KR101046750B1 - 발광 다이오드 모듈 및 그 제조 방법, 상기 발광 다이오드모듈을 구비하는 등기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 소자에만 형광체 물질이 도포될 수 있도록 하는 댐부와 LED 소자가 발사한 광을 효과적으로 반사시켜 광량의 손실을 줄이고 집중화를 도모하는 반사층부를 구비하는 발광 다이오드 모듈 및 그 제조 방법, 상기 발광 다이오드 모듈을 구비하는 등기구에 관한 것이다. 본 발명은 전자회로 구성이 가능한 플레이트로 형성된 기판부; 기판부 위에 소정 개수의 광원을 장착하여 형성한 발광체부; 발광체부를 둘러싸며, 발광체부보다 더 높게 형성한 댐부; 댐부에 의하여 발광체부에만 도포 형성된 코팅층; 및 댐부 외곽에 댐부보다 더 높게 형성되며, 일면 전체 또는 일부가 빗면을 형성하거나 상기 일면이 계단 모양 또는 톱니 모양을 형성하는 반사층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈을 제공한다. 본 발명에 따르면, LED 모듈 제조시 LED 소자와 기타 부품(예컨대, Drive IC, 저항, 커패시터 등)의 손상이 방지되며, 광량 손실의 최소화와 광량 집중 현상으로 발광 기능의 효율성이 극대화된다.

발광 다이오드(LED), LED 모듈, 반사판, 실리콘 댐(silicon dam), 세미 클린 룸, 부타디엔(butadiene) 수지

Description

발광 다이오드 모듈 및 그 제조 방법, 상기 발광 다이오드 모듈을 구비하는 등기구 {LED Module and manufacturing method thereof, and lighting apparatus having the said LED Module}

본 발명은 발광 다이오드 모듈 및 그 제조 방법, 상기 발광 다이오드 모듈을 구비하는 등기구에 관한 것이다. 보다 상세하게는, LED 소자에만 형광체 물질이 도포될 수 있도록 하는 댐부와 LED 소자가 발사한 광을 효과적으로 반사시켜 광량의 손실을 줄이고 집중화를 도모하는 반사층부를 구비하는 발광 다이오드 모듈 및 그 제조 방법, 상기 발광 다이오드 모듈을 구비하는 등기구에 관한 것이다.

발광 다이오드(LED)는 p형과 n형 반도체의 접합으로 이루어져 있으며, 전압을 가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드 갭(band gap)에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하는 일종의 광전자 소자이다. 발광 다이오드는 정보·통신 기기를 비롯한 전자 장치의 표시·화상용 광원으로 이용되어 왔으며, 1990년대 중반 이후에 청색 LED가 개발되면서 총천연색 디스플레이가 가능하게 되었다. 발광 다이오드 광원은 열손실이 작은 광원으로서 백열구에 비해 전력 소비량이 매우 작아 에너지 절약이 가능하며, 수명 및 유지 보수 면에서도 우수한 특징을 나타내고, 무 (無)수은으로 환경 친화적이다. 이러한 이유로, 발광 다이오드를 장착한 LED 모듈은 일반 조명등, 건물 장식등, 무드(mood)등, 차량등, 교통 신호등, 실내·외 전광판, 유도등, 경고등, 각종 보안장비용 광원, 살균·소독용 광원 등에 폭넓게 활용되고 있다.

그런데, 종래 LED 모듈은 LED 어레이(array) 배열의 모듈(module)을 제조함에 있어서 다음과 같은 문제점을 노출시켰다.

첫째, 종래 LED 모듈은 제조시 SMT(Surface Mount Technology) 작업, 다이 본딩(Die bonding) 등을 순차적으로 실행한 후, 열풍 건조(Cure) 과정을 진행하였다. 이로 인하여, 고온에 의해 Drive IC, 저항, 캐패시터(capacitor) 등이 손상되는 현상이 자주 발생하여 LED 모듈에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점을 낳았다.

