KR100851367B1 - Light emitting diode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열 성능이 우수한 기판을 사용한 발광 다이오드에 관한 것이다. 본 발명은 발광 다이오드의 기판을 관통하며 열전도성 물질로 충진된 비아 홀을 형성함으로써, 발광 다이오드 칩으로부터 발산된 열을 외부에 효과적으로 방출할 수 있다. 더욱이, 비아 홀의 열이 들어가는 입구부를 상대적으로 넓은 면적으로 형성함으로써, 열 전달을 용이하게 하여 열 방출 효과를 극대화할 수 있으며, 이에 따라 발광 다이오드 칩의 수명을 연장할 수 있는 이점이 있다. The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly, to a light emitting diode using a substrate having excellent heat dissipation performance. The present invention forms a via hole filled with a thermally conductive material and penetrates through the substrate of the light emitting diode, thereby effectively dissipating heat emitted from the light emitting diode chip to the outside. Furthermore, by forming the inlet portion into which the heat of the via hole enters in a relatively large area, heat transfer can be facilitated to maximize the heat dissipation effect, thereby extending the life of the light emitting diode chip.
발광 다이오드, LED, 발광 소자, 방열 효율, 관통, 비아 홀 Light Emitting Diode, LED, Light Emitting Element, Heat Dissipation Efficiency, Through, Via Hole
Description
도 1은 종래 발광 다이오드를 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view showing a conventional light emitting diode.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 단면도. 2 is a sectional view showing a first embodiment according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 다른 예를 도시한 단면도. 3 is a sectional view showing another example of the first embodiment according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 또다른 예를 도시한 단면도. 4 is a sectional view showing another example of the first embodiment according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 도시한 단면도. 5 is a sectional view showing a second embodiment according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 제 3 실시예를 도시한 단면도. 6 is a sectional view showing a third embodiment according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 제 4 실시예를 도시한 단면도. 7 is a sectional view showing a fourth embodiment according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 제 5 실시예를 도시한 단면도. 8 is a sectional view showing a fifth embodiment according to the present invention;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110, 210, 310, 410, 510 : 기판 110, 210, 310, 410, 510: substrate
140, 240, 340, 440, 540 : 발광 다이오드 칩 140, 240, 340, 440, 540: light emitting diode chip
150, 250, 350, 450, 550 : 배선 150, 250, 350, 450, 550: Wiring
160, 260, 360, 460, 560 : 몰딩부 160, 260, 360, 460, 560: molding part
170, 180, 190, 270, 370, 470, 570 : 비아 홀 170, 180, 190, 270, 370, 470, 570: Via Hole
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열 성능이 우수한 기판을 사용한 발광 다이오드에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly, to a light emitting diode using a substrate having excellent heat dissipation performance.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자를 지칭한다. 상기와 같은 발광 다이오드를 이용한 발광 소자는 기존의 전구 또는 형광등에 비하여 소모 전력이 작고 수명이 수 내지 수십배에 이르러, 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 월등하다. A light emitting diode (LED) refers to a device in which electrons and holes meet and emit light at a P-N semiconductor junction by application of a current. The light emitting device using the light emitting diode as described above has a small power consumption and a lifetime of several to several tens of times compared to a conventional light bulb or a fluorescent lamp, and is superior in terms of reducing power consumption and durability.
도 1은 종래 발광 다이오드를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a conventional light emitting diode.
