KR20070000833A - Printed circuit board mounted led - Google Patents
Printed circuit board mounted led Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070000833A KR20070000833A KR1020050056475A KR20050056475A KR20070000833A KR 20070000833 A KR20070000833 A KR 20070000833A KR 1020050056475 A KR1020050056475 A KR 1020050056475A KR 20050056475 A KR20050056475 A KR 20050056475A KR 20070000833 A KR20070000833 A KR 20070000833A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- led
- printed circuit
- circuit board
- copper
- copper layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
- H05K1/0203—Cooling of mounted components
- H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
- H05K1/0206—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0313—Organic insulating material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판의 구조 단면도1 is a structural cross-sectional view of a printed circuit board mounted with an LED according to the prior art.
도 2는 도 1의 인쇄회로기판의 하측면도FIG. 2 is a bottom side view of the printed circuit board of FIG. 1.
도 3은 종래의 다른 기술에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판의 구조 단면도3 is a cross-sectional view of a printed circuit board on which an LED is mounted according to another conventional technology.
도 4와 도 5는 도 3의 LED가 실장된 인쇄회로기판의 상측 및 하측면도 4 and 5 are top and bottom side views of the printed circuit board on which the LED of FIG. 3 is mounted.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판의 구조 단면도 6 is a structural cross-sectional view of a printed circuit board on which an LED is mounted according to an embodiment of the present invention.
도 7과 도 8은 본 발명의 LED가 실장된 인쇄회로기판의 상측 및 하측면도 7 and 8 are top and bottom side views of a printed circuit board on which the LED of the present invention is mounted.
도 9a와 도 9b는 종래 기술에 따른 인쇄회로기판의 구조와 이에 따른 열전달 성능을 나타낸 실험결과도 9a and 9b are experimental results showing the structure of a printed circuit board according to the prior art and the heat transfer performance according thereto.
도 10a와 도 10b는 종래의 다른 기술에 따른 인쇄회로기판의 구조와 이에 따른 열전달 성능을 나타낸 실험결과도 10A and 10B are experimental results showing the structure of a printed circuit board and heat transfer performance according to the related art.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 기술을 적용한 인쇄회로기판의 구조와 이에 따른 열전달 성능을 나타낸 실험결과도 11A and 11B are experimental results showing the structure of a printed circuit board to which the technique of the present invention is applied and the heat transfer performance thereof.
도 12a와 도 12b는 본 발명의 기술을 적용한 인쇄회로기판의 구조와 이에 따른 열전달 성능을 나타낸 실험결과도 12A and 12B are experimental results showing the structure of a printed circuit board to which the technology of the present invention is applied and the heat transfer performance thereof.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
60, 110, 120 : 인쇄회로기판 61 : 구리 배선60, 110, 120: printed circuit board 61: copper wiring
61a : 제 1 구리층 62, 111, 121 : LED61a:
63 : 제 2 구리층 64a, 64b : 제 1, 제 2 리드 와이어63:
66a : 제 1 구리범퍼 66b : 제 2 구리범퍼 66a:
112, 122 : 구리범퍼 113, 123 : 구리층112, 122:
본 발명은 인쇄회로기판에 대한 것으로, 특히 LED에서 발생하는 열을 신속히 방열시키기에 알맞은 LED가 실장된 인쇄회로기판에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 텔레비전(TV)을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.CRT (Cathode Ray Tube), one of the commonly used display devices, is mainly used for monitors such as TVs, measuring devices, information terminal devices, etc., but the miniaturization of electronic products due to the weight and size of CRT itself It was unable to actively respond to the demand for weight reduction.
따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로, 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Display), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP ; Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD ; Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, in the trend of miniaturization and light weight of various electronic products, CRT has a certain limit in weight and size, and is expected to be replaced. Liquid crystal display (LCD) and gas discharge using electro-optic effects Plasma Display Panel (PDP) and Electro Luminescence Display (ELD) using the electroluminescent effect, among others, are being actively studied for the liquid crystal display device.
이러한, CRT를 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점을 갖 는 액정표시장치는, 최근에 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터 및 대형정보 표시장치 등에 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.In order to replace the CRT, a liquid crystal display device having advantages such as small size, light weight, and low power consumption has been recently developed to be able to perform a sufficient role as a flat panel display device, and not only a monitor of a laptop computer but also a desktop computer. The demand for liquid crystal display devices continues to increase as they are used in monitors and large information display devices.
한편, 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백 라이트 유닛이 반드시 필요하며, 이러한 백 라이트 유닛은 램프 유닛이 설치되는 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다. On the other hand, since most of the liquid crystal display devices are light-receiving elements that display an image by controlling the amount of light source coming from the outside, a separate light source for illuminating the liquid crystal panel, that is, a backlight unit, is necessary. The unit is divided into the edge method and the direct method according to the position where the lamp unit is installed.
상기 백라이트 유닛을 이루는 광원으로는 LED(Light Emitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)과 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등을 사용한다. Light sources constituting the backlight unit include a light emitting diode (LED), a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrofluorescent lamp (EEFL), and the like.
