KR20090059370A - 발광다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예는 발광다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드는, 기판; 상기 기판 위에 탑재된 발광다이오드 칩; 상기 기판 위에 결합되며, 상기 발광다이오드 칩의 둘레를 커버하는 반사체를 포함한다.
LED, 기판, 반사체
Description
본 발명의 실시 예는 발광다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성할 수 있다.
이러한 발광다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광 장치로 이용되고 있으며, 상기 발광 장치는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
본 발명의 실시 예는 기판 위의 칩 둘레에 소정 형상의 반사 측벽을 갖는 반사체를 결합시켜 줄 수 있도록 한 발광다이오드 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예는 어레이 형태의 반사체를 기판 위에 탑재한 후, 각 반사체 내부의 기판 위에 LED 칩을 각각 탑재시켜 줄 수 있는 발광다이오드 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드는, 기판; 상기 기판 위에 탑재된 발광다이오드 칩; 상기 기판 위에 결합되며, 상기 발광다이오드 칩의 둘레를 커버하는 반사체를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 제조방법은 기판 위에 내부가 개방된 반사체를 결합하는 단계; 상기 반사체 내부의 상기 기판 위에 발광다이오드 칩을 탑재하는 단계; 상기 반사체 내부를 광투과성 수지물로 몰딩하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 및 그 제조방법에 의하면, 반사체와 기판의 조립 구조를 통해 제조 공정이 간단한 효과가 있다.
또한 방열 특성 및 광 효율이 개선될 수 있다.
또한 기판 위에 어레이 형태의 반사 구조물을 배치하여, 모듈 제작에 따른 생산성 향상을 기대할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드를 나타낸 측 단면도이고, 도 2는 도 1의 사시도이며, 도 3은 반사체의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A' 측 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 다이오드는 기판(110) 및 반사체(150), 발광 다이오드 칩(130), 그리고 광투과성 수지물(180)을 포함한다.
상기 기판(110)은 메탈 PCB, 플렉시블 PCB, CEM 계열 PCB, FR 계열 PCB 중 어느 하나를 이용하여 사용될 수 있으며, 상기 발광 다이오드 칩(130)을 다이 본딩할 수 있는 구조로 제공될 수 있다. 또한 상기 기판(110)은 방열 특성을 고려하여 칩 탑재 영역이 금속 재질로 이루어진 히트 슬러그 타입(Heat slug type)의 PCB을 이용할 수도 있다.
이러한 기판(110)에는 복수개의 리드 프레임(113,114)이 형성되며, 상기 리드 프레임(113,114)의 본딩 영역과 칩 탑재 영역 이외에는 반사 물질(115) 예컨대, PSR잉크가 코팅되어 있어서, 광 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 반사체(150)는 벽 프레임(151) 및 베이스 프레임(153)으로 이루어지며, 상기 베이스 프레임(153)은 기판(110) 위에서 벽 프레임(151)을 지지하고, 상기 벽 프레임(151)은 내부 구멍(155)이 원형 또는 다각형 형상으로 형성되고 발광 다이오드 칩(130)으로부터 방출된 광을 반사시켜 준다. 여기서, 상기 반사체(150)의 구조는 베이스 프레임(153)과 벽 프레임(151)의 구조를 포함하는 것으로 도시되었으나, 그 기술적 범위 내에서 다양한 구조 및 크기로 변경될 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 반사체(150)의 벽 프레임(151)의 내부는 구멍(155)이 형성되고, 상기 베이스 프레임(153)에는 복수개의 핀(157)이 형성되며, 상기 각 핀(157)에 대응되는 위치의 기판(110)에는 핀 구멍(117)이 형성된다. 이러한 반사체(150)의 핀(157)은 상기 기판(110)의 핀 구멍(117)에 결합되며, 상기 핀(117)의 끝단(159)을 열 가압을 통해 고정시켜 준다.
여기서, 반사체(150)의 핀(157) 형상은 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 또한 반사체(150)와 기판(110)의 결합 방식은 핀(157)과 핀 구멍(117) 방식뿐만 아니라, 나사 체결 방식, 접착제 또는 점착제 등을 이용한 부착 구조로도 이용할 수 있다.
