KR20120000739A - 히트싱크가 장착된 ｌｅｄ 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

히트싱크가 장착된 ｌｅｄ 모듈 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20120000739A
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Abstract

본 발명은 히트싱크가 장착된 LED 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, LED칩(130)에서 발생된 열이 전도되는 히트 슬러그(140)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단과 단차를 가지는 단자(150)가 구비되는 단차형 LED 패키지(100); 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 단자(150) 하단 간의 단차에 상당하는 두께를 가지며, 상기 LED 패키지의 단자(150)가 전기적으로 연결되고, 상기 LED 패키지(100)가 실장되는 부분이 상하로 관통형성되는 수지소재 PCB(200); 및 상기 수지소재 PCB의 관통홀(210)을 통해 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 직접 접촉되는 평판형 히트 싱크(300);를 포함하여 구성되는 것을 기술적 요지로 하여, PCB 수지소재를 사용하여 LED 조명기기에 요구되는 방열성능을 만족시킬 수 있으면서도 신뢰성 및 가격경쟁력을 확보할 수 있는 히트싱크가 장착된 LED 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

히트싱크가 장착된 ＬＥＤ 모듈 및 그 제조방법{LED module on heat sink and method of manufacturing the same}
본 발명은 히트싱크가 장착된 LED 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 패키지와 인쇄회로기판으로 구성되는 히트싱크가 장착된 LED 모듈에 히트 싱크를 결합하여 LED 발열에 따른 성능저하를 해결가능한 히트싱크가 장착된 LED 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(이하 LED라 칭한다)를 이용한 조명기기는 낮은 전력소모와 장수명이라는 특성으로 인해 차세대 광원으로서 최근 크게 주목받고 있으며, 발열에 따른 온도제어를 위해, 히트 싱크 및 인쇄회로기판(이하 PCB) 등의 요소에 다양한 기술을 접목하여, 열적 성능의 기준을 만족시키는 동시에 가격경쟁력을 확보하기 위한 노력이 기울여지고 있다.
LED의 광속이 증가함에 따라 LED 조명기기의 발열량도 증가하게 되어, 그 방열성능을 안정적으로 확보하기 위한 일환으로, 열전도도가 높은 고가의 금속소재(알루미늄 등)을 사용한 금속 인쇄회로기판(이하 MPCB)이 주로 사용되고 있으나, 가격경쟁력을 확보하는데 어려움이 있으며, MPCB내의 절연층으로 인해 높은 열전도도의 금속소재의 특성을 적절히 이용하지 못하는 단점을 지니고 있다.
이러한 단점을 보완하고자 제안된 종래기술로써, 쓰루홀(through hole)방식의 수지소재 PCB가 있으며, LED칩과 연결되는 일측부와 히트 싱크와 연결되는 타측부가 관통되도록 천공형성하고, 열전도성 전기절연 소재로 충진하여, LED 칩에서 발생된 열이 전도되는 히트 슬러그에 결합된 금속박과, 히트 싱크에 결합된 금속박을 연결시킨 구조를 가진다.
그러나, PCB에 천공을 형성하는 공정, 열전도성 소재를 천공에 주입하는 등의 추가 공정 및 소재 주입 등으로 인해 가격 경쟁력을 확보하기 어려운 한계가 있으며, 이를 극복하고자 제안된 종래기술 중 하나로, 한국특허등록 제612400호의 LED 어레이용 인쇄회로기판과 이를 광원으로 이용한 액정표시장치용 백라이트 모듈에 대해 간단히 설명하기로 한다.
상기 종래기술은, 도 1에 도시된 바와 같이, 금속 덩어리(4)가 내측에 설치되어 있는 LED 패키지(2)와, 상기 금속 덩어리(4)와 마주하는 홀(8)이 뚫려 있으며 상기 패키지(2)가 장착되는 인쇄회로 기판(6)과, 상기 홀(8)에 삽입되는 돌출부(10)를 갖추고 있으며 상기 기판(6)과 접촉하는 상태로 위치하는 방열판(12)으로 이루어진 구조를 가진다.
