KR20070068702A - Light emitting unit using ceramic package and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 패키지를 이용한 발광 유니트를 보인 사시도.1 is a perspective view showing a light emitting unit using a ceramic package according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 분리 사시도.2 is an exploded perspective view of FIG. 1;
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1;
도 4a 내지 도 4c 각각은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 패키지를 이용한 발광 유니트 제조공정을 보인 도면.4A to 4C are views illustrating a light emitting unit manufacturing process using a ceramic package according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10...발광 모듈 11...절연층10
13...리드프레임 15...발광다이오드 칩13 ... Leadframe 15 ... Light Emitting Diode Chip
17...와이어 19...디스펜싱부재17.Wire 19 ... Dispensing member
20...세라믹 몰드 21...몸체20.Ceramic Mold 21 ... Body
21a...설치홈 23...록킹돌기21a ...
23a...관통공 30...렌즈23a ... through-through 30 ... lens
31...렌즈부 33...렌즈 고정부31.Lens section 33.Lens fixing section
40...렌즈형틀 40a...주입구40.
41...제1오목부 43...제2오목부41 ...
50...가동 스탬퍼50 ... movable stamper
본 발명은 세라믹 패키지를 이용한 발광 유니트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 세라믹 몰드 상에 렌즈가 형성된 구조의 발광 유니트 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting unit using a ceramic package and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a light emitting unit having a structure in which a lens is formed on a ceramic mold and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 발광 유니트는 광을 조사하는 발광다이오드 칩을 패키지화 한 것으로, 패키지 형태에 따라 사출식 몰드 패키지와 세라믹 몰드 패키지로 구분된다. In general, the light emitting unit is a packaged light emitting diode chip for irradiating light, and is divided into an injection mold package and a ceramic mold package according to the package type.
세라믹 몰드 패키지를 이용한 발광 유니트는 발광다이오드 칩에서 발생된 열의 일부를 세라믹 자체에서 흡수하기 때문에, 사출식 몰드 패키지를 적용한 발광 유니트에 비하여 발광다이오드 칩의 온도를 낮출 수 있다. 이와 같이 발광다이오드 칩의 온도가 낮아지면, 발광다이오드 칩이 받는 온도에 따른 스트레스가 줄어들기 때문에 발광 유니트의 성능 및 신뢰성이 좋아진다.Since the light emitting unit using the ceramic mold package absorbs a part of the heat generated from the light emitting diode chip in the ceramic itself, the temperature of the light emitting diode chip can be lowered compared to the light emitting unit to which the injection mold package is applied. As such, when the temperature of the light emitting diode chip is lowered, stress due to the temperature received by the light emitting diode chip is reduced, thereby improving performance and reliability of the light emitting unit.
반면, 세라믹 몰드 패키지는 그 구조가 약하기 때문에 큰 압력을 받게 되면 부서지는 성질이 있다.On the other hand, the ceramic mold package has a weak structure, and therefore breaks when a large pressure is applied.
한편, 발광 유니트는 조명광의 지향각을 다양하게 선택하기 위하여, 발광다이오드 칩에서 조명된 광의 진행경로를 변환하기 위한 렌즈가 일체로 형성될 것이 요구된다. 하지만, 종래의 세라믹 패키지를 이용한 발광 유니트는 패키지 몰드 상에 렌즈를 사출 성형하고자 하는 경우 금형에서의 압력 때문에 세라믹 몰드 패키지가 압력을 견디지 못하고 부서지는 문제점이 있다.On the other hand, the light emitting unit is required to be integrally formed with a lens for converting the traveling path of the light illuminated in the light emitting diode chip, in order to select a variety of directivity of the illumination light. However, the light emitting unit using the conventional ceramic package has a problem in that the ceramic mold package cannot withstand the pressure due to the pressure in the mold when the lens is injection molded on the package mold.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 세라믹 몰드의 파손없이 세라믹 몰드 상에 렌즈가 형성된 구조의 세라믹 몰드를 이용한 발광 유니트를 제공하는데 일 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting unit using a ceramic mold having a structure in which a lens is formed on the ceramic mold without damaging the ceramic mold.
또한, 본 발명은 렌즈를 사출 성형시 세라믹 몰드에 가해지는 압력이 최소화되도록 된 세라믹 몰드를 이용한 발광 유니트 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a light emitting unit using a ceramic mold such that pressure applied to the ceramic mold is minimized when the lens is injection molded.
