KR100821222B1 - 막대형 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로서, 하우징을 생략한 채, 막대형의 PCB 위에 LED칩이 직접 실장된 구조를 이루어, 백라이팅 유닛 및 그것이 설치된 전자기기의 슬림화에 기여할 수 있는 막대형 LED 패키지를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 막대형 LED 패키지는, 가로방향으로 긴 사각 막대형의 PCB와, 상기 PCB 상에 실장되는 LED칩과, 상기 LED칩을 덮도록 상기 PCB 상에 길게 형성되어, 가로방향으로는 넓고 세로방향으로는 좁은 상부 발광면이 구비되는 봉지부재를 포함하며, 상기 상부 발광면과 수직을 이루는 가로방향 측면들은 평면의 내부 전반사면으로 이루어지고, 상기 상부 발광면은 가로방향으로 좌, 우 대칭을 이루는 볼록한 곡면으로 형성된다.

막대형, LED, 패키지, 발광면, 가로방향, LED칩, PCB

Description

막대형 ＬＥＤ 패키지 및 그 제조방법{BAR TYPE LED PACKAGE AND METHOD FOR FABRICATINNG THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막대형 LED 패키지를 도시한 투영사시도.

도 2는 도 1에 도시된 막대형 LED 패키지를 도시한 평면도.

도 3은 도 2의 I-I를 따라 취해진 단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 막대형 LED 패키지를 시뮬레이션하여 얻은 지향각 곡선의 그래프.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 막대형 LED 패키지를 도시한 평면도.

도 7은 본 발명의 막대형 LED 패키지가 백라이팅 유닛의 광원으로 사용된 예를 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 막대형 PCB 12, 14: 전극

20: LED칩 40: 봉지부재

42: 제 1 봉지부 44: 제 2 봉지부

442: 상부 발광면 443: 가로방향 측면

본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 백라이팅 유닛(BLU; Back Lighting Unit)의 측면 조명에 적합한 막대형 LED 패키지에 관한 것이다.

통상, LCD와 같은 디스플레이 패널의 조명에는 백라이팅 유닛이 이용된다. 백라이팅 유닛은, 광원으로 이용되는 LED 패키지와, 그 LED 패키지로부터 광을 받아 이를 디스플레이 패널로 안내하는 도광판 등을 포함한다. LED 패키지는 주로 도광판의 직하 또는 측면 측에 설치되는데, 근래에는 도광판 측면 측에 LED 패키지를 설치한 측면 조명식 백라이팅 유닛이 늘고 있다.

측면 조명식 백라이팅 유닛에 이용되는 LED 패키지는, 작은 두께를 가져야 하고, 일축 방향으로는 넓게 광을 방출하고 그와 수직인 타축 방향으로는 광의 방출이 억제되는 구조를 가져야 한다. 이를 위해 개발된 종래의 LED 패키지는, 대략 직사각형의 개구부를 갖는 하우징을 포함하고, 그 개구부 내로 수용된 LED칩을 리드프레임의 일부분이 지지하도록 한 구조를 포함한다.

그러나, 위와 같은 종래의 LED 패키지는 소정 두께의 하우징이 추가로 요구되므로 전체 두께를 최소화하여 슬림화된 백라이팅 유닛을 구현하는데 한계를 안고 있으며, 또한, 하우징과 리드프레임 등에 의한 크기 증가를 최소화시키기 위한 설 계의 곤란성을 갖고 있다.

본 발명의 하나의 기술적 과제는, 하우징을 생략한 채, 막대형의 PCB 위에 LED칩이 직접 실장된 구조를 이루어, 백라이팅 유닛 및 그것이 설치된 전자기기의 슬림화에 기여할 수 있는 막대형 LED 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 막대형 PCB(Printed Circuit Board) 및 그 위에 형성되는 봉지부재를 이용해 백라이팅 유닛의 슬림화에 기여하고, 또한, 세로방향으로는 광의 방출을 억제하되, 가로방향으로는 광의 방출범위를 넓혀, 백라이팅 유닛의 도광판 측면으로 광을 전달하는데 최적화된 막대형 LED 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 따른 막대형 LED 패키지는, 가로방향으로 긴 사각 막대형의 PCB와, 상기 PCB 상에 실장되는 LED칩과, 상기 LED칩을 덮도록 상기 PCB 상에 길게 형성되어, 가로방향으로는 넓고 세로방향으로는 좁은 상부 발광면이 구비되는 봉지부재를 포함하되, 상기 상부 발광면과 수직을 이루는 상기 봉지부재의 가로방향 측면들은 평면의 내부 전반사면으로 이루어지고, 상기 가로방향 측면들 각각은 상기 PCB의 긴 측면들 각각과 동일 평면을 이루고, 상기 봉지부재는 상기 LED칩 주변을 감싸는 실리콘 소재의 제 1 봉지부와, 상기 제 1 봉지부의 상부를 감싸는 에폭시 소재의 제 2 봉지부로 구성되되, 상기 제 1 봉지부와 상기 제 2 봉지부는 상기 PCB와 함께 절단되어 상기 봉지부재의 상기 가로방향 측면들을 형성하는 동일 평면상의 절단면들을 포함한다.

