KR20060034872A - Luminous device using heat pipe - Google Patents

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KR20060034872A
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heat
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이정훈
신무환
황웅준
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서울반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 히트 파이프를 구비하는 발광소자에 관한 것으로, 기판과, 상기 기판상에 실장된 발광 칩과, 상기 발광 칩과 접속된 제 1 및 제 2 전극과, 상기 기판을 관통하여 상기 발광 칩 하부에 삽입 장착된 적어도 한개 이상의 히트 파이프를 포함하는 발광 소자를 제공한다. 이로써, 발광 소자의 냉각 효율을 향상시키고, 발광 소자가 받는 열적 스트레스를 줄일 수 있다. The present invention relates to a light emitting device having a heat pipe, comprising a substrate, a light emitting chip mounted on the substrate, first and second electrodes connected to the light emitting chip, and a lower portion of the light emitting chip passing through the substrate. It provides a light emitting device comprising at least one heat pipe inserted into the mounting. As a result, the cooling efficiency of the light emitting device can be improved, and the thermal stress applied to the light emitting device can be reduced.

발광 소자, 히트 파이프, 작동 유체, 전극, 열 교환, 하우징, 관통홀Light emitting element, heat pipe, working fluid, electrode, heat exchange, housing, through hole

Description

히트 파이프를 구비하는 발광 소자{Luminous device using heat pipe}Light emitting device having a heat pipe {Luminous device using heat pipe}

도 1은 히트 파이프와 이를 포함한 발광 소자의 방열 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a heat radiation principle of a heat pipe and a light emitting device including the same.

도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 A영역의 다른 실시예의 개념도이다. FIG. 2A is a cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a conceptual diagram of another embodiment of region A of FIG. 2A.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10, 130 : 히트 파이프 20 : 윅10, 130: heat pipe 20: wick

30 : 작동유체 40, 140 : 발광 칩30: working fluid 40, 140: light emitting chip

50, 110, 120 : 전극 100 : 기판50, 110, 120: electrode 100: substrate

150 : 와이어 160 : 몰딩부150: wire 160: molding part

170 : 방열 부재 180 : 하우징170: heat dissipation member 180: housing

본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트 파이프를 통해 발광 칩이 발산하는 열을 냉각시켜 발광소자의 냉각성능을 크게 향상시킬 수 있는 발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device that can greatly improve the cooling performance of the light emitting device by cooling the heat emitted by the light emitting chip through the heat pipe.

발광 다이오드는 고체 발광 표시 소자중의 하나로 빛의 3원색인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 포함하는 단색 발광 소자뿐만 아니라 다양한 분야에 응용될 수 있는 백색광의 LED가 구현되었다. 이에 따라 발광 소자의 응용 분야는 일반 표시 장치에서 디스플레이의 백라이트용 발광원은 물론 백열전구나 형광램프, 가로등을 대체할 수 있는 차세대 조명 설비로 점차 그 활용범위가 확대되는 추세이다. 발광 소자를 이용한 조명 시설의 경우 일반 형광등과는 달리 점등회로가 단순하고, 인버터 회로와 철심형 안정기가 불필요하며, 전력소모가 적고 수명이 약 10 배 이상되기 때문에 유지나 보수비용이 적은 장점이 있다. As one of the solid state light emitting diodes, a single color light emitting device including red (R), green (G), and blue (B), which are three primary colors of light, has been implemented as well as a white light LED that can be applied to various fields. . Accordingly, the application field of the light emitting device is gradually increasing its application range as a next-generation lighting equipment that can replace incandescent lamps, fluorescent lamps, street lights, as well as the light emitting source for the backlight of the display in a general display device. Unlike general fluorescent lamps, lighting facilities using light emitting devices have a simple lighting circuit, do not require inverter circuits and iron ballasts, and consume less power and have a lifespan of about 10 times.

하지만, 이러한 발광소자를 이용한 응용제품들에서 특성열화 및 고장의 가장 큰 원인으로 들 수 있는 것은 열적 스트레스 이다. 이는 발광 소자의 입력이 높을 수록 발광 칩에서 발생하는 열 또한 높아지기 때문이다. However, thermal stress is one of the biggest causes of characteristic deterioration and failure in such light emitting devices. This is because the higher the input of the light emitting device, the higher the heat generated by the light emitting chip.

