KR20130027709A - 엘이디용 리플렉터 제조 방법 - Google Patents

엘이디용 리플렉터 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스텐실 프린팅(Stencil Printing) 방식을 사용하여 투입되는 소재에 대한 실사용량의 비율을 높일 수 있는 LED 리플렉터를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 엘이디용 리플렉터를 제조하는 방법에 관한 수단으로써, 기판 상면에 제1 스텐실 마스크를 사용하여 리플렉터 형상으로 이루어진 상기 제1 스텐실 마스크 내부의 빈 공간에 제1 수지로 충진하여 리플렉터를 형성하고, 상기 제1 스텐실 마스크 내부를 충진하는 방법은 상기 기판 상면에 제1 스텐실 마스크를 안착시키는 단계, 상기 제1 스텐실 마스크 상면에 리플렉터를 형성하는 제1 수지를 도포하는 단계, 상기 제1 수지를 스퀴지하여 상기 제1 스텐실 마스크 내부를 채우는 단계, 상기 제1 수지를 가열하여 가경화하는 단계 및 상기 제1 스텐실 마스크를 분리한 후 상기 제1 수지를 가열하여 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법을 제시한다.
이와 같이, 본 발명에 따라 엘이디용 리플렉터를 제조하는 경우에는 투입되는 소재에 대한 실사용량이 상승하여, 재료의 손실율을 최소화하여 제작 단가를 낮출 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

엘이디용 리플렉터 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING LED REFLECTOR}
본 발명은 LED의 리플렉터를 형성하는 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스텐실 프린팅(Stencil Printing) 방식으로 LED의 리플렉터를 형성하는 방법에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 발광 다이오드라고도 하며, 전류가 인가되면 빛을 발하는 반도체 발광 소자이다.
도 1 내지 도 2는 리드 프레임 및 PCB(Printed Circuit Board)를 포함하는 기판 상면에 발광칩이 실장된 다이오드 패키지의 측단면도와 평면도를 각각 나타내는 도면이다.
일반적으로 LED 패키지는 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 발광칩(10)은 주로 리드 프레임(Lead Frame) 또는 PCB(Printed Circuit Board)과 같은 기판 상면에 주로 실장되고 있다. 발광칩이 실장된 다이오드 패키지 각 구성에 대해 살펴보면, 전류가 인가된 경우 빛을 발하는 발광칩(10), 외부로 전기적 연결을 위한 제1 및 제2 리드 단자(20, 30) 또는 PCB(25) 상의 도전패턴(35), 광을 반사시켜 모으기 위한 리플렉터(40), 발광칩의 보호를 위해 형성된 투광성의 봉지재(50) 및 빛을 확대하거나 패키징 작용을 하여 발광칩 및 전극을 보호하는 렌즈(60)를 포함하고, 칩에서 발생하는 열을 밖으로 방출하기 위한 히트 싱크(Heat Sink)(미도시)와 같은 구성이 더 추가되기도 한다.
이때, 발광 다이오드 패키지는 봉지재(50)가 형성되는 공간을 마련하는 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 발광칩(10)에서 발생한 빛을 반사시켜 모으기 위한 리플렉터(Reflector)(40)를 구성하는 것이 일반적이다.
이러한 리플렉터(40)를 형성하기 위해 국내 특허출원 제10-2003-0017970호의 "발광 다이오드 소자 및 그 제조방법" 및 국내 특허출원 제10-2004-0084032호의 "백색 발광 다이오드 제조방법" 등의 다수의 선출원에서는, 도 2a 및 도 2b에서 도시한 바와 같이, 고체 상태의 에폭시 수지 분말 및 형광 안료가 혼합된 재료를 이용하여 특정한 형상의 테블릿(Tablet)을 만들고, 고온에서 이 테블릿에 높은 압력을 가해 녹임으로써 발광칩이 장착된 각 금형의 빈 공간으로 이동시켜 몰딩이 이루어지게 되는 트랜스퍼 몰딩 방식(Transfer Molding)과, 액상의 에폭시 수지를 주입하여 몰딩이 이루어지게 되는 인젝션 몰딩(Injection Molding) 방식으로 제품을 성형하는 방법을 개시하고 있다.
