KR101045307B1 - Method for manufacturing metal core pcb - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기절연성, 열전도성, 도금층의 부착력 등이 월등하게 향상된 메탈코어 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a metal core printed circuit board, and more particularly, to a method for manufacturing a metal core printed circuit board with improved electrical insulation, thermal conductivity, adhesion of the plating layer, and the like.

본 발명에 의한 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법은, 세라믹분말을 에어로졸 데포지션공법을 통해 금속기판 위에 증착함으로써 절연층을 형성하는 절연층 형성단계; 전도성분말을 에어로졸 데포지션공법을 통해 절연층 위에 증착함으로써 하지도금층을 형성하는 하지도금층 형성단계; 및 상기 하지도금층 위에 전해도금을 통해 도금층을 형성하는 도금층 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Method for manufacturing a metal core printed circuit board according to the present invention, the insulating layer forming step of forming an insulating layer by depositing a ceramic powder on a metal substrate through an aerosol deposition method; A base plating layer forming step of forming a base plating layer by depositing a conductive powder on an insulating layer through an aerosol deposition method; And a plating layer forming step of forming a plating layer on the base plating layer through electroplating.

메탈코어, 인쇄회로기판, 전기절연성, 열전도성, 부착, 에어로졸 데포지션 Metal Core, Printed Circuit Board, Electrical Insulation, Thermal Conductive, Adhesion, Aerosol Deposition

Description

메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING METAL CORE PCB}Manufacturing Method of Metal Core Printed Circuit Board {METHOD FOR MANUFACTURING METAL CORE PCB}

본 발명은 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기절연성, 도금층의 부착력(adhesion) 등이 높고, 특히 열전도성을 대폭 향상시킨 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a metal core printed circuit board, and more particularly, to a method of manufacturing a metal core printed circuit board having a high electrical insulation, an adhesion of a plating layer, and the like, and in particular, greatly improving thermal conductivity. .

인쇄회로기판(Printed Circuit Board)은 기판의 표면에 배선이 집적되어 다양한 소자들이 실장되거나 소자 사이에 전기적 접속이 구성된 전자부품의 일종으로, 기술의 발전에 따라 다양한 형태와 다양한 기능을 갖게 되는 인쇄 회로기판이 제조되고 있다. A printed circuit board is a type of electronic component in which wires are integrated on a surface of a board and various elements are mounted or electrical connections are formed between the devices. Printed circuit boards have various forms and various functions according to technology development. Substrates are being manufactured.

최근에는 전자 제품들이 소형화, 고밀도화, 박판화, 패키지화 됨에 따라 인쇄회로기판 자체의 박판화 및 미세패턴화가 진행되고 있으며, 이러한 추세를 반영하기 위한 금속재질의 기판을 이용한 메탈코어 인쇄회로기판 및 그 제조방법에 대한 연구개발이 진행되고 있다. Recently, as electronic products have been miniaturized, increased in density, thinned, and packaged, thinning and fine patterning of printed circuit boards have been progressed, and metal core printed circuit boards using metal substrates and manufacturing methods thereof are used to reflect this trend. Research and development is underway.

메탈코어 인쇄회로기판은 금속재질의 기판을 적용함에 따라 LED용 회로기판 또는 반도체용 회로기판 등에 용이하게 적용될 수 있으며, 또한 공정단축 및 원가 절감을 용이하게 구현할 수 있는 장점이 있다. The metal core printed circuit board may be easily applied to an LED circuit board or a semiconductor circuit board by applying a metal substrate, and also has an advantage of facilitating process reduction and cost reduction.

이러한 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법에는 1) 무전해도금 및 전해도금방식, 2) 교류전원에 의한 전해도금방식, 3) 수지를 라미네이팅하는 방식 등과 같은 다양한 방식이 있었다. There are various methods for manufacturing the metal core printed circuit board, such as 1) electroless plating and electroplating, 2) electroplating by AC power, and 3) laminating resin.

1) 무전해도금 및 전해도금방식을 상세히 살펴보면, 금속재질로 이루어진 기판의 표면에 아노다이징에 의해 산화피막층(절연층)을 형성하고, 이러한 아노다이징에 의해 형성된 산화피막층(절연층)은 그 내부에 다수의 기공을 내포한 구조로 형성된다. 그런 후에, 컨디셔닝-Acid dip-Pre dip-Pd촉매(catalyzing)-중화(reduction) 등의 공정을 진행하고, 그 위에 무전해도금(Electroless plating)을 수행함으로써 산화피막층 위에 하지도금층을 형성하며, 이 무전해도금층 위에 전해도금(Electro plating)을 수행함으로써 도금층을 형성한다.1) Looking at the electroless plating and the electroplating method in detail, an anodization layer (insulation layer) is formed on the surface of the substrate made of a metal material by anodizing, and an oxide layer (insulation layer) formed by such anodization has a large number therein. It is formed into a structure containing pores. Thereafter, a process such as conditioning-Acid dip-Pre dip-Pd catalyzing-reduction and the like is performed, and electroless plating is performed thereon to form a base plating layer on the oxide film layer. The plating layer is formed by performing electroplating on the electroless plating layer.

