KR101033008B1 - 엘이디 면조명용 인쇄회로기판 조립체 및 그 인쇄회로기판 조립체 제조 방법 - Google Patents

엘이디 면조명용 인쇄회로기판 조립체 및 그 인쇄회로기판 조립체 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 면조명용 PCB 조립체가 개시된다. 일 실시 예에서, 가로 및 세로의 길이가 정해져 있는 모판 PCB에 2행 2열 이상의 LED 칩을 구비한 제 1 PCB 기판용 배선 패턴을 간격을 두고 형성하고, 상기 제 1 PCB 기판용 배선 패턴의 열들의 상기 간격에 2행 2열 이상의 LED 칩을 구비한 제 2 PCB 기판용 배선 패턴의 열을 형성한 후 LED 칩의 조립 후에 상기 제 1 PCB 기판과 상기 제 2 PCB 기판의 배선 패턴 열을 분리함으로써 한 장의 모판 PCB로부터 두 장의 LED 면조명용 PCB 기판을 제조하는 것으로, 하나의 PCB 기판으로부터 두개의 동일한 기능을 갖는 면조명용 LED 조립체를 제조할 수 있는 것입니다.

Description

엘이디 면조명용 인쇄회로기판 조립체 및 그 인쇄회로기판 조립체 제조 방법{PRINTED-CIRCUIT BOARD ASSEMBLY FOR LED PLANE-LIGHT AND PRINTED-CIRCUIT BOARD ASSEMBLY MAKING METHOD THEREOF}
본 발명은 LED 면조명용 PCB 조립체 및 그 기판 조립체 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 면조명 규격을 제공하면서도 PCB 기판에서 2개의 조립체가 제조될 수 있는 LED 면조명용 PCB 조립체 및 그 기판 조립체 제조방법에 것에 관한 것이다.
일반적으로 면조명은 형광등을 다수개 배열한 후 확산판을 설치하여 이용하였다.
LED(Light Emitting Diode)는 전압을 인가하면 자체 발광하는 소자로서, 수명이 길고, 소비전력이 낮으며, 반응시간이 백만 배나 빠른 것이 특징이다.
또한, 형광등과 달리 깜빡임이 없고 수은, 납, 카드뮴등 유해물질 뿐만 아니라 자외선을 방출하지 않아 친환경적인 제품으로 각광받고 있다.
따라서, 면조명에도 LED가 표시용 광원을 비롯하여 일반 조명장치의 등에도 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래 LED 면조명의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
이러한, 종래 LED 면조명은 프레임(10)과, 복수개의 LED(22)가 장착되어 상기 프레임(10) 하부에 장착되는 PCB(PRINTED-CIRCUIT BOARD) 기판(20)이 다수개 연결되어 장착되며, 상기 프레임(10) 상부에 형성되는 확산판(30)으로 구성된다. 이때, PCB 기판(20) 상에 LED(22)를 편의상 3×3열로만 표현하였다.
일반적으로 종래 LED 면조명은 1×2 피트(ft) 또는 2×4 피트의 규격의 직사각형 또는 2×2 피트 규격의 정사각형의 형태로 제조된다.
그 이유는 이미 사무실 등에서 사용되고 있는 종래 면조명의 규격이 1×2 피트 또는 2×2 피트, 2×4 피트의 규격으로 제작되어 있기 때문에 종래 면조명을 교체하거나 새로 설치할 경우 LED 면조명도 종래 면조명과 동일한 규격이야 하기 때문이다.
이러한, 종래 LED 면조명에 장착되는 PCB 기판(20)은 1×1 피트의 PCB 기판(20)을 이용한다.
그 이유로는 LED 면조명의 규격이 1×2×4 피트의 규격을 가지고 있기 때문에 PCB 기판(20)을 면조명에 간편하게 설치할 수 있기 때문이다.
따라서 1×4 피트 또는 2×2 피트 크기의 LED 면조명 장치에 PCB 기판(20)을 장착하기 위해서는 LED 면조명의 규격에 따라 4개의 PCB 기판(20)이 필요하다.