이러한 문제를 해결하기 위해 열전도성이 우수한 금속물질을 이용한 히트싱크 또는 슬러그와 같은 방열판을 발광 칩과 기판사이에 장착하여 발광소자의 열적 스트레스를 어느 정도까지는 줄이는데 성공하였다. 하지만, 이는 금속이 갖고 있는 열전도도의 한계와, 방열판과 기판 및 발광 칩간의 사이에 소정의 틈이 발생하여 그 틈사이로 외부의 불순물이 침투하는 문제점이 발생하였다. 즉, 더 높은 발광 효율을 얻기 위해 방열판의 전도 작용만으로는 냉각 부하의 상승을 효과적으로 해소 할 수 없는 문제점이 야기되었다. In order to solve this problem, a heat sink such as a heat sink or slug made of a metal material having excellent thermal conductivity has been mounted between the light emitting chip and the substrate, thereby successfully reducing the thermal stress of the light emitting device to some extent. However, this has a problem of limiting the thermal conductivity of the metal and a predetermined gap between the heat sink, the substrate and the light emitting chip, and the penetration of external impurities between the gaps. That is, in order to obtain higher luminous efficiency, a problem arises in that the rise of the cooling load cannot be effectively eliminated only by the conduction action of the heat sink.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 안출된것으로서 발광 칩으로 부터 발산되는 열을 최대한 빠르게 냉각 시켜 열적 스트레스를 효과적으로 줄일 수 있는 히트 파이프를 구비하는 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting device having a heat pipe that can effectively reduce the thermal stress by cooling the heat emitted from the light emitting chip as quickly as possible to solve the above problems.

본 발명에 따르면, 기판과, 상기 기판상에 실장된 발광 칩과, 상기 발광 칩과 접속된 제 1 및 제 2 전극과, 상기 기판을 관통하여 상기 발광 칩 하부에 삽입 장착된 적어도 한개 이상의 히트 파이프를 포함하는 발광 소자를 제공한다. According to the present invention, there is provided a substrate, a light emitting chip mounted on the substrate, first and second electrodes connected to the light emitting chip, and at least one heat pipe inserted into and mounted under the light emitting chip. It provides a light emitting device comprising a.

여기서, 상기 발광 칩과 상기 히트 파이프의 사이로 확장된 상기 제 1 전극을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 전극을 관통하여 상기 발광 칩 하부에 삽입된 상기 적어도 한개 이상의 히트 파이프를 포함할 수 있다.The first electrode may be extended between the light emitting chip and the heat pipe. The at least one heat pipe may penetrate the first electrode and be inserted into the lower portion of the light emitting chip.

또한, 상기 적어도 한개 이상의 히트 파이프가 하우징 형태로 상기 기판상에 삽입 장착될 수 있다. 그리고, 상기 히트 파이프에 접속된 방열부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the at least one heat pipe may be inserted into the substrate in the form of a housing. The apparatus may further include a heat radiating member connected to the heat pipe.

상기의 상기 히트 파이프는 파이프형, 플랫형 및 루프형 중 어느 하나의 형태를 사용한다. The heat pipe may use any one of a pipe type, a flat type, and a loop type.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.

히트 파이프(Heat Pipe)는 밀폐용기 내부의 작동유체가 연속적으로 기상-액상간의 상변화 과정을 통하여 용기양단 사이에 열을 전달하는 장치로 잠열(Latent Heat)을 이용하여 열을 이동시킴으로써, 단일상(Single Phase)의 작동유체를 이용하는 통상적인 열전달 기기에 비해 매우 큰 열전달 성능을 발휘한다. 히트파이프의 기본적인 구조는 밀폐용기, 작동유체와 용기내부의 모세관(Wick)으로 이루어지며, 외벽의 재료 및 작동유체의 종류, 모세관 구조물의 종류, 액체의 귀환(Return)방법, 내부의 기하학적 형태, 작동온도 등에 따라 다양하게 분류된다. Heat pipe is a device that transfers heat by using latent heat to transfer heat between the two ends of the vessel through the phase-change process between gas phase and liquid phase. Compared to the conventional heat transfer device using a single phase working fluid, the heat transfer performance is very large. The basic structure of the heat pipe is composed of a sealed container, working fluid and capillary inside the container, the material of the outer wall and the type of working fluid, the type of capillary structure, the method of returning the liquid, the internal geometry, Various classifications are made depending on the operating temperature.

도 1은 히트 파이프와 이를 포함한 발광 소자의 방열 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a heat radiation principle of a heat pipe and a light emitting device including the same.

