KR101037168B1 - Printed circuit board and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR101037168B1
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지성수
엄팔용
임덕규
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임덕규
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Abstract

PURPOSE: A printed circuit board and a manufacturing method thereof are provided to improve the quality of a product by forming an insulation layer on the surface of a metal base by an oxidization film through an anodizing process. CONSTITUTION: An oxidation film(21) is formed on an insulation layer(20) by anodizing a metal base(10). A plurality of pores(23) are formed on the oxidation film. An electrolyte has a thermal diffusion material for anodizing. A thermal diffusion unit(40) is formed by depositing the thermal diffusion material in the pore in an anodizing process. A conductive pattern unit(30) is formed on one side of the insulation layer.

Description

절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비 및 이의 제조방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Heat-insulation PCB with improved insulation and heat dissipation performance and its manufacturing method {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.
The present invention is to anodize the metal base to form an insulating layer by the oxide film on the surface of the metal base, and also to form a thermal diffusion by depositing a thermal diffusion material having a large thermoelectric step number of pores formed in the oxide film during the anodization process using a non-metallic material In addition to maintaining excellent heat dissipation performance, the insulation performance is also improved to improve the quality of the product, and furthermore, the heat dissipation ratio and the method for manufacturing the heat dissipation performance with improved insulation and heat dissipation performance can be improved by simplifying the manufacturing process of the heat dissipation PCB. will be.

최근 전자산업의 추세가 경박 단소화함에 따라 전자기기는 좁은 공간에 많은 수의 전자부품을 실장해야 하므로 단위 체적당 발생하는 열량이 증가하고 있으며,As the recent trend of the electronic industry is light and short, the amount of heat generated per unit volume is increasing because electronic devices must be mounted in a large number of electronic components in a narrow space.

특히 전자부품일 직접 실장해야 하는 피씨비(PCB)의 경우 전자부품에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 배출하기 위한 방열 솔루션의 개발이 가속화되고 있다.
In particular, in the case of PCBs, in which electronic components must be directly mounted, development of heat dissipation solutions for effectively dissipating heat generated from electronic components to the outside is being accelerated.

이러한 전자제품 중에서 특히 엘이디의 경우 과거에는 인디케이터, 즉 표시 용도로 사용하는 경우가 대부분이어서 높은 방열성이 요구되지 않았으나,Among these electronic products, especially LED, in the past, most of them are used as indicators, that is, for display purposes, so high heat dissipation was not required.

엘이디의 적용 범위가 LCD 분야, 가전제품 및 전장(電裝) 분야 등으로 확대되면서 고휘도화 및 고효율화되어 가고 있다.
As LED's application scope is expanded to LCD, home appliances and electric field, it is becoming higher in brightness and higher in efficiency.

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,However, as LED expands its scope of application to the above-mentioned fields, the technical problem, that is, heat dissipation measures for products equipped with LEDs, has been highlighted.

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.
Against this background, as high heat-resistant substrates including metal base substrates having excellent price / performance ratios have been attracting attention as LED substrates, development of LED substrates has been accelerated around metal base substrates.

그리고 상기한 바와 같은 메탈베이스를 중심으로 피씨비를 형상하기 위해 절연막을 사용하는 방열피씨비가 개발되어 있으나,And the heat dissipation PC ratio using an insulating film to form a PC ratio around the metal base as described above has been developed,

이러한 종래의 방열피씨비의 경우에는 절연막을 수지접착제로 부착하여 제조하게 되므로 피씨비에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시키지 못하는 문제가 있으며,In the case of the conventional heat dissipation PCB, since the insulating film is attached to the resin adhesive and manufactured, there is a problem in that it does not effectively dissipate heat generated from the PCB.

또한 수지접착제가 고화되어 메탈베이스에서 절연막이 분리되는 현상으로 제품의 내구성을 저하시키는 문제가 있다.
In addition, the resin adhesive is solidified and the insulating film is separated from the metal base, thereby reducing the durability of the product.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,The present invention has been made to solve the above problems,

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.
By anodizing the metal base to form an insulating layer by an oxide film on the surface of the metal base, and in addition to the pores formed in the oxide film during the anodization process, a thermal diffusion material having a high thermoelectric step number is deposited with a non-metallic material to form a thermal diffusion part. The purpose of the present invention is to provide a heat dissipation ratio with improved insulation and heat dissipation performance, which can increase productivity by simplifying the manufacturing process of the heat dissipation PCB. .