도 1을 참조하면, 발광 다이오드는 기판(10)과, 상기 기판(10) 상에 형성된 제 1 및 제 2 리드 패턴(20, 30)과, 상기 제 1 리드 패턴(20) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(40)과, 상기 발광 다이오드 칩(40)과 상기 제 2 리드 패턴(30)을 전기적으로 연결하는 배선(50)과, 상기 발광 다이오드 칩(40)과 배선(50)을 봉지하는 몰딩부(60)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a light emitting diode includes a
상술한 발광 다이오드의 밝기는 발광 다이오드 칩(40)에 인가되는 전류에 비례하고, 발광 다이오드 칩(40)에 인가되는 전류는 발광 다이오드 칩이 발산하는 열에 비례한다. 이에 발광 다이오드의 밝기를 밝게 하기 위해서는 고전류를 인가하여야 하지만, 발광 다이오드 칩(40)이 발산하는 열로 인해 발광 다이오드 칩(40)이 손상을 받게 되어 무한정 높은 전류를 인가할 수 없는 문제가 발생한다. The brightness of the above-described light emitting diode is proportional to the current applied to the light
상기 구성의 종래 발광 다이오드는 발광 다이오드 칩(40)에서 발생되는 열이 기판(10) 또는 리드 패턴(20, 30)을 통하여 방출된다. 그러나 발광 다이오드의 기판(10) 또는 리드 패턴(20, 30)에 의해서만 이루어지는 열 방출에 한계가 있어 소자의 수명이 단축되는 문제점이 있다. In the conventional light emitting diode having the above configuration, heat generated from the light
이에, 발광 다이오드 칩이 발산하는 열을 효과적으로 방출하기 위한 많은 연구들이 수행되고 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 칩이 실장되는 기판을 관통하는 관통공의 내부가 열전도성 물질로 충진되어 형성된 열 방출 경로를 구비하는 발광 다이오드가 제안되었다. 그러나 이러한 구조의 발광 다이오드는 관통공을 통해 열이 전달되는 경로에 있어서, 열이 들어가는 관통공의 입구 부분에서 높은 열저항이 발생하여 효율적인 열 방출 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있다. Thus, many studies have been conducted to effectively emit heat emitted by the LED chip. For example, a light emitting diode having a heat emission path formed by filling an inside of a through hole through a substrate on which a light emitting diode chip is mounted with a heat conductive material has been proposed. However, a light emitting diode having such a structure has a problem in that a high heat resistance is generated at an inlet portion of a through hole through which heat is transferred, so that an efficient heat dissipation effect cannot be expected.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발광 다이오드 칩이 실장되는 기판에 상대적으로 넓은 면적의 열 입구부를 포함한 비아 홀을 형성함으로써, 발광 다이오드 칩에서 발산되는 열을 효과적으로 방출하고 발광 다이오드 칩의 수명을 연장하여 발광 다이오드의 기능을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, by forming a via hole including a heat inlet of a relatively large area on the substrate on which the light emitting diode chip is mounted, thereby effectively dissipating heat emitted from the light emitting diode chip and An object of the present invention is to provide a light emitting diode capable of extending the life and improving the function of the light emitting diode.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발광 다이오드 칩이 실장되는 몸체 상기 몸체를 관통하며 그 내부에 열전도성 물질이 충진된 비아 홀을 포함하고, 상기 비아 홀은 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 일면으로부터 기판 내측으로 갈수 록 횡단면적이 감소하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention includes a via hole that penetrates the body and is filled with a thermally conductive material therein, wherein the via hole is formed from one surface on which the light emitting diode chip is mounted. There is provided a light emitting diode characterized in that the cross sectional area decreases toward the inside of the substrate.
상기 비아 홀은 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 몸체의 일면으로부터 비아 홀의 중심부로 갈수록 횡단면적이 감소하는 상기 열 입구부와, 비아 홀의 중심부로부터 몸체의 타면으로 갈수록 횡단면적이 증가하는 열 출구부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The via hole includes the heat inlet portion having a cross sectional area decreasing from one surface of the body on which the light emitting diode chip is mounted to the center of the via hole, and a heat outlet portion having a cross sectional area increasing from the center of the via hole to the other surface of the body. It is characterized by.
상기 비아 홀의 종단면 형상은 곡선을 포함할 수 있고, 또는 직선을 포함할 수 있다. The longitudinal cross-sectional shape of the via hole may include a curve or may include a straight line.
상기 열전도성 물질은 금속, 열전도성 수지, 또는 분말 형태의 금속과 페이스트의 혼합물을 포함할 수 있다. The thermally conductive material may include a metal, a thermally conductive resin, or a mixture of metal and paste in powder form.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail with respect to the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a first embodiment according to the present invention.
