KR101301893B1 - Integrally formed multi-layer light-emitting device - Google Patents
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Abstract
일체형으로 형성된 복수층 발광 장치가 제공되는데, 이것은 안착부, 복수의 발광 요소들, 및 2 개의 리드 프레임들을 포함한다. 상기 안착부는 상기 발광 요소들이 상기 중앙 본체의 상단 부분에 형성되어 있는 챔버에 꼭 맞을 수 있는 방식으로 일체형으로 형성된다. 상기 안착부는 금속으로 만들어져서, 상기 안착부는 상기 발광 요소들로부터의 열을 효율적으로 흡수하고 둘러싼 환경에 재빨리 전달할 수 있다. 그러므로, 패킹 모듈은 본 발명에 사용될 필요가 없어 패키지 물질의 소비는 감소되고 제조 프로세스는 단순해진다. An integrally formed multi-layer light emitting device is provided, which includes a seating portion, a plurality of light emitting elements, and two lead frames. The seating portion is integrally formed in such a way that the light emitting elements can fit snugly into a chamber formed in the upper portion of the central body. The seat is made of metal so that the seat can absorb heat from the light emitting elements efficiently and quickly transfer to the surrounding environment. Therefore, the packing module does not need to be used in the present invention so that the consumption of package material is reduced and the manufacturing process is simplified.
Description
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a multi-layer light emitting device formed integrally.
LED의 발광 이론은 반도체들의 본래의 특성들을 이용하는데, 이것은 백열등 튜브의 전기적 방전, 열 및 발광 이론과는 다르다. 전류가 반도체의 PN 접합을 관통해 앞으로 흐를 때 빛이 방출되기 때문에, LED는 또한 냉광(cold light)으로 지칭된다. LED는 높은 내구성, 긴 서비스 수명, 경량, 저전력 소비, 및 수은과 같은 독성 물질들이 없는 특성들을 가지므로, 이로써 발광 장치의 산업 분야에서 광범위하게 사용될 수 있고, LED들은 종종 어레이로 배치되고, 전기게시판 또는 교통표지판과 같은 데 사용된다. The emission theory of LEDs exploits the inherent characteristics of semiconductors, which differ from the electrical discharge, heat and emission theory of incandescent tubes. LEDs are also referred to as cold light because light is emitted when current flows forward through the PN junction of the semiconductor. Since LEDs have high durability, long service life, light weight, low power consumption, and no toxic substances such as mercury, they can be widely used in the industrial field of light emitting devices, and the LEDs are often arranged in arrays, and billboards. Or used for traffic signs.
대만 실용신안 제 M387375호가 어레이 타입 복수층 LED의 패키지 구조를 개시하였는데, 이것은 금속 기판, 패키지 모듈, 리드 프레임, 및 마스크를 포함하고 있고, 여기서 상기 금속 기판은 상기 패키지 구조의 바닥에 위치되고, 상기 패키지 모듈은 상기 금속 기판 위의 상기 리드 프레임을 둘러싸고 고정하는 데 사용되었다. 상기 LED 다이들은 상기 금속 기판에 어레이로 배치되었다. 상기 리드 프레임들은 상기 LED 다이들에 전기적으로 연결되어 있었다. 상기 마스크는 상기 패키지 모듈을 덮었다. Taiwan Utility Model No. M387375 discloses a package structure of an array type multilayer LED comprising a metal substrate, a package module, a lead frame, and a mask, wherein the metal substrate is located at the bottom of the package structure, and A package module was used to surround and secure the lead frame on the metal substrate. The LED dies were arranged in an array on the metal substrate. The lead frames were electrically connected to the LED dies. The mask covered the package module.
