KR101498682B1 - 발광 다이오드 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 모듈에 관한 것으로서, 발광 다이오드 모듈 간의 연결을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
이를 위한 본 발명에 의한 발광 다이오드 모듈은, 절연층과, 상기 절연층의 상면 및 하면에 각각 적층되고, 그 일측 단부는 상기 절연층의 외측으로 돌출되고 타측 단부는 상기 절연층의 내측에 위치하는 제1 회로패턴층 및 제2 회로패턴층과, 상기 제1 회로패턴층 상에 도포된 솔더레지스트층과, 상기 제1 회로패턴층과 전기적으로 연결되도록, 상기 솔더레지스트층의 일부분을 수직 관통하여 형성된 제1 비아와, 상기 제2 회로패턴층과 전기적으로 연결되도록, 상기 솔더레지스트층 및 상기 절연층의 일부분을 수직 관통하여 형성된 제2 비아, 및 상기 솔더레지스트층 상에 실장된 발광소자를 포함할 수 있다.
발광 다이오드, 모듈, 연결

Description

발광 다이오드 모듈{LIGHT EMITTING DIODE MODULE}
본 발명은 발광 다이오드 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절연층의 양면에 적층되는 각각의 회로패턴층의 일측 단부가 외측으로 돌출되도록 한 발광 다이오드 모듈에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하, LED라 한다)는, 전류를 흘리면 발광하는 다이오드로서 반도체의 pn 접합면에 소수 캐리어를 주입시키면 전자가 보다 높은 에너지 준위(level)로 여기하고, 다시 안정된 상태로 되돌아 올 때 가지고 있던 에너지가 빛의 파장대를 가진 전자파로 되어 방사되는 발광 소자를 말한다.
최근 LED는 비약적인 반도체 기술의 발전에 힘입어, 저휘도의 범용제품에서 탈피하여, 고휘도, 고품질의 제품 생산이 가능해졌다. 또한, 고특성의 청색(blue)과 백색(white) 다이오드의 구현이 현실화됨에 따라서, LED는 차세대 조명원 및 각종의 표시 장치 등으로 그 응용가치가 확대되고 있다.
이와 같은 LED를 단수 또는 복수로 접합시켜 일정한 크기로 만든 것을 LED 모듈이라 하고, 이는 각종의 표시 장치 및 화상장치의 전광판 등을 구성한다.
종래의 LED 모듈은, PCB(인쇄회로기판) 상이나 각질의 보형물 등에 삽입 또는 장착된 것을 다시 주 PCB 상에 장착하여 제작되거나, LED를 일정한 크기의 PCB 상에 배치, 장착하고, 다시 이들 LED를 제어할 수 있는 드라이버(driver)를 장착하여 하나의 모듈을 제작한 후 외부 케이스를 통해 모듈을 고정하여 각각의 모듈을 콘트롤러(controller)와 케이블로 결선하여 제작한다.
그런데, 상술한 종래의 LED 모듈은, LED를 단수 또는 복수로 접합시켜 일정한 크기로 형성함으로써, 각종의 표시 장치 및 화상장치의 전광판 등에 적용시킬 수 있었으나, 각각의 모듈에 커넥터를 부착시킨 후 전선 등을 이용하여 모듈간 연결을 진행함으로써, 모듈 간의 연결에 따라 그 구동회로의 형식도 변해야 하고, 다양한 형태의 모듈에 적합한 다양한 구동회로가 요구되는 등 제조 공정이 복잡한 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 기판 내에 적층된 회로패턴층 간을 직접 접속시킴으로써, 별도의 커넥터를 부착시킬 필요가 없이 발광 다이오드 모듈 간의 연결을 용이하게 할 수 있는 발광 다이오드 모듈을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 발광 다이오드 모듈은, 절연층; 상기 절연층의 상면 및 하면에 각각 적층되고, 그 일측 단부는 상기 절연층의 외측으로 돌출되고 타측 단부는 상기 절연층의 내측에 위치하는 제1 회로패턴층 및 제2 회로패턴층; 상기 제1 회로패턴층 상에 도포된 솔더레지스트층; 상기 제1 회로패턴층과 전기적으로 연결되도록, 상기 솔더레지스트층의 일부분을 수직 관통하여 형성된 제1 비아; 상기 제2 회로패턴층과 전기적으로 연결되도록, 상기 솔더레지스트층 및 상기 절연층의 일부분을 수직 관통하여 형성된 제2 비아; 및 상기 솔더레지스트층 상에 실장된 발광소자;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 회로패턴층과 상기 제2 회로패턴층은, 서로 다른 극성을 가질 수 있다.
