KR101518457B1

KR101518457B1 - 발광 다이오드 실장용 연성인쇄회로기판

Info

Publication number: KR101518457B1
Application number: KR1020080055229A
Authority: KR
Inventors: 정태진
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2015-05-12
Also published as: TWI450646B; KR20090129125A; JP5653006B2; CN101605425A; US20090308639A1; US8309855B2; CN103687277A; TW201006319A; JP2009302538A

Abstract

발광 다이오드를 실장하기 위한 연성인쇄회로기판이 개시된다. 이 연성인쇄회로기판은 하부 절연체, 상부 절연체 및 상기 하부 절연체와 상기 상부 절연체 사이에 개재된 도전 패턴을 포함한다. 이에 더하여, 상부 절연체 상에 백색 필름이 부착되거나, 또는 상부 절연체가 백색 절연재료로 형성된다. 이에 따라, 표면이 평탄하여 다른 부품과의 조립에 적합하고 또한 조립 공정 중 표면에서 크랙 등의 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있는 연성인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

발광 다이오드, 백라이트, 연성인쇄회로기판, 반사

Description

발광 다이오드 실장용 연성인쇄회로기판{FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD FOR MOUNTING LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 연성인쇄회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 예컨대 백라이트 광원으로 사용되는 발광 다이오드를 실장하기 위한 연성인쇄회로기판에 관한 것이다.

연성인쇄회로기판은 그 유연성에 기인하여 다양한 제품에 쉽게 장착될 수 있으며, 또한 휴대폰이나 노트북 PC와 같이 회로배선의 유연성이 요구되는 제품에서 회로배선을 단순화할 수 있어 선호된다. 예컨대, 액정표시장치를 구동하기 위한 회로가 인쇄된 연성인쇄회로기판이 좁은 공간 내에 쉽게 장착될 수 있어 다양한 제품의 액정 표시장치에서 사용되고 있다. 또한 백라이트 광원으로 사용되는 발광 다이오드가 실장된 연성인쇄회로기판이 이동통신단말기, 노트북 PC 등 다양한 제품에서 사용되고 있다.

일반적으로, 연성인쇄회로기판은 폴리이미드와 같이 유연성을 갖는 절연체들 사이에 도전 패턴을 갖는다. 이러한 연성인쇄회로기판은 도전 패턴의 적층구조에 따라 단면, 양면 및 다중층 연성인쇄회로기판으로 구분된다.

한편, 백라이트 광원으로 사용되는 발광 다이오드는 연성인쇄회로기판 상에 실장되어 상기 도전 패턴에 전기적으로 연결된다. 발광 다이오드는 도광판의 가장자리에 배열되어 도광판으로 광을 방출한다. 그러나, 발광 다이오드에서 방출된 광의 일부는 연성인쇄회로기판의 상부면으로도 방출되며, 이러한 광은 연성인쇄회로기판의 상부면에서 흡수되어 손실된다. 또한, 도광판으로 입사된 광 또한 도광판의 바닥면에서 충분히 반사되지 못하고 외부로 방출되어 손실될 수 있다.

발광 다이오드에서 방출된 광이 연성인쇄회로기판에 의해 손실되는 문제점을 해결하기 위해 연성인쇄회로기판의 상부면에 백색 잉크 또는 사진현상형 솔더 리지스터(PSR)를 도포하여 사용하는 기술이 사용되고 있다. 예컨대, 한국특허공개공보 제2006-0040863호는 연성인쇄회로기판의 상부면에 백색 잉크를 스크린 인쇄하여 발광 다이오드에서 방출된 광의 전달 효율을 높이고 있다.

그러나, 백색 잉크 또는 PSR을 사용하는 것에는 다양한 문제점이 따른다. 우선 연성인쇄회로기판 상에 백색 잉크 또는 PSR을 균일하게 도포하는 것이 곤란하여 연성인쇄회로기판의 두께 공차가 커진다. 이에 따라, 향후 도광판 등 다른 구성부품과 연성인쇄회로기판을 조립할 때, 연성인쇄회로기판의 두께 공차에 기인하여 부품간의 조립불량이 발생될 수 있다.

