KR20100024183A - 발광 다이오드 모듈 - Google Patents

발광 다이오드 모듈

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KR20100024183A
KR20100024183A KR1020080082926A KR20080082926A KR20100024183A KR 20100024183 A KR20100024183 A KR 20100024183A KR 1020080082926 A KR1020080082926 A KR 1020080082926A KR 20080082926 A KR20080082926 A KR 20080082926A KR 20100024183 A KR20100024183 A KR 20100024183A
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 모듈에 관한 것으로, 복수개의 발광 다이오드 패키지들이 히트 싱크 상부에 직접 부착되어 있어 열 경로(Thermal path)를 줄일 수 있으므로, 발광 다이오드에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 열 방출 효율이 증가됨에 따라 발광 다이오드의 수명을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 인쇄회로기판의 하부에 발광 다이오드 패키지들이 실장되는 구조이므로, 기존의 고가의 MCPCB 기판 및 TIM(Thermal Interface Material) 소재를 사용하지 않아도 되기에, 저가의 발광 다이오드 모듈의 제작이 가능한 장점이 있다.
발광, 다이오드, 모듈, 열, 방출, 패키지, 인쇄회로기판

Description

발광 다이오드 모듈 { Light emitting diode module }
본 발명은 열을 효율적으로 방출시킬 수 있는 발광 다이오드 모듈에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode, 이하 LED)는 GaAs, AlGaN, AlGaAs등의 화합물 반도체를 이용하여 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 빛을 발생시키는 반도체 발광소자이다.
그리고, 발광 다이오드는 반도체 레이저에 비해 제조 및 제어가 용이하며, 또 형광등에 비해 장수명이므로, 형광등을 대신하여 차세대 디스플레이 장치의 조명용 광원으로서 부각되고 있다.
최근, 물리적, 화학적 특성이 우수한 질화물을 이용하여 구현된 청색 발광다이오드 및 자외선 발광 다이오드가 등장하였고, 또한 청색 또는 자외선 발광 다이오드와 형광물질을 이용하여 백색광 또는 다른 단색광을 만들 수 있게 됨으로써 발광 다이오드의 응용범위가 넓어지고 있다.
형광물질을 이용한 발광 다이오드 모듈은 청색 또는 자외선 발광 다이오드에서 방출된 광이 형광물질에 입사되어 에너지를 전달하고, 이에 의해 입사된 광보다 긴 파장의 광이 방출됨으로써 백색광 또는 다른 단색광을 만든다.
예컨대, 백색 발광 다이오드 모듈에 있어서는, 적색, 녹색 및 청색 형광물질이 혼합되어 이루어진 형광층이 채용되며, LED 칩에서 방출되는 자외선이 형광물질을 여기하고, 이에 따라 형광물질로부터 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 가시광이 방출된다.
이때, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 가시광은 서로 혼합되어 방출되므로 인간의 눈에는 백색광으로 보이게 되는 것이다.
그리고, 발광다이오드는 여러 응용제품에 다양하게 사용되고 있으며 그 응용 분야 또한 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.
최근에 이러한 발광다이오드의 발광효율이 향상되면서 기존의 조명용으로 사용되던 백열전구, 냉음극형광등, 열 음극형광등 등과 같은 일반조명을 발광다이오드로 대체하려고 하는 노력이 진행 중에 있다.
또한, PDP, LCD-TV 및 프로젝션(Projection)-TV 등의 가격이 하락하면서 평판디스플레이 시장이 크게 증가하고 있으며, 대형 LCD-TV의 판매증가가 뚜렷해지고 있는 실정이며, 고화질 LCD-TV를 위해서 기존 백라이트로 사용되던 냉음극형광등(CCFL)을 발광다이오드로 대체하려는 업체의 기술 경쟁이 가열되고 있다.
또한, 특수 형광등 분야, 특히 저온에서 사용되는 냉장고용 형광등은 저온에서의 발광효율이 크게 떨어져 발광 다이오드 광원으로 대체한 등기구도 출시되었 다.
이러한 대형 LCD-TV의 백라이트용 광원 및 조명등으로 고출력 발광다이오드가 응용되는 경우, 제한된 공간내에서 매우 높은 광휘도를 요구하기 때문에 발광원으로 복수개 구비되는 발광다이오드 광원이 제한된 면적에 집적되는 밀도가 커지면서 발광시 많은 열을 발생시키게 된다.
