KR20150003228A - 스트레칭된 리드프레임 아키텍처를 위한 사전 회전되는 오버몰딩된 양방향 확산 렌즈 - Google Patents

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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Abstract

고상 발광 장치(LED) 조명 기구를 제조하기 위한 방법은 접힌 상호접속들에 의해 직렬로 접속된 리드프레임들의 그룹을 갖는 리드프레임 어셈블리를 형성하는 단계, 리드프레임들 상에 LED들을 장착하는 단계, LED들 주위에 광학 요소들을 배치하는 단계, 및 리드프레임 어셈블리를 스트레칭하여 상호접속들을 펼침으로써 LED들을 이격시키는 단계를 포함한다. 광학 요소들을 배치하는 단계는 리드프레임 어셈블리를 스트레칭한 후에 광학 요소들이 미리 결정된 광 패턴을 제공하도록 광학 요소들을 배향시키는 단계를 포함한다.

Description

스트레칭된 리드프레임 아키텍처를 위한 사전 회전되는 오버몰딩된 양방향 확산 렌즈{PRE-ROTATED OVERMOLDED BIDIRECTIONAL SPREADING LENS FOR STRETCHED LEADFRAME ARCHITECTURE}
본 발명은 형광 튜브 램프(fluorescent tube lamp)들을 대체하기 위한 LED 개조(retrofit) 튜브 램프들과 같은 고상 발광 장치들(LED들) 사이에 큰 피치들 또는 공간들을 갖는 선형 조명 응용들을 위한 아키텍처에 관한 것이다.
발광 장치(LED) 램프들은 많은 조명 응용에서 형광 램프들을 대체하고 있다. LED 램프들은 더 긴 수명, 더 큰 에너지 효율 및 흔들림 없는 조명을 제공한다. LED 램프들은 또한 수은을 포함하지 않으며, 정밀 기구들을 방해하지 않는다.
형광 튜브 램프들은 일반적으로 큰 실내 영역들에서 주변 조명을 제공하는 데 사용된다. 이러한 튜브 램프들은 통상적으로 2 내지 8 피트의 길이를 갖는다. 등가적인 LED 개조 튜브 램프의 경우, LED들의 고밀도 어레이가 긴 인쇄 회로 보드(PCB) 상에 장착된다. LED들의 수뿐만 아니라 PCB의 길이도 LED 튜브 램프의 비용을 증가시킨다. 따라서, LED들 사이에 큰 피치들 또는 공간들을 갖는 선형 조명 응용들을 위한 새로운 아키텍처가 필요하다.
고상 발광 장치(LED) 조명 기구를 제조하기 위한 방법은 접힌 상호접속들(folded interconnects)에 의해 직렬로 접속된 리드프레임들의 그룹인 리드프레임 어셈블리를 형성하는 단계를 포함한다. 이어서, LED들이 리드프레임들 상에 장착되고, 이와 함께 LED들 주위에 광학 요소들이 배치된다. 이어서, 리드프레임 어셈블리가 스트레칭되며(stretched), 따라서 상호접속들이 펼쳐져서 LED들을 공간적으로 분산시킨다. LED들 주위에 광학 요소들을 배치(구성)하는 것은 광학 요소들이 리드프레임 어셈블리의 스트레칭 후에 미리 결정된 광 패턴을 제공하도록 광학 요소들을 배향(orienting)시키는 것을 포함한다.
도 1은 인쇄 회로 보드 상에 장착된 발광 다이오드들의 어레이를 갖는 전통적인 발광 다이오드 튜브 램프의 절단 평면도이다.
도 2a는 리드프레임 어셈블리의 평면도이다.
도 2b 및 2c는 도 2a의 리드프레임 어셈블리 내의 제1 및 제2 리드프레임들의 평면도를 형성하도록 결합된다.
도 2d는 도 2a의 리드프레임 어셈블리 내의 최종 리드프레임의 평면도이다.
도 3은 도 2a의 리드프레임 어셈블리 내의 리드프레임들에 부착된 광원들의 평면도이다.
도 4는 발광 장치(LED)의 등축도이다.
도 5는 도 3의 리드프레임 어셈블리 상의 LED들 주위에 배치된 일 타입의 광학 요소들의 평면도이다.
도 6a는 도 5의 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 일부의 등축도이다.
도 7a는 반사기들 사이에 절연성 스트립(insulating strip)들의 일 구성을 갖는, 반사기들에 대해 고정된 도 6a의 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 등축도이다.
도 7b는 도 7a의 스트레칭된 리드프레임 어셈블리 및 반사기들의 2개의 섹션의 등축도이다.
도 8은 반사기들 사이에 절연성 스트립들의 다른 구성을 갖는, 반사기들에 대해 고정된 도 6a의 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 등축도이다.
도 9는 도 7a의 스트레칭된 리드프레임 어셈블리 및 반사기들을 갖는 튜브 램프의 절단 평면도이다.
도 10은 도 9의 튜브 램프를 제조하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 11은 도 3의 리드프레임 어셈블리 상의 LED들 주위에 배치된 상이한 타입의 광학 요소들의 평면도이다.
도 12는 LED 상에 장착된 반사기 컵의 등축도이다.
도 13은 도 11의 리드프레임 어셈블리 상의 LED들 주위에 배치된 광학 요소들의 측단면도이다.
도 14는 3개 행의 리드프레임들을 갖는 리드프레임 어셈블리의 등축도이다.
도 15는 도 14의 리드프레임 어셈블리 상의 LED들 및 광학 요소들의 등축도이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따라 모두 배치된, 스트레칭 후의 도 15의 리드프레임 어셈블리의 등축도이다.
상이한 도면들에서의 동일한 참조 번호들의 사용은 유사하거나 동일한 요소들을 지시한다.
도 1은 전통적인 반도체 발광 다이오드 튜브 램프(100)의 절단 평면도이다. 튜브 램프(100)는 T5, T8 또는 T12 형광 튜브 램프 또는 임의의 다른 적절한 램프와 같은 표준 직선 형광 튜브 램프의 폼 팩터(form factor)를 갖는다. 튜브 램프(100)는 유리 튜브(102), 및 튜브 램프가 표준 형광 조명 픽스처들(standard fluorescent lighting fixtures)에 접속될 수 있도록 유리 튜브의 2개의 단부에 장착된 2핀 커넥터들(bi-pin connectors)(104A, 104B)을 포함한다. 표준 형광 튜브 램프가 도시되지만, LED들의 임의의 다른 분산 사용이 고려되며, 본 발명의 범위 내에 포함된다.
유리 튜브(102)의 길이를 따라 연장되는 대형 인쇄 회로 보드(PCB)(108) 상에 발광 다이오드들(106)(일부만이 라벨링됨)의 어레이가 장착된다. 어레이는 통상적으로 발광 다이오드들(106)의 3개의 엇갈림식 행(staggered rows)으로 구성되지만, 광을 분산시키기 위한 임의의 적절한 배치가 고려되며, 본 발명의 범위 내에 포함된다. 불균일한 외관(spotty appearance)을 방지하기 위해, 발광 다이오드들(106) 사이의 수평 피치(Ph) 및 수직 피치(Pv)가 단일의 균일하게 발광하는 광원의 외관을 제공하도록 제어된다. 약 0.5 인치의 통상적인 피치들(Ph, Pv)의 경우, 통상적인 4 피트 길이의 튜브 램프(100)를 위해서는 약 300개의 발광 다이오드가 필요하다. 교대하는 행들이 오프셋될 수 있는데, 예를 들어 교대하는 행들이 피치(Ph)의 절반만큼 변위될 수 있다.