상기에서 CCFL은 패닝 효과(penning effect)를 이용하기 위해 아르곤, 네온 등을 첨가한 수은 가스를 저압으로 봉입한 형광 방전관을 사용하고 있다. 관의 양단에는 전극이 형성되는데 음극은 판상으로 넓게 형성되며, 전압이 인가될 경우 스퍼터링 현상에서와 같이 방전관 내의 하전입자가 판상의 음극과 충돌하여 이차전자를 발생시키고 이는 주변 원소들을 여기시켜 플라즈마를 형성시킨다.CCFL uses a fluorescent discharge tube in which mercury gas containing argon, neon, and the like is sealed at a low pressure in order to take advantage of a penning effect. Electrodes are formed at both ends of the tube, and the cathode is formed in a wide plate shape.When voltage is applied, as in the sputtering phenomenon, charged particles in the discharge tube collide with the plate-shaped cathode to generate secondary electrons, which excite surrounding elements to excite the plasma. Form.
이 원소들은 강한 자외선을 방출하며 이 자외선이 다시 형광체를 여기시켜 형광체가 가시광선을 방출하게 한다. These elements emit strong ultraviolet light, which in turn excites the phosphor, causing the phosphor to emit visible light.
그리고 EEFL도 형광 방전관내에 수은 가스가 봉입되어 있으며, 관 양단 외부에 외부전극이 구성되어 있다. In the EEFL, mercury gas is contained in the fluorescent discharge tube, and external electrodes are formed outside the tube.
그러나, 상기와 같이 CCFL과 EEFL은 수은을 이용하므로 환경을 오염시킬 우려가 있다. 따라서 이러한 친환경 광원으로서 LED가 각광을 받고 있다. However, as described above, since CCFL and EEFL use mercury, there is a risk of polluting the environment. Therefore, LEDs are in the spotlight as such environmentally friendly light sources.
그러나, 이와 같은 LED는 광효율이 낮아 많은 양의 열을 방생시키고, 이에 의해 발광 칩을 포함한 LED 패키지의 신뢰성을 악화시키는 문제점을 가지고 있다. However, such LEDs have low light efficiency and generate a large amount of heat, thereby degrading the reliability of the LED package including the light emitting chip.
이러한 문제를 해결하기 위해서, LED가 실장된 인쇄회로기판은 프라스틱 재질의 단열재를 사용하는 대신에 방열 성능이 우수한 고가의 알루미늄 재질의 인쇄회로기판을 사용하고 있다. 그러나 이와 같이 알루미늄 재질의 인쇄회로기판을 사용할 경우에는 가격 경쟁력이 현저히 떨어지는 문제가 있다. In order to solve this problem, the printed circuit board on which the LED is mounted uses an expensive aluminum printed circuit board having excellent heat dissipation performance instead of using a plastic insulating material. However, when using an aluminum printed circuit board as described above, there is a problem that the price competitiveness is significantly lowered.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래의 LED가 실장된 인쇄회로기판에 대하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a printed circuit board on which a conventional LED is mounted will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판의 구조 단면도이고, 도 2는 도 1의 인쇄회로기판의 하측면도이다. 1 is a structural cross-sectional view of a printed circuit board on which an LED is mounted according to the prior art, and FIG. 2 is a bottom side view of the printed circuit board of FIG. 1.
종래 기술에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(10)의 상부에 구리층(11)과 구리배선(11a)이 격리 형성되어 있고, 구리층(11) 상부의 일영역에는 LED(12)가 실장되어 있다. In the printed circuit board on which the LED according to the prior art is mounted, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the
그리고 상기 LED(12)의 캐소드 전극과 애노드 전극에 구동 전압을 인가하기 위한 제 1, 제 2 리드 와이어(13a, 13b)가 상기 구리층(11)상에 콘택되어 있다.In addition, first and
이때 제 1, 제 2 리드 와이어(13a, 13b)가 쇼트되지 않도록 제 1, 제 2 리드 와이어(13a, 13b) 주변의 구리층(11)은 패턴되어 격리되어 있다. At this time, the
이때 인쇄회로기판(10)은 도 2에 도시한 바와 같이, LED(12) 하부나 그 주변 이 모두 연결되어 일체로 구성되어 있다. In this case, as shown in FIG. 2, the printed
상기에 구성된 LED 실장용 인쇄회로기판(10)은 알루미늄 재질보다 가격 경쟁력이 있는 플라스틱 재질로 구성되어 있다. The LED mounting printed
그러나 상기와 같이 인쇄회로기판이 플라스틱 재질로 구성되어 가격 경쟁력은 있지만, LED에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시키기가 어려워서 신뢰성에 문제가 있다. However, although the printed circuit board is made of a plastic material as described above, the price is competitive, it is difficult to dissipate heat generated from the LED efficiently, there is a problem in reliability.