하지만, 무전해도금 및 전해도금방식에 의해 제조된 메탈코어 인쇄회로기판은 무전해도금에 의한 하지도금층이 산화피막층의 기공들을 봉공하지 않음에 따라 그 전기절연성이 매우 낮은 단점이 있었다. However, the metal core printed circuit board manufactured by the electroless plating and the electroplating method has a disadvantage in that its electrical insulation is very low since the underlying plating layer by the electroless plating does not seal pores of the oxide film layer.

또한, 무전해도금 및 전해도금방식에 의해 제조된 메탈코어 인쇄회로기판은 복잡한 공정을 거쳐 도금층을 형성하기 때문에 그 제조원가가 높으며, 또한 생산성이 저하되는 단점이 있었다. 그리고, 하지도금층과 산화피막층 사이의 부착력(adhesion)이 저하되어 하지도금층 및 도금층이 쉽게 박리되는 단점이 있었다. In addition, the metal core printed circuit board manufactured by the electroless plating and the electroplating method has a disadvantage in that the manufacturing cost is high and productivity is lowered because the plating layer is formed through a complicated process. In addition, the adhesion between the underlying plating layer and the oxide film layer is lowered, so that the underlying plating layer and the plating layer are easily peeled off.

2) 교류전원에 의한 전해도금방식의 경우, 금속재질로 이루어진 기판의 표면에 아노다이징에 의해 산화피막층(절연층)을 형성하고, 이러한 아노다이징에 의해 형성된 산화피막층은 그 내부에 다수의 기공을 내포한 구조로 형성된다. 그런 후에, 산화피막층 위에 교류전원을 인가하면 산화피막층의 분극현상에 의해 산화피막층 내의 기공으로 구리가 석출된 후에 산화피막층 위에 도금층이 형성된다. 2) In the case of the electroplating method using an AC power source, an anodization layer (insulation layer) is formed on the surface of the substrate made of metal material by anodizing, and the anodization layer formed by such anodization includes a plurality of pores therein. It is formed into a structure. After that, when AC power is applied on the oxide layer, copper is deposited into pores in the oxide layer due to polarization of the oxide layer, and then a plating layer is formed on the oxide layer.

이에, 교류전원에 의한 전해도금방식은 그 제조공정이 단축되어 원가절감의 효과를 얻을 수 있고, 산화피막층과 도금층의 부착력을 높일 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the electroplating method using an AC power source can shorten the manufacturing process, thereby reducing the cost, and increasing the adhesion between the oxide layer and the plating layer.

하지만, 교류전원에 의한 전해도금방식은 절연층인 산화피막층의 기공 내에 도금층이 개재된 구조로 형성됨에 따라 그 전기절연성이 매우 낮아지는 단점이 있었다. However, the electroplating method by the AC power source has a disadvantage in that its electrical insulation is very low as the plating layer is formed in the pores of the oxide film layer as the insulating layer.

3) 수지를 라미네이팅하는 방식의 경우, 금속재질의 기판 표면에 실리카를 함유한 에폭시 수지를 라미네이팅함으로써 수지재질의 절연층을 형성하고, 이러한 수지 재질의 절연층 표면에 전해도금을 수행함으로써 도금층을 형성한다. 3) In the case of laminating a resin, an insulating layer made of a resin material is formed by laminating an epoxy resin containing silica on a metal substrate surface, and a plating layer is formed by performing electroplating on the surface of the insulating layer made of this resin material. do.

이에, 수지를 라미네이팅하는 방식은 금속기판과 도금층 사이에 수지재질의 절연층이 형성됨에 따라 그 전기절연성이 매우 양호하고, 금속기판과 절연층 사이의 부착력이 높은 장점이 있었다. 하지만, 수지를 라미네이팅하는 방식은 절연층이 수지 재질로 구성됨에 따라 그 열전도성이 매우 취약한 단점이 있었다. Thus, the method of laminating the resin has an advantage that the electrical insulation is very good as the insulating layer of the resin material is formed between the metal substrate and the plating layer, the adhesion between the metal substrate and the insulating layer is high. However, the method of laminating the resin has a disadvantage that its thermal conductivity is very weak as the insulating layer is made of a resin material.

