KR20130020519A - Light emitting modul, and array type pcb used for light emitting module and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광모듈 및 이에 이용되는 어레이형 PCB 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은, 특히, 발광모듈에 이용되는 어레이형 MPCB에 관련된다. 본 명세서에서, 용어 "MPCB(Metal Printed Circuit Board)"는 적어도 한층의 금속 기판을 포함하는 회로기판을 의미하며, 예컨대, MCPCB(Metal Core Printed Circuit Board)를 포함한다.The present invention relates to a light emitting module, an array type PCB used in the same, and a manufacturing method thereof. The present invention relates in particular to an array type MPCB used in a light emitting module. In the present specification, the term "metal printed circuit board (MPCB)" means a circuit board including at least one metal substrate, and includes, for example, a metal core printed circuit board (MCPCB).
반도체 소자용 회로기판으로는 FR-4와 같은 절연체를 기반으로 하는 PCB(Printed Circuit Board)가 많이 알려져 있다. 일반적인 PCB는 FR-4와 같은 절연체를 기반으로 하여, 절연체 상부에 도선 패턴을 형성하고, 그 위에 단자를 실장하여 원하는 회로를 구성한다.As a circuit board for semiconductor devices, a printed circuit board (PCB) based on an insulator such as FR-4 is known. A typical PCB is based on an insulator such as FR-4, forming a conductive pattern on the insulator, and mounting a terminal thereon to form a desired circuit.
근래 들어, LED(Light Emitting Diode)가 새로운 광원으로 두각을 나타내고 있다. 회로기판 상에 LED를 패키지 레벨 또는 칩 레벨로 실장하여 발광모듈을 구성하며, 이러한 발광모듈은 조명 설비 또는 BLU(Back Light Unit) 등에 이용된다.In recent years, light emitting diodes (LEDs) are emerging as new light sources. The LED is mounted on a circuit board at a package level or a chip level to configure a light emitting module, and the light emitting module is used for lighting equipment or a BLU (Back Light Unit).
LED는 발광 동작 중 많은 열을 발생하며, 최근 개발된 고출력 LED의 경우는 더욱 더 그러하다. 이러한 이유로 LED를 포함하는 발광모듈을 제작시 방열 문제에 대한 충분한 고려가 필요하다. LED 등 발열이 많은 반도체 광소자를 포함하는 발광모듈의 개발에 있어서, 방열 성능 향상을 위한 하나의 접근 방식으로, 방열 성능이 좋은 금속 기반의 MPCB를 이용하는 것이 있다. LEDs generate a lot of heat during the light-emitting operation, even more so in the case of recently developed high-power LEDs. For this reason, when manufacturing a light emitting module including an LED, it is necessary to fully consider the heat dissipation problem. In the development of a light emitting module including a semiconductor optical device that generates a lot of heat, such as an LED, one approach to improving heat dissipation performance is to use a metal-based MPCB having good heat dissipation performance.
발광모듈을 길게 또는 대면적으로 만들기 위해서, 복수의 PCB들을 길게 이어 이용하여야 한다. 그리고, 길게 이어진 PCB들 사이의 전기적 연결이 요구된다. 그러나, 복수의 MPCB를 이어 이용하고자 하는 경우, 이웃하는 MPCB들의 금속 기판들 사이에 전기적 분리가 선행되어야 한다. In order to make the light emitting module long or large, a plurality of PCBs must be used in a long line. In addition, electrical connection between long PCBs is required. However, if multiple MPCBs are to be used subsequently, electrical separation must be preceded between the metal substrates of neighboring MPCBs.
종래에는 복수의 PCB들, 특히,MPCB들을 이어 길거나 대면적인 발광모듈을 만듦에 있어서, 이웃하는 MPCB들의 전기 회로 접속을 위해, 가장자리에 별도의 커넥터 설치한 MPCB를 이용하거나 또는 MPCB들 사이를 와이어에 의해 전기적으로 연결하다. 연속하는 MPCB들의 커넥터 간 접속 및/또는 와이어 본딩을 통해, 서로 다른 MPCB들 상에 실장된 LED들이 전기적으로 연결될 수 있다,Conventionally, in making a long or large area light emitting module connected to a plurality of PCBs, in particular, MPCBs, for connecting electric circuits of neighboring MPCBs, a separate connector MPCB is installed at the edge or between the MPCBs. By electrically connecting. LEDs mounted on different MPCBs can be electrically connected through connector-to-connecting and / or wire bonding of successive MPCBs.
그러나 종래 기술은 커넥터의 설치 및 접속 또는 와이어본딩과 같은 추가적인 단계에 의해 제조 공정이 복잡하다. 또한, MPCB 상부에 커넥터가 큰 부피를 점유하고 있게 되므로, LED칩으로부터 나온 광을 커넥터가 차단 및 흡수하는 것으로 인해 많은 광 손실이 야기된다. 또한, MPCB의 크기가 작을수록 그리고 만들고자 하는 발광모듈의 크기가 클수록, MPCB간 연결 부위가 많은데, 이는 전술한 것과 같은 문제점들을 더욱 심화시킨다.However, the prior art has complicated manufacturing processes by additional steps such as installation and connection of connectors or wirebonding. In addition, since the connector occupies a large volume on the top of the MPCB, the connector blocks and absorbs the light from the LED chip, causing a lot of light loss. In addition, the smaller the size of the MPCB and the larger the size of the light emitting module to be made, the more connections between the MPCB, which further exacerbates the problems as described above.