다음에, 상기 방열 문제를 해결하기 위한 종래의 다른 기술에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판에 대하여 설명한다. Next, a printed circuit board on which an LED is mounted according to another conventional technique for solving the heat dissipation problem will be described.
도 3은 종래의 다른 기술에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판의 구조 단면도이고, 도 4와 도 5는 도 3의 LED가 실장된 인쇄회로기판의 상측 및 하측면도이다. 3 is a cross-sectional view of a printed circuit board on which an LED is mounted according to another conventional technology, and FIGS. 4 and 5 are top and bottom views of the printed circuit board on which the LED of FIG. 3 is mounted.
종래의 다른 기술에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판은, 도 3과 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(30)의 상면에 구리 배선(31) 및 제 1 구리층(31a)이 격리 형성되어 있고, 제 1 구리층(31a) 상부의 일영역에 LED(32)가 실장되어 있으며, 인쇄회로기판(30) 하면에 제 2 구리층(33)이 형성되어 있다. 이때 인쇄회로기판(30)은 가격이 저렴한 플라스틱으로 구성되어 있다. In the printed circuit board on which the LED according to another conventional technology is mounted, as illustrated in FIGS. 3, 4, and 5, a
그리고 상기 LED(32)의 캐소드 전극과 애노드 전극에 구동 전압을 인가하기 위한 제 1, 제 2 리드 와이어(34a, 34b)가 상기 제 1 구리층(31a)상에 콘택되어 있다.First and
이때 제 1, 제 2 리드 와이어(34a, 34b)가 쇼트되지 않도록 제 1 구리층(31a)은 제 1, 제 2 리드 와이어(34a, 34b) 주변의 구리 배선(31)과 패턴되어 격리 되어 있다. At this time, the
이때 인쇄회로기판(30)은 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, LED(32) 하부에 복수개의 제 1 비어홀(35a)들이 형성되어 있고, 상기 LED(32)가 실장된 주변의 인쇄회로기판(30)을 관통하도록 제 2 비어홀(35b)들이 형성되어 있다. 4 and 5, a plurality of
그리고 상기 제 1, 제 2 비어홀(35a, 35b)의 측면에 제 1, 제 2 구리층(31a,33)을 연결하는 다리 역할을 하는 구리 브리지(36)가 형성되어 있다. A
상기에 설명한 종래의 LED가 실장된 인쇄회로기판(30)은, 플라스틱으로 구성된 인쇄회로기판(30)의 열전도도가 매우 낮아(약 0.35 W/mK) LED(32)에서 발생한 열을 확산시키지 못하기 때문에 인쇄회로기판(30)의 하부에 제 2 구리층(33)을 형성하고, LED(32)의 하부에 제 1 비어홀(35a)을 형성하여 1차로 구리 브리지(36)를 통해 하측의 제 2 구리층(33)으로 열을 방출시키고, LED(32) 주변의 인쇄회로기판(30)에 제 2 비어홀(35b)을 형성하여 2차로 구리 브리지(36)를 통해서 상측의 구리 배선(31)으로 열을 이동시켜서 방열시킨다. The above-described
그러나, 통상적으로 제 1, 제 2 비아홀(via hole)(35a,35b)과 인쇄회로기판(30)에 형성된 구리 브리지(36) 및 제 1, 제 2 구리층(31a,33)은 그 두께가 약 70㎛ 내외로 매우 얇아서 방열시키는데 한계가 있다. However, typically, the
그리고 제 1, 제 2 비아홀(via hole)(35a,35b)의 중심부는 공기가 통하도록 뚫려 있어서 열전달 면적이 줄어들 뿐만 아니라, 공기의 열전도도가 극히 낮기 때문에(대략 0.026 W/mK) 방열 성능이 떨어진다. In addition, the centers of the first and
상기와 같이 제 1, 제 2 비아홀(via hole)(35a,35b)을 통한 열전달 면적이 극도로 제한을 받기 때문에 방열 성능을 향상시키는데 한계가 있다. As described above, since the heat transfer area through the first and
다음에, 상기와 같이 구성된 종래의 LED가 실장된 인쇄회로기판들의 방열 성능을 실험 데이터를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Next, the heat dissipation performance of the conventional LED-mounted printed circuit boards configured as described above will be described with reference to experimental data.
도 9a와 도 9b는 종래 기술에 따른 인쇄회로기판의 구조와 이에 따른 열전달 성능을 나타낸 실험결과도이고, 도 10a와 도 10b는 종래의 다른 기술에 따른 인쇄회로기판의 구조와 이에 따른 열전달 성능을 나타낸 실험결과도이다. 9A and 9B are experimental results showing the structure of a printed circuit board according to the prior art and the heat transfer performance thereof, and FIGS. 10A and 10B illustrate the structure and the heat transfer performance of the printed circuit board according to another conventional technique. The experimental results are shown.
