KR100967419B1 - 형광물질 정량 토출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형광물질 정량 토출장치에 관한 것으로서, 배출 관로로 낙하되는 형광물질을 업/다운기구, 개폐기구 및 이송기구의 조합 작동에 의해 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질을 표시소자나 백라이트(Back Light)로 이용되는 칩 엘이디에 신속히 그리고 정확하게 공급할 수 있는 것이 특징이다.

본 발명의 상기 목적은 칩 엘이디에 형광물질을 정량으로 공급하는 형광물질 정량 공급장치에 있어서,

하우징(30)에 분말 형광물질을 수용하는 형광물질수용부(40)와, 상기 형광물질수용부(40)의 배출 관로(41)를 개폐하는 관로 개폐기구(50)와, 관로 개폐기구(50)에 의해 배출되는 형광물질의 양을 조절하도록 상,하로 승강되는 업/다운기구(60)와, 상기 관로 개폐기구(50)의 개폐작동과 업/다운기구(60)의 승강작동에 의해 필요한 만큼 양이 조절된 분말 형광물질을 노즐(80)로 이송하는 이송기구(70) 및,

분말 형광물질을 칩 엘이디로 토출하는 노즐(80)을 배치하여 구성된 것을 특징으로 하는 형광물질 정량 공급장치에 의하여 달성된다.

형광물질, 정량, 토출, 노즐, 업/다운기구, 관로 개폐기구, 이송기구

Description

형광물질 정량 토출장치{PHOSPHOR DISPENSER FOR A CHIP LED}

본 발명은 형광물질 정량 토출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칩 엘이디(chip LED)에 분말형태의 형광물질이 균일하게 실리콘과 섞여서 색상분포가 균일하게 이루어지는 엘이디용 형광물질 정량 토출장치에 관한 것이다.

최근 반도체 산업의 발전과 더불어 표시소자나 백라이트(Back Light)로 칩 엘이디(chip LED)가 많이 이용되고 있다.

이러한 칩 엘이디에 대하여 대한민국 공개특허(공개번호: 제10-2001-111231호)의 '칩엘이디의 구조 및 그 제조방법'이 개시되고 있다.

상기 선원 기술은 수지몰드의 성형이 포팅(Potting) 방식에 의해 칩의 주위에 돔형의 수지몰드를 성형하고 있으나, 그 형상이 매우 한정적임과 동시에 일정한 형상을 성형할 수 없어 제품성이 떨어지는 단점이 있었다.

특히, 인쇄회로기판의 상부에 액상 에폭시를 포팅에 돔형 수지몰드를 성형함으로써 평면상태의 인쇄회로기판과 접착력이 떨어져 열적 변형에 의해 장기간 사용시에 분리되는 단점, 액상 에폭시의 점도 특성에 따라서 그 높이를 크게 할 수 없어 제품성이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-562443호의 '칩 엘이디 패키지용 금형'에 개시 되고 있다.

상기 선원 기술은 수지몰드를 형성하는 다수의 몰드컵이 형성된 상부금형과 하부금형 사이에 리드 프레임 상에 다수의 칩엘이디를 적층 하여 접착제로 임시 고정한 상태로 개재하고 상, 하금형을 일정압력으로 가압한 상태에서 상부 금형에 형성된 주입공을 통하여 액상 에폭시를 공급로를 경유하여 다수의 몰드컵에 액상 에폭시를 주입하여 몸체와 반구형의 수지몰드를 일체로 성형하여 경화시킨 후에 절단 및 가공하여 칩 엘이디를 제조하였다.

그러나 이러한 선원기술은 그 제조공정이 매우 복잡함은 물론 어레이 된 칩 엘이디를 절단하여 가공하는 과정이 복잡하여 제조원가가 높아지는 단점, 특히 수지몰드와 몸체가 일체 성형 됨으로써 칩의 반사체 성형이 어려워 오히려 제품성이 떨어지는 단점이 있었다.

