KR100826428B1 - 액체수지 정량 토출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저면에 LED칩이 실장된 홈부를 갖는 LED 패키지를 미리 설정된 속도에 따라 일정하게 이동시키기 위한 이송대와, 상기 이송대의 제1 위치에 배치되어 상기 LED 패키지의 홈부에 형광체가 분산된 액상 수지를 정해진 양을 투입하기 위한 액체수지 정량토출부와, 상기 이송대의 제2 위치에 배치되어 상기 투입된 액상수지를 경화시키기 위한 수지경화부를 포함하는 액체수지 정량 토출장치를 제공한다.
액체수지 토출장치(liquid resin discharge apparatus), 발광다이오드(light emitting diode), 형광체(phosphor)

Description

액체수지 정량 토출장치{CONSTANT LIQUID RESIN DISCHARGE APPARATUS}
도1은 종래의 방식에 따라 제조된 복수의 백색 발광다이오드 패키지의 색좌표를 나타내는 그래프이다.
도2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액체수지 정량 토출장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도3은 본 발명에 채용되는 이송대 이동제어부의 작동원리를 설명하기 위한 순서도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 다수의 백색 발광다이오드 패키지의 색좌표를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
20: 액체수지 정량 토출 및 경화장치 21: 이송대
22: LED 패키지 25: 액체수지 정량 토출부
27: 수지경화부
본 발명은 액체수지 정량 토출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 백색 발광다이오드 패키지에 적용되는 파장변환용 형광체 수지를 제공하는 액체 수지 정량 토출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 파장변환형 발광다이오드는 형광체를 이용하여 고유 발광색의 파장을 변환시켜 원하는 발광색을 얻는 광원을 말한다. 특히, 백색 구현을 위한 파장변환형 발광다이오드는, 조명장치 또는 디스플레이 장치의 백라이트를 대체할 수 있는 고출력, 고효율 광원으로서 적극적으로 연구 개발되고 있다.
종래의 파장변환형 발광소자 패키지는 주로 투명 액상포장재와 형광체를 균일하게 혼합하여 디스펜스(dispense), 액상 몰드, 스크린프린터 혹은 트랜스퍼 몰드(transfer mold)를 이용하여 LED 칩이 실장된 영역에 파장변환을 위한 수지포장부를 제공하는 방식으로 제조되어 왔다.
하지만, 이러한 공정은 수지포장부의 내부에서 형광체의 침전에 의한 색좌표 적중률이 감소하고, 그로 인해 색산포가 커지는 문제가 있다. 도1은 종래의 방식에 따라 제조된 복수의 백색 발광다이오드 패키지의 색좌표를 나타내는 그래프이다.
도1을 참조하면, 형광체 입자가 분산된 액체수지의 토출량을 일정하게 하고 액상봉지재 경화를 위해 전기로와 같은 경화장치에 투입시간을 다르게 설정할 때에, 시간에 따른 형광체 침전에 의한 색좌표 편차를 알 수 있다.
종래 방식에 따라 형광체 입자가 분산된 액체수지를 패키지에 제공한 후에 경화장치로의 투입까지 소요되는 작업시간(통상적으로 15분 내지 2시간)에 따라 형광체 침전에 의한 색좌표 특성이 크게 달라지고, 색좌표 측면에서 재현성이 매우 낮으므로, 양질의 백색 발광다이오드 패키지를 제조하는데 큰 어려움으로 인식되어 왔다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 액체 토출로부터 경화시간까지의 소요되는 시간을 정확히 제어할 수 있는 새로운 액체 정량 토출장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은
저면에 LED칩이 실장된 홈부를 갖는 LED 패키지를 미리 설정된 속도에 따라 일정하게 이동시키기 위한 이송대와, 상기 이송대의 제1 위치에 배치되어 상기 LED 패키지의 홈부에 형광체가 분산된 액상 수지를 정해진 양을 투입하기 위한 액체수지 정량토출부와, 상기 이송대의 제2 위치에 배치되어 상기 투입된 액상수지를 경화시키기 위한 수지경화부를 포함하는 액체수지 정량 토출장치를 제공한다.