도 1을 참조하면, 본 발명의 발광 소자는 발광 칩(40)과 발광 칩(40)이 실장된 전극(50)과 전극(50)과 접속된 히트 파이프(10)를 포함한다. 즉, 히트 파이프(10)를 별도의 페이스트등 접착성물질을 이용하여 발광 칩(40) 하부에 접착시킨다. 이로써, 열원인 발광 칩(40)에 의해 증발부에서 작동 유체(30)가 증발(기화)되면서 열원을 냉각시키고, 기화된 증기가 히트 파이프(10) 내부의 반대 공간(빈공간)으로 이동하면서 이송부를 지나 응축부에서 열을 방출하고 다시 액체화 되어 벽면을 타 고 증발부로 되돌아온다. 또한, 내벽에 윅(20)을 형성하여 기체-액체 계면에서 생성되는 모세압 차이에 의해 작동유체(30)가 증발부로 귀환하는 능력을 향상시킬 수 있다. Referring to FIG. 1, the light emitting device of the present invention includes a light emitting chip 40, an electrode 50 on which the light emitting chip 40 is mounted, and a heat pipe 10 connected to the electrode 50. That is, the heat pipe 10 is attached to the lower portion of the light emitting chip 40 by using an adhesive such as a separate paste. As a result, the working fluid 30 is evaporated (vaporized) in the evaporator by the light emitting chip 40 which is a heat source, thereby cooling the heat source, and the vaporized vapor moves to an opposite space (empty space) inside the heat pipe 10. The heat is transferred from the condenser through the conveying section and then liquefied to burn the wall and return to the evaporation section. In addition, the wick 20 may be formed on the inner wall to improve the ability of the working fluid 30 to return to the evaporator due to the capillary pressure difference generated at the gas-liquid interface.

이후 작동유체(30)는 열원인 발광 칩으로 부터 열을 다시 받아 증발하는 작동을 반복한다. 이러한 원리로 히트 파이프는 작동 유체(30)의 증발 잠열을 이용하여 작은 온도차에서도 무동력으로 열을 효과적으로 이송할 수 있다. 즉, 액체의 온도변화에 따른 증발, 응축의 잠열에 의해 열을 이동시킬 수 있다. Thereafter, the working fluid 30 repeats the operation of receiving heat from the light emitting chip as a heat source and evaporating it again. In this principle, the heat pipe can efficiently transfer heat with no power even at a small temperature difference by using the latent heat of evaporation of the working fluid 30. That is, the heat can be moved by the latent heat of evaporation and condensation according to the temperature change of the liquid.

도 1의 그림과 같이 내부가 액체로 채워져 있거나, 다공질 물질과 액체가 같이 포함될 수도 있다. 상기의 작동유체(30)는 히트 파이프 열교환기의 성능을 결정하는 중요한 인자이며, 현재 작동유체(30)의 특성을 개량하는 연구가 활발히 진행중이다. 이러한 작동유체(30)로는 0 내지 810℃의 융점과, 3 내지 900℃의 비등점과, 90 내지 500℃의 임계온도와, 2.0×105 내지 4.0×107pa의 임계압력과, -270 내지 1200℃의 작동 온도와, 4.0×103 내지 4.5×106pa의 작동압력을 갖는 물질을 사용한다. 현재 작동유체(30)로 물을 주로 이용해 왔다. 물은 온도가 증가할수록 표면장력이 감소하는 특성이 있어 열교환효율을 증대하는 데 한계가 있다. 이에 물대신 알코올을 작동유체로 사용하는 방법, 암모니아등을 이용하는 방법등이 실험중에 있다. 즉, 작동유체(30)로 메탄올, 아세톤, 증류수, 수은, He, N2, CHClF2, NH 3, CCl2F2, CClF2-CClF2, CCl3F, CCl2F-CClF 2 중 어느 하나를 사용한다. As shown in FIG. 1, the inside may be filled with a liquid, or a porous material and a liquid may be included together. The working fluid 30 is an important factor in determining the performance of the heat pipe heat exchanger, and researches to improve the characteristics of the working fluid 30 are actively underway. These working fluids 30 include a melting point of 0 to 810 ° C., a boiling point of 3 to 900 ° C., a critical temperature of 90 to 500 ° C., a critical pressure of 2.0 × 10 5 to 4.0 × 10 7 pa, and -270 to Materials having an operating temperature of 1200 ° C. and an operating pressure of 4.0 × 10 3 to 4.5 × 10 6 pa are used. Currently, water has been mainly used as the working fluid 30. Water has a limit in increasing heat exchange efficiency because the surface tension decreases with increasing temperature. In this experiment, using alcohol instead of water as a working fluid, ammonia, etc. are being tested. That is, the working fluid 30 of methanol, acetone, distilled water, mercury, He, N 2 , CHClF 2 , NH 3 , CCl 2 F 2 , CClF 2 -CClF 2 , CCl 3 F, CCl 2 F-CClF 2 Use one.

본 발명은 발광 칩과 인접하여 히트 파이프가 배치되어 있다. 이하, 상술한 구성과 동작 원리에 따른 히트 파이프를 구비하는 발광 소자에 관해 설명한다. In the present invention, a heat pipe is disposed adjacent to the light emitting chip. Hereinafter, a light emitting device having a heat pipe according to the above-described configuration and operation principle will be described.