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.
Furthermore, by introducing hydroxyl or mixed acid as the electrolyte for anodizing according to the present invention, it is possible to improve the acidity, corrosion resistance and degreasing power, thereby providing an insulation and heat dissipation ratio with improved insulation and heat dissipation performance. It is another purpose.

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.
Insulation and heat dissipation PCB improved insulation according to the present invention is a metal base; An insulating layer in which the metal base is anodized to form an oxide film, and the oxide film has a plurality of pores formed therein; An electrolytic solution for anodizing includes a thermal diffusing material, wherein the thermal diffusing material is formed by being deposited in the pores during the anodizing process; And a conductive pattern portion formed on one surface of the insulating layer.

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.
The thermal diffusion material according to the present invention is a non-metallic material characterized in that any one of graphite, CNF, CNT, graphene, diamond, C60 and BN having a heat transfer coefficient larger than the insulating layer.

본 발명에 따른 상기 양극산화 처리를 위한 전해액은 수산이나, 또는 수산과 황산이 혼합된 혼산으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The electrolytic solution for the anodization treatment according to the present invention is characterized in that it consists of a mixture of hydroxyl or sulfuric acid.

한편 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법은On the other hand, the manufacturing method of the heat radiation PC ratio improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention

(a) 메탈베이스를 양극산화하여 산화피막을 형성하고, 상기 산화피막에 다수의 기공을 갖는 절연층을 형성하는 단계;(a) anodizing the metal base to form an oxide film, and forming an insulating layer having a plurality of pores in the oxide film;

(b) 양극산화를 위한 전해액에는 열확산재가 포함되어 있고, 상기 열확산재가 양극산화 과정에서 상기 기공에 침착되어 열확산부를 형성하는 단계; 및(b) an electrolytic solution for anodizing includes a thermal diffusing material, wherein the thermal diffusing material is deposited on the pores during anodizing to form a thermal diffusing part; And

(c) 상기 절연층의 일면에 패턴부를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
(c) forming a pattern portion on one surface of the insulating layer.

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.
According to the present invention, the heat dissipation ratio of the insulation and the heat dissipation performance and its manufacturing method are anodized to the metal base to form an insulating layer by an oxide film on the surface of the metal base, and the pores formed on the oxide film during the anodic oxidation process. The thermal diffusion material having a large thermoelectric step is deposited to form a thermal diffusion part, which not only maintains excellent heat dissipation performance, but also improves insulation performance and improves product quality. Furthermore, it is possible to increase productivity by simplifying the manufacturing process of heat dissipation PC. do.

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.
Furthermore, it is possible to improve the quality of the product by introducing acid or mixed acid into the electrolyte for anodizing according to the present invention to improve acidity, corrosion resistance and degreasing power.

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.1 is a process chart showing a manufacturing process of the heat radiation PC ratio improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention,
2 is a conceptual diagram showing the generation of a thermal diffusion unit in the anodization process according to the present invention,
3 is a cross-sectional view showing another modified example of the heat radiation PC ratio according to the present invention;
Figure 4 is a flow chart showing a manufacturing process of the heat radiation PC ratio improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention.

본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.With reference to the accompanying drawings, a heat radiation PC ratio improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention will be described in detail.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비는As shown in Figures 1 to 3, the heat radiation PC ratio with improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention is

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.
Metal base 10; Anodizing the metal base 10 for heat dissipation and insulation to form an oxide film 21, and the insulating layer 20 having a plurality of pores 23 formed in the oxide film 21. ; An electrolytic solution 3 for anodizing includes a heat spreader 41, and the heat spreader 40 is formed by depositing the heat spreader 41 in the pores 23 during the anodization process; And a conductive pattern portion 30 formed on one surface of the insulating layer 20.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 메탈베이스(10)는1 to 3, in the heat dissipation PC ratio with improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, the metal base 10 is

다양한 금속 중에서 열전도도가 우수하고, 무게가 가벼운 알루미늄 재질을 사용하게 되며,Among the various metals, aluminum material with excellent thermal conductivity and light weight is used.