또한, 백색 잉크 또는 PSR을 도포하고 경화시키는 동안 잉크 내의 농도나 두께 차이에 의해 기포가 생기거나 뭉침 현상이 발생될 수 있다. 이러한 현상은 제품 조립 공정 또는 사용시 스크래치나 크랙을 발생시키거나 열에 의한 황변을 발생시키는 요인이 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연성인쇄회로기판의 표면에 광 반사면을 제공하되, 표면이 평탄하여 두께 공차가 작은 연성인쇄회로기판을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 종래 백색 잉크나 PSR 등에서 발생되는 기포나 뭉침 현상을 방지할 수 있는 연성인쇄회로기판을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 다른 부품과의 조립 공정 중에 스크래치나 크랙의 발생을 감소시킬 수 있으며 표면의 황변을 방지할 수 있는 연성인쇄회로기판을 제공하는 데 있다.

상기 과제들을 해결하기 위해, 본 발명은 발광 다이오드를 실장하기 위한 연성인쇄회로기판을 제공한다. 본 발명의 일 태양에 따른 연성인쇄회로기판은 하부 절연체, 상부 절연체, 상기 하부 절연체와 상기 상부 절연체 사이에 개재된 도전 패턴 및 상기 상부 절연체 상에 부착된 백색 필름을 포함한다.

상기 백색 필름은 상기 상부 절연체에 부착되기 전 미리 필름 형태로 제공된다. 따라서, 휘발성분에 의한 기포의 발생을 방지할 수 있으며, 필름의 뭉침 현상을 방지할 수 있어, 연성인쇄회로기판에 표면이 평탄한 반사면을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 백색 필름은 기포나 뭉침 현상을 방지할 수 있으므로, 다른 부품과의 조립공정에서 스크래치나 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 사용시 열에 기 인한 황변을 방지할 수 있다.

상기 백색 필름은 백색 안료를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate) 또는 폴리이미드(PI; polyimide) 필름일 수 있다.

한편, 발광 다이오드가 상기 상부 절연체 측에 배치되고 상기 도전 패턴에 전기적으로 연결된다. 상기 발광 다이오드는 도광판의 가장자리에 배치되어 도광판으로 광을 방출한다. 이때, 상기 백색 필름은 상기 도광판의 입광부 근처에 배치되어, 상기 발광 다이오드에서 방출된 광을 도광판으로 반사시킨다. 특히, 상기 백색 필름은 도광판의 아래에 위치하여 도광판으로 입사된 광이 도광판의 하부면에서 반사되는 것을 돕는다. 이에 따라, 발광 다이오드에서 방출된 광이 도광판으로 입사된 후 다시 도광판 외부로 방출되어 손실되는 것을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따른 연성인쇄회로기판은 하부 절연체, 백색 상부 절연체, 및 상기 하부 절연체와 상기 상부 절연체 사이에 개재된 도전 패턴을 포함하며, 상기 백색 상부 절연체는 접착제를 통해 상기 도전 패턴에 부착된다.

본 태양에 따르면, 연성인쇄회로기판의 상부 절연체를 반사특성을 갖는 백색 재질로 형성함으로써 상부 절연체 상에 형성되는 백색 잉크, PSR 또는 백색 필름의 사용을 생략할 수 있다.

상기 백색 상부 절연체는 백색 안료를 함유하는 PET, PEN 또는 PI 필름일 수 있다.

한편, 발광 다이오드가 상기 상부 절연체 측에 배치되고 상기 도전 패턴에 전기적으로 연결된다. 상기 발광 다이오드는 도광판의 가장자리에 배치되어 도광판으로 광을 방출한다. 이때, 상기 백색 상부 절연체는 상기 발광 다이오드에서 방출된 광을 도광판으로 반사시키며, 특히 상기 도광판의 아래에 위치하여 도광판으로 입사된 광이 도광판의 하부면에서 반사되는 것을 돕는다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 연성인쇄회로기판의 상부면에 백색 필름을 부착하거나, 연성인쇄회로기판의 상부 절연체를 백색 재질로 형성함으로써 연성인쇄회로기판의 표면에 광 반사면을 제공함과 아울러, 표면이 평탄하여 두께 공차가 작은 연성인쇄회로기판을 제공할 수 있다. 또한, 종래 백색 잉크나 PSR 등에서 발생되는 기포나 뭉침 현상을 방지할 수 있으며, 다른 부품과의 조립 공정 중에 스크래치나 크랙의 발생을 감소시키고, 그 표면의 황변을 방지할 수 있는 연성인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 실장하기 위한 연성인 쇄회로기판을 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 연성인쇄회로기판(10) 상부에 백색 필름(20)이 부착되고, 발광 다이오드들(30)이 실장된다. 상기 발광 다이오드들(30)은 도광판(40)의 가장자리에 배열되어 도광판의 측면으로 광을 입사시킨다.