도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 A영역의 다른 실시예의 개념도이다. FIG. 2A is a cross-sectional view of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a conceptual diagram of another embodiment of region A of FIG. 2A.

도 2a를 참조하면, 상기 실시예의 발광 소자는 기판(100)과, 상기 기판(100)상에 형성된 제 1 및 제 2 전극(110 및 120)과, 제 1 전극(110) 상에 실장된 발광 칩(140)과, 기판을 관통하여 제 1 전극(110) 하부에 접속된 다수의 히트 파이프(130)와, 발광 칩(140)를 봉지하는 몰딩부(160)를 포함한다. 또한, 발광 칩(140)과 제 2 전극(120)간을 연결하기 위한 와이어(150)를 포함한다. 또한, 발광 소자의 발광 색을 조절하기 위한 형광체(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 발광 소자의 집광 능력을 향상시키기 위한 반사판(미도시)을 더 포함할 수도 있다. Referring to FIG. 2A, the light emitting device according to the embodiment may include a substrate 100, first and second electrodes 110 and 120 formed on the substrate 100, and light emission mounted on the first electrode 110. The chip 140 includes a plurality of heat pipes 130 connected to the lower portion of the first electrode 110 through the substrate, and a molding unit 160 encapsulating the light emitting chip 140. In addition, it includes a wire 150 for connecting between the light emitting chip 140 and the second electrode 120. In addition, the light emitting device may further include a phosphor (not shown) for adjusting the emission color. In addition, it may further include a reflector (not shown) for improving the light collecting capability of the light emitting device.

본 실시예에서는 기판(100)을 관통하여 제 1 전극(110)의 하부에 접속된 다수의 히트 파이프(130)를 통해 발광 칩(140)이 발산하는 열을 외부로 방출할 수 있다. In the present exemplary embodiment, heat emitted by the light emitting chip 140 may be emitted to the outside through the plurality of heat pipes 130 connected to the lower portion of the first electrode 110 through the substrate 100.

이를 위해 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 전극(110 및 120) 패턴이 형성된 기판 하부에 소정의 관통홀을 형성한다. 이때, 제 1 전극(110) 하부에 다수에 관통홀이 위치하도록 한다. 물론 제 1 전극(110) 하부중 발광 칩(140)이 실장되는 영역에 관통홀이 집중될 수도 있고, 기판(100) 또는 제 1 전극(110) 전체에 걸쳐 관통홀이 집중될 수도 있다. 또한, 관통홀은 다수개 일 수 있고, 하나의 큰 홀일 수도 있다. To this end, in the present embodiment, a predetermined through hole is formed under the substrate on which the first and second electrodes 110 and 120 patterns are formed. In this case, a plurality of through holes may be positioned below the first electrode 110. Of course, the through hole may be concentrated in the region where the light emitting chip 140 is mounted below the first electrode 110, or the through hole may be concentrated over the substrate 100 or the entire first electrode 110. In addition, a plurality of through holes may be provided or may be one large hole.

이후, 제 1 전극(110) 상에 소정의 페이스트를 이용하여 발광 칩(140)을 실장한다. 발광 칩(140) 실장후 와이어링 공정을 통해 제 2 전극(120)과 발광 칩(140)간을 와이어(150)로 연결한다. 다음으로, 상기 관통홀에 히트 파이프(130)을 삽입하고, 제 1 전극(110)의 하부면과 히트 파이프(130)를 접착시킨다. 제 1 전극(110)의 하부면에 히트 파이프(130)를 접착시킬 경우, 열 전도성이 우수한 페이스트를 사용한다. 본 도면에서는 히트 파이프가 접착되는 영역의 제 1 전극 하부 영역을 두껍게 하여 히트 파이프의 증발부의 접촉면을 더 크게하였다. 또한, 히트 파이프(130)의 끝단의 일부가 기판(100)의 외부로 노출되도록 하여 작동유체의 응집능력을 향상시키고, 노출된 히트 파이프(130)의 끝단에 방열판 또는 열전소자와 같은 방열부재(170)를 두어 냉각효율을 향상시켰다. 이를 위해 기판(100)의 관통홀의 길이보다 긴 히트 파이프(130)를 사용할 수도 있고, 기판(100)의 소정영역을 절단하여 히트 파이프(130)의 끝단의 일부를 기판(100)의 외부로 노출시킬 수도 있다. Thereafter, the light emitting chip 140 is mounted on the first electrode 110 using a predetermined paste. After the light emitting chip 140 is mounted, a wire 150 is connected between the second electrode 120 and the light emitting chip 140 through a wiring process. Next, the heat pipe 130 is inserted into the through hole, and the lower surface of the first electrode 110 is bonded to the heat pipe 130. When the heat pipe 130 is attached to the lower surface of the first electrode 110, a paste having excellent thermal conductivity is used. In this figure, the contact area of the evaporation part of the heat pipe is made larger by thickening the lower region of the first electrode in the area to which the heat pipe is bonded. In addition, a portion of the end of the heat pipe 130 is exposed to the outside of the substrate 100 to improve the cohesive capacity of the working fluid, and a heat radiation member such as a heat sink or a thermoelectric element at the end of the exposed heat pipe 130 ( 170) to improve the cooling efficiency. To this end, the heat pipe 130 longer than the length of the through hole of the substrate 100 may be used, and a portion of the end of the heat pipe 130 is exposed to the outside of the substrate 100 by cutting a predetermined region of the substrate 100. You can also

