KR20120062418A - Ｌｅｄ모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED모듈에 관한 것으로서, 다수의 전극 패드가 형성되고 상기 각 전극 패드와 연결된 회로패턴이 인쇄 형성된 인쇄회로기판과, 상기 전극 패드에 단자들이 접합 되어 상기 인쇄회로기판상에 실장되는 LED칩과, 상기 회로패턴과 연결되고 상기 인쇄회로기판의 상하를 관통하는 스루홀의 가장자리에 형성된 용융 패드와, 상기 LED칩에 전원을 공급하도록 외부전원과 연결되고 상기 스루홀에 삽입되며 상기 용융 패드와 용융 접합에 의해 상기 스루홀에 고정되어 상기 인쇄회로기판상에 실장 되는 리드핀이 마련된 커넥터를 구비한다.
본 발명에 따른 LED모듈에 의하면 전원 공급용 커넥터를 인쇄회로기판에 고정하기 위해 리드핀을 인쇄회로기판의 저면에서 납땜고정하고 인쇄회로기판의 저면으로 돌출된 리드핀의 하부를 제거하는 공정이 생략됨으로써 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

ＬＥＤ모듈{Light emmiting diode module}

본 발명은 LED모듈에 관한 것으로 외부로부터 전원을 공급받아 기판상에 실장된 전기부품에 전원을 공급되게 하는 커넥터가 인쇄회로기판에 실장된 구조를 갖는 LED모듈에 관한 것이다.

인쇄회로기판에는 각종 전기부품들이 설치되는데 대표적인 예로는 조명을 위한 LED램프의 리드 프레임을 인쇄회로기판의 상하를 관통하는 스루홀에 삽입하고 기판의 저면에서 리드핀을 납땜하여 설치하거나, LED칩들을 인쇄회로기판의 표면상에 실장하는 것이 일반적이다.

이러한 인쇄회로기판에는 LED칩 또는 LED램프를 포함한 각종 전기부품들에 전원을 공급하거나 다른 전기부품들과의 연결을 위한 커넥터가 설치된다.

이러한 커넥터는 암커넥터와 수커넥터로 구분되며, 암커넥터와 수커넥터는 서로 대응되는 것으로 일반적으로 수커넥터가 암커넥터에 삽입결합되고, 암커넥터가 인쇄회로기판상에 설치된다. 암커넥터에는 인쇄회로기판상의 전극패턴에 전기접속되는 각각의 단자핀이 형성되어 있으며 단자핀의 일부는 암커넥터의 하우징 내부에 절곡된 상태로 내장되어 있고 나머지 일부는 하우징의 외부로 돌출되어 인쇄회로기판에 마련된 스루홀에 삽입된다. 스루홀에 삽입된 단자핀은 인쇄회로기판의 저면에서 납땜을 통해 고정되며 인쇄회로기판의 저면으로 돌출되는 부분은 제거된다.

이와 같이 인쇄회로기판상에 각종 전기부품을 실장하고 전원 커넥터를 설치하는 과정에는 커넥터의 단자핀을 납땜 이음하는 공정과, 각종 전기부품들을 기판의 표면에 실장시키는 공정을 거쳐야 하므로 하나의 모듈을 제작하는데 서로 다른 공정이 요구된다. 즉, 모듈의 제조과정이 복잡해지고 각각의 공정에 필요한 장비들 또한 별도로 구비되어야 하므로 모듈의 제조 단가가 증가하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인쇄회로기판에 커넥터를 설치하는데 인쇄회로기판의 저면에서 커넥터의 리드핀을 납땜 이음하는 과정과 인쇄회로기판 저면으로 돌출된 리드핀의 하단을 제거하는 공정을 생략하여 모듈의 제작 시간 및 복잡성을 줄일 수 있는 LED모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED모듈은 다수의 전극 패드가 형성되고 상기 각 전극 패드와 연결된 회로패턴이 인쇄 형성된 인쇄회로기판과, 상기 전극 패드에 단자들이 접합 되어 상기 인쇄회로기판상에 실장되는 LED칩과, 상기 회로패턴과 연결되고 상기 인쇄회로기판의 상하를 관통하는 스루홀의 가장자리에 형성된 용융 패드와, 상기 LED칩에 전원을 공급하도록 외부전원과 연결되고 상기 스루홀에 삽입되며 상기 용융 패드와 용융 접합에 의해 상기 스루홀에 고정되어 상기 인쇄회로기판상에 실장 되는 리드핀이 마련된 커넥터를 구비한다.

상기 용융 패드는 상기 인쇄회로기판의 상면으로부터 스루홀의 내측면까지 확장 형성된다.

