1. 1. 기술성분석 기술의내용및특징 분야 : 고방열성금속방열기판을사용한 PCB 제조기술로 LED 조명, 각종 monitor, Flexible LED display 배선및 package 기술등에다양한활용가능함. 내용 : 금속PCB기판제조시형성되는금속층의단면및전도층형성모

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웅인 풍
6 years ago
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1 화학/NT분과 고방열성금속방열기판을사용한메탈기판의전도층형성방법 Ⅰ. 제안기술개요 기술의내용기술의동향기술의제품화및시장전망 o. 고효율또는고방열 LED용금속방 열기판제조시, 페이스트형금속형성 후간단하고경제적인습식에칭방법을 통해배선의단면형성모양을조절하여 두층간의스트레스완화를통한접착 력개선을꾀한기술 o. 배선의단면형성모양조절기술은 LED 조명, 각종 monitor, Flexible LED display 배선및 package 기술등에다 양한활용이가능한기술임 Ⅱ. Ⅲ. 상용화단계 핵심키워드 [ 국내동향 ] o. 방열PCB 성장률은 CAGR 10.4% 이나 대부분수입사용 o. 저가대면적고속생산용 PCB 개발 을추구하나업체영세성으로개발미 비하거나개발추진중 [ 해외동향 ] o. 방열PCB 성장률은 CAGR 17.8% o. 고출력 LED용고방열 PCB 개발 o. 친환경적 LED package 용도금개발 o. 제품군확장 : 고출력 LED조명뿐만 아니라, 단소박형전자제품및항공기 재료로사업확장 o. 차세대기술선점 : Flexible PCB 및 친환경저가격 PCB 제조기술확보 o. 대부분수입에의존하는고출력고 방열 PCB 산업을중소기업을중심으로 창조경제산업으로발전 ( 방열 PCB 시 장은 CAGR 17.8% 로빠른성장으로 2020 년에 26 억달러, 국내는 4천억원 예상 ) 일반 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료( 시제품) 5제품화단계 의약바이오 1 라이센싱 2 개발단계 3 제품화단계 한글 LED, 인쇄회로기판, 방열기판, PCB, 전기도금, 무전해도금, 구리, 니켈 영문 기술개발자정보 LED, PCB, High Thermal Radiation Substrate, Electroplating, Electroless Plating, Copper, Nickel 기관명교과부부서신소재공학과 성명나사균외 2명직급교수 전화/ 핸드폰 / 이메일 skrha@hanbat.ac.kr 수행과제정보 지원지관명산학협력선도대학육성사업연구사업명산학협력선도대학육성사업 연구과제명차세대 LED용고방열시스템소재개발수행기간 주관기관한밭대학교공동연구기관 이넥트론 Ⅳ. 특허정보 특허현황사업화대상기술관련특허총건 구분상태출원 ( 등록 ) 일자특허번호특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 2014년3월2 7일 고방열성금속방열기판을사용한메탈기판의전도층형성방법 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록

( 물, 계면활성제/ 성능향상제함유화학용액: 5-9 PH 의수소이온지수) 을통해반타 원형의형상단면을형성하여이후도금방법으로형성되는배선의단면형성모양을 조절하여두층간의스트레스완화를통한접착력개선을꾀한기술.

