KR101443272B1 - Led 스트립 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR101443272B1
KR101443272B1 KR1020130136455A KR20130136455A KR101443272B1 KR 101443272 B1 KR101443272 B1 KR 101443272B1 KR 1020130136455 A KR1020130136455 A KR 1020130136455A KR 20130136455 A KR20130136455 A KR 20130136455A KR 101443272 B1 KR101443272 B1 KR 101443272B1
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led
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이세용
이종민
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태원전기산업 (주)
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Abstract

복수의 LED 단자를 일렬로 배치하여 LED 단자 어레이가 구비되도록 모기판에 회로패턴을 형성하는 단계; 상기 LED 단자 어레이의 일측에서 타측을 향하여 홀수 번째 상기 LED 단자와 짝수 번째 상기 LED 단자 사이를 번갈아 가로 질러 지그재그 형태로 상기 모기판을 재단하여 스트립 형태의 복수의 LED 스트립 기판을 형성하는 단계를 포함하는 LED 스트립 기판 제조방법은 스트립 형태의 LED 모듈을 제조하는 과정에서 기판의 낭비를 최소화할 수 있다.

Description

LED 스트립 기판 및 그 제조방법{LED strip board and Method for manufacturing the same}
본 발명은 LED 스트립 기판 및 그 제조방법 에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 스트립 형태의 LED 모듈을 제조하는 과정에서 기판의 낭비를 최소화할 수 있는 LED 스트립 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diodes: LED)는 갈륨비소 등의 화합물에 빛을 발산하는 반도체 소자로, 기본적으로 p형과 n형 반도체 접합으로 이루어져 있으며, 전압 인가시 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 발하는 발광 반도체를 이용하는 소자이다. 그와 같은 LED는 저전류 요건에서의 고출력 특성, 빠른 응답성, 긴 수명, 단단한 패키지 구조 등 많은 이점을 갖는다.
여러 개의 LED 소자들이 기판 상에 격자 상으로 실장된 LED 모듈이 공지되어 있다. 공지된 LED 모듈에는 패키지 타입의 LED 소자, 즉, LED 패키지, 또는, 배어 칩 타입의 LED 소자, 즉, LED 칩이 실장된다. 또한, LED 모듈의 크기, 종류, 형상, 용도, 또는 적용 기기 등에 따라, 다양한 타입의 LED 소자가 원하는 피치, 개수 및 배열로 기판 상에 실장된다.
종래에는 LED 모듈을 제작하기 위하여 여러 개의 단위 기판으로 구획되는 모기판 상에 단위 기판 별로 LED 칩이나 LED 소자를 격자상으로 실장하고 단위 기판별로 재단하여 LED 모듈을 제작하였다.
그런데, 단위 기판을 구획하고 재단하는 과정에서 모기판에 절단 부분이나 더미 영역을 확보하여야 하기 때문에 단위 기판으로 절단하는 과정에서 기판의 낭비가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0048143호 (2013.05.09 공개)
본 발명은 스트립 형태의 LED 모듈을 제조하는 과정에서 기판의 낭비를 최소화할 수 있는 LED 스트립 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 LED 단자를 일렬로 배치하여 LED 단자 어레이가 구비되도록 모기판에 회로패턴을 형성하는 단계; 상기 LED 단자 어레이의 일측에서 타측을 향하여 홀수 번째 상기 LED 단자와 짝수 번째 상기 LED 단자 사이를 번갈아 가로 질러 지그재그 형태로 상기 모기판을 재단하여 스트립 형태의 복수의 LED 스트립 기판을 형성하는 단계를 포함하는 LED 스트립 기판 제조방법이 제공된다.
상기 LED 스트립 기판을 형성하는 단계는, 홀수 번째 상기 LED 단자와 짝수 번째 상기 LED 단자를 사이를 횡방향으로 가로지르는 수평부와, 상기 수평부의 단부에서 하향 연장되어 수직부로 반복적으로 재단함으로써 수행될 수 있다.