PCB(108)는 발광 다이오드들(106)을 외부 전원에 직렬로 또는 병렬로, 또는 병렬로 구동되는 LED들의 직렬 스트링들의 조합으로 접속한다. PCB(108)는 유리 튜브(102)의 직경 및 길이의 곱과 대략 동일한 면적을 갖는다. 구성은 비교적 간단하지만, PCB(108)는 많은 LED 응용에 비해 매우 큰 면적을 갖는다. 발광 다이오드들(106)의 많은 수 및 PCB(108)의 큰 면적은 모두 튜브 램프(100)의 비용을 증가시킨다.
PCB(108) 대신에 스트레칭 가능한 리드프레임 어셈블리가 사용될 수 있다. 리드프레임 어셈블리는 접힌 상호접속들에 의해 직렬로, 기계적으로 그리고 전기적으로 접속되는 리드프레임들을 포함한다. 각각의 리드프레임은 애노드 패드 및 캐소드 패드를 포함한다. 광원들이 리드프레임들에 부착되면, 리드프레임 어셈블리가 스트레칭되어 광원들을 공간적으로 분산시킨다. 접힌 상호접속들의 작은 면적은 전통적인 PCB에 비해 재료 및 처리 공간을 절약한다.
도 2a는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 리드프레임 어셈블리(202)의 평면도를 나타낸다. 리드프레임 어셈블리(202)는 제조 프로세스에서 통상적으로 초기에 사용되는 접힌 구성을 갖는다. 나중에 리드프레임 어셈블리(202)는 발광 다이오드 튜브 램프 내의 배치를 위해 상이한 구성으로 스트레칭된다. 아래의 설명은 스트레치 구멍(214)이 리드프레임 어셈블리(202)의 좌하 코너에 위치하는 리드프레임 세그먼트들의 배향을 이용한다. 세그먼트라는 용어는 리드프레임 어셈블리(202)의 임의의 통상적인 직선 부재를 지칭한다.
리드프레임 어셈블리(202)는 리드프레임들(210-1, 210-2, 210-3, 210-4, 210-5)의 그룹을 포함한다. 예를 들어, 리드프레임들(210-1 내지 210-5)은 좌에서 우로 향하는 행 내에 선형으로 배치된다. 각각의 리드프레임은 직사각형 캐소드 패드 및 캐소드 패드를 부분적으로 둘러싸도록 절단된 더 큰 애노드 패드를 포함한다. 도 2a의 좌측으로부터 시작하여, 접힌 상호접속(212)은 가장 좌측 단부에 위치하는 스트레치 구멍(214), 및 리드프레임(210-1)의 애노드 패드에 접속된 가장 우측 단부를 갖는다. 접힌 상호접속(212)은 리드프레임(210-1)의 좌측에 통상적으로 위치하는 수직 세그먼트 및 리드프레임(210-1)의 상부에 통상적으로 위치하는 세그먼트들의 접힌 섹션을 포함한다.
인접하는 리드프레임들의 각각의 쌍이 접힌 상호접속에 의해 접속된다. 리드프레임(210-1)은 접힌 상호접속(216-1)에 의해 리드프레임(210-2)에 접속된다. 접힌 상호접속(216-1)은 리드프레임(210-1)의 캐소드 패드에 접속된 가장 좌측 단부 및 리드프레임(210-2)의 애노드 패드에 접속된 가장 우측 단부를 포함한다. 접힌 상호접속(216-1)은 리드프레임(210-1)의 하부에 통상적으로 위치하는 세그먼트들의 제1의 접힌 섹션, 리드프레임들(210-1, 210-2) 사이에 통상적으로 위치하는 수직 세그먼트, 및 리드프레임(210-2)의 상부에 통상적으로 위치하는 세그먼트들의 제2의 접힌 섹션을 포함한다.
리드프레임(210-2)은 접힌 상호접속(216-2)에 의해 리드프레임(210-3)에 접속되고, 리드프레임(210-3)은 접힌 상호접속(216-3)에 의해 리드프레임(210-4)에 접속되고, 리드프레임(210-4)은 접힌 상호접속(216-4)에 의해 리드프레임(210-5)에 접속된다. 접힌 상호접속들(216-2, 216-3, 216-4)은 접힌 상호접속(216-1)과 유사하게 구성된다.
접힌 상호접속(218)은 리드프레임(210-5)의 캐소드 패드에 접속된 가장 좌측 단부, 및 가장 우측 단부에 위치하는 스트레치 구멍(220)을 갖는다. 접힌 상호접속(218)은 리드프레임(210-5)의 하부에 통상적으로 위치하는 세그먼트들의 접힌 섹션 및 리드프레임(210-5)의 우측에 통상적으로 위치하는 수직 세그먼트를 포함한다. 특정 응용에 따라, 리드프레임 어셈블리(202)는 더 많거나 더 적은 수의 리드프레임들 및 접힌 상호접속 요소들(예로서, 리드프레임들(210-1 내지 210-n), n은 변수)을 포함할 수 있다.
도 2b 및 2c는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 리드프레임들(210-1, 210-2)의 평면도를 나타내도록 결합된다. 리드프레임(210-1)은 캐소드 패드(222-1) 및 애노드 패드(224-1)를 포함한다. 캐소드 패드(222-1)는 직사각형일 수 있으며, 애노드 패드(224-1)는 대체로 직사각형일 수 있고, 캐소드 패드 주위에 들어맞는(fit around) 절단부(cutout)(225-1)를 가질 수 있다. 애노드 패드(224-1)는 절단부(225-1) 위의 상부 날개 영역(226-1) 및 절단부(225-1) 아래의 하부 날개 영역(228-1)을 포함한다. 날개 영역들(226-1, 228-1)은 나중에 갈매기 날개 마운트(gull wing mount)를 형성하도록 휘어진다. 리드프레임(210-1)과 같이, 리드프레임(210-2)은 캐소드 패드(222-2), 및 절단부(225-2)와 날개 영역들(226-2, 228-2)을 갖는 애노드 패드(224-2)를 포함한다. 리드프레임들(210-3 내지 210-5)(도 2a)은 리드프레임들(210-1, 210-2)과 유사하게 구성된다.
전술한 바와 같이, 접힌 상호접속(212)이 리드프레임(210-1)에 접속된다. 접힌 상호접속(212)은 리드프레임(210-1)의 좌측에 통상적으로 위치하는 수직 세그먼트(212-1)를 포함한다. 수직 세그먼트(212-1)는 하나의 단부에 위치하는 스트레치 구멍(214) 및 상부의 접힌 섹션(232-1)에 접속되는 다른 단부를 갖는다.
