KR20010114154A - Ｌｅｄ 조명장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
[과제] 조명의 광학적 특성에 대한 콘트롤이 용이하고, 조명부의 형상에 관한 설계자유도가 큰 소형의 LED 조명장치.
[해결수단] 소정의 입체적인 형상으로 유지된 플렉시블 프린트회로기판(1)과, 플렉시블 프린트회로기판에 소정의 패턴에 따라서 직접 장착된 다수의 발광다이오드소자(2)를 구비하고 있다. 또한 플렉시블 프린트회로기판을 소정의 입체적인 형상으로 유지하기 위한 하우징(4)과, 다수의 발광다이오드소자를 전체적으로 보호하기 위한 보호층(3)을 더욱 구비하고 있다.
Description
본 발명은 LED 조명장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체 디바이스의 제조장치 등에 바람직한 LED 조명장치에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 디바이스의 제조장치 등에 조립되어 사용되는 조명장치로는, 설치면적에 대하여 제한을 받는 경우가 많다. 또한 고도의 화상처리를 하는 경우에는, 배광(配光)특성 등의 광학적 성능에 있어서 높은 사양(스펙)이 요구되는 일이 많다.
종래에 이 종류의 조명장치로서, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 다수의 수지렌즈가 부착된 LED(발광다이오드)소자(41)를, 비가요성의 유리기재 에폭시수지기판(42)(도 4 참조)에, 혹은 알루미늄이나 수지 등의 홀더(43)(도 5 참조)에 배열장착하고 있다. 그리고 기판(42) 혹은 홀더(43)는, 하우징(44)에 의해 유지되고 있다. 또한 필요에 따라 다수의 LED소자(41)의 발광면측에 렌즈 또는 필터나 확산판(45)(도 4 참조) 등을 설치하는 경우도 있다.
그러나, 수지에 의해 몰드된 수지렌즈가 부착된 LED 소자(41)는, 통상 φ3 ×4mm ∼ φ5 ×10mm 정도로 크기가 커서, 조명장치를 소형화할 때에 제약이 된다. 또한 수지렌즈가 부착된 LED 소자(41)는, 수지렌즈에 의해 빛의 지향각을 조정하고 있기 때문에 발광원이 크고, 광학적특성의 콘트롤이 곤란하며, 피조사면에 있어서 조도의 불균일이 발생하기 쉽다.
또한, 비가요성의 유리기재 에폭시수지기판(42)에 수지렌즈가 부착된 LED 소자(41)를 장착하는 구성의 경우, LED 소자(41)의 장착후에 기판(42)에 입체적인 형상을 부여하는 것이 곤란하여, 조명부의 형상에 관한 설계자유도가 작다. 한편, 홀더(43)에 수지렌즈가 부착된 LED 소자(41)를 장착하는 구성의 경우에도, 홀더(43)의 배치에 자유도는 있지만, LED 소자(41)의 장착후에 홀더(43)에 입체적인 형상을 부여하는 것은 곤란하여, 조명부의 형상에 관한 설계자유도가 작다.
한편, LED 소자에 수지렌즈를 부착하지 않고, 각 LED 소자를 수지로 보호하여 모듈화하여, 다수의 LED 모듈을 비가요성 기판에 장착하는 기술이 알려져 있다. 이 종래기술의 경우도, 다수의 LED 모듈을 장착한 후에 비가요성 기판에 입체적인 형상을 부여하는 것은 곤란하여, 조명부의 형상에 관한 설계자유도가 작다.
본 발명은, 상술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 조명의 광학적 특성에 대한 콘트롤이 용이하고, 조명부의 형상에 관한 설계자유도가 큰 소형의 LED 조명장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 A부 확대 상세도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 종래의 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 종래의 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 플렉시블 프린트회로기판 2 : 발광다이오드소자(LED 소자)
3 : 보호층 4 : 하우징
5 : 방열시트
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에서는, 소정의 입체적인 형상으로 유지된 플렉시블 프린트회로기판과,
상기 플렉시블 프린트회로기판에 소정의 패턴에 따라서 직접 장착된 다수의 발광다이오드소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 상기 플렉시블 프린트회로기판을 상기 소정의 입체적인 형상으로 유지하기 위한 하우징을 더욱 구비하고 있다. 또한, 상기 다수의 발광다이오드소자를 전체적으로 보호하기 위한 보호층을 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 다수의 발광다이오드소자의 전체면에, 배광특성을 포함한 광학적 특성을 콘트롤하기 위한 렌즈, 필터, 혹은 확산판 등이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 다수의 발광다이오드소자는 도전성 접착제를 통해 상기 플렉시블 프린트회로기판에 장착되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 형태에 의하면, 소정의 평면적인 형상을 가지는 플렉시블 프린트회로기판에 다수의 발광다이오드소자를 소정의 패턴에 따라서 직접 장착하는 장착공정과, 상기 장착공정을 통해 상기 플렉시블 프린트회로기판에 장착된 다수의 발광다이오드소자를 전체적으로 보호하기 위한 보호층을 형성하는 보호층 형성공정과, 상기 보호층 형성공정을 통해 얻어진 상기 플렉시블 프린트회로기판을 원하는 입체적인 형상으로 유지하는 형상유지공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치의 제조방법을 제공한다. 이 경우, 상기 장착공정은 도전성 접착제를 통해 상기 다수의 발광다이오드소자를 상기 플렉시블 프린트회로기판에 장착하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
[실시예]
본 발명에서는, 플렉시블 프린트회로기판에, 다수의 발광다이오드소자(LED 소자)를 소정의 패턴에 따라서 직접 장착하고 있다. 따라서 다수의 발광다이오드소자를 장착한 후에, 플렉시블 프린트회로기판에 원하는 입체적인 형상을 부여하는 것이 용이하고, 조명부의 형상에 관해서 큰 설계자유도를 확보할 수 있다.