한편, 종래의 메탈코어 인쇄회로기판은 금속기판과 하지도금층 사이에 알루미나(Al2O3, alumina)와 같은 산화피막층을 아노다이징에 의해 형성하고, 이러한 산화피막층은 금속기판과 하지도금층 사이에서 절연층의 역할을 함으로써 전기절연성을 확보할 수 있다. Meanwhile, a conventional metal core printed circuit board is formed by anodizing an oxide layer such as alumina (Al 2 O 3 , alumina) between the metal substrate and the base plating layer, and the oxide layer is an insulating layer between the metal substrate and the base plating layer. By acting as can ensure electrical insulation.

하지만, 이러한 산화피막층은 그 열전도도가 35(W/mK) 내외로 상대적으로 낮으므로 메탈코어 인쇄회로기판의 열전도성을 향상시키는 데 한계가 있었다. However, such an oxide layer has a limit in improving the thermal conductivity of a metal core printed circuit board because its thermal conductivity is relatively low around 35 (W / mK).

또한, 아노다이징 공정을 통해 형성된 산화피막층은 그 내부에 다수의 기공이 필연적으로 형성되므로, 산화피막층 위에 하지도금층을 형성하기 위해서는 산화피막층의 기공을 봉공하는 봉공처리가 필수적으로 요구된다. In addition, since the oxide film layer formed through the anodizing process inevitably forms a plurality of pores therein, in order to form a base plating layer on the oxide film layer, a sealing process for sealing pores of the oxide film layer is required.

즉, 종래의 메탈코어 인쇄회로기판은 아노다이징을 통해 형성되는 산화피막층의 열전도성이 낮아 메탈코어 인쇄회로기판의 열전도성을 효과적으로 향상시킬 수 없을 뿐만 아니라 그 제조공정이 매우 번거롭고 복잡해지는 단점이 있었다. That is, the conventional metal core printed circuit board has a disadvantage in that the thermal conductivity of the oxide film layer formed through anodizing is not effective to improve the thermal conductivity of the metal core printed circuit board, and the manufacturing process is very cumbersome and complicated.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 전기절연성 및 부착력의 향상 뿐만 아니라 열전도성이 대폭 향상된 고품질의 메탈코어 인쇄회로기판을 제조할 수 있는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above, and provides a method for manufacturing a metal core printed circuit board capable of manufacturing a high quality metal core printed circuit board with significantly improved thermal conductivity as well as improved electrical insulation and adhesion. Its purpose is to.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법은, Method of manufacturing a metal core printed circuit board according to the present invention for achieving the above object,

세라믹분말을 에어로졸 데포지션공법을 통해 금속기판 위에 증착함으로써 절연층을 형성하는 절연층 형성단계;An insulating layer forming step of forming an insulating layer by depositing ceramic powder on a metal substrate through an aerosol deposition method;

전도성분말을 에어로졸 데포지션공법을 통해 절연층 위에 증착함으로써 하지도금층을 형성하는 하지도금층 형성단계; 및 A base plating layer forming step of forming a base plating layer by depositing a conductive powder on an insulating layer through an aerosol deposition method; And

상기 하지도금층 위에 전해도금을 통해 도금층을 형성하는 도금층 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a plating layer forming step of forming a plating layer on the base plating layer through electroplating.

상기 절연층은 질화알루미늄(AlN), 실리콘 카바이드(SiC) 중에서 적어도 하나 이상의 성분을 포함하는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다. The insulating layer is made of a material containing at least one component of aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC).

상기 절연층 형성단계 전에, 상기 금속기판의 표면에 아노다이징 처리를 수행함으로써 금속기판의 상부에 산화피막층을 형성하는 산화피막층 형성단계를 더 추가하는 것을 특징으로 한다. Before the insulating layer forming step, the oxide film layer forming step of forming an oxide film layer on top of the metal substrate by further performing anodizing treatment on the surface of the metal substrate, characterized in that further added.

상기 하지도금층 형성단계 및 도금층 형성단계 사이에는, 상기 하지도금층 및 절연층을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Between the base plating layer forming step and the plating layer forming step, further comprising the step of heat-treating the base plating layer and the insulating layer.