하지만, 종래의 LED 패키지 구조는 보통 플라스틱 수지로 만들어진 패키지 모듈을 포함한다. 상기 플라스틱 수지의 열-방산 효율성(heat-dissipation efficiency)은 금속보다 훨씬 적다. 상기 열-방산 효율성이 낮으면, 상기 LED 패키지 구조의 수명 및 발광 효율성도 감소될 것이다. 종래 기술에 존재하는 다른 문제점은 금속 기판이 상기 패키지 모듈과 일체형으로 형성되지 않아, 이로써 제조 프로세스가 복잡해진다는 것이다.However, conventional LED package structures usually include package modules made of plastic resin. The heat-dissipation efficiency of the plastic resin is much less than that of metals. If the heat-dissipation efficiency is low, the lifetime and luminous efficiency of the LED package structure will also be reduced. Another problem present in the prior art is that the metal substrate is not integrally formed with the package module, which complicates the manufacturing process.
따라서, 낮은 열-방산 효율성, 패키지 물질의 높은 비용 등과 같은 상기 종래의 LED 패키지 구조에 존재하는 문제점들을 해결할 수 있는 발광 장치를 제공하는 것이 바람직하다. Therefore, it is desirable to provide a light emitting device that can solve the problems present in the conventional LED package structure such as low heat-dissipation efficiency, high cost of package material, and the like.
본 발명의 목적은 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치를 제공하는 것이다. 상기 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치는 중앙 본체 및 복수의 열방산 핀들을 포함하는 안착부; 발광 표면에 위치하는 복수의 발광 요소들; 및 2 개의 관통공들을 각각 통과하는 2 개의 리드 프레임들을 포함하고, 상기 중앙 본체의 상단 부분은 챔버를 가지고, 상기 챔버의 바닥 표면은 발광 표면이고, 상기 챔버의 측벽의 내부 표면은 광-반사 표면이고, 상기 중앙 본체는 그 안에 형성된 2 개의 관통공들을 가지고, 상기 발광 요소들은 배선-결합에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있고, 상기 2 개의 리드 프레임들은 배선-결합에 의해 상기 발광 요소들에 전기적으로 연결되어 있고, 적어도 하나의 밀폐 몸체가 각각의 관통공에 마련되어 각각의 관통공을 밀폐하기 위해 사용되고, 상기 2 개의 리드 프레임들은 상기 적어도 하나의 밀폐 몸체에 의해 상기 2 개의 관통공들에 각각 고정된다.An object of the present invention is to provide a multi-layered light emitting device formed integrally. The monolithic multi-layer light emitting device may include a seating unit including a central body and a plurality of heat dissipation fins; A plurality of light emitting elements located on the light emitting surface; And two lead frames each passing through two through holes, the upper portion of the central body having a chamber, the bottom surface of the chamber being a light emitting surface, and the inner surface of the sidewall of the chamber being a light-reflecting surface And the central body has two through holes formed therein, the light emitting elements are electrically connected to each other by wire-coupling, and the two lead frames are electrically connected to the light emitting elements by wire-coupling. And at least one sealing body is provided in each through hole to seal each through hole, and the two lead frames are respectively fixed to the two through holes by the at least one sealing body. .
상기 안착부는 상기 발광 요소들이 상기 중앙 본체의 상단 부분에 형성되어 있는 챔버에 꼭 맞을 수 있는 방식으로 일체형으로 형성된다. 다시 말하면, 상기 발광 요소들은 상기 챔버 안에 직접 위치할 수 있다. 상기 안착부는 금속으로 만들어져서, 상기 안착부는 상기 발광 요소들로부터의 열을 효율적으로 흡수하고 둘러싼 환경에 재빨리 전달할 수 있다. 그러므로, 패킹 모듈은 본 발명에 사용될 필요가 없어 패키지 물질의 소비는 감소되고 제조 프로세스는 단순해진다. The seating portion is integrally formed in such a way that the light emitting elements can fit snugly into a chamber formed in the upper portion of the central body. In other words, the light emitting elements can be located directly in the chamber. The seat is made of metal so that the seat can absorb heat from the light emitting elements efficiently and quickly transfer to the surrounding environment. Therefore, the packing module does not need to be used in the present invention so that the consumption of package material is reduced and the manufacturing process is simplified.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치는 상기 중앙 본체에 꼭 결합되는 마스크를 더 포함할 수 있어 상기 마스크는 상기 챔버의 상단을 덮고 밀폐한다. 따라서, 공기 중의 미세입자 및 수분은 상기 챔버에 들어갈 수 없고 이로써 상기 발광 장치의 광학 요소들은 그들의 특성들의 저하를 방지할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the integrally formed multilayer light emitting device may further include a mask that is tightly coupled to the central body, so that the mask covers and seals the top of the chamber. Thus, fine particles and moisture in the air cannot enter the chamber, and the optical elements of the light emitting device can prevent the deterioration of their characteristics.