상기 벽 프레임(151)은 베이스 프레임(153)으로부터 거의 수직하게 사출 성형된다. 여기서 상기 반사체(150)는 백색 반사 재질 예컨대, PPA(Polyphthalamide) 수지 등을 이용하여 사출 성형될 수 있다. 여기서, 상기 베이스 프레임(153)은 기판(110) 상면 일부를 노출시키는 크기 또는 기판(110) 상면을 모두 커버할 수 있는 크기로 형성될 수도 있다.
상기 발광 다이오드 칩(130)은 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩 등의 유색 LED 칩과 자외선(UV) LED 칩을 선택적으로 이용하여 적어도 하나를 포함한다. 이러한 발광 다이오드 칩(130)은 기판(110) 위의 어느 한 리드 프레임(113)에 부착하고, 와이어(132) 또는 플립 방식으로 본딩하게 된다.
상기 수지물(180)은 광투과성 재질 예컨대, 실리콘 또는 에폭시 재질을 사용할 수 있으며, 상기 수지물(180)에는 LED 칩의 컬러에 혼색할 수 있는 형광체를 첨가할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 제조과정을 나타낸 도면들이다.
도 7을 참조하면, 기판(110)에는 서로 오픈된 복수개의 리드 프레임(113,114)이 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 기판(110)은 메탈 PCB, 플렉시블 PCB, CEM 계열 PCB, FR 계열 PCB, 히트 슬러그 타입의 PCB 중에서 어느 하나로 이용할 수 있다. 상기 리드 프레임(113,114)의 본딩 영역과 칩 탑재 영역 이외의 영역에는 반사 물질(115) 예컨대, PSR 잉크가 소정 두께로 도포될 수 있다. 이러한 기판(110) 위에서 칩의 본딩 영역이 단차지게 형성될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 상기 기판(110)의 외측에는 핀 구멍(117)이 형성되어 있으며, 상기 핀 구멍(117)이 형성될 각각의 리드 프레임(113,114) 영역은 미리 오픈시켜 주어, 핀 구멍(117)의 형성시 단락이나 누전(Leakage) 등의 발생 가능성을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 기판(110) 위에는 반사체(150)가 배치된다. 이때 반사체(150)의 하부에 형성된 핀(157)은 기판(110)에 형성된 핀 구멍(117)이 서로 대응 되게 위치하게 된다. 상기 기판(110)의 핀 구멍(117)과 반사체(150)의 핀(157)은 서로 대응되는 형상 예컨대, 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 기판(110)의 핀 구멍(117)으로 반사체(150)의 핀(157)을 결합시킨 후, 상기 반사체(150)의 핀 끝단(159)을 열 가압함으로써, 상기 반사체(150)의 끝단(159)이 확장된 상태로 기판(110)에 가압, 고정된다. 이때 상기 반사체(150)의 지지 프레임(153)과 기판(110) 사이에는 접착제 또는 점착제 등을 이용하여 견고하게 밀착시켜 줄 수도 있다.
도 9를 참조하면, 상기 반사체(150)가 기판(110) 위에 결합되면, 반사체(150)의 내부 구멍(155)을 통해 발광 다이오드 칩(130)을 기판(110) 위에 배치하고, 발광 다이오드 칩(130)을 기판(110) 위에 다이 본딩하며, 와이어(132)로 적어도 한 리드 프레임에 본딩시켜 준다. 상기 반사체(150)의 벽 프레임(151) 내부의 기판(110) 위에는 광투과성 수지물(180)이 몰딩된다. 상기 광 투과성 수지물(180)은 에폭시 또는 실리콘 수지 재료를 이용될 수 있으며, 상기 광 투과성 수지물(180)에 형광체가 첨가될 수도 있다. 여기서, 기판(110) 위에 반사체(150)를 결합한 후 발광 다이오드 칩(130)을 탑재할 수 있고, 또는 발광 다이오드 칩(130)을 탑재한 다음 반사체(150)를 결합할 수도 있다. 상기 광 투과성 수지물(180)의 표면은 플랫한 형태, 오목렌즈 형태, 볼록 렌즈 형태 중에서 선택적으로 형성될 수 있으며, 이러한 표면으로 한정하지는 않는다.