본 발명의 일 실시에에 따른 메탈코어 인쇄회로기판은, Metal core printed circuit board according to an embodiment of the present invention,

상부에 산화피막층이 형성된 금속기판;A metal substrate having an oxide film layer formed thereon;

상기 금속기판 위에 배치되고, 방열세라믹 재질로 구성된 절연층;An insulating layer disposed on the metal substrate and made of a heat dissipating ceramic material;

상기 절연층 위에 배치되고, 전도성 재질로 구성된 하지도금층; 및 A base plating layer disposed on the insulating layer and formed of a conductive material; And

상기 하지도금층 위에 배치되고, 회로패턴이 형성되는 도금층;을 포함한다. And a plating layer disposed on the base plating layer and having a circuit pattern formed thereon.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 금속기판과 하지도금층 사이에 방열세라믹으로 구성된 절연층을 에어로졸 데포지션을 통해 형성함으로써 절연층의 부착력 및 전기절연성의 향상 뿐만 아니라, 높은 열전도성을 가진 절연층을 통해 메탈코어 인쇄회로기판의 전체 열전도성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다. According to the present invention as described above, by forming an insulating layer consisting of a heat-radiating ceramic between the metal substrate and the base plating layer through aerosol deposition, not only improves the adhesion and electrical insulation of the insulating layer, but also through the insulating layer having high thermal conductivity There is an advantage that can significantly improve the overall thermal conductivity of the metal core printed circuit board.

또한, 본 발명은 에어로졸 데포지션을 통해 절연층이 금속기판의 표면에 견고하게 부착됨과 더불어 하지도금층이 절연층의 표면에 견고하게 부착됨으로써 절연층 및 하지도금층의 박리가 방지되는 장점이 있다. In addition, the present invention has an advantage that the insulating layer is firmly attached to the surface of the metal substrate through the aerosol deposition and the base plating layer is firmly attached to the surface of the insulating layer, thereby preventing peeling of the insulating layer and the underlying plating layer.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한 다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 도시한다. 1 to 7 illustrate a method of manufacturing a metal core printed circuit board according to an embodiment of the present invention.

도 1에는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 제조방법이 도시되어 있다. 1 shows a method of manufacturing a printed circuit board according to the present invention.

먼저, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 구리 등과 같은 금속 재질로 이루어진 금속기판(11)의 표면을 세척하는 세척공정을 진행할 수 있다. 이러한 세척공정은 절연층(12)을 보다 용이하게 하도록 진행되는 전처리공정의 일종으로, 일반적으로 금속기판(11)의 표면에 부착되어 있는 유지성분 내지 오염물질 등을 제거하기 위한 탈지(Degrease)처리를 수행한다(S1). First, a cleaning process may be performed to wash the surface of the metal substrate 11 made of a metal material such as aluminum, magnesium, titanium, copper, or the like. This washing process is a kind of pretreatment process that is performed to make the insulating layer 12 easier. In general, a degrease treatment for removing oily components or contaminants attached to the surface of the metal substrate 11 is performed. Perform (S1).

한편, 금속기판(11)은 알루미늄 재질로 구성된 경우, 알루미늄 재질의 금속기판(11)의 상면에는 아노다이징처리를 통해 산화피막층(11a, Al2O3)을 형성할 수 있다(S1-1). On the other hand, when the metal substrate 11 is made of aluminum, the oxide film layer (11a, Al 2 O 3 ) can be formed on the upper surface of the aluminum substrate 11 of the aluminum material through anodizing (S1-1).

그런 다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 세척된 금속기판(11)의 표면에 방열세라믹 분말을 에어로졸 데포지션 공법을 통해 금속기판(11)의 표면에 증착시킴으로써 절연층(12)을 형성한다(S2). Then, as illustrated in FIG. 2, the insulating layer 12 is formed by depositing heat-dissipating ceramic powder on the surface of the metal substrate 11 through an aerosol deposition method on the surface of the cleaned metal substrate 11 ( S2).