도 2를 참조하면, 발광 다이오드는 몸체, 즉 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 형성된 제 1 및 제 2 리드 패턴(120, 130)과, 상기 제 1 리드 패턴(120) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(140)과, 상기 발광 다이오드 칩(140)과 상기 제 2 리드 패턴(130)을 전기적으로 연결하는 배선(150)과, 상기 발광 다이오드 칩(140)과 배선(150)을 봉지하는 몰딩부(160)를 포함한다. 상기 기판(110)에는 그 내부에 열전 도성 물질이 충진된 비아 홀(via hole, 170)이 형성되고, 상기 비아 홀(170)은 광 다이오드 칩(140)이 실장된 기판(110)의 일면으로부터 그 내측으로 갈수록 횡단면적이 감소하는 열 입구부(170a)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 2, the light emitting diode may include a body, that is, a
상기 기판(110)은 발광 다이오드 칩(140)을 실장하고 외부 전원을 인가할 수 있는 구조를 갖는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB), 예를 들어 금속 심 인쇄 회로 기판(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB), FR4, BT 수지(Bismaleimide Triazine Resin; BT Resin) 등의 재질로 이루어지는 것을 포함할 수 있다. The
본 발명에 따른 비아 홀(170)은 상기 발광 다이오드 칩(140)으로부터 발산되는 열을 효과적으로 방출하기 위하여, 발광 다이오드 칩(140)이 실장되는 소정 영역의 직하부에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 비아 홀(170)은 원기둥, 타원기둥 또는 다각기둥의 형상을 포함할 수 있다. 본 실시예의 경우, 발광 다이오드 칩(140)이 실장된 기판(110)의 일면으로부터 상단의 하측으로 갈수록 횡단면적이 감소하는 열 입구부(170a)와, 상단의 하측으로부터 하단의 하측으로 갈수록 횡단면적이 일정한 열 출구부(170b)를 포함한다. 즉, 본 실시예의 비아 홀(170)은 상단의 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 절두원추와, 이로부터 연장 형성되며 하단의 직경이 일정한 원기둥의 형상으로 이루어진다. 이러한 형상의 비아 홀(170)로 인해, 기판(110) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(140)으로부터 발산된 열은 상대적으로 넓은 면적으로 형성된 열 입구부(170a)를 통해 비아 홀(170), 즉 열 방출 경로로 들어가게 된다. 이에 따라 열이 들어가는 입구부에서 발생하던 열 저항을 감소시켜, 열 전달을 용이하게 하며 열 방출 효과를 향상시킬 수 있다. In order to effectively dissipate heat emitted from the
상기 비아 홀의 형상은 이에 한정되지 않고 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110)을 관통하는 비아 홀(180)은 발광 다이오드 칩(140)이 실장된 기판(110)의 일면으로부터 상단의 하측으로 갈수록 횡단면적이 감소하는 열 입구부(180a)와, 상단의 하측으로부터 하단의 하측으로 갈수록 횡단면적이 증가하는 열 출구부(180b)를 포함할 수 있다. 도 3에는 비아 홀(180)의 직경이 연속적으로 변화하는 비율로 감소 및 증가된 열 입구부(180a) 및 열 출구부(180b)를 형성하였다. 즉, 도면에서 볼 수 있듯이 비아 홀(180)의 종단면 형상은 소정의 곡률로 이루어지며 서로 대칭되는 곡선을 포함한다. 이에 따라, 종래의 기술에 대비하여 상대적으로 넓은 면적으로 형성된 열 입구부(180a)를 통해 들어가는 열에 대해 열 저항을 감소시킬 뿐 아니라, 전달된 열을 상대적으로 넓은 면적으로 형성된 열 출구부(180b)를 통해 외부로 방출함으로써 열 방출을 보다 용이하게 하여 방열 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 직경이 일정한 비율로 감소 및 증가하는 열 입구부 및 열 출구부를 포함하는 비아 홀이 형성될 수도 있다. 즉, 비아 홀의 종단면 형상이 소정의 일정한 기울기로 감소 및 증가하며 서로 대칭되는 직선을 포함할 수 있다. The shape of the via hole is not limited thereto, and may be variously formed. For example, as shown in FIG. 3, the
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 기판(110)을 관통하도록 형성된 비아 홀(190)은 발광 다이오드 칩(140)이 실장된 기판(110)의 일면으로부터 상단의 하측으로 갈수록 횡단면적이 감소하는 열 입구부(190a)와, 상단의 하측으로부터 중부의 하측으로 갈수록 횡단면적이 일정한 열 전달부(190b)와, 중부의 하측으로부터 하단 의 하측으로 갈수록 횡단면적이 증가하는 열 출구부(190c)를 포함할 수 있다. 즉, 상단의 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 절두원추와, 이로부터 연장 형성되며, 직경이 일정한 중부의 원기둥과, 이로부터 연장 형성되며, 하단의 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 절두원추의 형상으로 이루어진다. 도 4에는 직경이 일정한 비율로 감소 및 증가하는 열 입구부(190a) 및 열 출구부(190c)를 형성하였다. 즉, 도면에서 볼 수 있듯이 비아 홀의 종단면 형상이 일정한 기울기로 감소 및 증가하여 서로 대칭되는 직선으로 이루어진 열 입구부(190a) 및 열 출구부(190c)를 포함한다. In addition, as illustrated in FIG. 4, the via
