KR101092514B1 - 엘이디패키지 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 새로운 구조의 엘이디패키지 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED패키지는 양전극(10)에 형성된 관통공(11a)에 방열판(60)이 삽입고정되고, LED칩(40)이 상기 방열판(60)의 상면에 직접 고정되므로, LED칩(40)에서 발생된 열을 방열판(60)을 통해 효과적으로 배출하여 LED칩(40)을 신속하게 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

엘이디패키지 제조방법{method for manufacturing LED package}
본 발명은 방열성능을 향상시킬 수 있도록 된 새로운 구조의 엘이디패키지 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 널리 사용되고 있는 LED패키지는 도 1에 도시한 바와 같이, 상호 이격되도록 배치된 양전극(10) 및 음전극(20)과, 상기 전극(10,20)을 감싸도록 사출성형되며 상면 중앙부에는 오목부(31)가 형성된 하우징(30)과, 상기 오목부(31)에 설치되어 상기 전극(10,20)에 연결된 LED칩(40)과, 상기 하우징(30)의 오목부(31)에 주입 경화되어 하우징(30)의 내부에 설치된 LED칩(40)을 고정 및 보호하는 실리콘액(50)으로 구성된다.
이때, 상기 LED칩(40)은 상기 양전극(10)의 상면에 고정된 상태로, 금선이나 알루미늄선 등의 도전선(41)에 의해 상기 음전극(20)에 연결된다.
도 2는 이러한 LED패키지의 제작에 사용되는 리드프레임(1)을 도시한 것으로. 상기 리드프레임(1)은 얇은 도전성 금속판을 프레스가공하여 제작되며, 다수개의 양전극(10)과 음전극(20)이 상호 인접되도록 형성된다.
따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 리드프레임(1)에 상기 합성수지재의 하우징(30)을 사출성형하고(도 3의 (a)), 상기 양전극(10)의 상면에 LED칩(40)을 고정하고 도전선(41)을 이용하여 LED칩(40)을 음전극(20)에 연결한 후(도 3의 (b)), 상기 하우징(30)의 오목부(31)에 실리콘액(50)을 주입 및 경화시키고(도 3의 (c)), 각 LED패키지를 싱귤레이션하여(도 3의 (d)), 도 1에 도시한 바와 같은 LED패키지를 제조할 수 있다.
이러한 LED패키지의 구조 및 제조방법은 널리 알려져 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.
한편, 이러한 LED패키지에 사용되는 LED칩(40)은 사용중에 열이 많이 발생되므로, 사용중에 발생된 열을 신속하게 배출하여 냉각시키지 못할 경우 전기적, 광학적 특성이 저하된다.
따라서, 최근에는 전극(10,20)의 일부가 하우징(30)의 외부로 노출되도록 하거나, LED칩(40)이 고정되는 양전극(10)의 하측면에 별도의 방열판(60)을 부착하여 LED칩(40)의 열을 신속하게 배출시킬 수 있도록 하고 있다.
그러나, 단순히 전극(10,20)을 하우징(30)의 외부로 노출되도록 하는 방법만으로는 LED칩(40)의 열을 충분히 외부로 배출하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 상기 양전극(10)의 하측면에 별도의 방열판(60)을 부착할 경우, 작업이 번거로워 생산성이 떨어질 뿐 아니라, 열이 양전극(10)을 통해 방열판(60)으로 전달되므로 열전도율이 떨어져 열을 충분히 배출하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방열성능을 향상시킬 수 있어서, 사용중 발생되는 열을 신속하게 배출할 수 있도록 된 새로운 구조의 엘이디패키지 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 리드프레임(1)의 양전극(10)에 형성된 관통공(11a)에 방열판(60)의 상단을 결합하는 단계와, 상기 관통공(11a)에 결합된 방열판(60)의 상면을 프레스(70)로 가압하여 방열판(60)이 변형되어 양전극(10)의 관통공(11a)에 고정되도록 하는 단계와, 상기 리드프레임(1)에 합성수지재의 하우징(30)을 사출성형하는 단계와, LED 칩(40)을 상기 방열판(60)의 상면에 고정하고 도전선(41)을 이용하여 LED 칩(40)을 전극(10,20)에 연결하는 단계와, 상기 하우징(30)의 내부에 실리콘액(50)을 주입 및 경화시키는 단계와, 각 LED패키지를 싱귤레이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED패키지 제조방법이 제공된다.
