KR20140083846A

KR20140083846A - 반도체발광소자용홀더, 반도체발광소자용모듈, 조명기구 및 반도체발광소자용홀더의 제조방법

Info

Publication number: KR20140083846A
Application number: KR1020130028725A
Authority: KR
Inventors: 케이코 쿠리모토; 토오루 와가츠마; 테츠야 하타
Original assignee: 교우세라 커넥터 프로덕츠 가부시키가이샤
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-07-04
Also published as: TWI580888B; TW201425797A; JP2014127560A; CN103900052B; CN103900052A

Abstract

본 발명은 빛의 강도를 최대한 낭비하지 않으며 반사시킬 수 있는 반도체발광소자용홀더, 반도체발광소자모듈, 조명기구 및 반도체발광소자용홀더의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 베이스부재(30)(45)(54)와,
상기 베이스부재의 표면에 노출되게 형성된 설치면(49a)에 전기적으로 도통가능하도록 서로 이격되게 설치된 제1도전부재(20) 및 제2도전부재(21)와,
상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 전기적으로 도통되는 반도체발광소자(62)를 고정하기 위한 반도체발광소자고정부(59)와,
상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재를 제외한 상기 설치면에 형성된 상기 베이스부재보다도 가시광반사율이 높은 반사막(58)으로 구성된다.

Description

반도체발광소자용홀더, 반도체발광소자용모듈, 조명기구 및 반도체발광소자용홀더의 제조방법{Holder for semiconductor light device, semiconductor light device module, illuminating using the same and manufacture method of holder for semiconductor light device}

본 발명은 반도체발광소자(LED)를 설치할 수 있는 반도체발광소자용홀더, 반도체발광소자용모듈, 조명기구 및 반도체발광소자홀더의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 반도체발광소자(LED)를 이용한 조명기구는 예를 들면 특허문헌1에 개시된 것이 있다.

이 조명기구는 금속이나 세라믹재료로 이루어진 히트싱크와, 히트싱크의 한 쪽의 면에 설치되는 LED유닛과, 히트싱크의 사이에서 LED유닛을 끼워넣을 수 있도록 히트싱크에 나사로 고정되는 절연성재료로 이루어진 하우징과, 하우징에 고정된 컨택트를 구비하고 있다. LED유닛은 히트싱크와 밀착되는 기판과, 각 기판에 실장된 LED(반도체발광소자)를 일체로 구비하고 있다. 상기 LED는 하우징에 형성된 노출창을 사이에 두고 외측으로 노출된다. 하우징에 고정된 컨택트는 케이블을 사이에 두고 전원과 접속하며, LED와 전기적으로 도통하고 있다.

따라서, 케이블 및 컨택트를 통해 LED에 전원을 공급하면 LED가 발광하게 된다.

(특허문헌 1) JP 특개2012-164613호 공보

LED에서 발생한 빛의 일부는 하우징의 표면(LED의 외주측에 위치하는 부위)에 의해 반사되면서 주위로 확산된다.

그러나 일반적으로 하우징의(빛의) 가시광반사율은 낮으므로 상기 조명기구는 LED의 빛의 강도(밝기)를 크게 저하시키면서 빛을 주위로 확산시키게 된다.

본 발명의 목적은 반도체발광소자의 빛의 강도를 최대한 낭비하지 않고 반사시킬 수 있는 반도체발광소자용홀더, 반도체발광소자모듈, 조명기구 및 반도체발광소자용홀더의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 반도체발광소자용홀더는 베이스부재와, 상기 베이스부재의 표면에 노출되게 형성된 설치면에 전기적으로 도통가능하도록 서로 이격되게 설치된 제1도전부재 및 제2도전부재와, 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 전기적으로 도통되는 반도체발광소자를 고정하기 위한 반도체발광소자고정부와, 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재를 제외한 상기 설치면에 형성된 상기 베이스부재보다도 가시광반사율이 높은 반사막을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 베이스부재는 수지성형부와, 상기 설치면에 구비되며 상기 수지성형부 보다 열전도율이 높은 전열부재로 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 수지성형부는 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 상기 전열부재에 일체 성형을 통해 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되면 반도체발광소자용홀더를 간단하게 제조할 수 있게 된다.

한편, 상기 베이스부재는 상기 설치면의 외주측에 위치하면서 상기 설치면과 연속하는 환상벽을 구비하며, 상기 환상벽의 표면에는 상기 반사막이 형성되어도 좋다.

이와 같이 구성되면 보다 충분한 밝기를 얻을 수 있게 된다.

상기 환상벽은 상기 수지형성부에 구비되어도 좋다.

이 경우, 베이스부재가 수지성형부와 히트싱크로 구성되는 것과 관계없이 수지성형부의 환상벽과 히트싱크의 설치면의 접속부가 원활하게 접속되므로 상기 접속부에 반사막을 쉽고 깨끗하게 형성할 수 있게 된다.

본 발명의 반도체발광소자모듈은 상기 반도체발광소자용홀더와, 상기 반도체발광소자고정부에 고정된 반도체발광소자와, 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 상기 반도체발광소자를 접속시키는 와이어본딩을 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 조명기구는 상기 반도체발광소자모듈과, 상기 전열부재에 접촉하는 방열부재와, 상기 설치면을 둘러싸도록 설치되어 상기 반도체발광소자로부터 발산되는 조명광을 투과시키는 투광성커버부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반도체발광소자용홀더의 제조방법은 도전성을 지니는 도통판의 일부를 노출시킨 상태로 상기 도통판의 표면에 1차수지성형부를 성형하는 단계와, 상기 도통판의 일부를 절단하여 상기 도통판에 전기적으로 도통가능하도록 일부를 노출시켜 제1도전부재 및 제2도전부재로부터 분리하는 단계와, 상기 1차수지성형부에 상기 1차수지성형부보다 열전도율이 높으면서 외부로 노출되는 설치면을 구비한 전열부재를 임시로 고정하는 단계와, 상기 1차수지성형부 및 상기 전열부재를 포함하는 2차수지성형부를 성형하는 단계와, 상기 설치면에는 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 전기적으로 도통하는 반도체발광소자를 고정할 수 있도록 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재로부터 이격된 반도체발광소자고정부가 형성됨과 함께 상기 1차수지성형부 및 상기 2차수지성형부 보다 가시광반사율이 높은 반사막이 설치되는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 2차수지성형부는 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 상기 전열부재에 일체 성형을 통해 형성되는 것이 좋다.

