KR101246955B1 - 엘이디 조명모듈 - Google Patents

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KR101246955B1
KR101246955B1 KR1020110079077A KR20110079077A KR101246955B1 KR 101246955 B1 KR101246955 B1 KR 101246955B1 KR 1020110079077 A KR1020110079077 A KR 1020110079077A KR 20110079077 A KR20110079077 A KR 20110079077A KR 101246955 B1 KR101246955 B1 KR 101246955B1
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heat
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예경희
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

엘이디 조명모듈을 제공한다.
본 발명은 적어도 일부 영역에 형성된 요철부에 엘이디 칩이 적어도 하나 실장되는 실장면을 갖는 히트싱크 : 상기 요철부를 덮는 접합부재를 포함하는 접합부 : 를 포함한다.

Description

엘이디 조명모듈{LED Illumination Module}
본 발명은 엘이디 조명모듈에 관한 것으로, 더욱 상세히는 발광부와 히트싱크간의 접착력을 증대시키고 방열효율을 높일 수 있는 엘이디 조명모듈에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(Light Emission Diode, 이하, 엘이디이라 함)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 현재, 이와 같은 반도체 소자가 전자부품에 패키지 또는 모듈형태로 많이 채택되고 있다.
이와 같이 구성된 엘이디 모듈의 현재 응용 동향은 전자기기의 단순 인디케이터에서 모바일 폰의 플래쉬 램프를 거쳐 디스플레이장치의 백라이트 유니트로 진행되고 있으며, 더 나아가서는 산업용 및 가정용 조명으로 활발히 개발되고 있다.
전원인가시 빛을 발생함과 동시에 열을 발생하는 엘이디 소자는 알루미늄 또는 구리, 마그네슘 및 알루미늄 합금, 마그네슘 합금과 같은 금속소재로 이루어지는 히트싱크에 실장함으로써, 열을 외부로 효과적으로 방출하였다.
이때, 엘이디 소자에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출하기 위해서는 상기 엘이디 소자와 히트싱크간의 접촉이 매우 중요한데 상기 엘이디 소자는 테이프, 납땜 또는 접착제를 매개로 하여 히트싱크의 상부면에 실장하였다.
또한, 상기 히트싱크의 표면에는 금속소재로 이루어지는 히트싱크의 표면부식을 방지하도록 산화막을 형성하게 된다.
그러나, 상기 엘이디 소자를 히트싱크의 표면에 접합부재를 매개로 하여 실장하는 과정에서 히트싱크의 표면에 보호층으로 형성되는 산화막에 의해서 엘이디 소자와 히트싱크간의 접합이 제대로 이루어지지 않아 접합불량에 기인하는 제품불량을 초래하였다.
또한, 엘이디 소자와 히트싱크간의 접합 불량은 엘이디 소자에서 발생하는 열을 히트싱크를 통해 방출시키는 경로를 차단하여 방열 효율의 저하를 초래하였다.
이에 따라, 상기 산화막에 의한 납땜접합불량을 방지하기 위해서 알루미늄과 직접적인 접합이 가능한 Sn-Pb계, Zn-Cd-Bi계 납땜제를 사용하였으나, 이러한 접합부재들은 접합불량을 방지할 수 있는 장점은 있지만 전해부식의 위험성이 매우 크며, 열팽창계수가 크기 때문에 히트싱크의 방열효율을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 엘이디 발광부와 히트싱크간의 접합력을 증대시키고, 히트싱크를 통하여 열을 외부로 방출하는 방열효율을 높일 수 있는 엘이디 조명모듈을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 적어도 일부 영역에 형성된 요철부에 엘이디 칩이 적어도 하나 실장되는 실장면을 갖는 히트싱크 : 상기 요철부를 덮는 접합부재를 포함하는 접합부 : 를 포함하고, 상기 접합부는 상기 히트싱크에 함몰형성된 반사컵의 경사진 내부면과 이에 형성되는 반사층 사이 또는 상기 히트싱크에 돌출형성된 돌출부의 노출된 상부면 일부에 도전라인을 더 구비하는 엘이디 조명모듈을 제공한다.
