KR101451012B1 - 조명용 엘이디바 장치 - Google Patents

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안종욱
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Abstract

본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 특히 조명용 엘이디바 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 직선방향으로 길게 연장된 막대 형상의 회로 기판부; 상기 회로 기판부에 장착되어서 일렬로 정렬되는 다수의 단위 엘이디 광원; 상기 회로 기판부 상에 형성되며 상기 다수의 단위 엘이디 광원을 둘러싸는 마스크부; 및 상기 마스크부 내부 공간에 채워진 충진 형광체를 포함하며, 상기 단위 엘이디 광원은 상기 회로 기판부에 COB 방식으로 실장되는 베어칩 형태의 엘이디칩인 것을 특징으로 하는 조명용 엘이디바 장치가 제공된다.

Description

조명용 엘이디바 장치 {LED BAR DEVICE FOR LIGHTING}
본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 특히 조명용 엘이디바 장치에 관한 것이다.
엘이디(LED : Light Emitting Diode)는 기존의 광원에 비해 소형이고 소비전력이 적으며 반영구적인 수명을 갖고 있어서, 최근 다양한 형태의 조명장치로 응용되고 있다.
엘이디 조명장치 중에는 다수 개의 엘이디 광원이 일렬로 정렬된 형태를 갖는 엘이디바(LED BAR) 장치가 있다. 도 1에는 종래의 엘이디바 조명장치의 일예가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 엘이디바 조명장치(10)는 바 형태로 길게 연장된 인쇄회로기판(PCB)(11)과, 인쇄회로기판(11)의 길이방향을 따라서 일렬로 정렬되어서 PCB(11)에 장착된 다수의 엘이디 패키지(LED Package)(12)를 구비한다. LED 패키지(12)는 PCB(11)에 표면실장 기술을 이용하여 실장된다. LED 패키지(12)는 일반적으로 패키지 본체와 패키지 본체의 내부에 수용된 엘이디 칩(LED Chip)과 LED 칩을 감싸도록 패키지 본체 내부에 채워지는 수지 봉지재로 이루어진다. LED 패키지가 PCB에 실장되는 종래의 기술에서는 LED 패키지 자체가 차지하는 크기로 인해 엘이디바 조명장치의 크기를 줄이는데 한계가 있고, 다수의 LED를 효율적으로 어레이하는데 어려움이 있어서, 개선이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 다수의 LED 광원이 일렬로 배치되도록 PCB에 실장된 조명용 엘이디바 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 소형화가 가능한 조명용 엘이디 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 LED 광원의 실장효율이 향상된 조명용 엘이디바 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면,
직선방향으로 길게 연장된 막대 형상의 회로 기판부; 상기 회로 기판부에 장착되어서 일렬로 정렬되는 다수의 단위 엘이디 광원; 상기 회로 기판부 상에 형성되며 상기 다수의 단위 엘이디 광원을 둘러싸는 마스크부; 및 상기 마스크부 내부 공간에 채워진 충진 형광체를 포함하며, 상기 단위 엘이디 광원은 상기 회로 기판부에 COB 방식으로 실장되는 베어칩 형태의 엘이디칩인 것을 특징으로 하는 조명용 엘이디바 장치가 제공된다.
상기 회로 기판부는 알루미늄 기반의 베이스 기판과, 상기 다수의 단위 엘이디 광원이 장착되고 단자부를 형성하며 상기 베이스 기판에 접착시트에 의해 부착되는 회로부를 구비하며, 상기 회로부는 상기 접착시트 위에 차례대로 적층된 유전체층, 구리층 및 니켈-은 합금층을 구비할 수 있다.
상기 마스크부는 비티레진으로 형성될 수 있다.
상기 다수의 엘이디칩은 440 내지 475nm 파장대를 갖는 하나 이상의 청색칩; 500 내지 510nm 파장대를 갖는 하나 이상의 청녹색칩을 구비하며, 상기 충진 형광체는 상기 청녹색칩 및 청녹색칩으로 발광하는 빛에 의하여 여기되어 발광하는 형광체일 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 직선방향으로 길게 연장된 막대 형상의 회로 기판부; 상기 회로 기판부에 장착되어서 일렬로 정렬되는 다수의 단위 엘이디 광원; 상기 회로 기판부 상에 형성되며 상기 다수의 단위 엘이디 광원을 둘러싸는 마스크부; 및 상기 마스크부 내부 공간에 채워진 충진 형광체를 포함하며, 상기 단위 엘이디 광원은 상기 회로 기판부에 COB 방식으로 실장되는 베어칩 형태의 엘이디칩인 것을 특징으로 하는 조명용 엘이디바 장치가 제공되므로, 엘이디바 장치의 소형화 가능하고, 실장효율도 비약적으로 향상된다.
도 1은 종래의 조명용 엘이디바 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명용 엘이디바 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 조명용 엘이디바 장치의 횡단면 구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 조명용 엘이디바 장치의 일부를 확대하여 도시한 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명용 엘이디바 장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 조명용 엘이디바 장치의 횡단면 구조를 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 조명용 엘이디바 장치의 일부를 확대하여 도시한 평면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명용 엘이디바 장치(100)는 회로 기판부(110)와, 다수의 단위 엘이디 광원(120)과, 마스크부(130)와, 충진 형광체(140)를 포함한다. 이제, 조명용 엘이디바 장치(100)의 구성하는 각 구성요소를 상세히 설명한다.