상부의 접힌 섹션(232-1)은 직사각 파형과 같은 형상으로 형성되고, 수직 세그먼트(212-1)에 접속된 하나의 단부 및 리드프레임(210-1)의 애노드 패드(224-1)에 접속된 다른 단부를 갖는다. 상부의 접힌 섹션(232-1)은 수평 세그먼트(212-4)에 접속되도록 아래로 연장되는 수직 세그먼트(212-3)에 접속되도록 세그먼트(212-1)로부터 우측으로 연장되는 수평 세그먼트(212-2)를 포함한다. 수평 세그먼트(212-4)는 수평 세그먼트(212-6)에 접속되도록 위로 연장되는 수직 세그먼트(212-5)에 접속되도록 우측으로 연장된다. 수평 세그먼트(212-6)는 수평 세그먼트(212-8)에 접속되도록 아래로 연장되는 수직 세그먼트(212-7)에 접속되도록 우측으로 연장된다. 수평 세그먼트(212-8)는 수평 세그먼트(212-10)에 접속되도록 위로 연장되는 수직 세그먼트(212-9)에 접속되도록 우측으로 연장된다. 수평 세그먼트(212-10)는 리드프레임(210-1)의 애노드 패드(224-1)에 접속되도록 아래로 연장되는 수직 세그먼트(212-11)에 접속되도록 우측으로 연장된다. 대안으로서, 접힌 상호접속(212)의 상부의 접힌 섹션은 사인 파형, 톱니 파형 또는 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 리드프레임(210-1)은 접힌 상호접속(216-1)에 의해 리드프레임(210-2)에 접속된다. 접힌 상호접속(216-1)은 리드프레임(210-1)의 하부에 통상적으로 위치하는 하부의 접힌 섹션(235-1), 리드프레임들(210-1, 210-2) 사이에 통상적으로 위치하는 수직 세그먼트(236-1), 및 리드프레임(210-2)의 상부에 통상적으로 위치하는 상부의 접힌 섹션(239-1)을 포함한다. 하부의 접힌 섹션(235-1)은 직사각 파형과 같은 형상으로 형성되며, 리드프레임(210-1)의 캐소드 패드(222-1)에 접속된 하나의 단부 및 수직 세그먼트(236-1)에 접속된 다른 단부를 갖는다. 하부의 접힌 섹션(235-1)은 수직 세그먼트(234-3)에 접속되도록 우측으로 연장되는 수평 세그먼트(234-2)에 접속되도록 아래로 연장되는 수직 세그먼트(234-1)를 갖는다. 수직 세그먼트(234-3)는 수직 세그먼트(234-5)에 접속되도록 우측으로 연장되는 수평 세그먼트(234-4)에 접속되도록 위로 연장된다. 수직 세그먼트(234-5)는 수직 세그먼트(234-7)에 접속되도록 우측으로 연장되는 수평 세그먼트(234-6)에 접속되도록 아래로 연장된다. 수직 세그먼트(234-7)는 수직 세그먼트(234-9)에 접속되도록 우측으로 연장되는 수평 세그먼트(234-8)에 접속되도록 위로 연장된다. 수직 세그먼트(234-9)는 수직 세그먼트(236-1)에 접속되도록 우측으로 연장되는 수평 세그먼트(234-10)에 접속되도록 아래로 연장된다. 대안으로서, 접힌 섹션(235-1)은 사인 파형, 톱니 파형 또는 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수 있다.
수직 세그먼트(236-1)는 리드프레임들(210-1, 210-2) 사이를 통과한다. 수직 세그먼트(236-1)는 하부의 접힌 섹션(235-1)에 접속된 하부 단부 및 상부의 접힌 섹션(239-1)에 접속된 상부 단부를 갖는다.
상부의 접힌 섹션(239-1)은 직사각 파형과 같은 형상으로 형성되며, 수직 세그먼트(236-1)에 접속된 하나의 단부 및 리드프레임(210-2)의 애노드 패드(224-2)에 접속된 다른 단부를 갖는다. 상부의 접힌 섹션(239-1)은 접힌 상호접속(212)의 상부의 접힌 섹션(232-1)과 유사하게 구성된다.
리드프레임 어셈블리(202)는 접힌 상호접속의 부분들을 동일한 또는 상이한 접힌 상호접속의 다른 부분들에 또는 애노드 또는 캐소드 패드에 접속하는, 공동으로 희생 타이들(sacrificial ties; 221)로서 지칭되는 희생 타이들을 포함한다. 희생 타이들(221)은 리드프레임 어셈블리(202)에 강도를 추가하며, 따라서 리드프레임 어셈블리는 제조 프로세스 동안의 핸들링을 위해 충분히 강하다. 희생 타이들(221)은 나중에 제거되며, 따라서 접힌 상호접속들(212, 216-1 내지 216-4, 218)(도 2a)이 펼쳐져 리드프레임들(210-1 내지 210-5)을 분산시킬 수 있다.
도 2b에서, 희생 타이들(221)은 크로스해칭된 영역들(crosshatched areas)로서 도시되지만, 통상적으로 이들은 접힌 상호접속들(212, 216-1 내지 216-4, 218) 모두를 생성하는 데 사용되는 것과 동일한 프로세스에 의해 생성된다. 크로스해칭은 도면들 내의 희생 타이들(221)을 처리 후에 남는 리드프레임 어셈블리(202)의 부분들과 구별하기 위해 사용될 뿐이다.
도 2b에서, 희생 타이(221-1)는 세그먼트(212-1)를 상부 날개 영역(226-1)에 접속한다. 희생 타이(221-2)는 상부 날개 영역(226-1)을 세그먼트(212-11)에 접속한다. 희생 타이(221-3)는 세그먼트(212-11)를 세그먼트(236-1)에 접속한다. 희생 타이(221-4)는 세그먼트(236-1)를 상부 날개 영역(226-2)에 접속한다. 희생 타이(221-5)는 상부 날개 영역(226-2)을 수직 세그먼트(239-1)에 접속한다. 희생 타이(221-6)는 세그먼트(212-1)를 세그먼트(234-1)에 접속한다. 희생 타이(221-7)는 세그먼트(234-1)를 하부 날개 영역(228-1)에 접속한다. 희생 타이(221-8)는 하부 날개 영역(228-1)을 세그먼트(236-1)에 접속한다. 희생 타이(221-9)는 세그먼트(236-1)를 세그먼트(234-2)에 접속한다. 희생 타이(221-10)는 세그먼트(234-2)를 하부 날개 영역(228-2)에 접속한다.
접힌 상호접속들(216-2, 216-3, 216-4)(도 2a)은 접힌 상호접속(216-1)과 유사하게 구성된다.
도 2d는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 리드프레임(210-5)의 평면도를 나타낸다. 리드프레임(210-5)은 캐소드 패드(222-5) 및 절단부(225-5)와 날개 영역들(226-5, 228-5)을 갖는 애노드 패드(224-5)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 리드프레임(210-5)은 자신의 단부에 스트레치 구멍(220)을 갖는 접힌 상호접속(218)에 접속된다. 접힌 상호접속(218)은 리드프레임(210-5)의 하부에 통상적으로 위치하는 하부의 접힌 섹션 및 리드프레임(210-5)의 우측에 통상적으로 위치하는 수직 세그먼트(218-1)를 포함한다. 접힌 상호접속(218)은 실질적으로 접힌 상호접속(212)의 반대 구성을 갖는다.
도 3은 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 광원들(302-1, 302-2, 302-3, 302-4, 302-5)이 리드프레임들(210-1 내지 210-5) 각각에 솔더링되거나 다른 방식으로 전기적으로 접속되는 것을 나타낸다. 리드프레임들(210-1 내지 210-5)에 접속될 때, LED들(302-1 내지 302-5)은 PHfolded의 수평 피치만큼 이격된다. 리드프레임에 대한 광원의 부착은 (도 2a 및 2b에서 해칭된 세그먼트들로서 도시된) 희생 타이들(221)이 제거된 후에도 리드프레임의 캐소드 및 애노드 패드들을 함께 기계적으로 결합한다. 광원들(302-1 내지 302-5)은 고상 발광 장치들(LED들)일 수 있다.
