KR200472080Y1 - Packaging structure of full-color led - Google Patents
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Abstract
본 고안은 구동장치(drive mechanism)을 포함한 풀컬러(full color) 발광다이오드(LED)의 패키징 구조에 관한 것으로써, 이 풀컬러 발광다이오드(LED)는 하나의 집적 회로판 및 하나의 적색(R), 하나의 녹색(G), 및 하나의 청색(B) LED 칩(LED dice)를 가지고, 안정 저항기(ballast resistors)와 조합되어 구성되었고, 집적 회로판에는 구동장치를 설치하여 RGB 삼원색 칩을 제어하며, 내부 부품에 대한 특수 배열 배치를 통하여 밀집도가 높고, 광파 혼합 효과가 우수한 고해상도 풀컬러 발광다이오드(LED)를 구성함으로써 사용공간을 축소하고 생산원가를 절감한다.The present invention relates to a packaging structure of a full color light emitting diode (LED) including a drive mechanism, wherein the full color light emitting diode (LED) has one integrated circuit board and one red (R). One green (G), one blue (B) LED chip, combined with ballast resistors, and integrated circuit boards with drivers to control RGB three-color chips In addition, high resolution full color light emitting diodes (LEDs) with high density and excellent light mixing effect are arranged through special arrangement of internal parts, thereby reducing the use space and reducing production cost.
발광다이오드, 패키징 구조, 안정 저항기 Light Emitting Diodes, Packaging Structure, Ballast Resistors
Description
본 고안은 풀컬러(full color) LED 패키징 구조에 관한 것으로서, 특히 내부에 구동장치(drive mechanism)를 포함한 풀컬러 발광다이오드(LED) 패키징 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a full color LED packaging structure, and more particularly, to a full color light emitting diode (LED) packaging structure including a drive mechanism therein.
도 1과 같이, 종래 기술 중 각각의 풀컬러 LED(10)의 패키징 구조는 모두 적색광(R) 칩(11), 녹색광(G) 칩(12), 및 청색광(B) 칩(13)을 포함하고 있고, RGB 삼원색을 이용하여 각종 광색을 혼합한다. 그러나 각종 광색이 필요로 하는 RGB 비율이 모두 다르므로, 풀컬러 LED(10)는 모두 외부에 안정 저항기(ballast resistors) 및 드라이브 유닛을 연결하여 RGB 삼원색의 광혼합 비율을 제어하고 있다.As shown in FIG. 1, the packaging structure of each
도 2와 같이, 종래 방법은 소프트 PCB(40) 위에 풀컬러 LED(10), 안정 저항기(20a~20c) 및 드라이브 유닛(21)을 설치하여, 마지막으로 복수 개의 회로판을 이 사이에 서로 연결시켜 센터 제어를 통해 전달되는 동작 전원 및 제어신호로 풀컬러 LED(10)를 구동시키며, 다수의 풀컬러 LED의 조명변환을 통하여 완전한 LED 디스플레이 스크린을 형성한다.As shown in FIG. 2, the conventional method installs a
종래의 풀컬러 발광다이오드(LED)가 형성하는 LED 디스플레이 스크린은 회로판에 안정 저항기(ballast resistors) 및 드라이브 유닛을 추가하여야 하므로 인접한 LED사이의 간격이 지나치게 넓어 섬세한 화상을 표시할 수 없다. 동시에 소프트 회로판은 쉽게 만곡되어 용접점 불량 및 회로 오작동을 일으키고; 드라이브 유닛이 노출되어 주파수 방해(RFI) 및 전자방해(EMI)을 쉽게 받아, LED 디스플레이 스크린의 운전에 영향을 주게 된다.LED display screens formed by conventional full color light emitting diodes (LEDs) require the addition of ballast resistors and drive units to circuit boards, so that the spacing between adjacent LEDs is too wide to display delicate images. At the same time, the soft circuit board is easily bent, which causes weld spot defects and circuit malfunctions; The drive unit is exposed and easily subject to frequency interference (RFI) and electromagnetic interference (EMI), affecting the operation of the LED display screen.