이러한, 종래 LED 면조명에 사용되는 PCB 기판(20)은 복수개의 LED(22) 연결을 위한 신호선(23)이 PCB 기판(20) 전체에 형성되고, 신호선(23)이 형성된 부분에 LED(22)가 장착된다.
예를 들어 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 PCB 기판(20)에 장착되는 LED(22)는 1×1 피트 크기의 PCB 기판(20)상에 8×8개가 등 간격으로 장착되며, LED(22)와 LED(22)는 'd'와 같은 일정 간격을 갖는다.
이때, LED(22)가 PCB 기판(20)에 등 간격으로 장착되는 이유는 LED(22)를 면조명에 이용하기 위해서이다.
상기에서와 같이 1×1 피트 크기의 PCB 기판상에 8×8 개의 LED(22)가 장착할 경우 배선 패턴이 형성되지 않은 LED(22) 열과 열 사이에는 사용되지 않고 남는 부분이 생기게 됨으로써 한 장의 기판을 만드는데 대면적의 모판 PCB가 요구되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모판 PCB 상에 2행 2열 이상의 LED 칩이 실장될 수 있도록 제 1 PCB 기판용 배선 패턴을 형성하고, 상기 제 1 PCB 기판용 배선 패턴에 의해 LED 칩에 실장될 수 있는 열과 열 사이에 2행 2열 이상의 LED 칩이 실장될 수 있는 제 2 PCB 기판용 배선 패턴을 형성하여 하나의 모판 PCB에서 2개의 PCB 조립체를 제조할 수 있는 LED 면조명용 PCB 조립체를 제공함에 목적이 있다.
또한, 동일한 PCB 기판에서 2개의 PCB 조립체를 제조함에 따라 LED 면조명을 제조함에 있어서 PCB의 원가를 절감할 수 있는 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 LED 면조명용 PCB 조립체 제조방법의 일 측면은 가로 및 세로의 길이가 정해져 있는 모판 PCB에 2행 2열 이상의 LED 칩을 구비하는 제 1 PCB 기판용 배선 패턴 열들을 형성하고, 상기 제 1 PCB 기판용 배선 패턴의 열들 사이에 2행 2열 이상의 LED 칩을 구비하는 제 2 PCB 기판용 배선 패턴의 열들을 형성한 후 모판 PCB 상에 LED 칩을 조립하고, 이후, 상기 제 1 PCB 기판용 배선 패턴과 상기 제 2 PCB 기판용 배선 패턴 열들이 서로 분리될 수 있도록 모판 PCB를 분리함으로써 한 장의 모판 PCB로부터 두 장의 LED 면조명용 PCB 기판을 제조한다.
또한, 막대 형상으로 고정 볼트에 의해 고정되기 위한 하나 이상의 피고정용 구멍이 일정 간격을 두고 형성된 지지바를 상기 모판 PCB 기판의 가장자리에 분리될 수 있도록 형성한다.
그리고, 제 1 PCB 기판과 제 2 PCB 기판이 맞닿는 부분을 일정 길이로 연결하는 복수개의 절단용 연결부를 다수개 남겨두고 절단한다.
본 발명의 LED 면조명용 PCB 조립체 제조방법의 일 측면은 가로 및 세로의 길이가 정해져 있고, PCB 기판에 다수의 LED가 2행 2열 이상으로 미리 정해진 간격을 두고 배치되어 이루어진 LED 면조명용 PCB 조립체 제조 방법에 있어서, 모판 PCB상에 전도층을 부착하는 단계; 전도층이 부착된 모판 PCB 상에 2행 2열 이상의 LED 칩이 실장될 수 있도록 제 1 PCB 기판용 배선 패턴의 열들을 형성하고, 상기 제 1 PCB 기판용 배선 패턴의 열과 열 사이에 2행 2열 이상의 LED 칩이 실장될 수 있도록 제 2 PCB 기판용 배선 패턴의 열들을 형성하는 단계; 모판 PCB에 표면 보호제를 부착하는 단계; 모판 PCB상에 각각 형성된 제 1 기판용 배선 패턴과 제 2 기판용 배선 패턴이 서로 분리될 수 있도록 모체 PCB를 절단하는 단계; 및 제 1 기판용 배선 패턴과 제 2 기판용 배선 패턴에 LED를 실장하는 단계를 포함한다.