본 발명의 반도체발광소자용홀더(반도체발광소자모듈 및 조명기구)는, 베이스부재의 설치면에 반도체발광소자를 고정하기 위한 반도체발광소자고정부가 제1도전부재 및 제2도전부재로부터 이격된 상태로 설치되고, 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재를 제외한 상기 설치면에 반사막이 형성된다. 이 반사막은 베이스부재보다도 가시광반사율이 높다. 따라서, 반도체발광소자고정부에 설치되는 반도체발광소자의 빛의 강도를 최대한 낭비하지 않으며 반사시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도통판의 사시도.
도 2는 도통판에 1차수지성형부를 일체로 형성한 1차일체물의 사시도.
도 3은 1차일체물의 저면사시도.
도 4는 1차일체물의 평면도.
도 5는 1차커트를 실시한 1차일체물의 평면도.
도 6은 1차일체물과 히트싱크의 분해사시도.
도 7은 1차일체물과 히트싱크의 저면분해사시도.
도 8은 1차일체물과 히트싱크가 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 9는 1차일체물과 히트싱크가 결합된 상태를 나타내는 저면사시도.
도 10은 1차일체물과 히트싱크의 결합체에 2차수지성형부를 일체로 형성한 2차일체물의 사시도.
도 11은 2차일체물의 저면사시도.
도 12는 설치면에 반사막이 형성된 2차일체물의 평면도.
도 13은 2차커트를 실시한 것에 의해 완성된 LED용홀더와 LED의 사시도.
도 14는 도 13의 XIV -XIV선에 따른 단면도.
도 15는 LED모듈의 평면도.
도 16은 LED모듈과 투광성커버부재와 샤시가 결합된 상태의 사시도.
도 17은 커넥터부케이블의 한 쪽의 단부 및 그 근방부의 사시도.
도 18은 커넥터부케이블의 한 쪽의 단부 및 그 근방부의 저면사시도.
도 19는 방열부재의 윗면에 한 개의 LED모듈의 히트싱크의 아랫면을 고정한 상태에서 커넥터부케이블의 커넥터를 접속한 조명기구의 평면도.
도 20은 투광성커버 및 샤시의 도시를 생략한 도 19의 조명기구의 모식적인 평면도.
도 21은 한 개의 LED모듈을 이용하여 구성된 도 19 및 도 20과는 다른 모습의 조명기구를 나타내는 도 20에 대응되는 평면도.
도 22는 한 개의 LED모듈을 이용하여 구성된 도 19 내지 도 21과는 다른 모습의 조명기구를 나타내는 도 20에 대응되는 평면도.
도 23은 한 개의 LED모듈을 이용하여 구성된 도 9 내지 도 22와는 다른 모습의 조명기구를 나타내는 도 20에 대응되는 평면도.
도 24는 복수의 LED모듈을 연쇄적으로 접속하여 구성한 조명기구를 나타내는 도 20에 대응되는 평면도.
도 25는 복수의 LED모듈을 연쇄적으로 접속하여 구성한 도 24와는 다른 모습의 조명기구를 나타내는 도 20에 대응되는 평면도.
도 26은 설치면의 변형예를 나타내기 위한 반사막 및 LED의 확대사시도.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 일실시예에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명 중의 전후, 좌우 및 상하의 방향은 도면에 표시된 화살표의 방향을 기준으로 한다.

본 실시예는 본 발명의 LED모듈(10)을 조명기구(66)(도 19 내지 도 25 참조)의 광원으로 이용한 것이다.

LED모듈(10)(반도체발광소자모듈)은 LED용홀더(15)(반도체발광소자용홀더)에 LED(62), 와어이본딩(64) 및 밀봉제(또한 경우에 따라서는 후술하는 와이어본딩(90))를 일체화하여 설치한 것이다. 먼저 LED용홀더(15)의 자세한 구조 및 제조방법에 대하여 설명한다.

도 1은 LED용홀더(15)의 기본 구성이 되는 도통판(17)을 표시하고 있다. 도통판(17)은 예를 들면 청동, 베릴륨동, 콜슨계 동합금 등의 도전성과 전열도성과 탄성이 우수한 금속제의 평판을 스탬핑 성형한 것이다. 도통판(17)의 전체형상은 전후방향으로 형성된 긴 사각평판(도 1은 도통판(17)의 일부만을 도시하고 있다) 형상이다. 캐리어부(18A)와 캐리어부(18B)에는 전후 방향으로 캐리어접속부(19)가 등간격으로 복수로 접속되어 있다. 캐리어부(18A) 및 캐리어부(18B)에는 등간격으로 반송용구멍(18C)이 형성되어 있다. 캐리어부(18A)(18B) 및 인접하는 2개의 캐리어접속부(19)에 의해 둘러싸인 각 부분에는 제1도전부재(20) 및 제2도전부재(21)가 모두 2개씩 형성되어 있다. 또한 2개의 제1도전부재(20)는 모두 2개의 제1절단브릿지(22)에 의해 캐리어부(18A)(18B) 및 캐리어 접속부(19)와 각각 일체화되어 있으며, 2개의 제2도전부재(21)는 모두 1개의 제2절단브릿지(23)에 의해 캐리어접속부(19)와 일체화되어 있다. 또한 인접하는 제1도전부재(20)와 제2도전부재(21)는 1개의 제3절단브릿지(23)에 의해 서로 인접하고 있다. 제1도전부재(20)의 내주연부에는 원호형상의 와이어접속부(20A)가 형성되어 있다. 제1도전부재(20)의 와이어접속부(20A)와 다른 부위에는 캐리어부(18A)(18B)와 평행한 방향으로 직선적으로 형성된 케이블접속부(20B)가 형성되어 있으며, 또 다른 부위에는 비원형형상의 결합구멍(20C)이 형성되어 있다. 한편, 제2도전부재(21)의 내주연부에는 원호형상(와이어접속부(20A)와 같은 형상)의 와이어접속부(21A)가 형성되어 있다. 또한 제2도전부재(21)의 와이어접속부(21A)와 다른 부위에는 케이블접속부(20B)와 평행한 방향으로 케이블접속부(21B)가 직선적으로 형성되어 있으며, 또 다른 부위에는 비원형 형상의 결합구멍(21C)이 형성되어 있다.