도 3a는 종래의 발광 다이오드 패키지를 성형하는 방법 중의 하나인 트랜스퍼 몰딩(Transfer Molding) 방식을 나타내는 도면이다. 여기서 (a)는 프레스(4)가 열린 상태를 나타내는 것이고, (b)는 프레스(4)가 닫힌 상태를 나타내는 것으로서, 성형하고자 하는 형상을 갖는 엘이디용 리플렉터 캐비티(1)에 주입하고자 하는 수지(2)는 프레스(4)의 압축에 의하여, 탕구(3)를 통해 주입됨으로써, 엘이디용 리플렉터가 형성된다.
또한, 도 3b는 종래의 발광 다이오드 패키지를 성형하는 방법 중의 하나인 인젝션 몰딩(Injection Molding) 방식을 나타내는 도면이다. 여기서 (a)는 노즐(5)이 주입구에 삽입되기 전의 상태를 나타내는 것이고, (b)는 노즐(5)이 주입구에 삽입된 후의 상태를 나타내는 것으로서, 성형하고자 하는 형상을 갖는 엘이디용 리플렉터 캐비티(8)에 주입하고자 하는 수지(2)가 노즐(5)이 탕구 부싱(6)에 삽입됨으로써, 상기 수지(2)가 주입될 수 있게 되는 통로가 마련되며, 상기 통로를 통해 상기 수지(2)는 상기 캐비티(8)에 주입됨으로써, 엘이디용 리플렉터를 성형하게 된다.
상기한 방법에 의한 성형으로 제품을 제작하는 경우에는 투입되는 소재에 대한 엘이디용 리플렉터 캐비티(1, 8)의 실사용량이 트랜스퍼 몰딩 방식에 의할 경우 약 40% 정도 되고, 인젝션 몰딩 방식에 의할 경우 약 10~20% 정도에 불과하여 재료비 상승이 불가피하며, 사출성형에 의해 단위 공정당 제작 시간이 길어지게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스텐실 프린팅(Stencil Printing) 방식을 사용하여 투입되는 소재에 대한 실사용량의 비율을 높일 수 있는 LED 리플렉터를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법은, 기판 상면에 제1 스텐실 마스크를 사용하여 리플렉터 형상으로 이루어진 상기 제1 스텐실 마스크 내부의 빈 공간에 제1 수지로 충진하여 상기 리플렉터를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 기판은 PCB(Printed Circuit Board) 또는 리드 프레임(Lead Frame)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 기판이 리드 프레임인 경우, 상기 리드 프레임의 제1 리드 단자 및 제2 리드 단자 사이를 제2 수지로 충진하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 제1 리드 단자 및 상기 제2 리드 단자 사이를 충진하는 방법은, (a) 리드 프레임 상면에 제2 스텐실 마스크를 안착시키는 단계; (b) 상기 제2 스텐실 마스크 상면에 상기 제2 수지를 도포하는 단계; (c) 상기 제2 수지를 스퀴지하여 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이에 채우는 단계; (d) 상기 제2 수지를 가열하여 가경화하는 단계; 및 (e) 상기 제2 스텐실 마스크를 분리한 후 상기 제2 수지를 가열하여 경화시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 제2 스텐실 마스크는 평면 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 제1 스텐실 마스크 내부를 충진하는 방법은, (f) 상기 기판 상면에 상기 제1 스텐실 마스크를 안착시키는 단계; (g) 상기 제1 스텐실 마스크 상면에 상기 리플렉터를 형성하는 상기 제1 수지를 도포하는 단계; (h) 상기 제1 수지를 스퀴지하여 상기 제1 스텐실 마스크 내부를 채우는 단계; (i) 상기 제1 수지를 가열하여 가경화하는 단계; 및 (j) 상기 제1 스텐실 마스크를 분리한 후 상기 제1 수지를 가열하여 경화시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 제1 스텐실 마스크는 상기 리플렉터의 높이에 대응되는 일정한 두께를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 (f) 단계 이전에 상기 기판을 히터 블록(Heater Block) 위에 안착시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 (i) 단계의 가열은 상기 히터 블록(Heater Block)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 히터 블록(Heater Block)은 상면에 놓인 상기 기판을 흡착 고정시키기 위한 진공을 제공하는 다수의 진공 홀(Hole)을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 제1 수지는, 접착성 물질; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 접착성 물질은, 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 제1 스텐실 마스크의 소재는, 금속, 세라믹, 유리 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 엘이디용 리플렉터 제조 방법에서, 상기 제1 스텐실 마스크의 표면은, 테프론 수지로 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.