상기 종래기술은 PCB상의 LED 패키지 위치에 해당하는 지점에 구멍을 가공하고, 히트 싱크를 그 내부로 돌출시켜 LED 패키지의 히트 슬러그와 접촉시킴으로써 수지소재 PCB의 사용 가능성을 확보하고자 하였으나, 히트 싱크 상면에 돌출부를 형성하는 번거로운 공정을 추가로 거쳐야 하는 문제점이 있다.
히트 싱크 상면에 돌출부를 형성함에 있어서는, 돌출부만을 별도로 제작하여 히트 싱크 상면에 접합시키는 극히 주의가 요구되는 미세 공정을 거치거나, LED 조명기기의 다양한 어레이 패턴, 형상, 사이즈 각각에 대응되게 금형을 제작하는 금형 설계 및 제조공정, 금형을 이용한 사출공정 등을 추가로 거쳐야 하므로, 실질적으로 가격 경쟁력을 확보하기 어렵다는 한계가 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, PCB 수지소재를 사용하여 LED 조명기기에 요구되는 방열성능을 만족시킬 수 있으면서도 신뢰성 및 가격경쟁력을 확보할 수 있는 구조의 히트싱크가 장착된 LED 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, LED칩(130)에서 발생된 열이 전도되는 히트 슬러그(140)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단과 단차를 가지는 단자(150)가 구비되는 단차형 LED 패키지(100); 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 단자(150) 하단 간의 단차에 상당하는 두께를 가지며, 상기 LED 패키지의 단자(150)가 전기적으로 연결되고, 상기 LED 패키지(100)가 실장되는 부분이 상하로 관통형성되는 수지소재 PCB(200); 및 상기 수지소재 PCB의 관통홀(210)을 통해 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 직접 접촉되는 평판형 히트 싱크(300);를 포함하여 구성되는 히트싱크가 장착된 LED 모듈을 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 LED 패키지의 단자(150)는, 상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지면, 측방향으로 수평되게 연장형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 LED 패키지의 단자(150)는, 상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께보다 작은 단차를 가지면, 상기 수지소재 PCB(200)와의 전기적 연결부(153)와 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지도록 상측 및 수평방향으로 다단 절곡되는 절곡부(152)가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 히트 싱크(300)간의 접촉부에는 열전도 접착제(TIM: Thermal Interface Material)(400)가 도포되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 열전도 접착제(400)는, 상기 LED 패키지(100) 또는 수지소재 PCB(200)와, 히트 싱크(300)간의 기계적 체결에 의해 두께 및 접착 압력이 조정되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 단자(150) 하단 간의 단차에 상당하는 두께를 가지는 수지소재 PCB(200)의, 상기 LED 패키지(100)의 하부에 대응되는 위치에 관통홀(210)을 형성하는 PCB홀가공단계; 상기 히트 슬러그(140)가 형성된 상기 LED 패키지(100)의 하부가 상기 수지소재 PCB의 관통홀(210)을 관통하도록 상기 LED 패키지(100)를 표면실장하는 LED실장단계; 및 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140) 하단이 히트 싱크(300)의 평탄한 상면에 접촉되도록 상기 LED 패키지(100) 및 수지소재 PCB(200)를 상기 히트 싱크(300)에 결합하는 히트싱크결합단계;를 포함하여 구성되는 히트싱크가 장착된 LED 모듈 제조방법을 다른 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 관통홀(210)은, 상기 LED 패키지(100) 하부의 단면적에 대응되는 형상을 가지며, 공차를 고려하여 상기 LED 패키지(100) 하부의 단면적 보다 큰 사이즈로 가공되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 히트싱크결합단계에서는, 