KR20090002117A

KR20090002117A - Mount structure of light emitting diode

Info

Publication number: KR20090002117A
Application number: KR1020070059367A
Authority: KR
Inventors: 노경민; 김영훈; 김원경; 송형일; 김치선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2009-01-09

Abstract

The LED(Light Emitting Diode) mounting structure is provided to maintain the strong combination state in adhesion process of LED in the substrate. The LED(10) partly passes through the substrate(20). The one side of substrate is used as the junction of LED. The other side of the substrate is used as the light emitting surface of LED. The LED bonding pad(11) is protruded in the end part of LED. The substrate bonding pad(24) is formed in order to be contacted with the LED bonding pad near penetration hole(23). When LED is mounted on the substrate, the LED bonding pad is not protruded on the surface of the substrate.

Description

LED STRUCTURE OF LIGHT EMITTING DIODE}

도 1은 본 발명에 따른 LED 실장 구조를 갖는 휴대용 단말기를 도시한 사시도;1 is a perspective view showing a portable terminal having an LED mounting structure according to the present invention;

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 실장 구조가 형성된 기판의 분리 사시도;2A is an exploded perspective view of a substrate on which an LED mounting structure is formed according to an embodiment of the present invention;

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 실장 구조가 형성된 기판의 결합 사시도;2B is a perspective view illustrating a substrate in which an LED mounting structure is formed according to an embodiment of the present invention;

도 2c는 도 2b의 상태를 도시한 기판의 저면도;FIG. 2C is a bottom view of the substrate showing the state of FIG. 2B; FIG.

도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 실장 구조를 나타낸 요부 단면도;3A is a cross-sectional view illustrating main parts of an LED mounting structure according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 LED 실장 구조를 나타낸 요부 단면도; 및3B is a cross-sectional view illustrating main parts of another LED mounting structure according to a preferred embodiment of the present invention; And

도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예의 또 다른 LED 실장 구조를 나타낸 요부 단면도.3C is a cross-sectional view illustrating main parts of another LED mounting structure of a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 디바이스(device)의 실장 구조에 관한 것으로서, 특히 LED를 타 부품과 동일한 기판 실장면에서 실장되도록 구성함으로써, 상기 실장 공정의 시간 단축과 비용 절감을 할 수 있는 LED 실장 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mounting structure of a device, and more particularly, to an LED mounting structure capable of shortening the time and cost of the mounting process by configuring the LED to be mounted on the same substrate mounting surface as other components.

근래 들어 휴대용 단말기는 소형화 및 경박화 되면서도 그들 휴대용 단말기에 실장되어 있는 각종 전자 부품도 소형화 되고 있다. 따라서, 단위 공간에서 각종 전자 부품의 실장 효율을 높이기 위해 고도의 기술을 요하고 있다.In recent years, portable terminals have become smaller and lighter, but various electronic components mounted on the portable terminals have also become smaller. Therefore, in order to increase the mounting efficiency of various electronic components in unit space, high technology is required.

일반적으로 기판 상에 부품을 실장하는 방법에는 표면 실장(Surface mounted device : SMD)이 대표적이며, 상기 기판 위에 표면 실장되는 부품은 크게 표준부품과 이형부품으로 구분된다. 상기 표준부품은 저항, 콘덴서, 코일 등과 같은 수동소자들을 직육면체 형태로 형성한 것으로서 작게는 0.5㎜×1㎜×0.5㎜에서 크게는 1.6㎜×3.2㎜×1.5㎜ 정도의 크기를 갖는 소형부품이며, 보통 하나의 PCB에 수백 개씩 실장된다. 또한, 상기 이형부품은 IC, 커넥터, 전해 콘덴서 등과 같은 능동소자로서 상기 표준부품과 비교하여 상대적으로 크기가 크고 형상이 복잡한 부품이다.In general, a surface mounted device (SMD) is a typical method for mounting a component on a substrate, and components that are surface mounted on the substrate are largely classified into a standard component and a release component. The standard part is a passive part such as a resistor, a condenser, a coil, etc., formed in a rectangular parallelepiped shape, and is a small part having a size of 0.5 mm × 1 mm × 0.5 mm to 1.6 mm × 3.2 mm × 1.5 mm. Usually hundreds are mounted on one PCB. In addition, the release part is an active element such as an IC, a connector, an electrolytic capacitor, etc., which is relatively large in size and complicated in shape compared to the standard part.