이점을 감안하여 본 고안은 기존의 LED 디스플레이 스크린 중 각각 인접한 LED사이의 간격이 지나치게 넓다는 문제를 해결할 목적으로 구동장치(drive mechanism)을 포함한 풀컬러 발광다이오드(LED)의 패키징 구조를 제시한다. 이 풀컬러 LED는 집적 회로판 및 적색광, 녹색광 및 청색광의 발광다이오드 칩(LED dice)를 가지고, 또 안정 저항기(ballast resistors)와 조합되어 구성된다.In view of the advantages, the present invention proposes a packaging structure of a full-color light emitting diode (LED) including a drive mechanism for the purpose of solving the problem that the spacing between adjacent LEDs of the existing LED display screen is too wide. This full color LED has an integrated circuit board and LED dice of red, green and blue light and is combined with ballast resistors.
본 고안에 따르면, 발광다이오드 칩의 내부 유닛을 특수 배열 배치하여 밀집도가 높고, 광파 혼합 효과가 우수한 고해상도 풀컬러 LED를 구성함으로써 사용공간을 축소하고 생산원가를 절감할 수 있다.According to the present invention, the internal unit of the light emitting diode chip is arranged in a special arrangement to form a high resolution full color LED having high density and excellent light mixing effect, thereby reducing the use space and reducing the production cost.
본 고안의 구동장치(drive mechanism)를 포함한 풀컬러 발광다이오드(LED)의 동작원리는 아래와 같다. 우선 동작 전원은 Vcc로 입력된 후 집적 회로판으로 전달되며, 집적 회로판은 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)의 LED 칩의 동작상태를 제어하고, 안정 저항기(ballast resistors)는 동작 전원의 전류를 정확히 제어하여 광파 혼합시 발생하는 광색을 확보하고, LED 칩을 보호하는 작용을 하고, CLKI 및 SDI가 집적 회로판으로의 신호전송을 제어한 후 집적 회로판 내의 구동장치는 RGB 3개 칩에 각종 강하 제어를 발생하여 각기 다른 광색으로 혼합하고, 동작 전원은 Gnd를 통과하여 전달되고, 제어신호는 CLKO 및 SDI를 통과하여 다음번의 풀컬러 LED로 전송된다.The operating principle of a full color light emitting diode (LED) including a drive mechanism of the present invention is as follows. First, the operating power is input to Vcc and then transferred to the integrated circuit board, which controls the operating state of the LED chip of red light (R), green light (G) and blue light (B), and ballast resistors are operated. Accurately controls the current of the power supply to secure the light color generated when mixing light waves, protects the LED chip, and after the CLKI and SDI control the signal transmission to the integrated circuit board, the driving device in the integrated circuit board is RGB 3 chips Various drop control is generated at the same time, mixed with different light colors, and the operating power is transmitted through Gnd, and the control signal is transmitted to the next full color LED through CLKO and SDI.
