KR101300226B1

KR101300226B1 - 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법

Info

Publication number: KR101300226B1
Application number: KR1020110014215A
Authority: KR
Inventors: 이진배
Original assignee: 이진배
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2013-08-26
Also published as: KR20120094757A

Abstract

본 발명은 엘이디가 가진 본래의 삼원색을 정확히 표현할 수 있도록 한 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 엘이디 기판은 엘이디에서 발광되는 빛의 일부가 동판에 인쇄된 색상과 혼합되어 발산됨으로써 엘이디가 표현할 수 있는 본래의 삼원색을 정확히 연출하지 못하는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 엘이디 및 기타 부품을 설치할 수 있도록 수지층 및 동판층으로 이루어진 기판에 관통홀을 형성하는 천공공정; 상기 동판층의 표면을 연마하여 인쇄 및 도포가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 연마공정; 상기 동판층의 표면에 배선패턴을 형성하는 패턴인쇄공정을 순차적으로 거쳐 제조되는 엘이디 기판에 있어서, PSR(Photo Solder Resist) 잉크로 이루어진 검은색의 도료를 패턴이 형성된 동판층의 상측에 20∼30μm의 두께로 도포하여 블랙레이어(black layer)를 형성하는 블랙레이어 형성공정, 상기 블랙레이어가 형성된 기판을 건조기에서 70∼90℃ 의 저온으로 20∼30분 동안 경화하는 1차 경화공정, 상기 블랙레이어에 배선 패턴이 인쇄된 마스크를 밀착시킨 다음 20~30초 동안 노광을 수행하고, 현상액에 담가서 불필요한 부분을 용해하여 솔더 레지스트(solder resist)를 형성하는 솔더 마스킹공정, PSR(Photo Solder Resist) 잉크로 이루어진 흰색의 도료를 상기 블랙레이어의 상측에 20∼30μm 의 두께로 도포하여 화이트레이어(white layer)(14)를 형성하는 화이트레이어 형성공정, 상기 화이트레이어가 형성된 기판을 건조기에서 70∼90℃ 의 저온으로 20∼30분 동안 경화하는 2차 경화공정, 상기 화이트레이어의 상측에 배선 패턴이 인쇄된 마스크를 밀착시킨 다음 20~30초 동안 노광을 수행하고, 현상액에 담가서 불필요한 부분을 용해하여 솔더 레지스트(solder resist)를 형성한 후, 회로기판 식별을 위해 실크인쇄를 하여 숫자 및 기호를 형성하는 솔더 마스킹 및 실크인쇄공정, 회로기판을 건조기에서 150∼170℃ 의 고온으로 30∼50분 동안 경화하는 3차 경화공정을 순차적으로 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법을 제안한다.
따라서 본 발명은 동판층의 상측에 블랙레이어 및 화이트레이어을 형성함으로써 빛의 반사율이 향상되어 엘이디가 표현할 수 있는 본래의 삼원색을 정확히 연출할 수 있는 효과가 있다.

Description

빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법{Manufacturing method of PCB for LED}

본 발명은 복수의 엘이디가 설치되는 인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘이디가 가진 본래의 삼원색을 정확히 표현할 수 있도록 한 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판은 에폭시 수지 또는 폴리아미드계 수지로 구성된 경성 및 연성 인쇄회로기판으로 전반적인 산업분야에서 제어회로를 구성하는 용도로 사용되며, 단면 또는 양면이거나 다층으로 구성되는 등의 다양한 제품들이 있다. 최근에는 인쇄회로기판의 제조에 있어서, 제조 공정단축 및 이를 통한 원가절감뿐만 아니라, 두께가 얇으면서도 높은 강성(Stiffness)을 갖는 기판 소재에 대한 연구가 활발한 상황이며, 이 중 하나로서 금속기판을 인쇄회로기판의 베이스 부재로 사용한 메탈 인쇄회로기판이 사용되기도 한다.