도 4는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 예시적인 LED(302-1)가 리드프레임(210-1)(도 3)의 캐소드 패드(222-1) 및 애노드 패드(224-1)에 각각 대응하는 캐소드 패드(402-1) 및 애노드 패드(404-1)를 갖는 것을 나타낸다. 캐소드 패드(402-1) 및 애노드 패드(404-1)는 리드프레임(210-1)의 캐소드 패드(222-1) 및 애노드 패드(224-1)와 동일한 치수들로 형성될 수 있거나 형성되지 않을 수 있다. 대안으로서, 캐소드 패드(402-1)는 대략적으로 애노드 패드(224-1)의 중앙의 형상일 수 있다. 도 3을 다시 참조하면, LED들(302-2 내지 302-5)의 캐소드 및 애노드 패드들은 LED(302-1)의 패드들과 유사하게 구성된다.
LED들(302-1 내지 302-5)은 노출된 발광 다이오드 다이들(naked light-emitting diode dice) 또는 (예를 들어, 칩 스케일 패키지들 내에) 사전 패키징된 발광 다이오드들(prepackaged light-emitting diodes)일 수 있다. 사전 패키징된 발광 다이오드는 서브마운트(submount) 또는 인터포저(interposer) 상에 장착된, 노출된 발광 다이오드 다이를 갖는다. 서브마운트는 세라믹 기판, 금속 상호접속 층 및 다양한 패드들을 포함한다. 세라믹 기판은 기계적 지지를 제공하며, 발광 다이오드 다이를 세라믹 기판 하부의 열 패드에 열 접속(thermally connect)한다. 금속 상호접속 층은 발광 다이오드 다이를 세라믹 기판 하부의 캐소드 패드 및 애노드 패드에 접속한다. 사전 패키징된 발광 다이오드 다이는 캡슐화(encapsulate)될 수 있거나 되지 않을 수 있다.
리드프레임 어셈블리(202)가 스트레칭되면, LED들(302-1 내지 302-5)의 성긴 구성(sparse arrangement)은 LED들이 튜브 램프의 길이를 따라 어두운 영역들에 의해 분리되는 밝은 점들을 생성하는 불균일한 외관을 갖는 튜브 램프를 유발할 수 있다. 도 5는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 LED들(302-1 내지 302-5) 주위에 각각 배치되는 광학 요소들(502-1, 502-2, 502-3, 502-4, 502-5)을 나타낸다. 광학 요소들(502-1 내지 502-5)은 일단 리드프레임 어셈블리(202)가 스트레칭되면 추가적인 광을 LED들(302-1 내지 302-5) 사이의 공간들 내로 지향(directing)시킴으로써 불균일한 외관을 방지하도록 배치되는 비대칭 확산 렌즈들일 수 있다. 비대칭 확산 렌즈들(502-1 내지 502-5)은 LED들(302-1 내지 302-5) 사이의 어두운 영역들을 줄이기 위해 스트레칭된 리드프레임 어셈블리(202)의 길이를 따라 추가적인 광을 지향시키는 양방향 확산 렌즈들일 수 있다. 양방향 확산 렌즈들(502-1 내지 502-5)은 2개의 교차하는 반쪽 포물선의 형상을 가질 수 있다.
양방향 확산 렌즈(502-1)는 확산 축에 수직인 널 축(null axis)보다는 확산 축(504-1)을 따라 반대 방향들로 더 많은 광을 지향시킨다. 양방향 확산 렌즈(502-1)는 사전 회전되며(pre-rotated), 따라서 확산 축(504-1)이 리드프레임 어셈블리(202)가 스트레칭된 후에 리드프레임 어셈블리(202)의 길이를 따르는 "스트레치" 축(506)(도 6a)과 같은 원하는 방향을 따라 회전하고 정렬할 것이다(도 7 참조).
사전 회전의 양은 상호접속 패턴, 리드프레임들에 대한 상호접속 부착 포인트들 및 스트레치 구멍 위치들을 포함하는 리드프레임 어셈블리(202)의 기하 구조 및 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 최종 길이에 의존한다. 도 5에 도시된 리드프레임(202)의 기하 구조의 경우, 확산 축(504-1)은 리드프레임 어셈블리(202)가 통상적인 정사각형일 때 "풀링(pulling)" 축(509)에 실질적으로 평행하고, "행" 축(508)으로부터 약 45도 사전 회전된다. 풀링 축(509)은 희생 타이들(221)이 제거된 후에 리드프레임 어셈블리(202)가 스트레칭되는 2개의 스트레치 구멍(214, 220)을 통과하는 라인일 수 있다. 행 축(508)은 리드프레임 어셈블리(202)가 스트레칭되기 전에 리드프레임들(210-1 내지 210-5) 상의 LED들(302-1 내지 302-5)을 통과하는 라인이다.
그러나, 다른 실시예들에서 확산 축(504-1)은 리드프레임 어셈블리(202)의 기하 구조 및 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 최종 길이에 따라 풀링 축(509) 및 행 축(508) 양자에 대해 경사질 수 있다. 각각의 실시예에서, 확산 축은 최종 제품에서 광을 균일하게 분산시키기 위해 리드프레임 어셈블리를 스트레칭한 후에 원하는 방향을 따라 정렬하도록 배치된다.
양방향 확산 렌즈들(502-2 내지 502-5)은 양방향 확산 렌즈(502-1)와 유사하게 구성된다.
도 6a는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 스트레칭된 리드프레임 어셈블리(602)를 나타낸다. 스트레칭된 구성에서는, 접힌 상호접속들(212, 216-1, 216-2, 216-3, 216-4, 218)(도 2a)이 스트레칭되어, 실질적으로 직선인 상호접속들(612, 616-1, 616-2, 616-3, 616-4, 618)을 각각 형성한다. 상호접속(612)은 수직 세그먼트(212-1)(도 2b 및 2c) 및 상부의 접힌 섹션(232-1)을 포함하는 펼쳐진, 접힌 상호접속(unfolded, folded interconnect)(212)이다. 상호접속(612)의 한 단부는 리드프레임(210-1)의 애노드에 접속된다.
상호접속(616-1)은 하부의 접힌 섹션(235-1), 수직 세그먼트(236-1) 및 상부의 접힌 섹션(239-1)(도 2b)을 포함하는 펼쳐진, 접힌 상호접속(216-1)이다. 상호접속(616-1)의 한 단부는 리드프레임(210-1)의 캐소드에 접속되고, 다른 단부는 리드프레임(210-2)의 애노드에 접속된다. 나머지 리드프레임들(210-2 내지 210-5)은 유사한 방식으로 접속된다. 접힌 상호접속들(212, 216-1 내지 216-4, 218)이 리드프레임 어셈블리(202)의 스트레칭 후에 실질적으로 직선인 상호접속들로서 도시되지만, 상호접속들(612, 616-1 내지 616-4, 618)은 일부 실시예들에서 약간 휘어질 수 있다. 대안으로서, 일부 상호접속 세그먼트들의 일부 부분들은 킹크(kink) 또는 럼프(lump)를 가질 수 있다.