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 히트 싱크(300) 간의 접촉부에 열전도 접착제(TIM: Thermal Interface Material)(400)를 도포하여 열저항을 저감시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 LED 패키지(100) 또는 수지소재 PCB(200)와, 히트 싱크(300)를 기계적으로 체결하여, 상기 열전도 접착제(400)의 두께 및 접착 압력을 조정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 LED 패키지의 단자(150)의 상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께보다 작은 단차를 가지면, 상기 LED실장단계 이전에, 상기 LED 패키지의 단자(150)를 상측으로 절곡(up-bending)하여, 상기 수지소재 PCB(200)와의 전기적 연결부(153)와 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지도록 보정하는 단자절곡단계;를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, LED 패키지의 히트 슬러그가 수지소재 PCB를 통과하여 히트 싱크에 직접 접촉하게 되므로, 낮은 열전도도를 가진 수지소재 PCB를 이용하면서도, 방열성능을 획기적으로 개선할 수 있어, 저가의 수지소재 PCB를 사용하여 고출력 LED 조명을 구현할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 돌출형 히트 싱크를 이용하는 것과 비교하여, 히트 싱크의 특정부위를 돌출시키기 위한 별도의 공정이 필요없으므로 금형을 추가로 설계, 제작하는 것과 같은 공정을 하는데 소요되는 생산력을 절약할 수 있으며, 평판형의 히트 싱크를 사용하여 LED 패키지 어레이의 형상, 사이즈 등에 무관하게 즉각적으로 광범위하게 적용가능하다는 다른 효과가 있다.
그리고, LED 패키지 히트 슬러그와 히트 싱크간의 접촉면에 높은 열전도성의 열전달 물질로 구성되는 열전도 접착제를 도포함으로써, 기존의 MPCB를 적용한 LED 조명기기에 비해 보다 우수한 방열성능을 구현할 수 있다는 또 다른 효과가 있다.
이에 따라, 저가의 수지소재 PCB를 적용하여 우수한 방열성능을 구현가능하며, 히트 싱크의 접촉면에 추가공정을 할 필요가 없어 이에 상당하는 시간과 비용을 절약할 수 있으므로, LED 조명기기의 신뢰성 및 가격경쟁력을 확보할 수 있다는 또 다른 효과가 있다.
도 1 - 종래기술에 따른 LED 어레이용 인쇄회로기판과 이를 광원으로 이용한 액정표시장치용 백라이트 모듈의 요부종단면도
도 2 - 본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈에 적용되는 LED 패키지의 제1실시예를 도시한 정면 개략도
도 3 - 도 2의 LED 패키지가 적용된 LED 모듈의 제1실시예를 도시한 요부종단면도
도 4 - 본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈에 적용되는 LED 패키지의 다른 실시예를 도시한 정면 개략도
도 5 - 도 4의 LED 패키지가 적용된 LED 모듈의 제1실시예를 도시한 요부종단면도
도 6 - 관통홀이 형성된 수지소재 PCB의 제1실시예를 도시한 사시도
도 7 - 방열성능 시험을 위한 샘플의 형상 및 온도 측정 위치를 도시한 개념도
도 8 - 도 7에 따른 온도 측정 결과를 MPCB를 적용한 결과와 비교하여 표시한 그래프
이하에서는, 상기의 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈 및 그 제조방법에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈은, LED 패키지(100), 수지소재 PCB(200), 히트 싱크(300)로 이루어진 구성을 가지는 LED 모듈에 관한 것으로, 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)가 상기 수지소재 PCB(200)를 통과하여 상기 히트 싱크(300)에 직접 접촉된 구조를 가진다.
상기 LED 패키지(100)에는, LED칩(130)에서 발생된 열이 전도되는 히트 슬러그(140)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단과 단차를 가지도록 상기 LED 패키지의 본체(120)로부터 측방향으로 돌출형성되는 단자(150)가 구비되어, 상기 히트 슬러그(140)는 상기 LED 패키지(100)의 하부 중앙부, 상기 단자(150)는 상기 LED 패키지(100)의 하부 가장자리부에서 각각 상기 히트 싱크(300)와 수지소재 PCB(200)에 접촉된다.