이와 같이 기판(110)을 수직 관통하여 형성된 비아 홀(170, 180, 190)에 있어서, 상대적으로 넓은 면적의 열 입구부(170a, 180a, 190a)를 포함하는 한 비아 홀(170, 180, 190)의 형상은 다양하게 형성될 수 있다. 비아 홀의 형상은 상기 설명에 한정되지 않고, 이의 조합 또는 변경이 가능하다. As described above, in the via holes 170, 180 and 190 vertically penetrating the
상기 비아 홀(170, 180, 190)의 내부에 충진되는 열전도성 물질로는 열 전도성이 우수한 금속 또는 수지를 사용할 수 있으며, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag)과 같은 재료의 분말 형태의 금속과 페이스트를 혼합하여 사용할 수도 있다. As a thermally conductive material filled in the via holes 170, 180, and 190, a metal or a resin having excellent thermal conductivity may be used, and materials such as copper (Cu), aluminum (Al), and silver (Ag) may be used. It is also possible to use a mixture of powdered metals and pastes.
상기 리드 패턴(120, 130)은 기판(110) 상에 외부 전원에 접속하기 위한 제 1 및 제 2 리드 패턴(120, 130)으로 구성되며, 인쇄 기법을 통하거나 접착제를 이용하여 기판(110)에 형성될 수 있다. 상기 리드 패턴(120, 130)은 전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄을 포함한 금속 물질을 사용할 수 있다. The
상기 발광 다이오드 칩(140)은 다양한 실장 부재 및 방법을 이용하여 기판(110) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어 발광 다이오드 칩(140)은 도시된 바와 같 이 실버 페이스트가 도포된 제 1 리드 패턴(120) 상에 실장될 수도 있고, 비전도성 접착제를 사용하여 기판(110)의 소정 영역 상부에 발광 다이오드 칩(140)이 실장될 수도 있다. The light emitting
본 실시예에서는 상기 발광 다이오드 칩(140)을 제 1 리드 패턴(120) 상에 실장하고, 하나의 배선(150)을 통하여 제 2 리드 패턴(130)에 전기적으로 연결시킨다. 즉, 발광 다이오드 칩의 상부와 하부 평면에 각각 양 전극 및 음 전극을 갖는 수직형의 발광 다이오드 칩을 사용하여 상기 음 전극을 제 1 리드 패턴(120) 상에 직접 실장하고, 배선(150)을 이용하여 양 전극과 제 2 리드 패턴(130)을 연결할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광 다이오드 칩의 상부 평면에 양 전극 및 음 전극을 갖는 수평형의 발광 다이오드 칩을 사용하는 경우 두 개의 배선을 이용하여 리드 패턴(120, 130)과 연결할 수도 있다. In the present exemplary embodiment, the
상기 리드 패턴(120, 130)의 형상 및 개수, 또는 그에 따른 발광 다이오드 칩(140)의 실장은 상술한 바에 한정되지 않고, 다양하게 구성할 수 있다. 예를 들어, 원하는 바에 따라 복수개의 발광 다이오드 칩(140)을 포함하여 구성할 수도 있으며, 이는 개별적으로 구동되도록 복수개의 리드 패턴(120, 130)에 각각 실장될 수도 있다. The shape and number of the
상기 기판(110) 상부에는 발광 다이오드 칩(140)을 봉지하고 상기 발광 다이오드 칩(140)과 연결된 배선(150)을 고정시키기 위한 몰딩부(160)가 형성된다. 상기 몰딩부(160)는 소정의 틀을 이용하여 투명 에폭시 또는 실리콘 수지 등을 경화 또는 반경화시켜 형성될 수 있다. 도면에는 몰딩부(160)가 사각 형상으로 형성되었 으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성하여 발광 다이오드 칩(140)에서 발산되는 빛을 모아주는 렌즈의 역할을 하도록 할 수도 있다.A
또한, 상기 발광 다이오드 칩(140)의 주위에 상기 발광 다이오드 칩(140)으로부터 방출된 적어도 일부의 광을 흡수하여 흡수한 광의 파장보다 장파장인 광으로 파장 전환시키는 형광체(미도시)가 더 포함될 수 있다. 이러한 형광체는 상기 발광 다이오드 칩(140)의 주변을 덮도록 배치되거나, 상기 발광 다이오드 칩(140)을 봉지하는 몰딩부(160) 내에 균일하게 분포되어 포함될 수 있다. In addition, a phosphor (not shown) may be further included around the light emitting
