KR20060091979A - Ｌｅｄ 하우징 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은LED 하우징 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상기 LED 하우징은 LED 칩이 장착되는 칩 장착 영역, 상기 칩 장착 영역에 대향된 열전달영역 및 상기 열전달영역을 따라 인접 형성된 홈을 갖는 열전달부; 상기 열전달부의 칩 장착 영역에 인접 배치된 와이어 연결 영역 및 상기 와이어 연결 영역과 연결된 외부 전원 연결 영역을 갖는 전기 연결부; 및 상기 전기 연결부를 상기 열전달부로부터 격리하면서 상기 열전달부 및 상기 전기 연결부를 일체로 봉지하며, 상기 열전달부 홈의 일부로부터 측면까지 이어진 오목부를 갖는 봉지재로 된 하우징 본체를 포함한다. 이와 같이 전기 연결부가 열전달부로부터 격리됨으로써 LED 하우징 및 패키지의 용례의 제약을 극복할 수 있다. 또한, 전기 연결부 및 열전달부 홀더부를 갖는 프레임을 이용하여 LED 하우징을 제조함으로써 작업을 단순화하고 효율을 높일 수 있다.
LED, 열전달부, 전기 연결부, 프레임, 홀더

Description

ＬＥＤ 하우징 및 그 제조 방법{LED HOUSING AND FABRICATION METHOD THEREOF}
도 1은 종래기술에 따른 고출력 LED 패키지의 단면을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 LED 패키지가 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 하우징의 제1 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 LED 하우징의 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 도 4의 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시한 LED 하우징의 저부 사시도이다.
도 8은 도 3에 도시한 LED 하우징에 커버를 씌운 상태를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 LED 하우징의 제2 실시예의 도 5에 대응하는 단면을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 LED 하우징의 제3 실시예의 도 5에 대응하는 단면을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 LED 하우징의 제4 실시예의 도 5에 대응하는 단면을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시한 LED 하우징에 커버를 씌운 상태를 보여주는 단면도이다.
도 14 내지 22는 본 발명에 따른 LED 하우징 제조 방법을 단계별로 보여주는 도면들이다.
도 23은 프레임 어레이 시트를 이용한 본 발명에 따른 LED 하우징 제조 방법을 보여주는 평면도이다.
본 발명은 LED 하우징에 관한 것이며, 더 구체적으로는 결합 구조가 간단하고 대량 작업에 용이한 LED 하우징 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 전류가 가해지면 다양한 색상의 빛을 발생시키기 위한 반도체 장치이다. LED에서 발생되는 빛의 색상은 주로 LED의 반도체를 구성하는 화학 성분에 의해 정해진다. 이러한 LED는 필라멘트에 기초한 발광 소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 및 반복적인 전원 단속에 대한 높은 공차 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
최근 LED는 조명 장치 및 대형 LCD(Liquid Crystal Display)용 백라이트(Backlight) 장치로 채용되고 있다. 이들은 큰 출력을 요하므로 이러한 고출력 LED에는 우수한 방열 성능을 갖는 패키지 구조가 요구된다.
도 1과 2는 종래기술에 따른 고출력 LED 패키지 및 이 고출력 LED 패키지가 회로기판에 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, LED 패키지(10)는 LED 칩(12)을 안착시키면서 열 안내 수단 역할을 하는 열 전달 부재(heat slug)(14)를 구비한다. LED 칩(12)은 전원을 공급하는 한 쌍의 와이어(16) 및 한 쌍의 단자(18)를 통해 외부 전원(도시 생략)으로부터 전기를 공급받는다. LED 칩(12)을 포함하여 열 전달 부재(14)의 상부는 보통 실리콘으로 된 봉지재(20)로 밀봉되고, 이 봉지재(20)에는 렌즈(22)가 덮인다. 하우징(24)이 열 전달 부재(14) 둘레에 보통 성형에 의해 형성되어 열 전달 부재(14) 및 단자(18)를 지지한다.