특히 메탈베이스(10)로서 알루미늄 재질을 사용하는 것이 바람직한 이유는In particular, the reason why it is preferable to use an aluminum material as the metal base 10 is

메탈베이스(10)에 의한 방열과, 그 표면을 양극산화하여 절연을 위한 산화피막(21)이 형성된 절연층(20)을 형성하기 위함이다.
This is to form the insulating layer 20 in which the heat dissipation by the metal base 10 and anodized surface 21 are formed by anodizing the surface thereof.

즉 본 발명에 따른 메탈베이스(10)인 알루미늄 소재는 상기한 바와 같이 그 무게가 가볍고, 가공하기 쉬운 장점을 갖는 반면,That is, while the aluminum material of the metal base 10 according to the present invention has the advantages of being light in weight and easy to process as described above,

내식성, 경도 등의 신뢰성 문제를 여러 가지의 표면처리방법을 통하여 그 단점을 대처하고 있다.
Reliability problems such as corrosion resistance and hardness are addressed through various surface treatment methods.

그 중에서도 엘이디(50) 조명의 피씨비로 알루미늄 소재인 메탈베이스(10)를 사용하는 경우Among them, when the aluminum base metal base 10 is used as the LED 50 lighting

상기 메탈베이스(10)는 절연을 위한 기판으로서의 역할과,The metal base 10 serves as a substrate for insulation,

엘이디(50)에서 발생하는 열을 방출시킬 수 있는 방열성능을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
It is desirable to maintain the heat dissipation performance that can release the heat generated by the LED (50).

따라서 이하에서는 상기 메탈베이스(10)를 표면처리를 통하여 절연성 및 방열성능을 유지시키기 위한 구성에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.
Therefore, hereinafter, the structure for maintaining the insulation and heat dissipation performance through the surface treatment of the metal base 10 will be described in more detail.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 절연층(20)은1 to 3, in the heat dissipation PC ratio with improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, the insulating layer 20 is

상기 메탈베이스(10)를 양극산화(anodizing, 陽極酸化)에 의한 표면처리를 통하여 세라믹 피막을 형성하여 절연성은 물론, 일정 정도 방열성능을 유지하게 된다.
The metal base 10 is formed by performing a surface treatment by anodizing and oxidizing to maintain a heat dissipation performance as well as insulation.

본 발명에 따른 절연층(20)은 메탈베이스(10)를 양극산화하여 메탈베이스(10) 표면에 산화피막(21)을 형성하게 되는데,The insulating layer 20 according to the present invention is to anodize the metal base 10 to form an oxide film 21 on the surface of the metal base 10,

양극산화를 통하여 형성되는 산화피막(21)은 절연성 및 방열성능을 갖는 세라믹피막이다.
The oxide film 21 formed through anodization is a ceramic film having insulation and heat dissipation performance.

즉 상기 알루미늄 소재의 메탈베이스(10)를 전해액(3)이 담긴 전해액(3)에 담근 상태에서 양극을 연결하고,That is, the positive electrode is connected while the metal base 10 of the aluminum material is immersed in the electrolyte solution 3 containing the electrolyte solution 3,

불활성 재료인 캐소드를 음극에 연결하여 상기 메탈베이스(10) 표면에 양극에서 발생한 산소가 알루미늄 표면을 산화시켜 피막을 형성하게 되며, By connecting the cathode, which is an inert material, to the cathode, oxygen generated from the anode on the surface of the metal base 10 oxidizes the aluminum surface to form a film.

계속된 에너지의 공급으로 피막이 국소적으로 파괴되어 그 주위에 있는 석출물이 고화되면서 세라믹화되고,With the continuous supply of energy, the coating is locally broken and the precipitates around it solidify and ceramicize,

이러한 과정이 반복되면서 피막이 점차 성장하여 전해가 끝난 시점에서는 완전한 세라믹피막으로 화성(化成)된다.
As this process is repeated, the film gradually grows and converts into a complete ceramic film at the end of electrolysis.

그리고 상기 메탈베이스(10) 표면에 절연층(20)을 형성하기 위한 양극산화를 위한 전해액(3)으로는 황산이나, 크롬산 등이 있으나,The electrolyte solution 3 for anodizing to form the insulating layer 20 on the surface of the metal base 10 includes sulfuric acid, chromic acid, and the like.