바람직하게는, 다양한 형광체 및 수지의 조건에서도 원하는 색좌표와 균일한 산포를 실현하기 위해서, 상기 이송대의 이동속도를 제어하기 위한 이동속도 제어부를 더 포함할 수 있다.
이 경우에, 상기 이동속도 제어부는, 상기 형광체의 입도 및 밀도와 상기 수지의 점도 및 밀도에 관련된 정보를 입력하고, 그 입력된 정보로부터 상기 형광체의 침전속도를 산출하고, 그 증감에 비례하도록 상기 이동대의 이동속도를 증감시키도록 구성될 수 있다.
구체적인 실시형태에 따라, 상기 수지경화부는 가열장치 또는 UV 조사장치를 포함할 수 있으며, 상기 액체수지 정량토출부는 공기압축식 또는 플런저방식으로 상기 액체수지를 토출하도록 구성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다.
도2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액체수지 정량 토출장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도2를 참조하면, 액체수지 정량 토출장치(20)는 LED 패키지(22)를 이동시키기 위한 이송대(21)와, 상기 이송대(21)의 선행 위치에 배치된 액체수지 정량토출부(25) 및 상기 이송대(21)의 후행 위치에 배치된 수지경화부(27)를 포함한다.
본 실시형태에 사용되는 LED 패키지(22)는, 액체수지 정량토출부(25)에 의해 투입된 액체수지가 수용될 수 있는 홈부(점선으로 표시된 투영부분)를 가지며, 상기 LED 패키지(22)의 홈부 저면에는 LED칩(미도시)이 실장된다. 물론, LED 패키지(22)는 LED 칩이 실장된 상태에서 액체수지 정량 토출부(25)에 투입된다.
상기 액체수지 정량 토출부(25)는, 형광체 분말과 투명 액상수지를 혼합시키기 위한 교반기(25a)와, 개별 LED 패키지(22)의 홈부에 액상수지를 주입하기 위한 노즐(25c)과, 상기 교반기(25a)로부터 정량의 액체 수지를 노즐(25c)에 공급하는 펌프(25b)를 포함한다.
상기 액체수지 정량 토출부(25)는 공기압축식 또는 플런지식 방식으로도 구현될 수 있다. 공기압축식 토출부는 압력으로 조절되는 압출공기를 액체 수지에 원하는 시간에 가하는 방식을 말한다. 이와 달리, 펌프와 같은 구동원에 연접되고 액체에 밀접하게 배접한 버튼을 누름시간에 따라 원하는 액체수지의 양만큼 이동시키는 플런저식도 채용가능하다.
본 발명에 따른 액체수지 정량 토출장치(20)는 이송대(21)의 이동방향에 따라 상기 액체수지 정량 토출부(25)의 다음 위치에 배치된 수지경화부(27)를 포함한다. 이러한 수지경화부(27)는 상기 액체수지 정량 토출부(25)와 일정한 간격(S)을 갖도록 설치된다. 수지경화부(27)와 액체수지 정량 토출부(25)의 간격(S)은 투입된 수지가 안정화된 표면을 갖는 조건에서 지나치게 침전이 일어나지 않도록 가능한 인접한 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 수지경화부(27)는 이에 한정되지는 않으나, 투입된 액상수지의 종류에 따라 가열장치 또는 UV 조사장치로 적절히 선택하여 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 연속적인 작업이 보장되는 이송대(21)에 액체수지 정량 토출부(25)와 수지경화부(27)를 배치함으로써 투입된 액체수지에 대한 경화 전 지연시간을 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 액체수지 정량 토출장치는 이송대(21)의 이동속도(Vm)를 제어할 수 있는 이동속도제어부를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시형태의 경우에는, 다양한 형광체 및/또는 수지의 조건에 관계없이 균일한 형광체의 침전도를 통해서 적절한 색좌표 형성과 우수한 색산포를 실현할 수 있다는 장점을 제공한다.