이러한 인쇄회로기판은 사용목적에 따라 그 소재를 적정하게 선택하여 사용할 수 있도록 연구 개발이 지속적으로 진행되고 있다. 최근에는 저전력이며 수명이 기존에 비해 월등히 길고 친환경적일 뿐만 아니라 발광 효율성이 우수한 엘이디(LED)등이 개발되고 있다. 엘이디 등은 엘이디소자를 인쇄회로기판에 일정하게 실장하여 형광등 형태 또는 기존 여러 등의 형태로 제작된다. 엘이디등에 사용되는 인쇄회로기판은 그 형태나 재질 또한 엘이디소자 및 등의 형태 특성에 맞도록 제작되어야 하므로, 강도가 좋으며 열변형성이 적은 소재를 사용한다.

그러나 이러한 종래의 엘이디 기판은 엘이디에서 발광되는 빛의 일부가 동판에 인쇄된 색상과 혼합되어 발산됨으로써 엘이디가 표현할 수 있는 본래의 삼원색을 정확히 연출하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판의 표면구성을 개선하여 엘이디가 가진 본래의 삼원색을 정확히 표현할 수 있게 한 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법은 엘이디 및 기타 부품을 설치할 수 있도록 수지층 및 동판층으로 이루어진 기판에 관통홀을 형성하는 천공공정; 상기 동판층의 표면을 연마하여 인쇄 및 도포가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 연마공정; 상기 동판층의 표면에 배선패턴을 형성하는 패턴인쇄공정을 순차적으로 거쳐 제조되는 엘이디 기판에 있어서, PSR(Photo Solder Resist) 잉크로 이루어진 검은색의 도료를 패턴이 형성된 동판층의 상측에 20∼30μm의 두께로 도포하여 블랙레이어(black layer)를 형성하는 블랙레이어 형성공정, 상기 블랙레이어가 형성된 기판을 건조기에서 70∼90℃ 의 저온으로 20∼30분 동안 경화하는 1차 경화공정, 상기 블랙레이어에 배선 패턴이 인쇄된 마스크를 밀착시킨 다음 20~30초 동안 노광을 수행하고, 현상액에 담가서 불필요한 부분을 용해하여 솔더 레지스트(solder resist)를 형성하는 솔더 마스킹공정, PSR(Photo Solder Resist) 잉크로 이루어진 흰색의 도료를 상기 블랙레이어의 상측에 20∼30μm 의 두께로 도포하여 화이트레이어(white layer)(14)를 형성하는 화이트레이어 형성공정, 상기 화이트레이어가 형성된 기판을 건조기에서 70∼90℃ 의 저온으로 20∼30분 동안 경화하는 2차 경화공정, 상기 화이트레이어의 상측에 배선 패턴이 인쇄된 마스크를 밀착시킨 다음 20~30초 동안 노광을 수행하고, 현상액에 담가서 불필요한 부분을 용해하여 솔더 레지스트(solder resist)를 형성한 후, 회로기판 식별을 위해 실크인쇄를 하여 숫자 및 기호를 형성하는 솔더 마스킹 및 실크인쇄공정, 회로기판을 건조기에서 150∼170℃ 의 고온으로 30∼50분 동안 경화하는 3차 경화공정을 순차적으로 거쳐 제조되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법에 의하면, 동판층의 상측에 블랙레이어 및 화이트레이어를 순차적으로 형성함으로써 빛의 반사율이 향상되어 엘이디가 표현할 수 있는 본래의 삼원색을 정확히 연출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 엘이디 기판을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 엘이디 기판의 단면도,
도 3은 본 발명의 커버에서 1차 반사된 빛이 블랙레이어에서 반사되고, 다시 화이트레이어를 투과하여 외부로 방출되는 것을 개략적으로 나타낸 모식도,
도 4는 본 발명에 의한 엘이디 기판의 제조공정을 나타낸 블록도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판은 도 1에서 도시한 바와 같이, 회로기판(10)의 상측에 복수의 엘이디(20)가 설치되어 발광을 함으로써 조명등, 광고판, 전광판 등에 널리 사용된다.

이때 상기 엘이디(20)는 에스엠디 엘이디(Surface Mounted Device LED)로 구성하는 것이 바람직한데, 상기 에스엠디 엘이디는 제어신호에 따라 선택적으로 삼원색(R, G, B)의 빛을 발광할 수 있다.

상기 회로기판(10)은 도 2에서 도시한 바와 같이 4개의 층으로 구성되어 있는데, 상기 회로기판(10)의 하측은 수지층(11)으로 형성되며, 상기 수지층(11)의 상측에는 동판층(12)이 형성된다.