그리고, 상기 제1 회로패턴층 및 상기 제2 회로패턴층은 동박으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 상기 제1 비아와 상기 제2 비아 사이에 위치될 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 칩 또는 패키지 형태로 실장될 수 있고, 상기 발광소자가 칩 형태로 실장되는 경우, 상기 발광소자는 상기 제1 비아 및 상기 제2 비아의 상면과 와이어를 통해 전기적으로 접속될 수 있다.
또한, 상기 발광소자가 패키지 형태로 실장되는 경우, 상기 발광소자는, 상기 제1 비아 및 상기 제2 비아와 각각 전기적으로 연결되는 한 쌍의 리드프레임; 상기 리드프레임의 일부를 내측에 수용하면서 몰딩재 충진 공간을 구비하는 패키지몰드; 상기 패키지몰드 내부의 상기 리드프레임 상에 실장된 발광칩; 및 상기 패키지몰드 내부에 충진되어 상기 발광칩을 보호하는 몰딩재;를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2 회로패턴층의 하면에 차례로 적층된 제2 절연층 및 방열판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방열판은 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 의하면, 절연층의 양면에 각각 적층되는 제1 및 제2 회로패턴층의 일측 단부는 상기 절연층의 외측으로 돌출되고, 타측 단부는 상기 절연층의 내측에 위치하도록 함으로써, LED 모듈의 상기 외부로 돌출된 제1 및 제2 회로패턴층의 일측 단부가, 다른 LED 모듈의 상기 절연층 내측에 위치하는 제1 및 제2 회로패턴의 타측 단부와 직접 접속되도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 LED 모듈 간을 연결함에 있어서, 발광소자가 실장된 기판 내에 적층된 서로 다른 극성을 갖는 제1 및 제2 회로패턴층을 다른 LED 모듈의 제1 및 제2 회로패턴층과 직렬 또는 병렬로 직접 연결시킴으로써, 별도의 커넥터를 모듈에 부착시킬 필요 없이 LED 모듈 간의 확장 연결을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈에 대하여 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 구조를 나타낸 단면 및 측면 모식도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 회로패턴층을 나타낸 평면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 구조를 나타낸 평면도이다.
우선, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈(300)은, 제1 절연층(100)과, 상기 제1 절연층(100)의 상면에 적층된 제1 회로패턴층(110)과, 상기 제1 절연층(100)의 하면에 적층된 제2 회로패턴층(120)과, 상기 제1 회로패턴층(110) 상에 도포된 솔더레지스트층(solder resist130), 및 상기 솔더레지스트층(130) 상에 실장된 발광소자(160)을 포함한다.
상기 제2 회로패턴층(120)의 하면에는, 제2 절연층(140) 및 방열판(150)이 차례로 적층되어 있다. 여기서, 상기 방열판(150)은 열방출 효율을 향상시키기 위해 방열 효율이 우수한 금속, 예컨대 알루미늄(Al) 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 절연층(100)과, 이 양면에 적층된 상기 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)은, 동박적층판(Copper Clad Lamination; CCL)일 수 있다.
동박적층판은, 일반적으로 인쇄회로기판이 제조되는 원판으로 절연층(100)의 양면에 상기 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)으로서 동박을 입힌 적층판으로서, 그 용도에 따라 유리/에폭시 동박적층판, 내열수지 동박적층판, 종이/페놀 동박적층판, 고주파용 동박적층판, 플렉시블 동박적층판(폴리이미드 필름) 및 복합 동박적층판 등 여러 가지가 있으나, 양면 및 다층 인쇄회로기판 등의 제작에는 주로 유리/에폭시 동박적층판이 사용된다.