이때, 상기 상부 발광면은 가로방향으로 좌, 우 대칭을 이루는 볼록한 곡면으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 봉지부재는 외부 도광판과 나란하게 인접한 채 그것의 상부 발광면이 상기 도광판의 측면을 향해 배향된 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 상부 발광면과 수직을 이루고 상기 가로방향 측면들과 이웃하는 세로방향 측면의 모서리를 곡면으로 형성한 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 하나의 판형 PCB 상에 다수의 LED칩을 일열로 실장하는 단계와, 상기 일열로 실장된 다수의 LED칩을 모두 덮는 봉지부재를 형성하여, 봉지부재에 의해 일열의 LED칩이 덮여 있는 패키지 자재를 제작하는 봉지부재 형성단계와, LED칩 단위로 패키지 자재를 절단하여 막대형의 LED 패키지를 형성하는 절단단계를 포함하는 막대형 LED 패키지 제조방법이 제공되며, 상기 제조방법에 있어서, 상기 봉지부재 형성단계는 상기 LED칩 주변을 감싸도록 실리콘 소재의 제 1 봉지부와 상기 제 1 봉지부의 상부를 감싸는 에폭시 소재의 제 2 봉지부를 차례로 형성하고,상기 절단단계는 상기 PCB와 상기 제 1 봉지부와 상기 제 2 봉지부가 동일 평면을 이루는 절단면을 형성하는 것을 포함한다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막대형 LED 패키지를 도시한 투영사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막대형 LED 패키지의 평면도이며, 도 3은 도 2의 I-I를 따라 취해진 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 패키지(1)는, PCB(10)와, 상기 PCB(10) 상에 실장되는 LED칩(20)과, 상기 LED칩(20)을 덮는 광투과성의 봉지부재(40)를 포함한다. 상기 PCB(10)는 가로 방향으로 길게 형성된 사각 막대형으로 이루어진다. 따라서, 상기 PCB(10)의 상부면은 가로 방향으로는 넓고 세로방향으로는 좁게 형성된다.

상기 막대형 PCB(10)에는 제 1 및 제 2 전극(12, 14)이 형성되는데, 상기 제 1 및 제 2 전극(12, 14)은 예컨대, 에폭시 수지 또는 베이클라이트 수지와 같은 절연체 수지로 된 막대 상에 금속 패턴이 인쇄기법에 의해 형성됨으로써 이루어질 수 있다. 상기 막대형 PCB(10)의 상부면에는 LED칩(20)이 실장되며, 이 LED칩(20)은 제 1 전극(12)에 부착되고 제 2 전극(14)과는 본딩와이어(W)에 의해 연결된다.