막대 형상으로 고정 볼트에 의해 고정되기 위한 하나 이상의 피고정용 구멍이 형성된 지지바를 상기 모판 PCB 기판의 가장자리에 분리할 수 있도록 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 절단하는 단계는, 제 1 PCB 기판과 제 2 PCB 기판이 맞닿는 부분을 연결하는 일정 길이의 절단용 연결부를 다수개 남겨두고 절단한다.
본 발명의 LED 면조명용 PCB 조립체의 일 측면은 LED 면조명용 PCB 조립체 제조 방법을 통해 제조된 핑거형상의 PCB 조립체이다.
본 발명의 LED 면조명용 PCB 조립체의 다른 측면은 평판 형상의 베이스부; 일정 길이와 폭을 가지며, 상기 베이스부의 일측에 일체로 형성된 복수개의 가지부; 및 상기 베이스부와 상기 복수개의 가지부에 미리 정해진 간격을 두고 장착되는 하나 이상의 LED 칩을 포함한다.
전술된 구성에 의해 본 발명에 따른 LED 면조명용 PCB 조립체 및 그 기판 제조방법은 하나의 PCB 기판으로부터 두개의 동일한 기능을 갖는 면조명용 LED 조립체를 제조할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
또한, 하나의 PCB 기판으로부터 2개의 동일한 기능을 갖는 면조명용 LED 조립체가 제조됨으로써 제조 원가를 낮출 수 있는 또 다른 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 종래 LED 면조명의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 2는 도 1에 따른 LED 면조명에 장착되는 LED를 장착한 PCB 조립체를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 LED 면조명용 PCB 조립체의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 LED 면조명용 PCB 조립체의 제조방법을 나타낸 공정 순서도.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 따른 LED 면조명용 PCB 조립체의 제조방법에 따른 PCB 조립체를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 LED 면조명용 PCB 조립체를 다수개를 연결하여 형성한 LED 면조명용 PCB 조립체를 나타낸 도면이다.
특정 실시예의 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예의 여러 설명을 제공한다. 그러나, 본 발명은 청구범위에 의해 한정되고 커버되는 다수의 여러 방법으로 구현될 수 있다. 본 상세한 설명은 동일한 참조 번호가 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하여 설명된다.
본 명세서에서 제공되는 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단순히 본 발명의 특정 실시예의 상세한 설명을 위해 사용된 것이기 때문에 본 발명을 특정 방법으로 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 나아가, 본 발명의 실시예는, 전체적으로 본 발명의 바람직한 속성들을 나타내거나 본 명세서에 제공된 발명을 실시하는데 필수적인 여러 신규한 특징을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 면조명용 PCB 조립체의 구성을 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 면조명용 PCB 조립체는 베이스부(112) 및 복수개의 가지부(114)를 포함하며, 베이스부(112)와 각 가지부(114)에 등 간격으로 복수개의 LED 칩(200)이 장착된다.
베이스부(112)는 평판 형상으로 복수개의 가지부(114)가 일측에 일체로 형성된다. 이러한, 베이스부(112)는 배선 패턴(116)이 형성되어 있으며 배선 패턴(116)이 형성된 부분에 하나 이상의 LED 칩(200)이 표면에 실장될 수 있다.
또한 베이스부(112)는 정전류 IC와 저항 등의 정류소자(118)를 배선 패턴(116)이 형성된 부분에 실장하여 LED 칩(200)을 보호할 수 있으며, LED 칩(200)에 전원을 공급하기 위한 전원 커넥터(119)를 더 실장한다.
그리고 가지부(114)는 일정 길이와 폭을 갖는 막대형상으로 베이스부(112) 일측에 일체로 연장되며, 베이스부(112)와 마찬가지로 배선 패턴(116)이 베이스부(112)로부터 연장되어 형성되고, 배선 패턴(116)이 형성된 부분에 하나 이상의 LED 칩(200)이 실장된다.