상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세라믹 몰드를 이용한 발광 유니트는,Light emitting unit using a ceramic mold according to the present invention for achieving the above object,
절연층에 의하여 전기적으로 절연된 복수의 영역으로 구분되는 리드프레임과; 상기 리드프레임 상에 형성되는 것으로, 관통 형성된 실장홈과, 측방향으로 돌출 형성된 적어도 하나의 록킹돌기를 가지는 세라믹 몰드와; 상기 실장홈을 통하여 상기 리드프레임 상에 실장되는 것으로, 상기 리드프레임의 각 영역에 전기적으로 연결된 발광다이오드 칩과; 상기 발광다이오드 칩에서 조명된 광의 진행경로를 변환하는 렌즈부와, 상기 렌즈부 테두리에 일체로 마련되는 것으로 상기 록킹돌기를 감싸는 렌즈 고정부를 구비한 렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A lead frame divided into a plurality of regions electrically insulated by an insulating layer; A ceramic mold formed on the lead frame and having a mounting groove formed therethrough and at least one locking protrusion protruding in a lateral direction; A light emitting diode chip mounted on the lead frame through the mounting groove and electrically connected to each region of the lead frame; And a lens unit for converting a traveling path of the light illuminated by the light emitting diode chip, and a lens fixing unit which is integrally provided at the edge of the lens unit and surrounds the locking protrusion.
또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세라믹 몰드를 이용한 발광 유니트 제조방법은,In addition, the light emitting unit manufacturing method using a ceramic mold according to the present invention for achieving the above object,
측방향으로 둘출 형성된 적어도 하나의 록킹돌기를 가지는 세라믹 몰드로 발광다이오드 칩을 감싸도록 된 발광모듈을 형성하는 단계와; 상방으로 개구된 것으로 각각 렌즈부와 렌즈 고정부가 성형될 제1 및 제2오목부를 가지는 렌즈형틀을 준비하는 단계와; 상기 발광다이오드 칩이 상기 제1오목부와 마주하며, 상기 록킹돌기가 상기 제2오목부 내에 위치되도록, 상기 발광모듈을 상기 렌즈형틀 상에 배치하는 단계와; 열경화성 수지를 상기 제1 및 제2오목부 내에 주입 형성하여, 렌즈부와 상기 록킹돌기를 감싸도록 형성되는 렌즈 고정부를 가지는 렌즈를 형성하는 단계와; 상기 렌즈형틀을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Forming a light emitting module configured to surround the light emitting diode chip with a ceramic mold having at least one locking protrusion formed in a lateral direction; Preparing a lens frame having a first and a second concave portion to be molded, wherein the lens portion and the lens fixing portion are respectively formed upwardly; Disposing the light emitting module on the lens frame such that the light emitting diode chip faces the first concave portion and the locking protrusion is located in the second concave portion; Injecting and forming a thermosetting resin into the first and second concave portions to form a lens having a lens portion and a lens fixing portion formed to surround the locking protrusion; Removing the lenticular frame; characterized in that it comprises a.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹을 이용한 발광 유니트 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a light emitting unit using a ceramic according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 패키지를 이용한 발광 유니트를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리 사시도이면, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.1 is a perspective view illustrating a light emitting unit using a ceramic package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1.