도 3에는 방열세라믹의 에어로졸 데포지션 공정을 도시하고 있다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이 분사노즐(4)에 의해 분사되는 세라믹 분말(12a)의 입자가 금속기판(11)의 표면과 충돌하고, 그 후에 도 3(b)와 같이 충돌한 세라믹 분말(12a)의 입자가 파괴되면서 금속기판(11)의 표면에 박히거나 강력한 결합을 함과 동시에 다른 입자가 그 위에 충돌한다. 그리고, 도 3(c)와 같이 충돌된 입자가 분쇄되어 강한 결합을 이루는 층을 형성하고, 그 위에 다시 다른 입자가 충돌한다. 이와 같이, 에어로졸 데포지션 공정을 통해 세라믹 분말(12a)의 입자들이 충돌 및 미세한 분쇄 등이 연속적으로 이루어짐으로써 입자들 사이에 미세기공이 없는 치밀한 조직의 절연층(12)을 형성한다. 이러한 에어로졸 데포지션 공정은 상온 조건에서 진행된다. 3 illustrates an aerosol deposition process of a heat dissipating ceramic. As shown in FIG. 3 (a), the particles of the ceramic powder 12a sprayed by the spray nozzle 4 collide with the surface of the metal substrate 11, and then the ceramic collides as shown in FIG. 3 (b). As the particles of the powder 12a are destroyed, the particles of the powder 12a get stuck or strongly bond to the surface of the metal substrate 11 and other particles collide thereon. Then, the collided particles are pulverized to form a strong bond layer as shown in FIG. As described above, the particles of the ceramic powder 12a collide with each other and finely pulverize through the aerosol deposition process to form an insulating layer 12 having a dense structure without micropores between the particles. This aerosol deposition process is carried out at room temperature conditions.

절연층(12)은 열전도도가 높은 방열세라믹 재질로 이루어짐으로써 메탈코어 인쇄회로기판의 전체 열전도성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 특히, 절연층(12)은 질화알루미늄(AlN; Aluminum nitride), 실리콘 카바이드(SiC; Silicon Carbide)와 같이 열전도도가 높은 방열 세라믹 재질로 구성됨이 바람직하다. The insulating layer 12 is made of a heat-dissipating ceramic material having high thermal conductivity, thereby greatly improving the overall thermal conductivity of the metal core printed circuit board. In particular, the insulating layer 12 is preferably made of a heat-radiating ceramic material having high thermal conductivity such as aluminum nitride (AlN) and silicon carbide (SiC).

한편, 종래의 산화피막층을 구성하는 산화알루미늄(Al2O3)의 열전도도는 35(W/mK) 정도 인데 반해, 질화알루미늄(AlN)의 열전도도는 320(W/mK)이고, 실리콘 카바이드(SiC)의 열전도도는 170(W/mK)로 상대적으로 그 열전도도가 매우 높은 재질임을 알 수 있다. 이에 본 발명의 절연층(12)은 질화알루미늄(AlN; Aluminum nitride), 실리콘 카바이드(SiC; Silicon Carbide)와 같이 열전도도가 높은 방열 세라믹 재질로 구성됨에 따라 메탈코어 인쇄회로기판의 전체 열전도성을 대폭 향상시킬 수 있다. On the other hand, the thermal conductivity of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) constituting the conventional oxide film layer is about 35 (W / mK), whereas the thermal conductivity of aluminum nitride (AlN) is 320 (W / mK), silicon carbide The thermal conductivity of (SiC) is 170 (W / mK), which indicates that the material has a relatively high thermal conductivity. Accordingly, the insulating layer 12 of the present invention is composed of a heat-conducting ceramic material having high thermal conductivity, such as aluminum nitride (AlN) and silicon carbide (SiC), and thus the overall thermal conductivity of the metal core printed circuit board is improved. It can greatly improve.

질화알루미늄(AlN)은 Si 웨이퍼 부합되는 열팽창율로 밸런스가 뛰어난 소재이며, 낮은 열팽창 계수와 높은 열전도율로 인하여 뛰어난 내열충격 특성을 갖으며, 또한 불소 가스에 대한 내식성으로 인해 열충격과 불소 가스가 사용되는 공정 의 활용도가 높고 그 뛰어난 특성으로 인해 최근 수요가 증가하는 소재이다. 특히, AlN은 뛰어난 열전도율 및 열방사율이 높아 가열시 빠르게 열균형을 확보할 수 있고, 열충력에 강하며, 비교적 우수한 절연성을 확보하여 절연 대응 부품에도 활용이 용이한 장점이 있다. Aluminum Nitride (AlN) is an excellent balance material with a thermal expansion coefficient matched to a Si wafer, and has excellent thermal shock characteristics due to its low coefficient of thermal expansion and high thermal conductivity. Due to the high utilization of the process and its outstanding characteristics, the demand is increasing recently. In particular, AlN has an excellent thermal conductivity and high thermal radiation rate, so it is possible to secure thermal balance quickly during heating, is strong in thermal shock, and has a relatively good insulating property, thus making it easy to use in an insulation counterpart.