따라서, 본 발명이 해결하려는 하나의 과제는 여러개의 단위 PCB들을 기존의 커넥터 또는 별도의 와이어본딩 없이 연결하여 길거나 대면적인 발광모듈을 만드는데 적합한 어레이형 PCB를 제공하는 것이다Accordingly, one problem to be solved by the present invention is to provide an array type PCB suitable for making a long or large area light emitting module by connecting several unit PCBs without a conventional connector or a separate wire bonding.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 기존의 커넥터 또는 별도의 와이어본딩 없이 단위 PCB들 사이를 간단한 방식으로 고정 연결하되, 그 고정 연결하는 수단이 반도체 광소자에서 나온 빛에 대한 방해가 적고, 단위 PCB들간 연결의 신뢰성이 좋은 어레이형 PCB 제조방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is a fixed connection between the unit PCBs in a simple manner without a conventional connector or a separate wire bonding, the means of the fixed connection is less interference with light from the semiconductor optical device, between the unit PCBs To provide a reliable array-type PCB manufacturing method.
본 발명의 일 측면에 따라, 복수의 반도체 광소자를 실장하기 위해 발광모듈에 이용되는 어레이형 PCB(Printed Circuit Board)가 제공된다. 상기 어레이형 PCB는 갭을 사이에 두고 단부면들끼리 인접하도록 어레이되는 복수의 단위 PCB와, 적어도 일부가 상기 갭 내에 위치하는 절연재료와, 상기 절연재료 상에서 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들을 전기적으로 연결하는 배선수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, an array type printed circuit board (PCB) used in a light emitting module for mounting a plurality of semiconductor optical devices is provided. The array PCB includes a plurality of unit PCBs arranged to be adjacent to end surfaces with a gap therebetween, an insulating material at least partially disposed within the gap, and conductive pattern layers of neighboring unit PCBs on the insulating material. It includes a wiring means for connecting.
일 실시예에 따라, 상기 절연재료는 절연성 연결부재를 포함하고, 상기 절연성 연결부재는 상기 갭 내에 위치하는 필러부와, 상기 필러부보다 큰 폭으로 상기 필러부의 상부에 일체로 형성되어 상기 갭의 상부를 덮는 베이스부를 포함하고, 상기 배선수단은 상기 베이스부에 결합된 프레임 형태의 배선부재를 포함할 수 있다.In an embodiment, the insulating material includes an insulating connecting member, and the insulating connecting member is formed integrally with an upper portion of the filler part at a width greater than that of the filler part and the filler part located in the gap, It includes a base portion covering the upper portion, the wiring means may include a wiring member in the form of a frame coupled to the base portion.
일 실시예에 따라, 상기 절연성 연결부재와 상기 배선부재는 사출 성형에 의해 일체로 결합되어 하나의 접속유닛을 구성하고, 상기 접속유닛은 이웃하는 단위 PCB들 사이에 설치될 수 있다.According to one embodiment, the insulating connecting member and the wiring member are integrally coupled by injection molding to form one connection unit, and the connection unit may be installed between neighboring unit PCBs.
상기 절연성 연결부재는 상기 단위 PCB에 형성된 위치 세팅 홀에 삽입되는 위치 세팅 돌기부를 상기 베이스부의 하부에 일체로 구비할 수 있다. 대안적으로, 상기 절연성 연결부재는 상기 단위 PCB의 측면에 접하도록 형성된 위치 세팅 리브를 측면에 일체로 구비할 수 있다.The insulating connecting member may be integrally provided at a lower portion of the base portion with a positioning protrusion which is inserted into a positioning hole formed in the unit PCB. Alternatively, the insulating connecting member may be integrally provided with a side setting rib formed in contact with the side of the unit PCB.
본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 상기 절연재료는 액상 또는 겔상의 절연재료가 상기 갭 내에 채워진 후 경화되어 형성된 필러부와, 상기 갭을 채우고 넘친 액상 또는 겔상의 절연재료가 경화되어 상기 갭의 상부를 덮도록 형성된 베이스부를 포함하며, 상기 배선수단은 상기 베이스부 상에 형성된 배선층을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the insulating material is a filler portion formed by curing after filling the liquid or gel-like insulating material in the gap, and the liquid or gel-like insulating material that fills the gap and is cured so that A base portion formed to cover the upper portion, wherein the wiring means may include a wiring layer formed on the base portion.
일 실시예에 따라, 상기 단위 PCB 각각은 금속 기판, 상기 금속 기판 상에 형성된 절연막 및 상기 절연막 상에 형성된 도전성 패턴층을 포함하며, 상기 배선수단은 상기 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들 사이를 연결할 수 있다.In example embodiments, each of the unit PCBs may include a metal substrate, an insulating layer formed on the metal substrate, and a conductive pattern layer formed on the insulating layer, and the wiring means may be disposed between the conductive pattern layers of the neighboring unit PCBs. Can connect
일 실시예에 따라, 상기 단위 PCB 각각은 상기 도전성 패턴층을 덮도록 상기 절연막 상에 형성된 절연성 반사막을 더 포함하며, 상기 절연성 반사막은 상기 갭의 주변에서 상기 도전성 패턴층을 노출시킬 수 있다.In example embodiments, each of the unit PCBs may further include an insulating reflective film formed on the insulating film to cover the conductive pattern layer, and the insulating reflective film may expose the conductive pattern layer around the gap.
일 실시예에 따라, 상기 절연성 반사막의 반사율과 상기 배선수단의 반사율의 비는 1:0.8 ~ 1:1.2의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.According to one embodiment, the ratio of the reflectance of the insulating reflective film and the reflectance of the wiring means is preferably in the range of 1: 0.8 to 1: 1.2.
