KR101430914B1 - 다연배 베이스 방열판 및 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 부착방식의 led 조명 모듈 제조 방법 - Google Patents

다연배 베이스 방열판 및 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 부착방식의 led 조명 모듈 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다연배 베이스 방열판 및 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 부착방식의 LED 모듈 제조 방법은 다연배 베이스 방열판에 접착제를 부착하는 단계와, 납땜부가 형성된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름을 다연배 베이스 방열판에 열을 가하여 가접하는 단계와, 공기 압력과 열을 이용하여 접착제의 접착력을 극대화하고 기포를 제거하는 단계와, 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름면 납땜부에 크림 솔더를 인쇄하는 단계와, 크림 솔더 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계와, LED 칩 실장 후 크림 솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계와, 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름의 V-커팅부를 자동 커팅 설비를 이용하여 잘라 단위 규격으로 분리하는 단계를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

다연배 베이스 방열판 및 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 부착방식의 LED 조명 모듈 제조 방법{ Manufacturing Method of LED Lighting Module with Base Radiator Panel and Flexible Printed Film.}
본 발명은 다연배 베이스 방열판 및 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 칩이 부착된 LED 조명 모듈의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 적용되는 LED 조명 모듈은 LED 칩에서 발생되는 열이 용이하게 발산되도록 구성된 다연배 베이스 방열판과 전기 회로 패턴이 인쇄된 다연배 필름이 다연배 베이스 방열판에 부착되고, 상기 다연배 베이스 방열판에 다연배 인쇄회로 필름이 부착된 상부면에 LED 칩을 실장하여 납땜한 형태로 구성되는 것이다. 본 발명은 상기와 같은 LED 조명 모듈을 연속적으로 용이하게 제조하기 위한 것에 관한 것이다.
본 발명과 관련한 종래의 기술은 대한민국 특허 등록 제10-0939304호(2010.1 28일 공고)에 개시되어 있다. 도 1은 상기 종래의 LED 어레이 모듈 및 그 제조 방법에 관한 흐름도이다. 상기도 1에서 종래의 LED 어레이 모듈 및 그 제조 방법은 소정의 크기를 갖는 상부도전층(100)과 하부도전층(200)을 이용하여 LED어레이모듈을 제작하게 되는데, 제1단계(S100)는 상부도전층(100)과 하부도전층(200)을 적층하여 고정시키는 단계이다. 이때, 상부도전층(100)과 하부도전층(200)은 절연접착층(300)을 매개로 장착되는 것이다. 절연접착층(300)은, 상부도전층(100)과 하부도전층(200) 사이에 구비되고 이러한 절연접착층(300)은, 하부도전층(200)에 접착용 필름을 바른 다음 그 위에 상부도전층(100)을 적층하여 부착한 다음 고압을 가하여 상부도전층(100)과 하부도전층(200)의 접합과 절연을 함께 얻는 방법 등을 이용할 수 있는 것이다. 또한, 상부도전층(100)과 하부도전층(200)의 재질로는, 통전가능한 재질로 이루어진 것을 이용하게 되는데, 바람직하기로는 통상적으로 기판 등에 많이 이용되는 알루미늄 박막, 금속 박막, 도전성 폴리에스터 그리고 실리콘 박막 등을 이용하게 되는 것이다. 또한, 상부도전층(100)과 하부도전층(200)은 방열효과를 극대화하기 위하여 방열효율이 우수하고 저가인 알루미늄 박막을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 특히, 상부도전층(100)과 하부도전층(200)은 후술하게 될 LED(400)에서 방열되는 열을 고려하여 냉각효과를 높일 수 있는 두께로 형성하게 되는데, 이러한 상부도전층(100)과 하부도전층(200)은 각각 0.5~2.5t의 두께로 형성하는 것이다. 