KR20150015900A - Led칩 온 보드형 플렉시블 pcb 및 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 led 방열구조 - Google Patents

Led칩 온 보드형 플렉시블 pcb 및 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 led 방열구조 Download PDF

Info

Publication number
KR20150015900A
KR20150015900A KR1020130091930A KR20130091930A KR20150015900A KR 20150015900 A KR20150015900 A KR 20150015900A KR 1020130091930 A KR1020130091930 A KR 1020130091930A KR 20130091930 A KR20130091930 A KR 20130091930A KR 20150015900 A KR20150015900 A KR 20150015900A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flexible
led
heat
metal foil
chip
Prior art date
Application number
KR1020130091930A
Other languages
English (en)
Inventor
김 스티븐
Original Assignee
김 스티븐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김 스티븐 filed Critical 김 스티븐
Priority to KR1020130091930A priority Critical patent/KR20150015900A/ko
Priority to US14/100,315 priority patent/US20150034976A1/en
Publication of KR20150015900A publication Critical patent/KR20150015900A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0207—Cooling of mounted components using internal conductor planes parallel to the surface for thermal conduction, e.g. power planes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0209—External configuration of printed circuit board adapted for heat dissipation, e.g. lay-out of conductors, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0393—Flexible materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06—Thermal details
    • H05K2201/066—Heatsink mounted on the surface of the PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
    • H05K3/0061—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink

Abstract

본 발명은 LED 발광칩이 배열되는 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(Chip on Board(COB) type LED) 및 PCB 기판에 배열되는 경연성 플렉시블 방열 패드(Flexible heat spreader), 그리고 경연성 플렉시블 방열 패드을 이용하는 LED 방열구조에 관한 것으로 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드(COB)형 LED가 플렉시블 메탈 포일; 상기 플렉시블 메탈 포일 윗 표면 패터닝으로 회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 그리고 절연체; 상기 플렉시블 메탈 포일의 바닥면에 대응하여 열을 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad);를 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB를 제공하여 고출력 또는 저출력 COB LED에 고성능 방열성을 제공하고 다양한 LED 제품군에 적용될 수 있게 한다.