이러한 구조의 도통판(17)은 도통판(17)의 각 반송용구멍(18C)에 반송장치(도시 생략)의 스프로킷이 결합되고 각 스프로킷이 회전하는 것에 의해 전방으로 반송된다. 그리고 소정위치까지 반송되었을 때 도통판(17)의 상하에 위치하는 한 쌍의 금형으로 이루어진 1차성형틀(도시생략)이 닫히면서 1차성형틀 내에 도통판(17)이 수납된다. 상기 소정위치까지 반송되었을 때 도통판(17)에 성형된 위치결정구멍(도시생략)에 1차성형틀에 설치된 다수의 지지용핀(도시생략)이 끼워지면 도통판(17)은 1차성형틀 내에서 고정된다. 그리고 절연성과 내열성이 높은 수지재료(예를 들면 액정폴리머 등)를 이용한 사출성형(1차성형. 인서트성형)을 1차성형틀 내에서 시행한다. 그리고 수지재료가 경화된 후에 1차성형틀의 각 금형을 도통판(17)으로부터 상하로 분리하면, 도통판(17)의 표면에 복수의 1차수지성형부(30)가 일체로 성형된 복수의 일체물(이하, 1차일체물이라고 부름)이 나타난다(도 2 내지 도 4 등에 1개만 도시).

도시된 바와 같이, 1차수지성형부(30)(베이스부재)는 제1도전부재(20), 제2도전부재(21), 제1절단브릿지(22), 제2절단브릿지(23) 및 제3절단브릿지(24)와 일체로 이루어지며, 평면에서 볼 때 중앙에 원형의 관통구멍이 형성된 사각형의 본체부(31)와, 본체부(31)의 2곳에 형성되어 전후의 캐리어접속부(19)와 일체화되는 2개의 접속암(43)을 구비하고 있다. 본체부(31)는 상기 관통구멍의 외형을 구성하는 평면원형(테이퍼형상)의 환상내벽부(32)와, 환상내벽부(32)의 내주연부의 4곳과 연속하며 인접하는 제1도전부재(20)와 제2도전부재(21)의 단부 사이의 공간을 메우는 4개의 내측돌부(33)를 구비하고 있다. 또한 본체부(31)의 상면에는 각 제3절단브릿지(24)를 노출시키는 2개의 브릿지노출용구멍(35)이 형성되어 있으며, 본체부(31)의 상면과의 4개에는 결합구멍(20C) 및 결합구멍(21C)을 노출시기 위한 결합구멍노출용구멍(36)이 형성되어 있다. 또한 본체부(31)의 2곳에는 케이블접속부(20B) 및 케이블접속부(21B)와 일체로 이루어진 커넥터접속용돌부(37)와, 각 커넥터접속용돌부(37)의 주위에 형성된 커넥터접속구(38)와, 각 커넥터접속구(38)의 양측면(좌측면과 우측면)에 각각 요설된 2개의 결합요부(39)가 각각 형성되어 있다. 또한 1차수지성형부(30)의 아랫면에는 도통판(17)보다 하향으로 돌출하는 8개의 하면측돌부(40A),(40B),(40C),(40D)가 형성되어 있다. 또한 1차수지성형부(30)는 하면측돌부(40A),(40B),(40C),(40C),(40D) 보다 하향의 위치까지 돌출하는 L 자형의 단면을 가진 외주벽(41)을 2개 구비하고 있으며, 각 외주벽(41)의 내면에는 결합조(42)가 1개씩 형성되어 있다(도 3 및 도 7에 1개만 도시).

계속해서 각 1차성형물(도통판(17) 및 1차수지성형부(30))가 상기 반송장치를 통해 전방의 소정위치까지 반송되면, 해당 소정위치에 배치된 1차절단장치(도시생략)가 도통판(17)의 제1절단브릿지(22), 제2절단브릿지(23) 및 제3절단브릿지(24)를 절단한다(1차커트를 실시한다). 구체적으로는 각 1차수지성형부(30)의 본체부(31)의 외주면과 평행한 방향으로 각 제1절단브릿지(22) 및 제2절단브릿지(23)를 절단하며, 브릿지노출용구멍(35)을 이용하여 각 제3절단브릿지(24)의 중앙부를 절단한다(도 5 참조).

계속해서, 1차일체물은 반송장치에 의해 전방의 소정위치까지 이송된다.

해당 소정위치에는 복수(1차일체물과 같은 수)의 히트싱크(45)(베이스부재)(전열부재)가 배치되어 있으며, 1차일체물이 해당 소정위치까지 반송되면 각 1차일체물의 바로 아래에 히트싱크(45)가 각각 위치된다(도 6, 도 7).

히트싱크(45)는 알루미늄 등의 금속으로 이루어진 일체성형품이며, 열전도율은 1차수지성형품(30)(및 후술하는 2차수지성형부(54))보다 높다. 히트싱크(45)의 외형은 본체부(31)와 같은 형태이다. 히트싱크(45)의 상반부는 큰 피수납부(46)에 의해 하반부에 비해 다소 큰 평면형상으로 구성되며, 피수납부(46)의 외주연부의 아랫면의 2곳에는 결합홈(47)이 형성되어 있다(도 7 및 도 9에 1개만 도시). 히트싱크(45)의 아랫면은 평면으로 이루어진 밀착면(48)에 의해 구성된다. 히트싱크(45)의 윗면의 중앙부에는 낮은 높이의 원통형상으로 LED지지부(49)가 돌출되게 형성되어 있다. LED지지부(49)의 윗면은 수평한 평면으로 이루어진 설치면(49a)을 구비하고 있다. 또한 히트싱크(45)의 윗면에는 2개의 원형요부(50)와 2개의 비원형요부(51)가 형성되어 있다.