먼저, 도 9a에 제시된 구조는, LED(91)가 실장된 인쇄회로기판(90)이 홀(hole) 없이 일체로 형성되어 있으며, 인쇄회로기판(90)의 하부에만 구리층(92)이 형성된 경우를 나타낸 것으로, 종래의 도 1을 간략화하여 제시한 것이다. 이때 인쇄회로기판(90)은 플라스틱으로 구성되어 있다. First, in the structure shown in FIG. 9A, the printed
이와 같이 인쇄회로기판(90)이 구성되어 있을 경우는, 도 9b에 도시한 바와 같이, LED(91)를 구동시켜 열이 발생할 경우, LED(91)가 최소 67℃에서 최대 178℃ 사이에 열 분포를 갖게됨을 알 수 있었다. When the printed
다음에, 도 10a에 제시된 구조는, 인쇄회로기판(100)의 일영역에 LED(101)가 실장되어 있고, 상기 LED(101)가 실장된 인쇄회로기판(100)의 하부에 비어홀(102)이 형성되어 있으며, 인쇄회로기판(100)의 하면에는 구리층(103)이 형성되어 있고, 상기 LED(101)와 구리층(103)에 접촉되도록 비어홀(102) 측면에 구리 브리지(104)가 구성된 경우를 나타낸 것으로, 종래의 도 3을 간략화하여 제시한 것이다. 이때 인쇄회로기판(100)은 플라스틱으로 구성되어 있다. Next, in the structure shown in FIG. 10A, an
이와 같이 인쇄회로기판(100)이 구성되어 있을 경우는, 도 10b에 도시한 바 와 같이, LED(101)를 구동시켜 열이 발생할 경우, LED(101)가 최소 75℃에서 최대 140℃ 사이의 열 분포를 갖게됨을 알 수 있었다. When the printed
상기에 설명한 종래의 LED가 실장된 인쇄회로기판들은 다음과 같은 문제가 있다. The above-described printed circuit boards in which the conventional LEDs are mounted have the following problems.
첫째, 인쇄회로기판이 플라스틱 재질로 일체로 형성된 구성은, 가격 경쟁력은 있지만, LED에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시키기가 어려워서 신뢰성에 문제가 있다. First, the configuration in which the printed circuit board is integrally formed of a plastic material is competitive in price, but it is difficult to efficiently dissipate heat generated from the LED, thereby causing a problem in reliability.
둘째, 비아홀(via hole)을 통해 열을 방출시키는 구조는, 비아홀(via hole)의 중심부가 공기가 통하도록 뚫려 있어서 열전달 면적이 극도로 제한을 받을 뿐만 아니라, 공기의 열전도도가 극히 낮기 때문에 방열 성능을 향상시키는데 한계가 있다. Second, the heat dissipation structure through the via hole is not only extremely limited in the heat transfer area because the center of the via hole is perforated through the air, and the heat conduction of the air is extremely low. There is a limit to improving performance.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 LED에서 발생하는 열을 신속하게 방열시켜서 방열 성능을 향상시키기에 알맞은 LED가 실장된 인쇄회로기판을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a printed circuit board mounted with an LED suitable for rapidly dissipating heat generated from the LED to improve the heat dissipation performance.
본 발명의 또 다른 목적은 LED가 실장된 인쇄회로기판의 가격 경쟁력을 향상시키고, SMT(surface mount technology) 작업성을 확보하여 생산성을 향상시키기에 알맞은 LED가 실장된 인쇄회로기판을 제공하는데 있다. It is still another object of the present invention to provide a printed circuit board on which an LED is suitable for improving the cost competitiveness of a printed circuit board on which an LED is mounted and for improving productivity by securing surface mount technology (SMT) workability.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기 판은 인쇄회로기판의 상면에 격리 형성된 구리 배선 및 제 1 구리층과; 상기 제 1 구리층의 일영역에 실장된 LED와; 상기 인쇄회로기판의 하면에 형성된 제 2 구리층과; 상기 제 1 구리층상에 콘택된 상기 LED의 캐소드 전극과 애노드 전극에 연결된 제 1, 제 2 리드 와이어와; 상기 LED 하부의 상기 인쇄회로기판에 형성된 제 1 비어홀을 채우고 있는 제 1 구리범퍼와; 상기 LED가 실장된 인쇄회로기판의 가장자리에 형성된 제 2 비어홀들을 채우고 있는 복수개의 제 2 구리범퍼들을 포함함을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, a printed circuit board on which an LED is mounted includes: a copper wiring and a first copper layer formed on an upper surface of the printed circuit board; An LED mounted on one region of the first copper layer; A second copper layer formed on the bottom surface of the printed circuit board; First and second lead wires connected to a cathode electrode and an anode electrode of the LED contacted on the first copper layer; A first copper bumper filling a first via hole formed in the printed circuit board under the LED; And a plurality of second copper bumpers filling the second via holes formed at an edge of the printed circuit board on which the LED is mounted.
상기 인쇄회로기판은 가격이 저렴한 플라스틱으로 구성되어 있음을 특징으로 한다. The printed circuit board is characterized in that it is made of a low-cost plastic.