이상의 본 발명에 따른 엘이디용 리플렉터 제조방법에 따라 리플렉터를 제작하는 경우 투입되는 소재에 대한 실사용량이 상승하여, 재료의 손실율을 최소화하여 제작 단가를 낮출 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘이디용 리플렉터 제조방법에 따라 리플렉터를 제작하는 경우 기존의 사출성형 비해 단위 공정당 제작 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘이디용 리플렉터 제조방법에 따라 리플렉터를 제작하는 경우 다양한 기판에 실장되는 발광칩에 대한 리플렉터를 형성시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘이디용 리플렉터 제조방법에 따라 리드 프레임을 기판으로 하여 리플렉터를 형성하는 경우 마스크만 달리한 동일한 공정을 반복함으로써 공정을 간소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 리드 프레임 상면에 발광칩이 실장된 발광 다이오드 패키지의 측단면의 일 예를 나타낸 도면이고,
도 1b는 PCB(Printed Circuit Board) 상면에 발광칩이 실장된 발광 다이오드 패키지의 측단면도의 일 예를 나타내는 도면이며,
도 2는 도 1a에 대한 평면도를 나타내는 도면이고,
도 3a는 종래의 발광 다이오드 패키지를 성형하는 방법 중의 하나인 트랜스퍼 몰딩(Transfer Moling) 방식을 나타내는 도면이고,
도 3b는 종래의 발광 다이오드 패키지를 성형하는 방법 중의 하나인 인젝션 몰딩(Injection Molding) 방식을 나타내는 도면이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 리드 프레임에 엘이디용 리플렉터 제조 방법을 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 리드 프레임에 엘이디용 리플렉터 제조 방법에 대한 흐름도를 나타내는 도면이다.
아래에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하고도 명확하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 리플렉터(Reflector)(40)는 리드 프레임(Lead Frame) 또는 PCB(Printed Circuit Board)와 같은 기판의 상면에 형성될 수 있고, 특히 PCB의 경우에는 방열 효과를 위해 메탈(Metal)이나 세라믹(Ceramic) 등과 같은 소재가 기반이 된 다양한 PCB가 될 수 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 리드 프레임에 엘이디용 리플렉터 제조 방법을 나타내는 도면이다.
기판이 PCB인 경우와 달리 리드 프레임으로 하는 경우에는 도 4(a) 내지 도 4(f)에 도시한 바와 같은 단계를 거쳐 리드 프레임의 제1 리드 단자(20)와 제2 리드 단자(30) 사이를 제2 수지(300)로 충진하여 경화시킴으로써 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)를 고정하고 하우징의 일부로써 리드 프레임 상면에 고정될 발광칩, 리플렉터, 봉지재 등을 지지하는 지지력을 제공하도록 한다.