하기 표 1은 종래 기술과 본 실시예에 따른 발광 다이오드의 열 방출 효과를 비교한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다. 여기서, 비교예1은 기판을 수직 관통하되, 0.5mm의 일정한 직경의 비아 홀이 형성된 경우이고, 실험예1은 도 3에 도시된 바와 동일한 형상에 있어서, 상단 및 하단의 직경이 0.7mm이고 종단면 형상이 0.3π의 곡률의 대칭된 곡선을 포함하는 비아 홀이 형성된 경우이고, 실험예2는 도 4에 도시된 바와 동일한 형상에 있어서, 상단 및 하단의 직경이 0.7mm이고 중부의 직경이 0.5mm이고 종단면 형상이 45도 기울기의 대칭된 직선을 포함하는 비아 홀이 형성된 경우이다. 각 경우의 발광 다이오드를 동작시킨 후, 발광 다이오드의 최고 온도를 측정하였다. Table 1 shows a simulation result comparing the heat emission effect of the light emitting diode according to the prior art and the present embodiment. Here, Comparative Example 1 is a case where the via hole of a constant diameter of 0.5mm is formed vertically penetrating the substrate, Experimental Example 1 has the same shape as shown in Figure 3, the diameter of the top and bottom is 0.7mm and the longitudinal section In the case where the via hole including a symmetrical curve having a curvature of 0.3 pi is formed, Experimental Example 2 has the same shape as shown in FIG. 4, wherein the upper and lower diameters are 0.7 mm and the central diameter is 0.5 mm. And a via hole including a symmetrical straight line with a 45 degree slope in longitudinal section shape. After operating the light emitting diode in each case, the maximum temperature of the light emitting diode was measured.
상기 표 1을 참조하면, 비교예1보다 실험예1 및 실험예2의 경우 발광 다이오드의 최고 온도가 상대적으로 낮다. 즉, 실험예1 및 실험예2의 경우, 발광 다이오드 칩으로부터 발산되는 열을 외부에 보다 효과적으로 방출할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따라 비아 홀의 열이 들어가는 입구부를 상대적으로 넓은 면적으로 형성함으로써, 종래에 비해 열 저항을 감소시켜 방열 효과를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. Referring to Table 1, in Experimental Example 1 and Experimental Example 2 than the Comparative Example 1, the maximum temperature of the light emitting diode is relatively lower. That is, in Experimental Example 1 and Experimental Example 2, the heat emitted from the light emitting diode chip can be more effectively discharged to the outside. Therefore, according to the present embodiment, it can be seen that by forming the inlet portion into which the heat of the via hole enters in a relatively large area, the heat dissipation effect can be improved by reducing the thermal resistance as compared with the conventional art.
상술한 바와 같이 본 실시예의 발광 다이오드는 열전도도가 높은 열전도성 물질로 충진된 비아 홀을 통해 발광 다이오드 칩으로부터 발산된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다. 더욱이, 비아 홀의 열이 들어가는 입구부를 상대적으로 넓은 면적으로 형성함으로써, 열 저항을 감소시켜 열 전달을 용이하게 하며 방열 효과를 향상시킬 수 있다. As described above, the light emitting diode of the present embodiment can effectively discharge heat emitted from the light emitting diode chip to the outside through a via hole filled with a thermally conductive material having high thermal conductivity. Furthermore, by forming the inlet portion into which the heat of the via hole enters a relatively large area, it is possible to reduce heat resistance to facilitate heat transfer and to improve heat dissipation effect.