본 발명에 따른 양극산화에서는 수산(옥살산, Oxalic Acid) 또는 수산과 황산이 혼합한 혼산을 사용하게 된다.
In the anodic oxidation according to the present invention, it is possible to use a hydroxyl acid (oxalic acid) or a mixed acid of a mixture of sulfuric acid and sulfuric acid.

즉 전해액(3)으로 황산을 사용하는 경우에는 설비비가 고가라는 점과,In other words, when sulfuric acid is used as the electrolyte solution 3, the equipment cost is high,

산화피막(21)이 항상 전해액(3)과 접하고 있고, 또 전해액(3)인 황산이 침식성을 가지고 있어 피막의 표층이 부스러져 나가는 단점이 있고,The oxide film 21 is always in contact with the electrolyte solution 3, and sulfuric acid, which is the electrolyte solution 3, has an erosion property, so that the surface layer of the film collapses.

또한 전해액(3)으로 크롬산을 사용하는 경우에는 강도가 약하다는 것과, 공해 및 건강상에 유해하다는 단점이 있다.
In addition, when chromic acid is used as the electrolyte solution 3, there are disadvantages in that the strength is weak and that it is harmful to pollution and health.

그러나 본 발명과 같이 전해액(3)으로 수산 또는 혼산 중 어느 하나를 사용하는 경우에는However, in the case of using either hydroxyl or mixed acid as the electrolyte solution 3 as in the present invention

산도 및 내식성이 매우 우수하다는 점과, 아울러 탈지력(脫脂力)이 우수하다는 장점을 가지며,It has the advantage of excellent acidity and corrosion resistance, and also excellent degreasing power.

또한 직류 및 교류 전원을 모두 사용할 수 있다는 이점을 갖게 된다.
In addition, it has the advantage that both DC and AC power sources can be used.

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,In addition, when the mixed acid, that is, the acid and sulfuric acid is mixed with the electrolyte solution 3 according to the present invention, the production thickness and hardness of the oxide film 21 are increased than when the electrolyte solution 3 is sulfuric acid,

동시에 마모량이나 잔류응력은 감소시키는 성질을 이용하여 제품의 품질을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
At the same time, the quality of the product can be improved by using the property of reducing the amount of wear or residual stress.

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,Therefore, the insulating layer 20 according to the present invention can have both the insulation and heat dissipation performance of the ceramic so that the metal base 10 can be used as the insulating substrate, of course,

엘이디(50) 조명에서 발생하는 열을 일정 정도 방출시킬 수 있어 제품의 품질 성능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
Since the heat generated from the LED 50 may be emitted to a certain degree, the quality performance of the product may be further improved.

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,As shown in FIG. 3, the insulating layer 20 according to the present invention forms a plurality of cutout grooves 11 having a furrow shape using a laser to expose the metal base 10 made of aluminum.

이는 열전도성이 우수한 메탈베이스(10)를 직접 외기에 노출시켜 방열성능을 부가하게 된다.
This adds heat dissipation performance by directly exposing the metal base 10 having excellent thermal conductivity to the outside air.

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,This induces heat dissipation through the insulating layer 20 and direct heat dissipation by exposing the metal base 10 through the cutout groove 11 to thereby increase heat dissipation performance further, thereby increasing heat dissipation efficiency of the entire heat dissipation PC ratio. ,

절연층(20)에 크랙이 발생하는 문제를 해결할 수 있어 제품의 내구성을 더 한층 업그레이드시킬 수 있게 된다.
It is possible to solve the problem that the crack occurs in the insulating layer 20 it is possible to further upgrade the durability of the product.

아울러 상기 절개홈(11)은 패턴부(30) 사이에 배열되도록 형성하는 것이 바람직한데,In addition, the incision groove 11 is preferably formed to be arranged between the pattern portion 30,

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.
This is to be located directly below the LED 50, which is the incision groove 11 to be able to discharge the heat generated more directly, it is possible to maintain a more effective heat dissipation performance.

한편 본 발명에 따른 절연층(20)을 형성한 후에 봉공처리를 하게 되는데,Meanwhile, after forming the insulating layer 20 according to the present invention, the sealing is performed.