게다가, 상기 발광 표면과 상기 광-반사 표면 사이의 끼인각은 20°내지 70°사이에서 설정될 수 있다. 상기 발광 요소를 위한 상기 발광 각 범위는 상기 발광 표면과 상기 광-반사 표면 사이의 상기 끼인각을 조정하는 것에 의해 조정될 수 있다. In addition, the included angle between the light emitting surface and the light-reflective surface can be set between 20 ° and 70 °. The light emission angle range for the light emitting element can be adjusted by adjusting the included angle between the light emitting surface and the light-reflective surface.
본 발명은 첨부된 도면들과 함께, 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명을 정독하는 것에 의해 당업자에게 자명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치를 보여주는 대략적인 투시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치를 보여주는 단면도이다.The present invention will become apparent to those skilled in the art upon reading the following detailed description of the preferred embodiment, in conjunction with the accompanying drawings.
1 is a schematic perspective view showing a multi-layered light emitting device formed integrally according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a multi-layer light emitting device formed integrally according to the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a multi-layered light emitting device integrally formed according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도면들은 본 발명의 심화된 이해를 제공하기 위해 포함되고, 이 상세한 설명에 반영되어 그 일부를 구성한다. 상기 도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하고 있고, 이 설명들과 함께, 본 발명의 원리들을 설명하기 위해 제공된다.The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention, and are incorporated in and constitute a part of this detailed description. The drawings illustrate embodiments of the invention and, together with these descriptions, are provided to illustrate the principles of the invention.
도 1은 본 발명에 따른 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치를 보여주는 대략적인 투시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치를 보여주는 단면도이다.1 is a schematic perspective view showing a multi-layered light emitting device formed integrally according to the present invention. 2 is a cross-sectional view showing a multi-layer light emitting device formed integrally according to the present invention.
상기 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치는 안착부(1), 복수의 발광 요소들(3), 및 2 개의 리드 프레임들(5)을 포함한다. 상기 안착부(1)는 중앙 본체(11) 및 복수의 열 방산 핀들(13)을 포함한다. 상기 중앙 본체(11) 및 상기 열 방산 핀들(13)은 알루미늄으로 만들어진다. 챔버가 상기 중앙 본체(11)의 상단 부분에 형성된다. 상기 챔버의 바닥 표면은 발광 표면(111)으로서 제공된다. 상기 챔버의 측벽의 내부 표면은 광-반사 표면(113)으로서 제공된다. 상기 중앙 본체(11)는 그 안에 형성된 2 개의 관통공들(115)을 가진다. 상기 챔버는 펀칭 프로세스, 밀링 프로세스, 또는 다른 적절한 프로세스들에 의해 형성된다. The integrally formed multilayer light emitting device includes a