스트레칭 후에, LED들(302-1 내지 302-5)(동반하는 렌즈들(502-1, 502-2, 502-3)을 갖는 LED들(302-1 내지 302-3)만이 도시됨)은 스트레치 축(606)을 따라 배치된다. 알 수 있듯이, 양방향 확산 렌즈(502-1)의 확산 축(504-1)은 이제 리드프레임 어셈블리(602)의 길이를 따라 스트레치 축(606)과 정렬된다. 양방향 확산 렌즈들(502-2 내지 502-5)은 양방향 확산 렌즈(502-1)와 유사한 방식으로 배향되며, 따라서 양방향 확산 렌즈들은 LED들(302-1 내지 302-5)로부터의 추가적인 광을 리드프레임 어셈블리(602)의 길이를 따라 지향시킴으로써 LED들 사이의 어두운 영역들을 줄인다.
LED(302-4), 양방향 렌즈(502-4), LED(302-5) 및 양방향 렌즈(502-5)는 리드프레임들(210-4, 210-5)을 노출시키기 위해 도 6a로부터 생략되었다. 리드프레임(210-4)은 캐소드 패드(222-4), 및 날개 영역들(226-4, 228-4)을 갖는 애노드 패드(224-4)를 포함한다. 캐소드 패드(222-4) 및 애노드 패드(224-4)는 절단부 또는 갭(225-4)에 의해 서로 전기적으로 절연된다. LED(302-4)(도 5)가 캐소드 패드(222-4) 및 애노드 패드(224-4) 상에 장착되면, 패드들은 LED에 의해 물리적으로, 전기적으로 접속된다. 유사하게, 리드프레임(210-5)은 캐소드 패드(222-5), 및 날개 영역들(226-5, 228-5)을 갖는 애노드 패드(224-5)를 포함한다. 캐소드 패드(222-5) 및 애노드 패드(224-5)는 절단부 또는 갭(225-5)에 의해 서로 전기적으로 절연된다. LED(302-5)(도 5)가 캐소드 패드(222-5) 및 애노드 패드(224-5) 상에 장착되면, 패드들은 LED에 의해 물리적으로, 전기적으로 접속된다. 도 6b는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 애노드(224-4)의 날개 영역들(226-4, 228-4)이 리드프레임(210-4)에 대한 마운트(704-4)를 형성하도록 휘고, 애노드(224-5)의 날개 영역들(226-5, 228-5)이 리드프레임(210-5)에 대한 마운트(704-5)를 형성하도록 휘는 것을 나타낸다.
도 7a는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 반사기들(702-1, 702-2, 702-3, 702-4, 702-5)에 대해 배향된 스트레칭된 리드프레임 어셈블리(702)의 일 실시예를 나타낸다. 반사기들(702-1 내지 702-5)은 단일의 균일하게 발광하는 광원의 외관을 제공하기 위해 미리 결정된 균일한 확산 패턴으로 LED들(302-1 내지 302-5)로부터의 광을 반사함으로써 결과적인 튜브 광의 불균일한 외관을 방지하도록 배치된다. 반사기들(702-1 내지 702-5)은 LED들(302-1 내지 302-5)로부터 열을 제거하기 위한 히트 싱크(heat sink)로도 작용한다.
리드프레임 어셈블리(702)는 아래와 같이 반사기들(702-1 내지 702-5)에 대해 배치된다. 반사기들(702-1 내지 702-5)은 적어도 부분적으로 곡선인 금속 시트들일 수 있다. 인접하는 반사기들은 작은 갭에 의해 분리된다. 상호접속(612)은 반사기(702-1)의 일부 위에 매달리며, 그의 가장 우측 단부는 리드프레임(210-1)에 접속된다. LED(302-1)를 갖는 리드프레임(210-1)은 반사기(702-1)의 중심(centroid) 근처에 장착된다. 상호접속(616-1)은 반사기들(702-1, 702-2) 위에 매달리고, 그의 가장 좌측 단부는 리드프레임(210-1)에 접속되며, 그의 가장 우측 단부는 리드프레임(210-2)에 접속된다. LED(302-2)를 갖는 리드프레임(210-2)은 반사기(702-2)의 중심 근처에 설치된다. 상호접속(616-2)은 반사기들(702-2, 702-3) 위에 매달리고, 그의 가장 좌측 단부는 리드프레임(210-2)에 접속되며, 그의 가장 우측 단부는 리드프레임(210-3)에 접속된다. LED(302-3)를 갖는 리드프레임(210-3)은 반사기(702-3)의 중심 근처에 설치된다. 상호접속(616-3)은 반사기들(702-3, 702-4) 위에 매달리고, 그의 가장 좌측 단부는 리드프레임(210-3)에 접속되며, 그의 가장 우측 단부는 리드프레임(210-4)에 접속된다. LED(302-4)를 갖는 리드프레임(210-4)은 반사기(702-4)의 중심 근처에 설치된다. 상호접속(616-4)은 반사기들(702-4, 702-5) 위에 매달리고, 그의 가장 좌측 단부는 리드프레임(210-4)에 접속되며, 그의 가장 우측 단부는 리드프레임(210-5)에 접속된다. LED(302-5)를 갖는 리드프레임(210-5)은 반사기(702-5)의 중심 근처에 설치된다. 상호접속(618)은 반사기(702-5)의 일부 위에 매달리고, 그의 가장 좌측 단부는 리드프레임(210-5)에 접속된다.
도 7b에는, 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 리드프레임(210-1), LED(302-1), 반사기(702-1), 리드프레임(210-2), LED(302-2) 및 반사기(702-2)로 구성되는 2개의 섹션이 도시된다. 리드프레임(210-1) 상의 애노드(224-1)의 날개 영역들(226-1, 228-1)(도 2b 및 2c)은 리드프레임(210-1)을 반사기(702-1)에 고정하는 갈매기 날개 마운트(704-1)를 형성하도록 휘어진다. 마운트(704-1)는 상호접속들(612, 616-1)의 하나의 단부를 반사기(702-1) 위에 매달며, 이에 의해 반사기(702-1)에 대한 상호접속들(612, 616-1)의 가능한 단락을 방지한다. 리드프레임(210-2) 상의 애노드(224-2)의 날개 영역들(226-2, 228-2)(도 2b 및 2c)은 리드프레임(210-2)을 반사기(702-2)에 고정하는 갈매기 날개 마운트(704-2)를 형성하도록 휘어진다. 마운트(704-2)는 상호접속들(616-1, 616-2)의 하나의 단부를 반사기(702-2) 위에 매달며, 이에 의해 반사기(702-1)에 대한 상호접속들(612, 616-1)의 가능한 단락을 방지한다. 다른 섹션들은 유사하게 구성된다. 도 7a를 다시 참조하면, 절연성 스트립들(706-1, 706-2, 706-3, 706-4, 706-5, 706-6)이 인접하는 반사기들 사이의 갭을 가로질러 반사기들(702-1 내지 702-5)의 길이를 따라 제공되어, 상호접속들(612, 616-1 내지 616-4, 618)과 반사기들(702-1 내지 702-5) 사이의 단락을 방지한다. 절연성 스트립(706-1)은 상호접속(612) 아래에 고정되며, 반사기(702-1)의 좌측 부분을 커버한다. 절연성 스트립(706-2)은 상호접속(616-1) 아래에 고정되며, 반사기(702-1)의 우측 부분 및 반사기(702-2)의 좌측 부분을 커버한다. 절연성 스트립들(706-3, 706-4, 706-5)은 절연성 스트립(706-2)과 유사하게 구성된다. 절연성 스트립(706-6)은 상호접속(618) 아래에 고정되며, 반사기(702-5)의 우측 부분을 커버한다.