상기 리드핀에는 상기 스루홀에 삽입되는 깊이를 제한하는 스토퍼가 형성된다.

상기 스토퍼는 상기 용융 패드와 용융 접합 될 수 있게 납과 주석, 은, 구리, 인, 금, 니켈 중 적어도 하나 이상이 혼합된 합금으로 이루어진다.

본 발명에 따른 LED모듈에 의하면 전원 커넥터를 인쇄회로기판에 고정하기 위해 리드핀을 인쇄회로기판의 저면에서 납땜고정하고 인쇄회로기판의 저면으로 돌출된 리드핀의 하부를 제거하는 공정이 생략됨으로써 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED모듈의 제1실시 예를 나타낸 부분 분리 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 LED모듈의 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 LED모듈의 제2실시 예를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명에 다른 LED모듈의 제3실시 예를 나타낸 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LED모듈에 대하여 더욱 자세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 LED모듈이 도시되어 있다.

도 1을 참조하면 LED모듈은 인쇄회로기판(100)과, LED칩(200)과, 용융 패드(300)와, 소켓형 커넥터(400)를 구비한다.

인쇄회로기판(100)의 상면(100a)에는 도전성 물질로 이루어지고, 소정의 패턴을 가지며, LED칩(200)의 전극 단자(210)들과 용융 접합 되는 전극 패드들이 다수 마련되며, 각 전극 패드에 연결되어 전기신호를 전달하는 회로패턴이 형성되어 있다. 그리고, 인쇄회로기판(100)의 상면(100a) 일 측에는 상하를 관통하는 스루홀(130)이 마련되고, 스루홀(130)의 가장자리를 감싸는 방향으로 형성된 용융 패드(300)가 마련되어 있다.

용융 패드(300)는 후술 되는 소켓형 커넥터(400)의 리드핀(410)과 용융 접합 되어 소켓형 커넥터(400)를 인쇄회로기판(100)상에 실장시키기 위한 것으로, 전기전도성을 갖는 금속 소재로 형성되고, 도 1에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(100)의 스루홀(130)을 감싸는 형상으로 스루홀(130)의 가장자리 부분을 따라 인쇄회로기판(100)의 상면(100a)에 적층 또는 코팅형성된다.

용융 패드(300)는 금속 상호간을 이음 결합시키는데 사용되는 땜납으로 융점이 비교적 낮은 납-주석계 합금의 연랍(soft solder) 또는 연랍에 비하여 녹는점이 높고 충격에 견디는 힘이 강한 구리-아연 합금인 황동납, 금-은-구리의 3가지 원소들이 혼합된 합금인 금랍, 구리-은 합금 또는 이것에 아연?주석?카드뮴 등을 첨가한 은랍을 포함하는 경랍(hard solder) 등을 적용할 수 있다.

인쇄회로기판(100)에는 LED칩(200)에 전원을 공급하도록 스루홀(130)에 삽입된 상태에서 용융 패드(300)와 용융 접합 되어 회로패턴에 전기신호를 전달하기 위한 리드핀(410)이 마련된 소켓형 커넥터(400)가 설치된다.

도면에 도시되어 있지 않지만, 인쇄회로기판(100)의 타 측에는 다수의 인쇄회로기판(100)을 연결하여 사용할 수 있게 일 측에 설치되는 소켓형 커넥터(400)와 끼움 접속되는 플러그형 커넥터(500)를 인쇄회로기판(100)상에 설치할 수도 있다.

소켓형 커넥터(400)는 다수의 제1접속핀(미도시)들이 마련된 플러그형 커넥터(500)가 끼워지는 것으로 다수의 제1접속핀들과 각각 접촉되는 제2접속핀(430)들과, 제2접속핀(430)들을 지지하는 소켓하우징(420)을 포함하고, 각 제2접속핀(430)들과 연결되고 하우징(420)의 하방으로 연장되며 인쇄회로기판(100)에 마련된 스루홀(130)에 삽입되어 회로패턴으로 전원이 공급되게 용융 패드(300)와 접합 되는 리드핀(410)을 포함하여 이루어진다.

본 실시 예에서는 2개의 제1접속핀을 갖는 플러그형 커넥터(500)와 끼움 결합될 수 있게 2개의 제2접속핀(430)을 갖는 소켓형 커넥터(400)가 적용되었지만, 이와는 다르게 다수의 제1접속핀들과 제2접속핀(430)들을 갖는 구조의 것이 적용될 수도 있다. 이 경우, 인쇄회로기판(100)에는 제2접속핀(430)의 개수에 대응되는 개수의 스루홀(130)이 마련된 것이 적용된다.

