KR101304614B1 - Led package - Google Patents

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KR101304614B1
KR101304614B1 KR1020120051912A KR20120051912A KR101304614B1 KR 101304614 B1 KR101304614 B1 KR 101304614B1 KR 1020120051912 A KR1020120051912 A KR 1020120051912A KR 20120051912 A KR20120051912 A KR 20120051912A KR 101304614 B1 KR101304614 B1 KR 101304614B1
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bonding
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KR1020120051912A
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이중희
박종원
도진영
장자순
김성호
임해용
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영남대학교 산학협력단
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    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
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    • H01L33/642—Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL 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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    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F21V29/503—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components of light sources

Abstract

PURPOSE: An LED package is provided to simplify manufacturing processes by omitting an encapsulant coating process in a wire arrangement process. CONSTITUTION: A package substrate (110) is arranged at the upper center of an LED. A main board (120) is arranged on the upper part of the package substrate. A heat radiation plate (130) is arranged on the rear surface of the main board. A thermal conduction part is arranged between the main board and the heat radiation plate. The thermal conduction part transmits heat generated from the LED to the heat radiation plate.

Description

엘이디 패키지{LED package}LED package {LED package}

본 발명은 차량용 엘이디 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제작 공정이 보다 간소화되는 차량용 엘이디 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle LED package, and more particularly to a vehicle LED package that the manufacturing process is more simplified.

차량용 전조등은 자동차 또는 기차와 같은 이동수단의 진행 방향을 조명하기 위해 그 앞쪽에 장치된 조명 수단을 지칭한다.Vehicle headlights refer to lighting means installed in front of the vehicle to illuminate the direction of travel of the vehicle, such as a car or a train.

조명 수단으로서 사용하는 램프로는 할로겐 램프나 HID(High Intensity Discharge) 램프가 사용되고 있지만, 보다 특성이 우수한 LED 램프가 이를 대체하고 있다.Halogen lamps and HID (High Intensity Discharge) lamps are used as the lamps used as the lighting means, but LED lamps having better characteristics have replaced them.

LED의 경우 반도체라는 특성으로 인해 처리속도, 전력소모, 수명 등의 제반사항에서 큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자 표시부품으로 널리 사용되고 있으며, 최근 높은 휘도의 제품들이 개발되면서 미래의 첨단조명용 광원으로 각광받고 있다.LED is widely used as an electronic display part of various electronic products because of its characteristics of processing speed, power consumption, and lifespan due to the characteristics of semiconductor, and as a high-tech light source for the future with the development of high luminance products in recent years Be in the spotlight.

차량 전조등으로 사용되는 LED는, LED가 기판 상에 배치되되 기판과 전기적으로 연결되도록 배치되는 패키지 형태로 사용되는 것이 일반적이다. LEDs, which are used as vehicle headlights, are generally used in the form of a package in which the LEDs are disposed on the substrate but are electrically connected to the substrate.

이때, 기판 상의 LED로는 전원의 공급과 동작 신호의 전달을 위한 배선이 배치된다. In this case, a wiring for supplying power and transmitting an operation signal is disposed as the LED on the substrate.

이때, 배선의 배치 후, 배선의 보호를 위해 형성되고, 인캡제를 배선 상에 도포하여 배선을 보호하게 된다.At this time, after arranging the wiring, the wiring is formed to protect the wiring, and the encapsulation agent is applied onto the wiring to protect the wiring.

상기와 같은 구성은 배선의 배치 공정과 인캡제 도포 공정을 필요로 하지만, 생산성 향상을 위해서는 전체 공정을 감소시킬 필요가 있다.Such a configuration requires a wiring arrangement process and an encapsulation coating process, but it is necessary to reduce the overall process in order to improve productivity.

본 발명에 대한 선행기술로서 대한민국 공개특허 2010-55300호를 제시할 수 있다. Korean Patent Publication No. 2010-55300 may be presented as a prior art for the present invention.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 엘이디 패키지의 제작 시 솔더링에 의해 구성 요소의 본딩부 연결이 이루어질 수 있도록 하여 인캡제 도포 공정이 생략되도록 하는 엘이디 패키기를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an LED package that can be bonded to the bonding portion of the component by the soldering when manufacturing the LED package so that the encapsulation coating process is omitted. do.

