KR101306246B1 - Ｌｅｄ용 기판의 월 형성 방법 및 ｌｅｄ용 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은, LED칩 장착부와 회로 패턴이 형성된 단위 셀이 다수 개 형성된 LED용 기판에서, 상기 LED용 기판의 각 단위 셀 표면에 상기 LED칩 장착부를 둘러싸고 프라이머 도막을 형성시키는 단계; 상기 LED용 기판의 표면에 상기 프라이머 도막 각각에 대응하여 월 형성을 위한 하부로 개구된 캐비티를 갖는 금형을 설치하고, 상기 금형에 액상의 합성수지를 주입하여 월을 사출 성형방식으로 형성시키는 단계를 포함하는 LED용 기판의 월 형성 방법을 제공한다.

Description

ＬＥＤ용 기판의 월 형성 방법 및 ＬＥＤ용 기판{METHOD FOR FORMING WALL ON THE LED SUBSTRATE AND LED SUBSTRATE HAVING WALL}

본 발명은 엘이디(Light Emitting Diode, 이하 LED)용 기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED용 기판에 형광물질 등의 도포를 위한 월을 사출 성형 방식으로 형성하는, LED용 기판의 월 형성 방법 및 LED용 기판에 관한 것이다.

LED는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 광의 형태로 변화시키는 반도체 소자로서, 표시소자, 백라이트(back light) 및 조명용으로 이용되고 있는데, 수명이 길고 에너지 효율이 높은 장점 때문에 그 이용이 크게 증가하고 있다.

또한, 근래에는 기존 LED 대비 효율이 우수하고, 면 광원화가 가능하며, 박형 및 경량화가 용이하다는 등의 장점으로 인하여 COB 타입의 LED 모듈의 이용이 증가하고 있다.

LED 모듈의 제작 시 기판에 LED 칩이 실장되고 그 상부로 형광물질을 코팅되는데, 형광물질을 LED칩이 실장된 기판 상부에 그대로 도포하는 형광물질이 유동하여 주변으로 확산되므로, 형광물질이 유동되지 않고 그 내부에 존재하도록 안내하는 월(wall) 또는 댐(dam)을 기판에 형성하고 형광물질을 도포하는 방식으로 제작된다.

LED용 기판 상에 월을 형성하는 방법으로는 실크 스크린 인쇄를 통해 월을 형성하는 방법과, 디스펜싱 방식으로 월을 형성하는 방법이 종래에 사용되고 있다. 그런데, 실크 스크린 인쇄 방식의 경우 형성할 수 있는 막의 두께가 한정되므로 요구되는 두께의 월을 형성하기 위해서는 수회의 반복 작업이 이루어져야 하는 단점이 있다.

또한 디스펜싱 방식의 경우에도 각각의 월 형성 공정이 개별 디스펜서에 의해 이루어져야 하므로 작업 시간이 많이 소요되고, 고가의 장비이므로 작업 비용이 크게 증가한다는 부담이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0071332호(2011.06.29.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, LED용 기판에 형광물질 도포를 위한 월을 사출 성형 방식으로 형성하는, LED용 기판의 월 형성 방법 및 LED용 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 다수의 단위 셀이 형성된 LED용 기판에서 각 단위 셀에 대응되는 월을 동시에 형성함으로써 작업 시간이 단축되고 공정을 단순화하는 것이 가능한 LED용 기판의 월 형성 방법 및 LED용 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, LED칩 장착부와 회로 패턴이 형성된 단위 셀이 다수 개 형성된 LED용 기판에서, 상기 LED용 기판의 각 단위 셀 표면에 상기 LED칩 장착부를 둘러싸고 프라이머 도막을 형성시키는 단계; 상기 LED용 기판의 표면에 상기 프라이머 도막 각각에 대응하여 월 형성을 위한 하부로 개구된 캐비티를 갖는 금형을 설치하고, 상기 금형에 액상의 합성수지를 주입하여 월을 사출 성형방식으로 형성시키는 단계를 포함하는 LED용 기판의 월 형성 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 상기 프라이머 도막을 형성시키는 단계는, 상기 LED용 기판의 표면에 프라이머 도막이 형성될 위치 각각에 대응하여 실질적으로 환형인 관통구가 형성된 프라이머용 지그를 설치하고, 상기 프라이머용 지그의 상면에서 프라이머를 도포하여 이루어진다. 또는 상기 프라이머 도막을 형성시키는 단계는 실크 스크린 인쇄 방식에 의해 이루어진다.

