KR101327124B1 - 발광 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 발광다이오드 및 이를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 장치는 하나 이상의 홀을 포함하는 기판; 상기 기판 상에 발광다이오드 칩; 및 상기 기판과 결합하며 상기 발광다이오드 칩을 둘러싸는 프레임;을 포함하며, 상기 프레임은 개구부를 가지는 측면부와, 상기 측면부의 일부로부터 연장되는 지지부 및 상기 지지부로부터 돌출되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 결합부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 장치는 하나 이상의 홀을 포함하는 기판; 상기 기판 상에 발광다이오드 칩; 및 상기 기판과 결합하며 상기 발광다이오드 칩을 둘러싸는 프레임;을 포함하며, 상기 프레임은 개구부를 가지는 측면부와, 상기 측면부의 일부로부터 연장되는 지지부 및 상기 지지부로부터 돌출되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 결합부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명의 실시예는 발광다이오드 및 이를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성할 수 있다.
이러한 발광다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광 장치로 이용되고 있으며, 상기 발광 장치는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
본 발명의 실시 예는 기판 위의 칩 둘레에 소정 형상의 반사 측벽을 갖는 반사체를 결합시켜 줄 수 있도록 한 발광다이오드 및 이를 포함하는 발광 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예는 어레이 형태의 반사체를 기판 위에 탑재한 후, 각 반사체 내부의 기판 위에 LED 칩을 각각 탑재시켜 줄 수 있는 발광다이오드 및 이를 포함하는 발광 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 장치는 하나 이상의 홀을 포함하는 기판; 상기 기판 상에 발광다이오드 칩; 및 상기 기판과 결합하며 상기 발광다이오드 칩을 둘러싸는 프레임;을 포함하며, 상기 프레임은 상기 발광다이오드 칩을 둘러싸는 측면부와, 상기 측면부의 일부로부터 연장되는 지지부 및 상기 지지부로부터 돌출되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 결합부;를 포함할 수 있다. 상기 기판의 홀은, 상기 기판의 내측에 형성되며 상기 기판의 외측면에 노출되지 않을 수 있다. 상기 결합부의 하부 끝단의 수평 단면은 상기 기판의 홀의 수평 단면보다 넓을 수 있다. 상기 프레임은 상기 측면부의 내측에 개구부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 및 이를 포함하는 발광 장치에 의하면, 반사체와 기판의 조립 구조를 통해 제조 공정이 간단한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 방열 특성 및 광 효율이 개선될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 기판 위에 어레이 형태의 반사 구조물을 배치하여, 모듈 제작에 따른 생산성 향상을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 사시도.
도 3은 도 1의 반사체 구조를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 제조과정을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제 1실시 예의 변형 예로서, 렌즈를 갖는 발광 다이오드의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 1실시 예에 있어서, 반사체 어레이 구조를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 사시도.
도 3은 도 1의 반사체 구조를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 제조과정을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제 1실시 예의 변형 예로서, 렌즈를 갖는 발광 다이오드의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 1실시 예에 있어서, 반사체 어레이 구조를 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드를 나타낸 측 단면도이고, 도 2는 도 1의 사시도이며, 도 3은 반사체의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A' 측 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 다이오드는 기판(110) 및 반사체(150), 발광 다이오드 칩(130), 그리고 광투과성 수지물(180)을 포함한다.
상기 기판(110)은 메탈 PCB, 플렉시블 PCB, CEM 계열 PCB, FR 계열 PCB 중 어느 하나를 이용하여 사용될 수 있으며, 상기 발광 다이오드 칩(130)을 다이 본딩할 수 있는 구조로 제공될 수 있다. 또한 상기 기판(110)은 방열 특성을 고려하여 칩 탑재 영역이 금속 재질로 이루어진 히트 슬러그 타입(Heat slug type)의 PCB을 이용할 수도 있다.
이러한 기판(110)에는 복수개의 리드 프레임(113,114)이 형성되며, 상기 리드 프레임(113,114)의 본딩 영역과 칩 탑재 영역 이외에는 반사 물질(115) 예컨대, PSR잉크가 코팅되어 있어서, 광 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 반사체(150)는 벽 프레임(151) 및 베이스 프레임(153)으로 이루어지며, 상기 베이스 프레임(153)은 기판(110) 위에서 벽 프레임(151)을 지지하고, 상기 벽 프레임(151)은 내부 구멍(155)이 원형 또는 다각형 형상으로 형성되고 발광 다이오드 칩(130)으로부터 방출된 광을 반사시켜 준다. 여기서, 상기 반사체(150)의 구조는 베이스 프레임(153)과 벽 프레임(151)의 구조를 포함하는 것으로 도시되었으나, 그 기술적 범위 내에서 다양한 구조 및 크기로 변경될 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 반사체(150)의 벽 프레임(151)의 내부는 구멍(155)이 형성되고, 상기 베이스 프레임(153)에는 복수개의 핀(157)이 형성되며, 상기 각 핀(157)에 대응되는 위치의 기판(110)에는 핀 구멍(117)이 형성된다. 이러한 반사체(150)의 핀(157)은 상기 기판(110)의 핀 구멍(117)에 결합되며, 상기 핀(117)의 끝단(159)을 열 가압을 통해 고정시켜 준다.