상기한 목적을 해결하기 위해 본 발명은, 엘이디(LED); 상기 엘이디가 상부 중앙에 배치되고, 전원 및 동작 신호를 전달받을 수 있도록 외주측에 홈 형태의 제1 본딩부가 복수로 배치되는 패키지 기판; 상기 제1 본딩부에 대응하는 위치에 배치되고 상기 제1 본딩부와 전원 및 동작 신호를 전달받을 수 있도록 솔더링으로 연결되는 제2 본딩부를 포함하고, 상기 패키지 기판이 상부에 배치되는 메인 기판; 상기 엘이디에서 방출되는 열을 방열하도록 상기 메인 기판의 배면에 배치되는 방열판; 및 상기 메인 기판과 상기 방열판 사이에 배치되어, 상기 엘이디에서 발생한 열을 상기 메인 기판으로부터 상기 방열판으로 전달하는 열전도부를 포함하는 엘이디 패키지를 제공한다.The present invention to solve the above object, LED (LED); A package substrate in which the LED is disposed at an upper center and a plurality of first bonding parts having a groove shape are disposed at an outer circumferential side of the LED to receive power and an operation signal; A main substrate disposed at a position corresponding to the first bonding portion and including a second bonding portion connected to the first bonding portion by soldering so as to receive power and an operation signal, the main substrate having the package substrate disposed thereon; A heat dissipation plate disposed on a rear surface of the main substrate to dissipate heat emitted from the LEDs; And a heat conduction part disposed between the main substrate and the heat sink to transfer heat generated from the LED to the heat sink.

상기 패키지 기판과 상기 메인 기판의 대향하는 부위는 절연층일 수 있다.An opposing portion of the package substrate and the main substrate may be an insulating layer.

상기 제1 본딩부는, 그 내주면에 형성된 제1 도전층을 포함할 수 있다.The first bonding part may include a first conductive layer formed on an inner circumferential surface thereof.

상기 제2 본딩부는 상기 제1 본딩부와 동일한 형태로서 대칭되는 형태로 배치될 수 있다.The second bonding portion may be disposed in a symmetrical form with the same shape as the first bonding portion.

상기 제2 본딩부는, 그 내주면에 형성된 제2 도전층을 포함할 수 있다.The second bonding part may include a second conductive layer formed on an inner circumferential surface thereof.

상기 제2 본딩부는 평판 형태일 수 있다.The second bonding portion may have a flat plate shape.

상기 제2 본딩부의 표면적은 상기 제1 본딩부의 입구 단면적보다 넓을 수 있다.The surface area of the second bonding part may be wider than the inlet cross-sectional area of the first bonding part.

상기 제2 본딩부는 상기 제1 본딩부에 삽입될 수 있도록 돌출된 로드를 포함할 수 있다.The second bonding part may include a rod protruding to be inserted into the first bonding part.

상기와 같은 본 발명은, 엘이디 패키지 상의 배선 배치 공정 수행 시 인캡제 도포없이 배선의 보호를 수행할 수 있다.As described above, the present invention can perform protection of the wiring without applying an encapsulant when performing the wiring arrangement process on the LED package.

도 1은 본 발명에 의한 엘이디 패키지의 일 예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 패키지 기판과 메인 기판의 배치 상태를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 A 부분의 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of an example of the LED package according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating an arrangement state of a package substrate and a main substrate illustrated in FIG. 1.
3 is a diagram illustrating an example of a configuration of part A of FIG. 2.
4 is a diagram illustrating another example of the configuration of part A of FIG. 2.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 엘이디 패키지의 일 예의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 패키지 기판과 메인 기판의 배치 상태를 나타내는 평면도이다.1 is a view showing an example configuration of an LED package according to the present invention, Figure 2 is a plan view showing the arrangement of the package substrate and the main substrate shown in FIG.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 엘이디 패키지는 엘이디(LED)(L), 패키지 기판(110), 메인 기판(120) 및 방열판(130)을 포함한다. 1 and 2, the LED package according to the first embodiment of the present invention includes an LED (L), a package substrate 110, a main substrate 120, and a heat sink 130.

엘이디(LED; Light emitting diode)(L)는 외부의 전원을 인가받아 광을 발광한다. LED (Light emitting diode) (L) emits light by receiving external power.