상기 수지소재 PCB(200)는, 상기 히트 슬러그(140)의 하단과 단자(150)의 하단 간의 단차에 상당하는 두께를 가지며, 상기 LED 패키지의 단자(150)가 그 상면에 전기적으로 연결되고, 상기 LED 패키지(100)가 실장되는 부분이 상하로 관통형성된다.
상기 히트 싱크(300)는, 상기 LED 패키지(100) 및 수지소재 PCB(200)가 결합되는 상면이 평탄한 형상을 가지며, 이에 따라 상기 수지소재 PCB(200)에 상기 LED 패키지(100)가 실장된 상태에서 상기 히트 싱크(300)에 결합되면, 상기 수지소재 PCB의 관통홀(210)을 통해 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140) 하단이 상기 히트 싱크(300)의 상면과 직접 접촉되게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 LED 패키지의 단자(150)의 상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)의 하단과, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지는 경우, 상기 LED 패키지의 단자(150)는 측방향으로 수평되게 연장형성되는 간결한 구조로, 도 3에 도시된 바와 같은 결합구조를 구현가능하다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 LED 패키지의 단자(150)의 상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)의 하단과, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께보다 작은 단차를 가지거나, 오히려 상기 단자의 연결부(151)가 상기 히트 슬러그(140)의 하단 보다 낮은 변위를 가지는 경우, 또는 단차가 작아 이에 해당되는 얇은 PCB를 적용하기에는 안정적인 구조성을 구현하기 어려운 경우에는, 상기 단자(150)를 굴곡시키는 간단한 공정에 의해 본 발명을 안정적으로 적용가능하다.
상기 LED 패키지의 단자(150)상에, 상측(up-bending) 및 수평방향으로 다단절곡되는 절곡부(152)를 형성하는 것에 의해, 상기 수지소재 PCB(200)와의 전기적 연결부(153)와 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지도록 간단히 보정함으로써, 도 5에 도시된 바와 같은 결합구조를 구현가능하다.
상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 히트 싱크(300)간의 접촉부에, 높은 열전도성의 열전달 물질로 구성되는 열전도 접착제(TIM: Thermal Interface Material)(400)를 도포하면, 상기 히트 슬러그(140)로부터 상기 히트 싱크(300)로의 열전도가 보다 원활하게 이루어지면서, 상기 히트 슬러그(140)와 히트 싱크(300)간의 접촉단면상에서의 과도한 온도차 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 적용 용도, 조건, 구조, 형태, 소재 등을 고려하여 보다 적정한 접착 소재를 선택하는 이외에도, 상기 LED 패키지(100) 또는 수지소재 PCB(200)상에 체결홀(220) 등을 형성하고, 볼트, 리벳 등을 이용하여 상기 히트 싱크(300)상에 기계적으로 체결하는 것에 의해, 상기 열전도 접착제(400)의 두께 및 접착 압력 또한 적정하게 조정함으로써, 열저항을 최소한으로 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈 제조방법은, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈을 제조하는 방법에 관한 것으로, PCB홀가공단계, LED실장단계, 히트싱크결합단계로 이루어진 구성을 가진다.
상기 PCB홀가공단계에서는, 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 단자(150)간의 수직높이 차, 즉, 단차에 상당하는 두께를 가지는 수지소재 PCB(200)를 채택하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 LED 패키지(100)의 하부에 대응되는 위치에 상기 관통홀(210)을 형성한다.
상기 관통홀(210)은 상기 히트 슬러그(140)가 형성된 상기 LED 패키지(100)의 하부가 내부에 삽입 또는 통과가능하도록, 상기 LED 패키지(100) 하부의 단면적에 대응되는 형상으로 천공되며, 제작 오차, 조립 오차 등 공차를 고려하여 상기 LED 패키지(100) 하부의 단면적 보다 큰 사이즈로 가공한다.
상기 LED실장단계에서는, 상기 히트 슬러그(140)가 형성된 상기 LED 패키지(100)의 하부가 상기 수지소재 PCB의 관통홀(210) 내부에 위치하도록 조립하면서, 상기 LED 패키지의 단자(150)를 리드(lead)에 의해 패키지 솔더 랜드(solder land of LED package)상에 전기적으로 연결하며, 상기 LED 패키지(100)를 상기 수지소재 PCB(200)에 표면실장한다.