도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광 유니트는 세라믹 몰드(20)로 발광다이오드 칩(15)을 감싸도록 된 구조의 발광모듈(10)과, 상기 발광모듈(10) 상에 마련된 렌즈(30)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 발광모듈(10)은 리드프레임(13)과, 세라믹 몰드(20)와, 발광다이오드 칩(15)을 포함한다. Referring to the drawings, the light emitting unit according to the embodiment of the present invention is a
상기 리드프레임(13)은 절연층(11)에 의하여 전기적으로 절연된 복수의 영역 예컨대, 제1 및 제2리드영역(13a)(13b)으로 구분된다. 여기서 절연층(11)은 세라믹 재질로 이루어지고, 상기 리드프레임(13)은 상기 절연층(11)에 은도금에 의해 형성될 수 있다.The
상기 발광다이오드 칩(15)은 상기 리드프레임(13) 상에 실장되는 것으로, 상기 리드프레임(13)의 각 영역에 와이어(17) 등에 의하여 전기적으로 연결된다. 예컨대, 상기 발광다이오드 칩(13)은 상기 제1리드영역(13a)에 실장되고, 제1와이어(17a)에 의하여 상기 제1리드영역(13a)과 전기적으로 연결되고, 제2와이어(17b)에 의하여 상기 제2리드영역(13b)과 전기적으로 연결된다.The light
상기 세라믹 몰드(20)는 상기 리드프레임(13) 상에 형성되는 것으로, 관통 형성된 실장홈(21a)을 가지는 몸체(21)와, 상기 몸체(21)의 측면에 측방향으로 돌출 형성된 적어도 하나의 록킹돌기(23)를 포함한다. 도면에서는 상기 몸체(21)가 4측면을 가지는 경우로서, 네 측면 각각에 록킹돌기가 형성된 것을 예로 들어 나타내었다.The
상기 렌즈(30)는 상기 발광다이오드 칩(15) 상에 위치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 렌즈부(31)와, 상기 렌즈부(31) 테두리에 일체로 마련된 렌즈 고정부(33)를 구비한다. The
상기 렌즈(30)는 실리콘, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 이용한 사출 성형에 의하여 상기 세라믹 몰드(20) 상에 형성된다. 이때, 상기 렌즈 고정부(33)는 성형시 상기 록킹돌기(23)를 감싸도록 형성되어, 상기 렌즈(30)가 상기 세라믹 몰드(20)에 직접 고정 설치되도록 한다. 따라서, 상기 렌즈(30)는 별도의 접착제 이 용 없이도 상기 세라믹 몰드(20)에 직접 고정 설치될 수 있음과 아울러, 렌즈 고정부(33)가 세라믹 몰드(20)의 외벽을 감싸므로 외력에 의한 상기 세라믹 몰드(20)의 파손을 방지할 수 있다.The
여기서, 상기 록킹돌기(23)에는 적어도 하나의 관통공(23a)이 형성된 것이 바람직하다. 이와 같이 관통공(23a)을 형성한 경우, 상기 렌즈(30) 성형시 상기 렌즈 고정부(33)가 상기 관통공(23a)을 관통하여 형성된다. 따라서, 상기 관통공(23a)이 형성되지 않은 경우에 비하여 견고하게 세라믹 몰드(20)와 렌즈(30)가 상호 결합되도록 할 수 있다.Here, it is preferable that at least one through
또한, 상기 발광다이오드 칩(15)을 보호하고 상기 렌즈(15)의 황변현상을 방지하기 위하여, 상기 발광다이오드 칩(15)을 감싸도록 마련된 투명한 재질의 디스펜싱부재(19)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 상기 디스펜싱부재(19)는 상기 렌즈(15)와 같은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대 상기 렌즈(15)가 실리콘 수지로 형성되는 경우, 상기 디스펜싱부재(19) 역시 실리콘 수지로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 동일 재질로 렌즈(15)와 디스펜싱부재(19)를 구성하는 경우, 상기 발광다이오드 칩(15)에서 조명된 광이 렌즈(15)와 디스펜싱부재(19) 사이의 경계에서 굴절 내지는 전반사되지 않고 직진 투과하게 된다. 따라서, 광속값이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in order to protect the light
도 4a 내지 도 4c 각각은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 패키지를 이용한 발광 유니트 제조공정을 보인 도면으로서, 도 4a 내지 도 4c를 참조하면서, 본 발명의 실시예에 따른 발광 유니트 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.4A to 4C are views illustrating a light emitting unit manufacturing process using a ceramic package according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 4A to 4C, a light emitting unit manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail. Let's do it.