바람직하게, 상기 히트싱크는 제1방열부와, 상기 제1방열부와 대향하는 부분에 위치하며 상기 실장면을 제외한 히트싱크의 표면에 형성된 제2방열부를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제1방열부는 적어도 하나의 방열핀을 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제2방열부는 상기 히트싱크의 표면에 적층되는 제1금속층과, 상기 제1금속층의 표면에 적층되는 절연층 및 상기 절연층의 표면에 적층되는 제2금속층이 순차적으로 적층된 보호층을 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제2방열부는 상기 요철부를 제외하는 영역에 구비된다.
더욱 바람직하게. 상기 절연층은 산화피막층을 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 절연층은 Al2O3 다.
바람직하게, 상기 접합부는 상기 실장면에 배치된다.
바람직하게. 상기 요철부는 파형, 산단면 또는 다각단면상 중 어느 하나로 구비된다.
더욱 바람직하게, 상기 히트싱크의 상부면으로부터 일정깊이 함몰형성되는 반사컵을 포함하고, 상기 실장면은 상기 반사컵의 바닥면이다.
더욱 바람직하게, 상기 실장면은 상기 히트싱크의 상부면으로부터 일정높이 돌출 형성되는 돌출부의 상부면이다.
더욱 바람직하게, 상기 요철부는 상기 히트싱크에 함몰형성된 반사컵의 바닥면 또는 상기 히트싱크에 돌출형성되는 돌출부의 상부면에 요철이 반복적으로 형성된다.
바람직하게. 상기 접합부재는 상기 요철부의 철부를 덮거나 상기 요철부의 철부와 동일한 높이를 갖도록 채워진다.
바람직하게, 상기 접합부재는 Sn, Au, Ag, Zn, Bi, Cu 중 하나 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 이루어진다.
삭제
더욱 바람직하게, 상기 도전라인은 상기 히트싱크의 표면에 적층되는 제1금속층과 상기 접합부가 전기적으로 연결되도록 형성된다.
바람직하게, 상기 접합부는 상기 요철부의 상부면을 따라 일정두께로 형성되는 금속코팅층을 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 접합부재는 상기 요철부의 상부면에 코팅된 금속코팅층을 덮도록 채워진다.
더욱 바람직하게, 상기 반사컵은 적어도 하나의 단차를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 히트싱크의 실장면에 금속코팅층이 코팅되고 접합부재가 채워지는 요철부를 형성한 접합부를 통해 발광부를 접합함으로써, 발광부와 히트싱크가 서로 접합되는 면적을 증대시킬 수 있기 때문에 이들 간의 접합력을 증대시킬 수 있어 접합불량을 방지할 수 있고, 발광부의 발광시 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출하여 히트싱크의 방열효율을 높일 수 있다.
(2) 히트싱크의 상부표면 또는 외부면 전체에 금속층과 절연층이 반복적으로 적층되는 보호층으로 이루어지는 제1방열부와, 방열핀으로 이루어지는 제2방열부를 구비함으로써 발광부에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 열방출면적을 충분히 확보할 수 있기 때문에 히트싱크의 방열효율을 높여 조명모듈의 수명을 연장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엘이디 조명모듈을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘이디 조명모듈을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 엘이디 조명모듈을 도시한 구성도이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 엘이디 조명모듈을 도시한 구성도이다.
본 발명의 엘이디 조명모듈(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 발광부(110), 히트싱크(120) 및 접합부(130)를 포함한다.
상기 발광부(110)는 전원인가시 빛을 발생하는 적어도 하나의 엘이디 칩(111)으로 구비될 수 있으며, 상기 엘이디 칩(111)은 히트싱크(120)의 실장면에 적어도 하나 실장된다.