여기서, 반사체(150)의 핀(157) 형상은 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 또한 반사체(150)와 기판(110)의 결합 방식은 핀(157)과 핀 구멍(117) 방식뿐만 아니라, 나사 체결 방식, 접착제 또는 점착제 등을 이용한 부착 구조로도 이용할 수 있다.
상기 벽 프레임(151)은 베이스 프레임(153)으로부터 거의 수직하게 사출 성형된다. 여기서 상기 반사체(150)는 백색 반사 재질 예컨대, PPA(Polyphthalamide) 수지 등을 이용하여 사출 성형될 수 있다. 여기서, 상기 베이스 프레임(153)은 기판(110) 상면 일부를 노출시키는 크기 또는 기판(110) 상면을 모두 커버할 수 있는 크기로 형성될 수도 있다.
상기 발광 다이오드 칩(130)은 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩 등의 유색 LED 칩과 자외선(UV) LED 칩을 선택적으로 이용하여 적어도 하나를 포함한다. 이러한 발광 다이오드 칩(130)은 기판(110) 위의 어느 한 리드 프레임(113)에 부착하고, 와이어(132) 또는 플립 방식으로 본딩하게 된다.
상기 수지물(180)은 광투과성 재질 예컨대, 실리콘 또는 에폭시 재질을 사용할 수 있으며, 상기 수지물(180)에는 LED 칩의 컬러에 혼색할 수 있는 형광체를 첨가할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 제조과정을 나타낸 도면들이다.
도 7을 참조하면, 기판(110)에는 서로 오픈된 복수개의 리드 프레임(113,114)이 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 기판(110)은 메탈 PCB, 플렉시블 PCB, CEM 계열 PCB, FR 계열 PCB, 히트 슬러그 타입의 PCB 중에서 어느 하나로 이용할 수 있다. 상기 리드 프레임(113,114)의 본딩 영역과 칩 탑재 영역 이외의 영역에는 반사 물질(115) 예컨대, PSR 잉크가 소정 두께로 도포될 수 있다. 이러한 기판(110) 위에서 칩의 본딩 영역이 단차지게 형성될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 상기 기판(110)의 외측에는 핀 구멍(117)이 형성되어 있으며, 상기 핀 구멍(117)이 형성될 각각의 리드 프레임(113,114) 영역은 미리 오픈시켜 주어, 핀 구멍(117)의 형성시 단락이나 누전(Leakage) 등의 발생 가능성을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 기판(110) 위에는 반사체(150)가 배치된다. 이때 반사체(150)의 하부에 형성된 핀(157)은 기판(110)에 형성된 핀 구멍(117)이 서로 대응되게 위치하게 된다. 상기 기판(110)의 핀 구멍(117)과 반사체(150)의 핀(157)은 서로 대응되는 형상 예컨대, 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 기판(110)의 핀 구멍(117)으로 반사체(150)의 핀(157)을 결합시킨 후, 상기 반사체(150)의 핀 끝단(159)을 열 가압함으로써, 상기 반사체(150)의 끝단(159)이 확장된 상태로 기판(110)에 가압, 고정된다. 이때 상기 반사체(150)의 지지 프레임(153)과 기판(110) 사이에는 접착제 또는 점착제 등을 이용하여 견고하게 밀착시켜 줄 수도 있다.
도 9를 참조하면, 상기 반사체(150)가 기판(110) 위에 결합되면, 반사체(150)의 내부 구멍(155)을 통해 발광 다이오드 칩(130)을 기판(110) 위에 배치하고, 발광 다이오드 칩(130)을 기판(110) 위에 다이 본딩하며, 와이어(132)로 적어도 한 리드 프레임에 본딩시켜 준다. 상기 반사체(150)의 벽 프레임(151) 내부의 기판(110) 위에는 광투과성 수지물(180)이 몰딩된다. 상기 광 투과성 수지물(180)은 에폭시 또는 실리콘 수지 재료를 이용될 수 있으며, 상기 광 투과성 수지물(180)에 형광체가 첨가될 수도 있다. 여기서, 기판(110) 위에 반사체(150)를 결합한 후 발광 다이오드 칩(130)을 탑재할 수 있고, 또는 발광 다이오드 칩(130)을 탑재한 다음 반사체(150)를 결합할 수도 있다. 상기 광 투과성 수지물(180)의 표면은 플랫한 형태, 오목렌즈 형태, 볼록 렌즈 형태 중에서 선택적으로 형성될 수 있으며, 이러한 표면으로 한정하지는 않는다.