상기 백색 필름(20)은 도광판(40)의 하부에 위치하며, 적어도 도광판의 입광부 근처에 위치한다. 도광판의 부착을 돕기 위해 상기 백색 필름(20)에 안내홈(20a)이 마련될 수 있다. 상기 백색 필름(20)은 백색 안료를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate) 또는 폴리이미드(PI; polyimide) 필름일 수 있다.

백색 필름(20)은 미리 필름 형태로 제공되어 연성인쇄회로기판(10)에 부착된다. 따라서, 종래의 백색 잉크나 PSR과 달리, 위치에 따른 두께 또는 농도의 차이를 감소시킬 수 있으며, 기포나 뭉침 현상, 또는 황변이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 발광 다이오드(30)는 발광 다이오드 칩(35)을 포함하며, 패키지 형태로 제공된다. 예컨대, 상기 발광 다이오드(30)는 기판(10) 면을 따라 광을 방출하는 측면 발광 다이오드 패키지일 수 있다. 그러나, 상기 발광 다이오드(30)가 측면 발광 다이오드 패키지에 한정되는 것은 아니며, 다른 다양한 발광 다이오드 패키지들이 연성인쇄회로기판(10) 상에 실장되어 도광판(40)으로 광을 입사시키도록 배치 될 수 있다.

상기 발광 다이오드 칩(35)은 예컨대, (Al, In, Ga)N 계열 또는 (Al, Ga, IN)P 계열의 화합물 반도체로 제조될 수 있으며, 그 재질에 따라 다양한 색의 광을 방출할 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드(30)는 발광 다이오드 칩(35)에서 방출된 광의 파장을 변환시키는 형광체를 함유하여 다색광, 예컨대 백색광을 방출할 수도 있다.

발광 다이오드(30)에서 방출된 광은 도광판(40)의 입광부를 통해 도광판으로 입사된다. 이때, 상기 도광판(40)의 입광부 아래에 배치된 백색 필름(40)은 도광판(40)에서 연성인쇄회로기판(10)으로 향하는 광을 반사시킴으로써 광 손실을 방지한다.

본 실시예에 있어서, 상기 백색 필름(20)이 도광판(40)의 입광부 아래에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 백색 필름(20)은 발광 다이오드(30)와 도광판(40) 사이 또는 발광 다이오드들(30) 사이에도 배치될 수 있다. 이에 따라, 백색 필름(20)은 발광 다이오드(30)에서 방출된 광이 연성인쇄회로기판(10)에 의해 흡수되어 손실되는 것을 방지한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판을 설명하기 위해 일부를 확대 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 연성인쇄회로기판(10)은 하부 절연체(11), 도전 패턴(15) 및 상부 절연체(19)를 포함한다. 상기 도전 패턴(15)은 하부 접착제(13)를 통해 하부 절연체(11)에 부착되어 있으며, 상부 절연체(19)는 상부 접착제(17)를 통해 도 전 패턴(15)에 부착되어 있다. 한편, 상기 상부 절연체(19) 상에 앞에서 설명된 백색 필름(20)이 부착되어 있다.

일반적으로, 상기 도전 패턴(15)은 하부 절연체(11)에 부착된 구리 박막을 패터닝하여 형성되며, 상기 상부 절연체(19)는 가압, 가열에 의해 상기 도전 패턴(15)이 형성된 하부 절연체(11)에 부착된다. 그 후, 상기 상부 절연체(19) 상에 백색 필름(20)이 부착된다. 상기 백색 필름(20)은 발광 다이오드(30)를 실장하기 전에 부착될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드(30)를 실장 한 후에 부착될 수도 있다. 한편, 상기 발광 다이오드(30)는 상기 연성인쇄회로기판(10)의 상부 절연체(19) 측에 실장되어 도전 패턴(15)에 전기적으로 연결된다.

본 실시예에 있어서, 연성인쇄회로기판(10)은 하부 절연체(11) 상부에 단일의 도전 패턴(15)이 형성된 단면 연성인쇄회로(single sided FPC) 구조를 갖는 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하부 절연체(11)의 상부 및 하부에 각각 도전 패턴이 형성되고 양측에 절연체들이 부착된 양면 연성인쇄회로(double sided FPC), 또는 복수개의 도전 패턴 층들이 복수개의 절연층과 교대로 적층된 다층 연성인쇄회로(multi layer FPC) 구조를 가질 수 있다. 이때, 상기 백색 필름(20)은 최상층의 절연체 상에 부착된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연성인쇄회로기판(50)을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 연성인쇄회로기판(50)의 일부를 확대도시한 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 있어서, 발광 다이오드(30), 도광판(40)은 도 1 내지 3을 참조하여 설명한 것과 동일하다. 또한, 연성인쇄회로기 판(50)은 도 1 내지 3을 참조하여 설명한 연성인쇄회로기판(10)과 대체로 동일하다. 다만, 앞의 실시예에 있어서, 상부 절연체(19) 상에 백색 필름(20)이 부착되었으나, 본 실시예에 있어서는 상부 절연체(59)가 백색 재질로 형성된다. 상부 절연체(59)가 모두 백색 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일부 영역의 상부 절연체(59)만이 백색 재질로 형성될 수도 있다.

