KR101292197B1

KR101292197B1 - 발광다이오드 실장 회로기판에 반사판을 제조하는 방법

Info

Publication number: KR101292197B1
Application number: KR1020120037098A
Authority: KR
Inventors: 나은성; 김상진
Original assignee: 대덕전자 주식회사
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2032-04-10

Abstract

본 발명은 LED 칩을 장착하고 상기 LED 칩의 입출력단자와 전기접속을 하는 동박회로를 구비한 기판의 표면 위에 본딩시트를 게재해서 반사판 레이어를 적층하여 구비한 LED 칩 실장 인쇄회로기판에 있어서, 상기 반사판 레이어는 상부와 하부가 개구된 캐비티를 구비하되, 캐비티의 내벽이 동도금되어 있어서, LED 칩으로부터 방사된 빛이 캐비티 하부 개구부에 수납되고 캐비티의 측벽에 반사되어 캐비티 상부 개구부로 방출되는 것을 특징으로 하는 LED 칩 실장 인쇄회로기판을 제공한다.

Description

발광다이오드 실장 회로기판에 반사판을 제조하는 방법{METHOD FOR MANUFACTURING A REFLECTOR FOR LED CHIP MOUNTED PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 발광다이오드(light emitting diode; LED) 실장 회로기판에 관한 것으로, 특히 LED 소자에서 방출되는 빛의 방사 방향을 전면으로 향하도록 안내함으로써 발광 효율(light emission efficiency)을 극대화하기 위한 반사판 (reflector) 제작 기술에 관한 것이다.

최근들어, 발광다이오드(LED), 특히 백색 LED는 액정디스플레이(liquid crystal display; LCD)의 백라이트 유닛(BLU), 자동차용 전조등, 일반주택 및 사무실 조명용 광원 등으로 그 응용 범위가 날로 확대되고 있다.

일반적으로, 발광다이오드는 빛을 발산함과 동시에 상당량의 열을 방출하므로, 방열(heat disspipation)을 위한 목적에서 메탈(metal)을 재질로 한 코어기판(core substrate)에 제작된다. 또한, 발광다이오드를 기판에 장착하면, 발광다이오드 칩의 일면은 기판을 접하게 되므로, 발광다이오드에서 방사되는 빛을 효율적으로 특정방향으로 집광시키기 위한 반사판이 필요하다.

이를 위하여, 종래기술은 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)를 기반으로 하는 메탈 코어를 반사판을 직접 제작하고 반사판 속에 LED 칩을 실장하는 방식을 사용하고 있다. 도1은 종래기술에 따라 메탈 코어기판에 제작된 반사판을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도1을 참조하면, 종래기술은 메탈 코어(10) 자체를 금형하여, 반사판(reflector; 11)을 제작하고 있다. 그런데, 메탈 코어에 금형을 실시하는 경우 금형비용이 고가이어서, 기판 제조비용을 상승시키는 문제가 있다. 더욱이, 메탈 코어를 사용하는 경우 FR4와 같은 에폭시 수지 기판을 기본으로 하는 기존의 인쇄회로기판 공법을 적용하는데 어려움이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 에폭시 수지와 동박을 기초로 하여 도금, 식각 등의 공정을 진행하는 기존의 인쇄회로기판 제조공법에 벗어나지 않으면서도, LED 칩에서 발광되는 빛을 전면으로 안내할 수 있는 반사판을 제작하는 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 절연층 양 표면에 동박이 형성된 자재를 드릴(drill) 가공해서 상부와 하부가 개구된 캐비티(cavity)를 형성하고, 동도금을 실시함으로써 캐비티 내벽과 동박표면 전면을 동도금하는 함으로써 반사판 레이어(reflector layer)를 제작하고, 상기 반사판 레이어의 캐비티 공간을 통과해서 상기 LED 칩의 발광 빛이 도파되도록, LED 칩이 실장된 기판 위에, 프리프레그 또는 레진과 같은 본딩시트(bonding sheet)를 사이에 두고, 상기 반사판 레이어를 차례로 적층하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본딩시트와 반사판 레이어의 캐비티 사이즈는, LED 칩에서 발광되는 빛이 전면으로 도파될 수 있도록, 기판에 실장된 LED 칩의 크기보다 약간 크게 만들어, 속이 빈 도파 공간을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라 LED 칩 위에 적층된 반사판 레이어의 캐비티 내벽은 동(Cu)으로 도금되어 있으므로, LED 칩에서 발광하는 빛이 캐비티 내벽에서 반사되어 기판 전면으로 방사할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반사판 레이어로서, 캐비티가 제작된 절연층은 에폭시수지에 글래스 파이버가 보강된 자재를 사용할 수 있으며, FR4 또는 동박적층판(CCL)과 같은 폴리머 기판을 사용할 수 있다. 또한, 캐비티 내벽 도금은 통상적인 무전해도금과 전기도금의 과정을 순차적으로 진행해서 얻을 수 있다. 제작된 반사판 레이어는은 프리프레그(PREPREG) 또는 레진(resin)과 같은 본딩 시트(bonding sheet)를 이용해서 LED 기판에 고정할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 FR4 또는 동박적층판(CCL)과 같은 기존의 일반 PCB 자재를 이용해서 반사판 레이어를 제작하고 이를 LED 실장 기판에 그대로 적층함으로써 반사판을 구현하므로, 추가의 설비투자 없이도 저비용으로 발광다이오드에서 방사되는 빛을 효율적으로 일방향으로 안내해서 집광시키는 장점이 있다.