이와 같은 도 1의 LED 패키지(10)는 도 2에 도시한 바와 같이 히트 싱크인 회로기판(30)에 장착되어 LED 어셈블리(40)를 구성한다. 이때, 솔더와 같은 열전도 패드(36)가 LED 패키지(10)의 열 전달 부재(14)와 회로기판(30)의 금속 방열기판(32) 사이에 개재되어 이들 사이의 열전도를 촉진한다. 또한, 단자(18)도 역시 솔더(38)에 의해 회로기판(30)의 회로패턴(34)과 안정적으로 연결된다.
이와 같이, 도 1과 2에 도시된 LED 패키지(10) 및 이를 회로기판(30)에 장착한 LED 어셈블리(40)는 열을 잘 방출하는데 즉 방열에 초점이 맞추어져 있다. 즉 LED 패키지(10)는 LED 칩(12)에서 발생하는 열을 흡수하고 외부로 방출하기 위해 히트싱크 즉 열 전달 부재(14)가 열전도 패드(36)를 통해 또는 직접 회로기판(30)의 방열기판(32)에 연결된다. 이렇게 되면, LED 칩(12)에서 발생하는 열은 대부분 전도에 의해 열 전달 부재(14)를 거쳐 회로기판(30)의 방열기판(32)으로 빠져나가게 되고, 소량의 열만이 LED 패키지(10)의 표면 즉 하우징(24) 또는 렌즈(22) 등을 통해 공기중으로 방출된다.
하지만, 이와 같은 종래기술의 방열 구조는 복잡하여 자동화가 어려울 뿐만 아니라 많은 부품을 조립해야 하기 때문에 생산 원가가 높다는 단점을 갖고 있다.
따라서 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기 연결부를 열전달부로부터 격리시킴으로써 LED 하우징 및 패키지의 용례의 제약을 극복할 수 있는 LED 하우징 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기 연결부 및 열전달부 홀더부를 갖는 프레임을 이용하여 LED 하우징을 제조함으로써 작업을 단순화하고 효율을 높일 수 있는 LED 하우징 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 LED 칩이 장착되는 칩 장착 영역, 상기 칩 장착 영역에 대향된 열전달영역 및 상기 열전달영역을 따라 인접 형성된 홈을 갖는 열전달부; 상기 열전달부의 칩 장착 영역에 인접 배치된 와이어 연결 영역 및 상기 와이어 연결 영역과 연결된 외부 전원 연결 영역을 갖는 전기 연결부; 및 상기 전기 연결부를 상기 열전달부로부터 격리하면서 상기 열전달부 및 상기 전기 연결부를 일체로 봉지하며, 상기 열전달부 홈의 일부로부터 측면까지 이어진 오목부를 갖는 봉지재로 된 하우징 본체를 포함하는 LED 하우징을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 LED 하우징에 있어서, 상기 전기 연결부는 상기 LED 칩에 각기 와이어로 연결되는 한 쌍의 리드인 것을 특징으로 한다.
상기 LED 하우징에 있어서, 상기 열전달부는 상기 LED 칩에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 LED 하우징에 있어서, 상기 칩 장착 영역은 외주가 반사경 형태로 광 방출 방향으로 연장된 것을 특징으로 한다.
상기 LED 하우징에 있어서, 상기 하우징 본체는 상기 열전달부의 칩 장착 영역과 열전달영역 및 상기 전기 연결부의 와이어 연결 영역을 노출시키는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 하우징 본체는 상기 열전달부의 칩 장착 영역과 상기 전기 연결부의 와이어 연결 영역 둘레의 가장자리가 이들 너머로 연장되어 공동을 형성할 수 있다.