다음은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 후술할 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드는 상술한 제 1 실시예들 중에서 도 4를 참조하여 설명한 기술적 구성과 거의 동일하되, 기판에 복수개의 비아 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 대한 구체적인 설명에 있어서 상기와 중복되는 내용은 생략한다. Next, a light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The light emitting diode according to the second embodiment of the present invention to be described below is substantially the same as the technical configuration described with reference to FIG. 4 among the above-described first embodiments, but a plurality of via holes are formed in the substrate. In the detailed description thereof, the overlapping description thereof will be omitted.
도 5는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 도시한 단면도이다. 5 is a sectional view showing a second embodiment according to the present invention.
도 5를 참조하면, 발광 다이오드는 몸체, 즉 기판(210)과, 상기 기판(210) 상에 형성된 제 1 및 제 2 리드 패턴(220, 230)과, 상기 제 1 리드 패턴(220) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(240)과, 상기 발광 다이오드 칩(240)과 상기 제 2 리드 패턴(230)을 전기적으로 연결하는 배선(250)과, 상기 발광 다이오드 칩(240)과 배선(250)을 봉지하는 몰딩부(260)를 포함한다. 상기 기판(210)에는 그 내부에 열전도성 물질이 충진된 비아 홀(270)이 복수개가 형성되고, 상기 비아 홀(270)은 발광 다이오드 칩(240)이 실장된 기판(21)의 일면으로부터 기판 내측으로 갈수록 횡단면적이 감소하는 열 입구부(270a)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 5, a light emitting diode is formed on a body, that is, on a
상기 언급한 바와 같이, 본 실시예는 복수개의 비아 홀(270)이 상기 기판(210)을 관통하여 형성되며, 복수개의 비아 홀(270)이 배열되는 형태 역시 다양하게 형성될 수 있다. 즉, 도시된 도면에서와 같이 복수개의 비아 홀이 배열되는 경우, 발광 다이오드 칩으로부터 방출되는 열을 효과적으로 방출하기 위하여, 발광 다이오드 칩이 실장되는 제 1 리드 패턴 하부에 상기 복수개의 비아 홀이 배치되는 것이 바람직하다. As mentioned above, in the present embodiment, a plurality of via
이러한 본 실시예의 발광 다이오드는 상기 비아 홀로 인해 열 저항을 감소시켜 발광 다이오드 칩에서 발산되는 열을 효과적으로 방출하는 동시에, 복수개의 비아 홀을 형성하여 열 방출 경로를 증가시키므로 열 방출을 보다 효과적으로 개선할 수 있다. The light emitting diode of this embodiment reduces heat resistance due to the via holes, thereby effectively dissipating heat emitted from the light emitting diode chip, and at the same time, a plurality of via holes are formed to increase the heat dissipation path, thereby improving heat dissipation more effectively. have.
다음은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드는 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 기술적 구성이 거의 동일하되, 비아 홀이 제 1 리드 패턴 및 제 2 리드 패턴과 연결되어 보다 넓은 면적으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 대한 구체적인 설명에 있어서 상기와 중복되는 내용은 생략한다. Next, a light emitting diode according to a third exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The light emitting diode according to the third embodiment of the present invention to be described later has almost the same technical configuration as the above-described first and second embodiments, but the via hole is connected to the first lead pattern and the second lead pattern to have a larger area. It is characterized by being formed. In the detailed description thereof, the overlapping description thereof will be omitted.
도 6은 본 발명에 따른 제 3 실시예를 도시한 단면도이다. 6 is a sectional view showing a third embodiment according to the present invention.