상기와 같은 LED 면조명용 PCB 조립체는 도 4에 도시된 바와 같은 공정방법을 통해 제조될 수 있다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같은 모판 PCB(100)상에 전도층을 부착한다(S1). 이때, 모판 PCB(100)상에 부착되는 도전층은 일반적으로 동박(구리박)을 이용할 수 있다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이 전도층이 부착된 모판 PCB(100) 상에 제 1 기판용 배선 패턴(116)과 제 2 기판용 배선 패턴(216)을 형성한다(S2). 즉, 1×1 피트의 모판 PCB(100) 상에 8×8 개의 LED 칩(200)이 등 간격으로 실장될 수 있도록 제 1 기판용 배선 패턴(116)을 형성하고, 제 2 기판(210)에 8×8 개의 LED 칩(200)을 실장할 수 있도록 제 1 기판(110)의 배선 패턴(116)에 의해 실장되는 LED 칩(200)의 열과 열 사이에 제 2 기판(210)의 배선 패턴(216)을 형성한다.
이때, 제 1 기판(110)의 배선 패턴(116)과 제 2 기판(210)의 배선 패턴(216)을 형성하는 방법은 레지스트를 인쇄하는 방법을 이용할 수 있다.
한편, 전도층(구리박)을 제거하는 방법은 식각액에 모판 PCB(100)를 담가 레지스트가 묻지 않은 부분의 전도층(구리박)을 제거할 수 있으며, 실크 스크린 인쇄, 사진 제판 및 PCB 밀링 등의 방법을 이용할 수도 있다.
이후, 제 1 기판(110)의 배선 패턴(116)과 제 2 기판(210)의 배선 패턴(216)이 형성된 모판 PCB(100)에 표면 보호제를 부착한다(S3).
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이 모판 PCB(100)상에 각각 형성된 제 1 기판(110)의 배선 패턴(116)과 제 2 기판(210)의 배선 패턴(216)이 분리될 수 있도록 절단하는 라우팅 과정을 수행한다(S4).
즉, 모판 PCB(100)는 중앙이 균등 구형파의 형상 또는 요철이 반복하는 형상으로 제 1 기판(110)과 제 2 기판(210)이 라우팅될 수 있다.
이때, 상기 라우팅 과정을 수행하는 단계(S4)에서는 모든 공정을 마친 후 간단하게 분리할 수 있도록 라우팅 시 완전히 분리시키지 않고 절단용 연결부(214)를 형성한다.
여기서, 일반적인 라우팅 작업은 작업자의 수작업에 의해 하나씩 인쇄 회로 기판을 분리하는 방법을 이용할 수도 있으며, 인쇄회로기판의 라우팅 장치와 같은 장치를 이용하여 자동으로 라우팅 과정을 수행할 수 있다.
이후, 각각 형성된 제 1 기판(110)의 배선 패턴(116)과 제 2 기판(210)의 배선 패턴(216)에 LED 칩(200)을 실장한다(S5).
그러면, 도 5d에 도시된 바와 같이 모체 기판(100)은 제 1 기판(110)과 제 2 기판(210)으로 분리되며 각각 동일한 기능을 하는 PCB 조립체로 사용될 수 있다.
상기와 같이 제조된 PCB 조립체(110)는 도 6에 도시된 바와 같이 지지판(300)에 하나 이상의 PCB 조립체(110)가 설치될 수 있다.
이때, 지지판(300)에 설치되는 PCB 조립체(110)는 베이스부(112)에 형성된 피고정구(115)에 체결용 볼트가 나사 결합된다.
그리고, 베이스부(112)에 일측에 일체로 연장된 가지부(114)는 지지바(130)를 통해 고정된다. 즉, 지지바(130)에 형성된 피고정구(131)에 체결용 볼트가 나사 결합된다.
이때, 지지바(130)에 형성된 피고정구(131)는 가지부(114)와 가지부(114) 사이에 위치하여 고정되며, 지지바(130)에 의해 복수개의 가지부(114) 또한 고정된다.
이렇게 설치된 지지판(300)은 프레임(10) 하부에 장착되며, 프레임(10) 상부에 확산판(30)을 설치함으로서 LED 면조명을 제작할 수 있다.