이와 같은 표면 실장시 기판에 접합하는 다양한 부품 중에서 휴대용 단말기의 입력용 버튼의 조명 수단으로서의 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode, 이하 LED라 함)를 일례로 들어 설명하기로 하겠다. 휴대 전화기 등의 광원으로서 사용되어 온 LED는 수명이 길고 소형인 것을 특징으로 한다. 일반적으로 휴대용 단 말기의 단면 실장 PCB는 부품(TOP)면과 KEY(Bottom)면으로 구분되어 진다. 여기에서 상기 KEY면에는 조명 수단이 필요하며, 상기 LED가 조명 수단으로 실장 된다.The light emitting diode (LED) as an illuminating means for the input button of the portable terminal among the various components bonded to the substrate during such surface mounting will be described as an example. LEDs, which have been used as light sources in mobile phones and the like, are characterized by long life and small size. In general, the single-sided PCB of a portable terminal is divided into a top surface and a key surface. In this case, the KEY surface requires an illumination means, and the LED is mounted as an illumination means.

그러나 상기 LED의 표면 실장 구조에서는 상기 LED가 구조상 KEY(Bottom)면에 실장 되어야만 한다. 따라서, 타 부품이 실장 되는 부품면과 더불어 KEY면에 상기 LED가 실장되어야 하기 때문에 적어도 2회의 표면 실장 공정이 불가피 하므로 실장 효율이 떨어진다.However, in the surface mount structure of the LED, the LED must be mounted on the key surface. Therefore, at least two surface mounting processes are inevitable because the LEDs must be mounted on the key surface together with the component surface on which the other components are mounted, thereby lowering the mounting efficiency.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 LED의 실장 구조를 개선하여 LED를 타부품의 기판 실장면과 동일한 실장면에서 실장 공정이 이루어져 공정 시간의 단축과 비용 절감의 효과를 얻을 수 있는 LED 실장 구조를 제공함에 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the mounting structure of the LED to mount the LED on the same mounting surface as the board mounting surface of the other parts, the effect of shortening the process time and cost reduction To provide an LED mounting structure that can be obtained.

본 발명의 다른 목적은 LED의 실장 구조를 개선하여 상기 LED가 기판에 접착시 충분한 접합면를 형성함으로써, 더욱 견고한 결합 상태를 유지할 수 있는 LED 실장 구조를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to improve the mounting structure of the LED to form a sufficient bonding surface when the LED is bonded to the substrate, to provide a LED mounting structure that can maintain a more solid bonding state.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 소정의 기판상에 LED(Light Emitting Diode)를 실장시키기 위한 구조에 관한 것으로서, 상기 기판상에 상기 LED를 부분 관통시키되, 상기 기판의 일면을 상기 LED의 접합 면으로 하고, 타면을 상기 LED의 발광면으로 활용함을 특징으로 한다.In order to solve the above object, the present invention relates to a structure for mounting a light emitting diode (LED) on a predetermined substrate, and partially penetrates the LED on the substrate, One surface is used as the bonding surface of the LED, and the other surface is used as a light emitting surface of the LED.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. If it is determined that the gist of the present invention may be obscured, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 LED 실장 구조를 갖는 휴대용 단말기를 나타내는 사시도이다. 특히, 도 1에서 도시된 바와 같이, 상기 휴대용 단말기(100)는 본체(120)에서 폴더(110)가 일정 회전함으로써 개폐가 가능한 폴더 타입을 나타낸다. 이에 국한되지 않고, 바 타입, 슬라이더 타입 등의 여러 타입의 휴대용 단말기에 본 발명이 적용될 수 있다.1 is a perspective view showing a portable terminal having an LED mounting structure according to the present invention. In particular, as shown in FIG. 1, the portable terminal 100 represents a folder type that can be opened and closed by a predetermined rotation of the folder 110 in the main body 120. The present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to various types of portable terminals such as a bar type and a slider type.