패키지 기판(110)은 엘이디(L)가 상부 중앙에 배치되고, 엘이디(L)의 동작을 위한 주변 회로가 배치된다. In the package substrate 110, an LED L is disposed at an upper center thereof, and a peripheral circuit for operating the LED L is disposed.

본 실시예에서, 패키지 기판(110)은 직사각형 형태로 이루어지지만, 사용자의 필요에 따라 원형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. In the present exemplary embodiment, the package substrate 110 is formed in a rectangular shape, but may be formed in various forms such as a circle according to a user's needs.

패키지 기판(110)의 외주로는 제1 본딩부(112)가 복수로 배치된다. 제1 본딩부(112)는 패키지 기판(110)의 외부에서 인가되는 전원과 동작 신호를 전달받을 수 있다. 이를 위해, 제1 본딩부(112)에는 외부의 전원과 신호 전달을 위한 외부 배선이 연결될 수 있다. A plurality of first bonding portions 112 are disposed on the outer circumference of the package substrate 110. The first bonding unit 112 may receive power and an operation signal applied from the outside of the package substrate 110. To this end, the first bonding unit 112 may be connected to an external power source and an external wire for signal transmission.

여기서, 제1 본딩부(112)는 소정의 크기를 갖는 홈 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 제1 본딩부(112)의 내주면으로는 제1 도전층(113)이 형성되어, 전원과 신호 전달을 용이하게 한다. Here, the first bonding portion 112 is preferably made of a groove shape having a predetermined size. In addition, a first conductive layer 113 is formed on the inner circumferential surface of the first bonding part 112 to facilitate power and signal transmission.

도 3은 도 2의 A 부분의 구성의 일 예를 나타내는 도면으로서, 제1 본딩부(112)와 후술하는 제2 본딩부(122)의 형태를 나타내고 있다. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of part A of FIG. 2, and illustrates the shape of the first bonding unit 112 and the second bonding unit 122 described later.

패키지 기판(110)이 메인 기판(120) 상에 배치될 때, 패키지 기판(110)의 배치 위치 설정이 용이하도록 메인 기판(120) 상의 패키지 기판 배치 위치에는 패키지 기판의 형상에 대응하는 배치홈이 형성될 수 있다. 이때, 배치홈은 패키지 기판보다 1.5배의 면적을 갖는 것이 바람직하다. When the package substrate 110 is disposed on the main substrate 120, an arrangement groove corresponding to the shape of the package substrate is disposed at the package substrate arrangement position on the main substrate 120 to facilitate the arrangement of the package substrate 110. Can be formed. At this time, the placement groove preferably has an area 1.5 times larger than that of the package substrate.

메인 기판(120)은 패키지 기판(110)이 상부에 배치되고, 패키지 기판(110)으로의 전원과 신호 전달을 위한 회로가 배치될 수 있다. 이때, 메인 기판(120) 상에는 패키지 기판(110)으로의 전원과 신호 전달을 위해 제2 본딩부(122)가 배치된다.The main substrate 120 may have a package substrate 110 disposed thereon, and a circuit for transmitting power and signals to the package substrate 110 may be disposed. In this case, the second bonding part 122 is disposed on the main substrate 120 to transmit power and signals to the package substrate 110.

제2 본딩부(122)는 제1 본딩부(112)에 대응하는 위치에 배치된다. 제2 본딩부(122)는 제1 본딩부(112)와 연결되어 제1 본딩부(112)가 수신한 외부의 전원과 신호를 전달받을 수 있다. 전달받은 전원과 신호는 엘이디(L)로 인가될 수 있다.The second bonding part 122 is disposed at a position corresponding to the first bonding part 112. The second bonding unit 122 may be connected to the first bonding unit 112 to receive an external power and signal received by the first bonding unit 112. The received power and signal may be applied to the LED (L).

도 3에 의하면, 제2 본딩부(122)는 제1 본딩부(112)와 동일한 크기의 홈 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제2 본딩부(122)는 내주면에 제2 도전층(123)이 형성되어, 엘이디(L)로 인가되는 전원과 신호의 전달을 용이하게 할 수 있다. Referring to FIG. 3, the second bonding part 122 may be formed in the shape of a groove having the same size as the first bonding part 112. In this case, the second bonding part 122 may have a second conductive layer 123 formed on an inner circumferential surface thereof to facilitate the transfer of a power and a signal applied to the LED L.