상기 LED 단자 어레이는, 서로 일정 간격 이격되어 복수 개로 형성되며, 상기 LED 스트립 기판을 형성하는 단계는, 상기 복수 개의 LED 단자 어레이에 대해 각각 수행될 수 있다.
상기 LED 단자에 LED 소자를 실장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 회로패턴을 형성하는 단계의 상기 회로패턴은, 상기 LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 홀수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제1 전원연결부와; 상기 LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 짝수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제2 전원연결부와; 상기 제1 전원연결부와 상기 제2 전원연결부가 병렬로 연결되는 전원부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 양단부을 따라 산형부와 골형부가 반복적으로 형성되며, 상기 산형부에 LED 단자가 형성되도록 회로패턴이 형성되는 LED 스트립 기판과; 상기 LED 단자에 실장되는 LED 소자를 포함하는, LED 스트립 기판 모듈이 제공된다.
상기 회로패턴은, 상기 LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 홀수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제1 전원연결부와; 상기 LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 짝수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제2 전원연결부와; 상기 제1 전원연결부와 상기 제2 전원연결부가 병렬로 연결되는 전원부를 더 포함할 수 있다.
상기 산형부와 상기 골형부는, 디지털 파형 형태일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스트립 형태의 LED 모듈을 제조하는 과정에서 기판의 낭비를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 스트립 기판 제조방법을 보인 순서도.
도 2 내지 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 스트립 기판 제조방법의 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 스트립 기판 제조방법의 모기판 재단의 변형예.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 스트립 기판 모듈을 설명하기 위한 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 LED 스트립 기판 및 그 제조방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 스트립 기판 제조방법을 보인 순서도이고, 도 2 내지 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 스트립 기판 제조방법의 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모기판을 재단하는 단계를 설명하기를 보인 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 5에는 LED 단자(10), 모기판(12), 재단선(13), 전원부(14), 수평부(16), 수직부(18), LED 소자(20), 제1 전원연결부(22), 제2 전원연결부(24)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 LED 스트립 기판 제조방법은, 복수의 LED 단자(10)를 일렬로 배치하여 LED 단자 어레이가 구비되도록 모기판(12)에 회로패턴을 형성하는 단계; 상기 LED 단자 어레이의 일측에서 타측을 향하여 홀수 번째 상기 LED 단자(10)와 짝수 번째 상기 LED 단자(10) 사이를 번갈아 가로 질러 지그재그 형태로 상기 모기판(12)을 재단하여 스트립 형태의 복수의 LED 기판을 형성하는 단계를 포함한다.
본 실시예에 따른 LED 스트립 기판 제조방법은, 스트립 형태의 LED 모듈을 제조하는 과정에서 기판의 낭비를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 일 실시예에 따른 LED 스트립 기판의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 이하, 도 1의 순서도를 통해 제시된 각 제작 단계를 설명함에 있어서 도 2 내지 도 4에 도시된 도면을 함께 참조하기로 한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 LED 단자(10)를 일렬로 배치하여 LED 단자 어레이가 구비되도록 모기판(12)에 회로패턴을 형성한다(S100).
도 2를 참조하면, 모기판(12)에는 복수 개의 LED 소자(20)가 실장될 수 있도록 복수의 LED 단자(10)를 일렬로 배치한 LED 단자 어레이가 구비되어 있다. 모기판(12)은 재단에 따라 여러 개의 LED 스트립 기판이 제조될 수 있는 기판으로 LED 스트립 기판의 개수에 따라 그 크기나 형태가 달라질 수 있으며, 이에 따라 LED 단자 어레이도 다양한 개수로 구비될 수 있다.
LED 단자(10)는 후술할 LED 소자(20)가 부착될 곳으로 회로패턴의 일부로서 형성되며, 복수 개의 LED 단자(10)는 회로패턴을 통해 LED 소자 동작을 위한 전기 신호를 전원으로부터 전달받게 된다. 복수의 LED 단자(10)는 일렬로 배치되어 하나의 LED 단자 어레이를 이루게 된다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에서는 도 2의 상부에서 하부 방향으로 형성된 3개의 LED 단자 어레이를 구비한 형태를 제시하고 있다.
