한 버퍼스테이지로 외부의 충격이나 전기적인 충격을 완충시키는 역할을 하게 된다.

상기 열확산부(40)를 형성하는 과정은 상기 전해액(3)에 열확산재(41)를 첨가하고,

양극산화 과정에서 상기 열확산재(41)가 기공(23)에 침착되어 열확산부(40)를 형성하게 되는데,

이때 열확산재(41)의 침착속도를 높이기 위해 상기 전해조(1) 하부에는 블로워(5)가 구비되어 일정한 압력의 공기를 공급함으로써

상기 열확산재(41)의 입자 운동을 활성화시켜 상기 기공(23)으로의 침착을 촉진될 수 있도록 하는 것이 바람직한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 패턴부(30)는

상기 절연층(20)에 도전성의 회로패턴을 형성하여 엘이디(50)나 전력제어소자 등이 연결되어 방열피씨비를 형성하게 된다.

본 발명에 따른 패턴부(30)는 전기적으로 도통되어 회로를 형성할 수 있는 소성용 도전성 페이스트(paste)를 실크스크린 인쇄하여 소성 후 표면도금을 실시하는 방법과,

상기 절연층(20)의 상부에 도전성 박막을 적층하고 패턴을 노광한 후 이 노광된 패턴을 화학약품으로 에칭하여 패턴을 형성하는 방법이 있다.

따라서 본 발명에 따른 패턴부(30)를 형성하기 위해 상기한 바와 같이 공지의 방법 중 어느 하나의 방법으로 상기 패턴부(30)가 형성되어 엘이디(50)나 전력제어소자 등과 같은 각종 부품들을 전기적으로 연결시킬 수 있게 된다.

도1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 엘이디(50)는

상기 패턴부(30)에 마운팅(mounting)되어 전원이 인가되는 경우 전기적으로 도통된 패턴부(30)에 의하여 빛을 발산하게 된다.

즉 본 발명에 따른 엘이디(50), 즉 발광다이오드에 연결된 리드선을 상기 패턴부(30)에 마운팅하기 위해 솔더링(soldering) 공정을 거치게 되는데,

이러한 솔더링 공정은 수작업을 통하여 엘이디(50)를 마운팅하는 방식과,

상기 패턴부(30)에 솔더크림을 묻히고 열을 가해 엘이디(50)를 마운팅하는 방식이 있다.

따라서 상기 패턴부(30)에 상기 엘이디(50)를 마운팅하는 방식은 상기한 바와 같은 방식들 중에서 작업성, 생산성 및 경제성 등을 고려하여 결정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 엘이디(50)에는 저항(R)이 연결하여 전류값을 조절하여 엘이디(50)의 밝기를 조절하거나 또는 일정한 전류 값으로 제한할 수 있으며,

또한 과전류가 엘이디(50)로 흐르는 것을 방지하여 엘이디(50)가 타는 것을 방지할 수 있게 된다.

더 나아가 상기 패턴부(30)에는 SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 및 IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor) 등의 반도체 소자가 마운팅되는데,

이러한 반도체 소자는 자체적으로 발열을 하게 되며, 이 경우 반도체 소자의 열적 한계 범위 내의 온도를 유지하지 못하게 되면, 반도체 소자의 열적 파손에 의하여 내구연한이 떨어지는 문제가 있으나,

본 발명에 따른 방열피씨비는 엘이디(50)는 물론, 상기한 바와 같은 반도체 소자, 즉 전력제어소자에서 발생하는 열을 방출함으로써 상기한 바와 같은 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 된다.

이하에서 본 발명에 따른 절연층(20)이 형성된 방열피씨비를 이용한 엘이디(50) 조명을 제조하는 방법에 관하여 기술하기로 하고,

다만 상술한 엘이디(50) 조명과 후술할 이의 제조방법에서 상호 중복되는 내용은 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 하기 위해 그 기재를 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법은

(a) 메탈베이스를 양극산화하여 다수의 기공(23)을 갖는 산화피막(21)에 의하여 절연층을 형성하는 단계(S100);

(b) 양극산화를 위한 전해액(3)에는 열확산재(41)가 포함되어 있고, 상기 열확산재(41)가 양극산화 과정에서 상기 기공(23)에 침착되어 열확산부(40)를 형성하는 단계(S200); 및

(c) 상기 절연층의 일면에 패턴부를 형성하는 단계(S300);를 포함하여 이루어진다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법에서, 상기 (a)단계(S100)는

메탈베이스(10)를 양극산화하여 그 표면에 절연 및 방열 성능을 가는 세라믹피막, 즉 절연층(20)을 형성하는 공정이다.

즉 본 발명에 따른 (a)단계(S100)는 상술한 바와 같이 양극에 알루미늄 메탈베이스(10)를 연결하고, 전해액(3)으로 수산 또는 수산과 물이 혼합된 혼산에서 발생하는 산소가 메탈베이스(10)의 표면을 산화하여 산화피막(21), 즉 절연층(20)을 형성하게 된다.