상기의 방법으로 발광 칩(140)의 하부에 히트 파이프(130)를 배치한 다음, 기판(100) 상에 발광 칩(140)을 봉지하기 위한 몰딩부(160)를 형성한다. 본 발명의 몰딩부(160)로는 매우 다양한 형상이 가능하지만, 도 2a에서와 같이 소정의 광학렌즈 형상을 갖는 몰딩부(160)를 형성한다. 물론 평판 형상, 또는 원통 형상과 같은 다양한 형상도 가능하고, 그 표면에 빛의 산란을 촉진하기 위한 소정의 요철이 형성되어질 수도 있다. After the heat pipe 130 is disposed below the light emitting chip 140 by the above method, the molding unit 160 for encapsulating the light emitting chip 140 is formed on the substrate 100. The molding unit 160 of the present invention can be formed in a variety of shapes, but as shown in Figure 2a to form a molding unit 160 having a predetermined optical lens shape. Of course, various shapes such as a flat plate shape or a cylindrical shape are possible, and predetermined irregularities for promoting light scattering may be formed on the surface thereof.

이와 같이 발광 칩이 실장된 전극 하부에 기판을 관통하여 접속된 히트 파이프를 통해 발광 칩의 열을 냉각시킬 수 있다. 또한, 이에 한정되지 않고 냉각효율 을 향상시키기 위해 도 2b에서와 같이 기판과 전극을 관통하여 발광 칩과 접속된 히트 파이프 구조를 가질 수 있다. As described above, the heat of the light emitting chip can be cooled through a heat pipe connected to the lower part of the electrode on which the light emitting chip is mounted. In addition, the present invention is not limited thereto, and may have a heat pipe structure connected to the light emitting chip through the substrate and the electrode to improve cooling efficiency.

도 2b를 참조하면, 기판(100)과, 기판(100)상에 형성된 전극(110)과, 전극 (110)상에 실장된 발광 칩(140)과, 기판(100)과 전극(110)을 관통하여 상기 전극(110) 하부에 접속된 다수의 히트 파이프(130)를 포함한다. Referring to FIG. 2B, the substrate 100, the electrode 110 formed on the substrate 100, the light emitting chip 140 mounted on the electrode 110, the substrate 100 and the electrode 110 may be formed. It includes a plurality of heat pipes 130 penetrating through the electrode 110.

이를 위해, 기판(100)상에 소정의 전극을 패터닝(인쇄)한 다음, 기판(100)과 전극(110)을 관통하는 다수의 관통홀을 형성한다. 이때, 관통홀은 발광 칩(140)이 실장된 영역에 집중될 수도 있고, 전극(110)의 전체 영역에 형성될 수도 있고, 기판(100)의 전체 영역에 형성될 수도 있다. 이후, 발광 칩(140)을 실장하고, 관통홀 내부에 히트 파이프(130)를 삽입장착한다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 공정 방법이 가능하다. 예를 들면 히트 파이프(130)를 삽입한 다음, 발광 칩(140)을 실장할 수도 있다. To this end, a predetermined electrode is patterned (printed) on the substrate 100, and then a plurality of through holes penetrating the substrate 100 and the electrode 110 are formed. In this case, the through hole may be concentrated in the region where the light emitting chip 140 is mounted, may be formed in the entire region of the electrode 110, or may be formed in the entire region of the substrate 100. Thereafter, the light emitting chip 140 is mounted, and the heat pipe 130 is inserted into the through hole. Of course, it is not limited to this, and various processing methods are possible. For example, after the heat pipe 130 is inserted, the light emitting chip 140 may be mounted.