본 발명은 도 4(g) 내지 도 4(k)에 도시한 바와 같이 기판 상면에 제1 스텐실 마스크(250)를 사용하여 리플렉터 형상으로 이루어진 상기 제1 스텐실 마스크(250) 내부의 빈 공간에 제1 수지(350)로 충진하여 리플렉터를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이는, 종래의 리플렉터 형성 방법으로써 트랜스퍼 몰딩(Transfer Molding) 또는 인젝션 몰딩(Injection Molding)에 의할 경우에는 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 수지를 캐비티(Cavity)(1, 8)에 주입함으로써 리플렉터를 형성하게 되나, 본 발명은 일정한 두께를 형성하고 있는 마스크(Mask)를 이용하여 리플렉터를 형성하는 것에 특징이 있다.
본 발명과 같이 수지를 마스크를 통해 충진하는 경우에는, 주입되는 소재에 대한 실사용량을 최소화함으로써 제작 단가를 낮춤과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
다시 말하면, 기판이 리드 프레임인 경우에, 본 발명에 따른 엘이디용 리플렉터 형성 단계는 크게 리드 프레임의 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)를 수지로 고정하는 제1 단계(도 4(a) 내지 도 4(f))와 상기 리드 프레임 상면에 엘이디용 리플렉터(40)를 형성하는 제2 단계(도 4(g) 내지 도 4(k))로 분리하여 나타낼 수 있다. 기판을 리드 프레임으로 하여, 엘이디용 리플렉터 제조 공정이 제1 단계 및 제2 단계로 이루어지더라도 각 단계는 제1 스텐실 마스크(250)와 제2 스텐실 마스크(200)로 마스크(Mask)만 달리한 동일한 공정에 의할 수 있으므로, 제조 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 기판이 리드 프레임인 경우에 엘이디용 리플렉터를 형성하는 제1 단계 및 제2 단계 각각에 대해서 순차적으로 살펴보기로 한다.
제1 단계
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 리드 프레임에 엘이디용 리플렉터 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
기판이 리드 프레임인 경우에, 본 발명에 따른 엘이디용 리플렉터 제조 방법의 제1 단계는 발광칩이 상면에 실장될 리드 프레임의 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)를 제2 수지(300)에 의해 고정하는 단계로써, 상기 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)를 포함하는 리드 프레임을 히터 블록(Heater Block)(100) 위에 올려놓는 단계(S100)(도 4(a) 참조), 상기 리드 프레임 상면에 제2 스텐실 마스크(200)를 안착시키는 단계(S200)(도 4(b) 참조), 상기 제2 스텐실 마스크(200) 상면에 제2 수지(300)를 소정의 두께로 도포하는 단계(S300)(도 4(c) 참조), 상기 제2 스텐실 마스크(200) 상면에 도포된 제2 수지(300)를 스퀴지하여 제1 리드 단자(20)와 제2 리드 단자(30) 사이에 채우는 단계(S400)(도 4(d) 참조), 상기 제2 수지(300)를 가열하여 가경화하는 단계(S500)(도 4(e) 참조) 및 상기 제2 스텐실 마스크(200)를 분리한 후 상기 제2 수지(300)를 가열하여 경화하는 단계(S600)(도 4(f) 참조)를 포함할 수 있다.
이하에서는 각 단계에 대하여 살펴본다.
도 4(a)는 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)를 포함하는 리드 프레임(Lead Frame)을 히터 블록(Heater Block)(100) 위에 올려놓는 단계(S100)를 설명하는 도면이다.
리드 프레임은 히터 블록(100)의 상면에 안착 되며, 이후 상기 히터 블록(100)은 리드 프레임의 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30) 사이에 충진된 제2 수지(300)를 가열하여 가경화 시키게 된다.
또한, 히터 블록(100)은 진공을 제공하는 다수의 진공 홀(Hole)을 더 구비함으로써, 진공 발생기(미도시)에서 생성된 진공을 다수의 진공 홀(Hole)을 통해 상기 리드 프레임에 제공함으로써 상기 리드 프레임을 히터 블록(100)에 흡착 고정시킬 수 있게 된다. 이로써, 공정 과정에서 상기 리드 프레임이 흔들림에 의하여 위치가 변동되는 것을 방지함으로써 불량률을 낮출 수 있게 된다.