전술된 상세한 설명이 여러 실시예에 적용된 바와 같이 본 발명의 기본적인 신규한 특징들을 도시하고 기술하고 언급하였지만, 예시된 시스템의 형태 및 상세 사항에 대해 본 발명의 의도를 벗어남이 없이 여러 생략, 교체 및 변경이 이 기술 분야에 숙련된 자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 제 1 기판 112 : 베이스부
114 : 복수개의 가지 116 : 배선 패턴
118 : 정류소자 119 : 전원 커넥터
200 : LED칩
210 : 제 2 기판 214 : 절단용 연결부
216 : 배선 패턴

Claims (9)

  1. 가로 및 세로의 길이가 정해져 있는 모판 PCB에 2행 2열 이상의 LED 칩을 구비하는 제 1 PCB 기판용 배선 패턴 열들을 형성하고, 상기 제 1 PCB 기판용 배선 패턴의 열들 사이에 2행 2열 이상의 LED 칩을 구비하는 제 2 PCB 기판용 배선 패턴의 열들을 형성한 후 모판 PCB 상에 LED 칩을 조립하고, 이후, 상기 제 1 PCB 기판용 배선 패턴과 상기 제 2 PCB 기판용 배선 패턴 열들이 서로 분리될 수 있도록 모판 PCB를 분리함으로써 한 장의 모판 PCB로부터 두 장의 LED 면조명용 PCB 기판을 제조하되,
    막대 형상으로 고정 볼트에 의해 고정되기 위한 하나 이상의 피고정용 구멍이 일정 간격을 두고 형성된 지지바를 상기 모판 PCB 기판의 가장자리에 분리될 수 있도록 형성하는 LED 면조명용 PCB 조립체 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    제 1 PCB 기판과 제 2 PCB 기판이 맞닿는 부분을 일정 길이로 연결하는 복수개의 절단용 연결부를 다수개 남겨두고 절단하는 것을 특징으로 하는 LED 면조명용 PCB 조립체 제조 방법.
  4. 가로 및 세로의 길이가 정해져 있고, PCB 기판에 다수의 LED가 2행 2열 이상으로 미리 정해진 간격을 두고 배치되어 이루어진 LED 면조명용 PCB 조립체 제조 방법에 있어서,
    모판 PCB상에 전도층을 부착하는 단계;
    전도층이 부착된 모판 PCB 상에 2행 2열 이상의 LED 칩이 실장될 수 있도록 제 1 PCB 기판용 배선 패턴의 열들을 형성하고, 상기 제 1 PCB 기판용 배선 패턴의 열과 열 사이에 2행 2열 이상의 LED 칩이 실장될 수 있도록 제 2 PCB 기판용 배선 패턴의 열들을 형성하는 단계;
    막대 형상으로 고정 볼트에 의해 고정되기 위한 하나 이상의 피고정용 구멍이 형성된 지지바를 상기 모판 PCB 기판의 가장자리에 분리할 수 있도록 형성하는 단계;
    모판 PCB에 표면 보호제를 부착하는 단계;
    모판 PCB상에 각각 형성된 제 1 기판용 배선 패턴과 제 2 기판용 배선 패턴이 서로 분리될 수 있도록 모체 PCB를 절단하는 단계; 및
    제 1 기판용 배선 패턴과 제 2 기판용 배선 패턴에 LED를 실장하는 단계를 포함하는 LED 면조명용 PCB 조립체 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 절단하는 단계,
    제 1 PCB 기판과 제 2 PCB 기판이 맞닿는 부분을 연결하는 일정 길이의 절단용 연결부를 다수개 남겨두고 절단하는 것을 특징으로 하는 LED 면조명용 PCB 조립체 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 의해 제조된 PCB 조립체를 지지판에 설치하는 방법에 있어서,
    상기 PCB 조립체의 베이스부에 형성된 피고정구에 체결용 볼트가 나사 결합을 통해 상기 지지판에 고정하는 단계; 및
    상기 베이스부 일측에 일체로 연장된 상기 PCB 조립체의 가지부를 상기 지지바를 통해 상기 지지판에 고정하되, 상기 지지바에 형성된 피고정구에 체결용 볼트가 나사 결합되어 고정되는 단계를 포함하는 PCB 조립체를 지지판에 설치하는 방법.

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