최근에는 포밍에 의해 리드 프레임의 일단에 단색 또는 레드, 그린, 블루의 가시광을 발산시키는 칩을 마운트하고, 홈형의 반사구조를 갖는 반사몸체를 성형하고, 상기 리드 프레임을 커팅에 의해 반사몸체의 외부에 전기접속의 리드프레임의 리드단자를 취출하고, 상기 각 리드단자는 반사몸체의 저부에 절곡 성형한 다음, 상기 반사몸체의 반사홈에 투광성을 갖는 액상의 EMC(Epoxy Mold Compound)를 디스펜싱에 의한 포팅(Potting) 방식에 의해 칩 보호용 수지몰드를 성형 경화시키고 다 수 열로 어레이 된 칩 엘이디를 개별소자로 분리하여 제조하였다.

그러나 분말형태의 형광물질을 실리콘과 혼합한 혼합물로 칩패키지를 형성하는 경우 실리콘의 점도에 의해 형광물질과 실리콘의 혼합이 균일하게 이루어지지 않아서 칩엘이디의 색상 분포도가 균일하지 않게 되는 단점이 있었다.

이와 달리 도 1a 및 도 1b에 예시된 바와 같이 분말 형태의 형광물질(Phosphor)을 실리콘과 별도로 공급하는 경우, 휠 형태로 회전시켜 일정한 량을 노즐을 통해 공급하는 정량 액추에이터 방식이 사용되었다.

그러나, 분말형태의 형광물질(P)을 일정량 공급하기 위해 휠(1)에 일정한 크기의 홈(4)이 형성되어 있다. 따라서 상기 홈(4)에 분말형태의 형광물질이 배출관로(3)를 통해 하방으로 낙하 되어 채워지면(도 1a 참조) 휠(1)이 회전하여 하방의 노즐(2)을 통해 칩엘이디로 공급되는 방식이어서 칩 엘이디의 크기에 따라 분말형태의 형광물질(P)의 공급량을 조절할 수 있는 수단이 구비되어 있지 않기 때문에 더 크거나 작은 필요한 만큼 양의 형광물질 공급용 홈이 형성된 휠(1) 자체를 교체하여야 하는 단점이 있었다.

이에 본 발명에서는 분말 형태의 형광물질의 공급량을 칩엘이디의 크기에 따라 다양하게 조절할 수 있는 형광물질 정량 토출 장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 하우징(30)에 분말 형광물질을 수용하는 형광물질수용부와, 상기 형광물질수용부의 배출 관로를 개폐하는 관로 개폐기구와,

관로 개폐기구에 의해 배출되는 형광물질의 양을 조절하도록 상,하로 승강되는 업/다운기구와,

상기 관로 개폐기구의 개폐작동과 업/다운기구의 승강작동에 의해 필요한 만큼 양이 조절된 분말 형광물질을 노즐로 이송하는 이송기구 및,

분말 형광물질을 칩 엘이디로 토출하는 노즐을 배치하여 구성한 것이 특징이다.

특히, 본 발명의 구체적인 실시을 위해 상기 관로 개폐기구는 형광물질 수용부 하부에 위치한 배출 관로를 개폐하도록 관로 개폐 액추에이터와, 이 관로 개폐 액추에이터의 작동에 의해 전,후진 작동되어 배출 관로를 차단하거나 개방하는 관로 개폐 로드로 구성되고,

상기 관로 개폐로드의 개폐작동에 의해 관로가 개방되는 배출 관로의 하방에는 분말 형태의 형광물질이 정량으로 낙하 되도록 업/다운기구의 업/다운 액추에이터에 의해 상,하로 승강되는 업/다운로드가 위치되고,

상기 업/다운로드에 의해 배출 관로 하방으로 낙하된 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)을 노즐로 이송하도록 이송기구는 이송 액추에이터와 수용공이 관통된 이송 로드로 구성한 것이 특징이다.