이에 따라, 발광원인 발광다이오드에서 발생되는 열을 외부로 방출시키지 못하게 되면, 발광다이오드의 수명이 짧아지고 결국에는 응용제품의 성능을 저하시키는 요인으로 작용하였다.
한편, LCD-TV와 같은 디스플레이에 구비되는 백라이트 유닛은 광원의 배치형태에 따라 액정패널의 직하부에 설치된 복수개의 발광다이오드가 빛을 액정패널에 직접 조사하는 직하 발광형(Direct light type)과, 도광판(Light guide pannel)의 가장자리에 설치된 복수개의 발광다이오드가 빛을 조사하고, 도광판을 통하여 굴절되는 빛을 액정패널에 전달하는 가장자리 발광형(Edge light type)으로 분류된다.
LCD-TV용으로 채용되는 백라이트유닛(Back Light Unit ;BLU)은 매우 얇은 두께를 요구하고 있으며, 37“, 40”, 42“, 47” 등의 화면크기를 갖는 대형 LCD-TV용 BLU의 두께는 통상 30~50mm 이며, 화면크기가 크기 때문에 바닥면 전체에 발광다이오드를 부착하는 직하 발광형 백라이트 유닛이 주로 채용된다.
도 1은 일반적인 직하 발광형 백라이트 유닛을 도시한 개략도로서, 직하 발광형 백라이트는 복수개의 발광다이오드(2)를 상부면에 탑재한 발광다이오드 모 듈(1)과, 상기 발광다이오드로부터 미도시된 액정패널측으로 조사되는 빛을 여러방향으로 확산시키는 확산판(3)과, 이를 통과한 빛을 정면시야각으로 모아주는 프리즘시트(4,5) 및 이를 보호하는 보호필름(6)을 포함한다.
이렇게 발광 다이오드 모듈은 백라이트 유닛의 광원으로 사용되고 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 발광 다이오드 모듈의 개략적인 단면도로서, 종래 의 발광 다이오드 모듈은 MCPCB(Metal Core PCB)(13) 상부에 발광 다이오드 패키지들(11,12)가 실장되어 있고, 상기 MCPCB(13)는 열 패드 또는 열 그리스(Grease)와 같은 TIM(Thermal Interface Material)(14)로 히트 싱크(15) 상부에 부착되어 구성된다.
그러므로, 발광 다이오드 패키지는 상기 TIM(14) 및 히트 싱크(15)를 통하여 열방출되기에, 열 경로가 길어져 열방출 효율이 저하된다.
그리고, 열 경로에 존재하는 다양한 소재간의 연결 중에 발생하는 결함들로 인해 열전달에 치명적인 영향을 끼치며, 접속 소재들의 열전도도 역시 낮아 열전달에 나쁜 영향을 미친다.
따라서, 종래의 발광 다이오드 모듈은 열 경로가 길고, 각 접속소재의 열전도도가 상대적으로 낮아 전체적인 열저항이 크고 열전달이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 열방출을 위해 사용하는 MCPCB의 가격이 기존의 PCB 에 비해 월등하게 고가격이며, TIM 소재도 고가격이어서 발광 다이오드 모듈을 제작하기에 소요되는 비용이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 종래의 발광 다이오드 모듈이 열 경로가 길어 열전달이 저하되는 단점과 고가의 구성 부품을 사용함에 따른 고가의 제작 비용이 소요되는 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 바람직한 양태(樣態)는,
복수개의 관통홀들이 형성되어 있는 인쇄회로기판과;
각각의 상부에 렌즈가 형성되어 있으며, 상기 인쇄회로기판의 하부에 실장되고, 상기 렌즈가 상기 관통홀들 각각에 삽입되어 상기 인쇄회로기판 상부에 돌출되어 있는 복수개의 발광 다이오드 패키지들과;
상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들 하부에 부착되어 있는 히트 싱크로 구성된 발광 다이오드 모듈이 제공된다.
본 발명의 바람직한 다른 양태(樣態)는,
복수개의 관통홀들이 형성되어 있는 인쇄회로기판과;
상기 인쇄회로기판의 하부에 실장되고, 상기 복수개의 관통홀들 각각에 노출 되는 복수개의 발광 다이오드 패키지들과;
상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들 하부에 부착되어 있는 히트싱크와;
상기 복수개의 관통홀들 각각을 감싸며, 상기 인쇄회로기판 상부에 형성된 렌즈들로 구성된 발광 다이오드 모듈이 제공된다.