상술한 설명에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 발광 소자는 다양한 예시가 가능하다. 이하, 도면을 참조하여 이에관해 설명한다. 먼저 하기의 도면에서는 히트 파이프를 소정의 하우징 형태로 제작하여 기판의 발광 칩 실장영역에 장착할 수도 있다. The light emitting device according to the present invention is not limited to the above description, and various examples are possible. This will be described below with reference to the drawings. First, in the following drawings, the heat pipe may be manufactured in a predetermined housing shape and mounted on the light emitting chip mounting region of the substrate.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 발광 소자는 관통홀을 갖는 기판(100)과, 기판(100)의 관통홀에 장착된 히트 파이프(130)를 포함하는 하우징(180)과, 상기 하우징(180) 상부에 실장된 발광 칩(140)과, 상기 기판(100) 상에 형성된 전극들(110 및 120)과 상기 발광 칩(140)을 봉지하기 위한 몰딩부(160)를 포함한다. 또한, 상기 발광 칩(140)과 전극(110 및 120)간을 연결하기 위한 와이어(150 및 155)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the light emitting device of the present embodiment includes a housing 180 including a substrate 100 having a through hole, a heat pipe 130 mounted in the through hole of the substrate 100, and the housing 180. ) A light emitting chip 140 mounted on the upper surface, electrodes 110 and 120 formed on the substrate 100, and a molding unit 160 for encapsulating the light emitting chip 140. In addition, wires 150 and 155 for connecting the light emitting chip 140 and the electrodes 110 and 120 are included.

상기의 하우징(180)은 다수의 관통구멍을 갖는 열전도도가 우수한 물질을 사용하고, 그 관통 구멍내에 각기 히트 파이프(130)를 삽입 장착한다. 또한, 하우징(180)의 외부로 히트 파이프(130)의 끝단이 노출되어 있다. 이는 노출된 히트 파이프(130)의 끝단에 별도의 방열부재(미도시)를 두어 히트 파이프(130)의 냉각 성능을 향상시키기 위함이다. 물론 히트 파이프(130)를 노출시키지 않고 하우징(180)의 방열 특성을 이용할 수도 있다. 또한, 하우징(180) 내에 하나의 관통구멍이 형성될 수도 있고, 그 구멍 내에 단일의 히트 파이프(130)가 삽입 장착될수도 있고, 다수의 히트 파이프(130)가 삽입 장착될 수도 있다. The housing 180 uses a material having excellent thermal conductivity having a plurality of through holes, and inserts the heat pipes 130 into the through holes, respectively. In addition, an end of the heat pipe 130 is exposed to the outside of the housing 180. This is to provide a separate heat dissipation member (not shown) at the end of the exposed heat pipe 130 to improve the cooling performance of the heat pipe 130. Of course, the heat dissipation characteristics of the housing 180 may be used without exposing the heat pipe 130. In addition, a single through hole may be formed in the housing 180, a single heat pipe 130 may be inserted into the hole, and a plurality of heat pipes 130 may be inserted into the housing 180.

전극(110 및 120)이 형성되고, 소정의 관통홀을 갖는 기판(100)에 상기에서 설명한 히트 파이프(130)가 내장된 하우징(180)을 관통홀에 삽입 장착한다. 이때, 기판(100)의 관통홀의 형상과 하우징(180)의 형상은 본 실시예에서는 한정되지 않고, 다양한 형상이 가능하다. 물론 이들간 발생할 수 있는 틈과 같이 삽입시 발생하는 문제를 해결하기 위한 구조 또는 별도의 구조물을 더 포함할 수도 있다. 또한 본 실시예에서는 이러한 결합틈의 발생을 줄이고, 히트 파이프(130)의 냉각성능을 향상시키기 위해 하우징 하부에 히트 파이프(130)와 접속된 별도의 방열부재를 두는 것이 바람직하다.The electrodes 110 and 120 are formed, and the housing 180 in which the heat pipe 130 described above is embedded in the substrate 100 having a predetermined through hole is inserted into the through hole. At this time, the shape of the through-hole of the substrate 100 and the shape of the housing 180 is not limited in this embodiment, various shapes are possible. Of course, it may further include a structure or a separate structure for solving the problems occurring during insertion, such as gaps that may occur between them. In addition, in the present embodiment, in order to reduce the occurrence of the coupling gap and to improve the cooling performance of the heat pipe 130, it is preferable to provide a separate heat dissipation member connected to the heat pipe 130 in the lower part of the housing.

다음으로 상기 하우징(180) 상부에 발광 칩(140)을 실장한다. 다음으로, 와 이어링 공정을 실시하여 발광 칩(140)과 제 1 및 제 2 전극(110 및 120)간을 와이어(150 및 155)로 연결한다. 그후에 발광 칩(140)을 봉지하기 위해 기판(100) 상부에 몰딩부(160)를 형성한다. Next, the light emitting chip 140 is mounted on the housing 180. Next, a wiring process is performed to connect the light emitting chip 140 and the first and second electrodes 110 and 120 with wires 150 and 155. Thereafter, a molding part 160 is formed on the substrate 100 to encapsulate the light emitting chip 140.