본 실시예에서 제시한 구동장치를 포함한 풀컬러 LED의 패키징 구조(도 3a 참조)에서, 풀컬러 LED는 전원입력단(Vcc), 전원출력단(Gnd), 클록 데이터 입력단(CLKI), 클록 데이터 출력단(CLKO), 시리얼 데이터 입력단(SDI), 및 시리얼 데이터 출력단(SDO) 등 총 6개 핀을 포함한다. 프레임(100) 내의 패키징 구조는, 탑재부(101)위에 각각 고정되어 있는, 집적 회로판(30), 3개의 안정 저항기(20a~20c), 적색광 칩(11), 녹색광 칩(12), 및 청색광 칩(13)를 가지고, 이 RGB 3종 광색의 칩 위에 제1 전극 및 제2 전극이 분리되어 설치된다.In the packaging structure of the full-color LED including the driving device shown in this embodiment (see FIG. 3A), the full-color LED has a power input terminal (Vcc), a power output terminal (Gnd), a clock data input terminal (CLKI), and a clock data output terminal ( CLKO), serial data input (SDI), and serial data output (SDO). The packaging structure in the
전원입력단(Vcc)는 풀컬러 LED(10) 내부로 확장되어 직사각형의 확장부(102)를 형성하고, 확장부(102) 위에 3개의 안정 저항기(20a~20c)가 부착되어 있으며, 이 안정 저항기는 양면 도전 칩으로써, 상기 안정 저항기(20a~20c)의 밑면은 부착 고정 후 직접 전원입력단(Vcc)와 전기적으로 연결되고, 안정 저항기(20a~20c) 윗면은 RGB 3개 칩의 제1 전극 위에 금속 와이어 본딩(Wire bonding)된다.The power input terminal Vcc extends into the full-
한편, RGB 3개 칩의 제2 전극은 집적 회로판(30)의 제어 포인트에 와이어 본딩되고, 집적 회로판(30)은 탑재부(101) 위에 부착 설치되고, Vcc, Gnd, CLKI, CLKO, SDI, 및 SDO의 6개 핀과 와이어 본딩되고, 마지막으로 광투과성 재질인 광혼합 본드(103)을 주입하여 패키징을 완성한다 (도 3b 참조).On the other hand, the second electrode of the RGB three chip is wire bonded to the control point of the
본 고안의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안은 또 다른 실시예가 있을 수 있다 (도 4a 참조). 이 실시예에 따른 풀컬러 LED 패키징 구조의 특징은 Vcc가 프레임(100) 내부로 확장되어 탑재부(101) 위에 직사각형 평면의 확장부(102)를 형성하고, 집적 회로판(30)은 확장부(102) 위에 직접 부착되어 Vcc, Gnd, CLKI, CLKO, SDI, 및 SDO의 6개 핀과 와이어 본딩된다.The present invention may have another embodiment within the scope of the present invention (see FIG. 4A). A feature of the full-color LED packaging structure according to this embodiment is that Vcc extends into the
실시예에서, 적색광 칩(11), 녹색광 칩(12), 및 청색광 칩(13)은 공융(Eutectic) 또는 부착방식으로 집적 회로판(30)의 제어 포인트 위에 고정되며, 제2 전극은 제어 포인트와 전기적으로 연결되고, 안정 저항기(20a~20c)는 선택적으로 확장부(102) 위에 부착되어 직접 Vcc와 전기적으로 연결되고, 또한 안정 저항기(20a~20c)의 상부는 RGB 3색 칩의 제1 전극에 와이어 본딩되고, 연결 완성 후 곧바로 광혼합 본드(103)을 주입하여 패키징을 완성한다 (완료 후의 적층 구조는 도 4b 참조). 이 실시예는 제1 실시예에 비하여 비교적 와이어 본딩의 횟수가 감소되고, 동시에 RGB 칩이 집적 회로판에 고정되어 광혼합 간격이 더욱 밀집되고 광색 또한 완전하다.In an embodiment, the
상기 실시예 외에, 본 고안은 또 다른 실시예가 있다 (도 5a 참조). 이 실시 예에 따른 패키징 구조의 특징은, 집적 회로판(30)은 확장부(102) 위에 직접 부착 되고, Vcc, Gnd, CLKI, CLKO, SDI, 및 SDO의 6개 핀과 와이어 본딩 한다는 것이다.In addition to the above embodiment, the present invention has another embodiment (see FIG. 5A). A feature of the packaging structure according to this embodiment is that the