이러한 발광부(110)는 히트싱크(120)의 상부면 중앙에 함몰형성된 반사컵(127)의 바닥면에 단일 소자로 실장되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 조명모듈의 설계조건에 따라 복수 개 실장될 수 있다.
상기 히트싱크(120)는 상기 발광부(110)의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하도록 열전도성이 우수한 알루미늄 또는 구리, 마그네슘 및 알루미늄 합금, 마그네슘 합금과 같은 금속소재로 이루어지는 방열부재이다.
상기 히트싱크(120)는 제1방열부(120a)와 제2방열부(120b)를 포함하는바, 상기 제1방열부(120a)는 히트싱크(120)의 몸체로부터 연장되는 적어도 하나의 방열핀(125)으로 구비될 수 있으며, 상기 제2방열부(120b)는 히트싱크(120)의 표면에 적층되는 제1금속층(121)과, 상기 제1금속층(121)의 표면에 적층되는 절연층(122) 및 상기 절연층(122)의 표면에 적층되는 제2금속층(123)을 순차적으로 적층한 보호층(124)으로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제2방열부(120b)는 상기 발광부(110)가 실장되는 실장영역을 제외하는 히트싱크(120)의 상부표면 전체에 금속층과 절연층이 반복적으로 적층되는 보호층(124)을 일정두께로 형성하는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 히트싱크(120)의 상부표면 또는 외부면에 국부적으로 구비되거나 상기 제1방열부(120a)를 포함하는 히트싱크 외부면에 전체적으로 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 제1,2금속층(121,123)은 외부전원과 연결되도록 도전성 소재로 이루어지며, 상기 절연층(122)은 폴리머계열의 절연층보다 상대적으로 낮은 열저항을 가지며, 열전도도가 우수한 Al2O3와 같은 산화피막층으로 형성될 수 있으며, 이러한 절연층(122)은 상기 제1금속층(121)의 표면에 양극산화법에 의해서 일정두께로 형성된다.
이에 따라, 상기 히트싱크(120)의 상부표면 또는 이를 포함하는 히트싱크의 외부면에 금속층과 절연층이 반복적으로 적층된 보호층(124)으로 이루어지는 제2방열부(120b)를 구비함으로써, 이를 통하여 상기 엘이디 칩(111)의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하는 방출효율을 높일 수 있는 것이다.
특히, 상기 제1금속층(121)은 후술하는 요철부의 도전라인과 연결되어 엘이디 칩(111)에서 발생하는 열을 외부로 방출시키는 열방출 경로를 형성하며, 상기 제2금속층(123)은 외부전원과 연결되고 와이어 본딩층을 형성함과 동시에 히트싱크의 외부 방열표면적으로 확대시킴으로써 열방출 방열면적을 증대시킬 수 있는 한편, 상기 절연층(122)은 금속제로 이루어지는 히트싱크의 산화를 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
이와 더불어, 상기 히트싱크(120)의 하부면에 방열핀(125)으로 이루어지는 제1방열부(120a)를 구비함으로써 이를 통하여 상기 엘이디 칩(111)의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하는 방출효율을 상기 제2방열부와 더불어 더욱 높일 수 있는 것이다.
한편, 상기 방열핀(125)은 도 1에 도시한 바와 같이 서로 인접하는 방열핀(125)사이의 간격이 일정한 구조로 구비될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 히트싱크(120)의 외부 표면적을 확대하여 방열효율을 높일 수 있도록 상기 발광부(110)와 대응하는 방열핀(125a)의 간격을 상기 히트싱크(120)의 외측에 구비되는 방열핀(125)의 간격보다 좁게 형성할 수도 있다.
이에 따라, 상기 발광부(110)와 대응하는 방열핀(125a)의 간격을 좁혀 외부 표면적을 확대함으로써 이를 통하여 열을 외부로 방출하는 방열효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
상기 접합부(130)는 상기 발광부(110)와 대응하는 히트싱크(120)의 상부면에 일정깊이 함몰형성되는 반사컵(127)의 바닥면에 금속코팅층(132)이 코팅되고 접합부재(133)가 채워지는 요철부(131)를 형성함으로써 상기 발광부(110)인 엘이디 칩(111)이 상기 접합부재(133)에 접합되어 실장되는 것이다.