도 10은 제 1실시 예의 변형 예로서, 발광 다이오드의 수지물(180) 위에는 렌즈(182)가 배치될 수 있다. 이를 위해, 상기 반사체(150)의 벽 프레임(151)의 내측 상단 둘레에는 내측으로 돌출된 스토퍼(161)가 형성되며, 상기 스토퍼(161)는 상기 수지물(180) 위에 배치되는 볼록 렌즈(182)의 하단 둘레를 지지하게 된다.
도 11은 본 발명의 제 1실시 예에 있어서, 복수개의 반사체(150~150n)를 어레이 구조로 사출 성형한 후 기판(110) 위에 일체로 결합시켜 줄 수 있다. 이에 따라 복수개의 발광 다이오드 어레이를 제공할 수 있다.
이러한 발광 다이오드는 기판과 반사체의 결합 방식으로 제조됨으로써, 간단하게 제조할 수 있다. 또한 기판 종류를 다양하게 적용할 수 있어, 방열 특성이 우수한 기판을 이용할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 발광 다이오드 110 : 기판
113,114 : 리드 프레임 115 : 반사 물질
117 : 핀 구멍 130 : 발광 다이오드 칩
132 : 와이어 150 : 반사체
151 : 벽 프레임 154 : 지지 프레임
155 : 구멍 180 : 수지물
113,114 : 리드 프레임 115 : 반사 물질
117 : 핀 구멍 130 : 발광 다이오드 칩
132 : 와이어 150 : 반사체
151 : 벽 프레임 154 : 지지 프레임
155 : 구멍 180 : 수지물
Claims (15)
- 하나 이상의 홀을 포함하는 기판;
상기 기판 상에 발광다이오드 칩; 및
상기 기판과 결합하며 상기 발광다이오드 칩을 둘러싸는 프레임;을 포함하며,
상기 프레임은,
상기 발광다이오드 칩을 둘러싸는 측면부,
상기 측면부의 일부로부터 연장되는 지지부 및
상기 지지부로부터 돌출되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 결합부를 포함하며,
상기 기판의 홀은, 상기 기판의 내측에 형성되며 상기 기판의 외측면에 노출
되지 않으며,
상기 결합부의 하부 끝단의 수평 단면은 상기 기판의 홀의 수평 단면보다 넓은 발광 장치. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 프레임은 상기 측면부의 내측에 개구부를 포함하고,
상기 측면부의 개구부는 상면부터 하면까지 관통하는 개구부인 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 측면부의 높이는
상기 발광다이오드 칩의 높이보다 높은 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 지지부는
상기 기판의 상면과 평행하게 상기 측면부의 일부로부터 연장되는 발광 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 지지부는
상기 기판의 상면과 평행하게 상기 측면부의 일부로부터 상기 측면부의 중심으로부터 외측으로 연장되는 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 결합부는
상기 지지부로부터 하측으로 돌출되어 상기 기판의 홀에 삽입되는 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 발광다이오드 칩을 덮으며, 상기 프레임의 상면과 접촉하는 렌즈를 더 포함하는 발광 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 렌즈의 둘레는 상기 프레임의 측면부와 접촉하는 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 프레임과 상기 기판은 일체형인 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 프레임은 상기 발광다이오드 칩으로부터 발생하는 빛을 반사하는 반사물질로 형성되는 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 프레임의 결합부는
상기 기판을 통과하여 상기 기판의 하면에 노출되는 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 프레임의 지지부는
상기 기판의 상면과 평행하게 상기 프레임의 측면부의 바닥면으로부터 연장되어 상기 기판과 접촉하는 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 측면부는 원형 또는 다각형으로 형성되며,
상기 측면부의 내측면은 상기 기판에 수직한 축을 기준으로 경사지게 형성되는 발광 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 발광 장치는, 상기 프레임 내에 광투과 수지재 또는 형광 물질을 포함하는 광투과 수지재를 더 포함하는 발광 장치.
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| KR100755086B1 (ko) * | 2006-05-03 | 2007-09-03 | 삼화콘덴서공업주식회사 | 발광다이오드 패키지 |
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2011
- 2011-09-30 KR KR1020110100257A patent/KR101327124B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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