KR101199022B1 - Lens unit for LED and LED module using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회로기판에 실장된 엘이디칩으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발산시키는 엘이디용 렌즈유닛 및 이를 이용한 엘이디 모듈에 있어서, 렌즈유닛은 엘이디칩으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발산시키는 렌즈부가 마련된 본체와, 본체에 형성되며, 본체를 엘이디칩에 인접된 위치의 회로기판에 고정시키기 위해 상기 회로기판에 솔더에 의해 표면실장되는 접속부를 구비한다.
본 발명에 따른 엘이디용 렌즈유닛은 솔더에 의해 엘이디가 실장된 회로기판에 표면실장되므로 렌즈작업공정이 간소화되어 렌즈를 제작하는 데 소요되는 시간 및 비용을 절약할 수 있다. The present invention provides an LED lens unit for focusing or emitting light generated from an LED chip mounted on a circuit board, and an LED module using the same, wherein the lens unit includes a main body provided with a lens unit for focusing or emitting light generated from the LED chip; And a connection part formed on the main body and surface-mounted by solder on the circuit board to fix the main body to the circuit board at a position adjacent to the LED chip.
The lens unit for LEDs according to the present invention is surface-mounted on the circuit board on which the LEDs are mounted by solder, thereby simplifying the lens work process and saving time and cost required to manufacture the lens.
Description
본 발명은 엘이디용 렌즈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘이디칩이 실장된 회로기판의 표면에 엘이디칩의 상면을 덮을 수 있도록 설치되는 엘이디용 렌즈에 관한 것이다. The present invention relates to an LED lens, and more particularly, to an LED lens installed to cover the upper surface of the LED chip on the surface of the circuit board on which the LED chip is mounted.
전자기기 산업이 발전함에 따라 소형이며 에너지 소비율이 적은 각종 표시장치들이 개발되고 있으며 이를 이용한 영상기기, 컴퓨터, 이동통신 단말기, 플래시 등과 같은 광장치가 개발되고 있는 추세이다.As the electronics industry develops, various display devices having small size and low energy consumption are being developed, and optical devices such as video devices, computers, mobile communication terminals, and flashes are being developed using the same.
일반적으로, 발광다이오드(Light Emitting Diode, 'LED')란 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상('전기장 발광'이라고도 함)을 이용하여 빛을 발생시키는 발광소자이다. 상기 LED의 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재하고, 발광효율이 높으며, p-n 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 재료들이 적합하다. 이러한 재료로는 질화갈륨(GaN), 비소화갈륨(GaAs), 인화갈륨(GaP), 갈륨-비소-인(GaAs1-x Px), 갈륨-알류미늄-비소(Ga1-xAlxAs), 인화인듐(InP), 인듐-갈륨-인(In1-xGaxP) 등의 화합물 반도체들이 사용되고 있다.In general, a light emitting diode (LED) is a light emitting device that generates light by using a light emitting phenomenon (also called 'electric field emission') generated when a voltage is applied to a semiconductor. As the material of the LED, materials satisfying the conditions such that the light emission wavelength is present in the visible or near infrared region, the light emission efficiency is high, and the p-n junction can be manufactured are suitable. Such materials include gallium nitride (GaN), gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP), gallium-arsenide-phosphorus (GaAs1-x Px), gallium-aluminum-arsenic (Ga1-xAlxAs), indium phosphide (InP) ), Compound semiconductors such as indium-gallium-phosphorus (In1-xGaxP) are used.
상기와 같은 LED는 종래의 광원에 비하여 소형이고, 수명이 길며, 전기 에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 에너지 효율이 높음과 동시에 낮은 동작전압을 갖는다는 장점이 있다. Such LEDs have advantages in that they are smaller in size, longer in lifespan, and have higher energy efficiency and lower operating voltage than conventional light sources.
일반적으로 LED는 회로기판의 표면에 실장되어 각종 전자기기에 장착된다. 이때, LED의 상부에는 LED로부터 조사되는 광을 확산시킬 수 있도록 렌즈부재가 설치된다. In general, the LED is mounted on the surface of the circuit board and mounted on various electronic devices. At this time, the lens member is installed on the upper portion of the LED to diffuse the light emitted from the LED.