이러한 접합부(130)는 상기 반사컵(127)의 바닥면에 요철이 반복적으로 형성되는 요철부(131)와, 상기 요철부(131)의 상부면을 따라 일정두께로 형성되는 금속코팅층(132) 및 상기 금속코팅층(132)을 덮도록 채워지는 접합부재(133)로 이루어진다.
여기서, 상기 금속코팅층(132)이 형성되는 요철부(131)는 알루미늄소재의 히트싱크 표면과 대응하는 하부면에 피요철부가 형성된 금형지그(미도시)를 일정세기의 가압력으로 가압함으로써 히트싱크의 표면에 요철을 형성할 수 있는 것이다.
상기 요철부(131)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 사다리꼴의 요철이 일정주기로 반복되는 단면상으로 형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 요철은 파형, 산단면 또는 사각과 같은 다각단면상으로 형성될 수도 있다.
상기 금속코팅층(132)은 동박 또는 금박으로 이루어질 수 있지만 상기 접합부재와 접합가능한 모든 금속소재를 포함할 수 있다.
이와 더불어, 상기 금형지그에 의해서 가압성형된 요철부(131)의 표면을 초음파로 처리하게 되면, 동박 또는 금박으로 이루어지는 금속코팅층(132)이 요철부(131)의 표면전체에 고르게 확산되기 때문에 요철부(131)와 금속코팅층(132)간의 결합력을 높여 요철부(131)로부터 금속코팅층(132)이 박리되는 코팅불량을 방지할 수 있다.
특히, 상기 금속코팅층(132)을 동박으로 형성하는 경우 접합부재(133)와 금속코팅층(132)간의 접착력을 높여 상기 요철부(131)에 다층으로 적층되는 금속코팅층(132)과 접합부재(133)가 박리되는 제품불량을 방지할 수 있는 것이다.
상기 접합부재(133)는 Sn-Sn계, Sn-Cu계, Sn-Ag계, Sn-Zn계, Sn-Bi계 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
여기서, 상기 접합부재(133)는 상기 요철부(131)의 돌출부인 철부를 덮도록 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 접합부재(133)의 사용량을 절감할 수 있도록 상기 요철부(131)의 돌출부인 철부와 동일한 높이를 갖도록 채워질 수 있다.
이에 따라, 상기 요철부(131)에 의해서 상기 발광부(110)와 히트싱크(120)간의 경계면의 면적을 증대시키고, 금속코팅층(132)을 매개로 하여 접합부재(133)로 요철부(131)를 채움으로써, 상기 발광부(110)이 접합되는 접합부(130)를 통한 열방출효율을 높일 수 있는 것이다.
즉, 상기 요철부(131)에 구비되는 접합부재(133)와 발광부(101)간의 접촉면적을 증대시킴으로써 상기 발광부(110)이 접합되는 접합부(130)의 접합강도를 높이고, 요철부(131)의 상면에 금속코팅층(132)을 배치함으로써 엘이디 광원(110)과 접합부(130)간의 접착력을 향상시키고, 이로 인하여 접합불량을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 상기 접합부(130)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 히트싱크(120)의 상부면으로부터 일정깊이 함몰형성되는 반사컵(127)의 바닥면에 구비함으로써 상기 반사컵(127)의 캐비티 내에 발광부인 엘이디 칩(111)을 배치할 수 있다.
