KR102199183B1 - 고출력 led 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
고출력 LED 패키지 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 LED 패키지는, LED 칩(LED chip)의 하부에 마련되어 LED 칩의 열을 방출하는 히트 슬러그를 구비하는 LED 모듈; 히트 슬러그에 연결되어 히트 슬러그의 열을 외부로 방출하는 히트 싱크; 및 히트 슬러그와 히트 싱크 사이에 마련되어 히트 슬러그와 히트 싱크를 접합하되, 금속 및 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되는 금속접합 열전달부를 포함한다.
Description
본 발명은, 고출력 LED 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 열전달 효율을 향상시켜 광효율을 극대화 하는 동시에, 히트 싱크의 크기를 감소시켜 경량화할 수 있는 고출력 LED 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 전류가 흐를 때 빛을 내는 반도체 소자이며, GaAs, GaN 광반도체로 이루어진 PN 접합 다이오드(junction diode)로 전기에너지를 빛에너지로 바꾸어 주는 것이다.
이러한 LED로부터 나오는 빛의 영역은 레드(630nm~700nm)로부터 블루-Violet(400nm)까지로 블루, 그린및 화이트까지도 포함하고 있으며, LED는 백열전구와 형광등과 같은 기존의 광원에 비해 저전력소비, 고효율, 장시간 동작 수명등의 장점을 가지고 있어 그 수요가 지속적으로 증가하고 있는 실정이다.
최근에 LED는 모바일 단말기의 소형조명에서 실내외의 일반조명, 자동차 조명, 대형 LCD(Liquid Crystal Display)용 백라이트(Backlight)로 그 적용범위가 점차 확대되고 있다.
이에 따라, 전류인가시 발생되는 빛의 세기에 비레하여 발광원인 반도체소자에 인가되는 전력은 증가되는데, 전력소모가 많은 고출력 LED에는 발광시 발생되는 열에 의해 반도체 소자 및 패키지자체가 열화되는 것을 방지할 수 있도록 방열구조를 채용하는 것이 일반적이다.
일반적으로 LED 패키지의 기본 구조는, LED 칩을 구비하는 LED 모듈, PCB(Printed Circuit Board), 계면물질(TIM, Thermal Interface Material), 히트싱크로 구성된다. 칩이 내부에 포함된 LED 모듈은 LED 시스템을 구성하기 위한 기본 단위 소자로 사용되어 PCB상에 SMT(Surface Mount Technology)로 실장된다. LED 칩이 실장된 PCB는 열전달 패드(Thermal PAD), 열전달 테이프(Thermal Transfer Tape), 열전달 그리스(Thermal Transfer Grease), 방열시트(Heatresistant Sheet)와 같은 열전달 물질(혹은 열전달 접착제)을 통해 라디에이터(Radiator) 구조인 히트 싱크에 부착된다.
이와 같이, LED 모듈이 열전달 패드(Thermal PAD), 열전달 테이프(Thermal Transfer Tape), 열전달 그리스(Thermal Transfer Grease), 방열시트(Heatresistant Sheet)와 같은 열전달 물질(혹은 열전달 접착제)을 통해 히트 싱크에 부착되는 경우, 열전달 패드(Thermal PAD), 열전달 테이프(Thermal Transfer Tape), 열전달 그리스(Thermal Transfer Grease) 및 방열시트(Heatresistant Sheet) 등은 금속에 비해 열저항이 높으므로 열전달 시 손실이 발생하고, 필요한 방열을 위하여 히트 싱크의 크기가 커지는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 히트 슬러그와 히트 싱크의 사이에 열전달을 위한 금속 열전달부를 마련하고, 히트 슬러그 및 히트 싱크와 금속 열전달부의 금속 접합을 통하여 열전달 효율을 향상시켜 광효율을 극대화 하는 동시에, 히트 싱크의 크기를 감소시켜 경량화할 수 있는 고출력 LED 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, LED 칩(LED chip)의 하부에 마련되어 LED 칩의 열을 방출하는 히트 슬러그를 구비하는 LED 모듈; 상기 히트 슬러그에 연결되어 상기 히트 슬러그의 열을 외부로 방출하는 히트 싱크; 및 상기 히트 슬러그와 상기 히트 싱크 사이에 마련되어 상기 히트 슬러그와 상기 히트 싱크를 접합하되, 금속 및 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되는 금속접합 열전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지가 제공될 수 있다.