본 발명에 의하면, LED칩 장착부와 회로 패턴이 형성된 LED용 기판에 형광물질 도포를 위한 월을 형성하는 방법으로서, 상기 LED용 기판의 표면에 프라이머를 도포하여 상기 LED칩 장착부를 둘러싸는 형태의 프라이머 도막을 형성시키는 단계; 상기 프라이머 도막의 상부로 금형을 이용한 사출 성형 방식으로 형광물질이 내부에 유지시키는 월을 형성시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 LED용 기판은 상기 LED칩 장착부와 상기 회로패턴을 각각 구비한 다수개의 단위 셀을 포함하여, 상기 LED용 기판의 각 단위 셀 모두에 프라이머 도막을 형성시키는 공정과 상기 각 프라이머 도막 상부 모두에 월을 형성시키는 공정이 각각 하나의 공정으로 이루어진다.

본 발명에 의한 상기 프라이머 도막을 형성시키는 단계는, 상기 LED용 기판의 표면에 프라이머 도막이 형성될 위치에 대응하여 실질적으로 환형인 관통구가 형성된 프라이머용 지그를 설치하고, 상기 프라이머용 지그의 상면에서 프라이머를 도포하여 이루어진다. 또는 상기 프라이머 도막을 형성시키는 단계는 실크 스크린 인쇄 방식에 의해 이루어진다.

본 발명에 의하면, 상기 프라이머용 지그의 관통구는 상기 LED칩 장착부를 둘러싸고 형성된 회로패턴의 위치에 대응한다.

본 발명에 의하면, 상기 월은 액상 실리콘을 금형에 주입하여 형성된다.

또한, 본 발명은, LED칩 장착부와 회로패턴이 형성된 다수의 단위 셀이 형성된 LED용 기판에 있어서, 상기 LED칩 장착부를 둘러싸고 상기 LED용 기판 표면에 형성되는 프라이머 도막과, 상기 프라이머 도막 상부에 금형을 이용하여 사출 성형되어 형성된 월을 포함하는 LED용 기판을 제공한다.

본 발명에 의한 LED용 기판의 월 형성방법에 의하면, LED용 기판에 형광물질 도포를 위한 월이 사출 성형 방식으로 제조된다. LED용 기판에 형성된 다수의 단위 셀에 월들을 동시에 형성시키는 것이 가능하므로, 작업 시간이 단축되고, 생산 원가를 낮추는 것이 가능하다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 LED용 기판의 부분 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 따라 월이 형성된 LED용 기판의 부분 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법의 순서도이다.
도 4a 는 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법에서 프라이머용 지그가 LED용 기판에 결합된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4b 는 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법에서 프라이머 도막이 형성된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4c 는 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법에서 금형 설치 공정을 보여주는 사시도이다.
도 4d 는 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법에 따라 월이 형성된 것을 보여주는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법에 대하여 자세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 LED용 기판의 부분 사시도이고, 도 2 는 본 발명에 따라 월이 형성된 LED용 기판의 부분 단면도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법의 순서도이며, 도 4a 내지 도 4d 는 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사항을 설명하기 위한 것으로 부분적으로 생략, 과장되어 도시된 것으로 본 발명은 첨부된 도면에 의해 한정되지 않는다.

도 1 을 참조하면, LED용 기판(1)은 LED 모듈을 위한 다수의 단위 셀(10)을 구비한 형태로 제작된다. 단위 셀(10) 각각이 LED 모듈을 위한 리드 프레임을 이루도록 단위 셀(10)에는 LED 칩이 실장되는 LED칩 장착부(12) 및 회로 패턴(14)이 형성된다. LED칩 장착부(12)는 다수개의 LED 칩이 장착될 수 있도록 복수의 개별 칩 장착 부분을 구비하며, 회로 패턴(14)은 상기 LED칩 장착부(12)들을 둘러싸고 형성된다.

LED용 기판(1)은 단위 셀(10)들이 그 들 사이에 공간부(16)를 형성하면서 행과 열로 다수개 형성되는 데, 하나의 LED용 기판(1)에 수십 내지 백수십 개의 단위 셀(10)이 형성되도록 제작될 수 있다.

LED용 기판(1)의 각 단위 셀(10)들은 월을 형성한 이후 다른 공정에서 프레스 또는 커팅에 의해 각각으로 분리된다.

LED용 기판(1)에서 월은 LED칩 장착부(12)를 둘러싸고 환형으로 형성되는 데, 환형은 원형, 다각형 등 필요에 따라 다양한 형태를 지닐 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 월은 단위 셀(10)에서 LED칩 장착부(12)를 둘러싼 회로패턴(14)의 상부로 형성될 수 있으며, 이 경우 LED칩 장착부(12)를 둘러싼 회로패턴(14)이 월의 형성 위치를 표시하는 기능을 한다.