여기서, 상기 접합부(130)에 실장되는 엘이디 칩(111)은 금속와이어(115)를 매개로 하여 외부전원과 연결되는 제2금속층(123)과 전기적으로 연결되고, 상기 접합부(130)의 금속코팅층(132)은 외부전원과 연결되는 제1금속층(121)과 도전라인(121a)을 매개로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 반사컵(127)내에 형성되는 캐비티에는 상기 발광부인 엘이디 칩(111)을 외부환경으로부터 보호하도록 투명성 수지가 채워지는 봉지부(128)를 구비할 수 있으며, 상기 봉지부(128)에는 상기 엘이디 칩(111)에서 발생하는 빛을 백색광으로 파장변환시킬 수 있는 형광물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사컵(127)의 경사진 내부면에는 상기 엘이디 칩(111)에서 발생하는 빛을 반사시킬 수 있도록 반사층(129)을 형성하는 것이 바람직하다.
한편 상기 엘이디 칩(111)은 P극과 N극을 상,하부면에 각각 형성하여 상기 금속와이어(115)를 매개로 와이어본딩되는 수직형 발광소자로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 P극과 N극을 상부면에 형성하여 와이어본딩되는 수평형 발광소자로 구비될 수도 있다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 엘이디 조명모듈(200)은 도 3에 도시한 바와 같이, 발광부(210), 히트싱크(220) 및 접합부(230)를 포함한다.
상기 발광부(210)는 전원인가시 빛을 발생하는 적어도 하나의 엘이디 칩(211)이 상부면에 실장되는 금속기판(212)으로 구비될 수 있으며, 상기 엘이디 칩(211)은 상기 금속기판(212)에 적어도 하나 실장된다.
상기 금속기판(212)은 상기 엘이디 칩(211)과 전기적으로 연결되는 도전성 비아홀(213)및 도전패턴(214)을 구비한다.
이러한 발광부(210)는 상기 금속기판(212)의 상부면 중앙에 단일 소자로 실장되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 조명모듈의 설계조건에 따라 복수 개 실장될 수 있다.
상기 히트싱크(220)는 상기 발광부(210)의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하도록 열전도성이 우수한 알루미늄 또는 구리, 마그네슘 및 알루미늄 합금, 마그네슘 합금과 같은 금속소재로 이루어지는 방열부재이다.
상기 히트싱크(220)는 제1실시예와 마찬가지로 제1방열부(220a)와 제2방열부(220b)를 포함하는바, 상기 제1방열부(220a)는 상기 히트싱크(220)로부터 연장되는 적어도 하나의 방열핀(225)으로 구비될 수 있고, 상기 제2방열부(220b)는 히트싱크(220)의 표면에 적층되는 제1금속층(221)과, 상기 제1금속층(221)의 표면에 적층되는 절연층(222) 및 상기 절연층(222)의 표면에 적층되는 제2금속층(223)을 순차적으로 적층한 보호층(224)으로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제2방열부(220b)는 상기 발광부(210)가 실장되는 실장영역을 제외하는 히트싱크(220)의 상부표면 전체에 금속층과 절연층이 반복적으로 적층되는 보호층(224)을 일정두께로 형성하는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 히트싱크(220)의 상부표면 또는 외부면에 에 국부적으로 구비되거나 상기 제2방열부(220a)를 포함하는 히트싱크 외부면에 전체적으로 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 제1,2금속층(221,223)은 외부전원과 연결되도록 도전성 소재로 이루어지고, 상기 절연층(222)은 폴리머계열의 절연층보다 상대적으로 낮은 열저항을 가지며, 열전도도가 우수한 Al2O3와 같은 산화피막층으로 형성될 수 있으며, 이러한 절연층(222)은 상기 제1금속층(221)의 표면에 양극산화법에 의해서 일정두께로 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 히트싱크(220)의 상부표면 또는 이를 포함하는 히트싱크의 외부면에 금속층과 절연층이 반복적으로 적층된 보호층(224)으로 이루어지는 제2방열부(220b)를 구비함으로써, 이를 통하여 상기 엘이디 칩(211)의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하는 방출효율을 높일 수 있는 것이다.