이러한 봉공처리는 절연층(20)에 패턴부(30)의 부착성을 좋게 하여 패턴부(30)가 박리되는 현상을 방지함으로써 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.Such sealing process improves the adhesion of the pattern portion 30 to the insulating layer 20 to prevent the phenomenon that the pattern portion 30 is peeled off it is possible to increase the reliability of the product.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 열확산부(40)는1 to 3, in the heat dissipation PC ratio with improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, the heat spreader 40 is

상기 절연층을 형성하기 위한 양극산화 처리 시 전해액(3)에 열확산재(41)가 포함되어 있고,The thermal diffusion material 41 is included in the electrolyte solution 3 in the anodizing process for forming the insulating layer,

상기 열확산재(41)가 양극산화 과정에서 상기 절연층에 형성된 기공(23)에 침착되어 형성된다.
The thermal diffusion material 41 is formed by being deposited in the pores 23 formed in the insulating layer in the anodization process.

이는 상기 메탈베이스 표면에 형성된 산화피막(21)은 세라믹피막으로 절연성이 우수하고, 일정 정도의 방열성능을 갖게 되나,This is because the oxide film 21 formed on the metal base surface is a ceramic coating excellent in insulation, and has a certain heat dissipation performance,

이러한 산화피막은 그 열전달계수가 적기 때문에 열전도율이 떨어지고, 따라서 효율적인 방열성능을 확보하는 데에는 한계를 갖게 된다.
Since the oxide film has a low heat transfer coefficient, the thermal conductivity is lowered, and therefore, there is a limit in securing an efficient heat dissipation performance.

따라서 상기 열확산부(40)는 양극산화 과정에서 메탈메이스(10)인 알루미늄 표면이 산화되면서 무수한 기공(23)(또는 구결)이 형성되고,Therefore, the thermal diffusion part 40 is formed of an infinite number of pores 23 (or spheres) are formed by oxidizing the aluminum surface of the metal may 10 in the anodization process,

상기 전해액(3)에는 열확산재(41)가 포함되는데,The electrolyte solution 3 includes a thermal diffusion material 41,

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.
At this time, the thermal diffusion material 41 is made of a non-metallic material, the heat transfer coefficient is much larger than the oxide film 21 of the insulating layer (graphite), CNF (carbon nanofiber), CNT (carbon nanotube), diamond, The material of any one of C60, graphene and BN (boron nitride) will be used.

즉 상기 열확산재(41)은 탄소 침착물들과, 질화 붕소를 침착제로 사용하여 알루미늄 표면이 산화되면서 형성되는 기공에 침착되어 열확산부(40)을 형성하고,That is, the thermal diffusion material 41 is deposited in the pores formed by oxidizing the aluminum surface using carbon deposits and boron nitride as a deposition agent to form a thermal diffusion portion 40,

이렇게 형성된 열확산부(40)는 산화피막(21)에 비하여 열전도도가 수배에서 수십배 정도 커져 방열성능을 보다 향상시킬 수 있으며,The thermal diffusion portion 40 formed as described above has a thermal conductivity that is several times to several tens of times larger than that of the oxide film 21, thereby improving heat dissipation performance.

또한 상기 열확산부(40)는 비금속 물질로 산화피막(21)보다 절연저항이 크기 때문에 절연성능 또한 우수하여 높은 절연성을 유지할 수 있게 된다.
In addition, since the thermal diffusion part 40 is a non-metallic material, the insulation resistance is greater than that of the oxide film 21, so that the thermal diffusion part 40 may maintain excellent insulation performance.

더 나아가 상기한 바와 같은 열확산재(41)는 큰 열전달계수를 갖기 때문에 열응력과 기계적응력이 작아 열변형이나 기계적변형의 문제가 없어 내구성이 우수하고,Furthermore, since the thermal diffusion material 41 as described above has a large heat transfer coefficient, thermal stress and mechanical stress are small, so there is no problem of thermal deformation or mechanical deformation.

또한 버퍼스테이지로 외부의 충격이나 전기적인 충격을 완충시키는 역할을 하게 된다.
In addition, the buffer stage serves to cushion external shocks or electric shocks.

상기 열확산부(40)를 형성하는 과정은 상기 전해액(3)에 열확산재(41)를 첨가하고,In the process of forming the thermal diffusion unit 40, the thermal diffusion material 41 is added to the electrolyte solution 3,

양극산화 과정에서 상기 열확산재(41)가 기공(23)에 침착되어 열확산부(40)를 형성하게 되는데,In the anodization process, the thermal diffusion material 41 is deposited in the pores 23 to form the thermal diffusion part 40.