둘째, 상기 문제점을 해결하기 위해 종래 LED 모듈은 제조시 다이 본딩, 와이어 본딩(Wire bonding)을 실행한 후, 그 위에 형광체 물질을 도포하기 전에 SMT 작업을 진행하였다. 그러나, 이러한 제조 방법은 SMT 작업 도중 진동이나 각종 이물질에 의해 LED 소자가 손상되거나, LED 소자와 PCB 패턴을 연결하는 와이어가 끊어지는 현상이 수시 발생하는 문제점을 낳았다. 만약 이 문제점을 해소하기 위해 형광체 물질을 도포한 후에 SMT 작업을 진행한다면 형광체 물질로 인해 SMT 작업이 어렵게 되는 불편이 따른다.

세째, 상기 둘째에서 표면화된 문제점을 해소할 수 있는 방안으로 형광체 물질 도포에 LED 모듈 케이스(LED Module Case)를 이용하는 방법이 대두될 수 있다. 통상 LED 모듈 케이스를 장착하지 않은 상태에서 형광체 물질을 도포하게 되면 점 도 때문에 형광체 물질이 LED 소자 주변의 다른 부품에도 묻게 된다. 이를 방지하기 위해 LED 모듈 케이스를 장착한 후 형광체 물질을 도포하게 되면 외부로 드러난 LED 소자에만 형광체 물질이 도포되기 때문에 상기 둘째에서 표면화된 문제점을 해결할 수 있게 된다. 그러나, 이는 LED 모듈 케이스와 형광체 물질의 접착 현상을 일으켜 오히려 이후 진행될 예정인 SMT 작업을 불가능하게 만들어 버린다.

한편, 종래 LED 모듈은 구조적으로 다음과 같은 문제점도 가지고 있었다. 즉, 종래 LED 모듈은 LED 소자에서 발사된 광을 효과적으로 반사시켜 주지 못해 광량의 분산 및 광량의 손실을 막아주지 못했다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하나 이상의 LED 소자로 구성된 발광체부를 둘러싸도록 실리콘 댐을 형성시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈 및 그 제조 방법, 상기 발광 다이오드 모듈을 구비하는 등기구를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 발광체부가 발사한 광을 효과적으로 반사시킬 수 있도록 댐부 둘레에 상기 댐부보다 더 높게 반사판을 형성시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈 및 그 제조 방법, 상기 발광 다이오드 모듈을 구비하는 등기구를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 전자회로 구성이 가능한 플레이트로 형성된 기판부; 상기 기판부 위에 소정 개수의 광원을 장착하여 형성한 발광체부; 상기 발광체부를 둘러싸며, 상기 발광체부보다 더 높게 형성한 댐부; 상기 댐부에 의하여 상기 발광체부에만 도포 형성된 코팅층; 및 상기 댐부 외곽에 상기 댐부보다 더 높게 형성되며, 일면 전체 또는 일부가 빗면을 형성하거나 상기 일면이 계단 모양 또는 톱니 모양을 형성하는 반사층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈을 제공한다.

바람직하게는, 상기 반사층부에 형성되는 빗면은 평평한 형태, 움푹 패인 U자 형태, 볼록한 ∩자 형태, 및 톱니 형태 중 어느 하나의 형태를 형성한다.

바람직하게는, 상기 LED 모듈은 상기 발광체부의 발광 구동에 기여하는 부품을 상기 기판부 위에 장착하여 형성한 모듈 소자부; 및 상기 발광체부를 노출시키고 상기 모듈 소자부를 밀폐시키며, 중공에 접하는 내부면이 상기 반사층부의 일면에 맞물리는 형태를 가지는 모듈 케이스부를 더 포함한다.