이와 같이 발광 칩(140)이 실장된 영역의 기판(100)에 히트 파이프(130)를 포함하는 하우징(180)을 두어 소자의 냉각효율을 높일 수 있다. 물론 이러한 하우징을 사용하지 않고, 발광 칩을 기판상에 실장하고, 그 하부에 히트파이프를 배치시킬 수도 있다. As such, the housing 180 including the heat pipes 130 may be provided on the substrate 100 in the region where the light emitting chip 140 is mounted, thereby increasing the cooling efficiency of the device. It is of course possible to mount the light emitting chip on a substrate without using such a housing, and to arrange a heat pipe under the light emitting chip.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 발광 소자는 다수의 관통홀을 갖는 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 형성된 전극들(110 및 120)과, 상기 다수의 관통홀 내에 삽입 장착된 히트 파이프(130)와, 상기 히트 파이프(130)가 삽입 장착된 관통홀 영역상에 실장된 발광 칩(140)과, 상기 발광 칩(140)과 전극들(110 및 120) 간을 접속하기 위한 와이어들(150 및 155)과, 상기 발광 칩(140)을 봉지하기 위한 몰딩부(160)를 포함한다. 또한, 히트 파이프(130)와 접속된 방열 부재(170)를 더 포함한다. Referring to FIG. 4, the light emitting device of the present embodiment includes a substrate 100 having a plurality of through holes, electrodes 110 and 120 formed on the substrate 100, and are inserted into and mounted in the plurality of through holes. For connecting the heat pipe 130, the light emitting chip 140 mounted on the through hole region in which the heat pipe 130 is inserted, and the light emitting chip 140 and the electrodes 110 and 120. Wires 150 and 155, and a molding part 160 for encapsulating the light emitting chip 140. The apparatus further includes a heat dissipation member 170 connected to the heat pipe 130.

이를 위해 소정의 전극(110 및 120) 패턴이 형성된 기판(100)의 발광 칩(140) 실장 영역에 적어도 한개 이상의 관통홀을 형성한다. 상기의 관통 홀 내에 적어도 한 개이상의 히트 파이프(130)를 삽입 장착한다. 이때, 기판(100)의 하부로 히트 파이프(130)의 끝단의 일부가 노출되도록 한다. 다음으로, 히트 파이프(130)가 삽입된 영역에 발광 칩(140)을 실장한다. 다음으로, 발광 칩(140)과 제 1 및 제 2 전극(110 및 120)간을 제 1 및 제 2 와이어(150 및 155)로 연결한다. 다음으로 몰딩공정을 통해 발광 칩(140)을 봉지하는 몰딩부(160)를 형성하고, 기판(100) 하부로 노출된 히트 파이프(130)의 끝단에 소정의 방열 부재(170)를 장착한다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기의 설명은 소자의 특성, 제조공정의 특성 및 공정상의 다양한 요소에 따라 변화 되거나 그 순서가 바뀔수 있다. To this end, at least one through hole is formed in the mounting area of the light emitting chip 140 of the substrate 100 on which the predetermined electrodes 110 and 120 patterns are formed. At least one heat pipe 130 is inserted into the through hole. In this case, a portion of the end of the heat pipe 130 is exposed to the lower portion of the substrate 100. Next, the light emitting chip 140 is mounted in the region where the heat pipe 130 is inserted. Next, the light emitting chip 140 and the first and second electrodes 110 and 120 are connected with the first and second wires 150 and 155. Next, a molding unit 160 for encapsulating the light emitting chip 140 is formed through a molding process, and a predetermined heat dissipation member 170 is mounted at an end of the heat pipe 130 exposed to the lower portion of the substrate 100. Of course, the present invention is not limited thereto, and the above description may be changed or changed according to the characteristics of the device, the characteristics of the manufacturing process, and various factors in the process.

상기와 같이 히트 파이프를 구비하는 기판상에 발광 칩을 실장함으로써, 별도의 하우징과 같은 물질의 삽입없이 발광 칩이 발산하는 열을 외부로 방출하여 냉각효율을 높일 수 있다. By mounting the light emitting chip on the substrate having the heat pipe as described above, it is possible to increase the cooling efficiency by emitting heat emitted by the light emitting chip to the outside without inserting a material such as a separate housing.