각 1차일체물(도통판(17) 및 1차수지성형부(30))가 각 히트싱크(45)의 바로 위에 위치하면, 상기 반송장치가 각 히트싱크(45)를 각 1차일체물측으로 상승시킨다(도 8, 도 9 참조). 그 결과, 각 히트싱크(45)의 피수납부(46)는 대응하는 1차일체물의 2개의 외주벽(41)에 의해 둘러싸인 공간에 수납되고, 피수납부(46)의 외주면의 일부(2곳)는 2개의 외주벽(41)의 내주면과 미세한 틈을 형성하면서 대향하게 되며, 피수납부(46)의 윗면은 아랫면측돌부(40A),(40B)(40C)(40D)의 아랫면과 면접촉하게 된다. 이때 1차일체물(본체부(31))의 하면에 형성된 4개의 돌기(4개의 결합구멍노출용구멍(36)의 주위에 위치하는 아랫방향의 돌기)가 2개의 원형요부(50)와 2개의 비원형요부(51)에 각각 결합된다. 또한 2개의 결합조(42)가 2개의 결합홈(47)에 대해 하향에서 결합하게 되므로 히트싱크(45)는 본체부(31)에 대해 임시 고정된다(본체부(31)와 히트싱크(45)가 일체화된다). 또한 LED지지부(49)가 본체부(31)의 중앙의 원형구멍에 끼워진다. 그 결과, 와이어접속부(20A) 및 와이어접속부(21A)의 내주면 및 각 내측돌부(33)에 LED지지부(49)의 외주면이 내주측으로 이격되면서 양자의 사이에는 환상공간(S)이 형성된다(도 8 참조).

1차일체물(도통판(17) 및 1차수지성형부(30))와 히트싱크(45)의 일체물은 상기 반송장치에 의해 더욱 전방의 소정위치까지 반송된다.

그 결과, 상기 일체물의 상하에 위치하는 한 쌍의 금형으로 이루어진 2차성형틀(도시생략)이 닫히게 되며, 상기 일체물은 2차성형틀 내에 수납된다. 이때 상기 위치결정구멍에 2차성형틀에 설치된 다수의 지지용핀(도시생략)이 결합되면서 해당 일체물은 2차성형틀 내에서 고정된다. 그리고 상기 일체물은 2차성형틀 내에서 절연성 및 내열성이 높은 수지재료(예를 들면 액정폴리머 등)로 사출성형(인서트 성형. 2차 성형)된다. 수지재료가 경화된 후에 2차성형틀을 상하로 분리하면, 1차일체물(도광판(17) 및 1차수지성형부(30))과 히트싱크(45)의 일체물의 표면에 2차수지성형부(54)(베이스부재)가 성형된 일체물(2차일체물)이 나타난다(도 10 및 도 11을 참조). 도시된 바와 같이, 2차수지성형부(54)가 1차수지성형부(30)와 히트싱크(45)에 걸쳐 성형되므로(결합조(42) 및 결합홈(47)을 피복하고 있다), 2차수지성형부(54)가 경화되면 1차수지성형부(30)와 히트싱크(45)는 완전히 고정된다. 2차수지성형부(54)는 평면에서 볼 때 환상내벽부(32)의 표면을 덮는 원형의 테이퍼면으로 이루어지며 각 내측돌부(33)의 윗면과 연속하는 환상벽(55)을 지니고 있다. 또한 2차수지성형부(54)의 일부를 구성하는 환상부(56)가 와이어접속부(20A) 및 와이어접속부(21A)의 내주면 및 각 내측돌부(33)와 LED지지부(49)의 외주면과의 사이 형성된 환상공간(S)을 메우고 있으며(도 10 참조), 환상부(56)의 윗면은 LED지지부(49)의 설치면(49a) 및 각 내측돌부(33)의 윗면과 동일한 평면상에서 위치하고 있다(LED지지부(49)의 설치면(49a) 및 각 내측돌부(33)의 윗면과 연속하고 있다). 또한 2차수지성형부(54)는 1차수지성형부(30)의 아랫면과 피수납부(46)의 윗면 사이에 형성된 빈틈(1차수지성형부(30)의 8개의 아랫면측돌부(40A)(40B)(40C)(40D)의 사이에서 형성된 빈틈)을 메우고 있다. 또한 2차수지성형부(54)의 외주면의 2곳에 형성(돌출 형성)된 피복돌부(57)가 2차성형 전에 노출되어 있던 제1절단브릿지(22) 및 제2절단브릿지(23)의 단부를 피복하고 있다.

계속해서 각 2차일체물(도통판(17), 1차수지성형부(30), 히트싱크(45) 및 2차수지성형부(54))을 반송장치를 통해 전방의 소정위치까지 반송된다.

해당 소정위치에는 패드인쇄기(도시생략)가 배치되어 있으며, 2차일체물이 해당 소정위치까지 반송되면 각 2차일체물이 패드인쇄기 내에 위치된다. 그리고, 상기 패드인쇄기에서 4개의 내측돌부(33)의 윗면, LED지지부(49)의 설치면(49a), 환상벽(55)의 표면 및 환상부(56)의 윗면에 대해 연속적(일체적)으로 반사막(58)이 30㎛ 두께의 박막으로 인쇄된다(도 12 및 도 13 참조). 반사막(58)은 주성분인 폴리우레탄수지에 산화티탄(TiO) 등을 착색제로써 혼합한 것으로, 전체적으로 절연성을 지니고 있다. 반사막(58)은 착색제를 함유하고 있으므로 백색이며, 알루미늄으로 이루어진 히트싱크(45)와는 색(색상)이 다르며, 그 (빛의) 가시광반사율은 1차수지성형부(30), 히트싱크(45) 및 2차수지성형부(54) 보다 높다(구체적으로는 가시광반사율이 90% 이상이며, 바람직하게는 95%의 것을 이용한다). 또한 LED지지부(49)에 형성된 반사막(58)은 설치면(49a)의 일부를 제외한 모습으로 형성되어 있다. 즉, 도시된 바와 같이, 평면에서 볼 때, 다수(총 46개)의 사각형 영역을 제외하는 모습으로 설치면(49a)에 형성되어 있다. 각 사각형영역은 각각 LED고정부(59)(반도체발광소자고정부)를 형성하며, 반사막(58)의 윗면과 LED고정부(59)(설치면(49a)) 사이에는 반사막(58)의 두께만큼 단차가 발생된다.