또한, 본 발명은 (a) 전자회로 구성이 가능한 기판부 위에 발광 기능을 하는 발광체부를 실장시키는 단계; (b) 중공이 형성된 모듈 케이스부를 상기 기판부 위에 장착시키되 상기 모듈 케이스부의 중공에 의해 상기 발광체부가 노출되게 상기 모듈 케이스부를 상기 기판부 위에 장착시키는 단계; (c) 상기 발광체부를 둘러싸는 댐부를 상기 발광체부와 상기 모듈 케이스부 사이에 형성시키는 단계; (d) 금속 성분을 포함하는 반사층부를 상기 모듈 케이스부와 상기 댐부 사이에 형성시키는 단계; 및 (e) 상기 발광체부 위에 코팅층을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈의 제조 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 (e) 단계의 이후 단계로서, (f) 상기 모듈 케이스부와 상기 반사층부를 상기 기판부로부터 탈착시킨 뒤 상기 발광체부의 발광 구동에 기여하는 부품으로 구비된 모듈 소자부를 상기 기판부 상의 상기 모듈 케이스부에 의해 밀폐되는 위치에 장착시키는 단계를 더욱 포함한다.

바람직하게는, 상기 (d) 단계에서의 반사층부는 상기 기판부 위 또는 상기 모듈 케이스부의 내부면에 금속재를 가압 접착시켜 형성시키거나, 도금하여 형성시키거나, 금속원소를 증착시켜 형성시키거나, 또는 부타디엔 수지를 더 포함하여 형성시킨다.

또한, 본 발명은 조명 역할이나 지시 역할을 하는 등기구에 있어서, 전자회로 구성이 가능한 플레이트로 형성된 기판부와, 상기 기판부 위에 소정 개수의 광원을 장착하여 형성한 발광체부와, 상기 발광체부를 둘러싸며 상기 발광체부보다 더 높게 형성한 댐부와, 상기 댐부에 의하여 상기 발광체부에만 도포 형성된 코팅층, 및 상기 댐부 외곽에 상기 댐부보다 더 높게 형성되며, 일면 전체 또는 일부가 빗면을 형성하거나 상기 일면이 계단 모양 또는 톱니 모양을 형성하는 반사층부를 포함하는 LED 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 등기구를 제공한다.

본 발명은 후술하는 구성 및 방법에 따라 다음과 같은 효과를 발생시킨다. 첫째, 실리콘 댐을 이용하여 형광체 물질을 도포함으로써 LED 소자와 기타 부품(예컨대, Drive IC, 저항, 커패시터 등)의 손상을 방지하며, 제조시 SMT 작업이 원활하게 이루어지도록 한다. 둘째, 반사판의 탑재로 LED 소자가 발사하는 광을 집중시켜 효율성을 극대화시키고, 광량의 손실을 최소화한다. 세째, PCB 표면에 방열 코팅층을 형성시킴으로써 LED의 수명을 최대 연장하고, 히트 싱크(heat sink)의 소형화를 실현한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또 는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈의 측단면도이다. 상기 도 1에 도시한 바에 따르면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈(100)은 기판부(110), 모듈 케이스부(115), 발광체부(120), 모듈 소자부(125), 반사층부(130), 댐부(135) 및 코팅층(140)을 포함한다.