상기 히트싱크결합단계에서는, 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140) 하단이 히트 싱크(300)의 평탄한 상면에 접촉되도록 상기 LED 패키지(100) 및 수지소재 PCB(200)를 상기 히트 싱크(300)에 결합하며, 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 히트 싱크(300) 간의 접촉부에는 열전도 접착제(TIM: Thermal Interface Material)(400)를 도포하여 열저항을 저감시키도록 한다.
상기 히트싱크결합단계에서 상기 수지소재 PCB의 체결홀(220), 볼트, 리벳 등을 이용해 상기 LED 패키지(100) 또는 수지소재 PCB(200)와, 히트 싱크(300)를 기계적으로 체결하면, 상기 LED 패키지(100) 또는 수지소재 PCB(200)와, 히트 싱크(300)간의 상대 거리를 조정하는 것에 의해, 상기 열전도 접착제(400)의 두께 및 접착 압력을 조정할 수 있다.
그리고, 상기 LED 패키지의 단자(150)의 상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께보다 작은 단차를 가지면, 상기 LED실장단계 이전에, 상기 LED 패키지의 단자(150)를 상측으로 절곡(up-bending)시키는 단자절곡단계를 통해, 상기 수지소재 PCB(200)와의 전기적 연결부(153)와 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지도록 보정할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 6개의 상기 LED 패키지(100)로 이루어진 구조로, 8.2W/mK의 열전도도를 가지는 상기 열전도 접착제(400)를 채택하여, 본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈을 제조하고, 직류 27.9V, 260㎃의 동일 전류 조건, 한 변의 길이가 1m인 정방형의 공간내에서, 대기온도 25℃의 환경상에서, 도 7의 1, 2, 3, 4에 해당되는 위치에서 온도를 측정하였으며, MPCB를 적용한 실시예와 비교하였다.
본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈(그래프 상 POH(package on heat sink))과 MPCB를 적용한 온도측정 시험결과는, 도 8에 도시된 바와 같이, 1지점에서는 75℃, 2지점에서는 74℃, 4지점에서도 74℃로 동일하게 측정되고, 3지점에서는 MPCB을 적용한 것 보다 본 발명이 약3℃ 낮게 측정되며, 이로부터, 본 발명의 적용결과가 MPCB를 적용한 것과 동일하거나, 적절한 열전도 접착제(400)를 채택함으로써 보다 우수한 방열성능을 구현할 수도 있음을 확인할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 히트싱크가 장착된 LED 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)가 상기 수지소재 PCB(200)를 통과하여 상기 히트 싱크(300)에 직접 접촉하게 되므로, 낮은 열전도도를 가진 수지소재 PCB를 이용하면서도, 방열성능을 획기적으로 개선할 수 있어, 저가의 수지소재 PCB를 사용하여 고출력 LED 조명을 구현할 수 있다.
돌출형 히트 싱크를 이용하던 기존의 기술과 비교하여, 금형을 일일이 설계, 제작하는 등 히트 싱크의 특정부위를 돌출시키기 위한 별도의 번거로운 추가 공정을 거칠 필요 없이, 평판형의 상기 히트 싱크(300)를 사용하여 LED 패키지 어레이의 형상, 사이즈 등에 무관하게 즉각적으로 광범위하게 적용할 수 있다.
그리고, 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 히트 싱크(150)간의 접촉면에 높은 열전도성의 열전달 물질로 구성되는 상기 열전도 접착제(400)를 도포함으로써, 기존의 MPCB를 적용한 LED 조명기기에 비해 보다 우수한 방열성능을 구현할 수 있다.