일 실시예에 따라, 상기 절연성 반사막은 PSR을 포함할 수 있다. 또한, 상기 배선수단은 Sn을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the insulating reflective film may include a PSR. In addition, the wiring means may include Sn.
본 발명의 다른 측면에 따라 발광모듈이 제공된다. 이 발광모듈은, 어레이형 PCB와; 상기 어레이형 PCB 상에 실장되는 복수의 반도체 광소자를 포함한다. 상기 어레이형 PCB는, 갭을 사이에 두고 단부면들끼리 인접하도록 어레이되는 복수의 단위 PCB와, 적어도 일부가 상기 갭 내에 위치하는 절연재료와, 상기 절연재료 상에서 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들을 전기적으로 연결하는 배선수단을 포함한다.According to another aspect of the invention there is provided a light emitting module. The light emitting module includes an array type PCB; It includes a plurality of semiconductor optical device mounted on the array PCB. The array-type PCB may include a plurality of unit PCBs arranged to adjoin end surfaces with a gap therebetween, an insulating material at least partially disposed in the gap, and conductive pattern layers of neighboring unit PCBs on the insulating material. And wiring means for electrically connecting.
상기 반도체 광소자의 상단의 높이는 상기 배선수단 또는 상기 절연재료의 최고 높이보다 큰 것이 바람직하다. 상기 반도체 광소자는 LED칩 또는 이를 포함하는 패키지일 수 있다. The height of the upper end of the semiconductor optical device is preferably greater than the maximum height of the wiring means or the insulating material. The semiconductor optical device may be an LED chip or a package including the same.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 복수의 반도체 광소자를 실장하기 위해 발광모듈에 이용되는 어레이형 PCB를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 갭을 사이에 두고 단부면들끼리 인접하도록 복수의 단위 PCB를 어레이하는 단계와; 이웃하는 단위 PCB들 사이의 갭 내에 절연재료를 위치시키는 단계를 포함하되, 상기 절연재료를 가로지르는 배선수단으로 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들을 전기적으로 연결한다.According to still another aspect of the present invention, a method of manufacturing an array type PCB used in a light emitting module for mounting a plurality of semiconductor optical devices is provided. The method includes the steps of: arranging a plurality of unit PCBs such that end faces are adjacent to each other with a gap therebetween; Positioning an insulating material in a gap between neighboring unit PCBs, wherein the conductive pattern layers of the neighboring unit PCBs are electrically connected to each other by wiring means crossing the insulating material.
일 실시예에 따라, 상기 갭 내에 절연재료를 위치시키는 단계는, 상기 갭 내에 액상 또는 겔상의 절연재료를 채우되, 상기 액상 또는 겔상의 절연재료가 상기 갭을 채운 후 넘치도록 하여, 상기 갭 내의 필러부와 상기 필러부 상부의 베이스부를 일체로 형성하되, 상기 배선수단은 상기 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들을 연결하도록 상기 베이스부 상에 형성되는 배선층을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of placing the insulating material in the gap, the liquid or gel-like insulating material in the gap is filled, so that the liquid or gel-like insulating material fills the gap and overflows, The pillar part and the base part of the upper part of the pillar part are integrally formed, and the wiring means may include a wiring layer formed on the base part to connect conductive pattern layers of the neighboring unit PCBs.
다른 실시예에 따라, 상기 갭 내에 절연재료를 위치시키는 단계 전에, 상기 절연재료로서의 절연성 연결부재와 상기 절연성 연결부재에 일체화된 배선부재를 포함하는 접속유닛을 만들고, 상기 갭 내에 절연재료를 위치시는 단계는, 상기 절연성 연결부재 일부를 상기 상기 갭에 삽입시키면서 상기 배선부재를 상기 도전성 패턴층에 접촉시킬 수 있다.According to another embodiment, before the step of placing the insulating material in the gap, a connection unit is formed comprising an insulating connecting member as the insulating material and a wiring member integrated with the insulating connecting member, and placing the insulating material in the gap. In the step, the wiring member may be contacted with the conductive pattern layer while inserting a portion of the insulating connecting member into the gap.
본 발명에 따르면, 여러개의 단위 PCB들, 특히, 단위 MPCB들을 별도의 커넥터 및 와이어본딩 없이 배선수단을 이용해 간단한 방식으로 고정 연결할 수 있으며, 배선수단의 높이를 낮출 수 있기 때문에 반도체 광소자에서 나온 빛에 대한 방해가 적고, 단위 PCB들간 연결의 신뢰성이 좋은 어레이형 PCB가 구현될 수 있다.According to the present invention, a plurality of unit PCBs, in particular, unit MPCBs can be fixedly connected in a simple manner using a wiring means without a separate connector and wire bonding, and the height of the wiring means can be lowered, so that light from the semiconductor optical device can be reduced. An array-type PCB can be implemented with less interference and a good connection between unit PCBs.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이형 MPCB 및 이를 포함하는 발광모듈을 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 어레이형 MPCB의 단위 MPCB들간 연결 부위를 확대하여 도시한 단면도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 어레이형 MPCB의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 어레이형 MPCB를 설명하기 위한 단면도.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 여러 다양한 변형예들을 설명하기 위한 도면들.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예들을 설명하기 위한 도면들.1 is a perspective view showing an array-type MPCB and a light emitting module including the same according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a connection portion between unit MPCBs of the array type MPCB shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the array type MPCB shown in FIGS. 1 and 2.