2 1. 1. 기술성분석 기술의내용및특징 분야 : 고방열성금속방열기판을사용한 PCB 제조기술로 LED 조명, 각종 monitor, Flexible LED display 배선및 package 기술등에다양한활용가능함. 내용 : 금속PCB기판제조시형성되는금속층의단면및전도층형성모양을조절 하는방열성금속방열기판을사용한메탈기발의전도층형성방법. 특성 : 고효울또는고방열 LED 용금속방열기판제조시, 페이스트형금속형성후 고상화된페이스트금속층의불규칙한단면을간단하고경제적인습식에칭방법. ( 물, 계면활성제/ 성능향상제함유화학용액: 5-9 PH 의수소이온지수) 을통해반타 원형의형상단면을형성하여이후도금방법으로형성되는배선의단면형성모양을 조절하여두층간의스트레스완화를통한접착력개선을꾀한기술. 효과모식도 (a) 그림(a) 인기존의방법으로알루미늄층(10) 과아노다이즈된알루미늄층(11) 형성 후페이스트형금속층형성(12) 한경우인쇄잔류물(13) 이나금속층의단면모양 에기인하여박리현상(16) 이나갈라짐현상(16) 발생함. 동기술을사용한그림 (b) 의경우전도층에만형성되는도금층의형성특성에의해기존페이스트형금 속층(22) 에맞추어반타원형상의단면이형성되어이후진행되는공정에서불량 없이우수한금속배선을형성함. (b)

3 2. 1. 기술성분석 ( 계속) 기술의수준 고출력 - LED용기판수용의증가에따른기존기술을사용한방열판구조와문제점 기존방법모식도 -. 기존방법에따른문제점발생된예

4 1. 기술성분석 ( 계속) 문제점해결방안 - 방법 1 : 알루미늄층형성후테프론재질의막을형성하고다시배선패턴에 따라에칭하고도금층을형성. - 방법 2 : 간단하고경제적인습식에칭방법( 물, 계면활성제/ 성능향상제함유화학 용액: 5-9 ph 의수소이온지수) 을통해반타원형의형상단면을형성 방법간기술수준 : 방법 1의경우 PCB 기판의제조에들어가는단가가높아샘플 생산정도는가능하나현실적으로다량생산불가능함. 방법 2인본기술을사용한 경우경제성측면에서의단가의증가는 본기술의경쟁력 : - - 단순화와경제성을갖춘기술 2% 이내로미비한것으로평가됨. 페이스트세정용액을사용한화학에칭방법을이용하여일부불규칙하게남아있 는페이스크금속층제거가능. 페리스트금속층의전체단면을반타원형태로형성함으로써두금속층간의 박리형상및갈라짐현상제거가능. - 고출력 LED 의수명과신뢰성을대폭향상시킬수있는효과증대. 본기술적용사례

5 3. 1. 기술성분석 ( 계속) 기술의필요성 세계전자산업중에 LED 산업은전지산업과더불어 21세기 2 대핵심산업이며, 이중고출력 LED에필요한고방열 PCB 산업은전자기기의고밀도화및공간절 감화가급속하게진행됨에따라절대적으로필요한후방산업으로부각됨. 국내고방열 PCB 시장은 LED 소자와소재분야에대한연구는활발하나핵심소 재중에하나인고방열및절연성등을동시에만족하는기술은대부분수입에 의존하고있는형편임. 따라서본기술이포함된고효율 LED package 산업은 향후 업임 LED 사업화추진필요성 산업발전에연계하여국내산업의발전을위해정부가고려해야할산 고방열 PCB 세계시장은 2013년에 8억불규모에서지속적으로성장하여 2018년 에약 19억불규모로연평균 18% 의고성장이전망됨 국내시장또한, 2013년 1486억원에서 2018년에약 3000어원규모로성장장 할것으로전망되고있음 본고방열성금속방열기판을사용한 PCB 제조기술은아래그림과같이 다양한 응용분야를가지고있어향후전자산업의기반산업으로의발전가능성이있음.

4. 1. 기술성분석 ( 계속) 기술의차별성 LED 산업의확산에따라, 세계적인선도국이미국대비 LED 소자에대한원천 기술확보및신뢰성확보측면에서경쟁력을상실하였으며, 저가형 LED 소자의 경우중국기업에의한세계시장과점상태가지속될것으로예상하고있음 고가형 LED 소자의경우현재개발발전이이뤄지고있어소재나생산기술측면의 경우국내기술의경쟁력이점차강화되는추세이나, 고가형