LED 단자 어레이를 서로 일정 간격 이격되게 복수 개를 형성함으로써, 전체적으로 격자 상으로 LED 단자(10)가 모기판(12)에 형성된다. LED 단자 어레이를 따라 모기판(12)을 재단함으로써 LED 스트립 기판이 제작되는데 하나의 모기판(12)에서 여러 개의 LED 스트립 기판을 제조하기 위하여 LED 단자 어레이를 일정 간격을 두고 여러 개 형성할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명하기로 한다.
한편, 회로패턴은, LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 홀수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제1 전원연결부(22)와, LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 짝수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제2 전원연결부(24)와, 제1 전원연결부(22)와 제2 전원연결부(24)가 병렬로 연결되는 전원부(14)를 포함하도록 형성될 수 있다.
종래에는 복수의 LED 단자에 전원을 공급하기 위하여 각 LED 단자를 직렬로 연결하였다. 복수 LED 단자가 직렬로 연결된 경우 전원의 공급에 따라 LED 단자에 실장되는 LED 소자의 개별 성능에 따라 균일한 발광이 이루어지지 않는 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 실시예에서는 복수의 LED 단자(10)에 전원을 공급함에 있어, 홀수 번째 LED 단자와 짝수 번재 LED 단자를 병렬로 연결하여 전원을 공급함으로써 균일한 발광성능을 얻을 수 있도록 하였다. 즉, 개별 LED 소자(20)의 발광성능이 다르더라도 홀수 번째 LED 단자와 그 사이에 배치되는 짝수 번째 LED 단자를 병렬로 연결함으로써 서로 다른 발광성능이 혼합되어 전체적으로 균일한 발광성능을 얻을 수 있도록 하는 것이다.
다음에, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, LED 단자 어레이의 일측에서 타측을 향하여 홀수 번째 LED 단자와 짝수 번째 LED 단자 사이를 번갈아 가로 질러 지그재그 형태로 모기판(12)을 재단하여 스트립 형태의 복수의 LED 기판을 형성한다(S200)
도 3을 참조하면, 모기판(12)에 여러 개의 LED 단자 어레이가 형성되어 있고, 각 어레이의 일측에서 타측을 향하여 LED 단자 어레이의 홀수 번째 LED 단자와 짝수 번째 LED 단자 사이를 번갈아 가로 질러 지그재그 형태로 모기판(12)을 재단한다. 즉, 지그재그 형태의 재단선(13)을 따라 모기판을 재단하게 된다. 이에 따라, 도 4와 같은 스트립 형태의 복수의 LED 기판을 얻을 수 있다. LED 스트립 기판의 불필요한 영역에 인접한 LED 스트립 기판의 LED 단자(10)가 형성하도록 회로패턴을 형성한 상태에서 그 사이를 지그재그로 재단함으로써 모기판(12)을 효율적 사용하여 모기판(12)의 낭비를 최소화할 수 있다.
종래에는 복수의 LED 칩이 실장된 LED 모듈은 사각형의 형태를 갖는다. 이러한 LED 모듈을 제작하기 위해서는, 모기판 상에 단위 기판 별로 LED 칩이나 LED 소자를 격자상으로 실장하고 단위 기판 별로 절단하여 LED 모듈을 제작하는데, 단위 기판으로 절단하는 과정에서 기판의 낭비가 있었다.
본 실시예에서는, 기판의 홀수 번째 LED 단자와 짝수 번째 LED 단자 사이를 번갈아 가로 질러 지그재그 형태로 모기판(12)을 재단함으로써, 스트립 형태의 LED 모듈을 제조하는 과정에서 기판의 낭비를 최소화할 수 있다.