Figure 4 is a cross-sectional view for explaining an array type MPCB according to another embodiment of the present invention.
5A and 5B are views for explaining various modifications of the present invention.
6 to 10 are diagrams for explaining other embodiments of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, and the like of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이형 MPCB 및 이를 포함하는 발광모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 어레이형 MPCB의 단위 MPCB들간 연결 부위를 확대하여 도시한 단면도이다.1 is a perspective view illustrating an array type MPCB and a light emitting module including the same according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a connection portion between unit MPCBs of the array type MPCB illustrated in FIG. 1. .
도 1을 참조하면, 발광모듈(1)은 어레이형 MPCB(2)와 상기 어레이형 MPCB(2)에 실장된 복수의 LED칩(3)을 포함한다. 상기 어레이형 MPCB(2)는 복수의 단위 MPCB(20, 20, 20)들이 길게 연결되어 제작된다. 각각의 단위 MPCB(20) 상에는 LED(3)들이 단위 어레이를 구성하도록 길게 배치되어 있다. 자세히 도시되지는 않았지만, 상기 LED칩(3)들은 각 단위 MPCB(20)의 상부에 제공된 도전성 패턴들과 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 1, the light emitting module 1 includes an array type MPCB 2 and a plurality of
또한, 상기 어레이형 MPCB(2)는 이웃하는 단위 MPCB(20) 사이를 연결하는 절연재료와, 그 절연재료 위에서 이웃하는 단위 MPCB(20)들의 도전성 패턴층을 연결하는 배선층(40, 40)을 포함한다.In addition, the
상기 절연 재료는 필러부(30)와 그로부터 연장된 베이스부(31)를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 필러부(30)는 방열성과 절연성이 있는 액상 또는 겔상의 접착 재료가 이웃하는 단위 MPCB(20)들 사이의 갭 내로 채워져서 형성된다. 상기 필러부(30)는 이웃하는 단위 MPCB(20)들을 접착시키는 역할을 하며, 단위 MPCB(20)들의 금속기판들 사이의 전기적 절연을 보장한다. The insulating material includes a
상기 베이스부(31)는, 상기 필러부(30)의 상부에 일체로 연결된 것으로서, 상기 갭 및 상기 필러부(31)보다 큰 폭으로 형성된다. 상기 베이스부(31)는 상기 갭을 채우고 남은 절연재료가 상기 단위 MPCB(20)의 상면에 상기 갭의 주위로 퍼져 형성될 수 있다. 이하에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 상기 베이스부(31)는 상기 단위 MPCB(20)들의 도전성 패턴층 사이를 연결하는 배선층(40, 40)을 지지할 수 있다.The
상기 필러부(30)와 상기 베이스부(31)를 구성하는 절연재료는 실리콘계, 아크릴계 또는 에폭시계의 수지 재료가 유용하게 이용될 수 있다. 또한, 상기 절연 재료는 단위 MPCB(20)에 대한 접착력 향상을 위해 추가적인 첨가제를 더 포함할 수 있다.As the insulating material constituting the
상기 LED칩(3)의 상단 높이(H)는 상기 배선층(40, 40)의 최고 높이(h)와 같거나 그보다 큰 것이 바람직하며, 이에 따라, 상기 LED 칩(3)의 상단 주 발광면에서 나온 광이 배선층(40, 40)에 의해 방해 받지 않게 된다.The upper height H of the
도 2를 참조하면, 상기 단위 MPCB(20) 각각은, 금속 기판(21)을 기반으로 하며, 상기 금속 기판(21) 상에 형성된 절연막(22)과, 상기 절연막(22) 상에 일정 패턴을 갖도록 형성된 도전성 패턴층(23)을 포함한다. 또한, 상기 단위 MPCB(20) 각각은 상기 절연막(22) 상에서 상기 도전성 패턴층(23)을 덮도록 형성된 절연성 반사막(24)를 추가로 포함한다. 상기 절연성 반사막(24)은 PSR(Photo Solder Resist)로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2, each of the
상기 금속 기판(21)은, Cu, Zn, Au, Ni, Al, Mg, Cd, Be, W, Mo, Si 및 Fe 또는 이들 중 적어도 하나의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 금속 기판(21)은 대략 0.2㎜ 내지 10㎜ 의 두께를 갖는다. 또한, 상기 절연막(22)은, 상기 금속 기판(21) 상에 적층되는 방식으로 형성되며, 방열성이 좋은 실리콘계, 아크릴계 또는 세라믹계 재료 중 중 적어도 하나의 재료로 이루어진다. 상기 절연막(22)은 50㎛ 내지 500㎛의 두께를 갖는다. The
상기 도전성 패턴층(23)은, LED칩(3)을 동작시키기 위한 회로를 구성하도록 일정 패턴을 갖도록 형성되는 것으로서, Ag, Cu, Au, Al, Ca, W, Zn, Ni, Fe, Pt, Sn중 적어도 하나를 포함하며, 상기 절연막(22)상에 적층된 구조를 갖는다. 상기 도전성 패턴층(23)은 대략 10㎛ 내지 150㎛의 두께를 갖는다. The