기판부(110)는 LED 모듈(100)의 저면에 형성되는 구성부로서, 본 발명의 실시예에서 발광체부(120)와 모듈 소자부(125)가 장착되는 플레이트(plate)로 구현된다. 이러한 기판부(110)는 예컨대 PCB(Printed Circuit Board)로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 방열 부재가 탑재된 메탈 PCB로 구현된다. 기판부(110)를 방열 부재가 탑재된 메탈 PCB로 구현하면, 방열 효과가 일반적인 PCB보다 더욱 향상된다. 또한, LED 칩의 고밀도 집적화, LED 모듈의 소경량화 등에 따라 초래되는 방열 한계로 인한 LED 소자의 열손상 위험도 최소화시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서 LED 모듈(100)의 방열 기능을 더욱 향상시키기 위해 기판부(110) 상면 또는 저면에 방열 코팅층을 형성시킴도 가능하다. 방열 코팅층은 예컨대 에폭시 수지 60~70 중량%와 은(Ag) 입자 20~25 중량%와 세라믹 입자 10~15 중량%의 혼합물(Ag/세라믹/에폭시)로 이루어질 수 있다. 방열 코팅층의 구성이 이와 같을 경우, 도전성 접착제로써의 역할이 가능하며, 은 입자에 의하여 전기 전도도와 열 변형 온도의 향상(열전도 계수가 3~5 W/(m·K)), 에폭시 수지의 변성 방지 등도 기대할 수 있게 된다. 본 발명의 실시예에서 은 입자는 평균 직경이 20~40 nm인 것이 바람직하며, 세라믹 입자는 30~250 nm인 것이 바람직하다. 특히, 세라믹 입자는 알루미나(Al₂O₃), 탄화규소(SiC), 질화알루미늄(AlN: Aluminum Nitride) 등으로 이루어진 고열전도성 세라믹 입자인 것이 더욱 바람직하다.

모듈 케이스부(115)는 본 발명의 실시예에서 일면이 개방되고 중공부가 형성되며 내부가 비어 있는 통 형태로 구현된다. 모듈 케이스부(115)는 이러한 구조를 통하여 기판부(110) 위에 장착되는 발광체부(120)와 모듈 소자부(125)를 보호하는 덮개 역할을 하게 된다. 구체적으로, 모듈 케이스부(115)는 비어 있는 내부 공간을 통하여 기판부(110) 위에 장착된 모듈 소자부(125)를 밀폐시키며, 중공부를 통하여 발광체부(120)의 일부(즉, 광이 발사되는 부분)만 외부로 노출되도록 한다.

이하, 도면을 참조하여 모듈 케이스부(115)의 구조를 구체적으로 설명한다. 도 2a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 모듈 케이스부의 사시도이고, 도 2b는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 모듈 케이스부의 사시도이다.

도 2a를 참조하면, 모듈 케이스부(115)는 중공부(200)와 이를 둘러싸는 벽부(210)로 이루어진다. 벽부(210)는 이미 언급하였듯이 하부면이 개방되며, 내부는 비어있는 형태를 가지고 있다. 또한, 벽부(210)는 중공부(200)에 접하는 내측 테두리면(211) 중에서 그 일부(상측 테두리면)가 경사지게 형성된다. 본 발명의 실시예에서 이를 언덕부(212)라 하며, 이 언덕부(212)는 중공부(200)가 상방으로 벌어진 깔대기 형태를 가지도록 바깥쪽 방향으로 경사각을 형성한다.

본 발명의 실시예에서 언덕부(212)의 형성은 발광체부(120)에서 발사되는 광이 벽부(210)에 부딪혀 광량이 감소되는 현상을 방지하는 데에 매우 효율적이다. 언덕부(212)와 벽부(210)의 내측 하부 테두리면(213) 간에 형성되는 경사각(∠A)의 범위는 180°~270°, 바람직하게는 상기 경사각의 범위는 210°~240°이다. 경사각의 범위가 210°~240°일 경우 광량 감소 방지에 최적이게 된다. 한편, 언덕부(212)는 바깥쪽 방향으로 벌어지는 형상을 띠되, 그 표면이 평탄한 것이 일반이다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 이에 한정되지 않고, 표면이 움푹 패인 컵(∪)형, 볼록하게 돌출한 캡(∩)형, 톱니형 등으로 형성되는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 실시예에서 벽부(210)는 내측에 언덕부(212)를 형성하는 것에 한정되지 않는다. 즉, 도 2b에서 보는 바와 같이 벽부(210)가 내측에 층계를 형성하는 것도 가능하다. 도 2b에 도시된 벽부(210)는 내측에 2단 층계를 형성하는데 이에 꼭 한정될 필요는 없으며, 3단 이상의 다단 층계를 형성하는 것도 가능하다. 언덕부(212)가 광량 감소 방지에 효율적인 점을 참작할 경우, 벽부(210)는 내측에 5단 내지 7단의 다단 층계를 형성함이 가장 바람직하겠다. 한편, 벽부(210)는 내측을 톱니 모양으로 구현시키는 것도 가능하다. 벽부(210) 내측이 톱니 모양으로 구현될 경우 벽부(210) 내측 일부면은 발광체부(120)에서 발사된 광을 반사시켜 주어 광량 감소 방지에도 매우 효과적이게 된다.