도 6을 참조하면, 발광 다이오드는 몸체, 즉 기판(310)과, 상기 기판(310) 상에 형성된 제 1 및 제 2 리드 패턴(320, 330)과, 상기 제 1 리드 패턴(320) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(340)과, 상기 발광 다이오드 칩(340)과 상기 제 2 리드 패턴(330)을 전기적으로 연결하는 배선(350)과, 상기 발광 다이오드 칩(340)과 배선(350)을 봉지하는 몰딩부(360)를 포함한다. 상기 기판(310)에는 그 내부에 열전도성 물질이 충진된 비아 홀(370)이 상기 제 1 리드 패턴(320) 및 제 2 리드 패턴(330)과 연결되어 형성되고, 상기 비아 홀(370)은 발광 다이오드 칩(340)이 실장된 기판(310)의 일면으로부터 기판 내측으로 갈수록 횡단면적이 감소하는 열 입구부(370a)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 6, a light emitting diode is formed on a body, that is, on a
본 실시예의 비아 홀(370)은 제 1 리드 패턴(320)과 제 2 리드 패턴(330)을 연결하도록 기판(310)을 관통 형성함으로써, 열 방출 경로를 보다 넓은 면적으로 형성하는 것이 가능해진다. 여기서, 제 1 리드 패턴(320)과 제 2 리드 패턴(330)의 전기적 단절을 위해 본 실시예의 비아 홀(370)에 충진되는 열전도성 물질은 절연성 재료, 예를 들어 수지, 고무 등의 고분자 매트릭스 재료에 열전도율이 높은 열전도 강화제를 혼합한 열전도성 수지를 사용하거나, 비아 홀 상부에 절연층을 형성할 수도 있다. The via
이러한 본 실시예의 발광 다이오드는 상기 비아 홀로 인해 열 저항을 감소시켜 발광 다이오드 칩에서 발산되는 열을 효과적으로 방출하는 동시에, 비아 홀의 증가된 면적으로 인해 열 방출 경로의 단면적을 증가시켜 열의 방출을 보다 효과적으로 개선할 수 있다. The light emitting diode of this embodiment reduces heat resistance due to the via hole, thereby effectively dissipating heat emitted from the light emitting diode chip, and at the same time, increasing the cross-sectional area of the heat dissipation path due to the increased area of the via hole, thereby improving heat emission more effectively. can do.
본 발명은 상기 상술한 구조의 발광 다이오드에 한정되는 것이 아니라, 발광 다이오드 칩과, 이를 실장하는 기판을 포함하는 다양한 구조를 갖는 제품으로의 응용이 가능하다. 하기 후술되는 다양한 실시예에 대하여 중복되는 설명은 생략한다. 본 발명에 따른 이들 실시예는 독립적으로 실시될 수 있으며, 또는 서로 조합되어 실시될 수도 있다. The present invention is not limited to the light emitting diode having the above-described structure, but can be applied to a product having various structures including a light emitting diode chip and a substrate mounting the same. Duplicate description will be omitted for the various embodiments described below. These embodiments according to the invention may be practiced independently or in combination with one another.
다음은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 이에 대한 구체적인 설명에 있어서 상기와 중복되는 내용은 생략한다. Next, a light emitting diode according to a fourth exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the detailed description thereof, the overlapping description thereof will be omitted.
도 7은 본 발명에 따른 제 4 실시예를 도시한 단면도이다. 7 is a sectional view showing a fourth embodiment according to the present invention.