실리콘 카바이드(SiC)은 공유결합에 의해 생성된 인공광물로서 알루미나와 같은 기타 소재들을 웃도는 경도를 지니고 있으며, 내마모성과 경도가 우수하여 반도체 산업 및 엔지니어링 기계부품으로 사용이 용이한 재질이고, 높은 열전도성과 내식성, 내화학성이 우수하며, 낮은 열팽창률로 장기간 사용시에도 파손의 우려가 적은 화합물 소재이다. 또한 실리콘 카바이드는 1,200℃이상의 고온조건에서도 안정적이고, 소결법의 변화나 불순물의 투입으로 전기적인 성질(절연성, 저항치)을 조절할 수 있으며, 우수한 내마모성을 지니며, 고온에서도 장기간 사용이 가능하며, 그 강도가 쉽게 변하지 않는 장점이 있다.Silicon carbide (SiC) is an artificial mineral produced by covalent bonding, which has a hardness that exceeds other materials such as alumina, and is excellent in wear resistance and hardness, making it easy to use in the semiconductor industry and engineering machinery parts. It is a compound material that has excellent corrosion resistance and chemical resistance, and has a low thermal expansion rate and is less likely to be damaged even in long-term use. In addition, silicon carbide is stable even at high temperature of more than 1,200 ℃, and it can control electrical properties (insulation and resistance value) by changing sintering method or adding impurities, has excellent wear resistance, and can be used for long time even at high temperature There is an advantage that does not change easily.

한편, 본 발명은 알루미늄 재질의 금속기판(11)의 상부에 아노다이징처리를 통해 산화피막층(11a)을 미리 형성한(S1-1) 상태에서 절연층(12)을 형성함에 따라 그 절연층(12)의 두께를 상대적으로 줄일 수 있고, 이를 통해 고가의 방열세라믹 재질의 사용량을 감소하여 제조원가를 줄일 수 있다.On the other hand, according to the present invention, the insulating layer 12 is formed by forming the insulating layer 12 in the state in which the oxide film layer 11a is formed in advance (S1-1) on the upper surface of the aluminum substrate 11 made of aluminum. ) Can be relatively reduced, thereby reducing the use of expensive heat-dissipating ceramic material to reduce manufacturing costs.

그리고, 후속하는 하지도금층(14)의 형성을 원활하게 하도록 절연층(12)의 표면을 세정 및 건조시키는 공정(S3)을 더 추가할 수도 있다.In addition, a step (S3) of cleaning and drying the surface of the insulating layer 12 may be further added to facilitate the subsequent formation of the underlying plating layer 14.

그런 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 절연층(12) 위에 전도성 분말(14a)을 에어로졸 데포지션(Aerosol Deposition)공법으로 증착시킴으로써 절연층(12) 위에 하지도금층(14)을 형성한다(S4).Then, as shown in FIG. 4, the base plating layer 14 is formed on the insulating layer 12 by depositing the conductive powder 14a on the insulating layer 12 by an aerosol deposition method (S4). ).

하지도금층 형성단계(S4)는 절연층(12)의 표면에 수 마이크로미터 이내의 전도성 분말(14a)을 도 5에 도시된 에어로졸 데포지션공정을 통해 하지도금층(14)을 코팅한다. In the base plating layer forming step S4, the base plating layer 14 is coated on the surface of the insulating layer 12 through the aerosol deposition process shown in FIG. 5 with the conductive powder 14a within several micrometers.

이러한 하지도금층(14)의 에어로졸 데포지션 공정은 도 5(a)에 도시된 바와 같이 분사노즐(4)에 의해 분사되는 전도성 분말(14a)의 입자가 산화피막층(12)의 표면과 충돌하고, 그 후에 도 5(b)와 같이 충돌한 전도성 분말(14a)의 입자가 파괴되면서 산화피막층(12)의 표면에 박히거나 강력한 결합을 함과 동시에 다른 입자가 그 위에 충돌한다. 그리고, 도 5(c)와 같이 충돌된 입자가 분쇄되어 강한 결합을 이루는 층을 형성하고, 그 위에 다시 다른 입자가 충돌한다. 이와 같이, 에어로졸 데포지션 공정을 통해 전도성 분말(14a)의 입자들이 충돌 및 미세한 분쇄 등이 연속적으로 이루어짐으로써 입자들 사이에 미세기공이 없는 치밀한 조직의 하지도금층(14)을 형성한다. 이러한 에어로졸 데포지션 공정은 상온 조건에서 진행된다. In the aerosol deposition process of the base plating layer 14, as shown in FIG. 5A, particles of the conductive powder 14a sprayed by the spray nozzle 4 collide with the surface of the oxide film layer 12. Thereafter, as the particles of the conductive powder 14a collided as shown in FIG. 5 (b) are destroyed, other particles collide on the surface of the anodized layer 12 or have a strong bond and at the same time. Then, the collided particles are pulverized to form a strong bonding layer as shown in FIG. As described above, the particles of the conductive powder 14a collide with each other and finely pulverize through the aerosol deposition process to form the base plating layer 14 of the dense structure without the micropores between the particles. This aerosol deposition process is carried out at room temperature conditions.