Description

LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB 및 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 LED 방열구조{LED CHIP-ON-BOARD TYPE RIGID FLEXIBLE PCB AND RIGID FLEXIBLE HEAT SPREADER SHEET PAD AND HEAT-SINK STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 LED 발광칩이 배열되는 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(High power and efficacy, Chip on Board(COB) type LED Packages), 또는 기판에 배열되는 경연성 플렉시블 방열 패드(Flexible heat spreader pad), 그리고 경연성 플렉시블 방열 패드을 이용하는 LED 방열구조에 관한 것으로 고출력 또는 저출력 COB LED의 배열과 방열에 관한 것이다.
LED 패키지 모듈 또는 LED 조명 모듈 등은 실제 운용에서 반도체 특성 때문에 열 관리가 중요하다. 반도체는 온도가 올라갈수록 효율이 떨어지고 수명도 줄어들어 모두 방열 기능을 포함하는데 보통은 뒷면에 대면적의 방열판(Heatsink)을 달아주는 것으로 해결한다. 반도체에 대한 방열성능은 사용하는 재료, 방열 면적 등에 따라 다르게 나타나는데 방열 재료는 가격이 싸고 성형성이 비교적 좋은 알루미늄이 많이 이용되고 있다.
도 1은 LED 패키지(10) 구조를 도시한 도면으로서 LED 방열 구조가 나타나 있다. 방열 기능을 포함하는 LED 패키지 구조는 도 1을 참조하면, LED 광을 내는 1-4개의 LED 다이(die)가 보통의 경우 플라스틱 계열의 패키지 안에서 와이어 본딩(12)에 의하여 LED 패키지(10)의 리드 프레임(13)에 연결되어 있다.
그리고 형광물질이 LED 다이(11)를 덮어 일반적으로 청색 LED의 빛이 형광체(14)에서 백색으로 바뀌는 구조를 가지도록 되어 있다. 이러한 LED 패키지(10)는 일반적으로 0.1 watt 에서 3 watt 패키지가 상용화되어 있다. 그리고 LED 조명 기구는 열에 취약한 LED 방열을 위해 여러 개의 LED 패키지(10)를 PCB 보드(15)에 솔더링(16:soldering) 등을 통하여 연결하고 LED 칩(17)의 열이 효과적으로 방출되게 열전도가 잘 일어나는 TIM(Thermal Interface Materials) 시트(18), 또는 열전도 페이스트(paste)를 통하여 실제 방열 작용을 하는 히트싱크(20) 위에 LED PCB(19)가 놓여 지는 대략 4가지의 구조로 되어 있다. 적층 상 구조로 보면 차례대로 상부가 렌즈(21)를 포함하는 LED 패키지부, 그 아래가 LED PCB부, 열전도부, 방열부로 되어 있다.
도 2는 렌즈(21)가 씌워진 광을 내는 LED 패키지(10)의 예로서 상용화된 0.1 watt 에서 3 watt 패키지의 경우 LED 광을 내는 1-4개의 LED 다이(die)가 들어가 있다. 도 3은 여러 개의 LED 패키지(10)들을 PCB(19)에 부착하여 조명기구용 광원으로 응용된 예이다.
이와 같은 단순 LED 패키지(10)는 리드 프레임에 LED 발광 칩(17)을 다이 어태칭하고, 발광 칩과 리드 프레임을 와이어 본딩한 다음, 리드 프레임과 일체로 된 반사부를 갖는 캐비티가 형성되도록 수지로 패키지 본체를 성형하여 제조할 수 있는데 이러한 LED 패키지는 캐비티에 의해서 발광칩에서 발생된 빛의 지향각을 넓히는데 어려움이 있고 하나의 패키지 제조에 비용이 많이 든다.
이에 따라, 발광칩을 직접 기판에 다이 본딩(Die Bonding) 하고 금속 와이어를 매개로 와이어 본딩(Wire Bonding) 하여 연결하는 COB(Chip-On-Board)형 LED 패키지가 개발되었다(대한민국 특허출원 제10-2012-0008079호 참조).
도 4는 LED 집적도를 높여 고출력을 지향하도록 설계된 칩 온 보드형 LED 패키지(30)의 예이다. COB형 LED 패키지(30)는 기판(40)의 상부면에 패턴 인쇄되는 써킷 패턴(41)의 전극 중 어느 하나의 전극에 LED 발광칩(42)을 다이 본딩하여 어태칭하고, LED 발광칩(42) 일단이 와이어 본딩 되는 금속 와이어의 타단을 나머지 전극에 와이어 본딩하여 제작된다. COB형 LED 패키지(30)는 하나가 독립된 발광수단으로서 기능 하지만, COB형 LED 패키지(30) 하나는 밝기가 충분하지 못하므로 보통 여러 개의 COB형 LED 패키지(30)를 평면상에 집적해 사용한다.
이것은 도 4에 도시한 바와 같이 하나의 base에 작은 LED 들을 여러 개 붙여 만든 형태로서, 예를 들면 50W White LED인 경우 자세히 보면 까만점들이 가로세로 7*7의 배열로 49개의 수로 배열되어 1W 의 작은 LED 49개를 붙여 50W로 제조된다. 이렇게 큰 고출력 LED의 경우 중요한 것은 열 문제이다. LED도 그리 높은 효율이 아니기 때문에 80% 정도는 열로 발생 된다. 50W LED 라면 대략 40W 이상이 열로 발생 된다.
칩 온 보드형 LED는 일반적으로 약 50여 개에서 몇백 개의 LED 다이(die)가 메탈 PCB, 알루미늄 기판 혹은 구리 기판에 절연층이 덮인 것에 와이어 본딩(wire bonding) 없이 넓은 면적에 위치하고 이를 형광물질로 덮은 후 필름(film)으로 보호하는 구조로서 기존 LED 패키지에 비하여 높은 출력을 갖도록 되어 있고 이미 메탈 기판 위에 만들어져 있어서 별도의 PCB를 사용하지 않아도 되는 장점이 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 여러 개의 LED 패키지를 연결하는 일반적인 PCB를 사용하지 않는다. 그리고 LED 패키지는 점 광원이지만 칩 온 보드 LED는 면 광원 특징을 나타낸다.
이와 같이 칩 온 보드형 LED는 적층 구조와 배열 형식에 따른 차이가 있으나 공통적으로 메탈PCB, 알루미늄 기판 또는 구리 기판 등과 같이 리지드(rigid)한 경성회로기판(Rigid Printed Circuit Board)에 배열되고 있어 협소한 공간에서 효율적 배열이 어렵고, 경량화나 디자인 자유도가 떨어진다. 그리고 COB LED는 일반적으로 평면의 기판 위에 만들어져 있어서 곡면을 갖는 구조에 사용하기 어렵다.