대안으로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 절연성 스트립들(808-1, 808-2, 808-3, 808-4)이 인접 반사기들 사이의 갭을 따라 반사기들(702-1 내지 702-5)의 폭을 따라 제공된다. 절연성 스트립(808-1)은 반사기들(702-1, 702-2) 사이의 갭 위에 고정된다. 절연성 스트립들(808-2 내지 808-4)은 절연성 스트립(808-1)과 유사하게 구성된다. 리드프레임 어셈블리(702)가 반사기들(702-1 내지 702-5)에 대해 고정되면, 이들은 튜브 램프 내에 삽입될 수 있다.
도 9는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 튜브 램프(900)의 절단 평면도이다. 튜브 램프(900)가 LED 개조 튜브 램프로서 이용될 때는 표준 직선 형광 튜브 램프의 폼 팩터를 갖는다. 이러한 응용에서, 튜브 램프(900)는 투명한 튜브(902)(예로서, 유리 또는 플라스틱), 및 튜브 램프가 표준 형광 조명 픽스처들에 접속할 수 있도록 투명한 튜브의 2개의 단부에 설치된 2핀 커넥터들(904A, 904B)을 포함한다. 튜브 램프(900)는 AC 전력으로부터 LED들(302-1 내지 302-n)(n은 변수)을 구동하기 위한 전자 장치도 포함할 수 있다. 튜브 램프(900)는 응용에 따라 다른 폼 팩터들을 가질 수 있다.
리드프레임들(210-1 내지 210-n) 상의 LED들(302-1 내지 302-n)은 수평 피치(PHfolded)(도 3)보다 큰 수평 피치(PHextended)를 갖도록 이격된다. 수평 피치(PHextended)는 수평 피치(PHfolded)의 크기의 2배 이상일 수 있다. LED들(302-1 내지 302-n) 사이의 약 1 인치의 수평 피치(PHextended)의 경우, 4 피트 길이의 튜브 램프(900)를 위해서는 47, 48 또는 49개의 LED가 필요하다. 피치(PHextended)는 응용에 따라 변한다는 점에 유의한다.
도 1 및 9 사이의 비교는 튜브 램프(900)가 튜브 램프(100)보다 더 적은 수의 LED를 사용한다는 것을 보여준다. LED들(302-1 내지 302-n)이 리드프레임 어셈블리(202) 상에 설치될 때, 이들은 다이 크기를 줄이기 위해 칩 스케일 패키징을 이용할 수 있다. 더구나, 리드프레임 어셈블리(202)는 PCB(108)보다 적은 재료를 사용한다. 후술하는 바와 같이, 리드프레임 어셈블리(202)를 사용하는 튜브 램프(900)의 제조는 큰 스케일에서 효율적으로 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 튜브 램프(900)를 제조하기 위한 방법(1000)의 예시적인 흐름도이다. 방법(1000)은 하나 이상의 블록으로 도시되는 바와 같은 하나 이상의 동작, 기능 또는 액션을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 도시되지만, 이러한 블록들은 병렬로 그리고/또는 본 명세서에서 설명되는 것들과 다른 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 다양한 블록들이 원하는 구현에 기초하여 더 적은 블록들로 결합되고, 추가적인 블록들로 분할되고/되거나, 제거될 수 있다. 방법(1000)은 방법을 통한 진행을 나타내는 다른 도면들의 도움으로 설명된다.
방법(1000)은 블록 1002에서 시작될 수 있다. 블록 1002에서, 리드프레임 어셈블리가 형성된다. 리드프레임 어셈블리는 구리 또는 알루미늄 시트와 같은 리드프레임 기판으로부터 스탬핑 또는 에칭된다. 블록 1004가 블록 1002에 이어질 수 있다.
블록 1004에서, 리드프레임 어셈블리 내의 리드프레임들 상에 LED들이 설치된다. 스크린 인쇄에 의해 리드프레임들의 캐소드 및 애노드 패드들에 솔더 페이스트가 도포될 수 있다. LED들이 집어져 리드프레임들 상에 배치된다. 이어서, LED들은 솔더 리플로우에 의해 리드프레임들에 영구적으로 솔더링된다. 블록 1006이 블록 1004에 이어질 수 있다.
블록 1006에서, 양방향 확산 렌즈들과 같은 광학 요소들이 리드프레임 어셈블리들 상의 대응하는 LED들 주위에 배치된다. 각각의 양방향 확산 렌즈는 사전 회전되며, 따라서 그의 확산 축은 리드프레임 어셈블리가 스트레칭된 후에 원하는 방향을 따라 회전하고 정렬할 것이다. 사전 회전의 양은 리드프레임 어셈블리의 기하 구조 및 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 최종 길이에 따라 결정된다.
양방향 확산 렌즈들은 LED들 위에 직접 몰딩(molded)될 수 있다. 다수의 양방향 확산 렌즈들이 LED들 상에 병렬로 사출 성형(injection molded)될 수 있다. 렌즈 재료는 LED들의 노출된 표면 영역들을 캡슐화하는 역할도 할 수 있다. 대안으로서, 양방향 확산 렌즈들은 사전 형성되고, 접착제로 도포되고, 집어져서, LED들 상에 배치될 수 있다. 블록 1008이 블록 1006에 이어질 수 있다.
블록 1008에서, 리드프레임 어셈블리가 트리밍되고(trimmed) 형성된다. 구체적으로, 애노드 패드들의 날개 영역들이 휘어져 갈매기 날개 마운트들을 형성하며, 희생 타이들이 절단되어, 리드프레임 기판으로부터 리드프레임 어셈블리를 그리고 상호접속들과 리드프레임들을 서로 분리한다. 블록 1010이 블록 1008에 이어질 수 있다.
블록 1010에서, 리드프레임 어셈블리가 스트레칭된다. 블록 1012가 블록 1010에 이어질 수 있다.
블록 1012에서, 스트레칭된 리드프레임 어셈블리가 절연성 스트립들을 이용하거나 이용하지 않고서 반사기들에 대해 고정된다. 블록 1014가 블록 1012에 이어질 수 있다.
블록 1014에서, 반사기들에 대해 고정된 스트레칭된 리드프레임 어셈블리가 투명한 튜브 내에 삽입된다. 블록 1016이 블록 1014에 이어질 수 있다.
블록 1016에서, 리드프레임 어셈블리의 단자 상호접속들이 유리 튜브의 단부들에 설치된 2핀 커넥터들에 접속되는 전자 장치에 접속된다.
다른 타입의 광학 요소들이 리드프레임 어셈블리 상의 LED들과 함께 사용될 수 있다. 도 11은 본 발명의 하나 이상의 실시예에서 반사기 컵들인 광학 요소들(1102-1, 1102-2, 1102-3, 1102-4, 1102-5)을 갖는 리드프레임 어셈블리(202)의 평면도를 나타낸다. 반사기 컵(1102-1)은 LED(302-1) 주위에 배치된다. 반사기 컵들(1102-2 내지 1102-5)은 LED들(302-2 내지 302-5) 주위에 유사하게 구성된다.