한편, 도 7은 에어로졸 데포지션 장치의 원리를 도시한 예시적인 개념도로서, 도시된 바와 같이, 가스용기(1)에는 운반가스가 충전되어 있고, 이 운반가스는 일정 유량으로 제어되면서 에어로졸 챔버(2) 내로 투입된다. 에어로졸 챔버(2) 내에는 수 마이크로미터 이내의 세라믹 분말(12a) 또는 전도성 분말(14a)이 담겨져 있다. 에어로졸 챔버(2)의 기계적 운동에 의해 세라믹 분말은 에어로졸 챔버(2) 내에서 분산 상태가 되고, 에어로졸 챔버(2)로 투입된 운반가스에 의해 분산된 세라믹 분말(12a) 또는 전도성 분말(14a)은 진공튜브(7)를 통과하여 이동한 후에, 진 공상태의 데포지션 챔버(5, deposition chamber) 내에서 분사노즐(4)을 통해 금속기판(11) 위로 분사된다. 그리고, 진공펌프(8)는 데포지션 챔버(5) 내의 진공도를 조절하고, 이송장치(9)는 금속기판(11)의 위치를 제어하도록 구성된다. On the other hand, Figure 7 is an exemplary conceptual view showing the principle of the aerosol deposition apparatus, as shown, the gas container 1 is filled with a carrier gas, the carrier gas is controlled at a constant flow rate while the aerosol chamber (2) ) Is put into. The aerosol chamber 2 contains ceramic powder 12a or conductive powder 14a within several micrometers. Due to the mechanical movement of the aerosol chamber 2, the ceramic powder is dispersed in the aerosol chamber 2, and the ceramic powder 12a or the conductive powder 14a dispersed by the carrier gas introduced into the aerosol chamber 2 is After moving through the vacuum tube 7, it is sprayed onto the metal substrate 11 through the injection nozzle 4 in the deposition chamber 5 in a vacuum state. Then, the vacuum pump 8 adjusts the degree of vacuum in the deposition chamber 5, the transfer device 9 is configured to control the position of the metal substrate (11).

전도성 분말(14a)에는 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 은(Ag), 주석(Sn) 등과 같이 전도성이 양호한 금속분말 또는 LNO Composite 등과 같은 세라믹 분말 등이 이용될 수 있다. The conductive powder 14a may be a metal powder having good conductivity such as copper (Cu), iron (Fe), nickel (Ni), silver (Ag), tin (Sn), or a ceramic powder such as LNO composite. .

또한, 본 발명은 200~900℃의 온도조건에서 열처리를 수행(S5)함으로써 절연층(12) 및 하지도금층(14)의 각 입자들을 더욱 성장시킴으로써 입자들 사이의 미세기공이 거의 제거될 수 있고, 이에 절연층(12) 및 하지도금층(14)의 조직이 더욱 치밀하게 형성되어 절연층(12) 및 하지도금층(14)의 부착력이 대폭 향상되는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, by performing a heat treatment at a temperature condition of 200 ~ 900 ℃ (S5) by further growing each particle of the insulating layer 12 and the base plated layer 14, the micropores between the particles can be almost eliminated Thus, the structure of the insulating layer 12 and the base plating layer 14 is more densely formed, and thus, the adhesion of the insulating layer 12 and the base plating layer 14 is greatly improved.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 하지도금층(14)의 표면에는 전해도금을 통해 구리(Cu) 등과 같은 도금층(15)을 형성하고(S6), 이렇게 형성된 도금층(15)은 패터닝, 에칭 등을 통해 소정의 내층회로가 형성될 수 있으며, 필요에 따라 내층회로 위에 외층회로가 더 형성될 수도 있다. 6, a plating layer 15 such as copper (Cu) is formed on the surface of the underlying plating layer 14 by electroplating (S6), and the plating layer 15 thus formed is patterned, etched, or the like. A predetermined inner layer circuit may be formed through the outer layer circuit, and if necessary, an outer layer circuit may be further formed on the inner layer circuit.