더욱 바람직하게는, 상기 LED를 기판에 실장 시키는 여러 분야에 본 발명이 적용될 수 있다.More preferably, the present invention can be applied to various fields in which the LED is mounted on a substrate.

도 1에서 도시된 바와 같이 상기 본체(120)의 상부에는 다수의 키패드(121) 및 송화부(122)가 설치된다. 또한, 상기 폴더(120)에는 디스플레이 장치(111)가 노출되고, 상단에는 수화부(112)가 설치된다. 상기 휴대용 단말기(100)의 키패드(121)의 하부에는 후술될 조명 수단이 설치되어 상기 키패드(121)를 조명한다.As shown in FIG. 1, a plurality of keypads 121 and a talker 122 are installed on an upper portion of the main body 120. In addition, the display device 111 is exposed to the folder 120, and a sign language unit 112 is installed at an upper end thereof. Illumination means, which will be described later, is installed below the keypad 121 of the portable terminal 100 to illuminate the keypad 121.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 실장 구조가 형성된 기판의 분리 및 결합 사시도이며, 도 2c는 도 2b의 상태를 도시한 기판의 저면도이다. 도 2a 및 도 2b에서 도시된 바와 같이 기판(20)의 일면(21)에는 상기 휴대용 단말기(100)의 키패드(121)용 입력 단자(25)가 형성되어 있다. 또한 사용자의 물리적 가압에 의해 전기적 신호를 전달하는 메탈돔(40)이 상기 입력 단자(25)의 상부에 위치한다. 상기 기판(20)에는 다수의 관통 구멍(23)이 형성되어 있고, 상기 관통 구멍(23)에는 후술될 기판 접합 패드(24)가 실장면(도 2c의 22)에 인접 형성되어 있다. 또한 상기 기판 접합 패드(24)는 상기 기판(20)의 전기적 패턴과 연결되어 있다. 바람직하게도 상기 기판을 하드 PCB로 하였으나, 이에 국한되지 않고 가용성의 FPCB이어도 무방하겠다.2A and 2B are perspective views illustrating a separation and coupling of a substrate on which an LED mounting structure is formed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2C is a bottom view of the substrate illustrating the state of FIG. 2B. As shown in FIGS. 2A and 2B, an input terminal 25 for the keypad 121 of the portable terminal 100 is formed on one surface 21 of the substrate 20. In addition, a metal dome 40 that transmits an electrical signal by a user's physical pressure is located above the input terminal 25. A plurality of through holes 23 are formed in the substrate 20, and a substrate bonding pad 24 to be described later is formed adjacent to the mounting surface (22 in FIG. 2C) in the through holes 23. In addition, the substrate bonding pad 24 is connected to an electrical pattern of the substrate 20. Preferably, the substrate is a hard PCB, but is not limited thereto, and may be a soluble FPCB.