본 발명에 따라 월이 형성된 LED용 기판의 부분 단면도가 도시된 도 2 를 참조하면, LED용 기판(1)의 각 단위 셀(10)에서 LED칩 장착부(12)로부터 소정 위치로 이격되어 LED칩 장착부(12)를 둘러싸고 프라이머 도막(20)이 형성되고, 상기 프라이머 도막(20) 상부로 형성된 월(30)이 형성된다. 월(30)은 프라이머 도막(20)의 상부로 금형을 이용하여 사출 성형 방식으로 형성된다. 사출 성형에 의해 월(30)이 형성되므로 LED용 기판(1)의 각 단위 셀(10)에서의 월(30)들이 하나의 사출 성형 공정으로 형성되므로 LED용 기판(1)에서의 월 형성 공정이 간편하고 신속하게 이루어질 수 있으며, 프라이머 도막(20)에 의해 견고하게 유지될 수 있다.

프라이머 도막에 그 상부로 사출 성형 형성되는 월(30)에 부착력을 제공할 수 있는 높이(또는 두께)로 형성되는 데, 8~20㎛ 정도의 두께로 형성될 수 있다. 월(30)은 바람직하게는 100㎛ 내지 300㎛ 의 높이로 형성되며, LED칩 장착부에 LED 칩이 실장된 후 이루어지는 형광물질 도포 공정에서 형광물질을 내부에 유지하는 기능을 한다. 본 발명은 프라이머 도막 및 월의 높이에 의해 제한되지 않는다.

도 3 에 도시된 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법의 순서도를 참조하면, 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법은, 크게, 프라이머 도막을 형성 시키는 단계(S10)와, 프라이머 도막 위로 월을 사출 성형하는 단계(S20)로 구분될 수 있다.

프라이머 도막을 형성시키는 단계(S10)를 살펴보면, 먼저, LED용 기판(1) 표면에 프라이머용 지그(40)를 설치하는 단계(S12)가 먼저 수행된다.

도 4a 는 LED용 기판 표면에 프라이머용 지그가 결합된 형태를 도시한 도면이고, 도 4b 는 LED용 기판 표면에 프라이머 도막이 형성된 상태를 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 프라이머용 지그(40)는 LED용 기판(1)에 대응되는 크기의 판을 구비하며, LED용 기판(1)의 각 단위 셀(10)에서의 월 형성 영역에 대응하여 실질적으로 환형 형태인 다수의 관통구(42)를 구비한다.

회로 패턴(12)의 위치에 대응하여 월(30)을 형성하는 경우 관통구(42)를 통해 회로패턴(12)이 관찰될 수 있을 것이다.

프라이머용 지그(40)를 LED용 기판(1)의 표면에 설치하고 프라이머를 도포하는 프라이머 도포 단계(S14)가 수행되며, 이후 프라이머를 건조하는 프라이머 건조 단계(S16)가 수행된다. 프라이머용 지그(40)는 프라이머 도포 후에 소정 시간이 지난 후 분리된다.

이로 인해 LED용 기판(1)의 각 단위 셀(10)에서 LED칩 장착부(12)를 둘러싸고 환형의 프라이머 도막(20)이 형성된다. 프라이머 도막(20)은 예컨대, 8~20㎛ 정도의 높이로 형성될 수 있다.

본 발명의 변형예에 따르면 프라이머 도막(20)은 실크 스크린 인쇄 방식으로 형성될 수 있다. 프라이머 도막(20)은 월(30)에 대하여 지지력을 제공할 수 있는 두께 범위 내에서 얇게 형성되는 것이 가능하므로 실크 스크린 인쇄 방식으로 형성되는 경우에도 LED용 기판(1) 전체서 각 단위 셀(10)에 대응되는 프라이머 도막(20)을 한 번의 프라이머 도포 단계(S14)로 형성될 수 있다.

또한 프라이머 도막(20)은 LED용 기판(1)의 형상 변경을 요하지 않는다. 즉, 윌 형성 위치에서 프라이머 도막(20)을 도포 방식으로 형성하고, 그 위에 월(30)을 형성할 수 있으므로 예컨대, 홈, 관통구 등과 같은 LED용 기판(1)의 형상 변경을 요하지 않는다.

이외에도 프라이머 도막(20)은 예컨대, 디스펜싱 방법 등에 의하여 형성될 수 있으나, 디스펜싱 방법의 경우에는 각각이 단위 셀(10)을 위하여 디스펜서를 구비하거나 디스펜서를 이용한 다수의 디스펜싱을 수행하여야 한다.

이와 같이, 프라이머 도막(20)을 형성한 후, 금형을 이용하여 월을 사출 성형하여 형성시키는 단계(S20)가 수행된다.