상기 제 1, 제 2 리드 와이어가 콘택된 상기 제 1 구리층은 주변의 상기 구리 배선과 패턴되어 격리되어 있음을 특징으로 한다. The first copper layer to which the first and second lead wires contact is patterned and isolated from the peripheral copper wiring.
상기 제 1 구리범퍼는 열전달 면적을 크게 하기 위해서, 상기 LED의 폭 크기로 형성할 수 있음을 특징으로 한다. The first copper bumper may be formed in the width of the LED in order to increase the heat transfer area.
상기 제 1 구리범퍼는 상기 인쇄회로기판의 하부에 형성된 상기 제 2 구리층과 연결되어 있고, 상기 제 2 구리범퍼는 상기 제 2 구리층과 상기 구리 배선에 연결되어 있음을 특징으로 한다. The first copper bumper is connected to the second copper layer formed under the printed circuit board, and the second copper bumper is connected to the second copper layer and the copper wiring.
상기 LED 주변의 상기 제 2 구리범퍼는 그 크기와 수를 자유롭게 조절하여 구성하는 것을 더 포함함을 특징으로 한다. The second copper bumper around the LED is further characterized in that it is configured to freely adjust the size and number.
상기 LED의 열전달 특성은 와 같은 식으로 나타낼 수 있고, 이 때 상기 'T'는 상기 LED의 온도, 'Tref'는 대략 25℃의 상온, 'd'는 제 1, 제 2 구리범퍼의 높이, 'Q'는 상기 LED에서 발생하는 열, 'k'는 열전도도이고 'A'는 상기 제 1, 제 2 구리범퍼의 단면적을 의미하는 것을 특징으로 한다. The heat transfer characteristics of the LED In this case, 'T' is the temperature of the LED, 'Tref' is a room temperature of approximately 25 ℃, 'd' is the height of the first and second copper bumpers, 'Q' is the LED Heat generated at 'k' is thermal conductivity and 'A' is characterized in that it means the cross-sectional area of the first and second copper bumper.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판에 대하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a printed circuit board on which an LED is mounted according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판의 구조 단면도이고, 도 7과 도 8은 본 발명의 LED가 실장된 인쇄회로기판의 상측 및 하측면도이다. 6 is a cross-sectional view of a printed circuit board on which an LED is mounted according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are top and bottom views of a printed circuit board on which an LED of the present invention is mounted.
본 발명의 실시예에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판은, 도 6과 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(60)의 상면에 구리 배선(61) 및 제 1 구리층(61a)이 격리 형성되어 있고, 제 1 구리층(61a) 상부의 일영역에 LED(62)가 실장되어 있으며, 인쇄회로기판(60) 하면에 제 2 구리층(63)이 형성되어 있다. 이때 인쇄회로기판(60)은 가격이 저렴한 플라스틱으로 구성되어 있다. In the printed circuit board on which the LED is mounted according to the embodiment of the present invention, as illustrated in FIGS. 6, 8, and 9, the
그리고 상기 LED(62)의 캐소드 전극과 애노드 전극에 구동 전압을 인가하기 위한 제 1, 제 2 리드 와이어(64a, 64b)가 상기 제 1 구리층(61a)상에 콘택되어 있다.First and
이때 제 1, 제 2 리드 와이어(64a, 64b)가 쇼트되지 않도록 제 1 구리층(61a)은 제 1, 제 2 리드 와이어(64a, 64b) 주변의 구리 배선(61)과 패턴되어 격리되어 있다. At this time, the
인쇄회로기판(60)은 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이, LED(62) 하부에 형성 된 제 1 비어홀을 채우도록 제 1 구리범퍼(66a)가 형성되어 있고, 상기 LED(62)가 실장된 주변의 인쇄회로기판(60)에 형성된 제 2 비어홀들을 채우도록 제 2 구리범퍼(66b) 형성되어 있다. 상기 제 1 구리범퍼(66a)는 그 폭을 임으로 형성할 수 있지만, 열전달 면적을 크게 해주기 위해서 LED(62) 전체 하부의 폭만큼 형성할 수 있다. As shown in FIGS. 7 and 8, the printed
그리고 이때 제 1 비어홀에 채워진 제 1 구리범퍼(66a)는 인쇄회로기판(60)의 하부에 형성된 제 2 구리층(63)과 연결되어 있고, 제 2 구리범퍼(66b)는 제 2 구리층(63)을 통해서 구리 배선(61)에 연결되어 있다. At this time, the
따라서, 제 1, 제 2 구리범퍼(66a, 66b)는 LED(32)에서 발생된 열을 제 2 구리층(63)과 구리배선(61)으로 전달하는 열전달 통로 역할을 한다. Accordingly, the first and