메인 기판(120)과 패키기 기판(110)의 서로 대향하는 부위는 각각 제1 및 제2 절연층(114, 124)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 및 제2 본딩부(112, 122)의 깊이는 적어도 제1 및 제2 절연층(114, 124) 각각의 두께보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. It is preferable that the portions of the main substrate 120 and the package substrate 110 that face each other include first and second insulating layers 114 and 124, respectively. Therefore, the depths of the first and second bonding portions 112 and 122 are preferably formed to be longer than the thickness of each of the first and second insulating layers 114 and 124.

제1 및 제2 본딩부(112, 122)는 서로 동일한 형태로서, 대칭되는 형태로 배치된다. 제1 및 제2 본딩부(112, 122)의 배치 후, 제1 및 제2 본딩부(112, 122)이 서로 연결되도록 솔더링을 수행하여, 제1 및 제2 본딩부(112, 122) 간의 전원과 신호 전달이 가능하도록 한다.The first and second bonding parts 112 and 122 are identical to each other and are arranged in a symmetrical shape. After the arrangement of the first and second bonding portions 112 and 122, soldering is performed so that the first and second bonding portions 112 and 122 are connected to each other, so that the first and second bonding portions 112 and 122 are interposed therebetween. Enable power and signal transmission.

도 4는 도 2의 A 부분의 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating another example of the configuration of part A of FIG. 2.

도 4를 참조하면, 제2 본딩부(222)는 평판 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제2 본딩부(222)의 배치 위치는 제1 본딩부(112)에 대응하는 위치이다. Referring to FIG. 4, the second bonding part 222 may be formed in a flat plate shape. In this case, an arrangement position of the second bonding unit 222 is a position corresponding to the first bonding unit 112.

제2 본딩부(222)의 표면적은 제1 본딩부(112)의 입구의 단면적보다 넓게 형성하여 패키지 기판(110)의 배치 시, 제1 및 제2 본딩부(112, 222)의 연결이 용이하도록 한다.The surface area of the second bonding part 222 is formed to be larger than the cross-sectional area of the inlet of the first bonding part 112, so that the first and second bonding parts 112 and 222 can be easily connected when the package substrate 110 is disposed. Do it.

한편, 제2 본딩부(122)는 제1 본딩부(112)의 내측으로 삽입될 수 있는 돌출된 로드 형태일 수 있다. On the other hand, the second bonding portion 122 may be in the form of a protruding rod that can be inserted into the first bonding portion 112.

이때, 제2 본딩부(122)가 제1 본딩부(112)로 삽입된 후, 제2 본딩부(122)와 제1 본딩부(112)는 솔더링에 의해 전원과 신호 전달이 가능하도록 연결될 수 있다. In this case, after the second bonding part 122 is inserted into the first bonding part 112, the second bonding part 122 and the first bonding part 112 may be connected to allow power and signal transmission by soldering. have.

방열판(130)은 엘이디(L)가 발광 동작 하는 도중 엘이디(L)에서 발생한 열의 외부 방출을 용이하게 하는 구성요소이다. The heat sink 130 is a component that facilitates external emission of heat generated from the LED L while the LED L emits light.

방열판(130)은 상부면에는 소자 또는 기판이 접촉하는 평면이 형성되고, 하부로는 외부 공기와의 접촉 면적을 가능한 넓게 확보하여 열의 방출을 용이하게 하는 방열핀이 구성된다. 방열판(130)은 열 전도율이 높은 재료(예를 들어 알루미뉴)로서 사용자의 필요에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다. The heat dissipation plate 130 has a plane in which an element or a substrate is in contact with an upper surface thereof, and a heat dissipation fin that facilitates dissipation of heat by securing a contact area with outside air as wide as possible. The heat sink 130 is a material having high thermal conductivity (for example, aluminine) and may be formed in various forms according to a user's needs.

방열판(130)의 상부면으로 메인 기판(120)이 배치된다. The main substrate 120 is disposed on the upper surface of the heat sink 130.

메인 기판(120)의 배치 시, 메인 기판(120)과 방열판(130)의 사이에는 열전도 패드가 배치될 수 있다.When the main substrate 120 is disposed, a thermal conductive pad may be disposed between the main substrate 120 and the heat sink 130.