즉, 도 5를 참조하면, 연성인쇄회로기판(50)은 하부 절연체(11), 도전 패턴(15) 및 상부 절연체(59)를 포함한다. 상기 도전 패턴(15)은 하부 접착제(13)를 통해 하부 절연체(11)에 부착되어 있으며, 백색 상부 절연체(59)는 상부 접착제(17)를 통해 도전 패턴(15)에 부착되어 있다.

상기 백색 상부 절연체(59)는 백색 안료를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate) 또는 폴리이미드(PI; polyimide) 필름일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상부 절연체(59)가 백색 재질로 형성됨에 따라, 종래 상부 절연체(59) 상에 광을 반사시키기 위해 추가되는 백색 잉크나 PSR의 사용을 생략할 수 있다.

상기 연성인쇄회로기판(50)은 단면, 양면 또는 다층 연성인쇄회로 구조를 가질 수 있으며, 상기 백색 상부 절연체(59)는 연성인쇄회로기판(50)의 최상층으로 형성된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판을 설명하기 위한 평면도이다.

도 2는 도 1의 절취선 A-A를 따라 취해진 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성인쇄회로기판을 설명하기 위해 그 일부를 확대도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연성인쇄회로기판을 설명하기 위한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연성인쇄회로기판을 설명하기 위해 그 일부를 확대도시한 단면도이다.

Claims

하부 절연체, 상부 절연체, 상기 하부 절연체와 상기 상부 절연체 사이에 개재된 도전 패턴, 및 상기 상부 절연체 상에 부착된 백색 필름을 포함하는 연성인쇄회로기판;

상기 상부 절연체 상에 배치되고 상기 도전 패턴에 전기적으로 연결된 발광 다이오드; 및

상기 백색 필름 상에 부착된 도광판을 포함하고,

상기 발광 다이오드는 상기 도광판으로부터 떨어져 위치하고,

상기 백색 필름의 적어도 일부는 상기 발광 다이오드와 상기 도광판 사이의 상기 상부 절연체 상에 배치되어 상기 발광 다이오드에서 방출된 광을 상기 도광판으로 반사시키는 발광 다이오드 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 백색 필름은 백색 안료를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate) 또는 폴리이미드(PI; polyimide) 필름인 발광 다이오드 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 백색 필름은 안내홈을 포함하는 발광 다이오드 장치.
삭제
발광 다이오드를 실장하기 위한 연성인쇄회로기판에 있어서,

하부 절연체;

상부 절연체; 및

상기 하부 절연체와 상기 상부 절연체 사이에 개재된 도전 패턴을 포함하고, 상기 상부 절연체는 적어도 일부 영역에 백색 재질을 함유하는 연성인쇄회로기판.
청구항 5에 있어서,

상기 상부 절연체는 전체 영역에 백색 재질을 포함하는 연성인쇄회로기판.
청구항 5에 있어서,

상기 상부 절연체는 백색 안료를 함유하는 PET, PEN 또는 PI 필름인 연성인쇄회로기판.
청구항 5 내지 청구항 7의 어느 한 항에 있어서,

상기 상부 절연체 측에 배치되고 상기 도전 패턴에 전기적으로 연결된 발광 다이오드를 더 포함하는 연성인쇄회로기판.
하부 절연체, 상부 절연체, 및 상기 하부 절연체와 상기 상부 절연체 사이에 개재된 도전 패턴을 포함하는 연성인쇄회로기판;

상기 상부 절연체 상에 배치되고 상기 도전 패턴에 전기적으로 연결된 발광 다이오드; 및

상기 상부 절연체 상에 부착된 도광판을 포함하고,

상기 상부 절연체는 적어도 일부 영역에 백색 재질을 함유하는 발광 다이오드 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 상부 절연체는 백색 안료를 함유하는 PET, PEN 또는 PI 필름인 발광 다이오드 장치.