상기 금속접합 열전달부는, 상기 히트 슬러그의 하방에 접합되는 제1 접합부; 및 상기 히트 싱크의 상방에 접합되는 제2 접합부를 포함할 수 있다.
상기 제1 접합부 및 상기 제2 접합부는, 상기 히트 슬러그 및 상기 히트 싱크와 다른 재질인 이종 금속 및 이종 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되되, 상기 히트 싱크에 브레이징 접합 방식 및 솔더링 접합 방식 중 선택된 어느 하나의 접합 방식으로 접합될 수 있다.
상기 금속접합 열전달부는, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 알루미늄 합금 및 구리 합금 중 적어도 어느 하나로 마련될 수 있다.
상기 금속접합 열전달부는, 상기 히트 싱크 상에 일체로 돌출 형성될 수 있다.
상기 금속접합 열전달부가 배치되는 금속접합 열전달부 배치공간을 구비하되 상기 히트 슬러그의 하방에 결합되는 PCB 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 PCB 모듈은, 상기 히트 싱크 상에 배치되며 관통 형성되는 제1 관통부를 형성하는 방열 패드(Thermal PAD)층; 및 상기 제1 관통부 상에 연결되어 관통 형성되는 제2 관통부를 구비하는 동박층을 포함할 수 있다.
상기 제2 관통부는 상기 제1 관통부보다 넓게 형성되어 금속접합 열전달부를 통한 열전달률을 향상시키면서도 내전압이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 PCB 모듈은, 상기 제1 관통부와 연통되며 상기 방열 패드 상에 배치되는 절연층; 및 상기 제1 관통부에 연통되며 상기 절연층 상에 배치되어 상기 동박층의 하부와 연결되는 메탈베이스층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, LED 칩(LED chip)의 하부에 마련되어 LED 칩의 열을 방출하는 히트 슬러그를 구비하는 LED 모듈 배치단계; 상기 히트 슬러그에 연결되어 상기 히트 슬러그의 열을 외부로 방출하는 히트 싱크 배치단계; 및 상기 히트 슬러그와 상기 히트 싱크의 사이를 금속 및 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되는 금속접합 열전달부로 접합하는 금속접합단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지 그 제조방법이 제공될 수 있다.
상기 금속접합 열전달부는, 상기 히트 슬러그의 하방에 접합되는 제1 접합부; 및 상기 히트 싱크의 상방에 접합되는 제2 접합부를 포함할 수 있다.
상기 제1 접합부 및 금속 제2 접합부는, 상기 히트 슬러그 및 상기 히트 싱크와 다른 재질인 이종 금속 및 이종 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되되, 상기 히트 상기 히트 싱크에 브레이징 접합 방식 및 솔더링 접합 방식 중 선택된 어느 하나의 접합 방식으로 접합될 수 있다.
상기 금속접합 열전달부는, 상기 히트 싱크 상에 일체로 돌출 형성될 수 있다.
상기 금속접합단계는 상기 히트 슬러그에 끼움 결합되는 끼움 결합방식으로 마련될 수 있다.
상기 금속접합 열전달부는, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 알루미늄 합금 및 구리 합금 중 적어도 어느 하나로 마련될 수 있다.
상기 히트 슬러그의 하방에 결합하는 동박층을 구비하는 PCB 모듈에 상기 금속접합 열전달부가 배치되는 금속접합 열전달부 배치공간을 형성하는 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계를 더 포함하며, 상기 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계는 상기 금속접합단계 전에 이루어질 수 있다.
상기 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계는, 상기 히트 싱크 상에 배치되는 방열 패드(Thermal PAD)층에 관통 형성되는 제1 관통부를 형성하는 제1 관통부 형성단계; 및 상기 히트 슬러그의 하방에 결합되는 동박층에 상기 제1 관통부 상에 연결되어 관통 형성되는 제2 관통부를 형성하는 제2 관통부 형성단계를 포함하며, 상기 제2 관통부는 상기 제1 관통부보다 넓게 형성되어 금속접합 열전달부를 통한 열전달률을 향상시키면서도 내전압이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 관통부를 형성단계는, 상기 방열 패드 상에 배치되는 절연층 및 상기 절연층 상에 배치되어 상기 동박층의 하부와 연결되는 메탈베이스층에도 관통형성되는 제1 관통부를 형성하는 단계일 수 있다.