6 4. 1. 기술성분석 ( 계속) 기술의차별성 LED 산업의확산에따라, 세계적인선도국이미국대비 LED 소자에대한원천 기술확보및신뢰성확보측면에서경쟁력을상실하였으며, 저가형 LED 소자의 경우중국기업에의한세계시장과점상태가지속될것으로예상하고있음 고가형 LED 소자의경우현재개발발전이이뤄지고있어소재나생산기술측면의 경우국내기술의경쟁력이점차강화되는추세이나, 고가형 LED 생산의핵심기술인 고방열 PCB 하는형편임. 따라서 산업은관련국내기업들이영세하여대부분일본과미국에서수입에의존 LED산업을전략산업으로설정국가의핵심산업으로발전하기위해서는동 기술을바탕으로한고가형고효율고방열 판단됨. 또한고방열 PCB package 기술의발전역시필수적이라 기술은앞서언급한다양한분야의기반기술로적용이가능하여 단소박형전자제품및자동차항공기소재뿐만아니라 flexible PCB나 OLED, 박막전지등부품분야의수요업체와의협력을통해다양한분야의제품개발가능 성이큼.

2. 특허성분석 1. 국내외특허동향 1) 국내외특허동향 LED 방열기술에관한연도별/ 국가별특허출원동향을분석한결과, 2000년 대초반부터최근까지증가추세를보이고있으며, 일본, 미국에서활발한출원 을보이고있음 < 국내외특허동향 > * 출처 : LED 핵심특허분석: 방열리포트, SNE리서치 2012.

7 2. 특허성분석 1. 국내외특허동향 1) 국내외특허동향 LED 방열기술에관한연도별/ 국가별특허출원동향을분석한결과, 2000년 대초반부터최근까지증가추세를보이고있으며, 일본, 미국에서활발한출원 을보이고있음 < 국내외특허동향 > * 출처 : LED 핵심특허분석: 방열리포트, SNE리서치 LED 방열기술은 2000년초반부터최근까지빠르게증가하면서 2008년전후 로가장활발한출원현상을보이고있고, 기술면에서는 LED chip/package 방 열기술분야의특허출원이활발한것으로나타남 2) 주요 Key Player 역량분석 기술분야별주요출원인동향을살펴보면 LEDchip/package 분야에서한국의 LED 3 사가압도적인숫자로경쟁국의특허출원건수를앞서는것으로나타 났고, 그밖에 Board level 방열분야에서는 FUJIKURA, HITACHI, KYOCER A 등일본출원인의특허출원이두드러지게나타났으며, System level 분야에서는 SEOUL SEMICONDUCTOR, MATSUSHITA, TOSHIBA 특허출원이진행된것으로나타남 방열 순으로

2. 특허성분석 LED 조명의경우, 방열판은물론 PCB, 케이스, 접착제, 페인팅도료등사용 되는모든소재가제품의방열기능에여향을미치기때문에 LED 조명을구 성하는부품은열전도성을높이는것이관건이되며, 케이스나방열판같은오 외부소재의경우열전도성뿐만아니라열방사력도중요한요소로작용한다.

8 2. 특허성분석 LED 조명의경우, 방열판은물론 PCB, 케이스, 접착제, 페인팅도료등사용 되는모든소재가제품의방열기능에여향을미치기때문에 LED 조명을구 성하는부품은열전도성을높이는것이관건이되며, 케이스나방열판같은오 외부소재의경우열전도성뿐만아니라열방사력도중요한요소로작용한다. 이에과거에는 LED 칩뒷면에방열판을부착하거나패키지바닥에열전도특 성이좋은재료를사용하여열전달통로를형성하는바업ㅂ이대부분이었으나, 최근에는 LED 방열에이용하거나 칩에전원을공급하는금속제리드프레임의형태를변형시켜 LED 칩에서발생한빛을특정방향으로반사시키는구조 의반사판을방열수단으로이용하고금속패키지재료를사용하는등다양한 방식의방열기술이개발되고있다. 특히, LED chip/package에서는무방열판의설계가가능한 LED구동칩과친환 경세라믹방열패키지기술, Board level에서는고출력패키징에대응하는세 라믹기판기술그리고 System level에서는고효율 LED의방열효과증대를 위한히트싱크장치및인공지능을이용한방열기술등의방법이활발히연구 개발되고있음 한편, LED조명분야의핵심특허분석결과 LED chip, 리드프레임패키지, heat sink( 히트파이프) 연결, 플립칩접합, 기판구조, 전극배열구조등의기술개발 을통하여광효율향상과방열극대화를구현하고있음