도 4a를 참조하면, 몸체(21)의 측방향으로 돌출된 록킹돌기(23)를 가지는 세라믹 몰드(20)로 발광다이오드 칩(15)을 감싸도록 형성된 구조의 발광모듈(10)을 형성한다. 이 발광모듈(10)은 절연층(11)에 의하여 전기적으로 절연된 복수의 영역(13a)(13b)으로 구분되는 리드프레임(13)과, 실장홈(21a)과 록킹돌기(23)를 가지는 세라믹 몰드(20)와, 상기 실장홈(21a)을 통하여 상기 리드프레임(13) 상에 실장되는 발광다이오드 칩(15)을 포함한다. 또한, 상기 록킹돌기(23)에는 관통공(23a)이 더 형성될 수 있으며, 상기 실장홈(21a) 내에는 디스펜싱부재(19)가 더 포함될 수 있다. 이와 같은 구성 자체는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예에 따른 발광 유니트의 발광모듈(10)과 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 4A, a
이어서, 상기 발광모듈(10)의 하방에 렌즈형틀(40)을 준비한다. 이때, 상기 발광모듈(10)은 가동스탬퍼(50)에 지지되어, 상기 렌즈형틀(40) 상에 승강 가능하게 설치된다. 상기 렌즈형틀(40)은 상기 발광모듈(10)에 결합 성형될 렌즈(도 6c의 30)의 렌즈부(31) 및 렌즈 고정부(33) 각각이 성형될 제1 및 제2오목부(41)(43)를 가지는 것으로, 상기 제1 및 제2오목부(41)(43)의 상방 즉, 상기 발광모듈(10)과 마주하는 부분은 개구되어 있다. 또한, 상기 렌즈형틀(40)의 일측에는 열경화성 수지가 주입되는 주입구(40a)가 형성되어 있다.Subsequently, the
이후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 발광다이오드 칩(15)이 상기 제1오목부(41)와 마주하며 상기 록킹돌기(23)가 상기 제2오목부(43) 내에 위치되도록, 상기 가동 스탬퍼(50)를 하방으로 작동시켜 상기 발광모듈(10)을 상기 렌즈형틀(40) 상에 배치한다.Thereafter, as shown in FIG. 4B, the
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈(30)의 모재가 되는 열경화성 수지 예컨대, 실리콘 수지 또는 에폭시 수지를 상기 주입구(40a)를 통하여 상기 제1 및 제2오목부(41)(43) 내에 주입 성형한다. 이때, 상기 제1오목부(41) 내에 주입된 수지는 렌즈부(31)를 형성하고, 상기 제2오목부(43) 내에 주입된 수지는 상기 록킹돌기(23)를 감싸는 렌즈 고정부(33)를 형성한다. 여기서, 상기 록킹돌기(23)에 관통공(23a)이 형성된 경우, 상기 제2오목부(43) 내에 주입된 수지는 상기 관통공(23a)을 관통한 상태로 성형되므로, 상기 렌즈 고정부(33)와 상기 세라믹 몰드(20) 사이가 더욱 견고히 고정될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 4C, a thermosetting resin, for example, a silicone resin or an epoxy resin, which is a base material of the
이후, 상기 렌즈형틀(40) 및 상기 가동 스탬퍼(50)를 제거함으로써, 본 발명에 따른 세라믹 몰드를 이용한 발광 유니트의 제조가 완료된다.Thereafter, by removing the
도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명된 바와 같이, 렌즈형틀(40)을 하방에 배치하고, 그 상방에 세라믹 몰드(20)를 포함하는 발광모듈(10)을 배치한 상태에서 렌즈(30)를 성형하면, 그 반대로 배치한 경우에 비하여 세라믹 몰드(20)에 가해지는 압력을 줄일 수 있다. 따라서, 발광모듈(10)에 대해 렌즈(30) 성형시 상기 세라믹 몰드(20)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. As described with reference to FIGS. 4A to 4C, the
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 세라믹 몰드를 이용한 발광 유니트는 세라믹 몰드를 이용함으로써 얻을 있는 이점 즉, 열에 강하고, 패키지 성형이 용이하다는 이점이 있다. 또한, 세라믹 몰드의 일부를 감싸도록 렌즈를 성형함으로 써 별도의 접착제 이용없이도 렌즈를 고정시킬 수 있음과 아울러, 외력에 의한 세라믹 몰드의 파손을 방지할 수 있다.The light emitting unit using the ceramic mold according to the present invention configured as described above has the advantages of using the ceramic mold, that is, it is resistant to heat and easy to package. In addition, by molding the lens to cover a part of the ceramic mold, it is possible to fix the lens without using an additional adhesive, and also to prevent damage to the ceramic mold by external force.
또한, 본 발명에 따른 발광 유니트 제조방밥은 렌즈형틀을 하방에 배치하고, 그 상방에 세라믹 몰드를 포함하는 발광모듈을 배치한 구조로 렌즈를 성형함으로써, 렌즈 성형시 상기 세라믹 몰드에 가해지는 압력을 최소화할 수 있다. 따라서, 세라믹 몰드 상에 렌즈 성형시 야기될 수 있는 세라믹 몰드의 파손을 방지할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the light emitting unit according to the present invention, by forming a lens in a structure in which the lens frame is disposed below, and the light emitting module including the ceramic mold is disposed above the lens unit, the pressure applied to the ceramic mold during lens molding It can be minimized. Therefore, it is possible to prevent breakage of the ceramic mold which may be caused when forming a lens on the ceramic mold.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.The above embodiments are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the invention described in the claims below.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20130096095A (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-29 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device package and lighting systme having thereof |
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2005
- 2005-12-27 KR KR1020050130636A patent/KR20070068702A/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130096095A (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-29 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device package and lighting systme having thereof |
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