도 2c에서 도시된 바와 같이, 상기 키패드(121)의 조명 수단으로서의 LED(10)는 상기 기판의 실장 일면(22)에서 관통 구멍(23)을 관통하여 상기 기판(20)의 반대쪽 면(21)의 외부로 돌출된 형태로 설치될 것이다. 또한, 상기 LED(10)의 하단에는 실장면(22)에 형성된 상기 기판 접합 패드(24)와 접촉되도록 LED 접합 패드(11)가 형성되어 있다. 따라서 상기 LED(10)가 상기 기판(20)의 관통 구멍(23)을 관통한 후, 상기 기판(20)의 기판 접합 패드(24)와 상기 LED(10)의 LED 접합 패드(11)가 맞닿게 되어 도 2c에서 도시된 바와 같이 소정의 접합면(30)를 형성하게 된다. 또한 상기 접합면(30)에서 후술될 소정의 접합 수단에 의해 전기적을 연결될 것이다. 따라서 상기 전기적 연결 후, 상기 기판(20)의 입력 단자(25) 방향으로 LED(10)가 돌출된 형태로 발광할 것이고, 상기 발광에 의해서 키패드의 광(光)을 전달하는 미도시된 광도파판 및 사용자 조작 키버튼을 조명할 것이다. 바람직하게도, 상기 접합 후 상기 LED(10)가 기판(20)의 키버튼 방향으로 돌출된 형태를 가지도록 상기 기판(20)의 두께를 고려하여 LED(10)를 구성하여야 하겠다.As shown in FIG. 2C, the LED 10 as an illuminating means of the keypad 121 penetrates the through hole 23 in the mounting surface 22 of the substrate and faces the opposite surface 21 of the substrate 20. It will be installed to protrude to the outside of the. In addition, an LED bonding pad 11 is formed at a lower end of the LED 10 to be in contact with the substrate bonding pad 24 formed on the mounting surface 22. Therefore, after the LED 10 passes through the through hole 23 of the substrate 20, the substrate bonding pad 24 of the substrate 20 and the LED bonding pad 11 of the LED 10 fit. And to form a predetermined bonding surface 30 as shown in Figure 2c. In addition, the bonding surface 30 will be electrically connected by a predetermined bonding means to be described later. Therefore, after the electrical connection, the LED 10 will be emitted in a protruding form toward the input terminal 25 of the substrate 20, and the optical waveguide plate not transmitting the light of the keypad by the light emission. And a user operated key button. Preferably, the LED 10 should be configured in consideration of the thickness of the substrate 20 so that the LED 10 has a shape protruding in the key button direction of the substrate 20 after the bonding.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 실장 구조를 나타낸 요부 단면도이다. 도시된 바와 같이 상기 LED(10)는 발광 수단인 LED 소 자(12)가 와이어(14)의 일단에 전기적으로 연결되어 있다. 또한 상기 와이어(14)의 타단은 상기 LED(10)의 회로 기판(13)에 형성되어 있는 전극 패턴(13′)에 전기적으로 연결되어 있다. 더욱이 상기 전극 패턴(13′)과 전기적으로 연결되어 있는 LED 접합 패드(11)가 상기 LED(10)의 외부로 돌출된 형태로 형성되어 있다. 상기 LED(10)가 상기 기판(20)에 실장시 기판(20)에 형성된 관통 구멍(23)을 실장 일면(22)에서 타면(21) 방향으로 관통한 후 상기 기판(10)의 실장면(22)에 형성된 기판 접합 패드(24)와 상기 LED 접합 패드(11)가 맞닿는 접합면(30)을 형성한다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating main parts of the LED mounting structure according to the preferred embodiment of the present invention. As shown in the figure, the LED 10 has an LED element 12 which is a light emitting means electrically connected to one end of the wire 14. In addition, the other end of the wire 14 is electrically connected to an electrode pattern 13 ′ formed on the circuit board 13 of the LED 10. Furthermore, the LED bonding pads 11 electrically connected to the electrode patterns 13 ′ are formed to protrude to the outside of the LEDs 10. When the LED 10 is mounted on the substrate 20, the through hole 23 formed in the substrate 20 passes through the mounting surface 22 from the mounting surface 22 toward the other surface 21 and then the mounting surface of the substrate 10 ( A bonding surface 30 is formed in which the substrate bonding pad 24 formed on the substrate 22 and the LED bonding pad 11 come into contact with each other.