소켓형 커넥터(400)의 리드핀(410)은 인쇄회로기판(100)에 마련된 스루홀(130)에 삽입된 상태에서 용융 패드(300)와 용융 접합 되되 리드핀(410)의 하부(410b)가 인쇄회로기판(100)의 저면으로 노출되지 않게 스루홀(130)에 소정의 깊이로 삽입된다. 여기서 리드핀(410)은 도시된 바와 같이 단면형상이 사각형으로 형성될 수도 있고, 다각 또는 원형으로 형성될 수도 있다.

리드핀(410)의 외주면에는 스루홀(130)에 삽입되는 깊이를 제한하여 리드핀(410)의 하부(410b)가 인쇄회로기판(100)의 저면(100b) 보다 돌출되지 않게 리드핀(410)의 하단으로부터 상방으로 소정거리 이격된 위치에 스토퍼(411)가 형성되며, 리드핀(410)의 하단과 스토퍼(411) 사이의 거리는 스루홀(130)의 깊이보다 작거나 동일한 길이로 형성시키는 것이 바람직하다.

스토퍼(411)는 용융 패드(300)의 융점보다 높은 융점을 갖는 재질로 형성시킬 수도 있고 이와는 다르게 용융 패드(300)의 융점과 동일한 온도에서 용융될 수 있게 용융 패드(300)와 동일한 물질 및 성분비를 갖는 합금으로 형성될 수도 있다.

이와는 다르게 스루홀(130)에 삽입되는 깊이를 제한하도록 리드핀(410)의 상부(410a)를 스루홀(130)의 직경보다 크게 형성시키고 하부(410b)를 스루홀(130)의 직경과 동일하거나 더 작은 직경을 갖도록 형성시킬 수도 있다.

이러한 리드핀(410)의 구조는 단이 형성된 구조로 리드핀(410)을 스루홀(130)에 삽입된 상태로 지지되게 하는 별도의 지지구를 생략할 수 있다.

이를 위해 리드핀(410)의 하부(410b)는 인쇄회로기판(100)의 상하폭보다 작거나 동일한 길이로 형성시키는 것이 바람직하다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(100)에는 스루홀(130)의 가장자리로부터 스루홀(130)의 내측면까지 연장되는 용융 패드(300)를 형성시킬 수 있다. 이러한 구조의 용융 패드(300)가 마련된 스루홀(130)에 리드핀(410)이 삽입되면 리드핀(410)의 상부(410a) 하단은 인쇄회로기판(100)의 상면에 형성된 용융 패드(300)와 접촉되고, 하부(410b) 외주면은 스루홀(130)의 내측면에 형성된 용융 패드(300)와 접촉되거나 미세한 간격으로 이격된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 LED모듈에 의하면 커넥터를 인쇄회로기판(100)에 고정하기 위해 리드핀(410)을 인쇄회로기판(100)의 저면에서 납땜하고 인쇄회로기판(100)의 저면으로 돌출된 리드핀(410)의 하부(410b)를 제거하는 공정이 생략됨으로써 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

100 : 인쇄회로기판 110 : 전극패드
120 : 회로패턴 130 : 스루홀
200 : LED칩 300 : 용융패드
400 : 소켓형 커넥터 410 : 리드핀
411 : 스토퍼 420 : 하우징
430 : 제2접속핀 500 : 플러그형 커넥터

Claims (4)

1. 다수의 전극 패드가 형성되고 상기 각 전극 패드와 연결된 회로패턴이 인쇄 형성된 인쇄회로기판과;
   상기 전극 패드에 단자들이 접합 되어 상기 인쇄회로기판상에 실장되는 LED칩과;
   상기 회로패턴과 연결되고 상기 인쇄회로기판의 상하를 관통하는 스루홀의 가장자리에 형성된 용융 패드와;
   상기 LED칩에 전원을 공급하도록 외부전원과 연결되고 상기 스루홀에 삽입되며 상기 용융 패드와 용융 접합에 의해 상기 스루홀에 고정되어 상기 인쇄회로기판상에 실장 되는 리드핀이 마련된 커넥터를; 구비하는 것을 특징으로 하는 LED모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 용융 패드는 상기 인쇄회로기판의 상면으로부터 스루홀의 내측면까지 확장 형성된 것을 특징으로 하는 LED모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 리드핀에는 상기 스루홀에 삽입되는 깊이를 제한하는 스토퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 LED모듈.
4. 제3항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 용융 패드와 용융 접합 될 수 있게 납, 주석, 은, 구리, 인, 니켈 중 적어도 둘 이상이 혼합된 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED모듈.
   
   
   

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