특히, 상기 제1금속층(221)은 요철부의 도전라인과 연결되어 엘이디 칩(211)에서 발생하는 열을 외부로 방출시키는 열방출 경로를 형성하며, 상기 제2금속층(223)은 외부전원과 연결되고 와이어 본딩층을 형성함과 동시에 히트싱크의 외부 방열표면적으로 확대시킴으로써 열방출 방열면적을 증대시킬 수 있는 한편, 상기 절연층(222)은 금속제로 이루어지는 히트싱크의 산화를 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
이와 더불어, 상기 히트싱크(220)의 하부면에 방열핀(225)으로 이루어지는 제1방열부(220a)를 구비함으로써 이를 통하여 상기 엘이디 칩(211)의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하는 방출효율을 상기 제2방열부(220b)와 더불어 더욱 높일 수 있는 것이다.
한편, 상기 방열핀(225)은 도 3에 도시한 바와 같이 서로 인접하는 방열핀(225)사이의 간격이 일정한 구조로 구비될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 히트싱크(220)의 외부 표면적을 확대하여 방열효율을 높일 수 있도록 상기 발광부(210)와 대응하는 방열핀(225a)의 간격을 상기 히트싱크(220)의 외측에 구비되는 방열핀의 간격보다 좁게 형성할 수도 있다.
이에 따라, 상기 발광부(210)와 인접하는 방열핀(225a)의 간격을 좁혀 외부 표면적을 확대함으로써 이를 통하여 열을 외부로 방출하는 방열효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
상기 접합부(230)는 상기 발광부(210)와 대응하는 히트싱크(220)의 상부면에 일정높이 돌출형성된 돌출부(227)의 상부면에 요철이 반복적으로 형성되는 요철부(231)와, 상기 요철부(231)의 상부면을 따라 일정두께로 형성되는 금속코팅층(232) 및 상기 금속코팅층(232)을 덮도록 채워지는 접합부재(233)로 이루어진다.
여기서, 상기 요철부(231)는 파형의 요철이 일정주기로 반복되는 단면상으로 형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 요철은 파형, 산단면, 사각단면 또는 사다리꼴단면과 같은 다각단면상으로 형성될 수도 있다.
상기 금속코팅층(232)은 동박 또는 금박으로 이루어질 수 있지만 상기 접합부재와 접합가능한 모든 금속소재를 포함할 수 있다.
상기 접합부재(233)는 Sn-Sn계, Sn-Cu계, Sn-Ag계, Sn-Zn계, Sn-Bi계 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
이에 따라, 상기 요철부(231)에 의해서 상기 발광부(210)의 금속기판(212)과 히트싱크(220)간의 경계면의 면적으로 증대시킴으로써 상기 발광부(110)의 금속기판(212)이 납땜 접합되는 접합부(230)를 통한 열방출 효율을 높일 수 있는 것이다.
이와 동시에, 상기 요철부(231)에 구비되는 접합부재(233)의 접촉면적을 증대시킴으로써 상기 발광부(210)의 금속기판(212)이 접합되는 접합부(230)의 접합강도를 높이고, 발광부(210)와 접합부(230)간의 접착력을 높여 접합불량을 방지할 수 있는 것이다.
상기 접합부(230)와 접합된 금속기판(212)에 실장된 엘이디 칩(211)은 금속와이어(215)를 매개로 하여 상기 금속기판(212)에 패턴인쇄된 도전패턴(214)과 와이어 본딩연결되고, 상기 도전패턴(214)은 외부전원과 연결되는 제2금속층(223)과 전기적으로 연결되고, 상기 접합부(230)의 금속코팅층(232)은 외부전원과 연결되는 제1금속층(221)과 도전라인(221a)을 매개로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 발광부(210)는 엘이디 칩(211)을 덮어 외부환경으로부터 보호하도록 투명성 수지로 성형되는 돔형상의 봉지부(228)를 구비할 수 있으며, 상기 봉지부(228)에는 상기 엘이디 칩(211)에서 발생하는 빛을 백색광으로 파장변환시킬 수 있는 형광물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 봉지부(228)의 외측테두리에는 성형시 수지물이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 원주방향으로 연속되는 댐(229)을 형성하고, 엘이디 칩(211)과 대응하는 내부면에는 상기 엘이디 칩(211)에서 발생하는 빛을 반사시켜 광효율을 높일 수 있도록 반사층(229a)을 구비하는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.