상기 접합면(30)은, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 상기 LED(10)의 측면과 직각되도록 LED 접합 패드(11)를 형성하고, 이에 상응하여 상기 기판 접합 패드(24)가 상기 LED 접합 패드(11) 위에 수직 적층되는 구조를 형성함이 바람직하겠다. 또한 도 3b에서 도시된 바와 같이, 상기 LED 접합 패드(11)와 기판 접합 패드(24)가 수평 적층되어 접합면(30)을 형성하고 있으며, 도 3c에서 도시된 바와 같이, 상기 LED 접합 패드(11)와 기판 접합 패드(24)가 소정 각도의 사선 형태로 적층되어도 무방하겠다.As shown in FIG. 3A, the bonding surface 30 forms an LED bonding pad 11 to be perpendicular to a side surface of the LED 10, and correspondingly, the substrate bonding pad 24 is connected to the LED bonding. It would be desirable to form a vertically stacked structure on the pad 11. In addition, as illustrated in FIG. 3B, the LED bonding pads 11 and the substrate bonding pads 24 are horizontally stacked to form a bonding surface 30. As illustrated in FIG. 3C, the LED bonding pads ( 11) and the substrate bonding pad 24 may be laminated in a diagonal form at a predetermined angle.

더욱이, 상기 접합면(30)은 도 3a 내지 도 3c에서 도시된 바와 같이 상기 기판(20)의 실장면(22) 외부로 돌출되지 않도록 형성함이 바람직하다. 이는 상기 기판(20)의 단층 구조를 경박화 할 뿐 아니라, 타 부품과의 간섭을 줄일 수 있을 것이다.In addition, the bonding surface 30 is preferably formed so as not to protrude out of the mounting surface 22 of the substrate 20, as shown in Figure 3a to 3c. This may not only reduce the monolayer structure of the substrate 20, but also reduce interference with other components.

또한, 상기 접합면(30)에서는 소정의 접합 수단으로 접합이 이루어진다. 바람직하게도 상기 접합 수단을 솔더링(Soldering) 또는 도전성 접착제로 하여 접합 함으로써, 상기 LED의 실장을 더욱 견고하게 할 것이다. In the bonding surface 30, bonding is performed by predetermined bonding means. Preferably, the joining means will be soldered or bonded with a conductive adhesive to further strengthen the mounting of the LED.

본 발명에 따른 LED 실장 구조를 구성함으써, 발광 수단으로써의 LED를 타부품의 기판 실장면과 동일한 실장면에서 실장이 가능하므로, 공정 시간의 단축과 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.By constituting the LED mounting structure according to the present invention, the LED as the light emitting means can be mounted on the same mounting surface as the board mounting surface of the other parts, thereby reducing the process time and reducing the cost.

Claims

In a structure for mounting a light emitting diode (LED) on a predetermined substrate,

By partially penetrating the LED on the substrate, an LED mounting structure, characterized in that one surface of the substrate as a bonding surface of the LED, the other surface is utilized as the light emitting surface of the LED.

The method of claim 1,

An LED bonding pad protrudes from an end portion of the LED, and a substrate bonding pad for contacting the LED bonding pad is formed around a through hole of the substrate, and the LED is electrically connected when the LED is mounted on the substrate. Mount structure.

The method of claim 2,

When the LED is mounted on a substrate, the LED bonding pad is formed so as not to protrude on at least the substrate surface.

The method of claim 3, wherein

Bonding between the LED and each pad of the substrate is an LED mounting structure, characterized in that performed by any one of soldering, bonding.

The method of claim 4, wherein

And said substrate is a hard printed circuit board (PCB) or a fusible printed circuit board (FPCB).

A portable terminal having an LED mounting structure according to any one of claims 1 to 5.

The method of claim 6,

The LED mounting structure is applied to the main board of the terminal, characterized in that used as a keypad lighting means.