상기 동판층(12)의 상측에는 검은색의 도료로 이루어진 블랙레이어(13)가 형성되며, 상기 블랙레이어(13)의 상측에는 흰색의 도료로 이루어진 화이트레이어(14)가 형성된 이중 구조를 이루고 있다.

이러한 블랙레이어(13)와 화이트레이어(14)의 이중구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 엘이디(20)에서 발생된 빛이 커버(1)에서 1차 반사되어 엘이디 기판으로 도달되었을 때, 화이트레이어(14)를 투과한 후 블랙에이어(13)의 상측에서 빛의 색감이 전혀 변형되지 않은 상태로 2차 반사되므로, 엘이디(20)가 표현할 수 있는 본래의 삼원색을 최대한 정확히 연출할 수 있게 한다.

즉, 본원 발명에서는 엘이디(20)에서 발생된 빛을 동판층(12)의 상측에 도포된 블랙레이어(13)에서 차단함으로써, 엘이디(20)의 빛이 동판층(12)에서 반사되어 빛의 색감이 변형되는 것을 차단하고, 블랙레이어(13)에서 반사된 빛이 다시 화이트레이어(14)를 투과하면서 보다 선명한 색감을 나타내도록 구현한 것이다.

본 발명의 엘이디 기판을 제조하기 위해서는 도 4에서 도시한 바와 같이 천공공정(S1), 연마공정(S2), 패턴인쇄공정(S3), 블랙레이어 형성공정(S4), 1차 경화공정(S5), 솔더 마스킹공정(S6), 화이트레이어 형성공정(S7), 2차 경화공정(S8), 솔더마스킹 및 실크인쇄공정(S9), 3차 경화공정(S10)을 순차적으로 거쳐야 하며, 이하에서는 각각의 공정을 상세히 설명한다.

먼저, 상기 천공공정(S1)에서는 수지층(11) 및 동판층(12)으로 이루어진 기판에 엘이디(20) 및 기타 부품을 설치할 수 있도록 복수의 관통홀을 형성하며, 상기 연마공정(S2)에서는 인쇄 및 도포가 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 동판층(12)의 표면을 매끄럽게 연마한다.

또한, 상기 패턴인쇄공정(S3)에서는 상기 동판층(12)에 배선패턴을 형성하게 되는데, 상기 동판층(12)의 상측에 포토 레지스트(photo resist) 용액을 도포하여 건조하고, 배선패턴이 형성된 마스크를 상기 포토 레지스트 용액이 도포된 면에 밀착시킨 다음 적절한 시간 동안 노광을 수행한다.

그리고 노광된 기판을 포토 레지스트 현상액에 담그면 포토 레지스트 용액에 의해 배선패턴이 형성되고, 불필요한 부분은 용해되어 동박이 외부로 노출된다. 이어서, 상기 기판을 에칭액에 담가서 불필요한 부분의 동박을 화학적으로 깎아냄으로써 동판층(12)의 표면에 배선패턴을 형성하는 것이다.

상기 블랙레이어 형성공정(S4)에서는 검은색의 도료를 패턴이 형성된 동판층(12)의 상측에 20∼30μm의 두께로 도포하여 블랙레이어(13)를 형성하게 되는데, 이때 블랙도료는 PSR(Photo Solder Resist) 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.
이때, PSR 잉크란, PCB 제조공정 등에서 별도의 솔더 레지스트 용액 없이 노광 인쇄를 위해 일반적으로 사용하는 잉크이므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.

상기 1차 경화공정(S5)에서는 상기 블랙레이어(13)가 형성된 기판을 건조기에서 70∼90℃의 저온으로 20∼30분에 동안 경화한다.

상기 솔더 마스킹공정(S6)에서는 PSR(Photo Solder Resist) 잉크로 이루어진 블랙레이어(13)의 상측에 배선 패턴이 인쇄된 마스크를 밀착시킨 다음 20~30초 동안 노광을 수행하고, 솔더 레지스트 현상액에 담가서 불필요한 부분을 용해함으로써 솔더 레지스트(solder resist)를 형성하게 된다.
이때, 상기 솔더 레지스트란, 노광된 부위가 현상액에 녹아내지 않아 PSR 잉크가 그대로 존재함으로써 솔더링(soldering; 납땜)이 불가능한 영역을 의미한다.
즉, 본 발명은 블랙레이어(13)에 직접 노광을 수행할 수 있으므로, 별도의 솔더 레지스트 용액을 사용할 필요가 없다.