상기 막대형 PCB(10)의 상부면에는 상기 LED칩(20)을 덮는 광투과성의 봉지부재(40)가 형성된다. 상기 봉지부재(40)는 상기 막대형 PCB(10)의 상부면에 길게 형성되며, 이에 의해, 상기 봉지부재(40)의 상단부에는 가로방향으로는 넓고 세로방향으로는 좁은 상부 발광면(442)이 형성된다. 또한, 상기 봉지부재(40)는 상기 상부 발광면(442)과 수직을 이루는 네개의 측면들을 포함하며, 그 중 가로방향의 두 측면(443)은 상기 PCB(10)의 가로방향 측면과 동일 평면 상에 위치하고 있는 평면으로 형성된다. 이때, 상기 봉지부재(40)의 두 세로방향 측면들(444) 또한 평면으로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 봉지부재(40)는, 종래 LED 패키지, 즉, 측면에 기울기를 갖는 종래의 LED 패키지에 비해, 측면에서의 내부 전반사량이 크게 증가된 구조를 이룬다. 이는 본 실시예의 봉지부재(40)가 서로 평행하고 또한 전체적으로 평면 구조를 갖는 가로방향 측면들(443)을 포함함으로써 가능하다. 이와 같은 가로방향 측면들(443)의 평면 구조는 가로방향 측면들에 입사되는 도 3에 도시된 것과 같은 광의 각도를 기존 LED 패키지에 비해 크게 증가시켜주며, 이에 의해, 상부 발광면(443)으로 광 효율이 크게 증대될 수 있는 것이다. 또한, 상기 가로방향 측면(443)들과 PCB(10)의 가로방향 측면이 동일 평면 상에 위치하는 구조에 의해, 상기 LED 패키지(1)의 전체 두께가 크게 감소될 수 있다.

또한, 상기 봉지부재(40)는 제 1 봉지부(42)와 제 2 봉지부(44)로 구성되며, 상기 제 1 봉지부(42)는 상기 LED칩(20) 가까이에서 그 LED칩(20)의 주변을 둘러싸는 실리콘 수지로 이루어지며, 상기 제 2 봉지부(42)는 상기 제 1 봉지부(42)의 위 쪽에 형성되어, 전술한 상부 발광면과 그에 수직인 측면들을 한정하는 에폭시 수지로 이루어진다.

상기 실리콘 수지 소재의 제 1 봉지부(42)는, 제 2 봉지부(44)의 형성 전에, 상기 LED칩(20)을 덮도록 형성되고, 상기 에폭시 소재의 제 2 봉지부(44)는 트랜스퍼 몰딩 방식으로 상기 제 1 봉지부(42) 상부에 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 1 봉지부(42) 내에는 LED칩(20)으로부 나온 광을 색변화시킬 수 있는 형광체가 포함될 수 있다. 상기 제 1 봉지부(42)를 형성하는 실리콘 수지는 에폭시 수지에 비해 열변 현상이 매우 작으며, 따라서, 제 1 봉지부(42)는 LED칩(20)으로부터 방출되는 열에 의해 야기될 수 있는 상기 봉지부재(40)의 열변 현상을 막아준다.

상기 봉지부재(40)의 상부 발광면(442)은 자체 중심부로부터 좌, 우 양측으로 광의 양을 늘려줄 수 있는 좌우 대칭형의 곡면으로 형성된다. 본 실시예에서, 상기 봉지부재(40)의 곡면은, 도 4의 그래프에 나타난 것과 같이, 중심부인 0°를 기준으로 -35°와 35°에서 광량이 최고가 되는 형태로 설계되는 것이 바람직하지만, LED 패키지(1)가 조명할 객체의 조건을 고려하여 다른 임의의 곡면 형태로 설계될 수 있다.

위와 같이 곡면을 이루는 상부 발광면(442)이 자체 중심부로부터 좌, 우 양측으로 광량을 늘려줄 수 있는 것은, 봉지부재(40)의 가로방향 측면(443)들이 광의 내부 전반사량을 기존에 비해 크게 증가시키는 서로 평행한 평면 구조이고, 이에 의해 증가된 많은 양의 광이 상부 발광면(442)의 곡면 형상에 의해 그 상부 발광 면(442) 좌, 우측으로 향하는 것에 의해 가능한 것이다.

도 5는 전술한 LED 패키지의 제조공정을 설명하는 도면으로, 도 5를 참조하면, 하나의 판형 PCB 상에 다수의 LED칩(20)이 실장되고 그 다수의 LED칩(20)이 봉지부재에 의해 덮여 있는 패키지 자재(100)로부터 각 LED칩(20)이 분리될 수 있도록 사각 막대형이 되게 상기 패키지 자재(100)를 절단하면, 전술한 본 발명에 따른 LED 패키지(1)가 제조될 수 있다. 이때, 서로 동일평면 상에 위치하는 봉지부재 및 PCB의 가로 방향 측면은 패키지 자재로부터 절단된 면이 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 LED 패키지(1)는 약 0.2~0.4mm, 가장 바람직하게는, 0.3mm의 두께를 갖는 초슬림형 구조로 이루어지고, 상기 LED 패키지(1)의 길이는 패키지 두께의 3배 이상, 더욱 바람직하게는, 4배 이상으로 정해진다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지(1)를 도시한 평면도이다. 도 6에 도시된 실시예의 LED 패키지(1)는 봉지부재(40)의 세로방향 측면 모서리 부근을 일정 곡률의 곡면으로 형성한 구조를 이룬다. 이와 같은 구조는, 광 효율의 저하를 일으키는 봉지부재(40)의 세로방향 측면 모서리(444a)를 곡면으로 함으로써 그 부분에서 광의 효율 저하를 막는데 기여한다.