도 10은 제 1실시 예의 변형 예로서, 발광 다이오드의 수지물(180) 위에는 렌즈(182)가 배치될 수 있다. 이를 위해, 상기 반사체(150)의 벽 프레임(151)의 내측 상단 둘레에는 내측으로 돌출된 스토퍼(161)가 형성되며, 상기 스토퍼(161)는 상기 수지물(180) 위에 배치되는 볼록 렌즈(182)의 하단 둘레를 지지하게 된다.
도 11은 본 발명의 제 1실시 예에 있어서, 복수개의 반사체(150~150n)를 어레이 구조로 사출 성형한 후 기판(110) 위에 일체로 결합시켜 줄 수 있다. 이에 따라 복수개의 발광 다이오드 어레이를 제공할 수 있다.
이러한 발광 다이오드는 기판과 반사체의 결합 방식으로 제조됨으로써, 간단하게 제조할 수 있다. 또한 기판 종류를 다양하게 적용할 수 있어, 방열 특성이 우수한 기판을 이용할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 사시도.
도 3은 도 1의 반사체 구조를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도.
도 5내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광다이오드 제조과정을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제 1실시 예의 변형 예로서, 렌즈를 갖는 발광 다이오드의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 1실시 예에 있어서, 반사체 어레이 구조를 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 발광 다이오드 110 : 기판
113,114 : 리드 프레임 115 : 반사 물질
117 : 핀 구멍 130 : 발광 다이오드 칩
132 : 와이어 150 : 반사체
151 : 벽 프레임 154 : 지지 프레임
155 : 구멍 180 : 수지물
Claims (12)
- 기판;상기 기판 위에 탑재된 발광다이오드 칩;상기 기판 위에 결합되며, 상기 발광다이오드 칩의 둘레를 커버하는 반사체를 포함하는 발광다이오드.
- 제 1항에 있어서,상기 발광다이오드 칩은 적어도 하나의 유색 LED 칩 및 UV LED 칩을 선택적으로 포함하는 발광다이오드.
- 제 1항에 있어서,상기 기판 위의 반사체 내부에는 광투과성 수지물 또는 형광체가 포함된 광투과성 수지물을 포함하는 발광다이오드.
- 제 1항에 있어서,상기 기판과 반사체에는 서로 대응되는 위치에 핀 및 핀 구멍 형태의 구조물 또는 나사 체결을 위한 나사 구멍을 포함하는 발광다이오드.
- 제 1항에 있어서,상기 반사체는 PPA 수지를 이용하여 원형 또는 다각형으로 형성되며,상기 반사체의 벽 프레임은 기판에 수직한 축을 기준으로 바깥 방향으로 경사지게 형성되는 발광다이오드.
- 제 1항에 있어서,상기 기판 위에 복수개의 반사체가 어레이 형태로 결합되는 발광다이오드.
- 제 1항에 있어서,상기 기판은 메탈 PCB, 플렉시블 PCB, CEM 계열 PCB, FR 계열 PCB, 히트 슬러그 타입의 PCB 중 어느 하나의 PCB로 이루어지는 발광다이오드.
- 제 3항에 있어서,상기 수지물 위에 형성된 렌즈를 포함하는 발광다이오드.
- 기판 위에 내부가 개방된 반사체를 결합하는 단계;상기 반사체 내부의 상기 기판 위에 발광다이오드 칩을 탑재하는 단계;상기 반사체 내부를 광투과성 수지물로 몰딩하는 단계를 포함하는 발광다이오드 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 반사체와 기판은 핀 방식 또는 나사 방식으로 결합되는 발광다이오드 제조방법.
- 제 8항에 있어서,상기 반사체는 PPA 수지를 이용한 원형 또는 다각형으로 형상의 벽 프레임을 포함하는 발광다이오드 제조방법.
- 제 8항에 있어서,상기 기판 위에는 복수개의 반사체가 어레이 형태로 배열되며,상기 각 반사체 내부에는 발광다이오드 칩이 배치되는 발광다이오드 제조방법.
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