상기 화이트레이어 형성공정(S7)에서는 흰색의 도료를 상기 블랙레이어(13)의 상측에 20∼30μm 의 두께로 도포하여 화이트레이어(14)를 형성하게 되는데, 이때 화이트 도료는 PSR(Photo Solder Resist) 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 2차 경화공정(S8)에서는 기판에 형성된 화이트레이어(14)를 건조기에서 70∼90℃의 저온으로 20∼30분 동안 경화한다.

상기 솔더 마스킹 및 실크인쇄공정(S9)에서는 상기 화이트레이어(14)의 상측에 배선 패턴이 형성된 마스크를 밀착시킨 다음 20~30초 동안 노광을 수행한 후, 현상액에 담가 불필요한 부분을 용해함으로써 솔더 레지스트를 형성하게 되며, 회로기판의 식별을 위해 화이트레이어(14)의 상측 소정부위에 실크인쇄를 하여 숫자 및 기호를 형성한다.

마지막으로, 상기 3차 경화공정(S10)에서는 기판을 건조기에서 150∼170℃ 의 고온으로 30∼50분 동안 최종적으로 경화하여 회로기판(10)을 완성한다.

이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 엘이디 기판은 동판층(12)의 상측에 블랙레이어(13) 및 화이트레이어(14)가 순차적으로 형성됨으로써 빛의 반사율이 향상되어 엘이디(20)가 표현할 수 있는 본래의 삼원색을 정확히 연출하게 된다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

1 : 커버
10 : 회로기판 11 : 수지층
12 : 동판층 13 : 블랙레이어
14 : 화이트레이어 20 : 엘이디

Claims

엘이디 및 기타 부품을 설치할 수 있도록 수지층 및 동판층으로 이루어진 기판에 관통홀을 형성하는 천공공정; 상기 동판층의 표면을 연마하여 인쇄 및 도포가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 연마공정; 상기 동판층의 표면에 배선패턴을 형성하는 패턴인쇄공정을 순차적으로 거쳐 제조되는 엘이디 기판에 있어서,
PSR(Photo Solder Resist) 잉크로 이루어진 검은색의 도료를 패턴이 형성된 동판층(12)의 상측에 20∼30μm의 두께로 도포하여 블랙레이어(black layer)(13)를 형성하는 블랙레이어 형성공정(S4);
상기 블랙레이어(13)가 형성된 기판을 건조기에서 70∼90℃ 의 저온으로 20∼30분 동안 경화하는 1차 경화공정(S5);
상기 블랙레이어(13)에 배선 패턴이 인쇄된 마스크를 밀착시킨 다음 20~30초 동안 노광을 수행하고, 현상액에 담가서 불필요한 부분을 용해하여 솔더 레지스트(solder resist)를 형성하는 솔더 마스킹공정(S6);
PSR(Photo Solder Resist) 잉크로 이루어진 흰색의 도료를 상기 블랙레이어(13)의 상측에 20∼30μm 의 두께로 도포하여 화이트레이어(white layer)(14)를 형성하는 화이트레이어 형성공정(S7);
상기 화이트레이어(14)가 형성된 기판을 건조기에서 70∼90℃ 의 저온으로 20∼30분 동안 경화하는 2차 경화공정(S8);
상기 화이트레이어(14)의 상측에 배선 패턴이 인쇄된 마스크를 밀착시킨 다음 20~30초 동안 노광을 수행하고, 현상액에 담가서 불필요한 부분을 용해하여 솔더 레지스트(solder resist)를 형성한 후, 회로기판 식별을 위해 실크인쇄를 하여 숫자 및 기호를 형성하는 솔더 마스킹 및 실크인쇄공정(S9);
회로기판을 건조기에서 150∼170℃ 의 고온으로 30∼50분 동안 경화하는 3차 경화공정(S10);
을 순차적으로 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 빛 반사율이 향상된 엘이디 기판의 제조방법.
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