그러나 종래에는 렌즈부재는 작업자가 수작업으로 하면에 접착제를 도포하여 회로기판에 부착하거나 고정나사를 통해 회로기판 또는 회로기판이 설치된 하우징에 고정하였다. 상기 언급된 바와 같이 작업자가 렌즈부재를 수작업을 통해 부착시키므로 렌즈부재를 작업하는 데 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다. However, in the related art, the lens member is manually attached to the circuit board by applying an adhesive to the bottom surface or fixed to a housing in which the circuit board or the circuit board is installed through a fixing screw. As mentioned above, since the operator attaches the lens member by hand, there is a problem in that it takes a lot of time and money to work with the lens member.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 회로기판의 상면에 용이하게 렌즈를 부착하기 위해 상기 회로기판에 표면실장되도록 형성된 엘이디용 렌즈유닛 및 이를 이용한 엘이디 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made to improve the above problems, to provide an LED lens unit and an LED module using the same formed to be surface-mounted on the circuit board to easily attach the lens to the upper surface of the circuit board. There is this.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디용 렌즈유닛은 회로기판에 실장된 엘이디칩으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발산시키는 엘이디용 렌즈유닛에 있어서, 상기 엘이디칩으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발산시키는 렌즈부가 마련된 본체와, 상기 본체에 형성되며, 상기 본체를 상기 엘이디칩에 인접된 위치의 상기 회로기판에 고정시키기 위해 상기 회로기판에 솔더에 의해 표면실장되는 접속부를 구비한다. LED lens unit according to the present invention for achieving the above object in the lens unit for the LED to focus or diverge the light generated from the LED chip mounted on the circuit board, focusing or diverging the light generated from the LED chip A main body provided with a lens unit, and a connection part formed on the main body and surface-mounted by solder on the circuit board to fix the main body to the circuit board at a position adjacent to the LED chip.
상기 접속부는 상기 솔더에 의해 상기 회로기판에 표면실장되기 위해 상기 본체에 고정된 리드프레임을 포함하는 것이 바람직하다. Preferably, the connection part includes a lead frame fixed to the main body to be surface mounted on the circuit board by the solder.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접속부는 상기 본체의 하면에 형성되고, 상기 솔더에 의해 상기 표면실장될 수 있게 은 또는 납 중 어느 하나로 형성된 금속코팅층을 포함한다. In addition, the connection part according to another embodiment of the present invention is formed on the lower surface of the main body, and includes a metal coating layer formed of any one of silver or lead to be surface-mounted by the solder.
한편, 본 발명에 따른 엘이디 모듈은 회로기판과, 상기 회로기판에 실장되어 광을 발생시키는 다수의 엘이디칩과, 상기 엘이디칩으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발산시키는 렌즈부가 마련된 본체와, 상기 본체에 형성되며, 상기 본체를 상기 엘이디칩에 인접된 위치의 상기 회로기판에 고정시키기 위해 상기 회로기판에 솔더에 의해 표면실장되는 접속부가 마련된 렌즈유닛을 구비한다. On the other hand, the LED module according to the present invention is a circuit board, a plurality of LED chips mounted on the circuit board to generate light, a main body provided with a lens unit for focusing or dissipating light generated from the LED chip, and in the main body And a lens unit having a connection portion surface-mounted by solder on the circuit board to fix the main body to the circuit board at a position adjacent to the LED chip.
상기 접속부는 상기 솔더에 의해 상기 회로기판에 표면실장되기 위해 상기 본체에 고정된 리드프레임을 포함한다. The connection part includes a lead frame fixed to the main body to be surface mounted on the circuit board by the solder.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접속부는 상기 본체의 하면에 형성되고, 상기 솔더에 의해 상기 표면실장될 수 있게 은 또는 납 중 어느 하나로 형성된 금속코팅층을 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the connection part according to another embodiment of the present invention preferably includes a metal coating layer formed on the lower surface of the body, and formed of any one of silver or lead to be surface-mounted by the solder.
본 발명에 따른 엘이디용 렌즈유닛은 솔더에 의해 엘이디가 실장된 회로기판에 표면실장되므로 렌즈작업공정이 간소화되어 렌즈를 제작하는 데 소요되는 시간 및 비용을 절약할 수 있다. The lens unit for LEDs according to the present invention is surface-mounted on the circuit board on which the LEDs are mounted by solder, thereby simplifying the lens work process and saving time and cost required to manufacture the lens.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈유닛에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 렌즈유닛에 대한 단면도이고,
도 3은 도 1의 렌즈유닛에 대한 부분 확대 사시도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 렌즈유닛에 대한 사시도이다. 1 is a perspective view of a lens unit according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of the lens unit of FIG.