또한, 상기 히터 블록(100)은 단시간 내에 기 설정된 온도로 상승 또는 하강이 가능하고, 정밀하게 온도를 조절할 수 있는 것이 바람직하므로, 두 종류의 금속으로 이루어진 써멀 커플(Themal Couple) 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 4(b)는 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)를 포함하는 리드 프레임 상면에 제2 스텐실 마스크(200)를 안착시키는 단계(S200)를 설명하는 도면이다.
상기 리드 프레임에 수지를 특정 부분에만 충진 시키기 위하여 마스크(Mask)를 안착시키게 되며, 이때, 제2 스텐실 마스크(200)와 리드 프레임 간의 위치를 정확하게 정렬시키고 상기 리드 프레임의 위치를 고정하기 위해 다수의 진공 홀(Hole)을 구비한 히터 블록(100)을 이용하게 된다.
이때, 제2 스텐실 마스크(200)는 2차원 구조의 평면으로 이루어져 있으며, 이후 공정에서 제2 수지(300)와의 이형이 잘 되도록, 금속, 세라믹, 유리 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 물질인 소재로 이루어진 것이 바람직하되, 추가적으로 수지와의 이형성을 더욱 높이기 위해 상기 제2 스텐실 마스크(200)의 표면을 테프론으로 코팅 처리하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
도 4(c)는 제2 스텐실 마스크(200) 상면에 도포된 제2 수지(300)를 소정의 두께로 도포하는 단계(S300)를 설명하는 도면이다.
리드 프레임의 제1 리드 단자(20)와 제2 리드 단자(30) 사이에 수지를 충진하기 위해 상기 리드 프레임과 위치 정렬한 제2 스텐실 마스크(200) 위에 제2 수지(300)를 도포하게 된다. 이때, 제2 수지(300)는 열과 시간에 따라 경화가 이루어져야 하는 열경화성 물질로, 제1 리드 단자(20)와 제2 리드 단자(30)를 고정시켜 하우징의 일부로써 지지력을 확보하기 위해 리드 프레임의 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)와 같은 도전성 물질과 접착성이 좋아야 한다. 따라서, 제2 수지(300)는 접착성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 접착성 물질을 예로 들면, 열경화성 수지로 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 물질을 들 수 있으며, 그 중에서 내열 온도가 높아 내열성 측면에서 우수한 에폭시 수지 또는 실리콘 수지인 것이 가장 바람직하다.
또한, 제2 수지(300)의 점성은 5rpm 속도에서 35,000cps 이상의 점성을 갖는 것이 액상의 수지가 흘러내리지 않고, 가경화 후 일정 형상을 유지하는 데 바람직하다.
또한, 상기 제2 수지(300)에는 난연성 부여를 위한 난연재, 착색제, 커플링제, 이형성 확보를 위한 왁스, 빠른 경화 특성을 위한 카탈리스트(Catalyst), 에폭시와 같은 유기 재료와 무기 재료간의 결합력을 향상시키기 위한 커플링제 및 Modifier 등과 같은 필러(Filler)가 첨가될 수 있으나, 접착성을 높이기 위해 상기의 필러 사이즈는 작은 것이 바람직하다.
도 4(d)는 제2 스텐실 마스크(200) 상면에 도포된 제2 수지(300)를 스퀴지(Squeezee)하여 제1 리드 단자(20)와 제2 리드 단자(30) 사이에 제2 수지(300)를 채우는 단계(S400)를 설명하는 도면이다.
스퀴지를 통해 제2 스텐실 마스크(200)로 가려지지 않은 부분에 상기 제2 수지(300)를 채우도록 한다. 구체적으로 스퀴지 블레이드(400)가 제2 스텐실 마스크(200)의 상면을 따라 기설정된 방향에 따라 일측에서 타측으로 또는 타측에서 일측으로 이동하며 액상의 제2 수지(300)를 문지르면서, 액상의 제2 수지(300)는 제2 스텐실 마스크(200)에서 마스크(Mask)로 가려지지 않은 부분 즉, 제1 리드 단자(20)와 제2 리드 단자(30) 사이를 채우게 된다.