열 방산 핀들(13)은 상기 중앙 본체(11)의 원통형 벽으로부터 방사상으로 바깥쪽으로 연장된다. 이러한 열 방산 핀들(13)은 상기 중앙 본체(11)의 둘레 주위에 이격되어 있고, 상기 열 방산 핀들(13) 각각은 그 외부 끝단에 바깥쪽으로 연장된 분기된 구조(131)를 가지고, 이로써 상기 열 방산 핀(13)의 열 방산 면적은 증가될 수 있다. 상기 열 방산 핀들(13)은 상하 방향 및 반경 방향에 대해 웨이브 같은 또는 톱니 같은 형태와 같이 물결 모양을 가지도록 설계된다(도 1 참조). 상기 물결 모양의 열 방산 핀들(13)의 열 방산 면적들은 평탄한 열 방산 핀들의 열 방산 면적들보다 더 커서, 이로써 상기 열 방산 안착부(1)의 열 방산 효율성이 크게 증가된다. 게다가, 상기 중앙 본체(11) 및 상기 열 방산 핀들(13)은 고형 알루미늄으로 만들어진다. The
고정 피스(133)는 상기 각 열 방산 핀(13)의 외부 끝단 모서리 부분에 결합될 수 있다. 상기 고정 피스(133)는 물결 모양을 가지도록 설계된다. 제1 및 제2 고정 부분들(133a)은 상기 고정 피스(133)의 상부 및 하부 부분들로부터 안쪽으로 각각 돌출된다. 상기 제1 및 제2 고정 부분들(133a)은 상기 안착부(1)를 (확산 커버와 같은) 다른 요소들에 고정하는 데 사용된다. The
상기 발광 요소들(3)은 상기 발광 표면(111) 상에 어레이로 배치되고, 금속 배선들(4)을 이용하는 배선-결합에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 상기 발광 요소들(3)은 예를 들어, LED 다이들이다.The
본 발명의 일 실시예에 있어서, 크롬층(미도시)은 상기 발광 요소들(3)로부터 방출되는 광의 반사율을 증가시키기 위해 상기 발광 표면(111) 및 상기 광-반사 표면(113) 상에 전기도금된다. 상기 발광 표면(111)에 상기 LED 다이들의 부착을 강화하기 위해 은층(미도시)도 상기 발광 표면(111) 상의 상기 크롬층 상에 더 전기도금될 수 있다. In one embodiment of the invention, a chromium layer (not shown) is provided on the
본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사기(미도시)가 상기 광-반사 표면(113) 상에 배치된다. 상기 발광 요소들로부터 방출되는 광은 상기 반사기에 의해 주변환경으로 반사될 수 있다. 상기 발광 표면(111)과 상기 광-반사 표면(113) 사이의 끼인각(θ)은 20°내지 70°사이에서 설정될 수 있다. 상기 발광 요소(3)를 위한 발광 각 범위는 상기 발광 표면(111)과 상기 광-반사 표면(113) 사이의 상기 끼인각(θ)을 조정하는 것에 의해 조정될 수 있다. In one embodiment of the invention, a reflector (not shown) is disposed on the light-
도 2를 참조하면, 2 개의 리드 프레임들(5)은 상기 2 개의 관통공들(115)을 각각 관통한다. 상기 2 개의 리드 프레임들(5)은 상기 금속 배선들(4)을 이용하는 배선-결합에 의해 상기 발광 요소들(3)에 전기적으로 연결된다. 상기 리드 프레임들(5)의 끝단들은 바람직하게 상기 발광 요소들(3)에 결합하기 위한 배선 결합 강도를 강화하기 위해 은으로 전기도금된다. Referring to FIG. 2, two
도 2를 참조하면, 상기 관통공들(115)을 밀폐하기 위해 사용되는 상기 밀폐 몸체들(6)은 상기 2 개의 관통공들(115)의 상부 및 하부 부분들에 제공된다. 상기 밀폐 몸체들(6)을 사용함으로써, 상기 2 개의 리드 프레임들(5)은 상기 2 개의 관통공들(115)에 각각 고정되고 상기 중앙 본체(11)의 외부로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 게다가, 상기 밀폐 몸체들(6)에 의해 공기 중의 미세입자들 및 수분이 상기 챔버로 들어가는 것이 방지될 수 있다. 상기 발광 요소들(3)은 금 배선들을 이용해 상기 리드 프레임들(5)에 배선-결합된다.Referring to FIG. 2, the sealing
상기 밀폐 몸체들(6)은 유리, 세라믹, 또는 에폭시 수지로 만들어질 수 있다. 상기 유리, 세라믹, 또는 에폭시 수지가 고온에서 반액체 상태일 때, 상기 2 개의 관통공들(115)에 채워진다. 그 후 상기 반액체 상태의 상기 유리, 세라믹, 또는 에폭시 수지는 상기 밀폐 몸체들(6)을 형성하기 위해 경화된다.The sealing
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치를 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 상기 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치는 상기 발광 요소들(3)을 덮는 인광층(phosphor layer, 7)을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 요소들(3)로부터 방출되는 광은 상기 인광층(7)을 관통하는데, 이때 서로 다른 광들은 혼합될 것이다. 상기 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치는 상기 중앙 본체(11)와 단단히 결합되는 마스크(8)를 더 포함하여, 상기 마스크(8)는 상기 챔버의 상단을 덮고 밀폐한다. 상기 마스크는 반구 모양을 가질 수 있다. 상기 마스크는 예를 들어 유리 또는 실리콘으로 만들어질 수 있다. 3 is a cross-sectional view illustrating a multi-layered light emitting device integrally formed according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the integrally formed multilayer light emitting device may further include a