도 7은 본 발명에 따른 LED 패키지(1)가 백라이팅 유닛의 도광판 부근에 설치되어 사용되는 예를 보여준다. 도 7을 참조하면, 도광판(2)의 측면 부근에 복수의 LED 패키지(1)가 설치된다. 그리고, 상기 LED 패키지(1)들 각각의 상부 발광면(442)이 상기 도광판(2)의 측면(2a)을 향해 배향된 채, 이때, 봉지부재(40)는 상 기 도광판(2)과 나란하도록 배치된다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

본 발명의 실시예예 따르면, 하우징을 생략한 채, 막대형의 PCB 위에 LED칩이 직접 실장된 구조를 이루어, 백라이팅 유닛 및 그것이 설치된 전자기기의 슬림화에 기여한다. 또한, 세로방향으로는 광의 방출을 억제하되, 가로방향으로는 광의 방출범위를 넓혀, 백라이팅 유닛의 도광판 측면으로 광을 전달하는데 최적화할 수 있다.

Claims (8)

1. 가로방향으로 긴 사각 막대형의 PCB와, 상기 PCB 상에 실장되는 LED칩과, 상기 LED칩을 덮도록 상기 PCB 상에 길게 형성되어, 가로방향으로는 넓고 세로방향으로는 좁은 상부 발광면이 구비되는 봉지부재를 포함하는 막대형 LED 패키지에 있어서,

   상기 상부 발광면과 수직을 이루는 상기 봉지부재의 가로방향 측면들은 평면의 내부 전반사면으로 이루어지고,

   상기 가로방향 측면들 각각은 상기 PCB의 긴 측면들 각각과 동일 평면을 이루고,

   상기 봉지부재는 상기 LED칩 주변을 감싸는 실리콘 소재의 제 1 봉지부와, 상기 제 1 봉지부의 상부를 감싸는 에폭시 소재의 제 2 봉지부로 구성되되,

   상기 제 1 봉지부와 상기 제 2 봉지부는 상기 PCB와 함께 절단되어 상기 봉지부재의 상기 가로방향 측면들을 형성하는 동일 평면상의 절단면들을 포함하는 것을 특징으로 하는 막대형 LED 패키지.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 발광면은 가로방향으로 좌, 우 대칭을 이루는 볼록한 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 막대형 LED 패키지.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 봉지부재는 외부 도광판과 나란하게 인접한 채 그것의 상부 발광면이 상기 도광판의 측면을 향해 배향된 것을 특징으로 하는 막대형 LED 패키지.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 발광면과 수직을 이루고 상기 가로방향 측면들과 이웃하는 세로방향 측면의 모서리를 곡면으로 형성한 것을 특징으로 하는 막대형 LED 패키지.
8. 하나의 판형 PCB 상에 다수의 LED칩을 일열로 실장하는 단계와;

   상기 일열로 실장된 다수의 LED칩을 모두 덮는 봉지부재를 형성하여, 봉지부재에 의해 일열의 LED칩이 덮여 있는 패키지 자재를 제작하는 봉지부재 형성단계와;

   LED칩 단위로 상기 패키지 자재를 절단하여 막대형의 LED 패키지를 형성하는 절단단계를 포함하되,

   상기 봉지부재 형성단계는 상기 LED칩 주변을 감싸도록 실리콘 소재의 제 1 봉지부와 상기 제 1 봉지부의 상부를 감싸는 에폭시 소재의 제 2 봉지부를 차례로 형성하고,

   상기 절단단계는 상기 절단에 의해 상기 PCB와 상기 제 1 봉지부와 상기 제 2 봉지부가 동일 평면을 이루는 절단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 막대형 LED 패키지 제조방법.

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