상기 유리/에폭시 동박적층판은 유리 섬유에 에폭시 수지(Epoxy Resin)을 침투시킨 보강기재와 동박으로 만들어진다. 유리/에폭시 동박적층판은 보강기재에 따라 구분되는데, 일반적으로 FR-1 내지 FR-5와 같이 NEMA(National Electrical Manufacturers Association: 국제전기공업협회)에서 정한 규격에 의해 보강기재와 내열성에 따른 등급이 정해져 있다. 이들 등급 중에서, FR-4가 가장 많이 사용되고 있으나, 최근에는 수지의 유리전이 온도(Tg) 특성 등을 향상시킨 FR-5의 수요도 증가하고 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈(300)에 있어서, 상기 제1 회로패턴층(110) 및 제2 회로패턴층(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이 그 일측 단부가 상기 제1 절연층(100)의 외측으로 돌출되고, 타측 단부는 상기 제1 절연층(100)의 내측에 위치하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1 절연층(100)의 양면에 각각 형성된 상기 제1 회로패턴층(110)과 상기 제2 회로패턴층(120)은 서로 다른 극성을 갖는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 제1 회로패턴층(110)이 (-)극일 경우 상기 제2 회로패턴층(120)은 (+)극일 수 있고, 반대로 상기 제1 회로패턴층(110)이 (+)극일 경우에는 상기 제2 회로패턴층(120)은 (-)극일 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 발광 다이오드 모듈(300) 간의 연결은, 동박적층판의 외부로 돌출된 상기 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)의 일측 단부가, 다른 발광 다이오드 모듈(300)의 상기 제1 절연층(100)의 내측에 위치하는 상기 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)의 타측 단부와 직접 접속되도록 삽입됨으로써 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)의 일측 단부 및 타측 단부의 위치는, 상기 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)의 회로 디자인시 다양하게 변경 가능하다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, LED 모듈(300) 간을 연결함에 있어서, 발광소자(160)가 실장된 기판 내에 적층된 서로 다른 극성을 갖는 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)을 다른 모듈의 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)과 직렬 또는 병렬로 직접 연결시킴으로써, 불필요한 커넥터를 부착할 필요 없이 기준 LED 모듈(300)을 이용하여 모듈 간의 확장 연결을 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.
상기 LED 모듈(300)의 동박적층판, 즉 양면에 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)이 적층된 제1 절연층(100)의 상부에 도포된 상기 솔더레지스트층(130)에는, 상기 제1 회로패턴층(110)과 전기적으로 연결되도록, 상기 솔더레지스트층(130)의 일부분을 수직 관통하는 제1 비아(110a)가 형성되어 있다.
또한, 본 실시예에 따른 LED 모듈(300)에는, 상기 제2 회로패턴층(120)과 전기적으로 연결되도록, 상기 제1 비아(110a)가 형성되지 않은 부분의 상기 솔더레지스트층(130) 및 상기 제1 절연층(100)의 일부분을 수직 관통하는 제2 비아(120a)가 형성되어 있다.
상기 제1 비아(110a)는, 상기 제1 및 제2 회로패턴층(110,120)이 양면에 적층된 상기 제1 절연층(100) 상에, 상기 솔더레지스트층(130)을 도포한 후 상기 솔더레지스트층(130)의 일부분을 제거하여 상기 제1 회로패턴층(110)의 상면을 노출시키는 제1 비아홀(도면 미도시)을 형성하고, 상기 제1 비아홀 내부를 도금하여 상기 제1 회로패턴층(110)과 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 비아(120a)는, 상기 솔더레지스트층(130)과 상기 제1 절연층(100)의 일부분을 제거하여 상기 제2 회로패턴층(120)의 상면을 노출시키는 제2 비아홀(도면 미도시)을 형성한 후, 상기 제2 비아홀 내부를 도금하여 상기 제2 회로패턴층(120)과 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 발광소자(160)는, 상기 제1 비아(110a)와 상기 제2 비아(120a) 사이에 위치되어 이들과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 발광소자(160)는 칩(chip) 또는 패키지(package) 형태로 실장될 수 있다.