상기 LED 하우징에 있어서, 상기 열전달부는 상기 칩 장착 영역과 상기 홈 사이의 외주를 따라 목부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 (a) 칩 장착 영역, 상기 칩 장착 영역에 대향된 열 전달 영역 및 상기 열 전달 영역을 따라 인접 형성된 홈을 갖는 열전달부를 준비하는 단계; (b) 판금을 가공하여 외주부, 상기 외주부로부터 중심을 향해 연장된 하나 이상의 전기 연결부와 복수의 홀더부 및 상기 외주부에 형성된 구멍을 갖는 프레임을 준비하는 단계; (c) 상기 홀더부의 말단을 상기 열전달부의 홈에 끼우고 와이어 장착 영역을 갖는 상기 전기 연결부의 말단을 상기 열전달부의 칩 장착 영역에 인접 배치하여 상기 열전달부를 상기 프레임에 장착하는 단계; (d) 상기 열전달부 및 상기 프레임을 금형에 장착하는 단계; (e) 상기 금형 안에 봉지재를 사출하여 상기 열전달부를 상기 전기 연결부로부터 격리시키면서 상기 열전달부 및 상기 전기 연결부와 홀더부의 말단 쪽을 일부가 노출되도록 일체로 봉지하는 하우징 본체를 형성하는 단계; 및 (f) 상기 전기 연결부를 상기 프레임으로부터 절단하고 상기 홀더부를 상기 열전달부에서 분리하는 단계를 포함하는 LED 하우징 제조 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 (a) 칩 장착 영역, 상기 칩 장착 영역에 대향된 열 전달 영역 및 상기 열 전달 영역을 따라 인접 형성된 홈을 갖는 복수의 열전달부를 준비하는 단계; (b) 판금을 가공하여 외주부, 상기 외주부로부터 중심을 향해 연장된 하나 이상의 전기 연결부와 복수의 홀더부 및 상기 외주부에 형성된 구멍을 갖는 복수의 프레임을 갖는 프레임 어레이 시트를 준비하는 단계; (c) 상기 홀더부의 말단을 상기 열전달부의 홈에 끼우고 와이어 장착 영역을 갖는 상기 전기 연결부의 말단을 상기 열전달부의 칩 장착 영역에 인접 배치하여 상기 열전달부를 상기 프레임 영역에 각기 장착하는 단계; (d) 상기 프레임 어레이 시트를 금형에 장착하는 단계; (e) 상기 금형 안에 봉지재를 사출하여 상기 열전달부를 상기 전기 연결부로부터 격리시키면서 상기 열전달부 및 상기 전기 연결부와 홀더부의 말단 쪽을 일부가 노출되도록 일체로 봉지하는 하우징 본체를 형성하는 단계; 및 (f) 상기 전기 연결부를 상기 프레임 어레이 시트로부터 절단하고 상기 홀더부를 상기 열전달부에서 분리하는 단계를 포함하는 LED 하우징 제조 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조 방법에서, 상기 (b) 프레임 또는 프레임 어레이 시트 준비 단계는 펀칭을 통해 수행되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 준비 단계는 상기 전기 연결부를 절곡시키면 바람직하다.
한편, 상기 제조 방법에서, 상기 (b) 준비 단계는 상기 홀더부를 절곡시키며, 상기 제조 방법은 상기 절단 및 분리 단계 이후에 상기 전기 연결부를 절곡시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (c) 열전달부 장착 단계는 상기 홀더부의 말단을 서로 마주보게 하면서 상기 열전달부의 홈에 끼우는 것을 특징으로 한다.
상기 제조 방법에서, 상기 (d) 금형 장착 단계는 상기 프레임의 구멍을 가이드 구멍으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조 방법에서, 상기 (e) 하우징 본체 형성 단계는 상기 열전달부의 칩 장착 영역과 열 전달 영역, 상기 전기 연결부의 말단의 일면 및 상기 홀더부 말단의 상기 열 전달 영역 쪽의 일면을 노출시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제조 방법에서, 상기 (f) 홀더부 분리 단계는 상기 열전달부의 홈으로부터 상기 하우징 본체의 하부를 따라 측면으로 이어진 복수의 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 3 내지 7을 참조하면, 본 발명의 LED 하우징(100)은 열전달부(110), 한 쌍의 전기 연결부(120) 및 하우징 본체(130)를 포함한다.
열전달부(110)는 바람직하게는 열전도율이 좋은 금속의 덩어리로 이루어진다. 열전달부(110)는 LED 칩(102)이 장착되는 칩 장착 영역(112), 상기 칩 장착 영역에 대향된 열 전달 영역(114) 및 상기 열 전달 영역을 따라 인접 형성된 홈(118)이 형성되며, 홈(118)과 칩 장착 영역(112) 사이에는 폭이 좁아진 목부(116)가 형성되어 있다.