110,210 : 발광부 111,211 : 엘이디 칩
212 : 금속기판 115,215 : 금속 와이어
120,220 : 히트싱크 121,221 : 제1금속층
122,222 : 절연층 123,223 : 제2금속층
124,224 : 보호층 127 : 반사컵
128,228 : 봉지부 129 : 반사층
130,230 : 접합부 131,231 : 요철부
132,232 : 금속코팅층 133,233 : 납땜재
227 : 돌출부 229 : 댐

Claims (19)

  1. 적어도 일부 영역에 형성된 요철부에 엘이디 칩이 적어도 하나 실장되는 실장면을 갖는 히트싱크 :
    상기 요철부를 덮는 접합부재를 포함하는 접합부 : 를 포함하고,
    상기 접합부는 상기 히트싱크에 함몰형성된 반사컵의 경사진 내부면과 이에 형성되는 반사층 사이 또는 상기 히트싱크에 돌출형성된 돌출부의 노출된 상부면 일부에 도전라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히트싱크는 제1방열부와, 상기 제1방열부와 대향하는 부분에 위치하며 상기 실장면을 제외한 히트싱크의 표면에 형성된 제2방열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1방열부는 적어도 하나의 방열핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2방열부는 상기 히트싱크의 표면에 적층되는 제1금속층과, 상기 제1금속층의 표면에 적층되는 절연층 및 상기 절연층의 표면에 적층되는 제2금속층이 순차적으로 적층된 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2방열부는 상기 요철부를 제외하는 영역에 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 절연층은 산화피막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절연층은 Al2O3인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는 상기 실장면에 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는 파형, 산단면 또는 다각단면상 중 어느 하나로 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 히트싱크의 상부면으로부터 일정깊이 함몰형성되는 반사컵을 포함하고, 상기 실장면은 상기 반사컵의 바닥면인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈
  11. 제8항에 있어서,
    상기 실장면은 상기 히트싱크의 상부면으로부터 일정높이 돌출 형성되는 돌출부의 상부면인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 히트싱크에 함몰형성된 반사컵의 바닥면 또는 상기 히트싱크에 돌출형성되는 돌출부의 상부면에 요철이 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 접합부재는 상기 요철부의 철부를 덮거나 상기 요철부의 철부와 동일한 높이를 갖도록 채워지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 접합부재는 Sn, Au, Ag, Zn, Bi, Cu 중 하나 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  15. 삭제
  16. 제4항에 있어서,
    상기 도전라인은 상기 히트싱크의 표면에 적층되는 제1금속층과 상기 접합부가 전기적으로 연결되도록 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는 상기 요철부의 상부면을 따라 일정두께로 형성되는 금속코팅층을 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 접합부재는 상기 요철부의 상부면에 코팅된 금속코팅층을 덮도록 채워지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 반사컵은 적어도 하나의 단차를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명모듈.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990070561A (ko) * 1998-02-21 1999-09-15 구본준 반도체 패키지의 열방출구조
JP2006093626A (ja) 2004-09-27 2006-04-06 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光装置
KR20060126115A (ko) * 2005-06-03 2006-12-07 삼성전기주식회사 고출력 led 패키지 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990070561A (ko) * 1998-02-21 1999-09-15 구본준 반도체 패키지의 열방출구조
JP2006093626A (ja) 2004-09-27 2006-04-06 Matsushita Electric Works Ltd 半導体発光装置
KR20060126115A (ko) * 2005-06-03 2006-12-07 삼성전기주식회사 고출력 led 패키지 및 그 제조방법

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