계속해서, 2차일체물은 반송장치에 의해 전방의 소정위치까지 이송되며, 해당 소정위치에 설치된 2차절단장치(도시 생략)에 의해 각 접속암(43)이 절단된다(2차커트가 실시된다). 구체적으로는 각 접속암(43)을 대응하는 피복돌부(57)의 단면에 따라 직선적으로 절단하여 캐리어접속부(19)(및 캐리어부(18A)(18B))로부터 2차일체물을 분리한다(도 13 참조). 그 결과, 캐리어부(18A)(18B) 및 캐리어접속부(19)와의 접속부(파단면. 불필요한 금속부)가 노출되지 않는 복수의 LED용홀더(15)의 성형품을 얻을 수 있다.

이어서 LED용홀더(15)에서 LED모듈(10)을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

LED용홀더(15)의 각 LED지지부(49)에 대하여 직방체 형상의 LED(62)(반도체발광소자)를 고정한다. 도시된 바와 같이, 각 LED(62)의 평면형상은 LED고정부(59)와 거의 동일(LED고정부(59)보다 약간 작은 치수)하다. LED고정부(59)에 LED(62)를 고정할 때에는 먼저 각 LED고정부(59)(설치면(49a))에 LED(62)를 얹어 설치한다(도 15 참조). 상기한 바와 같이, 반사막(58)의 윗면과 LED고정부(59)의 사이에서는 반사막(58)의 두께 만큼의 단차가 발생하고 있으므로(LED고정부(59)가 반사막(58)에 의해 둘러싸인 요부가 되므로), 각 LED고정부(59)에 대해 LED(62)를 간단하고 확실하게 설치(결합)할 수 있다. 또한 반사막(58)의 윗면과 LED고정부(59)의 사이에 반사막(58)의 두께 만큼의 단차가 발생하고 있으므로, LED고정부(59)(설치면(49a))에 도포된 접착제가 LED고정부(59)의 주위(반사막(58)측))로 흐르는 것을 억제할 수 있다. 또한 상기 LED반송장치는 색상차를 식별하는 센서를 지니고 있으며, 상기 LED반송장치는 반사막(58)과 LED고정부(59)(설치면(49a))의 사이의 색상차(경계선)를 인식하면서 LED고정부(59)에 LED(62)를 얹어 설치한다. 따라서, LED고정부(59)에 LED(62)를 확실하게 얹어 설치할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 각 LED고정부(59)에 고정된 서로 인접하는 LED(62)의 윗면에 노출되도록 형성된 단자들은 와이어본딩(64)(도 15에 표시한 두꺼운 선)에 의해 접속되며, 와이어접속부(20A)와 대향하는 위치에 위치하는 LED(62)의 단자와 와이접속부(20A)를 와이어본딩(64)시켜 접속하여 모두 와이어접속부(21A)와 대향하는 위치에 위치하는 LED(62)의 단자와 와이어접속부(21A)를 와이어본딩(64)을 통해 접속시킨다(필요에 따라 후술하는 와이어본딩(90)을 시행한다).

마지막으로 2차수지성형부(54)의 윗면(환상벽(55)의 상부 모서리부의 사이에 형성된 원형구멍)에 투광성 및 절연성을 지니는 열경화성수지재료나 적외선경화성수지재료 등으로 이루어진 밀봉제(도시 생략)를 덮어, 밀봉제에 의해 와이어접속부(20A), 와이어접속부(21A), 내측돌부(33), 반사막(58), LED(62) 및 와이어본딩(64)(90)을 덮는 것에 의해 LED모듈(10)이 완성된다.

이상 구성의 LED모듈(10)은 도 19 내지 도 25에 도시된 조명기구(66)의 구성물품으로써 이용가능하다.

조명기구(66)는 금속판으로 이루어진 샤시(68)(방열부재)를 구비하고 있다. LED모듈(10)은 히트싱크(45)의 밀착면(48)을 샤시(68)의 윗면에 접속시킨 상태에서 샤시(68)에 고정된다.

또한 조명기구(66)는 LED모듈(10)에 착탈가능한 투광성커버부재(70) 및 커넥터부케이블(75)을 구비하고 있다.

투광성커버부재(70)는 투광성재료로 이루어진 아랫면이 개구된 중공부재로서, 반구형상의 확산렌즈(71)와, 확산렌즈(71)의 하부에서 측방으로 돌출된 4개의 돌부(72)와, 돌부(72)의 하면에 각각 돌출된 4개의 접속용돌기(73)를 일체로 구비하고 있다. 접속용돌기(73)의 단면형상은 결합구멍(20C)(21C)과 같은 형상이다. 투광성커버부재(70)는 4개의 접속용돌기(73)를 대응되는 결합구멍(20C)(21C)에 결합시켜 LED모듈(10)에 착탈가능하게 설치된다.

커넥터부케이블(75)은 2개의 케이블(77)과 커넥터(80)를 일체화한 것이다. 가요성을 지니는 케이블(77)은 다수의 금속선을 묶은 전선(78)과, 전선(78)의 표면을 피복하는 절연재료로 이루어진 피복튜브(79)를 구비하며, 각 케이블(77)의 양단은 피복튜브(79)를 제거하여 전선(78)을 노출시키고 있다.