제2단계(S200)는 상부도전층(100)과 하부도전층(200)의 표면전체에 절연층(110)을 형성하는 단계이다. 상기 절연층(110)은, 일종의 산화막으로서 상부도전층(100)과 하부도전층(200)의 전체 표면 중에서 외부에 노출된 표면에 대하여 이루어지게 되는 것이다. 제3단계(S300)는 복수의 LED실장면(120)을 형성하는 단계이다. LED실장면(120)은 상부도전층(100)을 가공하여 형성하는 것이다. 이때, LED실장면(120)은, 하부도전층(200)이 외부에 노출될 수 있도록 상부도전층(100)과 절연접착층(300)을 함께 드릴링 작업을 하는 것이 바람직하다. 이때, LED실장면(120)은 상부도전층(100)의 길이방향을 따라 1열로 배치되도록 형성할 수도 있고, 2열 이상의 격자 형태로 배치되도록 형성할 수 있다. 그리고, LED실장면(120)은 상면으로 갈수록 상부가 넓어지는 헤드컷 형상의 원뿔 형상으로 제작하는 것이 바람직하다. 이는 LED실장면(120)에 LED(400)의 실장 뿐만 아니라, 이 LED 실장면(120)이 반사판의 기능을 함께 가질 수 있도록 하기 위함이다. 제4단계(S400)는 각 LED실장면(120)에 LED(400)를 실장하는 단계이다. 이때, LED(400)는 통상의 기술로 제작되어 전구나 표시용 등으로 이용되는 LED인 것이다. 제5단계(S500)는 각 LED실장면(120)에 대하여 수지(500)로 몰딩하는 단계이다. LED실장면(120)에 수지(500)로 몰딩하는 것으로 수지(500)는 도전성을 갖는 상부도전층(100)과 하부도전층(200)의 전기적으로 접속되지 않게 분리시켜 주는 것이다. 제6단계(S600)는 상부도전층(100)과 하부도전층(200)을 각각 복수의 슬라이스(100a, 200a)로 구획하는 단계이다. 상부도전층(100)과 하부도전층(200)이 각각 복수의 슬라이스(100a,200a)로 구획되는 것으로 상부도전층(100)과 하부도전층(200)에는 각각 서로 나란하게 위치하도록 상부분리홈(130)과 하부분리홈(220)을 가공하여 이루어지는 것이다. 또한 종래의 LED 조명 모듈에 적용되는 베이스 방열판은 압출 또는 사출방식을 이용한 단위 낱개로 생산되고 상기 낱개의 베이스 방열판을 기초로 전 제조공정이 단위 낱개로 작업하고 있는 것이다. 또한 종래의 플렉시블 인쇄회로 방식의 LED 조명 모듈 제조 방법은 통상 2가지로 이루어지는 데, 하나는 플렉시블 인쇄회로 필름을 베이스 방열판에 부착 후 SMT(Surface Mounted Technology) 공법으로 LED 칩을 실장하는 방식으로 상기 방식은 SMT 공정에서 낱개의 베이스 방열판을 기초로 작업을 진행하여야 하므로 막대한 생산성 저하여 베이스 방열판 구조의 작업이 가능한 전용 SMT 설비의 주문 제작 등으로 투자비가 높은 것이다. 또한, 다른 하나는 플렉시블 인쇄회로 필름에 SMT 공법으로 LED 칩을 실장 후 베이스 방열판에 부착하는 방식인데 상기 방식은 LED 칩이 실장된 플렉시블 인쇄회로 필름이 물류 이송 또는 취급상의 부주의로 인쇄회로 또는 LED 칩이 손상되며, 또한 LED 칩이 부착된 인쇄회로 필름을 베이스 방열판에 부착하는 경우 베이스 방열판의 구조, 플렉시블 인쇄회로의 필름 폭, LED 칩 등 제품별 주요 사양에 따라 전용 부착 설비를 필요로 하는 문제점이 있는 것이다. 또한 본 발명에 적용되는 인쇄회로 필름에 LED 칩을 실장하여 접착하는 관련 기술은 본 출원인이 선출원한 특허출원 제10-2012-111826호에 개시되어 있으며 낱개의 LED 조명 모듈을 제조하는 관련 기술을 제공하고 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 LED 모듈 제조 방법에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명 다연배 베이스 방열판 및 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 부착방식의 LED 모듈 제조 방법은 다연배 및 V-Cut 구조로 설계 제작된 압출바 금형을 이용하여 생산된 다연배 베이스 방열판 상부에 전도성 잉크를 이용하여 전기회로 패턴을 인쇄한 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름을 부착한 후 다수의 LED 칩을 실장한 것을 특징으로 하는 것으로 상기와 같이 실장이 완료되면 불량 검사 후 마지막 케이스 조립 전에 단위 규격으로 쉽게 절곡 분리할 수 있도록 하여 생산성과 불량률을 줄이기 위한 것이다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다연배 베이스 방열판 