9 2. 특허성분석 본그래프는전세계기술위치를포트폴리오로나타낸것으로본기술인방 열기판이적용될수있는고생산성 LED 패키지기술분야의포트폴리오를 나타냄 구체적으로 1 구간(2002 년~2004 년), 2 구간(2005 년~2007 년), 3 구간(2008 년~2010 년) 까지전구간에걸쳐서출원건수와출원인수가계속증가하는발 전기단계에있음. 이는해당기술의주요출원국인한국, 미국의출원인추세가출원건수및출원인수가모두지속적으로증가하는추세에있기때문으로분석됨

10 2. 특허성분석 2. 선행특허분석 한국등록특허 한국등록특허 한국등록특허 일본공개특허 특허번호 ( ) ( ) ( ) ( ) 메탈 PCB 기판의열 발광다이오드패키지, 특허명 방출 향상을위한 방열기판 발광다이오드패키지용 회로기판및그 방열부품및그것을 가지는반도체패키지 표면처리방법 제조방법 출원인윤현구 (KR) 삼성전기 (KR) 삼성전기 (KR) SHINKO ELECTRIC(JP) 본선행문헌은금속 PCB 기판표면처리를 탈지, 에칭, 아노다이징, 산화막형성, 2번의 금속도금층을형성한 방열기판을제조함 본선행문헌은구리층의 상하표면에양극산화 절연층을아노다이징 처리후, 금속도금층 형성하여방열기판을 제조함 열전도가가능한기판일부에아노다이징공법으로절연층을형성한후도전성물질로도금함으로써, 제조공법이간단하고방열효율이개선된 동을주성분으로가지는기재와상기기재표면을적어도일부가리는전기알루미늄도금층과상기전기알루미늄도금층의표면의일부가양극 기술요약 PCB 기판을에칭처리 후, 아노다이징처리하고 구리기판상하표면에 알루미늄절연층을 발광다이오드패키지와 회로기판및그 산화( 아노다이징) 된 알루마이트인 2 번에걸쳐금속 아노다이칭처리하고, 제조방법 방열부품으로, 전열성 도금층을형성한 습식또는건식처리에 및방열성이우수한 방열기판 의해금속도금층을 방열부품기술 형성하여, 리프트 오프에의해일부 제거하여형성된 방열기판 관련도 분석 A A A A * 관련도 : X - 관련높음, Y - 관련있음, A - 관련은없으나참고할자료 * X, Y - 주요참증에해당, A - 참고참증에해당 본연구과제의제안기술은고방열성금속방열기판을사용한메탈기판의전도층형성방법에관 조사결과 한것으로, 이와관련한선행특허문헌조사결과, [ 한국등록특허 와 및 ], [ 일본공개특허 ] 가선행특허문헌으로조사됨

3. 사업성및시장성분석 1. 사업화제품화 고파워 LED 시장이지속적으로성장함에따라, 고발열성기판의수요또한증 가하고있는추세로본기술을통해개발된수명과신뢰성을대폭향상시킨고출 력 LED는 LED 조명, LED 모니터및간판, 자동차전장분야등다양한부문에 제품화가가능함 2.