LED 칩의 발광시에 고열이 집적 회로판(30)에 영향을 주는 것을 방지하기 위하여 집적 회로판(30)에는 단열층(32)이 부착되어 있고, 단열층(32)은 유리, 세라믹 등 단열 재질을 사용하여 LED 칩의 열을 격리한다. 한편, 전열층(31)은 단열층(32) 위에 부착되고, 탑재부(101)와 서로 연결되어 칩에서 발생하는 고열을 LED 밖으로 발산하고, 적색광 칩(11), 녹색광 칩(12), 및 청색광 칩(13)는 전열층(31) 위에 부착 고정되고, 제1 전극은 확장부(102)와 와이어 본딩되어 전기적으로 연결된다.In order to prevent high heat from affecting the integrated
안정 저항기(20a~20c)는 집적 회로판(30)의 제어단 위에 부착되고, 제어단과 전기적으로 연결되고, 안정 저항기(20a~20c)의 상부는 금속 와이어 본딩 방식으로 RGB 3개 칩의 제2 전극과 서로 연결된 후 광혼합 본드(30)을 주입하여 패키징을 완성한다 (적층 방식은 도 5b 참조). 이와 같은 제3 실시예는 LED 사이즈를 더욱 축소시킬 수 있는 장점이 있으며, 동시에 RGB 3개 칩의 대응 위치를 한층 더 접근시켜서 더욱 우수한 광파 혼합 효과를 기대할 수 있다.The
본 고안의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 전원입력단(Vcc)에 일정한 전류의 동작 전원을 매칭시킬 시 아래와 같은 실시예도 가능하다 (도 6a 참조). 본 실시예는 구동장치의 풀컬러 LED(10) 패키징 구조를 가진다. 풀컬러 LED(10)는 전원입력단(Vcc), 전원출력단(Gnd), 클록 데이터 입력단(CLKI), 클록 데이터 출력단( CLKO), 시리얼 데이터 입력단(SDI), 및 시리얼 데이터 출력단(SDO) 등의 6개 핀을 포함한다. 내부의 패키징 구조는, 탑재부(102) 위에 모두 고정되어 있는, 집적 회 로판(30), 적색광(R) LED 칩(11), 녹색광(G) LED 칩(12), 및 청색광(B) LED 칩(13)를 가지고 있고, 이 적,녹,청 3종 광색의 LED 칩 위에 제1 전극 및 제2 전극이 분리되어 설치된다.Within the scope not departing from the scope of the present invention, the following embodiments are also possible when matching the operating power supply of a constant current to the power supply input (Vcc) (see Figure 6a). This embodiment has a
전원입력단(Gnd)는 풀컬러 LED(10) 패키징 구조 내부로 확장되어 직사각형 확장부(102)를 형성하고, 확장부(102)에 청색광(B) LED 칩(13), 적색광(R) LED 칩(11), 및 녹색광(G) LED 칩(12)의 제1 전극이 금속 와이어 본딩되고, 다른 한편 적색광(R) LED 칩(11), 녹색광(G) LED 칩(12), 및 청색광(B) LED 칩(13)의 제2 전극은 집적 회로판(30)의 제어 포인트에 와이어 본딩되고, 집적 회로판(30)은 확장부(102) 위에 부착 설치되고, 전원입력단(Vcc), 전원출력단(Gnd), 클록 데이터 입력단(CLKI), 클록 데이터 출력단(CLKO), 시리얼 데이터 입력단(SDI), 및 시리얼 데이터 출력단(SDO)의 총 6개 핀과 와이어 본딩되고, 마지막으로 다시 광혼합 본드(103)를 주입하여 패키징을 완성한다 (도 6b 참조). 도 6b는 본 고안의 구동장치를 갖는 풀컬러 LED의 패키징 구조를 가진 제4 실시예의 측면도이다.The power input terminal Gnd extends into the
동작 전원을 더욱 안정적으로 제어하기 위해 또 다른 실시예가 있다 (도 7a참고). 본 실시예에 따른 패키징 구조에서, 풀컬러 LED(10)는 전원입력단(Vcc), 전원출력단(Gnd), 클록 데이터 입력단(CLKI), 클록 데이터 출력단(CLKO), 시리얼 데이터 입력단(SDI), 및 시리얼 데이터 출력단(SDO) 등 6개 핀을 포함한다. 프레임(100) 내부의 패키징 구조는, 확장부(102) 위에 고정되어 있는, 집적 회로판 (30), 적색광(R) 칩(11), 녹색광(G) 칩(12), 및 청색광(B) 칩(13)를 포함하고, 이 적,청,녹 3종 광색의 LED 칩 위에 제1 전극과 제2 전극이 분리되어 설치된다.There is another embodiment for more stable control of the operating power supply (see FIG. 7A). In the packaging structure according to the present embodiment, the