커넥터(80)는 절연재료로 이루어진 인슐레이터(81)와, 제1컨택트(85) 및 제2컨택트(87)를 구비한다. 중공부재인 인슐레이터(81)의 양측부에는 전후방향으로 결합돌기(82)가 형성되어 있으며, 좌우의 결합돌기(82)의 선단부에는 결합돌기(83)가 형성되어 있다. 또한 인슐레이터(81)의 선단부(후단부)의 아랫면은 두께가 얇다. 그리고 상기 아랫면에는 인슐레이터(81)의 내부공간과 연통되는 2개의 장홈(84)이 형성되어 있다. 제1컨택트(85) 및 제2컨택트(87)는 모두 도전성재료(금속 등)로 이루어진 것이며, 인슐레이터(81)의 내부공간에 고정된 상태로 삽입되어 있다. 제1컨택트(85) 및 제2컨택트(87)의 한쪽 끝(전단)에는 2개의 케이블(77)의 한 쪽의 단부(후단부)의 전선(78)이 각각 압착되어 있으며(접속되어 있으며), 제1컨택트(85) 및 제2컨택트(87)의 다른 쪽의 단부(후단부)는 대응되는 장홈(84)을 통하여 인슐레이터(81)의 아랫방향으로 돌출되는 탄성변형이 가능한 제1접촉편(86)과 제2접촉편(88)에 의해 구성되어 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 커넥터부케이블(75)은 LED모듈(10)의 커넥터접속용돌부(37) 및 커넥터접속구(38)(케이블접속부(20B)및 케이블접속부(21B))에 대하여 탈착가능하다. 즉, 커넥터(80)는 커넥터접속구(38)에 삽입되며, 좌우의 결합돌기(82)는 커넥터접속구(38)의 좌우양측부에 결합된다. 이렇게 하면 좌우의 결합돌기(83)가 좌우의 결합요부(39)에 결합되므로 커넥터(80)를 의도적으로 끌어당겨 빼지 않는 한 커넥터접속용돌부(37) 및 커넥터접속구(38)와 커넥터(80)의 접속상태는 보호 유지된다.

그리고 커넥터(80)를 커넥터접속용돌부(37) 및 커넥터접속구(38)에 접속하면, 제1컨택트(85)의 제1접촉편(86)과 제2컨택트(87)의 제2접촉편(88)이 탄성변형되면서 케이블접속부(20B)와 케이블접속부(21B)에 각각 접촉된다.

본 실시예의 조명기구(66)(LED모듈(10))는 다양한 형태로 실시가능하다. 도 19 내지 도 23은 조명기구(66)를 1개의 LED모듈(10)로 구성한 것이다.

도 19 및 도 20에 도시된 LED모듈(10)(LED용홀더(15))의 앞쪽의 와이어접속부(20A)(21A) 및 뒤쪽의 와이어접속부(20A)(21A)는 모두 와이어본딩(90)에 의해 접속되어 있다. 또한 LED모듈(10)의 한 쪽의 커넥터접속용돌부(37) 및 커넥터 접속구(38)에 커넥터부케이블(75)의 커넥터(80)가 접속되어 있으며, 그 커넥터부케이블(75)의 2개의 케이블(77)은 전선의 양극과 음극에 각각 접속되어 있다.

도시를 생략한 스위치를 OFF에서 ON으로 전환하면, 전원에서 발생한 전류가 케이블(77)을 사이에 두고, 와이어접속부(20A)(21A), LED(62), 와이어본딩(64) 및 와이어본딩(90)에 의해 구성된 병렬회로로 흐르면서 각 LED(62)(도 20에서는 LED모듈(10)을 중심부보다 우측으로 위치하는 모든 LED를 LED(62A)로 표시하고 있으며, 각 중심부보다 좌측에 위치하는 모든 LED(62)를 LED(62B)로 표시하고 있다)는 발광한다. 각 LED(62)로부터 발산된 조명광의 일부는 직접 확산렌즈(71)측으로 향하며, 남은 조명광은 반사막(58)에 의해 반사되면서 확산렌즈(71)측으로 향한다. 확산렌즈(71)를 향한 조명광은 확산렌즈(71)에 의해 확산되면서 투광성커버부재(70)의 외측으로 향한다. 한편, 상기 스위치를 ON에서 OFF로 전환하면, 전류의 LED(62)로의 공급이 차단되면서 각 LED(62)는 소등된다.

도 21에 도시된 조명기구(66)를 구성하는 LED모듈(10)(LED용홀더(15))의 좌측의 와이어접속부(20A)와 와이어접속부(21A)는 와이어본딩(90)에 의해 접속되어 있다. 또한 LED모듈(10)의 한 쪽의 커넥터접속용돌부(37) 및 커넥터접속구(38)에 커넥터부케이블(75)의 커넥터(80)가 접속되어 있으며, 그 커넥터부케이블(75)의 2개의 케이블(77)은 전원의 양극과 음극에 각각 접속되어 있다. 또한 각 LED(62)의 와이어본딩(64)를 사이에 둔 와이어접속부(20A) 및 와이어접속부(21A)에 대한 접속상태가 상기와 같이 변경된다. 즉, LED모듈(10)의 중심부보다 앞쪽에 위치하는 모든 LED(62)(도 21에서는 이 LED(62)를 LED(62C)로 도시하였다)는 와이어본딩(64)을 통해 앞쪽의 와이어접속부(20A)에 접속되도록 하는 것이다. 이 조명기구(66)는 와이어접속부(20A), 와이어접속부(21A), LED(62), 와이어본딩(64) 및 와이어본딩(90)에 의하여 구성된 직렬회로를 지니고 있다.

또한 도 21에 도시된 조명기구(66)는 LED모듈(10)(LED용홀더(15))의 좌측의 와이어접속부(20A)와 와이어접속부(21A) 사이를 와이어본딩(90)으로 접속시키는 대신에, 한 쪽의 커넥터접속용돌부(37) 및 커넥터접속구(38)를 이용하여 단락용커넥터(92)를 접속시킬 수도 있다. 이 단락용커넥터(92)는 인슐레이터(81)에 상당하는 인슐레이터와, 제1컨택트(85)와 제2컨택트(87)에 상당하는 2개의 컨택트를 구비하고 있으며, 이 2개의 컨택트는 인슐레이터의 내부에서 서로 단락된다.