각각의 전기 연결부(120)는 전기 연결을 위한 스트립 형태의 리드로 이루어지며, 열전달부(110)의 칩 장착 영역(112)에 인접 배치된 와이어 연결 영역(120a) 및 이 와이어 연결 영역(120a)과 연결된 외부 전원 연결 영역(120b)을 갖는다.
LED 칩(102)은 접착제 등에 의해 칩 장착 영역(112)에 고정되고, 와이어(104)에 의해 전기 연결부(110)의 와이어 연결 영역(120a)에 연결된다.
하우징 본체(130)는 봉지재(molding compound)로 이루어지며, 상기 열전달부(110) 및 상기 전기 연결부(120) 둘레에 일체로 성형된다. 하우징 본체(130)는 상 기 열전달부(110)와 상기 전기 연결부(120)를 서로 격리한다. 또한, 상기 열전달부(110)의 칩 장착 영역(112) 및 상기 전기 연결부(120)의 와이어 연결 영역(120a)을 노출시키도록 원형의 개방부(132)가 형성된다.
이때, 하우징 본체(130)는 상기 열전달부(110)의 홈(118)을 부분적으로 채우며, 홈(118)의 일부를 외부로 노출시키도록 측면까지 이어진 오목부(134)가 형성된다. 오목부(134)는 후속하는 공정에서 LED 하우징(100)을 기판에 납땜할 때 땜납을 수용함으로써 LED 하우징(100)과 기판 사이의 결합력을 강화할 수 있다.
도 8과 9를 참조하면, 본 발명의 LED 하우징(100)에 투명한 커버(140)가 씌워져 LED 패키지를 구현하고 있다. 커버(140)는 투명 플라스틱 등으로 사출 성형하며, LED 칩(102)에서 발생된 빛을 반사하기 위한 반사면(142), 반사된 빛을 외부로 방출하는 상부 방출면(144) 및 상부 방출면(144)에서 하향 연장되어 LED 칩(102)에서 직접 도달한 빛을 외부로 방출하는 하부 방출면(146)이 형성되어 있다. 커버(140)는 축선(A)에 대해 선대칭 즉 회전대칭인 형태를 갖는다.
커버(140)와 LED 하우징(100) 사이에는 바람직하게는 탄성 수지로 된 투명 밀봉체(150)가 제공된다. 탄성 수지는 실리콘 등의 젤 형태의 수지를 말하며, 황변(yellowing)과 같은 단파장의 빛에 의한 변화가 매우 적고 굴절률 또한 높기 때문에 우수한 광학적 특성을 갖는다. 또한, 에폭시와는 달리 경화 작업 이후에도 젤이나 탄성체(elastomer) 상태를 유지하기 때문에, 열에 의한 스트레스, 진동 및 외부 충격 등으로부터 칩(102)을 보다 안정적으로 보호할 수 있다.
물론, 상기 커버(140) 형태는 예시일 뿐이며 다양한 형태의 렌즈 및 커버를 사용할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시한 것과 같은 돔 형태의 렌즈(22)를 채용할 수 있다. 또한, 상기 탄성 수지로 된 투명 밀봉체(150) 역시 필요에 따라 생략 가능하다.
도 10은 본 발명에 따른 LED 하우징의 제2 실시예를 보여준다. 본 실시예의 LED 하우징(200)을 살펴보면, LED 칩(202)은 전기 연결부(220) 및 열전달부(110)에 각각의 와이어(204)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 열전달부(110) 자체가 전기 연결부 기능을 수행하게 된다. 따라서, 점선으로 도시한 리드(222)를 생략할 수도 있다. 이들을 제외한 나머지 구성은 제1 실시예의 LED 하우징(100)과 동일하므로 해당 구성요소에는 200대의 대응하는 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명에 따른 LED 하우징의 제3 실시예를 보여준다. 본 실시예의 LED 하우징(300)을 살펴보면, 열전달부(310)는 칩 장착 영역(312)의 외주가 상기 LED 칩(302)을 둘러싸도록 돌출되어 반사경(312a)을 형성한다. 반사경(312a)은 LED 칩(302)에서 발생한 빛을 도면의 위쪽으로 반사하도록 안쪽이 오목 거울 형태를 갖는다. 이들을 제외한 나머지 구성은 제1 실시예의 LED 하우징(100)과 동일하므로 해당 구성요소에는 300대의 대응하는 도면부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.