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 인쇄회로기판은, LED(62)에서 발생된 열이 1차적으로 넓은 면적을 갖는 제 1 구리범퍼(66a)를 통해서 인쇄회로기판(60) 하면의 제 2 구리층(63)으로 넓게 확산, 방열되고, 나머지 열은 2차로 LED(62) 주변에 형성된 제 2 구리범퍼(66b)를 통해서 상측의 구리 배선(61)으로 넓게 확산, 방열된다. The printed circuit board according to the present invention configured as described above has a second copper layer on the bottom surface of the printed
상기와 같이 제 1, 제 2 구리범퍼(66a, 66b)의 열전달 단면적이 넓기 때문에 방열 성능이 크게 향상된다. As described above, since the heat transfer cross-sectional areas of the first and
그리고 상기에서 LED(62) 주변의 제 2 구리범퍼(66b)는 그 크기와 수를 자유롭게 조절하여 구성시킬 수 있다. 이와 같이 하면, LED(62)에서 발생된 열을 더욱 효과적으로 방출시킬 수 있을 뿐만 아니라, 원하는 온도를 쉽게 조절할 수 있다는 효과가 있다. In addition, the
상기에서 인쇄회로기판(60)을 플라스틱으로 구성시키는 이유는, LED(62)의 제 1 구리층(61a)에 제 1, 제 2 리드 와이어(64a, 64b)를 콘택시킬 때, 납땜하여 진행하는데, 인쇄회로기판(60)이 알루미늄 재질로 구성되어 있으면, 제 1 구리층(61a)의 열이 알루미늄을 통해서 잘 방출되어 납이 잘 녹지 않아서 제 1, 제 2 리드 와이어(64a, 64b)를 납땜하여 고정시키는데 어려움이 따른다. 이와 같이 인쇄회로기판이 알루미늄 재질로 구성되어 있으면, 가격이 비쌀 뿐만 아니라 SMT(surface mount technology) 작업성을 확보하기가 어렵다. The reason why the printed
또한, 상기 구조를 갖는 인쇄회로기판(60)이 다른 구조물 특히, 열전달성이 있는 구조물 상에 부착될 경우에도 접촉 면적이 향상되어 외부로의 열 전달이 더욱 활발하게 이루어진다. 즉, 인쇄회로기판 자체의 방열 성능 향상외에도 다른 구조물에 장착될 때에도 방열 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, even when the printed
이와 같은 열전달 특성을 [식1]로 나타내면 다음과 같다. Such heat transfer characteristics are represented by the following [Formula 1].
-----[식1] ----- [Equation 1]
이와 같은 [식1]을 T에 관한 식으로 나타내면 [식2]와 같다. If [Expression 1] is expressed in terms of T, it is the same as [Formula 2].
-----[식2] ----- [Equation 2]
상기에서 'Q'는 LED에서 발생하는 열, 'k'는 열전도도, 'A'는 제 1, 제 2 구리범퍼의 단면적, 'T'는 LED의 온도, 'Tref'는 대략 25℃의 상온이고 'd'는 제 1, 제 2 구리범퍼의 높이를 의미한다. 'Q' is the heat generated in the LED, 'k' is the thermal conductivity, 'A' is the cross-sectional area of the first and second copper bumpers, 'T' is the temperature of the LED, 'Tref' is approximately 25 ℃ room temperature And 'd' means the height of the first and second copper bumpers.
상기 [식2]에서와 같이 열전달을 위한 구리범퍼의 단면적(A)이 크면 dQ/kA의 값이 작아지게 되어 LED의 온도는 낮아지게 된다. As shown in [Equation 2], if the cross-sectional area A of the copper bumper for heat transfer is large, the value of dQ / kA is decreased, thereby lowering the temperature of the LED.
상기 [식1]과 [식2]에 제시한 바와 같이, LED의 온도는 구리범퍼의 단면적에 의존하게 되는데, 종래의 비아홀의 측면을 따라서 구리 브리지가 형성된 구성보다는 비아홀 전체를 매우도록 구리범퍼가 구성된 본 발명이 LED의 온도를 더 효과적으로 낮출 수 있다. As shown in [Formula 1] and [Formula 2], the temperature of the LED depends on the cross-sectional area of the copper bumper, and the copper bumper is formed to cover the entire via hole rather than the copper bridge formed along the side of the conventional via hole. The configured invention can lower the temperature of the LED more effectively.
다음에, 상기 구성을 갖는 본 발명의 LED가 실장된 인쇄회로기판들의 방열 성능을 실험 데이터를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Next, the heat dissipation performance of the printed circuit board with the LED of the present invention having the above configuration will be described with reference to the experimental data.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 기술을 적용한 인쇄회로기판의 구조와 이에 따른 열전달 성능을 나타낸 실험결과도이고, 도 12a와 도 12b는 본 발명의 기술을 적용한 인쇄회로기판의 구조와 이에 따른 열전달 성능을 나타낸 실험결과도이다. 11A and 11B are experimental results showing the structure of a printed circuit board to which the technology of the present invention is applied and the resulting heat transfer performance. The experimental results showing the performance.