전원입력단(Gnd)는 풀컬러 LED(10) 패키징 구조 내부로 확장되어 직사각형 확장부(102)를 형성하고, 확장부(102)에 청색광(B) LED 칩(13), 적색광(R) LED 칩(11), 및 녹색광(G) LED 칩(12)의 제1 전극이 금속 와이어 본딩되고, 다른 한편 적색광(R) LED 칩(11), 녹색광(G) LED 칩(12), 및 청색광(B) LED 칩(13)의 제2 전극은 집적 회로판(30)의 제어 포인트에 와이어 본딩되고, 집적 회로판(30)은 확장부(102) 위에 부착 설치되어 전원입력단(Vcc), 전원출력단(Gnd)(확장부(104)통과), 클록 데이터 입력단(CLKI), 클록 데이터 출력단(CLKO), 시리얼 데이터 입력단(SDI), 및 시리얼 데이터(SDO) 등 총 6개 핀과 와이어 본딩된다.The power input terminal Gnd extends into the
확장부(102) 상부에 안정 저항기(20)를 설치하고, 이 안정 저항기(20)는 양면 도전 칩으로써 밑면은 확장부(102)에 부착 고정한 후 확장부(102)를 통과하여 전원출력단(Gnd)에 와이어 본딩되어 전기적으로 연결되고, 다른 한 단은 집적 회로판(30)의 전류조절 포인트에 와이어 본딩된다. 이 안정 저항기(20)는 동작 전원을 더욱 정확히 고정 범위 내로 제어하는데 이용되고, 나아가 각 칩을 보호하는 역할을 한다. 마지막으로 광투과성 재질인 광혼합 본드(103)를 충진시켜 패키징을 완성한다 (적층 방식은 도 7b 참조).The
도 1은 종래의 풀컬러 발광다이오드(LED)의 패키징 구조도;1 is a packaging structure diagram of a conventional full color light emitting diode (LED);
도 2는 종래의 풀컬러 발광다이오드(LED)의 실시 구조도;2 is a structural diagram of a conventional full color light emitting diode (LED);
도 3A 및 3B는 본 고안에 따른 패키징 구조의 제1 실시예;3A and 3B show a first embodiment of a packaging structure according to the present invention;
도 4A 및 4B는 본 고안에 따른 패키징 구조의 제2 실시예;4A and 4B show a second embodiment of a packaging structure according to the present invention;
도 5A 및 5B는 본 고안에 따른 패키징 구조의 제3 실시예;5A and 5B show a third embodiment of a packaging structure according to the present invention;
도 6A 및 6B는 본 고안에 따른 패키징 구조의 제4 실시예; 및6A and 6B show a fourth embodiment of a packaging structure according to the present invention; And
도 7A 및 7B는 본 고안에 따른 패키징 구조의 제5 실시예.7A and 7B illustrate a fifth embodiment of a packaging structure according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
10. 풀컬러 발광다이오드(LED)10. Full Color Light Emitting Diode (LED)
11. 적색광 칩11. Red light chip
12. 녹색광 칩12. Green light chip
13. 청색광 칩13. Blue light chip
20a~20c. 안정 저항기(ballast resistors)20a-20c. Ballast resistors
21. 드라이브 유닛21. Drive Unit
30. 집적 회로판30. Integrated circuit board
31. 전열층31. Heat transfer layer
32. 단열층32. Insulation layer
40. 소프트 PCB40. Soft PCB
100. 프레임100. Frame
101. 탑재부101. Mounting part
102. 확장부102. Extension
103. 광혼합 본드 103. Photomix Bond
CLKI. 클록 데이터 입력단CLKI. Clock data input
CLKO. 클록 데이터 출력단CLKO. Clock data output
SDI. 시리얼 데이터 입력단SDI. Serial data input terminal
SDO. 시리얼 데이터 출력단SDO. Serial data output
Vcc. 전원입력단Vcc. Power input
Gnd. 전원출력단Gnd. Power output
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