다시 도 1을 참조하여 LED 모듈(100)의 각 구성부에 대해 설명한다.

발광체부(120)는 발광 기능을 수행하는 구성부로서, 본 발명의 실시예에서 하나 이상의 LED 소자(LED Chip)를 포함하며, 모듈 케이스부(115)의 중공부를 통하여 기판부(110) 위에 장착된다. 발광체부(120)를 구성하는 각각의 LED 소자에는 에폭시 계열 수지와 형광체의 혼합물인 코팅층(140)이 평탄하고 균질하게 도포되어 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 형광체의 침전으로 인한 빛의 확산성 및 밝기의 저하 현상을 효과적으로 방지할 필요성이 있기 때문이다. 코팅층(140)을 구성하는 에폭시 계열 수지와 형광체의 혼합비는 상기 이유를 참작하여 0.1 대 9.9 ~ 2.0 대 8.0으로 설정함이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예에서 코팅층(140)은 투명한 젤 타입의 실리콘계 물질 또는 실리콘과 형광체의 배합물로 이루어짐도 가능하다. 한편, 발광체부(120)의 LED 소자는 골드 와이어(gold wire)를 이용하여 PCB 패턴에 연결될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서 이에 꼭 한정할 필요는 없다.

모듈 소자부(125)는 본 발명의 실시예에서 드라이브 IC(Drive IC), 저항, 커패시터 등으로 구성되며, 기판부(110) 위에 장착되어 모듈 케이스부(115)의 내부 빈 공간을 통해 밀폐된다. 모듈 소자부(125)를 모듈 케이스부(115)에 의해 밀폐시키는 이유는 외부로부터 가해지는 충격으로부터 보호하기 위해서이다.

반사층부(130)는 본 발명의 실시예에서 벽부(210)의 내측 테두리면(211) 전체에 맞물리도록 형성되는 두께층으로서, 도금시키거나 니켈(Ni), 크롬(Cr3+) 등의 금속 원소를 증착시킴으로써 금속층을 형성한다. 이러한 반사층부(130)는 광을 효과적으로 반사시켜 광량의 집중화 또는 광량의 손실(Loss)을 제거하는 데에 매우 유익한 장점이 있다. 반사층부(130)는 모듈 케이스부(115) 및 댐부(135)와의 결합 력 향상을 고려하여 부타디엔(Butadiene) 수지를 성분으로 함유함이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예에서 반사층부(130)는 코칭(도금)이나 금속원소 증착을 통해 금속층을 형성함에 한정되지 않는다. 예컨대, 반사층부(130)는 스테인리스 강(Stainless steel), 알루미늄 등의 금속재를 가압(press) 접착시킴으로써 형성하는 것도 가능하다. 한편, 반사층부(130)는 반드시 벽부(210)의 내측 테두리면(211) 전체에 형성될 필요는 없다. 예컨대, 반사층부(130)는 벽부(210)의 내측 하부 테두리면(213) 전부와 벽부(210)의 내측 상부 테두리면 일부에만 형성되는 것도 가능하다.

댐부(135)는 반사층부(130)에서 측방으로 적층되는 두께층으로, 분말 형태의 실리콘(Silicon)을 도포시킴으로써 형성된다. 이러한 댐부(135)는 발광체부(120) 일둘레에 형성되어 코팅층(140)을 측면에서 보호하는 기능을 한다. 댐부(135)를 이용하여 코팅층(140)을 보호해야 하는 이유는 코팅층(140)이 발광체부(120)의 빛을 최대화하고 이로써 고휘도의 빛을 발생시키는 데에 기여하기 때문이다. 한편, 댐부(135)는 PCB 기판 제조시 사용되는 재료인 잉크를 가지고 형성시키는 것도 가능하다.