및 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 부착방식의 LED 모듈 제조 방법은 다연배 베이스 방열판에 접착제를 부착하는 단계와, 납땜부가 형성된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름을 다연배 베이스 방열판에 열을 가하여 가접하는 단계와, 공기 압력과 열을 이용하여 접착제의 접착력을 극대화하고 기포를 제거하는 단계와, 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름면 납땜부에 크림 솔더를 인쇄하는 단계와, 크림 솔더 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계와, LED 칩 실장 후 크림 솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계와, 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 및 베이스 방열판의 커팅부를 자동 커팅 설비를 이용하여 잘라 단위 규격으로 분리하는 단계를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같은 단계로 구성된 본 발명 다연배 베이스 방열판 및 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 부착 방식의 LED 조명 모듈 제조 방법은 낱개 방식이 아닌 커팅부에 의하여 연결되는 다연배 방식의 연속적인 제조 공정을 통하여 생산성이 우수하고 제조 공정이 용이하여 제조 비용이 적게 드는 효과가 있는 것이다. 또한 본 발명은 다연배 방식으로 제조한 후 마지막 케이스 조립 직전 단위 규격으로 쉽게 절곡 분리함으로써 제품 불량률이 감소할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 LED 어레이 모듈 및 그 제조 방법에 관한 흐름도,
도 2는 본 발명에 적용되는 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 접착된 LED 조명 모듈의 단면 구성도,
도 3은 본 발명에 적용되는 행렬식 형태로 인쇄회로 필름에 접착된 LED 칩 모듈 구성도,
도 4는 본 발명에 적용되는 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈의 층별 확대 구조도,
도 5는 도 2의 A 부 확대도,
도 6은 다연배 LED 조명 모듈을 단위 규격으로 절곡 분리된 상태의 구성도,
도 7은 본 발명 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈 제조 방법에 관한 흐름도이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명 다연배 베이스 방열판 및 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름 부착방식의 LED조명 모듈 제조 방법에 대하여 도 2 내지 도 7을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 적용되는 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈의 단면 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명에 적용되는 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈은 인쇄회로 필름(10)의 커팅부와 베이스 방열판의 커팅부로 구성된 V 커팅부(40)를 매개로 하여 다수의 베이스 방열판(30) 및 필름이 연결되며, 상기와 같이 구성된 다연배 베이스 방열판에 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름(10)이 부착되고 상기 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름(10)에 행렬식 형태로 LED 모듈이 실장되어 접착되는 구조임을 나타내고 있는 것이다. 상기에서 본 발명에 적용되는 다연배 베이스 방열판은 내부에 기다란 세로 형태의 공간부(33)와 기다란 세로 형태의 방열 가지(32)를 구비하며,세로 형태의 공간부(33)를 형성하는 몸체의 양측 끝단에 세로 형태의 커팅부 홈(44)이 형성된 것으로 상기도 2는 다연배 베이스 방열판의 세로 방향과 직각으로 자른 단면 구성도를 나타내고 있는 것이다. 또한 상기와 같이 구성된 다연배 베이스 방열판에 접착제를 부착하고 상기 접착제를 가열하여 다연배 인쇄회로 필름(10)을 부착하고 상기 다연배 인쇄회로 필름(10)에 LED 칩을 실장하여 접착한 구성을 나타내고 있는 것이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 다연배 인쇄회로 필름에 부착된 LED 모듈 구성도이다. 