도 22에 도시된 조명기구(66)는 LED모듈(10)(LED용홀더(15))에 설치된 2개의 커넥터접속용돌부(37) 및 커넥터접속구(38)에 2개의 커넥터부케이블커넥터(80)가 각각 접속되고, 각 커넥터부케이블(75)의 커넥터(80)와 반사측의 단부는 서로 별개의 전원의 양극과 음극에 각각 접속된다.

도 23에 도시된 조명기구(66)는 LED(62)의 와이어본딩(64)을 사이에 둔 와이어접속부(20A) 및 와이어접속부(21A)에 대한 접속상태가 도 22와는 다른(도 21과 같음) 점을 제외하고는 도 22와 같은 구성이다.

도 24 및 도 25에 도시된 조명기구(66)는 복수(도 24 및 도 25에는 LED모듈(10)을 3개 도시하고 있지만, 2개 또한 4개이어도 좋음)의 LED모듈(10)을 연속적으로 연결하여 구성한 것이다.

도 24에 도시한 조명기구(66)는 도 19 및 도 20에 도시된 LED모듈(10)을 복수로 구비한 것으로서, 인접하는 LED모듈(10)들이 양단부에 커넥터(80)를 구비한 커넥터부케이블(75')에 의해 접속되어 있다.

도 25에 도시된 조명기구(66)는 도 21에 도시된 단일의 LED모듈(10)(도 25에 있어 가장 후방에 위치하는 LED모듈(10))과, 도 21에 도시한 LED모듈(10)에서 와이어본딩(90)을 삭제한 상태의 복수의 LED모듈(10)을 구비한 것으로서, 인접하는 LED모듈(10)끼리가 커넥터부케이블(75)에 의해 접속되어 있다. 또한 도 25에 도시된 상태로 조명기구(66)를 구성하는 경우에는 한 쪽의 단부에 위치하는 LED모듈(10)(LED용홀더(15))의 좌측의 와이어접속부(20A)와 와이어접속부(21A) 사이를 와이어본딩(90)으로 접속시키는 대신에 해당 LED모듈(10)의 커넥터접속용돌부(37) 및 커넥터접속구(38)에 단락용커넥터(92)를 접속시켜도 좋다.

또한 조명기구(66)를 도 24 또한 도 25와 같은 상태로 구성하는 경우에는 각 LED모듈(10)에 상기 샤시(68)를 1개씩 고정하여도 좋으며, 전후 방향으로 긴 1개의 샤시(방열부재. 도시 생략)에 전체의 LED모듈(10)을 고정하여도 좋다.

이상 설명한 본 실시예는 LED모듈(10)(LED용홀더(15))의 상면의 원형포켓(환상벽(55)의 상부보다 내주에 위치하는 부분)내에 가시광반사율이 낮은 수지부(4개의 내측돌부(33)의 윗면, 환상벽(55)의 표면 및 환상부(56)의 윗면), 1차수지성형부(30), LED지지부(49) 및 2차수지성형부(54)보다 가시광반사율이 높은 반사막(58)이 형성되어 있다. 따라서, 각 LED고정부(59)(설치면(49a))에 설치된 LED(62)의 빛의 강도를 최대한 낭비하지 않고 반사시킬 수 있다.

또한 LED용홀더(15)는 LED용홀더(15)를 구성하는 각 구성요소(도통판(17), 1차수지성형부(30), 히트싱크(45), 2차수지성형부(54))를 별개로 구성한 뒤에, 이 각 구성요소를 서로 조립하여 나사 등으로 고정하지 않고, 1차수지성형부(30) 및 2차수지성형부(54)를 사출성형(인서트성형)하여 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 각 내측돌부(33)의 윗면, LED지지부(49)의 설치면(49a) 및 환상부(56)의 윗면이 동일 평면상에서 위치되고(연속하여), LED지지부(49)의 설치면(49a)과 환상벽(55)이 환상부(56)의 윗면 및 각 내측돌부(33)의 윗면을 사이에 두고 연속되므로 내측돌부(33)의 윗면, LED지지부(49)의 설치면(49a), 환상벽(55)의 표면 및 환상부(56)의 윗면에 대하여 반사막(58)을 쉽고 깨끗하게 형성할 수 있다. 따라서, LED(62)로부터 발산되는 조명광의 반사효율은 반사막(58)에 의해 확실하게 높아진다.

또한 각 LED(62)에서 발생되는 열은 박막으로 이루어진 반사막(58)을 사이에 두고 히트싱크(45)로 전해져 히트싱크(45)의 하반부(노출하는 부분)에서 방열됨과 함께, 히트싱크(45)(밀착면(48))에서 샤시(68)로 전해진 뒤에 샤시(68)에서 방열되므로 LED(62)의 열을 외부로 효율 좋게 방열시킬 수 있다. 따라서, 고온화에 하여 LED(62)의 발열효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, LED(62)로서 발열량이 많은 대형의 LED소자를 이용할 수 있으므로 빛의 양을 증대시키는 것도 가능하다.

또한 LED모듈(10)은 LED(62)(확산렌즈(71))의 바로 근방에 위치하는 환상벽(55)(반사막(58)의 환상벽(55)에 형성된 부위)을 구비하고 있으므로, LED(62)로부터 발생되는 조명광의 지향성이나 방사각도의 제어가 가능하다. 또한 LED용홀더(15)에 반사막(58)이나 LED고정부(59)를 다양한 형태로 형성시킬 수 있으므로(설치면(49a)상의 LED(62)의 배치에 자유도가 있으므로), 광학설계의 자유도가 큰(LED(62)의 고르지 못한 밝기를 억제하거나, 조광(밝기의 조절) 및 색 조절(따뜻한 색, 찬 색 등의 조정)이 용이한) LED모듈(10)을 얻을 수 있다.

이상, 본 발명을 상기 각 실시예를 기준으로 하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 실시가능하다.

예를 들면, 1차수지성형부(30) 및 2차수지성형부(54)에 상당하는 부위를 미리 제1도전부재(20) 및 제2도전부재(21)에 일체화한 다음, 이 일체물에 히트싱크(45)를 고정하여 LED용홀더(15)를 제조하여도 좋다. 또한 이 경우는 1차수지성형부(30) 및 2차수지성형부(54)에 상당하는 부위를 사출성형(인서트성형)에 의해 제1도전부재(20) 및 제2도전부재(21)와 일체시켜도 좋으며, 1차수지성형부(30) 및 2차수지성형부(54)에 상당하는 부위를 성형한 다음 해당 성형물을 제1도전부재(20) 및 제2도전부재(21)에 조립하여도 좋다.