이러한 구체적인 본 발명의 실시예에서는 상기 배출 관로를 통해 형광물질이 낙하되기 전에, 업/다운기구의 업/다운 액추에이터의 작동에 의해 이송기구의 이송로드에 관통된 수용공내에 상방으로 이동 제어되는 업/다운로드의 상승 량에 의해 형광물질의 량을 조절할 수 있다.

본 발명에 의한 형광물질 정량 토출장치는 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 본 발명은 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질을 간단히 그리고 정확하게 공급할 수 있어서 칩 엘이디의 생산성 및 작업성이 크게 향상되는 효과가 있다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명의 특징은 다수 개로 어레이 된 칩 엘이디 자재의 반사몸체 홈형반사구조에 필요한 만큼 양이 조절된 분말 형광물질을 정량으로 토출하는 형광물질 정량 토출 장치를 구성한 것이다.

또한, 형광물질 정량 토출장치는 분말 형광물질을 수용하는 형광물질수용부와, 상기 형광물질수용부의 배출 관로를 개폐하는 관로 개폐기구와, 관로 개폐기구에 의해 배출되는 형광물질의 양을 조절하도록 상,하로 승강되는 업/다운기구와, 상기 관로 개폐기구의 개폐작동과 업/다운기구의 승강작동에 의해 원하는 필요한 만큼 양이 조절된 분말 형광물질을 노즐로 이송하는 이송기구와, 분말 형광물질을 칩엘이디로 토출하는 노즐로 구성된 것이 특징이다.

도 2 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면으로서, 이들 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 살펴보면,

도 2는 칩 엘이디 자재에 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질을 공급하기 위해 본 발명의 형광물질 정량 토출장치가 설치된 것을 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2의 주요부를 보여주는 부분 단면 측면도이다.

도 4는 도 3의 주요부를 보여주는 확대 단면도이다.

이러한 칩 엘이디 자재(10)는 리드프레임에 칩을 마운트하고, 홈형 반사구조(반사홈)(21)를 갖는 반사몸체(20)를 다수 개로 어레이 성형하고, 상기 리드 프레임을 커팅에 의해 반사몸체의 외부에 전기접속의 리드단자를 취출하여 반사몸체의 저부에 절곡 성형하여 제조하는 통상의 구조로 되어 있다.

다수 개의 칩 엘이디 자재(10)가 지지대(S)에 지지 및 안내되고, 상부에는 본 발명의 형광물질 정량 토출장치가 안내대(G)에 안내되어 지지대(S)에 지지된 칩 엘이디 자재(10)에 실리콘의 분배하는 디스펜서(B)와 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)을 공급하는 본 발명이 적용된 정량토출기(A)으로 구성된 칩 엘이디 제조장비이다.

도 5는 본 발명의 형광물질 정량 토출장치의 확대도이다.

이 형광물질 정량 토출장치는 하우징(30)에 분말 형광물질을 수용하는 형광물질수용부(40)와, 상기 형광물질수용부(40)의 배출 관로(41)를 개폐하는 관로 개폐기구(50)와, 관로 개폐기구(50)에 의해 배출되는 형광물질의 양을 조절하도록 상,하로 승강되는 업/다운기구(60)와, 상기 관로 개폐기구(50)의 개폐작동과 업/다운기구(60)의 승강작동에 의해 원하는 필요한 만큼 양이 조절된 분말 형광물질을 노즐(80)로 이송하는 이송기구(70)와, 분말 형광물질을 칩엘이디로 토출하는 노즐(80)로 구성된다.

상기 관로 개폐기구(50), 업/다운기구(60), 이송기구(70)은 하우징(30)의 내부에 배치됨과 동시에 별도 제어부(미도시함)과 전기적으로 연결되어 제어부의 제어에 의해 동작하도록 되어 있다.

또한, 형광물질 수용부(40)는 분말 형태의 형광물질(P)이 수용되어 있다.

상기 관로 개폐기구(50)는 형광물질 수용부(40)의 하부에 위치한 배출 관로(41)를 개폐하도록 관로 개폐 액추에이터(51)와, 이 관로 개폐 액추에이터(51)의 작동에 의해 전,후진 작동되어 배출 관로(41)를 차단하거나 개방하는 관로 개폐 로드(52)로 구성된다.