회로 기판부(110)는 베이스 기판(111)과, 접착시트(112)와, 회로부(113)를 구비한다. 본 실시예에서는 회로 기판부(110)가 통상적인 MCPCB 구조를 갖는 것으로 설명한다. MCPCB는 금속 기반 기판에 유전체를 형성하고 그 위에 회로 패턴을 형성한 것으로서, COB(Chip on Board) 패키지 기술에서 널리 사용되고 있는 기판이다.
베이스 기판(111)은 알루미늄 기반 기판이다. 본 실시예에서는 베이스 기판(111)은 Al 1085로 이루어지는 것으로 설명한다. 베이스 기판(111)은 얇은 막대 형태로서 직선으로 길게 연장된다.
접착시트(bonding sheet))(112)는 베이스 기판(111) 위에 위치한다. 접착시트(112)는 베이스 기판(111) 위에 회로부(113)를 접착시킨다.
회로부(113)는 접착시트(112)에 의해 베이스 기판(111) 상에 접착되어 형성된다. 회로부(113)는 유전체층(114)과, 제1 배선부(113a)와, 제2 배선부(113b)와, 다수의 제3 배선부(113c)와, 포토솔더레지스트(PSR : Photo solder resist)인쇄층(117)을 구비한다.
유전체층(114)은 접착시트(112) 위에 접착되어서 형성된다. 본 실시예에서는 유전체층(114)이 비티레진(BT resin)으로 이루어지는 것으로 설명한다.
제1 배선부(113a)는 유전체층(114) 상에서 일측에 길게 연장되어서 형성된다. 제1 배선부(113a)는 유전체층(114) 위에 형성되는 구리층(115)과, 구리층(115) 위에 형성된 니켈-은 합금층(116)을 구비한다. 니켈-은 합금층은 도금에 의해 형성될 수 있다.
제2 배선부(113b)는 유전체층(114) 상에서 제1 배선부(113a)의 반대편 타측에 길게 연장되어서 형성된다. 제1 배선부(113a)의 단면구조는 제1 배선부(113a)의 단면구조와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다수의 제3 배선부(113c)는 유전체층(114) 상에서 제1 배선부(113a)와 제2 배선부(113b)의 사이에 일렬로 정렬되어서 위치한다. 다수의 제3 배선부(113c)는 유전체층(114) 상에 형성되며 그 단면구조는 제1 배선부(113a)의 단면구조와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 각 제3 배선부(113c)는 엘이디칩(LED chip)인 엘이디 광원(120)이 장착되는 칩 패드로서 기능한다.
PSR 인쇄층(117)은 회로부(113) 위에 형성된다. PSR 인쇄층(117)은 다수의 제3 배선부(113c) 전체와, 제1 배선부(113a)에서 다수의 제3 배선부(113c)와 인접하는 부분과, 제2 배선부(113b)에서 다수의 제3 배선부(113c)와 인접하는 부분에는 형성되는 않는다. 그에 따라, 제1 배선부(113a)에는 제1 노출부(113a1)이 형성되고, 제2 배선부(113b)에는 제2 노출부(113b1)가 형성된다. 제1 노출부(113a1)에는 측면 바깥쪽으로 더 확장되어서 노출된 2개의 제1 단자부(1162a, 1162b)가 형성된다. 제2 노출부(113a2)에는 측면 바깥쪽으로 더 확장되어서 노출된 2개의 제2 단자부(1161a, 1161b)가 형성된다.
다수의 단위 엘이디 광원(120)은 베어칩(bare chip) 형태의 엘이디칩이다. 각 엘이디칩(120)은 칩 패드 역할을 하는 다수의 제3 배선부(113c)에 각각 COB 방식으로 실장된다. 베어칩 형태의 엘이디칩(120)이 바로 장착되므로 엘이디바 장치(100)가 비약적으로 소형화되고, 실장효율도 크게 증가한다.
마스크부(130)는 다수의 엘이디 광원(120)을 둘러싸도록 접착시트(118)에 의해 회로부(113) 위에 고정된다. 마스크부(130)는 내부 영역에는 다수의 엘이디 광원(120)과 제1 노출부(113a1)와, 제2 노출부(113a2)가 외부로 노출된다. 마스크부(130)의 바깥쪽에는 2개의 제1 단자부(1162a, 1162b)를 노출시키는 2개의 제1 노출 홈(132a, 132b)와, 2개의 제2 단자부(1161a, 1161b)를 노출시키는 2개의 제2 노출 홈(131a, 131b)이 마련된다.
충진 형광체(140)는 마스크부(130)의 내부 공간(110a)에 채워진다.
본 발명은 우수한 연색지수를 갖는 멀티 칩 방식의 엘이디바 장치를 제공하기 위하여, 440 내지 475nm 파장대를 갖는 하나 이상의 청색칩; 500 내지 510nm 파장대를 갖는 하나 이상의 청녹색칩; 및 상기 청녹색칩 및 청녹색칩으로 발광하는 빛에 의하여 여기되어 발광하는 형광체(140)를 포함한다. 여기에서 형광체(140)는 적색, 황색 및 녹색빛을 발광하는 적색, 황색 및 녹색 형광체가 혼합된 복합 형광체일 수 있다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 엘이디바 장치 110 : 회로 기판부
111 : 베이스 기판 112 : 접착시트
113 : 회로부 113a : 제1 배선부
113a1 : 제1 노출부 113b : 제2 배선부
113b1 : 제2 노출부 113c : 제3 배선부
114 : 유전체층 115 : 구리층
116 : 니켈-은 합금 도금층 1161a, 1161b : 제2 단자부
1162a, 1162b : 제1 단자부 117 : PSR 인쇄층
120 : 단위 엘이디 광원 130 : 마스크부
140 : 충진 형광체