도 4(e)는 제2 수지(300)를 가열하여 가경화하는 단계(S500)를 설명하는 도면이다.
이때, 제2 수지(300)를 가열하는 수단은 전기 오븐(Oven) 등의 가열 수단에 의할 수 있으나, 리드 프레임 밑에 위치한 히터 블록(Heater Block)(100)에 의해 상기 리드 프레임을 상기 히터 블록 상면에 고정하여 열을 가하는 것이 바람직하다. 이로써 상기 제2 수지(300)는 가경화됨으로써 액상의 수지는 리드 프레임의 제1 리드 (20) 및 제2 리드 단자(30) 사이에 충진된 이후에 겔(gel) 상태의 가경화 수지를 형성하게 된다. 상기 가경화 수지는 액상의 수지가 완전히 경화되지 않고 겔(gel) 상태로 변화된 것으로 액상의 수지 상태에서 벗어나 흘러내리지 않도록 하기 위함이다.
도 4(f)는 제2 스텐실 마스크(200)를 분리한 후 상기 제2 수지(300)를 가열하여 경화시키는 단계(S600)를 나타낸 도면이다.
제2 스텐실 마스크(200)를 제거하여도 가경화 된 겔(gel) 상태의 제2 수지(300)는 흘러내리지 않고 그 형태를 유지하게 되며, 전기 오븐(Oven) 등의 가열수단에 의해 경화됨으로써 제1 리드 단자(20)와 제2 리드 단자(30) 사이에 삽입된 제2 수지(300)는 완전히 경화되어 상기 리드 프레임의 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)를 고정하게 된다.
제2 단계
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 리드프레임에 엘이디용 리플렉터 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
엘이디용 리플렉터 제조 방법의 제2 단계는 가판 상면에 리플렉터를 형성하는 단계로써, 상기 기판 상면에 제1 스텐실 마스크(250)를 안착시키는 단계(S700)(도 4(g) 참조), 상기 제1 스텐실 마스크(250) 상면에 리플렉터를 형성하기 위한 제1 수지(350)를 도포하는 단계(S800)(도 4(h) 참조), 제1 스텐실 마스크(250) 상면에 도포된 제1 수지(350)를 스퀴지(Squeezee) 하여 상기 제1 스텐실 마스크(250) 내부를 채우는 단계(S900)(도 4(i) 참조), 상기 제1 수지(350)를 가열하여 가경화하는 단계(S1000)(도 4(j) 참조) 및 상기 제1 스텐실 마스크(250)를 분리한 후 상기 제1 수지(350)를 가열하여 경화시키는 단계(S1100)(도 4(k) 참조)를 포함한다.
이하에서는 각 단계에 대하여 살펴본다.
도 4(g)는 기판 상면에 제1 스텐실 마스크(250)를 안착시키는 단계(S700)를 설명하는 도면이다. 이때, 기판은 앞서 기재된 바와 같이 상기 제1 단계를 통해 형성된 리드 프레임(Lead Frame)이거나 PCB가 될 수 있다.
기판을 히터 블록(100) 상면에 안착시키고, 다시 상기 기판 상면에 제1 스텐실 마스크(250)를 안착시킨다. 이때, 기판은 히터 블록(100)에 형성된 다수의 진공 홀(Hole)을 통해 제공되는 진공에 의해 위치가 고정되어 제1 스텐실 마스크(250)와 흔들림 없이 정밀한 위치 정렬의 실시가 가능하게 된다.