이 중에서 상기 발광소자(160)가 칩 형태로 실장되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(160)는 상기 제1 비아(110a) 및 상기 제2 비아(120a)의 상면과 와이어(170)를 통해 전기적으로 접속될 수 있다. 이때, 상기 와이어(170)는 금(Au) 등으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 발광소자(160)가 패키지 형태로 실장되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(160)는, 상기 제1 비아(110a) 및 상기 제2 비아(120a)와 각각 전기적으로 연결되는 한 쌍의 리드프레임(210)과, 상기 리드프레임(210)의 일부를 내측에 수용하면서 몰딩재 충진 공간을 구비하는 패키지몰드(220)과, 상기 패키지몰드(220) 내부의 리드프레임(210) 상에 실장된 발광칩(230) 및 상기 패키지몰드(220) 내부에 충진되어 상기 발광칩(230)을 보호하는 몰딩재(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 발광칩(230)은 와이어(240)를 통해 상기 리드프레임(210)과 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 몰딩재(250)는, 구현하려는 발광칩(230)의 색상에 따라 빛의 투광성이 우수한 투광성 수지, 예컨대 실리콘 수지 또는 에폭시 수지 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 몰딩재(250)는 형광체가 섞인 투광성 수지로 이루어질 수도 있으며, 상기 형광체는 발광칩(230)에서 발생되어 방출되는 특정 파장의 빛을 흡수하여 다른 파장의 빛으로 변환시키는 역할을 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 구조를 나타낸 단면 및 측면 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 회로패턴층을 나타낸 평면도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 구조를 나타낸 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 제1 절연층 110: 제1 회로패턴층
120: 제2 회로패턴층 110a: 제1 비아
120a: 제2 비아 130: 솔더레지스트층
140: 제2 절연층 150: 방열판
160: 발광소자 170: 와이어
210: 리드프레임 220: 패키지몰드
230: 발광칩 240: 와이어
250: 몰딩재 300: 발광 다이오드 모듈

Claims (9)

  1. 절연층;
    상기 절연층의 상면 및 하면에 각각 적층되고, 그 일측 단부는 연장되어 상기 절연층의 일측 단부보다 외측으로 돌출되고, 그 타측 단부는 상기 절연층의 타측 단부보다 내측에 위치하는 제1 회로패턴층 및 제2 회로패턴층;
    상기 제1 회로패턴층 상에 도포된 솔더레지스트층;
    상기 제1 회로패턴층과 전기적으로 연결되도록, 상기 솔더레지스트층의 일부분을 수직 관통하여 형성된 제1 비아;
    상기 제2 회로패턴층과 전기적으로 연결되도록, 상기 솔더레지스트층 및 상기 절연층의 일부분을 수직 관통하여 형성된 제2 비아; 및
    상기 솔더레지스트층 상에 실장된 발광소자;
    를 포함하는 발광 다이오드 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회로패턴층과 상기 제2 회로패턴층은, 서로 다른 극성을 갖는 발광 다이오드 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회로패턴층 및 상기 제2 회로패턴층은 동박으로 이루어지는 발광 다이오드 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 제1 비아와 상기 제2 비아 사이에 위치되는 발광 다이오드 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 칩 또는 패키지 형태로 실장되는 발광 다이오드 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발광소자가 칩 형태로 실장되는 경우,
    상기 발광소자는 상기 제1 비아 및 상기 제2 비아의 상면과 와이어를 통해 전기적으로 접속되는 발광 다이오드 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 발광소자가 패키지 형태로 실장되는 경우,
    상기 발광소자는, 상기 제1 비아 및 상기 제2 비아와 각각 전기적으로 연결되는 한 쌍의 리드프레임;
    상기 리드프레임의 일부를 내측에 수용하면서 몰딩재 충진 공간을 구비하는 패키지몰드;
    상기 패키지몰드 내부의 상기 리드프레임 상에 실장된 발광칩; 및
    상기 패키지몰드 내부에 충진되어 상기 발광칩을 보호하는 몰딩재;
    를 포함하여 이루어지는 발광 다이오드 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 회로패턴층의 하면에 차례로 적층된 제2 절연층 및 방열판을 더 포함하는 발광 다이오드 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방열판은 알루미늄으로 이루어지는 발광 다이오드 모듈.
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