이때 열확산재(41)의 침착속도를 높이기 위해 상기 전해조(1) 하부에는 블로워(5)가 구비되어 일정한 압력의 공기를 공급함으로써At this time, in order to increase the deposition rate of the thermal diffusion material 41, a blower 5 is provided in the lower part of the electrolytic cell 1 to supply air of a constant pressure.

상기 열확산재(41)의 입자 운동을 활성화시켜 상기 기공(23)으로의 침착을 촉진될 수 있도록 하는 것이 바람직한다.
It is preferable to activate the particle motion of the thermal diffusion material 41 to facilitate the deposition into the pores (23).

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 패턴부(30)는1 to 3, in the heat dissipation PC ratio with improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, the pattern portion 30 is

상기 절연층(20)에 도전성의 회로패턴을 형성하여 엘이디(50)나 전력제어소자 등이 연결되어 방열피씨비를 형성하게 된다.
A conductive circuit pattern is formed on the insulating layer 20 so that the LED 50 or the power control element is connected to form a heat dissipation PC ratio.

본 발명에 따른 패턴부(30)는 전기적으로 도통되어 회로를 형성할 수 있는 소성용 도전성 페이스트(paste)를 실크스크린 인쇄하여 소성 후 표면도금을 실시하는 방법과,The pattern portion 30 according to the present invention is a method for conducting the surface plating after firing by silk-screen printing a conductive paste for baking which can be electrically conductive to form a circuit,

상기 절연층(20)의 상부에 도전성 박막을 적층하고 패턴을 노광한 후 이 노광된 패턴을 화학약품으로 에칭하여 패턴을 형성하는 방법이 있다.
There is a method of forming a pattern by laminating a conductive thin film on the insulating layer 20, exposing the pattern, and etching the exposed pattern with a chemical.

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.
Therefore, in order to form the pattern portion 30 according to the present invention, as described above, the pattern portion 30 is formed by any one of the known methods to electrically connect various components such as the LED 50 or the power control element. Can be connected.

도1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비에서, 상기 엘이디(50)는1 to 3, in the heat dissipation PC ratio improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, the LED 50 is

상기 패턴부(30)에 마운팅(mounting)되어 전원이 인가되는 경우 전기적으로 도통된 패턴부(30)에 의하여 빛을 발산하게 된다.
When the power is applied by mounting the pattern portion 30, the light is emitted by the electrically conductive pattern portion 30.

즉 본 발명에 따른 엘이디(50), 즉 발광다이오드에 연결된 리드선을 상기 패턴부(30)에 마운팅하기 위해 솔더링(soldering) 공정을 거치게 되는데,That is, in order to mount the lead wire connected to the LED 50, that is, the light emitting diode according to the present invention, to the pattern portion 30, a soldering process is performed.

이러한 솔더링 공정은 수작업을 통하여 엘이디(50)를 마운팅하는 방식과,This soldering process is a method of mounting the LED 50 by manual,

상기 패턴부(30)에 솔더크림을 묻히고 열을 가해 엘이디(50)를 마운팅하는 방식이 있다.
There is a method of mounting the LED 50 by applying a solder cream to the pattern portion 30 and applying heat.

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.
Therefore, the method of mounting the LED 50 to the pattern portion 30 is preferably to be determined in consideration of the workability, productivity and economical among the above-described methods.

그리고 상기 엘이디(50)에는 저항(R)이 연결하여 전류값을 조절하여 엘이디(50)의 밝기를 조절하거나 또는 일정한 전류 값으로 제한할 수 있으며,In addition, the resistor 50 may be connected to the LED 50 to adjust the current value to adjust the brightness of the LED 50 or to limit the current value to a constant value.

또한 과전류가 엘이디(50)로 흐르는 것을 방지하여 엘이디(50)가 타는 것을 방지할 수 있게 된다.
In addition, the overcurrent is prevented from flowing to the LED 50 to prevent the LED 50 from burning.

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,Furthermore, semiconductor elements such as silicon controlled rectifier (SCR), insulated gate bipolar transistor (IGBT) and integrated gate committed thyristor (IGCT) are mounted on the pattern part 30.