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본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 방열판(60)은 열전도율이 높은 금속재질로 구성되고, 프레스(70)의 금형(71) 하측면에는 상기 방열판(60)의 상면에 오목한 형태의 반사면(61)을 형성하는 성형면(71a)이 볼록하게 형성되어, 프레스(70)로 방열판(60)을 가압하여 방열판(60)을 양전극(10)의 관통공(11a)에 고정할 때, 상기 방열판(60)의 상면에 오목한 형태의 상기 반사면(61)을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED패키지 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 LED패키지는 양전극(10)에 형성된 관통공(11a)에 방열판(60)이 삽입고정되고, LED칩(40)이 상기 방열판(60)의 상면에 직접 고정되므로, LED칩(40)에서 발생된 열을 방열판(60)을 통해 효과적으로 배출하여 LED칩(40)을 신속하게 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 LED패키지의 일예를 도시한 측단면도,
도 2는 종래의 LED패키지를 제조하기 위한 리드프레임을 도시한 평면도,
도 3은 종래의 LED패키지의 제조방법을 도시한 참고도,
도 4는 본 발명에 따른 LED패키지를 도시한 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 LED패키지를 제조하기 위한 리드프레임을 도시한 평면도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 LED패키지의 제조방법을 도시한 참고도,
도 8은 본 발명에 따른 LED패키지의 제2 실시예를 도시한 측단면도,
도 9는 본 발명에 따른 LED패키지의 제2 실시예의 제조방법을 설명하기 위한 참고도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 LED패키지를 도시한 것으로, 상호 이격되도록 배치된 양전극(10) 및 음전극(20)과, 상기 전극(10,20)을 감싸도록 사출성형되며 상면 중앙부에는 오목부(31)가 형성된 하우징(30)과, 상기 오목부(31)에 설치되어 상기 전극(10,20)에 연결된 LED칩(40)과, 상기 하우징(30)의 오목부(31)에 주입 경화되어 하우징(30)의 내부에 설치된 LED칩(40)을 고정 및 보호하는 실리콘액(50)으로 구성되는 것은 종래의 LED패키지와 동일하다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 양전극(10)에는 상하면을 관통하는 관통공(11a)이 형성되고, 상기 관통공(11a)에는 상단이 상기 양전극(10)의 상부로 돌출되도록 방열판(60)이 결합고정되며, 상기 LED칩(40)은 상기 방열판(60)의 상면에 고정된다.
이를 위해, 상기 양전극(10)은 원형의 헤드부(11)를 갖도록 구성되고, 상기 관통공(11a)은 상기 헤드부(11)의 중앙부에 원형으로 형성된다.
상기 방열판(60)은 구리나 알루미늄과 같이 열전도율이 높은 금속을 성형하여 제작된 것으로, 상단이 상기 양전극(10)의 상면으로 돌출되도록 상기 관통공(11a)에 결합고정된다. 이때, 상기 방열판(60)의 하단은 상기 하우징(30)의 하측으로 노출되도록 설치된다.
상기 LED칩(40)은 솔더볼 등을 이용하여 상기 방열판(60)의 상면에 통전가능하게 고정되어 방열판(60)을 통해 양전극(10)에 전기적으로 연결되고, 도전선(41)에 의해 상기 음전극(20)에 연결된다.
도 5 내지 도 7은 이러한 방열판(60)을 양전극(10)에 결합고정하는 방법을 도시한 것으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 리드프레임(1)을 제작할 때 양전극(10)의 헤드부(11) 중앙부에 상기 관통공(11a)이 형성되도록 한다. 그리고, 상기 관통공(11a)에 방열판(60)의 상단을 끼운 후(도 6의 (a)), 프레스(70)를 이용하여 방열판(60)의 상면을 가압한다(도 6의 (b)). 이와 같이, 방열판(60)의 상면을 가압하면 방열판(60)의 직경이 늘어나게 되어 방열판(60)이 관통공(11a)에 견고하게 결합고정된다.
그리고, 이와같이 리드프레임(1)의 양전극(10) 헤드부(11)에 방열판(60)이 결합고정되면, 상기 리드프레임(1)에 상기 합성수지재의 하우징(30)을 사출성형하는 단계와(도 7의 (a)), LED 칩(40)을 상기 방열판(60)에 고정하고 도전선(41)을 이용하여 LED 칩(40)을 음전극(20)에 연결하는 단계와(도 7의 (b)), 상기 하우징(30)의 내부에 실리콘액(50)을 주입 및 경화시키는 단계(도 7의 (c))와, 각 LED패키지를 싱귤레이션하는 단계를 거쳐, 도 4에 도시한 바와 같은 LED패키지를 제조할 수 있다.
이때, 상기 하우징(30)은 상기 양전극(10)에 결합된 방열판(60)의 하단이 하측으로 노출되도록 형성된다.