앞에서 언급한 바와 같이, 이웃하는 단위 MPCB(20)들 사이에는 미세 크기의 갭(G)이 존재하며, 방열성과 절연성이 있는 접착 재료가 상기 갭(G)을 채움으로써 필러부(30)가 형성된다. 선택적으로, 상기 갭을 다 채우고 넘친 절연 재료가 상기 갭의 상부에서 베이스부(31)를 형성하도록 할 수 있다. 절연 재료의 일부, 즉, 베이스부(31)가 존재하는 단위 MPCB(20)들의 상면 갭 주변에는 PSR로 이루어진 절연성 반사막(24)이 제거되어 있다. 이에 의해, 도전성 패턴층(23)은 상기 갭의 상부 주변에서 노출된다. 절연성 반사막(24)의 단부면은 상기 필러부(30)와 베이스부(31)를 형성하는 절연재료에 대하여 흘러 넘침을 막는 댐의 역할을 할 수 있다. As mentioned above, a fine size gap G exists between the neighboring
상기 배선층(40, 40)은 이웃하는 두 단위 MPCB(20, 20)들 사이에서 이들의 도전성 패턴층(23, 23)을 전기적으로 연결하도록 형성된다. 이때, 상기 배선층(40, 40)은 예를 들면 솔더링 등의 공정에 의해 층상으로 형성된다. 상기 배선층(40, 40)은 전기 전도성과 반사성이 좋은 금속 재료, 더 바람직하게는, Pb, Sn, Ag, Co, Ni, Br, CU, Ti, W 중 적어도 하나를 포함하는 금속에 의해 형성된다. 상기 배선층(40, 40)은, 단위 MPCB(20)들 사이를 연결하는 절연재료, 특히, 베이스부(31) 상에 형성된 채 그 위에서 견고히 지지된다.The wiring layers 40 and 40 are formed to electrically connect the conductive pattern layers 23 and 23 between two neighboring
발광모듈의 광 균일성을 높이기 위해 이종의 물질인 배선층(40, 40)과 절연성 반사막(21)을 반사율이 유사한 재료로 선택하는 것이 좋으며, 더 바람직하게는, 배선층(40, 40)의 반사율과 절연성 반사막(21)의 반사율 사이의 비율이 1: 0.8 ~ 1:1.2 범위 내에 있도록 하는 것이 좋다. 바람직한 한 예로, 절연성 반사막(21)으로 광 반사율이 80~85%인 PSR을 이용하는 경우, 반사율 80%의 Sn 또는 이를 포함하는 금속 재료가 이용될 수 있다. Sn을 포함하는 금속에 들어가는 첨가 재료의 종류 및 양에 의해 반사율이 더 비슷하게 조절될 수도 있다. Sn-Ag 솔더 재료를 이용하는 경우, Ag의 함량에 따라 반사율을 변화시킬 수 있다.In order to increase the light uniformity of the light emitting module, it is preferable to select the wiring layers 40 and 40 and the insulating
도 3은 발광모듈용 어레이형 MPCB 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an array type MPCB for a light emitting module.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 미리 준비된 다이(D)의 평면 상에 복수의 단위 MPCB(20)을 갭(G)들이 생기도록 어레이한다. As shown in FIG. 3, first, a plurality of
앞에서 설명한 바와 같이, 단위 MPCB(20)들 각각은 금속 기판(21), 상기 금속 기판(21) 상의 절연막(22), 상기 절연막(22) 상의 도전성 패턴층(23) 및 상기 도전성 패턴층(23)을 덮는 절연성 반사막(24)을 포함한다. 이때, 상기 절연성 반사막(24)은 그 아래의 도전성 패턴층(23)을 노출시키도록 상기 갭(G)으로부터의 일정 영역에서 제거되어 있다.As described above, each of the
다음, 상기 (G) 내로 액상 또는 겔상의 절연 재료를 주입한다. 주입된 절연 재료는 상기 갭(G)을 모두 채우는 한편 그 위로 흘러 나와 절연성 반사막(24)의 단부면에 의해 갇힌다. 액상 또는 겔상의 절연 재료가 경화되어, 상기 갭(G) 내에는 필러부(30)가 형성되고 그 위로는 상기 갭(G)의 상부를 막는 베이스부(31)가 상기 필러부(30)보다 큰 폭으로 형성된다. 이때, 절연 재료(G) 내에만 절연 재료가 채워 필러부(30)만을 형성하도록 상기 갭(G) 내에 공급되는 절연 재료의 양을 제어할 수도 있다.Next, a liquid or gel insulating material is injected into the above (G). The injected insulating material fills the gap G while flowing over it and trapped by the end face of the insulating
다음, 예를 들면, 솔더링 공정에 의해, 인접하는 단위 MPCB(20)들의 도전성 패턴층(23)을 연결하는 배선층(40, 40)을 형성한다. 상기 배선층(40, 40)은 상기 굳어진 절연재료, 특히, 베이스부(31) 상에 접하도록 형성된다.Next, for example, the wiring layers 40 and 40 connecting the conductive pattern layers 23 of the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광모듈용 어레이형 MPCB를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining an array type MPCB for a light emitting module according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 이웃하는 단위 MPCB들(20, 20) 사이의 갭에만 절연 재료가 채워져서 필러부(30)만이 상기 갭 내에 형성되고, 앞선 실시예의 베이스부는 생략된다. 배선층(40, 40)은 절연막(22, 22), 도전성 패턴층(23, 23), 그리고, 갭을 채운 절연 재료, 즉, 필러부(30)와 접하도록 형성된 채, 이웃하는 단위 MPCB들(20, 20)의 도전성 패턴층(23, 23)을 전기적으로 연결한다. Referring to FIG. 4, only a