본 발명에 따르면, 히트 슬러그와 히트 싱크의 사이에 열전달을 위한 금속 열전달부를 마련하고, 히트 슬러그 및 히트 싱크와 금속 열전달부의 금속 접합을 통하여 열전달 효율을 향상시켜 광효율을 극대화 하는 동시에, 히트 싱크의 크기를 감소시켜 경량화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 LED 패키지의 단면 사시도이다.
도 2는 도 1의 고출력 LED 패키지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 고출력 LED 패키지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 LED 패키지의 단면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 LED 패키지의 단면 사시도이다.
도 6은 도 6의 고출력 LED 패키지의 단면도이다.
도 7은 도 6의 히트 슬러그의 사시도이다.
도 8은 고출력 LED 패키지 제조방법의 플로우 차트이다.
도 2는 도 1의 고출력 LED 패키지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 고출력 LED 패키지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 LED 패키지의 단면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 LED 패키지의 단면 사시도이다.
도 6은 도 6의 고출력 LED 패키지의 단면도이다.
도 7은 도 6의 히트 슬러그의 사시도이다.
도 8은 고출력 LED 패키지 제조방법의 플로우 차트이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 LED 패키지의 단면 사시도이며, 도 2는 도 1의 고출력 LED 패키지의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 고출력 LED 패키지의 단면도이다.
이들 도면에 자세히 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 고출력 LED 패키지(1)는, LED 칩(LED chip, 110)의 하부에 마련되어 LED 칩(110)의 열을 방출하는 히트 슬러그(120)를 구비하는 LED 모듈(100)과, 히트 슬러그(120)에 연결되어 히트 슬러그(120)의 열을 외부로 방출하는 히트 싱크(200)와, 금속접합 열전달부(300)와, PCB 모듈(400)을 포함한다.
일반적으로 히트 싱크(200)와 히트 슬러그는 은(Ag). 구리(Cu), 금(Au), 텅스텐(W), 백금(Pt), 아연(Zn) 및 이들을 포함하는 합금 등으로 마련될 수 있다.
한편, 금속접합 열전달부(300)는 히트 슬러그(120)와 히트 싱크(200) 사이에 마련되어 히트 슬러그(120)와 히트 싱크(200)를 접합하되, 히트 슬러그(120)의 하방에 접합되는 제1 접합부(310)와, 히트 싱크(200)의 상방에 접합되는 제2 접합부(320)를 포함한다.
제1 접합부(310) 및 제2 접합부(320)는, 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu), 알루미늄 합금 및 구리 합금과 같은, 히트 슬러그(120) 및 히트 싱크(200)와 다른 재질인 이종 금속 및 이종 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련된다.
본 실시예에 따른, 히트 슬러그(120) 및 히트 싱크(200)와 다른 재질인 이종 금속 및 이종 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되는 제1 접합부(310) 및 제2 접합부(320)는 브레이징 접합 방식 및 솔더링 접합 방식 중 선택된 어느 하나의 접합 방식으로 각각 히트 슬러그(120) 및 히트 싱크(200)에 접합된다. 따라서 LED 모듈(100)에서 발생하는 열을 효율적으로 히트 싱크(200)를 통하여 방출할 수 있다.
다시 말해, 일반적으로 LED 모듈(100)이 열전달 패드(Thermal PAD), 열전달 테이프(Thermal Transfer Tape), 열전달 그리스(Thermal Transfer Grease), 방열시트(Heatresistant Sheet)와 같은 열전달 물질(혹은 열전달 접착제)을 통해 히트 싱크(200)에 부착되는 경우, 금속 및 금속합금보다 열저항이 높은 열전달 패드(Thermal PAD), 열전달 테이프(Thermal Transfer Tape), 열전달 그리스(Thermal Transfer Grease) 및 방열시트(Heatresistant Sheet) 등에 의해 열전달 손실이 발생하고, 필요한 방열을 위하여 히트 싱크의 크기가 커지는 문제가 있는데, 본 실시예에 따른히트 슬러그(120), 히트 싱크(200) 및 금속접합 열전달부(300)의 직접 접합을 통하여 방열 효율을 증대시키고, 히트 싱크(200)의 크기를 절감할 수 있다.