본 발명이 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 첨부된 청구항들에 의해 정의되고자 하는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형들 및 변경들이 만들어질 수 있음이 당업자에게 자명하다. Although the invention has been described with reference to preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 안착부 3: 복수의 발광 요소들
5: 2 개의 리드 프레임들 11: 중앙 본체
13: 복수의 열 방산 핀들 111: 발광 표면
113: 광-반사 표면 115: 2 개의 관통공들1: seating portion 3: a plurality of light emitting elements
5: 2 lead frames 11: center body
13: plurality of heat dissipation fins 111: light emitting surface
113: light-reflective surface 115: two through holes
Claims (16)
발광 표면에 위치하는 복수의 발광 요소들; 및
2 개의 관통공들을 각각 통과하는 2 개의 리드 프레임들을 포함하여 구성되되,
상기 중앙 본체의 상단 부분은 챔버를 가지고, 상기 챔버의 바닥 표면은 발광 표면이고, 상기 챔버의 측벽의 내부 표면은 광-반사 표면이고, 상기 중앙 본체는 그 안에 형성된 2 개의 관통공들을 가지며,
상기 발광 요소들은 배선-결합에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있고,
상기 2 개의 리드 프레임들은 배선-결합에 의해 상기 발광 요소들에 전기적으로 연결되어 있고, 적어도 하나의 밀폐 몸체가 각각의 관통공에 마련되어 각각의 관통공을 밀폐하기 위해 사용되고, 상기 2 개의 리드 프레임들은 상기 적어도 하나의 밀폐 몸체에 의해 상기 2 개의 관통공들에 각각 고정되며,
상기 열 방산 핀들 각각은 열 방산 면적이 증가될 수 있도록 그 외부 끝단에 바깥쪽으로 연장된 분기된 구조를 가지는 한편 상하 방향 및 반경 방향으로 물결 모양을 가지도록 형성되며,
상기 중앙 본체 및 상기 열 방산 핀들은 알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 일체형으로 형성된 복수층 발광 장치. Seating comprising a cylindrical central body and a plurality of heat dissipation fins extending radially outward from the cylindrical wall of the central body, spaced apart from each other along the circumferential direction around the circumference of the central body and formed to form a body with the central body part;
A plurality of light emitting elements located on the light emitting surface; And
It comprises two lead frames each passing through two through holes,
The upper portion of the central body has a chamber, the bottom surface of the chamber is a light emitting surface, the inner surface of the side wall of the chamber is a light-reflective surface, the central body has two through holes formed therein,
The light emitting elements are electrically connected to each other by wire-coupling,
The two lead frames are electrically connected to the light emitting elements by wiring-coupling, and at least one sealing body is provided in each through hole to seal each through hole, and the two lead frames are Fixed to the two through holes by the at least one closure body,
Each of the heat dissipation fins is formed to have a branched structure extending outwardly at an outer end thereof so that the heat dissipation area can be increased while being wavy in the vertical direction and the radial direction,
And the central body and the heat dissipation fins are made of aluminum.
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