도 3을 참조하면, LED 단자 어레이의 일측에서 타측을 향하여 홀수 번째 LED 단자와 짝수 번째 LED 단자 사이를 번갈아 가로 질러 지그재그 형태로 재단선(13)을 따라 모기판(12)을 재단함으로써 도 4와 같은 LED 스트립 기판이 형성되는데, LED 스트립 기판의 불필요한 영역에 인접한 LED 스트립 기판의 LED 단자가 형성하도록 회로패턴을 형성한 상태에서 그 사이를 지그재그로 재단함으로써 모기판(12)을 효율적 사용하여 모기판(12)의 낭비를 최소화할 수 있다.
복수의 LED 스트립 기판을 형성하기 위하여 재단선(13)을 따라 모기판(12)을 재단하게 되는데, 본 실시예에서는, 도 3과 같이, 홀수 번째 LED 단자(10)와 짝수 번째 LED 단자(10)를 사이를 횡방향으로 가로지르는 수평부(16)와, 수평부(16)의 단부에서 하향 연장되어 수직부(18)로 반복적으로 재단하는 형태를 제시한다. 이로 인해 하나의 LED 스트립 기판의 양단부를 따라 디지털 파형 형태의 산형부와 골형부가 반복적으로 형성된다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, LED 단자(10)와 짝수 번째 LED 단자(10)를 사이를 경사방향으로 가로질러 톱니형태로 재단하는 것도 가능하다.
다음에, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 LED 스트립 기판의 LED 단자에 LED 소자(20)를 실장한다(S300). LED 단자(10)에는 LED 소자(20)의 리드단자들과 전기적으로 연결되는 전극 패턴들이 위치한다. LED 소자(20)는 접착방식으로 또는 솔더링 방식으로 LED 단자(10) 내에 결합될 수 있다.
여기서, LED 소자(20)는, 패키지 타입의 LED 소자, 즉, LED 패키지, 또는, 배어 칩 타입의 LED 소자, 즉, LED 칩을 포함하는 개념이다.
본 실시예에서는 모기판(12)을 재단하여 LED 스트립 기판을 형성한 후, LED 스트립 기판에 LED 소자(20)를 실장하는 방법을 제시하고 있으나, LED 스트립 기판으로 재단 전 모기판(12) 단계에서 미리 LED 소자(20)를 실장하고 모기판(12)을 재단하는 것도 가능하다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 스트립 기판 모듈을 설명하기 위한 도면으로써, 도 6에는 전원부(14), LED 소자(20), 제1 전원연결부(22), 제2 전원연결부(24)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 LED 스트립 기판 모듈은, 양단부을 따라 산형부와 골형부가 반복적으로 형성되며, 상기 산형부에 LED 단자가 형성되도록 회로패턴이 형성되는 LED 스트립 기판과; 상기 LED 단자에 실장되는 LED 소자(20)를 포함한다.
상술한 방법에 따라 모기판을 재단하는 경우, 양단부을 따라 산형부와 골형부가 반복적으로 형성되는 LED 스트립 기판을 얻을 수 있다. LED 스트립 기판의 산형부에는 LED 단자가 회로패턴의 일부로서 형성되어 있고 LED 단자에 LED 소자(20)를 실장하여 LED 스트립 기판 모듈이 제작된다.
모기판에서 홀수 번째 LED 단자와 짝수 번째 LED 단자를 사이를 횡방향으로 가로지르는 수평부와, 수평부의 단부에서 하향 연장되어 수직부로 반복적으로 재단하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 산형부와 골형부는, 디지털 파형 형태로 형성된다.
LED 스트립 기판에 형성되는 회로패턴은, LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 홀수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제1 전원연결부(22)와, LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 짝수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제2 전원연결부(24)와, 제1 전원연결부(22)와 제2 전원연결부(24)가 병렬로 연결되는 전원부(14)를 포함하도록 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 전원부(14)와 연결된 제1 전원연결부(22)가, 전원부(14)로부터 첫번째 LED 단자를 시작으로 홀수 번째 LED 단자와 회로를 구성하고 있고, 제2 전원연결부(24)는, 전원부(14)로부터 두번째 LED 단자를 시작으로 짝수 번째 LED 단자와 회로를 구성하는 것이다.