3 is a partially enlarged perspective view of the lens unit of FIG. 1;
4 is a perspective view of a lens unit according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디용 렌즈유닛을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, an LED lens unit according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 엘이디용 렌즈유닛(10)이 도시되어 있다. 1 to 3, the
도면을 참조하면, 엘이디용 렌즈유닛(10)은 회로기판(101)에 실장된 엘이디칩(102)으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발상시키는 렌즈유닛(10)으로서, 엘이디칩(102)으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발산시키는 렌즈부(21)가 마련된 본체(20)와, 상기 본체(20)에 형성되며, 상기 본체(20)를 상기 엘이디칩(102)에 인접된 위치의 회로기판(101)에 고정시키기 위해 회로기판(101)에 솔더(103)에 의해 표면실장되는 접속부(30)를 구비한다. Referring to the drawings, the
본체(20)는 상하방향으로 중공이 마련된 원통형으로 형성되며, 상면에는 렌즈부(21)가 마련되어 있다. 이때, 렌즈부(21)는 본체(20)의 중공으로 엘이디칩(102)이 삽입될 수 있도록 본체(20)의 바닥면으로부터 소정거리 이격된 위치에 형성되는 것이 바람직하다. The
렌즈부(21)는 엘이디칩(102)에서 발생한 빛이 외부로 방출될 때 이를 원하는 지향각으로 안내하도록 구성된다. 도시된 예에 의하면 렌즈부(21)는 엘이디칩(102)에서 발생되는 빛의 조사범위를 확장시킬 수 있도록 상면이 볼록한 만곡면으로 형성된다. The
엘이디칩(102)의 상부에 상기 언급된 본체(20)가 위치하므로 엘이디칩(102)으로부터 조사되는 직진성을 갖는 광이 확산되어 광의 조사범위를 확장시킨다. 또한, 본체(20)는 엘이디칩(102)으로부터 발광되는 빛을 변환하고자 하는 경우, 내부에 다양한 색의 형광제가 도포될 수도 있다. Since the above-mentioned
접속부(30)는 납 또는 은과 같은 금속재질로 형성된 솔더(103)에 의해 회로기판(101) 표면에 실장될 수 있도록 본체(20)에 고정된 리드프레임(31)을 포함한다. The
리드프레임(31)은 본체(20)의 하부 외주면에 일단부가 삽입되게 설치되며, 타단부는 본체(20)의 외주면에 대해 법선방향으로 연장형성된 제1연장바(32)와, 제1연장바(32)의 타단에 연장형성되되, 하방으로 만곡되게 형성된 만곡바(33)와, 상기 만곡바(33)의 단부에 연장형성되며, 하측에 회로기판(101)에 형성된 솔더(103)에 접하는 접촉면이 형성될 수 있도록 회로기판(101)의 연장방향에 나란한 방향으로 연장형성된 제2연장바(34)를 구비한다. The
제1연장바(32)는 본체(20)에 박아 고정시키거나, 본체(20)의 성형공정 중 본체(20)에 일단부의 일부가 삽입된 다음 본체(20)를 성형할 수도 있다. The
상기 제2연장바(34)는 하면에 솔더(103)에 접하는 접촉면이 형성될 수 있도록 판형으로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 도시된 예에서는 상기 언급된 바와 같이 구성된 리드프레임(31)은 본체(20)의 외주면에 3개가 원주방향을 따라 상호 이격된 위치에 설치된 구조를 설명하였으나, 리드프레임(31)의 설치개수는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 3개 또는 다수개가 설치될 수 있다. The
또한, 리드프레임(31)은 리플로우 공정에 의해 솔더(103)에 고정될 수 있도록 니켈 철합금 또는 동합금으로 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the
한편, 도 4에는 접속부(40)의 또 다른 실시 예가 도시되어 있다. Meanwhile, another embodiment of the
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다. Elements having the same functions as those in the previous drawings are denoted by the same reference numerals.
도면을 참조하면, 접속부(40)는 본체(20)의 하면에 형성되고, 회로기판(101)의 상면에 형성된 솔더(103)에 표면실장될 수 있도록 형성된 금속코팅층(41)을 포함한다. 도면에 도시되진 않았지만, 금속코팅층(41)은 본체(20)의 하면 가장자리를 따라 폐회로를 이루며 형성되고, 리플로우 공정에 의해 용이하게 솔더(103)에 고정될 수 있도록 은 또는 납의 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다. Referring to the drawings, the
이때, 회로기판(101)에 형성되는 솔더(103)는 본체(20)의 하면 가장자리에 대응되는 원형의 궤적을 따라 폐회로를 이루거나 다수개가 상기 궤적을 따라 상호 이격된 위치에 형성될 수도 있다. In this case, the
한편, 상기 언급된 바와 같이 구성된 렌즈유닛(10)을 이용한 엘이디 모듈(100)을 상세히 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, the
엘이디 모듈(100)은 회로기판(101)과, 상기 회로기판(101)에 실장되어 광을 발생시키는 다수의 엘이디칩(102)과, 엘이디칩(102)으로부터 발생되는 광을 집속 또는 발산하기 위해 엘이디칩(102)에 인접된 위치의 회로기판(101)에 설치되는 렌즈유닛(10)을 구비한다. The
회로기판(101)은 소정의 두께를 갖는 판형으로 형성되며, 소정 길이 연장형성된다 회로기판(101)의 상면에는 실장되는 엘이디칩(102)에 전력을 공급할 수 있도록 다수의 패턴이 형성되어 있다. The
또한, 회로기판(101)은 패턴에 엘이디칩(102)이 실장될 수 있도록 상기 패턴 상에 형성된 제1솔더(미도시)와, 엘이디칩(102)의 상측에 렌즈유닛(10)이 설치될 수 있도록 제1솔더에 인접된 위치의 회로기판(101)에 형성된 다수의 제2솔더(103)를 구비한다. In addition, the