또한 본 발명에서는, 발광다이오드소자에 수지렌즈를 부착하지 않고, 다수의 작은 발광다이오드소자 자체를 플렉시블 프린트회로기판에 직접 장착하고 있다. 따라서 작은 발광원의 간격 조정 등이 용이하고, 나아가서는 조명의 광학적 특성을 콘트롤하는 것이 용이하다. 이상과 같이 본 발명에서는, 조명의 광학적특성(배광특성 등)의 콘트롤이 용이하고, 조명부의 형상에 관한 설계자유도가 큰 소형의 LED 조명장치를 실현할 수가 있다.
본 발명의 실시형태를 첨부도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 또한 도 2는 도 1의 A부 확대상세도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 실시형태의 조명장치는, 플렉시블 프린트회로기판(1)을 구비하고 있다. 플렉시블 프린트회로기판(1)에는, 다수의 발광다이오드소자(2)가 소정의 패턴에 따라서 규칙적으로 직접 장착되어 있다.
즉, 다수의 발광다이오드소자(2)가, 예를 들면 도전성 접착제를 통해 각각 직접적으로 플렉시블 프린트회로기판(1)에 고정부착되고, 플렉시블 프린트회로기판 (1)에 프린트형성된 단자와 각 발광다이오드소자(2)의 단자가 전기적으로 각각 접속되어 있다. 또한 도 2에 나타낸 바와 같이, 플렉시블 프린트회로기판(1)에 장착된 다수의 발광다이오드소자(2)를 전체적으로 보호하기 위한 보호층(3)이, 예를 들면 적당한 투명수지에 의해 플렉시블 프린트회로기판(1)의 거의 전체면에 걸쳐서 코팅으로 형성되어 있다.
그리고, 다수의 발광다이오드소자(2)가 장착되고 또한 수지 보호층(3)이 형성된 플렉시블 프린트회로기판(1)은, 유지판으로서의 기능과 방열판으로서의 기능을 가진 하우징(4)에 의해서 입체적인 둥근 고리형상으로 유지되어 있다. 또 플렉시블 프린트회로기판(1)과 하우징(4)의 사이에는 필요에 따라 방열시트(5)가 형성되어 있다.
그런데, 플렉시블 프린트회로기판(1)은 평면형상으로 전개한 상태에 있어서, 일정한 폭을 지닌 원호형상을 갖는다. 제 1 실시형태에서는 이 평면적인 원호형상을 가진 플렉시블 프린트회로기판(1)에 다수의 발광다이오드소자(2)를 소정의 패턴에 따라서 직접 장착한다. 그리고, 적당한 투명수지를 플렉시블 프린트회로기판 (1)의 거의 전면적으로 도포함으로써 플렉시블 프린트회로기판(1)에 장착된 다수의 발광다이오드소자(2)를 전체적으로 보호하기 위한 보호층(3)을 형성한다.
이어서, 다수의 발광다이오드소자(2)가 장착되고 또한 수지 보호층(3)이 형성된 플렉시블 프린트회로기판(1)을, 입체적인 둥근 고리형상을 가진 하우징(4)에 의해서 원하는 입체적인 둥근 고리형상으로 유지한다. 이와 같이하여, 하우징(4)에 의해서 유지된 상태에 있어서, 플렉시블 프린트회로기판(1)은, 원추체의 측면을 그 바닥면에 평행한 한 쌍의 평면으로 잘라내어 얻어지는 입체적인 둥근 고리형상을 나타낸다. 이 때, 평면상태에 있어서 원호형상을 가진 플렉시블 프린트회로기판(1)의 양 끝단은 필요에 따라 서로 고정부착 된다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 LED 조명장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 제 2 실시형태는, 제 1 실시형태와 유사한 구성을 갖는다. 그러나 제 1 실시형태에서는 플렉시블 프린트회로기판이 입체적인 둥근 고리형상을 나타내고 있는 데 비하여, 제 2 실시형태에서는 플렉시블 프린트회로기판(1)이 도 3에 나타낸 바와 같이 입체적인 사각형 형상을 나타내고 있다.