도1a 내지 도1c는 종래기술에 따라 기판에 제작된 반사판을 나타낸 도면.
도2a 내지 도2e는 본 발명에 따라 반사판이 장착된 LED 칩 실장 기판 제조공법을 나타낸 도면.

본 발명은 LED 칩을 실장한 인쇄회로기판을 제작하는 방법에 있어서, (a) 절연층을 사이에 두고 양면에 동박이 형성된 자재를 드릴 가공해서 상부와 하부가 개구된 캐비티를 형성하고, 동도금을 실시해서 캐비티 내벽 측면과 동박 위에 동도금층을 형성하여 반사판 레이어를 제작하는 단계 및 (b) 상기 반사판 레이어를 본딩시트를 사용해서 LED 칩 실장 기판 위에 고정하되, LED 칩이 캐비티 속에 수납되도록 해서 캐비티 공간을 통해 전면으로 발광하도록 위치를 정렬해서 적층 고정하는 단계를 포함하는 LED 칩 실장 인쇄회로기판 제조방법을 제공한다.

이하에서는 첨부도면 도2a 내지 도2e를 참조해서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도2a는 본 발명에 따른 반사판 제작을 위한 시작재료의 일 실시예를 나타내고 있다. 도2a를 참조하면, 절연층(100c) 양면에 동박(100a, 100b)이 형성된 구조(이하, '반사판 레이어'라 칭함)를 나타내고 있다. 본 발명에 따른 반사판 레이어의 양호한 실시예로서, 동박적층판(CCL; copper cladded laminate), 유리 섬유질(glass fiber)이 보강된 에폭시수지, FR4, 또는 폴리머 기판이 사용될 수 있다.

도2b를 참조하면, 반사판 레이어(100)를 드릴가공을 하여 캐비티(110)를 제작한다. 그리고 나면, 도2c에 도시한 대로, 캐비티(110)의 내벽 및 양면의 동박(100a, 100b) 위에 동도금층(120)을 형성한다. 캐비티(110)의 내벽 벽면에 도금된 동도금층(120)은 LED 칩으로부터 발산된 빛을 기판 전면으로 방출되도록 가이드하는 반사판을 역할을 수행하게 된다.

동도금층(120)은 무전해동도금과 전기동도금을 순차적으로 실시함으로써 진행할 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에 따라, 캐비티(110)의 크기는 기판에 장착한 LED 칩의 크기보다 약간 크게 할 수 있다. 도2d를 참조하면, 필요에 따라 반사판 레이어(100)의 상층 표면에 이미지 작업을 진행해서 패턴을 형성할 수 있다.

그리고 나면, 도2e에 도시한 대로, 본딩시트(400)를 사용해서 반사판 레이어(100)를, LED 칩(300)이 실장된 기판(200)에 장착한다. 본딩시트(400)의 양호한 실시예로서, 프리프레그(PREPREG) 또는 RCC(resin coated copper)가 사용될 수 있다. 도2e에 도시한 대로, 본딩시트(400) 역시 LED 칩과 정렬되도록 캐비티를 형성하여야 한다. LED 칩(300)은 캐비티 속에 수납되도록 정렬되어 적층되며, LED 칩에서 발광된 빛은 반사판 레이어(100)의 캐비티 내벽 측면에 반사되어 전면으로 집광되는 효과가 발생한다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개선하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술 될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용될 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 진화, 치환 및 변경이 가능하다.

본 발명은 FR4와 같은 기존의 일반 PCB 자재를 이용해서 테이퍼 형상의 반사판을 제작함으로써, 추가의 설비투자 없이도, 저비용으로 발광다이오드에서 방사되는 빛을 효율적으로 집광시키는 장점이 있다.

100 : 반사판 레이어
100a, 100b : 동박
100c : 절연층
110 : 캐비티
200 : LED 칩 실장 기판
300 : LED 칩
400 : 본딩시트

Claims

기판에 실장된 LED 칩으로부터 발산되는 빛을 상부로 방사되도록 유도하는 반사판 레이어를 구비한 LED 칩 실장 인쇄회로기판을 제작하는 방법에 있어서,
(a) 절연층 양면에 동박이 피복된 자재를 반사판 레이어로 하고, LED 칩과 정렬될 부위에 드릴 가공을 해서 반사판 레이어의 선정된 위치에 캐비티를 형성하는 단계;
(b) 상기 반사판 레이어 전체에 대해 동도금을 실시해서 상기 캐비티의 내벽면과 절연층 양면의 동박 위에 동도금층을 형성하여 반사판 레이어를 형성하는 단계; 및
(c) 표면에 LED 칩이 실장된 인쇄회로기판 위에 상기 반사판 레이어를 포개어 적층하되, LED 칩이 상기 반사판 레이어의 캐비티 공간 속에 정렬되도록 적층하되, 상기 LED 칩에서 발산되는 빛이 캐비티 공간을 통해 상기 동도금으로 피복된 캐비티 내벽을 반사하며 캐비티 상부 개구부로 방출되도록 위치를 정렬해서, 상기 반사판 레이어와 인쇄회로기판의 접합면을 본딩시트로 접착하여 고정하는 단계
를 포함하는 LED 칩 실장 인쇄회로기판 제조방법.
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