먼저, 도 11a에 제시된 구조는, 인쇄회로기판(110)의 일영역에 LED(111)가 실장되어 있고, 상기 LED(111) 하부의 인쇄회로기판(110)에 LED(111)의 폭보다 좁은 비어홀이 있고, 그 비어홀을 구리범퍼(112)가 채우고 있으며, 인쇄회로기판(110) 하부에 구리층(113)이 형성된 경우를 나타낸 것으로, 본 발명의 도 6에 제시된 구리범퍼보다 폭이 좁을 때를 제시한 것이다. 이때 인쇄회로기판(110)은 플라스틱으로 구성되어 있다. First, in the structure shown in FIG. 11A, the
이와 같이 인쇄회로기판(110)이 구성되어 있을 경우는, 도 11b에 도시한 바와 같이, LED(111)를 구동시켜 열이 발생할 경우, LED(111)가 최소 77℃에서 최대 134℃ 사이의 열 분포를 갖음을 알 수 있었다. In the case where the printed
다음에, 도 12a에 제시된 구조는, 인쇄회로기판(120)의 일영역에 LED(121)가 실장되어 있고, 상기 LED(121) 하부의 인쇄회로기판(120)에 비어홀이 형성되어 있으며, 상기 비어홀을 구리범퍼(122)가 채우고 있으며, 인쇄회로기판(120)의 하부에 구리층(123)이 형성된 경우를 나타낸 것으로, 이때 구리범퍼(122)는 LED(121)의 폭만큼 넓은 단면을 갖고 있다. 이때 인쇄회로기판(120)은 플라스틱으로 구성되어 있다. 이것은 본 발명의 도 6을 형상화하여 간략히 제시한 것이다. Next, in the structure shown in FIG. 12A, an
이와 같이 인쇄회로기판(120)이 구성되어 있을 경우는, 도 12b에 도시한 바와 같이, LED(121)를 구동시켜 열이 발생할 경우, LED(121)가 최소 81℃에서 최대 115℃ 사이의 열 분포를 갖음을 알 수 있었다. In the case where the printed
상기에 설명한 실험 결과도를 종래의 실험 결과도와 비교하면 다음과 같습니다. The above experimental result diagram is compared with the conventional experimental result diagram as follows.
종래의 인쇄회로기판은, 도 9a와 같이 구성되었을 경우에는, LED의 온도 분포가 최소 67℃에서 최대 178℃로써 111℃의 온도차를 보였고, 도 10a와 같이 구성되었을 경우에는 LED의 온도 분포가 최소 75℃에서 최대 140℃로써 65℃의 온도차를 보였다. In the conventional printed circuit board, when the temperature distribution of the LED is configured as shown in FIG. 9A, the temperature distribution of the LED shows a temperature difference of 111 ° C from minimum 67 ° C to maximum 178 ° C. The temperature difference of 65 degreeC was shown as the maximum 140 degreeC in 75 degreeC.
이에 비해서, 본 발명의 인쇄회로기판은 도 11a와 같이 구성되었을 경우에는 LED의 온도 분포가 최소 77℃에서 최대 134℃로써 57℃의 온도차를 보였고, 도 12a와 같이 구성되었을 경우에는 LED의 온도 분포가 최소 81℃에서 최대 115℃로써 34℃의 온도차를 보였다. In contrast, when the printed circuit board of the present invention is configured as shown in FIG. 11A, the temperature distribution of the LED shows a temperature difference of 57 ° C., with a minimum of 77 ° C. and a maximum of 134 ° C. Showed a temperature difference of 34 ° C. with a minimum of 81 ° C. and a maximum of 115 ° C.
상기의 결과에서와 같이, 본 발명과 같이 구리범퍼가 구성되면, LED의 최고 온도를 낮게할 수 있을 뿐만 아니라, LED의 최저, 최고 온도 차이를 종래보다 줄일 수 있다. 최저, 최고 온도 차이가 작다는 것은 LED에서 발생된 열이 효과적으로 방출되었다는 결과를 보여주는 것이다. As a result of the above, if the copper bumper is configured as in the present invention, it is possible to not only lower the maximum temperature of the LED, but also to reduce the difference between the minimum and maximum temperature of the LED. The smallest minimum and maximum temperature differences indicate that the heat generated by the LEDs has been effectively dissipated.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the above embodiments, but should be defined by the claims.
상기와 같은 본 발명에 따른 LED가 실장된 인쇄회로기판은 다음과 같은 효과가 있다. The printed circuit board on which the LED according to the present invention is mounted has the following effects.
첫째, 인쇄회로기판을 플라스틱으로 구성함으로써, 알루미늄으로 구성할 때보다 가격 경쟁력을 높일 수 있고, 무게를 가볍게 할 수 있다. First, by constructing the printed circuit board made of plastic, it is possible to increase the price competitiveness and to reduce the weight than when composed of aluminum.
둘째, 인쇄회로기판에 비아홀을 메우도록 구리범퍼를 구성하므로써, 열전달 면적을 증가시켜서 LED의 방열 성능을 향상시킬 수 있다. Second, by configuring the copper bumper to fill the via hole in the printed circuit board, it is possible to improve the heat dissipation performance of the LED by increasing the heat transfer area.