상기 관로 개폐로드(52)의 개폐작동에 의해 관로가 개방되는 배출 관로(41)의 하방에는 분말 형태의 형광물질(P)이 정량으로 낙하 되도록 업/다운기구(60)의 업/다운 액추에이터(61)에 의해 상,하로 승강되는 업/다운로드(62)가 위치된다.

그리고 업/다운로드(62)에 의해 배출 관로(41) 하방으로 낙하된 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)을 노즐(80)로 이송하도록 이송기구(70)는 이송 액추에이터(71)와 이송 로드(72)로 구성된다.

이때, 상기 이송로드(72)는 이송되는 형광물질(P)을 수용하는 수용공(73)이 관통되고, 이 수용공에 상기 업/다운기구(60)의 업/다운로드(62)가 상승하여 결합되고, 또한, 상기 업/다운로드(62)의 상승 거리에 의해 상기 형광물질(P)의 량이 조절된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 형광물질 정량 토출 장치의 동작을 도 6 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.

형광물질 수용부(40)로 하부로 낙하되는 통로인 배출 관로(41)와 이송기구(70)의 이송로드(72)의 수용공(73)이 일치된 상태로 이송 액추에이터(71)의 동작에 의해 후퇴된 상태로 위치된다.

이때, 관로 개폐기구(50)도 관로 액츄에이터(51)의 동작에 의해 관로 개폐로드(52)도 후퇴하여 상기 배출 관로(41)를 개방한 상태로 위치되어 있으나, 업/다운기구(60)의 업/다운 액추에이터(61)의 동작에 의해 상기 이송로드(72)의 수용공(73) 내에 상방으로 이동 위치되어 배출 관로(41)의 통로가 막힌 상태이다.(도 6 참조).

이러한 상태에서 이송로드(72)의 수용공(73)에 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)이 채워지도록 이송 액추에이터(71)의 제어 작동에 의해 일정 거리로 이동되면 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)이 배출 관로(41)를 통해 상기 수용공(73)에 낙하하여 채워진다(도 7참조).

이러한 상태에서 상기 관로 개폐기구(50)의 관로 개폐 액추에이터(51)를 동작하여 관로 개폐로드(52)를 전진 이동하여 배출 관로(41)를 차단함과 동시에 상기 업/다운로드(62)의 제어에 의해 상기 이송 로드(72)의 이동에 방해되지 않도록 상기 수용공(73)의 하단을 막은 상태로 완전히 하강 위치되고, 이송기구(70)의 동작 제어로 상기 이송 로드(72)가 이송 액추에이터(71)에 의해 전진 이동됨에 따라서 형광물질(P)이 노즐(80)로 토출된다(도 8참조).

노즐(80)을 통한 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)을 토출한 후 상기 이송 로드(72)는 다시 이송액추에이터(71)의 동작에 의해 후방으로 복귀이동하여 상기 이송 로드(72)에는 형광물질(P)이 낙하되는 수용공(73)이 배출 관로(41) 하방에 위치된다(도 9 참조). 이때 배출 관로(41)는 관로 개폐기구(50)의 관로 개폐 로드(52)에 의해 여전히 폐쇄된 상태이고, 업/다운기구(60)의 업/다운로드(62)도 본래의 하강 상태가 유지한 상태로 있게 된다. 그러나 노즐(80)측 통로는 이송 로드(72)에 의해 밀폐된 상태이다.

다시 업/다운로드(62)가 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)이 이송 로드(72)의 수용공(73)에 수용되도록 업/다운 액추에이터(61)에 의해 상승(도 10 참조) 된 다음 관로 개폐 액추에이터(51)의 작동에 의해 개폐 로드(52)가 후퇴작동되어 배출 관로(41)의 개방이 이루어지고 이송 로드(72)의 수용공(73)에 형광물질(P)이 낙하되어 수용된다(도 11 참조).