히트싱크(45)를 알류미늄과는 다른 재료(다만, 1차수지성형부(30) 및 2차수지성형부(54)보다 열전도율이 높은 재료)로 구성하여도 좋다.

또한 히트싱크(45)의 밀착면(48)과 샤시(68)의 사이에 전열성의 시트나 전열성의 접착제를 개재하여도 좋다.

또한 내측돌부(33) 또한 환상부(56)에 반사막(58)을 형성시키지 않아도좋다.

또한 도 26에 도시된 것과 같이, 반사막(58)을 형성한 뒤에 각 LED고정부(59)(설치면(49a))에 반사막(58)보다 얇은 반사막(95)(반사막(58)과 같은 조성의 것이어도 좋으며, 가시광반사율이 1차수지성형부(30), 히트싱크(45) 및 2차수지성형부(54) 보다 높다면 반사막(58)과는 조성이 다른 것이어도 좋다)을 형성하고, 그 뒤에 각 LED고정부(59)(반사막(95)의 윗면)에 LED(62)를 고정하여도 좋다.

10...LED모듈(반도체발광소자모듈)
15... LED용홀더( 반도체발광소자용홀더)
17...도통판 18A,18B...캐리어부
18C...반송용구멍 19...캐리어접속부
20...제1도전부재 20A...와이어접속부
20B...케이블접속부 20C...결합구멍
21A...와이어접속부 21B...케이블접속부
21C...결합구멍 22...제1절단브릿지
23...제2절단브릿지 24...제3절단브릿지
30...1차수지성형부(베이스부재)(수지성형부)
31...본체부 32...환상내부벽
33...내측돌부 35...브릿지노출용구멍
36...결합구멍노출용구멍 37...커넥터접속용돌부
38...커넥터접속구 39...결합요부
40A,40B,40C,40D...아랫면측돌부 41...외주벽
42...결합조 43...접속암
45...히트싱크(베이스부재)(전열부재) 46...피수납부
47...결합홈 48...밀착면
49...LED지지부 49a...설치면
50...원형요부 51...비원형요부
54...2차수지성형부(베이스부재)(수지성형부)
55...환상벽 56...환상부
57...피복돌부 58...반사막
59...LED고정부(반도체발광소자고정부)
62,62A,62B,62C,62C,62D...LED(반도체발광소자)
64...와이어본딩 66...조명기구
68...샤시(방열부재) 70...투광성커버부재
71...확산렌즈 72...돌부
73...접속용돌기 75...커넥터부케이블
77...케이블 78...전선
79...피복튜브 80...커넥터
81...인슐레이터 82...결합돌기
83...결합돌기 84...장홈
85...제1컨택트 86...제1접촉편
87...제2컨택트 88...제2접촉편
90...와이어본딩 92...단락용커넥터
S...환상공간

Claims

베이스부재와,
상기 베이스부재의 표면에 노출되게 형성된 설치면에 전기적으로 도통가능하도록 서로 이격되게 설치된 제1도전부재 및 제2도전부재와,
상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 전기적으로 도통되는 반도체발광소자를 고정하기 위한 반도체발광소자고정부와,
상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재를 제외한 상기 설치면에 형성된 상기 베이스부재보다도 가시광반사율이 높은 반사막을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체발광소자용홀더.
제 1항에 있어서,
상기 베이스부재는
수지성형부와,
상기 설치면에 구비되며 상기 수지성형부 보다 열전도율이 높은 전열부재로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체발광소자용홀더.
제 2항에 있어서,
상기 수지성형부는
상기 제1도전부재와 상기 제2도전부재와 상기 전열부재에 일체 성형을 통해 형성된 것을 특징으로 하는 반도체발광소자용홀더.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스부재는 상기 설치면의 외주측에 위치하면서 상기 설치면과 연속하는 환상벽을 구비하며,
상기 환상벽의 표면에는 상기 반사막이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체발광소자용홀더.
제 4항에 있어서,
상기 환상벽은 상기 수지성형부에 구비된 것을 특징으로 하는 반도체발광소자용홀더.
제 1항 내지 제 5항에 기재된 반도체발광소자용홀더와,
상기 반도체발광소자고정부에 고정된 반도체발광소자와,
상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 상기 반도체발광소자를 접속시키는 와이어본딩을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체발광소자모듈.
제 6항에 기재된 반도체발광소자모듈과,
상기 전열부재에 접촉하는 방열부재와,
상기 설치면을 둘러싸도록 설치되어 상기 반도체발광소자로부터 발산되는 조명광을 투과시키는 투광성커버부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명기구.
도전성을 지니는 도통판의 일부가 노출되도록 상기 도통판의 표면에 1차수지성형부를 성형하는 단계와,
상기 도통판의 일부를 절단하여 상기 도통판을 전기적으로 도통가능하도록 일부가 노출된 제1도전부재 및 제2도전부로부터 분리하는 단계와,
상기 1차수지성형부에 상기 1차수지성형부보다 열전도율이 높으면서 외부로 노출되는 설치면을 구비한 전열부재를 임시로 고정하는 단계와,
상기 1차수지성형부 및 상기 전열부재를 포함하는 2차수지성형부를 성형하는 단계와,
상기 설치면에는 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 전기적으로 도통하는 반도체발광소자를 고정할 수 있도록 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재로부터 이격된 반도체발광소자고정부가 형성됨과 함께 상기 1차수지성형부 및 상기 2차수지성형부 보다 가시광반사율이 높은 반사막이 설치되는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체발광소자용홀더의 제조방법.
제 8항에 있어서,
상기 2차수지성형부는 상기 제1도전부재 및 상기 제2도전부재와 상기 전열부재에 일체 성형을 통해 형성된 것을 특징으로 하는 반도체발광소자용홀더의 제조방법.