이와 같이 구성된 LED패키지는 양전극(10)에 형성된 관통공(11a)에 방열판(60)이 고정되고, 상기 방열판(60)의 상면에 LED칩(40)이 고정되므로, LED칩(40)에서 발생된 열이 다른 부품을 거치지 않고 바로 방열판(60)으로 전달되어 외부로 배출된다. 따라서, LED칩(40)에서 발생된 열을 신속하게 배출할 수 있으므로, LED칩(40)의 온도가 상승되어 LED칩(40)의 전기적, 광학적 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 방열판(60)은 프레스(70)에 의해 양전극(10)에 형성된 관통공(11a)에 고정되므로, 방열판(60)을 양전극(10)의 하부면에 부착하는 종래의 방법에 비해 작업이 간단하고 생산성을 향상시킬 수 있으며, 방열판(60)을 양전극(10)에 견고하게 고정할 수 있는 장점이 있다.
본 실시예의 경우, 상기 양전극(10)의 헤드부(11)는 원형으로 구성된 것을 예시하였으나, 필요에 따라, 6각형을 비롯한 다양한 형태로 제작될 수 있다.
또한, 상기 방열판(60)과 관통공(11a)의 형상 역시 자유롭게 변경될 수 있다.
그리고, 상기 LED칩(40)은 상기 방열판(60)의 상면에 고정되어 방열판(60)을 통해 양전극(10)에 전기적으로 연결되는 것을 예시하였으나, 필요에 따라 별도의 도전선을 이용하여 LED칩(40)을 양전극(1)에 전기적으로 연결하는 것도 가능하다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 제2 실시예를 도시한 것으로, 상기 방열판(60)의 상면에는 오목한 형상의 반사면(61)이 형성된다. 이러한 반사면(61)은 방열판(60)의 상면에 고정된 LED칩(40)에서 발생되는 빛을 전방쪽으로 반사하여 LED칩(40)의 효율을 높일 수 있도록 하는 것으로, 상기 프레스(70)로 방열판(60)의 상면을 가압할 때 상기 프레스(70)에 의해 가압성형된다.
이를 위해, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 프레스(70) 금형(71)의 하측면에는 상기 방열판(60)의 상면에 오목한 형태의 반사면(61)을 형성하는 성형면(71a)이 볼록하게 형성된다.
따라서, 프레스(70)로 방열판(60)을 가압하여 방열판(60)을 양전극(10)의 관통공(11a)에 고정할 때, 상기 성형면(71a)에 의해 반사면(61)의 상면이 가압되어 오목한 형태의 반사면(61)이 형성된다.
이와 같이 구성된 엘이디패키지는 방열판(60)의 상면에 LED칩(40)의 빛을 반사하는 반사면(61)이 형성되므로, 도 8에 화살표로 도시한 바와 같이, LED칩(40)에서 발생된 빛이 반사면(61)에 의해 상부로 반사되어 LED칩(40)의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 특히, 합성수지재의 하우징(30)의 내측면을 이용하여 LED칩(40)의 빛을 반사하는 일반적인 LED패키지와 달리, 금속재질인 방열판(60)의 상면에 오목한 반사면(61)을 형성하므로, 반사면(61)에서 발생되는 빛의 반사율이 매우 높게 되며, 따라서, LED패키지에서 출력되는 빛의 조도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
10, 20. 전극 11a. 관통공
30. 하우징 40. 칩
50. 실리콘액 60. 방열판
70. 프레스

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 리드프레임(1)의 양전극(10)에 형성된 관통공(11a)에 방열판(60)의 상단을 결합하는 단계와,
    상기 관통공(11a)에 결합된 방열판(60)의 상면을 프레스(70)로 가압하여 방열판(60)이 변형되어 양전극(10)의 관통공(11a)에 고정되도록 하는 단계와,
    상기 리드프레임(1)에 합성수지재의 하우징(30)을 사출성형하는 단계와,
    LED 칩(40)을 상기 방열판(60)의 상면에 고정하고 도전선(41)을 이용하여 LED 칩(40)을 전극(10,20)에 연결하는 단계와,
    상기 하우징(30)의 내부에 실리콘액(50)을 주입 및 경화시키는 단계와,
    각 LED패키지를 싱귤레이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED패키지 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 방열판(60)은 금속재질로 구성되고,
    프레스(70)의 금형(71) 하측면에는 상기 방열판(60)의 상면에 오목한 형태의 반사면(61)을 형성하는 성형면(71a)이 볼록하게 형성되어,
    프레스(70)로 방열판(60)을 가압하여 방열판(60)을 양전극(10)의 관통공(11a)에 고정할 때, 상기 방열판(60)의 상면에 오목한 형태의 상기 반사면(61)을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED패키지 제조방법.
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