단위 MPCB(20, 20)들 사이의 접착력을 증가시키기 위해, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 단위 MPCB(20, 20)의 단부면에 계단면 또는 빗면을 형성하여, 계단 구조 또는 테이퍼 구조의 갭을 형성한 후, 그 갭에 접착성 절연재료(30, 31)를 채우는 것도 고려될 수 있다. 그와 같이 할 경우, 절연재(30, 31)에 의한 접합 표면적이 증가하여 단위 MPCB(20, 20)들 사이의 접착력이 더욱 증가될 수 있다.In order to increase the adhesion between the unit MPCB (20, 20), as shown in Figure 5 (a) and (b), by forming a step surface or a slope on the end surface of the unit MPCB (20, 20) After forming the gap of the stepped structure or the tapered structure, it is also conceivable to fill the gap with the adhesive insulating
본 발명에 따른 어레이형 MPCB(2)는 이웃하는 단위 MPCB들(20, 20) 사이에 커넥터와 와이어와 같이 빛의 진행을 막는, 더 나아가, 빛을 흡수하는 요소가 삭제됨으로써, 발광모듈의 광효율을 높이는데 유리하다. 특히, 본 발명에 따른 어레이형 MPCB(2)는 칩온 보드 구조의 발광모듈에 매우 유리하게 적용될 수 있는데, 이는 어레이형 MPCB(2) 상에 패키지 또는 리플렉터 없이 실장된 LED칩(3)은 넓은 지향각으로 광을 방출하여 어레이형 MPCB(2) 상의 미세 돌출물에 의해서도 광의 손실이 일어나기 때문이다. 본 발명에 따르면, 접착성과 방열 특성이 좋은 절연재료에 의해 단위 MPCB(20)들이 연결되어, 어레이형 MPCB(2)를 구성하므로, 내구성과 방열성이 뛰어난 발광모듈이 구현될 수 있다. 또한, 이웃하는 단위 MPCB(20)들의 금속 기판(21, 21)들 사이가 상기 절연재료에 의해 신뢰성 있게 절연되므로, 쇼트 또는 원치 않는 금속 기판 간의 통전으로 인한 불량의 문제를 원천적으로 차단할 수 있다.
The
이제 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Now, another embodiment of the present invention will be described.
도 6을 참조하면, 복수의 LED칩(3; 도 1 참조)이 실장될 수 있는 다른 실시예의 어레이형 MPCB(102)를 볼 수 있다. 상기 어레이형 MCPCB(102)는 복수의 단위 MPCB(120, 120)들이 길게 연결되어 제작된다. 각각의 단위 MPCB(120) 상에는 LED칩들이 단위 어레이를 구성하도록 길게 배치되어 있다. 이웃하는 단위 MPCB(120)들 사이에는 상기 단위 MPCB(120)들을 기구적으로 그리고 전기적으로 연결하는 접속유닛(M)이 제공된다.Referring to FIG. 6, there is shown an
상기 접속유닛(M)은, 절연재료로 형성되어 이웃하는 단위 MPCB(120) 사이를 연결하는 부재(130; 이하 '절연성 연결부재'라 한다)와, 그 절연성 연결부재(130) 상에 결합된 채 이웃하는 단위 MPCB(120)들의 도전성 패턴층을 연결하는 금속 프레임 타입의 배선부재들(140, 140)을 포함한다. 상기 접속유닛(M)은 예를 들면 절연성 수지 재료가 배선부재(140, 140)들을 지지하도록 사출 성형하여 제작될 수 있다. 사출 성형 공정에 의해, 상기 절연성 수지 재료는 아래에서 설명되는 것과 같은 특정 구조를 갖는 절연성 연결부재(130)로 성형된다. 상기 절연성 연결부재(130)는 고온도 견딜 수 있는 예를 들면, EMC 또는 PC 등과 같은 고분자 수지 재료로 형성되는 것이 바람직하다. The connection unit M is formed of an insulating material and connected to a neighboring unit MPCB 120 (hereinafter referred to as an “insulating connection member”) and coupled to the insulating
본 실시예에 있어서, 상기 배선부재들(140, 140) 절연성 연결부재(130)의 표면에 접하여 지지되지만, 상기 절연성 연결부재(130)을 관통하는 방식으로 지지될 수도 있음에 유의한다.In the present exemplary embodiment, the
상기 절연성 연결부재(130)는 상부의 베이스부(131)와 그와 일체로 형성된 하부의 필러부(132)를 포함한다. 상기 필러부(132)는 단위 MPCB(120)들 사이의 갭 내에 삽입되어 위치한다. 상기 필러부(132)는 단위 MPCB(120)들의 이웃하는 두 단부 사이에서 금속기판들 사이의 전기적 절연을 보장한다.The insulating connecting
상기 절연성 연결부재(130)의 베이스부(131)는, 상기 필러부(132)의 상부에 일체로 연결된 것으로서, 상기 갭의 폭 및 상기 필러부(132)의 폭보다 큰 폭을 갖도록 형성된다. 상기 베이스부(131)는 상기 단위 MPCB(120)들의 도전성 패턴층 사이를 연결하는 배선부재(140, 140)들을 지지함과 동시에 배선부재들(140, 140)과 단위 MPCB(120, 120)의 상부 표면 사이를 절연하는 역할을 한다. 상기 배선부재들(140, 140) 각각은 상기 절연성 연결부재(130)의 베이스부(131)에 고정 지지되는 중간부(141)와 상기 중간부(141)의 양단의 절곡된 부분에 위치하는 단자부들(142, 142)을 포함한다. 상기 단자부들(142, 142)은 단위 MPCB(120)의 단자, 즉, 도전성 패턴층 또는 도전성 트레이스의 말단에 접속된다. 상기 단자부들(142, 142)들과 상기 도전성 패턴층 또는 도전성 트레이스의 단부에 소량의 솔더 페이스트 또는 솔더 크림을 바른 후 가열 기구로 단자부(142, 142)들을 국부적으로 가열하여 단자부(142. 142)들과 도전성 패턴층(또는 도전성 트레이스) 사이를 솔더링할 수 있다. The
앞선 실시예와 마찬가지로, MPCB에 실장되는 LED칩의 상단 높이를 접속유닛의 (M)의 상단 높이와 같거나 그보다 크게 하여, 상기 LED 칩(3)의 상단 주 발광면에서 나온 광이 접속유닛(M)에 의해 방해 받지 않게 할 수 있다. 접속유닛의 (M)의 상단 높이는 배선부재(140)의 상단 높이이거나 또는 절연성 연결부재(130)의 상단 높이일 수 있다.As in the previous embodiment, the upper height of the LED chip mounted on the MPCB is equal to or larger than the upper height of the M of the connection unit, so that light emitted from the upper main emission surface of the