도 12는 반사기 컵(1102-1)이 LED로부터 광을 추출하여 지향시키기 위해 LED(302-1)에 대해 경사진 평면 측벽들(1202, 1204, 1206, 1208)의 세트를 포함하는 것을 나타낸다. 대안으로서, 반사기 컵(1102-1)은 LED(302-1)에 중심이 있는(centered about) 곡면을 갖는다. 도 13은 캡슐재(encapsulant)(1302)가 반사기 컵들(1102-1 내지 1102-5)을 채워서 그들을 LED들(302-1 내지 302-5)에 고정하고/하거나, LED들에 의해 방출되는 광에 대한 굴절률 매칭 매체(index matching medium)를 제공할 수 있는 것을 나타낸다.
반사기 컵들(1102-1 내지 1102-5)은 LED들(302-1 내지 302-5) 상에 직접 몰딩될 수 있다. 반사기 컵들(1102-1 내지 1102-5)은 리드프레임 어셈블리(202) 상의 LED들(302-1 내지 302-5) 주위에 병렬로 사출 성형될 수 있다. 대안으로서, 반사기 컵들(1102-1 내지 1102-5)의 프레임 또는 각각의 반사기 컵들이 사전 형성되고, 접착제로 도포되고, 집어져서, LED들(302-1 내지 302-5) 주위에 배치될 수 있다. 반사기 컵들(1102-1 내지 1102-5)의 프레임이 사용되는 경우, 반사기 컵들은 블록 1008에서의 트리밍 및 휨 프로세스의 일부로서 개별화(singulate)될 수 있다.
다른 타입의 리드프레임 어셈블리가 튜브 램프(900)를 위해 사용될 수 있다. 도 14는 본 발명의 하나 이상의 실시예에서의 리드프레임 어셈블리(1402)의 등축도를 나타낸다. 리드프레임 어셈블리(1402)는 선형으로 배치된 리드프레임들의 3개 그룹을 갖는다. 리드프레임들(1404-1, 1404-2)의 좌측 열은 일반적으로 가상 박스(phantom box)(1405)에 의해 지시되고, 리드프레임들(1406-1, 1406-2, 1406-3)의 중간 열은 일반적으로 가상 박스(1407)에 의해 지시되며, 리드프레임들(1408-1, 1408-2)의 우측 열은 일반적으로 가상 박스(1409)에 의해 지시된다. 중간 열(1407) 내의 리드프레임들(1406-1, 1406-3)은 좌측 열(1405) 내의 리드프레임들(1404-1, 1404-2) 및 우측 열(1409) 내의 리드프레임들(1408-1, 1408-2)과 서로 엇갈린다(staggered).
리드프레임(1404-1)은 직사각형 캐소드 패드(1410-1), 직사각형 애노드 패드(1412-1) 및 애노드 패드의 하나의 에지로부터 안쪽으로 연장되는 삼각형 날개(1414-1)를 포함한다. 리드프레임(1404-2)은 리드프레임(1404-1)과 유사하게 구성된다.
리드프레임(1406-1)은 직사각형 캐소드 패드(1416-1), 직사각형 애노드 패드(1418-1) 및 애노드 패드의 2개의 에지로부터 연장되는 삼각형 날개들(1420-1, 1422-1)을 포함한다. 리드프레임들(1406-2, 1406-3)은 리드프레임(1406-1)과 유사하게 구성된다.
리드프레임(1408-1)은 직사각형 캐소드 패드(1424-1), 직사각형 애노드 패드(1426-1) 및 애노드 패드의 하나의 에지로부터 안쪽으로 연장되는 삼각형 날개(1428-1)를 포함한다. 리드프레임(1408-2)은 리드프레임(1408-1)과 유사하게 구성된다.
날개들(1414-1, 1414-2)은 날개들(1420-1, 1420-2, 1420-3)과 서로 맞물리며, 날개들(1428-1, 1428-2)은 날개들(1422-1, 1422-2, 1422-3)과 서로 맞물린다. 날개들(1414-1, 1414-2, 1420-1 내지 1420-3, 1422-1 내지 1422-3, 1424-1, 1424-2)은 나중에 휘어져서 마운트들을 형성한다.
상호접속(1430-1)은 날개들(1414-1, 1420-1) 사이를 통과하여 캐소드 패드(1410-1)를 애노드 패드(1418-1)에 접속한다. 상호접속(1432-1)은 날개들(1414-1, 1420-2) 사이를 통과하여 애노드 패드(1412-1)를 캐소드 패드(1416-2)에 접속한다. 상호접속(1430-2)은 날개들(1414-2, 1420-2) 사이를 통과하여 캐소드 패드(1410-2)를 애노드 패드(1418-2)에 접속한다. 상호접속(1432-2)은 날개들(1414-2, 1420-3) 사이를 통과하여 애노드 패드(1412-2)를 캐소드 패드(1416-3)에 접속한다.
상호접속(1434-1)은 날개들(1422-1, 1428-1) 사이를 통과하여 캐소드 패드(1424-1)를 애노드 패드(1418-1)에 접속한다. 상호접속(1436-1)은 날개들(1428-1, 1422-2) 사이를 통과하여 애노드 패드(1426-1)를 캐소드 패드(1416-2)에 접속한다. 상호접속(1434-2)은 날개들(1422-2, 1428-2) 사이를 통과하여 캐소드 패드(1424-2)를 애노드 패드(1418-2)에 접속한다. 상호접속(1436-2)은 날개들(1428-2, 1422-3) 사이를 통과하여 애노드 패드(1426-2)를 캐소드 패드(1416-3)에 접속한다.
도 15에 도시된 바와 같이, LED들(1502-1, 1502-2, 1502-3, 1502-4, 1502-5, 1502-6, 1502-7)은 각각 리드프레임들(1404-1, 1404-2, 1406-1 내지 1406-3, 1408-1, 1408-2) 상에 솔더링되거나 다른 방식으로 고정된다. 이어서, 광학 요소들(1504-1, 1504-2, 1504-3, 1504-4, 1504-5, 1504-6, 1504-7)이 각각 LED들(1502-1 내지 1502-7) 상에 배치된다. 각각의 광학 요소는 LED들(1502-1 내지 1502-7)의 인접 행들 사이의 영역들을 채우기 위해 광을 모든 방향으로 확산시키는 ("배트윙(batwing)" 렌즈로도 알려진) 낮은 돔 렌즈일 수 있다. 리드프레임 어셈블리(1402)는 도 16에 도시된 바와 같이 LED들(1502-1 내지 1502-7)을 이격시키기 위해 스트레치 축(1506)을 따라 반대 방향들로 스트레칭된다. LED들(1502-1, 1502-2)은 좌측 열(1605) 내에 배치되고, LED들(1502-3 내지 1502-5)은 중간 열(1607) 내에 배치되며, LED들(1502-6, 1502-7)은 우측 열(1609) 내에 배치된다. 스트레칭된 리드프레임 어셈블리(1602)가 반사기들 상에 마운트들(1604)에 의해 고정되고, 튜브 램프의 투명한 튜브 내에 배치될 수 있다.
LED(1502-3)의 애노드(1418-1)(도 14)는 LED들(1502-1, 1502-6)의 캐소드들(1410-1, 1424-1)(도 14)에 각각 병렬로 접속된다. LED들(1502-1, 1502-6)의 애노드들(1412-1, 1426-1)(도 14)은 각각 LED(1502-4)의 캐소드(1416-2)(도 14)에 접속된다. LED(1502-4)의 애노드(1418-2)(도 14)는 LED들(1502-2, 1502-7)의 캐소드들(1410-2, 1424-2)(도 14)에 각각 병렬로 접속된다. LED들(1502-2, 1502-7)의 애노드들(1412-2, 1426-2)(도 14)은 각각 LED(1502-5)의 캐소드(1416-3)(도 14)에 접속된다.