11 3. 사업성및시장성분석 1. 사업화제품화 고파워 LED 시장이지속적으로성장함에따라, 고발열성기판의수요또한증 가하고있는추세로본기술을통해개발된수명과신뢰성을대폭향상시킨고출 력 LED는 LED 조명, LED 모니터및간판, 자동차전장분야등다양한부문에 제품화가가능함 2. 사업화방법및성공요인 가격및품질측면의경쟁력확보를통해고출력 LED 조명뿐만아니라, 자동차 및항공기재료로사업을확장하여시장선점에유리할것으로예상됨 기존고출력 LED 방열 PCB와함께연구개발을통한 Flexible PCB의원천기술 확보로 Flexible Display, OLED, 태양전지, 박막전지등부품분야의주력제품군 을확장하는것이사업화성공요인으로작용할전망임 전세계적으로친환경에대한인식이향상됨에따라규제물질대체기술개발을통 한친환경적저가격대면적인쇄전자기술을중소기업을중심인창조경제산업으로 의발전이이루어진다면글로벌시장에서의기술선점에유리할것으로판단됨 3. 국내외시장전망 1) 국내외시장규모및동향

12 3. 사업성및시장성분석 세계방열 PCB 시장은 2013년도 8억달러규모에서연평균약 17.8% 의성장률 로 2018년에는 19억달러의규모를형성할것으로판단됨 국내방열 PCB 시장은 2013년도에 1,386억원에서약 10.4% 의성장률을나타내 며, 2018년도에는 3,135억원에이를것으로예상됨 2) 시장의구조, 경쟁강도및진입장벽 LED 제조용기판의주요기업은러시아, 일본, 미국등이주를이루고있으며, 국 내에서도방열시스템에대한관심과회로기판연구는활발하나핵심소재인고방 열및절연성을동시에만족하는기술은대부분수입에의존하고있어, 이미개발 된국내방열 PCB의시장점유율은미미한상황임 국내에서는방열/ 광학/ 기구부품에대한중요성이점차부각되면서전문부품업체가 등장하고있으며, 최종조명제품생산업체와연계움직임이활발히진행되고있음 OLED 패널은높은국산화율을보이고있으며, 국내대기업에서주로생산하고있는 구조로패널을공급받아 OLED 조명완제품을생산중인중소기업은현재알려져있 지않으나 LED 조명및기존조명생산중소기업이 OLED 패널을공급받아특화된 디자인및시스템으로시장을선점한다면진입장벽을높일수있을것으로판단됨 4. 1) 2) 3) 4) 사업화성공가이드 사업화후보기업요건 PCB, OLED, 태양전지, 박막전지등부품분야관련기술보유업체 메탈기판관련신사업아이템발굴업체 사업화투자비용 고방열성금속방열기판사용메탈기판 기술상용화를위한추가연구개발비용 기술사업화를위한 BM(Business Model) 법적검토사항 기술이전및실시권계약범위 / 수익성배분협의 희망파트너쉽 수립및기술마케팅투자비용 라이센싱및공동연구범위헙의 1 기술이전 ( ) 2 라이센싱 ( ) 3 공동연구 ( ) 4 기술출자 ( ) 5 기타 ( )

1. 기술성 분석 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 OLED 내부에 고립되어 있는 빛을 외부로 추출하기 위한 광추출 부품/ 소 재 기술에 관한 것임. 본 기술은 OLED 기판과 공기 사이의 굴절률 차이로 인하여 고립되는 빛을 외부로 추출하는 주름 필름에 관련된 소재

1. 기술성 분석 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 OLED 내부에 고립되어 있는 빛을 외부로 추출하기 위한 광추출 부품/ 소 재 기술에 관한 것임. 본 기술은 OLED 기판과 공기 사이의 굴절률 차이로 인하여 고립되는 빛을 외부로 추출하는 주름 필름에 관련된 소재 IT융합분과 OLED용 고효율 광추출 주름 필름 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 본 기술에서는 조명용 OLED 패널에 있어서 광효율을 높여줌과 동시에 시야 각에 따른 색안정성을 높여줄 수 있는 필름 기술을 제공함. - 무작위 분포 주름 구조를 형성할 수 있는 액상 프리폴리머 합성 제조 기술. 광추출 및 스펙트럼