도 12는 본 발명에 따른 LED 하우징의 제4 실시예를 보여준다. 본 실시예의 LED 하우징(400)을 살펴보면, 하우징 본체(400)는 외주가 열전달부(410)의 칩 장착 영역(412)과 LED 칩(402) 너머로 연장되어 이들 둘레에 공동(432)을 형성한다. 공동(432) 둘레의 내면에는 경사면(434)이 형성되고, 바깥쪽에는 곡면(436)이 형성된다.
선택적으로, 하우징 본체(400)를 고반사율 중합체로 형성할 수 있다. 이렇게 하면 경사면(434)을 반사면으로 사용하여 LED 칩(402)에서 발생한 빛을 위쪽으로 반사할 수 있다.
고반사율 중합체의 예로는 Otsuka Chemical Co., Ltd.의 제품명 NM114WA 및 NM04WA 등이 있다. 구체적으로, NM114WA는 470nm 파장에 대해 초기 88.3%, 2 시간 경과 후에 78.0%의 반사율을 유지한다. NM04WA는 470nm 파장에 대해 초기 89.0%, 2 시간 경과 후에 89.0%의 반사율을 유지한다. 또한, 반사율이 우수한 사출물로는 TiO2를 함유한 것이 공지되어 있다.
이와 달리, 하우징 본체(400)를 낮은 반사율의 중합체 또는 금속으로 구성하고, 경사면(434)에 고반사율 재료를 막 형태로 제공할 수도 있다. 이 막은 고반사율 금속 또는 전술한 고반사율 중합체로 구현될 수 있다.
한편, 도 13은 도 12의 LED 하우징(400)에 투명한 커버(440)를 씌워 LED 패키지를 구현한 것을 보여준다.
구체적으로는, LED 하우징(400)의 공동(432) 내에는 투명한 수지로 된 투명 밀봉체(450)가 형성되고 그 상면에는 투명한 커버(440)가 결합되어 있다. 투명 밀봉체(450)의 재료로는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 전술한 탄성 수지를 사용할 수 있다.
투명 커버(440)는 반사면(442) 및 반사된 빛을 외부로 방출하는 방출면(444) 이 형성되어 있다. 커버(440)는 축선(A)에 대해 선대칭 즉 회전대칭인 형태를 갖는다.
이때, 하우징 본체(400)를 투명한 수지로 형성하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 하우징 본체(400)의 곡면(436)은 LED 칩(402)에서 발생한 빛을 측방으로 방출하는 하부 방출면의 기능을 수행하게 된다. 이렇게 하면, 전체 LED 패키지에서 얻는 광 방출 패턴은 도 8과 9를 참조하여 전술한 것과 실질적으로 동일하다.
이하 도 14 내지 22를 참조하여 본 발명의 LED 하우징(100)을 제조하는 방법에 대해 설명한다.
열전달부 및 프레임 준비
먼저, 금속 덩어리로부터 도 3 내지 7을 참조하여 전술한 열전달부(110)를 준비하고 판금 또는 금속판을 바람직하게는 프레스 작업 및 펀칭을 통해 도 14, 14a 및 14b에 도시한 것과 같은 프레임(128)을 준비한다. 상기 프레임(128)은 외주부(126)로부터 중심을 향해 리드 형태로 연장된 한 쌍의 전기 연결부(120) 및 한 쌍의 홀더부(124)를 갖게 된다. 전기 연결부(120), 홀더부(124) 및 외주부(126) 사이에는 개방 영역이 형성된다
도 14a에 단면으로 도시한 바와 같이, 각각의 전기 연결부(120)는 프레임(128)으로부터 절곡되어 연장된다. 프레임(128)에 인접한 단부에는 외부 전원 연결 영역(120b)이 그 반대편의 말단에는 와이어 장착 영역(120a)이 형성된다. 이와 달리, 점선으로 도시한 바와 같이 프레임(128)으로부터 평탄하게 연장될 수도 있다.