이상과 같은 본 발명은, 금속기판(11)과 하지도금층(14) 사이에 방열세라믹으로 구성된 절연층(12)을 에어로졸 데포지션을 통해 형성함으로써 절연층(12)의 부착력 및 전기절연성의 향상 뿐만 아니라, 높은 열전도성을 가진 절연층(12)을 통해 메탈코어 인쇄회로기판의 전체 열전도성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다. The present invention as described above, by forming an insulating layer 12 made of heat-radiating ceramic between the metal substrate 11 and the base plating layer 14 through an aerosol deposition, as well as improving the adhesion and electrical insulation of the insulating layer 12. Rather, through the insulating layer 12 having a high thermal conductivity there is an advantage that can significantly improve the overall thermal conductivity of the metal core printed circuit board.

또한, 본 발명은 에어로졸 데포지션을 통해 절연층(12)이 금속기판(11)의 표 면에 견고하게 부착됨과 더불어 하지도금층(14)이 절연층(12)의 표면에 견고하게 부착됨으로써 절연층(12) 및 하지도금층(14)의 박리가 매우 효과적으로 방지되는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, the insulating layer 12 is firmly attached to the surface of the metal substrate 11 through the aerosol deposition, and the base plating layer 14 is firmly attached to the surface of the insulating layer 12. There is an advantage that the peeling of the (12) and the underlying plating layer 14 is effectively prevented.

그리고, 본 발명은 금속기판(11)과 하지도금층(14) 사이에 산화피막층(11a) 및 절연층(12)이 2중으로 구성됨에 따라 그 절연성의 향상과 더불어 열전도성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, since the oxide film layer 11a and the insulating layer 12 are doubled between the metal substrate 11 and the base plating layer 14, the insulating properties and thermal conductivity can be greatly improved. There is this.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법을 도시한 공정도이다. 1 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a metal core printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 의해 금속기판 위에 절연층이 형성된 상태를 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a state in which an insulating layer is formed on a metal substrate according to the present invention.

도 3은 본 발명의 제조방법에서 에어로졸 데포지션 공법에 의해 절연층이 형성되는 과정을 도시한 원리도이다. 3 is a principle diagram illustrating a process of forming an insulating layer by the aerosol deposition method in the manufacturing method of the present invention.

도 4는 본 발명에 의해 절연층 위에 하지도금층이 형성된 상태를 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a base plating layer is formed on an insulating layer according to the present invention.

도 5는 본 발명의 제조방법에서 에어로졸 데포지션 공법에 의해 하지도금층이 형성되는 과정을 도시한 원리도이다.5 is a principle diagram showing a process of forming a base plating layer by the aerosol deposition method in the manufacturing method of the present invention.

도 6은 본 발명의 메탈코어 인쇄회로기판을 도시한 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a metal core printed circuit board of the present invention.

도 7은 일반적인 에어로졸 데포지션장치를 도시한 예시도이다. 7 is an exemplary view showing a general aerosol deposition apparatus.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *Brief description of symbols for the main parts of the drawings

11: 금속기판 12: 절연층11: metal substrate 12: insulating layer

14: 하지도금층 15: 도금층 14: base plating layer 15: plating layer

Claims (5)

세라믹분말을 에어로졸 데포지션공법을 통해 금속기판 위에 증착함으로써 절연층을 형성하는 절연층 형성단계;An insulating layer forming step of forming an insulating layer by depositing ceramic powder on a metal substrate through an aerosol deposition method; 전도성분말을 에어로졸 데포지션공법을 통해 절연층 위에 증착함으로써 하지도금층을 형성하는 하지도금층 형성단계; A base plating layer forming step of forming a base plating layer by depositing a conductive powder on an insulating layer through an aerosol deposition method; 상기 하지도금층 및 절연층을 열처리하는 단계; 및 Heat-treating the base plating layer and the insulating layer; And 상기 하지도금층 위에 전해도금을 통해 도금층을 형성하는 도금층 형성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.And a plating layer forming step of forming a plating layer on the base plating layer by electroplating. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 절연층은 질화알루미늄(AlN), 실리콘 카바이드(SiC) 중에서 적어도 하나 이상의 성분을 포함하는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.The insulating layer is a method of manufacturing a metal core printed circuit board, characterized in that composed of a material containing at least one of aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 절연층 형성단계 전에, 상기 금속기판의 표면에 아노다이징 처리를 수행함으로써 금속기판의 상부에 산화피막층을 형성하는 산화피막층 형성단계를 더 추가하는 것을 특징으로 하는 메탈코어 인쇄회로기판의 제조방법.Before the insulating layer forming step, further comprising an oxide layer forming step of forming an oxide layer on top of the metal substrate by performing anodizing on the surface of the metal substrate. 삭제delete 삭제delete
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