도 7을 참조하면, 발광 다이오드는 반사부(480)가 형성된 몸체, 즉 기판(410)과, 상기 기판(410) 상에 형성된 제 1 및 제 2 리드 패턴(420, 430)과, 상기 제 1 리드 패턴(420) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(440)과, 상기 발광 다이오드 칩(440)과 상기 제 2 리드 패턴(430)을 전기적으로 연결하는 배선(450)과, 상기 발광 다이오드 칩(440)과 배선(450)을 봉지하는 몰딩부(460)를 포함한다. 상기 기판(410)에는 그 내부에 열전도성 물질이 충진된 비아 홀(470)이 형성되고, 상기 비아 홀(470)은 발광 다이오드 칩(440)이 실장된 기판(410)의 일면으로부터 기판 내측으로 갈수록 횡단면적이 감소하는 열 입구부(470a)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 7, the light emitting diode includes a body on which the reflective part 480 is formed, that is, the
상기 반사부(480)는 기계적 가공을 통해 기판(410)의 중심 영역에 소정의 홈을 형성하되, 홈의 측벽면에 소정의 기울기를 주어 형성된 영역을 지칭한다. 그 하부 면은 발광 다이오드 칩(440)의 실장이 용이하도록 평평한 것이 바람직하며, 반사부의 내측면은 소정의 기울기가 형성되어 발광 다이오드 칩(440)에서 발광하는 광의 반사를 극대화하고 발광 효율을 증대시킬 수 있다. The reflector 480 is a region formed by forming a predetermined groove in the center region of the
상기 발광 다이오드 칩(440)이 실장되는 소정 영역의 직하부에, 기판(410)을 관통하는 비아 홀(470)이 형성된다. 열이 들어가는 열 입구부(470a)가 상대적으로 넓은 면적으로 형성된 비아 홀(470)로 인해, 열 저항을 감소시켜 발광 다이오드 칩으로부터 발산된 열을 외부에 효과적으로 방출할 수 있다. A via
다음은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 이에 대한 구체적인 설명에 있어서 상기와 중복되는 내용은 생략한다. Next, a light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the detailed description thereof, the overlapping description thereof will be omitted.
도 8은 본 발명에 따른 제 5 실시예를 도시한 단면도이다. 8 is a sectional view showing a fifth embodiment according to the present invention.
도 8을 참조하면, 발광 다이오드는 몸체, 즉 기판(510)과, 상기 기판(510) 상에 형성된 제 1 및 제 2 리드 패턴(520, 530)과, 상기 제 1 리드 패턴(520) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(540)과, 상기 발광 다이오드 칩(540)과 상기 제 2 리드 패턴(530)을 전기적으로 연결하는 배선(550)과, 상기 기판(510) 상부에 형성되어 발광 다이오드 칩(540)을 둘러싸도록 중공부를 포함하는 반사기(580)와, 상기 반사기(580)의 중공부 내에 상기 발광 다이오드 칩(540)과 배선(550)을 봉지하는 몰딩부(560)를 포함한다. 상기 기판(510)에는 그 내부에 열전도성 물질이 충진된 비아 홀(570)이 형성되고, 상기 비아 홀(570)은 발광 다이오드 칩(540)이 실장된 기판(510)의 일면으로부터 기판 내측으로 갈수록 횡단면적이 감소하는 열 입구부(570a)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 8, the light emitting diode may include a body, that is, a
상기 발광 다이오드 칩(540)이 실장되는 소정 영역의 직하부에, 기판(510)을 관통하는 비아 홀(570)이 형성된다. 열이 들어가는 열 입구부(570a)가 상대적으로 넓은 면적으로 형성된 비아 홀(570)로 인해, 열 저항을 감소시켜 발광 다이오드 칩(540)으로부터 발산된 열을 외부에 효과적으로 방출할 수 있다. A via
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다. As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to a specific Example and should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 몸체를 기판으로 특정하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판 대신 본 발명에 따른 비아 홀을 형성하고 발광 다이오드를 제작할 수 있는 모든 종류의 몸체, 예를 들어 하우징, 세라믹 기판 등을 사용할 수도 있다. For example, the embodiment of the present invention has been described by specifying the body as a substrate, but is not limited to this, all kinds of bodies that can form a via hole according to the present invention and fabricate a light emitting diode instead of the substrate, for example For example, a housing, a ceramic substrate, etc. can also be used.
본 발명은 발광 다이오드의 기판을 수직 관통하여 열전도성 물질로 충진된 비아 홀을 형성함으로써, 발광 다이오드 칩으로부터 발산된 열을 외부에 효과적으로 방출할 수 있다. 더욱이, 비아 홀의 열이 들어가는 입구부를 상대적으로 넓은 면적으로 형성함으로써, 열 전달을 용이하게 하여 열 방출 효과를 극대화할 수 있 으며, 이에 따라 발광 다이오드 칩의 수명을 연장할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, a via hole filled with a thermally conductive material is formed vertically through a substrate of a light emitting diode, thereby effectively dissipating heat emitted from the light emitting diode chip to the outside. Furthermore, by forming the inlet portion into which the heat of the via hole enters a relatively large area, it is possible to maximize the heat dissipation effect by facilitating heat transfer, thereby extending the life of the light emitting diode chip.
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