상기의 제1 스텐실 마스크(250)는 제2 스텐실 마스크(200)와 달리 높이가 있는 리플렉터(Reflector)(40)를 형성시켜야 하므로 일정한 두께를 형성하고 있는 3차원 구조로 형성됨이 바람직하다. 제1 스텐실 마스크(250) 역시 제2 스텐실 마스크(200)와 마찬가지로 제1 수지(350)와의 이형이 잘되도록 금속, 세라믹, 유리 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 것이 바람직하되, 제1 수지(350)의 이형성을 더욱 높이기 위해 상기 제1 스텐실 마스크(250)의 표면을 테프론으로 코팅 처리하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
도 4(h)는 제1 스텐실 마스크(250) 상면에 리플렉터를 위한 제1 수지(350)를 도포하는 단계(S800)를 설명하는 도면이다.
일정한 두게를 형성하고 있는 3차원 구조의 제1 스텐실 마스크(250) 상면에 제1 수지(350)를 도포하고, 상기 도포된 제1 수지(350)는 이후 스퀴지(Squeezee) 공정을 통해 리플렉터(40) 형상의 틀과 같은 상기 제1 스텐실 마스크(250)의 빈 부분에 채워지게 된다. 제1 수지(350)는 제2 수지와 마찬가지로 열과 시간에 따라 경화가 이루어지는 열경화성 물질로 리드 프레임의 제1 리드 단자(20) 및 제2 리드 단자(30)와 접착 고정되어 하우징으로써 지지력을 확보하기 위해 접착성이 좋아야 한다. 따라서, 제1 수지(350)는 접착성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 접착성 물질을 예로 들면, 제2 수지(300)와 마찬가지로 열경화성 수지인 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 들 수 있으며, 그 중에서 내열 온도가 높아 내열성 측면에서 우수한 에폭시 수지 또는 실리콘 수지인 것이 가장 바람직하다.
또한, 제2 수지(300)와 마찬가지로 일정한 점성 5rpm 속도에서 35,000cps 이상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 제2 수지(300)와 마찬가지로 필러(Filler)가 첨가될 수 있으며, 접착성 향상을 위해 상기의 필러는 그 사이즈가 작을수록 바람직하다.
도 4(i)는 제1 스텐실 마스크(250) 상면에 도포된 제1 수지(350)를 스퀴지(Squeezee)하여 리플렉터(40) 형상의 틀과 같은 제1 스텐실 마스크(250)의 빈 부분을 채우는 단계(S900)를 설명하는 도면이다.
스퀴지를 통해 제1 스텐실 마스크(250) 내부의 빈 부분에 제1 수지(350)를 채우도록 한다. 구체적으로 스퀴지 블레이드(400)가 제1 스텐실 마스크(250)의 상면을 따라 기설정된 방향에 따라 일측에서 타측으로 또는 타측에서 일측으로 이동하며 액상의 제1 수지(350)를 문지르면서, 액상의 제1 수지(350)는 제1 스텐실 마스크(250)에서 리플렉터(40)를 형성하게 되는 영역인 제1 스텐실 마스크(250)의 빈 부분을 채우게 된다.
도 4(j)는 제1 수지(350)를 가열하여 가경화하는 단계(S1000)를 설명하는 도면이다.
제1 수지(350)를 가열하는 수단은 전기 오븐(Oven) 등의 가열 수단에 의할 수 있으나, 기판 밑에 위치한 히터 블록(100)에 의해 열을 가하는 것이 상기 기판이 고정된 상태를 유지할 수 있으므로 바람직하다. 이로써 상기 제1 수지(350)는 액상의 수지에서 완전히 경화되지 않고 겔(gel) 상태의 가경화 수지를 형성하게 된다. 가경화 상태의 제1 수지(350)는 흘러내리지 않아 제1 스텐실 마스크(250)를 제거하더라도 리플렉터(40)의 형상을 유지하게 된다.
도 4(k)는 제1 스텐실 마스크(250)를 분리한 후 제1 수지(350)를 가열하여 경화시키는 단계(S1100)를 설명하는 도면이다.