상기도 3에서 본 발명에 적용되는 다연배 인쇄회로 필름(10)에 부착된 LED 모듈은 전도성 잉크에 의하여 전기회로 패턴이 형성된 인쇄회로 PI 필름(10)에 LED 칩(20)을 실장한 후 납땜하여 부착이 완료된 상태를 나타내고 있는 것으로 세로줄 형태의 커팅부(41)를 포함하고 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 칩이 부착된 LED 조명 모듈의 층별 확대 구조도 이다. 상기도 4에서 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 인쇄회로 필름(10)에 LED 칩이 부착된 LED 조명 모듈에서 낱개의 LED 조명 모듈은 베이스 방열판(30)과, 상기 베이스 방열판(30)에 부착된 접착제(11)와, 상기 접착제(11)에 열을 가하여 가접된 이형지가 제거된 플렉시블 PI(폴리이미드)필름(10)과, 상기 플렉시블 PI 필름 면에 전기 회로가 인쇄된 인쇄패턴 납땜부(12)와 상기 인쇄패턴 납땜부(12) 면에 인쇄된 크림솔더(13)와, 상기 크림 솔더가 인쇄된 인쇄부에 자동으로 실장하고, 크림 솔더에 열을 가하여 납땜을 한 LED 모듈을 나타내고 있는 것이다. 따라서 본 발명에 적용되는 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름(10)에 LED 칩이 부착된 LED 조명 모듈은 상기와 같은 낱개의 LED 조명 모듈이 커팅부(41, 42)를 통하여 절곡 분리가 용이하도록 연결되어 있는 구조이다.
도 5는 도 2의 A 부 확대도 이다. 상기도 5에서 A부는 V 커팅부를 나타내고 있는 것으로 본 발명에 적용되는 V 커팅부(40)는 플렉시블 인쇄회로 필름면에 구성된 커팅부(41)와 베이스 방열판의 양측면에 커팅부 홈(44)이 형성되고 커팅부 홈(44)의 중앙 상측에는 커팅 절개부(43)가 형성된 베이스 방열판 커팅부(42)로 구성된 것으로 자동 커팅 설비에 의하여 인쇄회로 필름의 커팅부(41)를 이용하여 단위 규격으로 분리하고, 다시 커팅 설비를 이용하여 베이스 방열판의 커팅부(42)를 절곡 분리하면 단위 규격 제품을 완성할 수 있는 것이다.
도 6은 다연배 LED 조명 모듈을 단위 규격 제품으로 절곡 분리된 상태의 구성도이다. 상기도 6에서 자동 커팅 설비에 의하여 커팅되어 완성된 단위 규격 제품의 LED 조명 모듈은 내부에 세로 형태의 공간부(33)와, 세로 형태의 방열 가지(32)와, 상기 공간부(33)를 형성하는 몸체의 양측면에 커팅부 홈(44)을 구비한 베이스 방열판(30)에 접착제(11)에 의하여 플렉시블 인쇄회로 필름(10)이 접착된 구조이고, 상기 인쇄회로 필름(10) 상면에는 인쇄패턴 납땜부(12)가 구성되고, 상기 인쇄패턴 납땜부(13)의 상면에는 크림 솔더(13)가 구성되고 상기 크림 솔더의 상면에는 LED 칩이 실장된 후 납땜된 구조임을 나타내고 있는 것이다.
도 7은 본 발명 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈 제조 방법에 관한 흐름도이다. 상기도 7에서 본 발명 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈 제조 방법은 베이스 방열판 커팅부(42)에 의하여 연결된 다연배 베이스 방열판에 접착제를 부착하는 단계(S21)와, 전기회로 패턴과 커팅부(41)가 형성된 다연배 플렉시블 인쇄회로 플름을 다연배 베이스 방열판의 접착제에 열을 가하여 가접하는 단계(S22)와, 공기 압력과 열을 이용하여 접착제의 접착력을 극대화하고 기포를 제거하는 단계(S23)와, 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름면 납땜부에 크림 솔더를 인쇄하는 단계(S24)와, 상기 크림 솔더가 인쇄된 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계(S25)와, LED 칩을 실장 후 크림 솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계(S26)와, 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름의 V 커팅부(40)를 자동으로 커팅 설비를 이용하여 잘라 단위 규격 필름으로 분리하는 단계(S27)와, 다연배 베이스 방열판 커팅부를 절곡하여 단위 규격으로 분리하는 단계(S28)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.