모기판(12)의 일단에는 전원부(14)가 구비될 수 있다. 전원부(14)는 각각의 LED 단자(10)들과 기판 상의 회로를 통하여 전기적으로 접속되어 있기 때문에, LED 소자(20)를 구동시키기 위한 전원을 각 단자로 공급한다. 도 2를 참조하면 절개되기 전의 모기판(12)에 각각 전원부(14)가 구비되어 있으나, 모기판(12)을 절개한 후 LED 스트립 기판에 대해서 전원부(14)가 구비될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 홀수 번째 LED 단자와 짝수 번재 LED 단자를 병렬로 연결하여 전원을 공급함으로써 균일한 발광성능을 얻을 수 있다. 즉, 개별 LED 소자의 발광성능이 다르더라도 홀수 번째 LED 단자와 그 사이에 배치되는 짝수 번째 LED 단자를 병렬로 연결함으로써 서로 다른 발광성능이 혼합되어 전체적으로 균일한 발광성능을 얻을 수 있다.
본 모듈은 LED 소자(20)의 타입, 피치, 개수 및 배열이나 LED 소자(20)가 탑재되는 기판의 전체적 형상 및 사이즈를 원하는 대로 쉽게 바꾸어 설계 제작이 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 다양한 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : LED 단자 12 : 모기판
13 : 재단선 14 : 전원부
16 : 수평부 18 : 수직부
20 : LED 소자 22 : 제1 전원연결부
24 : 제2 전원연결부

Claims (8)

  1. 모기판을 재단하여 스트립 형태의 복수의 LED 스트립 기판을 제조하는 방법으로서,
    복수의 LED 단자를 일렬로 배치하여 LED 단자 어레이가 구비되도록 상기 모기판에 회로패턴을 형성하는 단계;
    상기 LED 단자 어레이의 일측에서 타측을 향하여 홀수 번째 상기 LED 단자와 짝수 번째 상기 LED 단자 사이를 번갈아 가로 질러 지그재그 형태로 상기 모기판을 재단하여 복수의 상기 LED 스트립 기판을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 회로패턴을 형성하는 단계의 상기 회로패턴은,
    상기 LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 홀수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제1 전원연결부와;
    상기 LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 짝수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제2 전원연결부와;
    상기 제1 전원연결부와 상기 제2 전원연결부가 병렬로 연결되는 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 스트립 기판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 스트립 기판을 형성하는 단계는,
    홀수 번째 상기 LED 단자와 짝수 번째 상기 LED 단자를 사이를 횡방향으로 가로지르는 수평부와, 상기 수평부의 단부에서 하향 연장되어 수직부로 반복적으로 재단함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는, LED 스트립 기판 제조 방법
  3. 제1항에 있어서,
    상기 LED 단자 어레이는,
    서로 일정 간격 이격되어 복수 개로 형성되며,
    상기 LED 스트립 기판을 형성하는 단계는,
    상기 복수 개의 LED 단자 어레이에 대해 각각 수행되는 것을 특징으로 하는,
    LED 스트립 기판 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LED 단자에 LED 소자를 실장하는 단계를 더 포함하는 LED 스트립 기판 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 양단부을 따라 산형부와 골형부가 반복적으로 형성되며, 상기 산형부에 LED 단자가 형성되도록 회로패턴이 형성되는 LED 스트립 기판과;
    상기 LED 단자에 실장되는 LED 소자를 포함하며,
    상기 회로패턴은,
    상기 LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 홀수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제1 전원연결부와;
    상기 LED 스트립 기판의 일단부를 따라 형성되는 짝수 번째 LED 단자들을 전기적으로 연결하는 제2 전원연결부와;
    상기 제1 전원연결부와 상기 제2 전원연결부가 병렬로 연결되는 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 스트립 기판 모듈.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 산형부와 상기 골형부는, 디지털 파형 형태인 것을 특징으로 하는, LED 스트립 기판 모듈.
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