개시된 실시예들의 특징들의 다양한 다른 적응들 및 조합들은 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 튜브 램프(900)는 표준 서클라인(circline) 또는 U형 형광 튜브 램프의 폼 팩터를 가질 수 있다. 상호접속들(212, 216-1 내지 216-4, 218)이 유연하기 때문에, 스트레칭된 리드프레임 어셈블리(602)가 튜브 램프의 형상을 따를 수 있다. 발광 다이오드들 대신에, 레이저들과 같은 다른 광원들이 사용될 수 있다. 크로스 바들에 의해 병렬로 접속되는 리드프레임 어셈블리들(202)을 결합함으로써 대형 리드프레임 어셈블리가 구성될 수 있다. 각각의 리드프레임은 대응하는 상호접속들에 와이어 본드들에 의해 접속된 본드 패드들을 갖는 광원을 수용하기 위한 단일 다이 부착 패드를 가질 수 있다. 아래의 청구항들은 다양한 실시예들을 포함한다.

Claims (20)

  1. 고상 발광 장치(solid state LED) 조명 기구를 제조하기 위한 방법으로서,
    리드프레임 어셈블리를 형성하는 단계 - 상기 형성하는 단계는
    리드프레임 기판 상에 리드프레임들의 그룹을 형성하는 단계 - 상기 리드프레임들은 제1 피치로 이격되며, 각각의 리드프레임은 하나 이상의 패드를 포함함 -;
    상기 리드프레임 기판 상에 상호접속들(interconnects)을 형성하는 단계 - 상기 상호접속들은 초기의 접힌 상태(initial folded state)로되어 있고, 각각의 상호접속은 2개의 인접하는 리드프레임을 연결함 -
    를 포함함 -;
    상기 리드프레임들 상에 LED들을 장착(mounting)하는 단계;
    상기 LED들 주위에 광학 요소들을 배치하는 단계; 및
    상기 리드프레임 어셈블리를 스트레칭하여 상기 상호접속들을 펼침으로써 상기 LED들을 상기 제1 피치보다 큰 제2 피치로 이격시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 요소들을 배치하는 단계는 상기 리드프레임 어셈블리를 스트레칭한 후에 상기 광학 요소들이 미리 결정된 광 패턴을 제공하도록 상기 광학 요소들을 배향(orienting)시키는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학 요소들은 양방향 확산 렌즈들(bidirectional spreading lenses)을 포함하고, 각각의 양방향 확산 렌즈는 확산 축(spreading axis) 및 상기 확산 축에 수직인 널 축(null axis)을 갖고, 각각의 양방향 확산 렌즈는 상기 널 축보다 상기 확산 축을 따라 반대 방향들로 더 많은 광을 지향시키고, 상기 광학 요소들을 배치하는 단계는 상기 확산 축이 스트레치 축(stretch axis)과 정렬되도록 각각의 양방향 확산 렌즈를 배향시키는 단계를 포함하고, 상기 스트레치 축은 상기 리드프레임 어셈블리를 스트레칭한 후에 상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 길이를 따라 정렬되는, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 확산 축은 상기 리드프레임 어셈블리가 스트레칭되기 전에 상기 스트레치 축에 대해 경사지고, 상기 방법은 상기 리드프레임 어셈블리의 기하 구조 및 상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 최종 길이에 기초하여 상기 확산 축과 상기 스트레치 축 사이의 각도를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 확산 축은 상기 리드프레임 어셈블리가 스트레칭되기 전에 상기 리드프레임들 상의 상기 LED들을 통과하는 행 축(row axis)에 대해 경사지고, 상기 방법은 상기 리드프레임 어셈블리의 기하 구조 및 상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 최종 길이에 기초하여 상기 확산 축과 상기 행 축 사이의 각도를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학 요소들을 배치하는 단계는 상기 LED들 주위에 반사기 컵들(reflector cups)을 배치하고, 상기 반사기 컵들을 캡슐재(encapsulant)로 채우는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학 요소들을 배치하는 단계는 상기 LED들 상에 상기 광학 요소들을 장착하거나, 상기 LED들 상에 직접 상기 광학 요소들을 몰딩(molding)하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리드프레임 어셈블리를 형성하는 단계는 상기 상호접속들의 부분들과 상기 리드프레임들을 접속하는 희생 타이들(sacrificial ties)을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 방법은 상기 LED들을 장착하고 상기 광학 요소들을 배치한 후에 상기 희생 타이들을 트리밍(trimming)하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리를 반사기들에 대해 고정시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    인접 반사기들 사이의 갭들 위에 절연성 스트립(insulating strip)들을 고정시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리 및 상기 반사기들을 투명한 튜브 내에 삽입하는 단계; 및
    상기 투명한 튜브의 단부들에 2핀 커넥터들(bi-pin connectors)을 장착하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 LED들은 사전 패키징된 발광 다이오드들(prepackaged light-emitting diodes) 또는 노출된 발광 다이오드 다이들(naked light-emitting diode dice)인, 방법.
  13. 고상 발광 장치(LED) 조명 기구로서,
    스트레칭된 리드프레임 어셈블리를 포함하고,
    상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리는
    리드프레임들의 그룹 - 각각의 리드프레임은 하나 이상의 패드를 포함함 -;
    각각이 2개의 인접 리드프레임을 연결하는 상호접속들;
    상기 리드프레임들 상에 장착된 LED들; 및
    상기 LED들 주위에 배치된 광학 요소들
    을 포함하는 고상 발광 장치 조명 기구.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광학 요소들은 양방향 확산 렌즈들을 포함하고, 각각의 양방향 확산 렌즈는 확산 축 및 상기 확산 축에 수직인 널 축을 갖고, 각각의 양방향 확산 렌즈는 상기 널 축보다 상기 확산 축을 따라 반대 방향들로 더 많은 광을 지향시키고, 상기 확산 축은 상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리의 길이를 따라 정렬되는, 고상 발광 장치 조명 기구.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광학 요소들은 상기 LED들 주위의 반사기 컵들 및 상기 반사기 컵들 내의 캡슐재를 포함하는, 고상 발광 장치 조명 기구.
  16. 제13항에 있어서,
    각각의 상호접속은 기계적으로 그리고 전기적으로 인접 리드프레임들을 직렬로 접속하는, 고상 발광 장치 조명 기구.
  17. 제13항에 있어서,
    하나 이상의 반사기를 더 포함하고, 상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리는 상기 하나 이상의 반사기에 대해 고정되는, 고상 발광 장치 조명 기구.
  18. 제17항에 있어서,
    인접 반사기들 사이의 갭들 위의 절연성 스트립들을 더 포함하는 고상 발광 장치 조명 기구.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 스트레칭된 리드프레임 어셈블리 및 상기 반사기들을 수용하는 투명한 튜브; 및
    상기 투명한 튜브의 단부들에 장착된 2핀 커넥터들
    을 더 포함하는 고상 발광 장치 조명 기구.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 LED들은 사전 패키징된 발광 다이오드들 또는 노출된 발광 다이오드 다이들인, 고상 발광 장치 조명 기구.
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