상기와 같은 단계로 구성된 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈 제조 방법은 저렴한 가격으로 LED 조명 모듈을 다량 생산할 수 있는 장점이 있는 것이다.
10 : 다연배 인쇄회로 필름, 11 : 접착제,
12 : 인쇄회로 납땜부, 13 : 크림 솔더,
20 : LED 칩, 30 : 베이스 방열판,
32 : 방열가지, 33 : 공간부,
40 : V 커팅부, 41, 42 : 커팅부,
100 : 상부도전층, 200 : 하부도전층,
300 : 절연접착층, 500 : 수지

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 다연배 LED 조명 모듈에 있어서,
    상기 다연배 LED 조명 모듈은,
    베이스 방열판(30)과, 상기 베이스 방열판(30)에 부착된 접착제(11)와, 상기 접착제(11)에 열을 가하여 가접된 이형지가 제거된 플렉시블 인쇄회로 필름(10)과, 상기 플렉시블 인쇄회로 필름 면에 전기 회로가 인쇄된 인쇄패턴 납땜부(12)와, 상기 인쇄패턴 납땜부(12) 면에 인쇄된 크림솔더(13)와, 상기 크림 솔더가 인쇄된 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하고, 크림 솔더에 열을 가하여 납땜을 한 낱개의 LED 조명 모듈;
    및 상기 낱개의 LED 조명 모듈을 연결하는 것으로 상기 플렉시블 인쇄회로 필름면에 구성된 커팅부(41)와 상기 베이스 방열판에 구성된 베이스 방열판 커팅부(42)를 포함하여 구성된 V 커팅부(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다연배 LED 조명 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스 방열판 커팅부(42)는,
    베이스 방열판 몸체 측면에 형성된 커팅부 홈(44)과;
    상기 커팅부 홈(44)의 중앙 상측에 형성된 커팅 절개부(43)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다연배 LED 조명 모듈.
  4. 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈 제조 방법에 있어서,
    상기 LED 조명 모듈 제조 방법은,
    베이스 방열판 커팅부(42)에 의하여 연결된 다연배 베이스 방열판에 접착제를 부착하는 단계(S21)와;
    전기회로 패턴과 커팅부(41)가 형성된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름을 다연배 베이스 방열판의 접착제에 열을 가하여 가접하는 단계(S22)와;
    공기 압력과 열을 이용하여 접착제의 접착력을 극대화하고 기포를 제거하는 단계(S23)와;
    다연배 플렉시블 인쇄회로 필름면 납땜부에 크림 솔더를 인쇄하는 단계(S24)와;
    상기 크림 솔더가 인쇄된 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계(S25);
    및 LED 칩을 실장 후 크림 솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계(S26)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 조명 모듈 제조 방법.
  5. 다연배 베이스 방열판에 부착된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름에 LED 모듈이 부착된 LED 조명 모듈 제조 방법에 있어서,
    상기 LED 조명 모듈 제조 방법은,
    베이스 방열판 커팅부(42)에 의하여 연결된 다연배 베이스 방열판에 접착제를 부착하는 단계(S21)와;
    전기회로 패턴과 커팅부(41)가 형성된 다연배 플렉시블 인쇄회로 필름을 다연배 베이스 방열판의 접착제에 열을 가하여 가접하는 단계(S22)와;
    공기 압력과 열을 이용하여 접착제의 접착력을 극대화하고 기포를 제거하는 단계(S23)와;
    다연배 플렉시블 인쇄회로 필름면 납땜부에 크림 솔더를 인쇄하는 단계(S24)와;
    상기 크림 솔더가 인쇄된 인쇄부에 LED 칩을 자동으로 실장하는 단계(S25)와;
    LED 칩을 실장 후 크림 솔더에 열을 가하여 LED 칩을 납땜하는 단계(S26)와;
    다연배 플렉시블 인쇄회로 필름의 커팅부(41)를 자동으로 커팅 설비를 이용하여 잘라 단위 규격 필름으로 분리하는 단계(S27);
    및 다연배 베이스 방열판 커팅부(42)를 절곡하여 단위 규격으로 분리하는 단계(S28)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 조명 모듈 제조 방법.

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