본 발명의 발광 다이오드 모듈은 복수개의 발광 다이오드 패키지들이 히트 싱크 상부에 직접 부착되어 있어 열 경로(Thermal path)를 줄일 수 있으므로, 발광 다이오드에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명은 열 방출 효율이 증가됨에 따라 발광 다이오드의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명은 인쇄회로기판의 하부에 발광 다이오드 패키지들이 실장되는 구조이므로, 기존의 고가의 MCPCB 기판 및 TIM(Thermal Interface Material) 소재를 사용하지 않아도 되기에, 저가의 발광 다이오드 모듈의 제작이 가능한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈의 개략적인 단면도로서, 복수개 의 관통홀들이 형성되어 있는 인쇄회로기판(130)과; 각각의 상부에 렌즈(111,121)가 형성되어 있으며, 상기 인쇄회로기판(130)의 하부에 실장되고, 상기 렌즈(111,121)가 상기 관통홀들 각각에 삽입되어 상기 인쇄회로기판(130) 상부에 돌출되어 있는 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110,120)과; 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110,120) 하부에 부착되어 있는 히트 싱크(160)로 구성된다.
상기 히트 싱크(160) 상부에는 솔더(150)를 통해 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110,120) 하부가 부착되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110,120)는 상기 인쇄회로기판(130)의 하부에 솔더(140)에 의해 실장된다.
또, 상기 인쇄회로기판(130)의 하부에는 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110,120)을 구동시키기 위한 구동칩 및 부품이 실장되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 구성된 본 발명의 발광 다이오드 모듈은 복수개의 발광 다이오드 패키지들이 히트 싱크 상부에 직접 부착되어 있어 열 경로(Thermal path)를 줄일 수 있으므로, 발광 다이오드에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 열 방출 효율이 증가됨에 따라 발광 다이오드의 수명을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
게다가, 본 발명은 인쇄회로기판의 하부에 발광 다이오드 패키지들이 실장되 는 구조이므로, 기존의 고가의 MCPCB 기판 및 TIM(Thermal Interface Material) 소재를 사용하지 않아도 되기에, 저가의 발광 다이오드 모듈의 제작이 가능한 장점이 있다.
한편, 본 발명은 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110,120)에 렌즈가 형성되어 있지 않고, 상기 인쇄회로기판(130)에 렌즈가 형성되는 다른 실시예의 발광 다이오드 모듈을 적용할 수 있다.
즉, 이 실시예의 발광 다이오드 모듈은 복수개의 관통홀들이 형성되어 있는 인쇄회로기판(130)과; 상기 인쇄회로기판(130)의 하부에 실장되고, 상기 복수개의 관통홀들 각각에 노출되는 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110,120)과; 상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들(110,120) 하부에 부착되어 있는 히트 싱크(160)와; 상기 복수개의 관통홀들 각각을 감싸며, 상기 인쇄회로기판(130) 상부에 형성된 렌즈들로 구성된다.
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 인쇄회로기판의 상면도 및 하면도로서, 인쇄회로기판(130)에는 도 4a에 도시된 바와 같이, 복수개의 관통홀들(131)이 형성되어 있다.
전술된 바와 같이, 상기 복수개의 관통홀들(131)에는 복수개의 발광 다이오드 패키지들의 렌즈가 삽입된다.
이때, 하나의 렌즈는 하나의 관통홀에 삽입되는 것이다.
그러므로, 상기 복수개의 관통홀들(131)은 상기 렌즈들을 수용하기 위하여 상기 인쇄회로기판(130)에 형성된 것이다.
결국, 상기 인쇄회로기판(130) 상부에서는 상기 렌즈들이 돌출되어 있고, 상기 발광 다이오드 패키지들에서 출사된 광은 상기 렌즈들을 통하여 상기 인쇄회로기판(130) 상부로 출사되는 것이다.
그리고, 도 4b와 같이, 상기 복수개의 관통홀들(131) 각각에 인접된 인쇄회로기판(130) 하부면에는 상기 발광 다이오드 패키지들과 전기적으로 본딩하기 위한 패드들(130)이 형성되어 있으며, 이들 패드들(130)과 연결된 전극라인(133)이 형성되어 있다.