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,Such a semiconductor device generates heat by itself, and in this case, if the temperature cannot be maintained within the thermal limit of the semiconductor device, durability of the semiconductor device may be reduced due to thermal damage of the semiconductor device.

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.
According to the present invention, the heat dissipation PC ratio can fundamentally solve the above problems by releasing heat generated from the LED 50 as well as the semiconductor device, that is, the power control device.

이하에서 본 발명에 따른 절연층(20)이 형성된 방열피씨비를 이용한 엘이디(50) 조명을 제조하는 방법에 관하여 기술하기로 하고,Hereinafter, a method of manufacturing the LED 50 lighting using the heat dissipating PCB having the insulating layer 20 according to the present invention will be described.

다만 상술한 엘이디(50) 조명과 후술할 이의 제조방법에서 상호 중복되는 내용은 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 하기 위해 그 기재를 생략하기로 한다.
However, the overlapping contents in the above-described LED 50 lighting and its manufacturing method to be described later will be omitted in order to clarify the technical spirit of the present invention.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법은As shown in Figures 1 to 4 the manufacturing method of the heat dissipation PCB with improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention

(a) 메탈베이스를 양극산화하여 다수의 기공(23)을 갖는 산화피막(21)에 의하여 절연층을 형성하는 단계(S100);(A) anodizing the metal base to form an insulating layer by an oxide film 21 having a plurality of pores 23 (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(b) an electrolytic solution 3 for anodizing includes a thermal diffusing material 41, and the thermal diffusing material 41 is deposited on the pores 23 during the anodizing process to form a thermal diffusing part 40. (S200); And

(c) 상기 절연층의 일면에 패턴부를 형성하는 단계(S300);를 포함하여 이루어진다.
(c) forming a pattern portion on one surface of the insulating layer (S300).

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법에서, 상기 (a)단계(S100)는As shown in Figure 1 to Figure 3 in the method of manufacturing a heat radiation PC ratio improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, step (a) (S100) is

메탈베이스(10)를 양극산화하여 그 표면에 절연 및 방열 성능을 가는 세라믹피막, 즉 절연층(20)을 형성하는 공정이다.
The metal base 10 is anodized to form a ceramic film, that is, an insulating layer 20 having insulating and heat dissipating performance on its surface.

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.
That is, in step (a) S100 according to the present invention, the aluminum metal base 10 is connected to the anode as described above, and the oxygen generated from the mixed acid in which the acid or the acid and the water are mixed with the electrolyte 3 is the metal base ( The surface of 10 is oxidized to form an oxide film 21, that is, an insulating layer 20.

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.
In addition, it is preferable to improve the product quality and to ensure the reliability by performing a sealing treatment process to excellent adhesion of the pattern portion 30 to the insulating layer (20).

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법에서, 상기 (b)단계(S200)는As shown in Figure 1 to Figure 4 in the method of manufacturing a heat radiation PC ratio improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, step (b) (S200) is

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.
In the step (a) (S100), the electrolytic solution 3 for anodization includes a thermal diffusion material 41, and the thermal diffusion material 41 is deposited in the pores 23 during the anodization process so that the thermal diffusion part ( 40).

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.
That is, in step (b) according to the present invention, a blower 5 is provided to introduce external air of a constant pressure into the treatment tank to promote the deposition rate of the thermal diffusion material 41, thereby activating the particle motion of the thermal diffusion material 41. It is desirable to allow the thermal diffusion material 41 to be quickly deposited into the pores 23.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법에서, 상기 (c)단계(S300)는As shown in Figure 1 to Figure 4 in the method of manufacturing a heat dissipation PCB with improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, step (c) (S300) is

상기 (a) 내지 (b)단계(S100)(S200), 상기 절연층(20)에 도전성 물질에 의하여 패턴부(30)를 형성하여 방열피씨비를 완성하는 공정이다.
In the steps (a) to (b) (S100) and (S200), the insulating layer 20 forms a pattern part 30 by a conductive material to complete the heat radiation PC ratio.