이후 상기에서와 마찬가지로 동일한 동작이 순차적으로 그리고 반복하여 이루어진다. 즉, 배출 관로(41)를 통해 형광물질(P)이 하방으로 낙하되고, 관로 개폐기구(50), 업/다운기구(60) 및 이송기구(70)가 연계 작동하여 노즐(80)로 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)이 토출 된다.

본 발명의 형광물질 정량 토출장치는 업/다운기구(60)가 업/다운 이동에 의해 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)을 정량으로 정확히 공급할 수 있어서 칩 엘이디의 크기에 따라 변동된 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)을 공급하도록 토출장치를 교체할 필요가 없다.

도 1a 및 1b는 종래의 형광물질 토출장치를 보여주는 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명의 형광물질 정량 토출장치를 적용한 LED 제조장비의 사시도.

도 3은 도 2의 부분 단면 측면도.

도 4는 도 3의 주요부 확대 단면도.

도 5는 본 발영의 발췌 확대 단면도.

도 6도 내지 도 11은 도 5의 요부 발췌 확대도로서, 형광물질 정량 공급에 따른 작동상태도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: 칩 엘이디 자재 20: 반사몸체

21: 반사홈 41: (형광물질) 배출 관로

50: 개폐기구 51: 관로 개폐 액추에이터

52: 관로 개폐로드 60: 업/다운기구

61: 업/다운 액추에이터 62: 업/다운로드

70: 이송기구 71: 이송 액추에이터

72: 이송 로드 73: 수용공

80:노즐

Claims (3)

1. 칩 엘이디에 형광물질을 정량으로 공급하는 형광물질 정량 공급장치에 있어서,

   하우징(30)에 분말 형광물질을 수용하는 형광물질수용부(40)와, 상기 형광물질수용부(40)의 배출 관로(41)를 개폐하는 관로 개폐기구(50)와,

   관로 개폐기구(50)에 의해 배출되는 형광물질의 양을 조절하도록 상,하로 승강되는 업/다운기구(60)와,

   상기 관로 개폐기구(50)의 개폐작동과 업/다운기구(60)의 승강작동에 의해 필요한 만큼 양이 조절된 분말 형광물질을 노즐(80)로 이송하는 이송기구(70) 및,

   분말 형광물질을 칩 엘이디로 토출하는 노즐(80)을 배치하여 구성된 것을 특징으로 하는 형광물질 정량 공급장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 관로 개폐기구(50)는 형광물질 수용부(40) 하부에 위치한 배출 관로(41)를 개폐하도록 관로 개폐 액추에이터(51)와, 이 관로 개폐 액추에이터(51)의 작동에 의해 전,후진 작동되어 배출 관로(41)를 차단하거나 개방하는 관로 개폐 로드(52)로 구성되고,

   상기 관로 개폐로드(52)의 개폐작동에 의해 관로가 개방되는 배출 관로(41)의 하방에는 분말 형태의 형광물질(P)이 정량으로 낙하 되도록 업/다운기구(60)의 업/다운 액추에이터(61)에 의해 상,하로 승강되는 업/다운로드(62)가 위치되고,

   상기 업/다운로드(62)에 의해 배출 관로(41) 하방으로 낙하된 필요한 만큼 양이 조절된 형광물질(P)을 노즐(80)로 이송하도록 이송기구(70)는 이송 액추에이터(71)와 수용공(73)이 관통된 이송 로드(72)로 구성된 것을 특징으로 하는 형광물질 정량 공급장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 배출 관로(41)를 통해 형광물질이 낙하되기 전에, 업/다운기구(60)의 업/다운 액추에이터(61)의 작동에 의해 이송기구(70)의 이송로드(72)에 관통된 수용공(73)내에 상방으로 이동 제어되는 업/다운로드(62)의 상승 량에 의해 형광물질의 량을 조절하는 것을 특징으로 하는 형광물질 정량 공급장치.

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