셋째, 인쇄회로기판을 플라스틱으로 구성함으로써, LED의 제 1, 제 2 리드 와이어의 실장하는 SMT 작업을 용이하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있다. Third, the printed circuit board is made of plastic, thereby facilitating SMT work for mounting the first and second lead wires of the LED, thereby improving productivity.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050056475A KR101182301B1 (en) | 2005-06-28 | 2005-06-28 | Printed circuit board mounted led |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050056475A KR101182301B1 (en) | 2005-06-28 | 2005-06-28 | Printed circuit board mounted led |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070000833A true KR20070000833A (en) | 2007-01-03 |
KR101182301B1 KR101182301B1 (en) | 2012-09-20 |
Family
ID=37868575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050056475A KR101182301B1 (en) | 2005-06-28 | 2005-06-28 | Printed circuit board mounted led |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101182301B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100977260B1 (en) * | 2007-12-28 | 2010-08-23 | 한국 고덴시 주식회사 | High Power LED Package and Manufacturing Method Thereof |
KR100986214B1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-10-07 | 대덕지디에스 주식회사 | Flexible Printed Circuit Board |
KR101019249B1 (en) * | 2008-03-21 | 2011-03-04 | 원광대학교산학협력단 | Printed circuit board for high power light emitting diode, and heat dissipation structure of light emitting diode chip using the same |
WO2011087319A2 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | 삼성엘이디 주식회사 | Light-emitting device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3170004B2 (en) * | 1991-10-29 | 2001-05-28 | 株式会社東芝 | Ceramic circuit board |
JPH09102688A (en) * | 1995-10-06 | 1997-04-15 | Hitachi Ltd | Mounting structure of electronic package and note book sized computer using the structure |
JPH09153679A (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Kyocera Corp | Stacked glass ceramic circuit board |
EP1122778A3 (en) * | 2000-01-31 | 2004-04-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Circuit device and manufacturing method of circuit device |
WO2005013657A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Fujitsu Limited | Electronic device cooler |
-
2005
- 2005-06-28 KR KR1020050056475A patent/KR101182301B1/en active IP Right Grant
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100977260B1 (en) * | 2007-12-28 | 2010-08-23 | 한국 고덴시 주식회사 | High Power LED Package and Manufacturing Method Thereof |
KR101019249B1 (en) * | 2008-03-21 | 2011-03-04 | 원광대학교산학협력단 | Printed circuit board for high power light emitting diode, and heat dissipation structure of light emitting diode chip using the same |
KR100986214B1 (en) * | 2008-07-21 | 2010-10-07 | 대덕지디에스 주식회사 | Flexible Printed Circuit Board |
WO2011087319A2 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | 삼성엘이디 주식회사 | Light-emitting device |
WO2011087168A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | 삼성엘이디 주식회사 | Printed circuit board |
WO2011087319A3 (en) * | 2010-01-15 | 2011-11-10 | 삼성엘이디 주식회사 | Light-emitting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101182301B1 (en) | 2012-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100752009B1 (en) | Backlight unit provided with light emitting diodes thereon | |
KR101352276B1 (en) | Apparatus for radiating heat of light emitting diode and liquid crystal display using the same | |
KR100719675B1 (en) | Plasma Display Device | |
US7513652B2 (en) | Backlight unit and liquid crystal display device using the same | |
KR20000047504A (en) | Flat display device | |
US20060291153A1 (en) | Plasma display module | |
US20080284765A1 (en) | Plasma display device and signal transmitting unit for plasma display device | |
KR101182301B1 (en) | Printed circuit board mounted led | |
KR20110039080A (en) | Backlight unit and method for manufacturing thereof | |
KR20060095361A (en) | Backlight unit and liquid crystal display device with using the same | |
JP2009152146A (en) | Surface light source device and display device | |
US20120250288A1 (en) | Light source heat-dissipation structure of backlight module | |
KR20020051365A (en) | Flat luminescence lamp and method for manufacturing the same | |
KR100768235B1 (en) | Heat dissipation structure of printed circuit board having surface mounted power device and plasma display module including the same | |
KR20080003034A (en) | Liquid crystal display module | |
KR20080005762A (en) | Light-emitting module | |
KR100626053B1 (en) | Plasma display module | |
KR20110066799A (en) | Light emitting diode package | |
KR102042465B1 (en) | Lighting source module and light system having the same | |
KR101255316B1 (en) | Led lamp and backlight unit having the same | |
KR20050013356A (en) | Apparatus for driving of plasma display panel | |
KR100670524B1 (en) | Plasma Display Device | |
KR20070095499A (en) | Plasma display apparatus | |
KR20070065758A (en) | Plasma display apparatus | |
KR20070038387A (en) | Plasma display apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
AMND | Amendment | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
AMND | Amendment | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150818 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160816 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170816 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180816 Year of fee payment: 7 |