Claims (4)

  1. 직선방향으로 길게 연장된 막대 형상의 회로 기판부;
    상기 회로 기판부에 장착되어서 일렬로 정렬되는 다수의 단위 엘이디 광원;
    상기 회로 기판부 상에 형성되며 상기 다수의 단위 엘이디 광원을 둘러싸는 마스크부; 및
    상기 마스크부 내부 공간에 채워진 충진 형광체를 포함하며,
    상기 단위 엘이디 광원은 상기 회로 기판부에 COB 방식으로 실장되는 베어칩 형태의 엘이디칩이며,
    상기 회로 기판부는 알루미늄 기반의 베이스 기판과, 상기 베이스 기판에 접착시트에 의해 부착되는 회로부를 구비하며,
    상기 회로부는 상기 접착시트 위에 접착되어서 형성된 유전체층과,
    상기 유전체층 상에서 양측에 길게 연장되어서 형성되고, 상기 유전체층 위에 성성된 구리층과, 상기 구리층 위에 형성된 니켈-은 합금층을 구비하는 제1, 제2 배선부와,
    상기 유전체층 상에서 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부의 사이에 일렬로 정렬되어서 위치하고 상기 단위 엘이디 광원 각각이 장착되는 다수의 제3 배선부와,
    상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부의 위에 형성되는 PSR 인쇄층을 구비하며,
    상기 제1 배선부에서 상기 다수의 제3 배선부와 인접하는 부분에는 상기 PSR 인쇄층에 의해 덮이지 않고 노출되는 제1 노출부(113a1)가 마련되며,
    상기 제2 배선부에서 상기 다수의 제3 배선부와 인접하는 부분에는 상기 PSR 인쇄층에 의해 덮이지 않고 노출되는 제2 노출부(113a2)가 마련되며,
    상기 제1 노출부에는 측면 바깥쪽으로 더 확장되어서 노출되는 제1 단자부(1162a, 1162b)가 형성되고,
    상기 제2 노출부에는 측면 바깥쪽으로 더 확장되어서 노출되는 제2 단자부(1161a, 1161b)가 형성되며,
    상기 마스크부에는 상기 제1 단자부를 노출시키는 제1 노출 홈(132a, 132b)과 상기 제2 단자부를 노출시키는 제2 노출 홈(131a, 131b)이 마련되는 것을 특징으로 하는 조명용 엘이디바 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스크부는 비티레진으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명용 엘이디바 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 엘이디칩은 440 내지 475nm 파장대를 갖는 하나 이상의 청색칩; 500 내지 510nm 파장대를 갖는 하나 이상의 청녹색칩을 구비하며,
    상기 충진 형광체는 상기 청녹색칩 및 청녹색칩으로 발광하는 빛에 의하여 여기되어 발광하는 형광체인 것을 특징으로 하는 조명용 엘이디바 장치.
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