본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않고, 상술한 제 1 내지 제 3 실시예들 간의 구성요소들은 각각의 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 서로 다른 실시예에 치환 가능하다. 또한, 히트 파이프의 접착은 페이스트 뿐만 아니라 소정의 홈을 형성하여 그 내부에 히트 파이프를 삽입할 수도 있고, 소정의 착탈용 부재를 통해 접착시킬 수도 있다. 또한, 상술한 실시예들의 발광 소자는 목표로 하는 빛의 발산을 위해 발광 칩의 파장 변화를 위한 형광체를 더 포함할 수도 있다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the components between the above-described first to third embodiments are not limited to the respective embodiments but may be substituted for different embodiments. In addition, the heat pipe may be bonded not only with a paste but also with a predetermined groove to insert the heat pipe therein, or may be bonded through a predetermined detachable member. In addition, the light emitting device of the above-described embodiments may further include a phosphor for changing the wavelength of the light emitting chip in order to emit the target light.

이와 같이 본 발명은 발광 칩의 하부 영역에 히트 파이프를 배치 시킴으로써, 발광 칩이 발산하는 열을 히트 파이프를 통해 냉각시켜 발광 소자의 열적 스트레스를 획기적으로 줄일 수 있다. As such, the present invention can arrange a heat pipe in a lower region of the light emitting chip, thereby cooling heat generated by the light emitting chip through the heat pipe, thereby drastically reducing thermal stress of the light emitting device.

상술한 바와 같이, 본 발명은 발광 칩 주변에 히트 파이프를 구비하여 발광 소자의 냉각 효율을 향상시키고, 발광 소자가 받는 열적 스트레스를 줄일 수 있다. As described above, the present invention may include a heat pipe around the light emitting chip to improve the cooling efficiency of the light emitting device and reduce thermal stress of the light emitting device.

Claims (5)

기판;Board; 상기 기판상에 실장된 발광 칩;A light emitting chip mounted on the substrate; 상기 발광 칩과 접속된 제 1 및 제 2 전극;First and second electrodes connected to the light emitting chip; 상기 기판을 관통하여 상기 발광 칩 하부에 삽입 장착된 적어도 한개 이상의 히트 파이프를 포함하는 발광 소자.And at least one heat pipe inserted into the lower portion of the light emitting chip through the substrate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 발광 칩과 상기 히트 파이프의 사이로 확장된 상기 제 1 전극을 포함하는 발광 소자.And the first electrode extending between the light emitting chip and the heat pipe. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제 1 전극을 관통하여 상기 발광 칩 하부에 삽입된 상기 적어도 한개 이상의 히트 파이프를 포함하는 발광 소자.And at least one heat pipe inserted into the lower portion of the light emitting chip through the first electrode. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 적어도 한개 이상의 히트 파이프가 하우징 형태로 상기 기판상에 삽입 장착된 발광 소자.And the at least one heat pipe is inserted into the substrate in the form of a housing. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 히트 파이프에 접속된 방열부재를 더 포함하는 발광 소자.And a heat dissipation member connected to the heat pipe.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100610650B1 (en) * 2005-06-17 2006-08-09 (주) 파이오닉스 Light emitting diode package and manufacturing method thereof
KR100671545B1 (en) * 2005-07-01 2007-01-19 삼성전자주식회사 Led array module
KR100690314B1 (en) * 2005-04-28 2007-03-09 (주) 아모센스 Electron parts package
KR100784351B1 (en) * 2006-03-08 2007-12-13 서울반도체 주식회사 Light-Emitting Diode Having Metal Core
WO2012011617A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-26 티티엠주식회사 Nanofluid vapor chamber for dissipating heat in led package
KR101229977B1 (en) * 2010-02-11 2013-02-06 파워 포톤 씨오., 엘티디. Modular led device having reinforced heat dissipation function
KR102168097B1 (en) * 2020-01-21 2020-10-20 에이블메탈 주식회사 Sintering hybrid wick based screen mesh and method for manufacturing thereof
WO2022176451A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Semiconductor device and method for producing semiconductor device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100690314B1 (en) * 2005-04-28 2007-03-09 (주) 아모센스 Electron parts package
KR100610650B1 (en) * 2005-06-17 2006-08-09 (주) 파이오닉스 Light emitting diode package and manufacturing method thereof
KR100671545B1 (en) * 2005-07-01 2007-01-19 삼성전자주식회사 Led array module
KR100784351B1 (en) * 2006-03-08 2007-12-13 서울반도체 주식회사 Light-Emitting Diode Having Metal Core
KR101229977B1 (en) * 2010-02-11 2013-02-06 파워 포톤 씨오., 엘티디. Modular led device having reinforced heat dissipation function
WO2012011617A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-26 티티엠주식회사 Nanofluid vapor chamber for dissipating heat in led package
KR102168097B1 (en) * 2020-01-21 2020-10-20 에이블메탈 주식회사 Sintering hybrid wick based screen mesh and method for manufacturing thereof
WO2022176451A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Semiconductor device and method for producing semiconductor device

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