즉 본 발명에 따른 (c)단계(S300)는 상기한 바와 같이 소성용 도전성 페이스트(paste)를 이용하여 실크스크린 인쇄하여 소성 후 표면도금을 실시하여 형성하거나,That is, step (c) (S300) according to the present invention is formed by performing a surface plating after firing by silkscreen printing using a conductive paste for baking as described above,

또는 상기 절연층(20)의 상부에 도전성 박막을 적층하고 패턴을 노광한 후 이 노광된 패턴을 화학약품으로 에칭하여 패턴부(30)를 형성하게 된다.
Alternatively, after the conductive thin film is stacked on the insulating layer 20 and the pattern is exposed, the exposed pattern is etched with a chemical to form the pattern portion 30.

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,Furthermore, after the pattern portion 30 is formed, or before the formation, the step (c ′) S310 of forming the cut groove 11 by processing the insulating layer 20 with a laser is preferably further provided. Together,

이는 상기한 바와 같이 메탈베이스(10)를 통하여 직접 열을 방출함으로써 방열효율을 높일 수 있게 된다.
This can increase heat dissipation efficiency by directly dissipating heat through the metal base 10 as described above.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비의 제조방법에서, 상기 (d)단계(S400)는As shown in Figure 1 to Figure 4 in the method of manufacturing a heat radiation PC ratio improved insulation and heat dissipation performance according to the present invention, step (d) (S400) is

상기 패턴부(30)에 엘이디(50)를 마운팅(mounting)하고, 아울러 전력제어소자나 각종 칩을 마운팅하는 공정이다.
The LED 50 is mounted on the pattern part 30, and a power control element or various chips are mounted.

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,That is, in step (d) (S400) according to the present invention, a soldering process is performed to mount the lead wire connected to the LED 50, that is, the light emitting diode, to the pattern portion 30.

이러한 솔더링 공정은 수작업을 통하여 엘이디(50)를 마운팅하거나,This soldering process is to mount the LED 50 by hand, or

또는 상기 패턴부(30)에 솔더크림을 묻히고 열을 가해 엘이디(50)를 마운팅하게 된다.
Alternatively, the solder portion is applied to the pattern portion 30 and heat is applied to the LEDs 50.

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.In addition, the power control device or various chips are also mounted on the pattern unit 30 by any one of the soldering methods as described above, it is preferable to enable the electric current, voltage, various electrical control of the LED 50 lighting.

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.
In the above description with reference to the accompanying drawings, the present invention has been described with a particular shape and direction in the description of the heat dissipation PC ratio and the improved method of improving the insulation and heat dissipation performance, the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, such Modifications and variations should be construed as being included in the scope of the present invention.

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)단계1: electrolyzer 3: electrolyte solution
5: blower
10: metal base 11: incision groove
20: insulation layer 21: oxide film
23: pore
30: pattern part
40: thermal diffusion unit 41: thermal diffusion material
50: LED
R: resistance
S100: Step (a) S200: Step (b)
S300: step (c) S400: step (d)

Claims (4)

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.Metal base;
An insulating layer in which the metal base is anodized to form an oxide film, and the oxide film has a plurality of pores formed therein;
The electrolyte for anodization contains a thermal diffusion material,
A thermal diffusion part in which the thermal diffusion material is deposited on the pores during anodization; And
A conductive pattern portion formed on one surface of the insulating layer;
Insulation and heat dissipation performance improved heat-resistant PC made, including. 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.The method of claim 1,
The thermal diffusion material is a non-metallic material, the heat transfer coefficient of the heat dissipation and improved thermal insulation, characterized in that any one of graphite, CNF, CNT, graphene, diamond, C60 and BN having a larger heat transfer coefficient than the insulating layer. 제 1 항에 있어서,
상기 양극산화 처리를 위한 전해액은 수산이나, 또는 수산과 황산이 혼합된 혼산으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연 및 방열성능이 향상된 방열피씨비.The method of claim 1,
The electrolytic solution for the anodizing treatment is a heat dissipation, or improved heat dissipation PC ratio, characterized in that made of a mixed acid mixed with a hydroxyl or sulfuric acid. (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.(a) anodizing the metal base to form an oxide film, and forming an insulating layer having a plurality of pores in the oxide film;
(b) a thermal diffusion material is included in the electrolyte solution for anodizing, and the thermal diffusion material is exposed to the pores during anodization to form a thermal diffusion part; And
(c) forming a pattern portion on one surface of the insulating layer;
Insulation and heat dissipation performance improved manufacturing method of the heat radiation including the made.
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