각각의 홀더부(124)는 인접 단부(124b)에 의해 프레임(128)으로부터 평탄하게 연장되며, 인접 단부(124b) 반대편의 말단(124a)은 전기 연결부(110)의 홈(118)에 끼워져 전기 연결부(110)를 위치 유지하기 위한 홀더로서 형성된다. 홀더부 말단(124a)은 전기 연결부(110)의 홈(118)과 대응하는 형태를 갖는다. 이와 달리, 도 14b에 점선으로 도시한 바와 같이 프레임(128)으로부터 절곡되어 연장될 수도 있다.
또한, 프레임(128)의 귀퉁이에는 프레임(128)의 위치를 정하고 유지하기 위한 구멍(H)이 뚫려 있다. 물론, 이 구멍(H)은 후속하는 공정에서 프레임(128)을 금형(도시 생략)에 장착할 때 금형의 가이드 핀을 끼우는 가이드 구멍을 역할을 수행할 수도 있다.
열전달부 프레임 장착
이어서, 도 15 내지 17에 도시한 바와 같이, 열전달부(110)를 프레임(128)에 장착한다. 구체적으로는, 홀더부(124)의 말단(124a)을 열전달부의 홈에 끼우고 전기 연결부(120)의 와이어 장착 영역(120a)을 열전달부(110)의 칩 장착 영역(112)에 인접 배치한다. 이때, 전기 연결부(120)는 열전달부(110)로부터 일정 간격을 유지한다. 이렇게 하면, 홀더부(124)는 전기 연결부(120)를 안정되게 파지(把持)함으로써 후속하는 금형 장착 공정 및 수지 주입 공정에서 전기 연결부(120)가 그 위치를 유지할 수 있다.
금형 장착 및 수지 주입
이어서, 프레임(128)의 구멍(H)을 금형(도시 생략)의 가이드 핀을 걸어서 프레임을 금형에 장착한다. 그런 다음, 금형 안에 봉지재를 사출하여 열전달부(110) 및 이에 인접한 프레임(128) 부분을 일체로 성형하여 도 18 내지 21에 도시한 것과 같은 열전달부(110)의 칩 장착 영역(112)과 전기 연결부(120)의 와이어 장착 영역(120a)을 노출시키는 개방부(132)를 갖는 하우징 본체(130)를 형성한다.
이를 구체적으로 설명하면, 하우징 본체(130)는 전기 연결부(120)의 와이어 연결 영역(120a)에 인접한 부분 및 홀더부(124)의 말단(124a)에 인접한 부분을 열전달부(110)와 함께 일체로 봉지한다. 이에 따라, 열전달부(110)는 칩 장착 영역(112)과 열 전달 영역(114)을 제외한 부분이 봉지되며, 전기 연결부(120)는 와이어 장착 영역(120a)이 외부로 노출되고 외부 전원 연결 영역(120b)이 하우징 본체(130)에서 돌출하게 된다.
전기 연결부 절단 및 홀더부 분리
이어, 도 22에 도시한 바와 같이, 절단선(Lc)을 따라 전기 연결부(120)의 외 부 전원 연결 영역(120a)을 프레임(128)으로부터 절단하고 홀더부(124)를 열전달부(110)의 홈(118)에서 분리한다. 분리된 홀더부(124)는 하우징 본체(130)에 도 6에 도시한 것과 같은 오목부(134)를 남기며, 이는 전술한 바와 같이 후속하는 공정에서 LED 하우징(100)을 기판에 납땜할 때 땜납을 수용함으로써 LED 하우징(100)과 기판 사이의 결합력을 강화한다.
한편, 점선으로 도시한 바와 같이 전기 연결부(120)가 평탄한 경우에는 이를 실선으로 도시한 형태로 절곡시킨다.