이상 상술한 구성을 가지는 LED 모듈(100)은 LED 어레이(Array) 배열의 모듈을 구현함에 있어서 작업의 효율성, 제품이나 각각의 구성 부품들에 대한 기능 신뢰성 등을 확보시켜 주는 장점이 있다.

본 발명에 따른 LED 모듈(100)은 백색 광원을 구현함에 있어서 예컨대 질화인듐갈륨(InGaN)계 청색 LED에서 YAG(Yttrium Aluminium Garnet)계 황색 발광체를 여기하는 방식을 이용하거나, 또는 자외선(UV) LED에서 적색(R)/녹색(G)/청색(B) 형광체를 여기하는 방식을 이용할 수 있다. 물론, 본 발명에 따른 LED 모듈(100)이 백색 광원을 구현하는 방식이 이에만 한정되는 것은 아니다.

한편, LED 모듈(100)은 각종 형광체의 조합으로 백색 광원 이외에 다양한 색상의 광원을 발생시킬 수도 있다. 이에 따라, LED 모듈(100)은 조명등 외에도 장식등, 무드등, 차량등, 신호등, 전광판, 유도등, 경고등 등에도 구현될 수 있어 응용 범위가 매우 넓어짐은 당연하다.

한편, LED 모듈(100)은 날씨 변화에 따라 조명색이 자동으로 조절될 수 있도록 습도를 감지하는 습도 센서(Humidity sensor), 상기 습도 센서가 감지한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 컨버터, 내장된 IC(Integrated Circuit)를 이용하여 습도값을 나타내는 디지털 신호를 조명색을 조절하는 기준에 적용하여 조명색의 조절 여부를 결정하는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 등을 더 포함할 수도 있다. 이 경우, LED 모듈(100)은 가로등, 터널등 등 실외 조명등으로 매우 적합하게 된다.

다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈(100)의 제조 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 이하, 도 3을 참조한다.