이에 따라, 저가의 수지소재 PCB를 적용하여 우수한 방열성능을 구현가능하며, 상기 히트 싱크(300)의 접촉면에 추가공정을 할 필요가 없어 이에 상당하는 시간과 비용을 절약할 수 있으므로, LED 조명기기의 신뢰성 및 가격경쟁력을 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
100 : LED 패키지 120 : 본체
130 : LED칩 140 : 히트 슬러그
150 : 단자 151 : 본체 연결부
152 : 절곡부 153 : PCB 연결부
200 : 수지소재 PCB 210 : 관통홀
220 : 체결홀 300 : 히트 싱크
400 : 열전도 접착제

Claims (10)

  1. LED칩(130)에서 발생된 열이 전도되는 히트 슬러그(140)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단과 단차를 가지는 단자(150)가 구비되는 단차형 LED 패키지(100);
    상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 단자(150) 하단 간의 단차에 상당하는 두께를 가지며, 상기 LED 패키지의 단자(150)가 전기적으로 연결되고, 상기 LED 패키지(100)가 실장되는 부분이 상하로 관통형성되는 수지소재 PCB(200); 및
    상기 수지소재 PCB의 관통홀(210)을 통해 상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 직접 접촉되는 평판형 히트 싱크(300);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED 패키지의 단자(150)는,
    상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지면, 측방향으로 수평되게 연장형성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 LED 패키지의 단자(150)는,
    상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께보다 작은 단차를 가지면, 상기 수지소재 PCB(200)와의 전기적 연결부(153)와 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지도록 상측 및 수평방향으로 다단 절곡되는 절곡부(152)가 형성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 히트 싱크(300)간의 접촉부에는 열전도 접착제(TIM: Thermal Interface Material)(400)가 도포되는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 열전도 접착제(400)는,
    상기 LED 패키지(100) 또는 수지소재 PCB(200)와, 히트 싱크(300)간의 기계적 체결에 의해 두께 및 접착 압력이 조정되는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈.
  6. LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 단자(150) 하단 간의 단차에 상당하는 두께를 가지는 수지소재 PCB(200)의, 상기 LED 패키지(100)의 하부에 대응되는 위치에 관통홀(210)을 형성하는 PCB홀가공단계;
    상기 히트 슬러그(140)가 형성된 상기 LED 패키지(100)의 하부가 상기 수지소재 PCB의 관통홀(210)을 관통하도록 상기 LED 패키지(100)를 표면실장하는 LED실장단계; 및
    상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140) 하단이 히트 싱크(300)의 평탄한 상면에 접촉되도록 상기 LED 패키지(100) 및 수지소재 PCB(200)를 상기 히트 싱크(300)에 결합하는 히트싱크결합단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 관통홀(210)은,
    상기 LED 패키지(100) 하부의 단면적에 대응되는 형상을 가지며, 공차를 고려하여 상기 LED 패키지(100) 하부의 단면적 보다 큰 사이즈로 가공되는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 히트싱크결합단계에서는,
    상기 LED 패키지의 히트 슬러그(140)와 히트 싱크(300) 간의 접촉부에 열전도 접착제(TIM: Thermal Interface Material)(400)를 도포하여 열저항을 저감시키는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 LED 패키지(100) 또는 수지소재 PCB(200)와, 히트 싱크(300)를 기계적으로 체결하여, 상기 열전도 접착제(400)의 두께 및 접착 압력을 조정하는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 LED 패키지의 단자(150)의 상기 LED 패키지 본체(120)와의 연결부(151)와, 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가, 상기 수지소재 PCB(200)의 두께보다 작은 단차를 가지면, 상기 LED실장단계 이전에, 상기 LED 패키지의 단자(150)를 상측으로 절곡(up-bending)하여, 상기 수지소재 PCB(200)와의 전기적 연결부(153)와 상기 히트 슬러그(140)의 하단간의 거리가 상기 수지소재 PCB(200)의 두께에 상당하는 단차를 가지도록 보정하는 단자절곡단계;
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히트싱크가 장착된 LED 모듈 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107509360A (zh) * 2017-08-01 2017-12-22 青岛罗博飞海洋技术有限公司 一种水下设备散热装置
CN108172679A (zh) * 2018-01-31 2018-06-15 吴相勇 灯具、直插式led灯珠及制造方法

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