다시 말해, 본 실시예에 따른 금속접합 열전달부(300)를 통하여 열전달율을 40% 이상 증대 시킬 수 있으므로, 히트 싱크(200)의 표면적을 40% 이상 줄일 수 있어 히트 싱크의 크기를 감소시킬 수 있고, 무게를 감소시킬 수 있으면서도, 방열 성능이 향상되어 조명의 수명이 확대되는 장점이 있다. 또한, 히트 싱크(200)의 크기를 줄여 LED 모듈(100)의 배열이 용이해지므로, 다양하고 컴팩트한 LED 모듈(100)의 집합체로 다양한 디자인 구현이 가능하며, 집광효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
PCB 모듈(400)은, 금속접합 열전달부 배치공간(410)을 형성하며, 히트 싱크(200) 상에 배치되며 관통 형성되는 제1 관통부(411)를 형성하는 방열 패드(Thermal PAD, 420)층과, 제1 관통부(411) 상에 연결되어 관통 형성되는 제2 관통부(412)를 구비하는 동박층(430)과, 제1 관통부(411)와 연통되며 방열 패드(420) 상에 배치되는 절연층(440)과, 상기 제1 관통부(411)와 연통되며 절연층(440) 상에 배치되어 동박층(430)의 하부와 연결되는 메탈베이스층(450)을 포함한다.
한편, 본 실시예에 따른 금속접합 열전달부 배치공간(410)은, 제1 관통부(411)와 제2 관통부(412)로 형성된다. 이 때, 제2 관통부(412)는 제1 관통부(411)보다 넓게 형성되어 금속접합 열전달부를 통한 열전달률을 향상시키면서도 내전압이 저하되는 것을 방지한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 LED 패키지의 단면이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예와 다른 부분만을 설명하고 동일한 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 금속접합 열전달부(300')는 멜팅(melting) 솔더링 접합 방식을 통하여 제1 관통부(411')에 잔여 공간없이 형성되어 히트 슬러그(120)와 히트 싱크(200) 접합하는 것이 전술한 실시예와 차이가 있다.
그러나 제2 관통부(412')에는 별도의 공간이 마련되어 전술한 바와 같이, 열전달률을 향상시키면서도 내전압이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 LED 패키지의 단면 사시도이고, 도 6은 도 6의 고출력 LED 패키지의 단면도이며, 도 7은 도 6의 히트 슬러그의 사시도이다.
본 실시예에 따른 고출력 LED 패키지는, 금속접합 열전달부(300'')가, 히트 싱크(400) 상에 일체로 돌출 형성되는 것이 전술한 실시예와 차이가 있다.
따라서 본 실시예에 따른 고출력 LED 패키지는, 금속접합 열전달부(300'')를 히트 슬러그(120)에 끼움 결합하여 전술한 효과와 동일한 효과를 유도할 수 있다.
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 본 실시예에 따른 고출력 LED 패키지 제조방법에 대하여 도 8을 참조하여 설명하도록 한다. 도 8은 고출력 LED 패키지 제조방법의 플로우 차트이다.
도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 고출력 LED 패키지 제조방법은 LED 칩(110)의 하부에 마련되어 LED 칩(110)의 열을 방출하는 히트 슬러그(120)를 구비하는 LED 모듈(100)을 배치하는 단계인 LED 모듈 배치단계(S100)와, 히트 슬러그(120)에 연결되어 히트 슬러그(120)의 열을 외부로 방출하는 히트 싱크(200)를 배치하는 히트 싱크 배치단계(S200)와, 금속접합단계(S400)와, 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계(S300)를 포함한다.
금속접합 열전달부(300)는, 히트 슬러그(120)의 하방에 접합되는 제1 접합부(310)와, 히트 싱크(200)의 상방에 접합되는 제2 접합부(320)를 포함한다.