제1 스텐실 마스크(250)를 제거하여도 상술한 바와 같이 제1 수지(350)는 가경화 상태이어서 흘러내리지 않고 리플렉터(40) 형상을 유지하게 되며, 전기 오븐(Oven) 등에 의한 가열 수단에 의해 완전하게 경화됨으로써 리플렉터(40)를 형성하는 제2 단계의 공정을 완료함으로써 리플렉터를 완성하게 된다.(S1200)
제2 단계의 과정을 통한 엘이디용 리플렉터(LED Reflector)를 형성하게 되면, 종래의 트랜스퍼 몰딩(Transfer Moliding) 또는 인젝션 몰딩(Injection Molding)에 의하는 것보다 산술적으로 수지의 실사용량을 80~90%까지 할 수 있게 되므로, 재료의 손실률을 최소화하여 제작 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1, 8: 캐비티(Cavity) 2: 수지
3, 7: 탕구 4: 프레스
5: 노즐 6: 탕구 부싱
10: 발광칩 20: 제1 리드 단자
25: PCB 30: 제2 리드 단자
35: 도전 패턴 40: 리플렉터(Reflector)
50: 봉지재 60: 렌즈
100: 히터 블록(Heater Block)
200: 제2 스텐실 마스크(Stencil Mask)
250: 제1 스텐실 마스크(Stencil Mask)
300: 제2 수지 350: 제1 수지
400: 스퀴지 블레이드(Squeeze Blade)

Claims (14)

  1. 엘이디용 리플렉터 제조 방법에 있어서,
    기판 상면에 제1 스텐실 마스크를 사용하여 리플렉터 형상으로 이루어진 상기 제1 스텐실 마스크 내부의 빈 공간에 제1 수지로 충진하여 상기 리플렉터를 형성하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 리드 프레임(Lead Frame) 또는 PCB(Printed Circuit Board)인 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판이 리드 프레임인 경우에는, 상기 리드 프레임의 제1 리드 단자 및 제2 리드 단자 사이를 제2 수지로 충진하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 리드 단자 및 상기 제2 리드 단자 사이를 충진하는 방법은,
    (a) 리드 프레임 상면에 제2 스텐실 마스크를 안착시키는 단계;
    (b) 상기 제2 스텐실 마스크 상면에 상기 제2 수지를 도포하는 단계;
    (c) 상기 제2 수지를 스퀴지하여 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이에 채우는 단계;
    (d) 상기 제2 수지를 가열하여 가경화하는 단계; 및
    (e) 상기 제2 스텐실 마스크를 분리한 후 상기 제2 수지를 가열하여 경화시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 스텐실 마스크는 평면 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스텐실 마스크 내부를 충진하는 방법은,
    (f) 상기 기판 상면에 상기 제1 스텐실 마스크를 안착시키는 단계;
    (g) 상기 제1 스텐실 마스크 상면에 상기 리플렉터를 형성하는 상기 제1 수지를 도포하는 단계;
    (h) 상기 제1 수지를 스퀴지하여 상기 제1 스텐실 마스크 내부를 채우는 단계;
    (i) 상기 제1 수지를 가열하여 가경화하는 단계; 및
    (j) 상기 제1 스텐실 마스크를 분리한 후 상기 제1 수지를 가열하여 경화시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 스텐실 마스크는 상기 리플렉터의 높이에 대응되는 일정한 두께를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이전에 상기 기판을 히터 블록(Heater Block) 위에 안착시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (i) 단계의 가열은 상기 히터 블록(Heater Block)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 히터 블록(Heater Block)은 상면에 놓인 상기 기판을 흡착 고정시키기 위한 진공을 제공하는 다수의 진공 홀(Hole)을 구비한 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 수지는,
    접착성 물질;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 접착성 물질은,
    요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스텐실 마스크의 소재는,
    금속, 세라믹, 유리 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스텐실 마스크의 표면은,
    테프론 수지로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 엘이디용 리플렉터 제조 방법.
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