또한 상기 절연층(20)에는 패턴부(30)의 부착성을 우수하게 할 수 있도록 봉공 처리 공정을 수행함으로 제품 품질을 향상시키고, 신뢰성을 보장할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법에서, 상기 (b)단계(S200)는

상기 (a)단계(S100)에서 양극산화를 위한 전해액(3)에는 열확산재(41)가 포함되어 있고, 상기 열확산재(41)가 양극산화 과정에서 상기 기공(23)에 침착되어 열확산부(40)를 형성하는 단계이다.

즉 본 발명에 따른 (b)단계에서는 열확산재(41)의 침착속도를 촉진시키기 위해 처리조에 일정한 압력의 외기를 유입시키는 블로워(5)가 구비되어 열확산재(41)의 입자 운동을 활성화시켜 상기 기공(23)으로 열확산재(41)가 빨리 침착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법에서, 상기 (c)단계(S300)는

상기 (a) 내지 (b)단계(S100)(S200), 상기 절연층(20)에 도전성 물질에 의하여 패턴부(30)를 형성하여 방열피씨비를 완성하는 공정이다.

즉 본 발명에 따른 (c)단계(S300)는 상기한 바와 같이 소성용 도전성 페이스트(paste)를 이용하여 실크스크린 인쇄하여 소성 후 표면도금을 실시하여 형성하거나,

또는 상기 절연층(20)의 상부에 도전성 박막을 적층하고 패턴을 노광한 후 이 노광된 패턴을 화학약품으로 에칭하여 패턴부(30)를 형성하게 된다.

더 나아가 상기 패턴부(30)를 형성한 후, 또는 그 형성 전에 상기 절연층(20)을 레이저로 가공하여 절개홈(11)을 형성하는 (c′)단계(S310)가 더 구비되는 것이 바람직한데,

이는 상기한 바와 같이 메탈베이스(10)를 통하여 직접 열을 방출함으로써 방열효율을 높일 수 있게 된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법에서, 상기 (d)단계(S400)는

상기 패턴부(30)에 엘이디(50)를 마운팅(mounting)하고, 아울러 전력제어소자나 각종 칩을 마운팅하는 공정이다.

즉 본 발명에 따른 (d)단계(S400)에서는 엘이디(50), 즉 발광다이오드에 연결된 리드선을 상기 패턴부(30)에 마운팅하기 위해 솔더링(soldering) 공정을 거치게 되는데,

이러한 솔더링 공정은 수작업을 통하여 엘이디(50)를 마운팅하거나,

또는 상기 패턴부(30)에 솔더크림을 묻히고 열을 가해 엘이디(50)를 마운팅하게 된다.

그리고 전력제어소자나 각종 칩 역시 상기한 바와 같은 솔더링 방식 중 어느 하나에 의하여 상기 패턴부(30)에 마운팅되어 엘이디(50) 조명의 전류, 전압, 각종 전기적인 제어가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 전해조 3 : 전해액
5 : 블로워
10 : 메탈베이스 11 : 절개홈
20 : 절연층 21 : 산화피막
23 : 기공
30 : 패턴부
40 : 열확산부 41 : 열확산재
50 : 엘이디
R : 저항
S100 : (a)단계 S200 : (b)단계
S300 : (c)단계 S400 : (d)단계

Claims

메탈베이스;
상기 메탈베이스를 양극산화(anodizing, 陽極酸化)하여 산화피막을 형성하고, 상기 산화피막에는 다수의 기공이 형성된 절연층;
양극산화를 위한 전해액에는 열확산재가 포함되어 있고,
상기 열확산재가 양극산화 과정에서 상기 기공에 침착되어 형성되는 열확산부; 및
상기 절연층의 일면에 형성된 도전성 패턴부;
를 포함하여 이루어진 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비.
제 1 항에 있어서,
상기 열확산재는 비금속 물질로 열전달계수가 상기 절연층보다 큰 그라파이트, CNF, CNT, 그라빈, 다이아몬드, C60 및 BN 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비.
제 1 항에 있어서,
상기 양극산화 처리를 위한 전해액은 수산이나, 또는 수산과 황산이 혼합된 혼산으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비.
(a) 메탈베이스를 양극산화하여 산화피막을 형성하고, 상기 산화피막에 다수의 기공을 갖는 절연층을 형성하는 단계;
(b) 양극산화를 위한 전해액에는 열확산재가 포함되어 있고, 상기 열확산재가 양극산화 과정에서 상기 기공에 참착되어 열확산부를 형성하는 단계; 및
(c) 상기 절연층의 일면에 패턴부를 형성하는 단계;
를 포함하여 이루어진 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법.