제1 접합부(310) 및 금속 제2 접합부(320)는, 히트 슬러그(120) 및 히트 싱크(200)와 다른 재질인, 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu), 알루미늄 합금 및 구리 합금과 같은, 이종 금속 및 이종 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되되, 히트 싱크(200)에 브레이징 접합 방식 및 솔더링 접합 방식 중 선택된 어느 하나의 접합 방식으로 접합된다.
금속접합 열전달부 배치공간 형성단계(S300)는 히트 슬러그(120)의 하방에 결합하는 동박층(430)을 구비하는 PCB 모듈(400)에 금속접합 열전달부(300)가 배치되는 금속접합 열전달부 배치공간을 형성하는 단계이다. 즉 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계(S300)는, PCB 모듈(400)을 천공하는 제1 관통부 형성단계(S310)와, 동박층(430)을 커팅하는 제2 관통부 형성단계(S320)를 포함한다.
제1 관통부 형성단계(S310)는 히트 싱크(200) 상에 배치되는 방열 패드(Thermal PAD)층과, 절연층(440)과, 메탈베이스층(450)을 연통하여 관통 형성되는 제1 관통부(411)를 형성하는 단계이다. 제2 관통부 형성단계(S320)는 히트 슬러그(120)의 하방에 결합되는 동박층(430)에 제1 관통부(411) 상에 연결되어 관통 형성되는 제2 관통부(412)를 형성하는 단계이며, 제2 관통부(412)는 제1 관통부(411)의 넓이 보다 넓게 형성되어 금속접합 열전달부를 통한 열전달률을 향상시키면서도 내전압이 저하되는 것을 방지한다.
금속접합단계(S400)는 히트 슬러그(120)와 히트 싱크(200)의 사이를 금속 및 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되는 금속접합 열전달부(300)로 접합할 수 있다.
또한, 금속접합 열전달부(300'')가 히트 싱크(200) 상에 일체로 돌출 형성되는 경우, 금속접합단계(S400)는 히트 슬러그(120)에 금속접합 열전달부(300'')가 끼움 결합되는 끼움 결합단계로 마련될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 히트 슬러그와 히트 싱크의 사이에 열전달을 위한 금속 열전달부를 마련하고, 히트 슬러그 및 히트 싱크와 금속 열전달부의 금속 접합을 통하여 열전달 효율을 향상시켜 광효율을 극대화 하는 동시에, 히트 싱크의 크기를 감소시켜 경량화할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 고출력 LED 패키지 100 : LED 모듈
200 : 히트 싱크 300 : 금속접합 열전달부
400 : PCB 모듈
200 : 히트 싱크 300 : 금속접합 열전달부
400 : PCB 모듈
Claims (10)
- LED 칩(LED chip)의 하부에 마련되어 LED 칩의 열을 방출하는 히트 슬러그를 구비하는 LED 모듈;
상기 히트 슬러그에 연결되어 상기 히트 슬러그의 열을 외부로 방출하는 히트 싱크;
상기 히트 슬러그와 상기 히트 싱크 사이에 마련되어 상기 히트 슬러그와 상기 히트 싱크를 접합하되, 금속 및 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되는 금속접합 열전달부; 및
상기 금속접합 열전달부가 배치되는 금속접합 열전달부 배치공간을 구비하되 상기 히트 슬러그의 하방에 결합되는 PCB 모듈을 포함하며,
상기 PCB 모듈은,
상기 히트 싱크 상에 배치되며 관통 형성되는 제1 관통부를 형성하는 방열 패드(Thermal PAD)층; 및
상기 제1 관통부 상에 연결되어 관통 형성되는 제2 관통부를 구비하는 동박층을 포함하고,
상기 제2 관통부는 상기 제1 관통부보다 넓게 형성되어 금속접합 열전달부를 통한 열전달률을 향상시키면서도 내전압이 저하되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 금속접합 열전달부는,
상기 히트 슬러그의 하방에 접합되는 제1 접합부; 및
상기 히트 싱크의 상방에 접합되는 제2 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지. - 제2항에 있어서,
상기 제1 접합부 및 상기 제2 접합부는,
상기 히트 슬러그 및 상기 히트 싱크와 다른 재질인 이종 금속 및 이종 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되되, 상기 히트 싱크에 브레이징 접합 방식 및 솔더링 접합 방식 중 선택된 어느 하나의 접합 방식으로 접합되는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 금속접합 열전달부는, 상기 히트 싱크 상에 일체로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 PCB 모듈은,