이상과 같이, 상술의 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 플렉시블 프린트회로기판(1)에, 다수의 발광다이오드소자(2)를 소정의 패턴에 따라서 직접 장착하고 있다. 따라서, 다수의 발광다이오드소자(2)를 장착한 후에, 플렉시블 프린트회로기판(1)에 원하는 입체적인 형상을 부여하는 것이 용이하고, 조명부의 형상에 관해서 큰 설계자유도를 확보할 수가 있다.
또한, 상술의 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 발광다이오드소자에 수지렌즈를 부착하지 않고, 다수의 작은 발광다이오드소자(2) 자체를 플렉시블 프린트회로기판 (1)에 직접 장착하고 있다. 따라서 작은 발광원의 간격 조정 등이 용이하고, 나아가서는 조명의 광학적특성(배광특성 등)을 콘트롤하는 것이 용이하다. 또한 다수의 발광다이오드소자(2)의 앞면에 렌즈, 필터, 혹은 확산판 등을 설치함으로써 광학적 특성(배광특성)을 콘트롤하는 것이 가능하다.
한편 상술의 각 실시형태에서는, 플렉시블 프린트회로기판을 입체적인 둥근 고리형상 또는 사각형형상으로 유지한 예를 나타내고 있지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 범위내에서 여러가지 형상으로 유지된 조명부를 형성하는 것이 가능하다.
그런데 상술의 각 실시형태에서는, 발광다이오드소자(2)가 반도체소자 그 자체이며, 발광다이오드소자(2)를 플렉시블 프린트회로기판(1)에 장착할 때에 납땜을 이용할 수가 없다. 이것은, 발광다이오드소자(2)에 땜납이 묻지 않는(즉 재질적으로 서로 성질이 맞지 않고, 젖는 성질이 없는) 점, 및 발광다이오드소자(2)가 지나치게 작고(예를 들면 0.3mm ×0.3mm 정도) 납땜의 조작이 거의 불가능한 점에 기인한다. 그래서, 상술의 각 실시형태에서는 상술한 바와 같이, 예를 들면 도전성 접착제를 통해 발광다이오드소자(2)를 플렉시블 프린트회로기판(1)에 장착하고 있다.
구체적으로는, 플렉시블 프린트회로기판(1)에 은페이스트(실리콘계)를 다수의 점형상으로 도포하여, 그 위에 다수의 발광다이오드소자(2)를 싣는다. 그리고, 적당한 가열처리를 함으로써 은페이스트가 녹아 발광다이오드소자(2)와 플렉시블 프린트회로기판(1)이 접착된다. 한편, 도전성 접착제는 은페이스트에 한정되지 않고, 조건이 맞으면, 동페이스트나 금페이스트 등을 사용할 수도 있다.
여기서, 다수의 발광다이오드소자(2)를 플렉시블 프린트회로기판(1)에 장착하는 공정을 수작업으로 행할 수도 있지만, 반도체 디바이스의 분야에 있어서의 표면설치기술을 이용하는 것이 유리하다. 이 경우, 디스펜서를 개재하여 은페이스트를 도포하는 공정을 행하고, 마운터를 통해 흡착유지한 발광다이오드소자(2)를 차례로 싣는 공정을 행하여, 본딩 머신을 개재하여 기판과 소자의 사이에 금선을 본딩하는 공정을 행하고, 마지막으로 소정의 가열수단을 통해 가열하는 공정을 행한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 조명의 광학적특성에 대한 콘트롤이 용이하고, 조명부의 형상에 관한 설계자유도가 커서 소형의 LED 조명장치를 실현할 수 있다. 또 본 발명의 LED 조명장치는 반도체 디바이스의 제조장치에 조립되는 조명장치에 한정되지 않고, 반도체 디바이스를 포함하는 일반적인 제품의 제조장치나 검사장치용 조명에 적용이 가능하다.
Claims (7)
- 소정의 입체적인 형상으로 유지된 플렉시블 프린트회로기판과, 상기 플렉시블 프린트회로기판에 소정의 패턴에 따라서 직접 장착된 다수의 발광다이오드소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 플렉시블 프린트회로기판을 상기 소정의 입체적인 형상으로 유지하기 위한 하우징을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 발광다이오드소자를 전체적으로 보호하기 위한 보호층을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 발광다이오드소자의 앞면에, 배광특성을 포함한 광학적 특성을 콘트롤하기 위한 렌즈, 필터, 혹은 확산판 등이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
- 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 발광다이오드소자는, 도전성 접착제를 통해 상기 플렉시블 프린트회로기판에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
- 소정의 평면적인 형상을 가지는 플렉시블 프린트회로기판에 다수의 발광다이오드소자를 소정의 패턴에 따라서 직접 장착하는 장착공정과,상기 장착공정을 통해 상기 플렉시블 프린트회로기판에 장착된 다수의 발광다이오드소자를 전체적으로 보호하기 위한 보호층을 형성하는 보호층 형성공정과,상기 보호층 형성공정을 통해 얻어진 상기 플렉시블 프린트회로기판을 원하는 입체적인 형상으로 유지하는 형상유지공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 장착공정은, 도전성 접착제를 통해 상기 다수의 발광다이오드소자를 상기 플렉시블 프린트회로기판에 장착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치의 제조방법.
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