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제1 단계 : 발광체부(120)를 기판부(110) 위에 실장함(S300) → 제2 단계 : 모듈 케이스부(115), 반사층부(130), 댐부(135)를 기판부(110) 위에 장착함(S310) → 제3 단계 : 코팅층(140) 도포 및 건조(S320) → 제4 단계 : 모듈 케이스부(115)와 반사층부(130)를 기판부(110)에서 탈착시킨 다음 모듈 소자부(125)를 실장함(S330) → 제5 단계 : 모듈 케이스부(115)와 반사층부(130)를 기판부(110)에 다시 장착하고 몰딩 처리함(S340) → 제6 단계 : 기타 공정을 거쳐 LED 모듈(100)을 최종 생성함(S350)
먼저, 발광체부(120)를 기판부(110) 위에 실장(mounting)시킨다(S300). 본 실시예에서 발광체부(120)를 기판부(110) 상에 실장시키는 데에는 열 압착 방식(thermocompression bonding) 또는 초음파 접착 방식(ultrasonic bonding)의 다이 본딩(Die bonding)과 와이어 본딩(Wire bonding)이 이용된다. 따라서, S300 단계에서는 다이 본더 지그(Die bonder jig) 또는 와이어 본더 지그(Wire bonder jig)를 구비함이 필요하다.
이후, 발광체부(120)는 중공부를 통해 외부로 노출되고 모듈 소자부(125)는 밀폐되도록 모듈 케이스부(115)를 기판부(110) 위에 장착시킨다(S310). 이후, 발광체부(120)와 모듈 케이스부(115) 사이에 발광체부(120)를 둘러싸는 댐부(135)를 형성시킨다. 기판부(110)의 방열 효과를 증진시키기 위해 상면 또는 저면에 방열 코팅층을 형성시키고자 하는 경우에는 방열 코팅층 형성을 댐부(135) 형성 전에 우선하여 진행함이 바람직하다. 물론, 본 실시예에서는 댐부(135) 형성 뒤 댐부(135)에 둘러싸인 기판부(110) 상면에만 상기 방열 코팅층을 형성시키는 것도 가능하다. 모듈 케이스부(115)와 댐부(135) 사이에 형성된 빈 공간에는 반사층부(130)를 형성시킨다. 바람직하게는, 반사층부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 모듈 케이스부(115)의 중공 내주면에 형성시킨다. 반사층부(130)는 모듈 케이스부(115)와 댐부(135) 사이 공간에 꼭 맞도록 소정 두께를 가짐이 바람직한데, 이에 따라 댐부(135)도 단단히 고정시키는 효과를 거둘 수 있게 된다.
이후, 디스펜서(dispenser)를 이용하여 발광체부(120) 위에 코팅층(140)을 형성시킨다(S320). 코팅층(140)의 형성은 에폭시 계열 수지와 형광체의 혼합물을 발광체부(120) 위에 도포시킴으로써 이루어지며, 이후 건조 과정(예컨대, 열풍 건조)이 진행된다. 건조 과정 이후에는 SMT(Surface Mount Technology) 작업을 진행하는데, 모듈 소자부(125)는 기판부(110) 상에 장착되되 모듈 케이스부(115)에 의해 밀폐되는 위치에 장착된다(S330).
이후, 기판부(110) 상에 모듈 케이스부(115), 발광체부(120), 모듈 소자부(125), 반사층부(130), 댐부(135), 코팅층(140) 등의 형성이 완료되면, 후면을 몰딩(molding) 처리하는 과정이 진행된다(S340). 이외에도 바니쉬(vanish) 공정, 성능 테스트 공정, 포장 공정 등이 더해질 수 있으며, 이후 본 실시예에 따른 LED 모듈(100)이 최종적으로 생성된다(S350).
한편, 본 실시예에서 모듈 케이스부(115)에 반사층부(130)를 먼저 부착시킨 다음, 이들을 기판부(110)에 장착시키는 것도 가능하다. 이때에는 모듈 케이스부(115)의 중공에 접하는 내부면에 반사층부(130)가 부착된다.
이상 전술한 LED 모듈(100)의 제조 방법은 방진·방충 기능이 구비된 세미 클린 룸에서 진행됨을 특징으로 한다. 세미 클린 룸은 레벨 1만 클래스인 것이 일반이나, 청결 정도를 보다 향상시키기 위해 본 발명은 레벨 10만 클래스 ~ 레벨 50만 클래스에서 이루어짐이 바람직하다. 한편, 본 실시예에 따른 LED 모듈(100)의 제조 방법은 통상의 클린 룸에서 진행되는 것도 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 LED 모듈은 광을 집중시키고 광량의 손실을 최소화하여 기존보다 효율성이 매우 우수하다. 또한, 본 발명에 따른 LED 모듈의 제조 방법은 기존보다 편리할 뿐만 아니라 제조시 칩(chip)이나 부품들의 손상도 방지시켜 준다. 따라서, 이러한 장점을 가진 LED 모듈을 각종 등기구(조명등, 장식등, 무드등, 차량등, 신호등, 전광판, 유도등, 경고등 등)에 장착하게 된다면 등기구는 종전보다 우수한 성능을 구현하여 산업적으로 많은 이용이 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈의 측단면도,

도 2a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 모듈 케이스부의 사시도,

도 2b는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 모듈 케이스부의 사시도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈의 제조 방법을 도시한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : LED 모듈 110 : 기판부

115 : 모듈 케이스부 120 : 발광체부

125 : 모듈 소자부 130 : 반사층부

135 : 댐부 140 : 코팅층

200 : 중공부 210 : 벽부

212 : 언덕부

Claims (10)

1. 전자회로 구성이 가능한 플레이트로 형성된 기판부;