상기 단위 MPCB(120) 각각은, 앞선 실시예와 마찬가지로 금속 기판(121)을 기반으로 하며, 상기 금속 기판(121) 상에 형성된 절연막(122)과, 상기 절연막(122) 상에 일정 패턴을 갖도록 형성된 도전성 패턴층(123)을 포함한다. 상기 도전성 패턴층(123)으로 본 실시예에서는 Cu 트레이스가 이용되었다. 또한, 상기 단위 MPCB(120) 각각은 상기 절연막(122) 상에서 상기 도전성 패턴층(123)을 덮도록 형성된 절연성 반사막(124)를 추가로 포함한다. 상기 절연성 반사막(124)은 PSR(Photo Solder Resist)로 형성될 수 있다. Each of the
상기 금속 기판(121), 상기 절연막(122) 및 상기 도전성 패턴층(123)의 재료, 크기 및 구조는 앞선 실시예에서 설명된 것과 같거나 유사할 수 있다. The material, size, and structure of the
앞에서 언급한 바와 같이, 이웃하는 단위 MPCB(120)들 사이에는 미세 크기의 갭이 존재하며, 미리 성형된 절연성 연결부재(130)의 필러부(132)가 상기 갭에 삽입되어 상기 갭을 채운다. 상기 절연성 연결부재(130)의 상부 베이스부(131)의 하부 영역 또는 단위 MPCB(20)들의 상면 갭 주변에는 PSR로 이루어진 절연성 반사막(24)이 제거되어 있다. 반사막(124)의 제거를 통해 노출된 도전성 패턴층(123)이 베이스부(131)에 지지되어 있는 단자부(142)들과 접속된다.As mentioned above, a micro-sized gap exists between neighboring
발광모듈의 광 균일성을 높이기 위해 이종의 물질인 배선부재(140, 140)와 절연성 반사막(124)을 반사율이 유사한 재료로 선택하는 것이 좋으며, 더 바람직하게는, 배선부재(140, 140)의 반사율과 절연성 반사막(124)의 반사율 사이의 비율이 1: 0.8 ~ 1:1.2 범위 내에 있도록 하는 것이 좋다. 또한, 상기 배선부재(140, 140)는 도전성 패턴층에 대한 솔더링 특성이 좋아지도록 Ag, Au 또는 솔더링 재료로 코팅되어 있을 수 있다.In order to increase the light uniformity of the light emitting module, it is preferable to select the
단위 MPCB들(120, 120)들에 대한 상기 접속유닛(M)의 고정력을 높이기 위해 접착제가 추가로 이용될 수 있다.
An adhesive may be additionally used to increase the fixing force of the connection unit M with respect to the
도 7 내지 도 10은 MPCB에 대한 정확한 배치 및/또는 고정을 위해 위치 세팅 수단을 포함하는 접속유닛(M)들의 여러 변형예들을 설명하기 위한 도면들이다.7 to 10 are views for explaining various modifications of the connection unit (M) including a position setting means for accurate positioning and / or fixing to the MPCB.
상기 접속유닛(M)은, 단위 MPCB들(120, 120)들에 대한 정확한 배치 및/또는 고정을 위해, 도 7 및 도 8 도시된 것과 같은 구조 또는 도 9 및 도 10에 도시된 것과 같은 구조를 가질 수 있다.The connection unit M is configured as shown in FIGS. 7 and 8 or as shown in FIGS. 9 and 10 for accurate placement and / or fixation of the
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 접속유닛(M)은 절연성 연결부재(130)의 베이스부(131) 하부에 일체로 형성된 위치 세팅 돌기부(135)를 더 포함한다. 또한, 이웃하는 두 MPCB들(120, 120) 중 적어도 하나의 상면에는 상기 위치 세팅 돌기부(135)에 끼워지는 위치 세팅 홀(129)이 형성되어 있다. 상기 세팅 돌기부(135)가 상기 위치 세팅 홀(129)에 삽입됨으로써 상기 접속유닛(M)이 정확한 위치로 세팅될 있고, 상기 접속유닛(M)의 고정력을 더욱 더 높일 수 있다.7 and 8, the connection unit M further includes a
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 접속유닛(M)은 상기 절연성 연결부재(130)의 측면에 이웃하는 두 단위 MPCB들(120, 120)들의 측면들에 공통적으로 접하는 위치 세팅 리브(136, 136)를 포함한다. 상기 위치 세팅 리브(136, 136)가 상기 MPCB들(120, 120)의 측면에 접함으로써 상기 접속유닛(M)이 정확한 위치로 세팅될 수 있다.9 and 10, the connection unit M has a
Claims (19)
갭을 사이에 두고 단부면들끼리 인접하도록 어레이되는 복수의 단위 PCB;
적어도 일부가 상기 갭 내에 위치하는 절연재료; 및
상기 절연재료 상에서 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들을 전기적으로 연결하는 배선수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈용 어레이형 PCB.An array type printed circuit board (PCB) used in a light emitting module for mounting a plurality of semiconductor optical devices,
A plurality of unit PCBs arranged to adjoin end faces with a gap therebetween;
An insulating material at least partially located within the gap; And
And wiring means for electrically connecting conductive pattern layers of neighboring unit PCBs on the insulating material.