그러므로, 복수개의 발광 다이오드 패키지들은 패드들을 구비하고 있고, 복수개의 발광 다이오드 패키지들의 패드들은 상기 인쇄회로기판(130)의 하부의 패드들(130)에 본딩되어 상기 인쇄회로기판(130)과 전기적으로 연결되어 실장되는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 인쇄회로기판의 개략적인 단면도로서, 인쇄회로기판(130)은 FR-4와 같은 에폭시 수지판(130a)과; 상기 에폭시 수지판(130a) 하부에 형성되며, 전극 패드 및 전극라인으로 이루어진 패턴(130b)으로 구성된다.
상기 에폭시 수지판(130a)은 FR-4 이외의 재료로 형성된 것도 가능하다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(130)에는 발광 다이오드 패키지의 렌즈가 삽입될 수 있는 관통홀들(131)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 인쇄회로기판(130)의 에폭시 수지판(130a) 상부에는 고반사막(130c)이 코팅되어 있는 것이 바람직하다.
상기 고반사막(130c)은 Ag, Al 및 그의 합금 중 하나로 형성하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 1 실시예의 개략적인 단면도로서, 열 방출부(211)가 형성된 패키지 바디(210)와; 상기 패키지 바디(210)의 열 방출부(211) 상부에 실장된 발광 다이오드 (220)와; 상기 발광 다이오드(220)를 감싸며 상기 패키지 바디(210)에 형성된 렌즈(250)로 구성된다.
여기서, 상기 패키지 바디(210) 상부에는 제 1 패드(231)와; 상기 제 1 패드(231)에 연결된 제 2 패드(233)가 형성되어 있으며, 상기 제 1 패드(231)는 상기 발광 다이오드(220)와 와이어(235) 본딩되어 있고, 상기 제 2 패드(233)는 상기 렌즈(250) 외측에 위치되어 상기 패키지 바디(210) 상면에 노출되도록 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 패드(233)는 인쇄회로기판과 전기적으로 연결된다.
또, 상기 제 1 패드(231)와 제 2 패드(233)는 전극라인(232)으로 연결된다.
또한, 상기 열 방출부(211) 및 후술된 제 2 및 3 실시예의 열 방출부는 상기 패키지 바디(210)를 관통하여 형성된 적어도 하나 이상의 열 비아(Thermal via) 또는 히트 슬러그(Heat slug)인 것이 바람직하다.
상기 히트 슬러그를 적용한 경우, 상기 패키지 바디(210)에는 상기 히트 슬러그가 내장되며, 상기 히트 슬러그의 일면이 상기 패키지 바디(210)의 상면에 노출되어 상기 발광 다이오드(220)에 접하고, 상기 히트 슬러그의 타면은 상기 패키지 바디(210)의 하면에 노출되게 된다.
더불어, 상기 패키지 바디(210)는 세라믹 패키지 바디인 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 1 실시예의 개략적인 상면도로서, 패키지 바디(210) 상부에는 제 2 패드(233) 및 렌즈(250)가 노출되어 있다.
상기 제 2 패드(233)는 도 3에 도시된 인쇄회로기판(130)의 전극 패드와 솔더(Solder)에 의해 본딩되어, 발광 다이오드 패키지가 상기 인쇄회로기판(130)의 하부면에 실장됨과 동시에 전기적으로 연결되는 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 2 실시예의 개략적인 단면도로서, 열 방출부(311)가 형성된 패키지 바디(310)와; 상기 패키지 바디(310)의 열 방출부(311) 상부에 실장된 발광 다이오드(320)와; 상기 발광 다이오드(320) 외측의 패키지 바디(310) 상부에 형성된 링(Ring) 형상의 반사구조(340)와; 상기 발광 다이오드(320)를 감싸며 상기 반사구조(340)에 형성된 렌즈(350)로 구성된다.
상기 패키지 바디(310)는 적층 세라믹 기판인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 패키지 바디(310) 상부에는 상기 발광 다이오드(320)와 전기적으로 연결되는 제 1 패드(331)와; 상기 제 1 패드(331)에 연결된 제 2 패드(333)가 형성되어 있으며, 상기 제 2 패드(333)는 상기 반사구조(340)의 외측에 형성되어 있다.
즉, 상기 반사구조(340) 내측에는 상기 발광 다이오드(320)가 위치되어 있고, 상기 반사구조(340)의 외측에는 상기 제 2 패드(333)가 위치되어 있다.