열전도 패드는 패키지 기판(110)의 열이 방열판(130)으로 전달되는 것을 용이하게 한다. 여기서, 열을 전달을 용이하게 할 수 있다면, 열전도 패드 이외에도 열전도 접착제가 사용될 수 있다. The thermal conductive pad facilitates transfer of heat from the package substrate 110 to the heat sink 130. Here, a thermally conductive adhesive may be used in addition to the thermally conductive pad if heat can be easily transferred.

상기와 같이 구성된 본 발명은 메인 기판과 패키지 기판에 각각 형성된 제1 및 제2 본딩부가 솔더링에 의해 연결되도록 하여 별도의 배선 연결 공정과 인캡제 도포 공정이 생략될 수 있다. According to the present invention configured as described above, the first and second bonding portions formed on the main substrate and the package substrate may be connected by soldering so that a separate wiring connection process and an encapsulation coating process may be omitted.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 엘이디 패키지
110: 패키지 기판
120: 메인 기판
130: 방열판
L: 엘이디(LED)100: LED package
110: package substrate
120: main board
130: heat sink
L: LED

Claims (8)

엘이디(LED);
상기 엘이디가 상부 중앙에 배치되고, 전원 및 동작 신호를 전달받을 수 있도록 외주측에 홈 형태의 제1 본딩부가 복수로 배치되는 패키지 기판;
상기 제1 본딩부에 대응하는 위치에 배치되고 상기 제1 본딩부와 전원 및 동작 신호를 전달받을 수 있도록 솔더링으로 연결되는 제2 본딩부를 포함하고, 상기 패키지 기판이 상부에 배치되는 메인 기판;
상기 엘이디에서 방출되는 열을 방열하도록 상기 메인 기판의 배면에 배치되는 방열판; 및
상기 메인 기판과 상기 방열판 사이에 배치되어, 상기 엘이디에서 발생한 열을 상기 메인 기판으로부터 상기 방열판으로 전달하는 열전도부를 포함하는 엘이디 패키지.LED (LED);
A package substrate in which the LED is disposed at an upper center and a plurality of first bonding parts having a groove shape are disposed at an outer circumferential side of the LED to receive power and an operation signal;
A main substrate disposed at a position corresponding to the first bonding portion and having a second bonding portion connected to the first bonding portion by soldering so as to receive power and an operation signal, the main substrate having the package substrate disposed thereon;
A heat dissipation plate disposed on a rear surface of the main substrate to dissipate heat emitted from the LEDs; And
An LED package disposed between the main substrate and the heat sink, and including a heat conduction unit configured to transfer heat generated from the LED from the main substrate to the heat sink. 제1항에 있어서,
상기 패키지 기판과 상기 메인 기판의 대향하는 부위는 절연층인 엘이디 패키지.The method of claim 1,
The LED package of the package substrate and the opposing portion of the main substrate is an insulating layer. 제1항에 있어서,
상기 제1 본딩부는, 그 내주면에 형성된 제1 도전층을 포함하는 엘이디 패키지.The method of claim 1,
The first bonding part, LED package including a first conductive layer formed on the inner peripheral surface. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 제2 본딩부는 상기 제1 본딩부와 동일한 형태로서 대칭되는 형태로 배치되는 엘이디 패키지.The method according to claim 1 or 3,
LED package of the second bonding portion is arranged in the same shape as the first bonding portion and symmetrical. 제4항에 있어서,
상기 제2 본딩부는, 그 내주면에 형성된 제2 도전층을 포함하는 엘이디 패키지.5. The method of claim 4,
The second bonding part, LED package including a second conductive layer formed on the inner peripheral surface. 제1항에 있어서,
상기 제2 본딩부는 평판 형태인 엘이디 패키지.The method of claim 1,
LED package of the second bonding portion in the form of a plate. 제6항에 있어서,
상기 제2 본딩부의 표면적은 상기 제1 본딩부의 입구 단면적보다 넓은 엘이디 패키지.The method according to claim 6,
LED package, the surface area of the second bonding portion is larger than the inlet cross-sectional area of the first bonding portion. 제1항에 있어서,
상기 제2 본딩부는 상기 제1 본딩부에 삽입될 수 있도록 돌출된 로드를 포함하는 엘이디 패키지.The method of claim 1,
And the second bonding part includes a rod protruding to be inserted into the first bonding part.
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