그런 다음, 칩 장착 영역(112)에 LED 칩(102)을 접착제 등으로 부착하고 와이어(104)로 LED 칩(102)과 전기 연결부(120) 사이를 전기적으로 연결한다.
투명 커버 장착
도 22의 LED 하우징(100)에는 도 8과 9의 투명 커버(140)를 결합할 수 있다. 이 경우, 커버(140)를 뒤집어 그 안에 실리콘 등으로 된 투명 밀봉체(150)를 채운 다음 LED 칩(102)이 아래로 가게 LED 하우징(100)을 뒤집어 커버(140)에 결합시킨다. 이 상태에서 투명 밀봉체(150)가 경화되면 도 8과 9에 도시한 것과 같은 LED 패키지를 얻을 수 있다.
프레임 어레이 시트 상의 작업
도 23은 다수의 프레임 영역(128′)이 배열된 프레임 어레이 시트(160)를 보여준다. 각각의 프레임 영역(128′)은 전술한 프레임(128)과 동일한 형태를 갖는 다.
따라서, 이 프레임 어레이 시트(160)를 이용하면 전술한 것과 동일한 공정으로 다수의 프레임 영역(128′)에 다수의 LED 하우징 본체(130)를 형성할 수 있다. 이때, 프레임 어레이 시트(160)의 가장자리에 형성된 구멍(H)을 가이드 구멍 또는 위치 조정 구멍으로 사용한다.
이와 같이 LED 하우징(100)을 형성한 다음 절단선(Lc)을 따라 프레임 어레이 시트(160)를 절단하고 각각의 LED 하우징 본체(130)와 열전달부(110)의 홈(118)에서 홀더부(124)를 떼어내어 다수의 LED 하우징(100)을 완성할 수 있다.
이와 같이 하면, 하나의 프레임 어레이 시트(160)를 사용하여 다수의 LED 하우징(100)을 자동으로 제조할 수 있다.
이와 같은 LED 하우징 및 이를 구비하는 LED 패키지 제조 공정은 제1 실시예의 LED 하우징(100) 뿐만 아니라 제2 내지 제3 실시예의 LED 하우징(200, 300)을 제조하는데 동일하게 적용할 수 있다.
제4 실시예의 경우에는 LED 하우징(400)의 제조 공정에는 동일하게 적용되지만, LED 하우징(400)에 커버(440)를 결합하는 과정에서 차이가 난다. 제4 실시예의 LED 하우징(400)의 경우에는 도 13을 참조하여 전술한 바와 같이 먼저 투명 밀봉체(450)를 공동(432) 내에 주입한 다음 투명 커버(440)를 그 위에 결합하게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 전기 연결부가 열전달부로부터 격리되기 때문에 LED 하우징 및 패키지의 용례의 제약을 극복할 수 있다. 또한, 전기 연결부 및 열전달부 홀더부를 갖는 프레임을 이용하여 LED 하우징을 제조함으로써 작업을 단순화하고 효율을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (16)

  1. LED 칩이 장착되는 칩 장착 영역, 상기 칩 장착 영역에 대향된 열전달영역 및 상기 열전달영역을 따라 인접 형성된 홈을 갖는 열전달부;
    상기 열전달부의 칩 장착 영역에 인접 배치된 와이어 연결 영역 및 상기 와이어 연결 영역과 연결된 외부 전원 연결 영역을 갖는 전기 연결부; 및
    상기 전기 연결부를 상기 열전달부로부터 격리하면서 상기 열전달부 및 상기 전기 연결부를 일체로 봉지하며, 상기 열전달부 홈의 일부로부터 측면까지 이어진 오목부를 갖는 봉지재로 된 하우징 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 하우징.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 연결부는 상기 LED 칩에 각기 와이어로 연결되는 한 쌍의 리드인 것을 특징으로 하는 LED 하우징.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열전달부는 상기 LED 칩에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 하우징.