그리고, 상기 반사구조(340)는 링 형상이기에, 상기 반사구조(340)는 내부에관통홀(341)이 형성되어 있는 것이고, 상기 관통홀(341)의 내측벽은 상기 발광 다이오드(320)에서 출사된 광을 상부로 반사시키기 위한 경사져 있는 것이다.
또, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 패키지 바디(310) 내부에는 상기 제 1과 2 패드(331,333)를 전기적으로 연결하는 전극라인이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 2 실시예의 개략적인 상면도로서, 패키지 바디(310) 상부에는 링 형상의 반사구조(340)가 형성되어 있고, 상기 링 형상의 반사구조(340) 내측에는 렌즈(350)가 위치되어 있다.
그리고, 상기 렌즈(350)의 중심 영역에는 발광 다이오드(320)가 위치된다.
도 10은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지 의 제 3 실시예의 개략적인 단면도로서, 열 방출부(411)가 형성되어 있고, 상부에 리드 프레임(430)이 형성된 패키지 바디(410)와; 상기 패키지 바디(410)의 열 방출부(411) 상부에 실장되고, 상기 리드 프레임(430)과 전기적으로 연결된 발광 다이오드(420)와; 상기 발광 다이오드(420) 외측의 상기 리드 프레임(430) 상부에 절연필름으로 접착된 링(Ring) 형상의 반사구조(440)와; 상기 발광 다이오드(420)를 감싸며 상기 반사구조(440)에 형성된 렌즈(450)로 구성된다.
상기 패키지 바디(410)는 플라스틱 패키지 바디인 것이 바람직하다.
도 11은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 4 실시예의 개략적인 단면도로서, 금속 패키지 바디(510)와; 상기 금속 패키지 바디(510) 상부에 형성되며, 상부에 전극 라인(530)이 형성된 절연막(520)과; 상기 절연막(520) 상부에 실장되며, 상기 전극 라인(530)과 전기적으로 연결된 발광 다이오드(540)와; 상기 발광 다이오드(540) 외측의 상기 전극 라인(530) 및 상기 절연막(520) 상부에 형성된 렌즈(560)로 구성된다.
상기 발광 다이오드(540)와 상기 전극 라인(530)은 와이어(550) 본딩되어 전기적으로 연결하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전극 라인(530)의 일부 영역은 상기 렌즈(560) 내부에 위치되고, 상기 전극 라인(530)의 나머지 영역은 상기 렌즈(560) 외측에 위치되어 노출됨으로써, 인쇄회로기판의 전극라인과 본딩되는 것이다.
상기 전극 라인(530)의 나머지 영역에는 본딩을 위한 패드를 형성하는데, 이 렇게 패드를 형성하는 것은 당연한 것이므로, 더 이상의 설명은 하지 않는다.
도 12a와 12b는 종래의 발광 다이오드 모듈과 본 발명의 발광 다이오드 모듈에서 열전달 효과 분석 시뮬레이션을 수행한 결과를 도시한 도면으로서, 도 2의 구조를 갖는 종래의 발광 다이오드 모듈과 도 3의 구조를 갖는 본 발명의 발광 다이오드 모듈의 열전달 효과 분석 시뮬레이션을 수행한 결과, 종래의 발광 다이오드 모듈(도 12a)보다 본 발명의 발광 다이오드 모듈(12b)이 약 10℃ 이상의 정션 온도(Juction temperature)가 감소되었다.