   상기 기판부 위에 소정 개수의 광원을 장착하여 형성한 발광체부;

   상기 발광체부를 둘러싸며, 상기 발광체부보다 더 높게 형성한 댐부;

   상기 댐부에 의하여 상기 발광체부에만 도포 형성된 코팅층; 및

   상기 댐부 외곽에 상기 댐부보다 더 높게 형성되며, 일면 전체 또는 일부가 빗면을 형성하거나 상기 일면이 계단 모양 또는 톱니 모양을 형성하는 반사층부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사층부에 형성되는 빗면은 평평한 형태, 움푹 패인 U자 형태, 볼록한 ∩자 형태, 및 톱니 형태 중 어느 하나의 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광체부의 발광 구동에 기여하는 부품을 상기 기판부 위에 장착하여 형성한 모듈 소자부; 및

   상기 발광체부를 노출시키고 상기 모듈 소자부를 밀폐시키며, 중공에 접하는 내부면이 상기 반사층부의 일면에 맞물리는 형태를 가지는 모듈 케이스부

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 코팅층은 에폭시 계열 수지와 형광체 물질의 혼합 물질, 투명한 젤 타입의 실리콘계 물질, 및 실리콘과 형광체 물질의 배합 물질 중 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판부는 상면 또는 저면에 60~70 중량%의 에폭시 수지와 20~25 중량%의 은 입자와 10~15 중량%의 세라믹 입자를 포함하는 방열 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈.
6. (a) 전자회로 구성이 가능한 기판부 위에 발광 기능을 하는 발광체부를 실장시키는 단계;

   (b) 중공이 형성된 모듈 케이스부를 상기 기판부 위에 장착시키되 상기 모듈 케이스부의 중공에 의해 상기 발광체부가 노출되게 상기 모듈 케이스부를 상기 기판부 위에 장착시키는 단계;

   (c) 상기 발광체부를 둘러싸는 댐부를 상기 발광체부와 상기 모듈 케이스부 사이에 형성시키는 단계;

   (d) 금속 성분을 포함하는 반사층부를 상기 모듈 케이스부와 상기 댐부 사이에 형성시키는 단계; 및

   (e) 상기 발광체부 위에 코팅층을 형성시키는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 (e) 단계의 이후 단계로서,

   (f) 상기 모듈 케이스부와 상기 반사층부를 상기 기판부로부터 탈착시킨 뒤 상기 발광체부의 발광 구동에 기여하는 부품으로 구비된 모듈 소자부를 상기 기판부 상의 상기 모듈 케이스부에 의해 밀폐되는 위치에 장착시키는 단계

   를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈의 제조 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 (d) 단계에서의 반사층부는 상기 기판부 위 또는 상기 모듈 케이스부의 내부면에 금속재를 가압 접착시켜 형성시키거나, 도금하여 형성시키거나, 금속원소를 증착시켜 형성시키거나, 또는 부타디엔 수지를 더 포함하여 형성시킨 것을 특징으로 하는 LED 모듈의 제조 방법.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 (d) 단계에서의 반사층부는 일면 전체 또는 일부가 빗면을 형성하거나 상기 일면이 계단 모양 또는 톱니 모양을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 모듈의 제조 방법.
10. 조명 역할이나 지시 역할을 하는 등기구에 있어서,

    전자회로 구성이 가능한 플레이트로 형성된 기판부와, 상기 기판부 위에 소정 개수의 광원을 장착하여 형성한 발광체부와, 상기 발광체부를 둘러싸며 상기 발광체부보다 더 높게 형성한 댐부와, 상기 댐부에 의하여 상기 발광체부에만 도포 형성된 코팅층, 및 상기 댐부 외곽에 상기 댐부보다 더 높게 형성되며, 일면 전체 또는 일부가 빗면을 형성하거나 상기 일면이 계단 모양 또는 톱니 모양을 형성하는 반사층부를 포함하는 LED 모듈

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 등기구.

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