상기 절연재료는 절연성 연결부재를 포함하고, 상기 절연성 연결부재는 상기 갭 내에 위치하는 필러부와, 상기 필러부보다 큰 폭으로 상기 필러부의 상부에 일체로 형성되어 상기 갭의 상부를 덮는 베이스부를 포함하고,
상기 배선수단은 상기 베이스부에 결합된 프레임 형태의 배선부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈용 어레이형 PCB.The method according to claim 1,
The insulating material may include an insulating connecting member, and the insulating connecting member may include a filler part disposed in the gap and a base part integrally formed on an upper part of the filler part with a width greater than that of the filler part to cover the upper part of the gap. and,
The wiring means array type PCB for a light emitting module, characterized in that it comprises a frame member of the frame coupled to the base portion.
상기 절연재료는 액상 또는 겔상의 절연재료가 상기 갭 내에 채워진 후 경화되어 형성된 필러부와, 상기 갭을 채우고 넘친 액상 또는 겔상의 절연재료가 경화되어 상기 갭의 상부를 덮도록 형성된 베이스부를 포함하며, 상기 배선수단은 상기 베이스부 상에 형성된 배선층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈용 어레이형 PCB.The method according to claim 1,
The insulating material may include a filler part formed by curing a liquid or gel insulating material in the gap, and a base part formed to cover the top of the gap by curing the liquid or gel insulating material overflowing the gap. The wiring means array type PCB for a light emitting module, characterized in that it comprises a wiring layer formed on the base portion.
상기 어레이형 PCB 상에 실장되는 복수의 반도체 광소자를 포함하며,
상기 어레이형 PCB는,
갭을 사이에 두고 단부면들끼리 인접하도록 어레이되는 복수의 단위 PCB;
적어도 일부가 상기 갭 내에 위치하는 절연재료; 및
상기 절연재료 상에서 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들을 전기적으로 연결하는 배선수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.An array type PCB;
It includes a plurality of semiconductor optical device mounted on the array PCB,
The array PCB,
A plurality of unit PCBs arranged to adjoin end faces with a gap therebetween;
An insulating material at least partially located within the gap; And
And wiring means for electrically connecting conductive pattern layers of neighboring unit PCBs on the insulating material.
갭을 사이에 두고 단부면들끼리 인접하도록 복수의 단위 PCB를 어레이하는 단계와;
이웃하는 단위 PCB들 사이의 갭 내에 절연재료를 위치시키는 단계를 포함하되,
상기 절연재료를 가로지르는 배선수단으로 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 어레이형 MPCB 제조방법.A method of manufacturing an array type PCB used in a light emitting module for mounting a plurality of semiconductor optical devices,
Arranging a plurality of unit PCBs such that end surfaces are adjacent to each other with a gap therebetween;
Positioning an insulating material in a gap between neighboring unit PCBs,
And electrically connecting conductive pattern layers of neighboring unit PCBs with wiring means crossing the insulating material.
상기 갭 내에 절연재료를 위치시키는 단계는, 상기 갭 내에 액상 또는 겔상의 절연재료를 채우되, 상기 액상 또는 겔상의 절연재료가 상기 갭을 채운 후 넘치도록 하여, 상기 갭 내의 필러부와 상기 필러부 상부의 베이스부를 일체로 형성하되,
상기 배선수단은 상기 이웃하는 단위 PCB들의 도전성 패턴층들을 연결하도록 상기 베이스부 상에 형성되는 배선층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈용 어레이형 PCB 제조방법.18. The method of claim 17,
Positioning the insulating material in the gap, filling the liquid or gel-like insulating material in the gap, the liquid or gel-like insulating material fills the gap and overflows, so that the filler portion and the filler portion in the gap The base portion of the upper portion is formed integrally,
And the wiring means comprises a wiring layer formed on the base to connect conductive pattern layers of the neighboring unit PCBs.
상기 갭 내에 절연재료를 위치시키는 단계 전에, 상기 절연재료로서의 절연성 연결부재와 상기 절연성 연결부재에 일체화된 배선부재를 포함하는 접속유닛을 만들고,
상기 갭 내에 절연재료를 위치시는 단계는, 상기 절연성 연결부재 일부를 상기 상기 갭에 삽입시키면서 상기 배선부재를 상기 도전성 패턴층에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 발광모듈용 어레이형 PCB 제조방법.18. The method of claim 17,
Prior to the step of placing the insulating material in the gap, a connection unit is formed comprising an insulating connecting member as the insulating material and a wiring member integrated with the insulating connecting member,
Positioning the insulating material in the gap, the array member PCB manufacturing method for a light emitting module, characterized in that for contacting the wiring member with the conductive pattern layer while inserting a portion of the insulating connecting member in the gap.
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