엘이디칩(102)은 회로기판(101)의 패턴을 따라, 회로기판(101)의 길이방향을 따라 다수개가 상호 이격된 위치에 제1솔더에 의해 실장된다. 엘이디칩(102)은 회로기판(101)의 패턴을 통해 전달되는 전원에 의해 광을 발생시킨다. The
렌즈유닛(10)은 엘이디칩(102)으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발산시키는 렌즈부(21)가 마련된 본체(20)와, 상기 본체(20)에 형성되며, 본체(20)를 엘이디칩(102)에 인접된 위치의 회로기판(101)에 고정시키기 위해 회로기판(101)에 제2솔더(103)에 의해 표면실장되는 접속부(30)를 구비한다. The
렌즈유닛(10)은 도 1에 도시된 렌즈유닛과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. Since the
상기 언급된 바와 같이 구성된 엘이디용 렌즈유닛을 이용한 엘이디 모듈(100)의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. Referring to the manufacturing method of the
먼저, 회로기판(101)의 패턴 상에 엘이디칩(102)이 실장되기 위한 제1솔더를 형성한다. 이때, 제1솔더는 회로기판(101)에 실장될 엘이디칩(102)의 개수 및 배열구조에 대응되게 회로기판(101)에 형성되는 것이 바람직하다. First, a first solder for mounting the
다음, 상기 제1솔더에 인접된 위치의 상기 회로기판(101)에 렌즈유닛이 표면실장되기 위해 제2솔더(103)를 형성한다. 회로기판(101)의 상면에 제2솔더(103)의 형성이 완료되면, 상기 제1솔더에 엘이디칩(102)이 위치하도록 상기 엘이디칩(102)을 상기 회로기판(101)에 배치한다. Next, a
엘이디칩(102)의 배치가 완료되면, 제2솔더(103)에 상기 리드프레임(31)이 위치하도록 상기 렌즈유닛을 상기 회로기판(101)에 배치한다. When the arrangement of the
회로기판(101)의 상면에 엘이디칩(102) 및 렌즈유닛의 배치가 완료되면 리플로우 공정에 의해 상기 제1 및 제2솔더를 용융시켜 상기 엘이디칩(102) 및 상기 렌즈 상기 회로기판(101)에 고정시킨다. After the arrangement of the
상기 언급된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 엘이디용 렌즈유닛 및 이를 이용한 엘이디 모듈은 솔더(103)에 의해 엘이디칩(102)이 실장된 회로기판(101)에 표면실장되므로 렌즈작업공정이 간소화되어 렌즈를 제작하는 데 소요되는 시간 및 비용을 절약할 수 있다. The LED lens unit and the LED module using the same according to the present invention configured as described above are surface-mounted on the
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
10: 렌즈유닛
20: 본체
21: 렌즈부
30: 접속부
31: 리드프레임
40: 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 접속부
41: 금속코팅층
100: 엘이디모듈
101: 회로기판
102: 엘이디칩
103: 솔더10: lens unit
20: main body
21: lens unit
30: connection
31: leadframe
40: connection part according to another embodiment of the present invention
41: metal coating layer
100: LED module
101: circuit board
102: LED chip
103: solder
Claims (6)
상기 회로기판에 실장되어 광을 발생시키는 다수의 엘이디칩과;
상기 엘이디칩으로부터 발생하는 광을 집속 또는 발산시키는 렌즈부가 마련된 본체와, 상기 본체에 형성되며, 상기 본체를 상기 엘이디칩에 인접된 위치의 상기 회로기판에 고정시키기 위해 상기 회로기판에 솔더에 의해 표면실장되는 접속부가 마련된 렌즈유닛;을 구비하고,
상기 접속부는 상기 본체의 하면에 형성되고, 상기 솔더에 의해 상기 표면실장될 수 있게 은 또는 납 중 어느 하나로 형성된 금속코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈.A circuit board;
A plurality of LED chips mounted on the circuit board to generate light;
A main body provided with a lens unit for focusing or diverging light generated from the LED chip, and formed on the main body, the surface of which is soldered to the circuit board to fix the main body to the circuit board at a position adjacent to the LED chip. And a lens unit having a connection portion mounted thereon,
The connection part is formed on the lower surface of the main body, the LED module, characterized in that it comprises a metal coating layer formed of any one of silver or lead to be surface-mounted by the solder.
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Legal Events
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Payment date: 20170707 Year of fee payment: 5 |
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R401 | Registration of restoration | ||
FPAY | Annual fee payment |
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