그러므로, 본 발명의 발광 다이오드 모듈은 열전달이 기존 구조보다 상당히 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 일반적인 직하 발광형 백라이트 유닛을 도시한 개략도
도 2는 종래 기술에 따른 발광 다이오드 모듈의 개략적인 단면도
도 3은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈의 개략적인 단면도
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 인쇄회로기판의 상면도 및 하면도
도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 인쇄회로기판의 개략적인 단면도
도 6은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 1 실시예의 개략적인 단면도
도 7은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 1 실시예의 개략적인 상면도
도 8은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 2 실시예의 개략적인 단면도
도 9는 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 2 실시예의 개략적인 상면도
도 10은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 3 실시예의 개략적인 단면도
도 11은 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈에 적용된 발광 다이오드 패키지의 제 4 실시예의 개략적인 단면도
도 12a와 12b는 종래의 발광 다이오드 모듈과 본 발명의 발광 다이오드 모듈에서 열전달 효과 분석 시뮬레이션을 수행한 결과를 도시한 도면

Claims (15)

  1. 복수개의 관통홀들이 형성되어 있는 인쇄회로기판과;
    각각의 상부에 렌즈가 형성되어 있으며, 상기 인쇄회로기판의 하부에 실장되고, 상기 렌즈가 상기 관통홀들 각각에 삽입되어 상기 인쇄회로기판 상부에 돌출되어 있는 복수개의 발광 다이오드 패키지들과;
    상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들 하부에 부착되어 있는 히트 싱크로 구성된 발광 다이오드 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 관통홀들 각각에 인접된 인쇄회로기판 하부면에는 패드들이 형성되어 있고,
    상기 발광 다이오드 패키지들은 패드들이 구비되어 있고,
    상기 발광 다이오드 패키지들의 패드들은 상기 인쇄회로기판의 하부의 패드들에 본딩되어 상기 발광 다이오드 패키지들은 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되어 실장되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은,
    에폭시 수지판과;
    상기 에폭시 수지판 하부에 형성되며, 전극 패드 및 전극라인으로 이루어진 패턴으로 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 에폭시 수지판 상부에 고반사막이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고반사막은,
    Ag, Al 및 그의 합금 중 하나로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 패키지들 각각은,
    열 방출부가 형성된 패키지 바디와;
    상기 패키지 바디의 열 방출부 상부에 실장된 발광 다이오드와;
    상기 발광 다이오드를 감싸며 상기 패키지 바디에 형성된 렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 패키지 바디 상부에는,
    제 1 패드와 상기 제 1 패드에 연결된 제 2 패드가 형성되어 있고;
    상기 제 1 패드는 상기 발광 다이오드와 와이어 본딩되어 있고, 상기 제 2 패드는 상기 렌즈 외측에 위치되어 상기 패키지 바디 상면에 노출되며;
    상기 제 2 패드는 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 패키지 바디는,
    세라믹 패키지 바디인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 패키지들 각각은,
    열 방출부가 형성된 패키지 바디와;
    상기 패키지 바디의 열 방출부 상부에 실장된 발광 다이오드와;
    상기 발광 다이오드 외측의 패키지 바디 상부에 형성된 링(Ring) 형상의 반사구조와;
    상기 발광 다이오드를 감싸며 상기 반사구조에 형성된 렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 패키지 바디는,
    적층 세라믹 기판인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 패키지들 각각은,
    열 방출부가 형성되어 있고, 상부에 리드 프레임이 형성된 패키지 바디와;
    상기 패키지 바디의 열 방출부 상부에 실장되고, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결된 발광 다이오드와;
    상기 발광 다이오드 외측의 상기 리드 프레임 상부에 절연필름으로 접착된 링(Ring) 형상의 반사구조와;
    상기 발광 다이오드를 감싸며 상기 반사구조에 형성된 렌즈로 구성된 발광 다이오드 모듈.
  12. 청구항 6 내지 11 중 한 항에 있어서,
    상기 열 방출부는,
    상기 패키지 바디를 관통하여 형성된 적어도 하나 이상의 열 비아(Thermal via) 또는 상기 패키지 바디에 내장된 히트 슬러그(Heat slug)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  13. 청구항 6 내지 11 중 한 항에 있어서,
    상기 반사구조는,
    내부에 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 관통홀의 내측에 상기 발광 다이오드에서 출사된 광을 상부로 반사시키기 위한 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 패키지들 각각은,
    금속 패키지 바디와;
    상기 금속 패키지 바디 상부에 형성되며, 상부에 전극 라인이 형성된 절연막과;
    상기 절연막 상부에 실장되며, 상기 전극 라인과 전기적으로 연결된 발광 다이오드와;
    상기 발광 다이오드 외측의 상기 전극 라인 및 상기 절연막 상부에 형성된 렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  15. 복수개의 관통홀들이 형성되어 있는 인쇄회로기판과;
    상기 인쇄회로기판의 하부에 실장되고, 상기 복수개의 관통홀들 각각에 노출되는 복수개의 발광 다이오드 패키지들과;
    상기 복수개의 발광 다이오드 패키지들 하부에 부착되어 있는 히트싱크와;
    상기 복수개의 관통홀들 각각을 감싸며, 상기 인쇄회로기판 상부에 형성된 렌즈들로 구성된 발광 다이오드 모듈.
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