먼저, 프라이머 도막(20) 형성된 LED용 기판(1)의 표면에 금형(50)을 설치하는 단계(S22)가 수행된다.

도 4c 는 LED용 기판에 금형을 설치하는 과정을 설명하는 도면이고, 도 4d는 금형 분리 후 LED용 기판에 형성된 월을 보여주는 도면이다.

금형(50)은 LED용 기판(1)의 표면에 설치되며 내부에 월 형상 예컨대, 원통 형상에 대응되는 캐비티(52)가 복수개로 형성된다. 각각의 캐비티(52)의 위치는 월 형성 영역 즉, 앞선 공정에서 형성된 프라이머 도막(20)의 위치에 대응된다.

금형(50)을 LED용 기판(1)의 표면에 설치되고, 주입구를 통해 액상의 합성수지가 주입되면서 금형 내부로 주입되면서 서서히 경화된다(S24). 액상의 합성수지는 점성, 경화성 등의 측면에서 액상 실리콘이 바람직하다. 주입된 액상 실리콘은 프라이머 도막(20)의 상부에 환형의 벽을 쌓으면서 월(30)을 형성한다.

금형(50)은 캐비티(52)의 하단이 개방된 상태로 LED용 기판(1)의 상부로 설치되는 데, 프라이머 도막(20)이 액상 실리콘(30)을 그 상부 위치로 잡아 유지시키는 기능을 하게 된다. 즉, 액상 실리콘의 점성과 프라이머 도막(20)에 의하여 액상 실리콘은 LED용 기판 표면과 금형 하면 사이의 갭으로 유동하지 않고 프라이머 도막(20)의 상부로 유지되면서 충진될 수 있는 것이다.

또한 프라이머 도막(20)은 액상 실리콘에 의해 형성된 월(30)을 LED용 기판(1)에 견고하게 결합시키는 매개체 역할을 한다. 따라서 월(30)이 형성된 후 LED용 기판(1)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이후, 금형을 분리하고(S26)하고, 필요하다면 러너(미도시) 제거 등을 포함한 마무리 공정이 수행될 수 있다.

이와 같이 금형을 이용하여 사출 성형 방식으로 월(30)을 형성하는 경우, LED용 기판(1) 전체에서 각 단위 셀(10)에 대응하는 월(30)을 한 번의 사출 성형 공정으로 형성할 수 있게 된다.

따라서 각각의 월(30)의 별개로 형성시키는 방법에 비하여 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

한편, 상기에서 본 발명에 따른 LED용 기판의 월 형성 방법은 첨부된 도면의 COB 타입 LED용 기판을 예로 하여 설명되었으나, COD 타입의 LED용 기판뿐만 아니라 패키징(packing) 방식의 LED용 기판에도 적용된다. 패키징 방식의 LED용 기판은 LED칩 패키징을 위한 복수의 단위 셀을 포함하므로 상술된 LED용 기판의 월 형성 방법이 그대로 적용될 수 있다.

이상에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명의 범위는 설명된 실시예들에 의해 한정되지 않는다.

1: LED용 기판 10: 단위 셀
12: LED칩 장착부 14: 회로 패턴
20: 프라이머 도막 30: 월
40: 프라이머용 지그 50: 금형

Claims (8)

1. LED칩 장착부와 회로 패턴이 형성된 단위 셀이 다수 개 형성된 LED용 기판에서,
   상기 LED용 기판의 각 단위 셀 표면에 상기 LED칩 장착부를 둘러싸고 프라이머 도막을 형성시키는 단계;
   상기 LED용 기판의 표면에, 상기 프라이머 도막 각각에 대응하여 월 형성을 위한 하부로 개구된 캐비티를 갖는 금형을 설치하는 단계; 및
   상기 금형에 액상의 합성수지를 주입하여 상기 프라이머 도막의 상부로 형광물질을 내부로 유지시키는 월을 사출 성형하는 단계를 포함하는 LED 기판의 월 형성 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프라이머 도막을 형성시키는 단계는,
   상기 LED용 기판의 표면에 프라이머 도막이 형성될 위치 각각에 대응하여 실질적으로 환형인 관통구가 형성된 프라이머용 지그를 설치하고 상기 프라이머용 지그의 상면에서 프라이머를 도포하여 이루어지거나; 실크 스크린 인쇄 방식에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED용 기판의 월 형성방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 프라이머용 지그의 관통구는 상기 LED칩 장착부를 둘러싸고 형성된 회로패턴의 위치에 대응하는 것을 특징으로 하는 LED용 기판의 월 형성 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 월은 액상 실리콘을 상기 금형에 주입하여 형성되는 것을 특징으로 하는 LED용 기판의 월 형성 방법.
   
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