상기 제1 관통부와 연통되며 상기 방열 패드 상에 배치되는 절연층; 및
상기 제1 관통부에 연통되며 상기 절연층 상에 배치되어 상기 동박층의 하부와 연결되는 메탈베이스층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지. - LED 칩(LED chip)의 하부에 마련되어 LED 칩의 열을 방출하는 히트 슬러그를 구비하는 LED 모듈 배치단계;
상기 히트 슬러그에 연결되어 상기 히트 슬러그의 열을 외부로 방출하는 히트 싱크 배치단계; 및
상기 히트 슬러그와 상기 히트 싱크의 사이를 금속 및 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되는 금속접합 열전달부로 접합하는 금속접합단계를 포함하며,
상기 금속접합 열전달부는,
상기 히트 슬러그의 하방에 접합되는 제1 접합부; 및
상기 히트 싱크의 상방에 접합되는 제2 접합부를 포함하고,
상기 제1 접합부 및 금속 제2 접합부는,
상기 히트 슬러그 및 상기 히트 싱크와 다른 재질인 이종 금속 및 이종 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되되, 상기 히트 상기 히트 싱크에 브레이징 접합 방식 및 솔더링 접합 방식 중 선택된 어느 하나의 접합 방식으로 접합되며,
상기 히트 슬러그의 하방에 결합하는 동박층을 구비하는 PCB 모듈에 상기 금속접합 열전달부가 배치되는 금속접합 열전달부 배치공간을 형성하는 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계를 더 포함하며,
상기 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계는,
상기 히트 싱크 상에 배치되는 방열 패드(Thermal PAD)층에 관통 형성되는 제1 관통부를 형성하는 제1 관통부 형성단계; 및
상기 히트 슬러그의 하방에 결합되는 동박층에 상기 제1 관통부 상에 연결되어 관통 형성되는 제2 관통부를 형성하는 제2 관통부 형성단계를 포함하며, 상기 제2 관통부는 상기 제1 관통부보다 넓게 형성되어 금속접합 열전달부를 통한 열전달률을 향상시키면서도 내전압이 저하되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지 그 제조방법. - LED 칩(LED chip)의 하부에 마련되어 LED 칩의 열을 방출하는 히트 슬러그를 구비하는 LED 모듈 배치단계;
상기 히트 슬러그에 연결되어 상기 히트 슬러그의 열을 외부로 방출하는 히트 싱크 배치단계; 및
상기 히트 슬러그와 상기 히트 싱크의 사이를 금속 및 금속합금 중 선택된 어느 하나로 마련되는 금속접합 열전달부로 접합하는 금속접합단계를 포함하며,
상기 금속접합 열전달부는, 상기 히트 싱크 상에 일체로 돌출 형성되고,
상기 히트 슬러그의 하방에 결합하는 동박층을 구비하는 PCB 모듈에 상기 금속접합 열전달부가 배치되는 금속접합 열전달부 배치공간을 형성하는 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계를 더 포함하며,
상기 금속접합 열전달부 배치공간 형성단계는,
상기 히트 싱크 상에 배치되는 방열 패드(Thermal PAD)층에 관통 형성되는 제1 관통부를 형성하는 제1 관통부 형성단계; 및
상기 히트 슬러그의 하방에 결합되는 동박층에 상기 제1 관통부 상에 연결되어 관통 형성되는 제2 관통부를 형성하는 제2 관통부 형성단계를 포함하며, 상기 제2 관통부는 상기 제1 관통부보다 넓게 형성되어 금속접합 열전달부를 통한 열전달률을 향상시키면서도 내전압이 저하되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 고출력 LED 패키지 그 제조방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR20080007961A (ko) * | 2006-07-19 | 2008-01-23 | 알티전자 주식회사 | 엘이디 모듈의 냉각 장치 및 그 제조 방법 |
| KR20110123945A (ko) * | 2010-05-10 | 2011-11-16 | 박광돈 | 발광다이오드 방열 패키지 및 그 제조방법 |
| KR20150041082A (ko) | 2012-08-07 | 2015-04-15 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | Ｌｅｄ 패키지 및 제조 방법 |
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