본 발명에 채용가능한 이동속도제어부의 일 작동원리는 도3을 참조하여 설명될 수 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 우선 단계(S31)와 같이, 사용되는 형광체 및 투명 액상 수지의 조건을 입력한다. 입력되는 사항은 침전속도(Vg)와 관련성이 있는 형 광체 입도(d) 및 밀도(σs)와 투명액상수지의 밀도(σf) 및 점도(μ)를 포함한다.
이어, 단계(S35)에서, 이동속도제어부는 상기 입력된 조건에 따른 침전속도를 아래 식을 근거하여 계산한다.
Figure 112006065515608-pat00001
이와 같이, 산출된 침전속도를 근거하여, 단계(S37)에서는 이동속도제어부는 침전속도와 비례하도록 이송대의 이동속도를 증감시킴으로써 형광체 및 투명액상수지의 종류에 따라 적절한 경화 전 소요시간을 설정할 수 있다.
본 발명에서 채용가능한 이동속도제어부는 상기한 작동방식에 따라 이동속도제어가능하도록 공지된 연산장치(또는 연산프로그램) 및 구동제어장치를 통해 다양한 구조 및 형태로 구현될 수 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 다수의 백색 발광다이오드 패키지의 색좌표를 나타내는 그래프이다.
본 발명에 따른 장치를 이용하여 동일한 공정을 반복하여 100개의 샘플을 제조하였다. 물론, 이송대의 이동속도는 동일하게 설정함으로써 토출 후에 경화 전까지의 시간을 일정하게 유지하였다. 그에 따른 각 샘플의 색좌표를 도4의 그래프로 나타내었다.
도4를 참조하면, 정량토출 후에 경화장치에 투입되는 시간을 일정하게 함으로써 목표 색좌표에 적중률을 정확히 확보할 수 있으며, 나아가 형광체 침전에 의한 색좌표 편차가 거의 발생되지 않음을 알 수 있다. 이를 통해서, 도1에서 지적된 종래의 큰 문제점인 색산포의 불균일을 해소하고, 높은 재현성을 갖는 파장변환형 발광다이오드 패키지를 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 액체수지 정량 토출장치에 따르면, 형광체의 침전에 의한 색산포를 감소시키고, 이를 통해서 연속적인 패키지 제조공정을 용이하게 실현할 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 의하면, 개선된 색산포와 우수한 색좌표 적중률을 갖는 파장변환형 발광다이오드 패키지를 대량으로 생산할 수 있다.

Claims (5)

  1. 저면에 LED칩이 실장된 홈부를 갖는 LED 패키지를 이동시키기 위한 이송대;
    상기 이송대의 제1 위치에 배치되어 상기 LED 패키지의 홈부에 형광체가 분산된 액상 수지를 정해진 양을 투입하기 위한 액체수지 정량토출부;
    상기 이송대의 제2 위치에 배치되어 상기 투입된 액상수지를 경화시키기 위한 수지경화부; 및,
    상기 이송대의 이동속도를 제어하기 위한 이동속도 제어부;를 포함하는 액체수지 정량 토출장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동속도 제어부는, 상기 형광체의 입도 및 밀도와 상기 수지의 점도 및 밀도에 관련된 정보를 입력하고, 그 입력된 정보로부터 상기 형광체의 침전속도를 산출하고, 그 증감에 비례하도록 상기 이동대의 이동속도를 증감시키는 것을 특징으로 하는 액체수지 정량 토출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수지경화부는 가열장치 또는 자외선(UV) 조사장치를 포함하는 것을 특 징으로 하는 액체수지 정량 토출장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액체수지 정량토출부는 공기압축식 또는 플런지방식으로 상기 액체수지를 토출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액체수지 정량 토출장치.
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