  4. 제1항에 있어서, 상기 칩 장착 영역은 외주가 반사경 형태로 광 방출 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 LED 하우징.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하우징 본체는 상기 열전달부의 칩 장착 영역과 열전달영역 및 상기 전기 연결부의 와이어 연결 영역을 노출시키는 것을 특징으로 하는 LED 하우징.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하우징 본체는 상기 열전달부의 칩 장착 영역과 상기 전기 연결부의 와이어 연결 영역 둘레의 가장자리가 이들 너머로 연장되어 공동을 형성한 것을 특징으로 하는 LED 하우징.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열전달부는 상기 칩 장착 영역과 상기 홈 사이의 외주를 따라 목부가 형성된 것을 특징으로 하는 LED 하우징.
  8. (a) 칩 장착 영역, 상기 칩 장착 영역에 대향된 열 전달 영역 및 상기 열 전달 영역을 따라 인접 형성된 홈을 갖는 열전달부를 준비하는 단계;
    (b) 판금을 가공하여 외주부, 상기 외주부로부터 중심을 향해 연장된 하나 이상의 전기 연결부와 복수의 홀더부 및 상기 외주부에 형성된 구멍을 갖는 프레임을 준비하는 단계;
    (c) 상기 홀더부의 말단을 상기 열전달부의 홈에 끼우고 와이어 장착 영역을 갖는 상기 전기 연결부의 말단을 상기 열전달부의 칩 장착 영역에 인접 배치하여 상기 열전달부를 상기 프레임에 장착하는 단계;
    (d) 상기 열전달부 및 상기 프레임을 금형에 장착하는 단계;
    (e) 상기 금형 안에 봉지재를 사출하여 상기 열전달부를 상기 전기 연결부로부터 격리시키면서 상기 열전달부 및 상기 전기 연결부와 홀더부의 말단 쪽을 일부가 노출되도록 일체로 봉지하는 하우징 본체를 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 전기 연결부를 상기 프레임으로부터 절단하고 상기 홀더부를 상기 열전달부에서 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
  9. (a) 칩 장착 영역, 상기 칩 장착 영역에 대향된 열 전달 영역 및 상기 열 전달 영역을 따라 인접 형성된 홈을 갖는 복수의 열전달부를 준비하는 단계;
    (b) 판금을 가공하여 외주부, 상기 외주부로부터 중심을 향해 연장된 하나 이상의 전기 연결부와 복수의 홀더부 및 상기 외주부에 형성된 구멍을 갖는 복수의 프레임을 갖는 프레임 어레이 시트를 준비하는 단계;
    (c) 상기 홀더부의 말단을 상기 열전달부의 홈에 끼우고 와이어 장착 영역을 갖는 상기 전기 연결부의 말단을 상기 열전달부의 칩 장착 영역에 인접 배치하여 상기 열전달부를 상기 프레임 영역에 각기 장착하는 단계;
    (d) 상기 프레임 어레이 시트를 금형에 장착하는 단계;
    (e) 상기 금형 안에 봉지재를 사출하여 상기 열전달부를 상기 전기 연결부로부터 격리시키면서 상기 열전달부 및 상기 전기 연결부와 홀더부의 말단 쪽을 일부가 노출되도록 일체로 봉지하는 하우징 본체를 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 전기 연결부를 상기 프레임 어레이 시트로부터 절단하고 상기 홀더부를 상기 열전달부에서 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (b) 준비 단계는 펀칭을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (b) 준비 단계는 상기 전기 연결부를 절곡시키는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (b) 준비 단계는 상기 홀더부를 절곡시키며, 상기 제조 방법은 상기 (f) 단계 이후에 (g) 상기 전기 연결부를 절곡시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (c) 열전달부 장착 단계는 상기 홀더부의 말단을 서로 마주보게 하면서 상기 열전달부의 홈에 끼우는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (d) 금형 장착 단계는 상기 프레임의 구멍을 가이드 구멍으로 사용하는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
  15. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (e) 하우징 본체 형성 단계는 상기 열전달부의 칩 장착 영역과 열 전달 영역, 상기 전기 연결부의 말단의 일면 및 상기 홀더부 말단의 상기 열 전달 영역 쪽의 일면을 노출시키는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
  16. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (f) 상기 홀더부 분리 단계는 상기 열전달부의 홈으로부터 상기 하우징 본체의 하부를 따라 측면으로 이어진 복수의 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 하우징 제조 방법.
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