대한민국 특허출원 제10-2007-0100069호에는 협소한 공간에 효율적인 배열이 가능하고, 소형, 경량화가 가능한 설계 그리고 디자인 자유도가 높은 경연성 회로기판(Rigid Flexible Printed Circuit Board)이 기재되어 있는데 이는 경성회로기판(Rigid-PCB)에 비해 얇고 자유로운 굴곡성의 특징을 갖는 것으로 제시되어 있다.
고출력 COB형 LED용 기판 부재로서 경연성 회로기판을 사용하여 리지드한 기판 특성에 따르는 예상되는 문제들을 개선할 수 있으나 이러한 경연성 특성을 만족할 정도로 얻으려면 주변 방열판의 비대화를 대체할 수 있는 수단, 그리고 리지드한 방열판의 물성을 플렉시블화 하는 대체 재료나 소재 또는 기판 구조가 필요하다.
이와 같이 종래의 COB LED는 평면의 기판 위에 만들어지므로 곡면을 갖는 구조에 사용하기 어려운 문제가 있다. 마찬가지로 LED 패키지 구조는 플렉시블한 경연성 PCB 위에 여러 개의 LED 패키지를 배열하여 곡면 등에 사용할 수 있으나 이 경우 광원은 점 광원 형태를 나타내고 곡면에는 면 광원을 표현할 수는 없어 굴절 면을 포함하는 면 조명기구용 광원으로 활용하기 미흡했다.
특허문헌 1. 대한민국 특허출원 제10-2012-0008079호 특허문헌 2. 대한민국 특허출원 제10-2007-0100069호
본 발명은 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 칩 온 보드형 플렉시블 LED, 특히 고출력 COB형 플렉시블 PCB를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 칩 온 보드형 플렉시블 PCB, 그리고 플렉시블 방열 패드를 제공한다.
본 발명은, 칩 온 보드형 플렉시블 PCB에 적합한 방열 구조를 제공한다.
본 발명은, 고출력 칩 온 보드형 플렉시블 PCB, 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 방열구조를 제공한다.
본 발명은, 플렉시블 기판 위에 COB를 형성하여 곡면에서 면 광원 효과를 내는 고출력 칩 온 보드형 LED 광원을 제공한다.
본 발명은, 플렉시블 기판에 포함되는 적층상 플렉시블 방열 패드(heat spreader sheet pad)를 이용하여 고출력 칩 온 보드형 LED의 방열성을 개선한다.
본 발명은, 플렉시블한 얇은 메탈, 알루미늄이나 구리 foil에 절연층을 만들고 그 위에 LED COB를 구성하고 메탈 foil을 수평 열전도성이 우수한 플렉시블 방열 패드로 서포트함으로서 LED 열을 안정적으로 제어한다.
본 발명은, 플렉시블 기판 위에 COB를 형성하여 곡면에 면 광원 효과를 내고 LED 열은 방출하는 플렉시블 방열 패드을 제공한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 칩 온 보드형 플렉시블 PCB는,
복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴(circuit pattern)에 어태칭(attaching) 집적한 칩 온 보드(COB)형 LED에 있어서,
플렉시블 메탈 포일; 상기 플렉시블 메탈 포일 윗 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩;
상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체;
상기 플렉시블 메탈 포일의 바닥면을 따라 증착되어 LED 발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 및
상기 칩 온 보드 LED가 차지하는 면적에 대하여 최소한 4 배 또는 그 이상의 면적을 갖는 플렉시블 방열 패드;를 포함하는 LED칩 온 보드(COB)형 플렉시블 PCB;를 특징으로 한다.
복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드(COB)형 LED에 있어서,
플렉시블 메탈 포일; 상기 플렉시블 메탈 포일의 윗면 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 플렉시블 메탈 포일의 바닥면을 따라 증착되어 LED 발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 상기 LED 발광칩들을 형광물질로 덮은 피막 레이어;를 포함하는 LED칩 온 보드(COB)형 플렉시블 PCB;를 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은,
복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드(COB)형 LED에 있어서,
제1 플렉시블 메탈 포일; 상기 제1 플렉시블 메탈 포일의 윗 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 제1 플렉시블 메탈 포일의 바닥면을 따라 증착되어 LED발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 및
상기 플렉시블 방열 패드의 바닥면과 면상 접촉하는 제2 플렉시블 메탈 포일;을 포함하는 LED칩 온 보드(COB)형 플렉시블 PCB;를 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드(COB)형 LED에 있어서,
제1 플렉시블 메탈 포일; 상기 제1 플렉시블 메탈 포일의 윗 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 제1 플렉시블 메탈 포일의 바닥면을 따라 증착되어 LED발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 상기 플렉시블 방열 패드의 바닥면과 면상 접촉하는 제2 플렉시블 메탈 포일; 상기 LED 발광칩들을 형광물질로 덮은 피막 레이어;를 포함하는 LED칩 온 보드(COB)형 플렉시블 PCB;를 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명은, 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일 재료는 알루미늄, 구리 중 선택된 어느 하나이다.
또한, 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일 재료는 알루미늄과 구리를 적층상 구조로 포함하는 적층 플렉시블 메탈 플레이트;를 사용하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명은, 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 구성하는 구성 입자가 그래파이트-금속 나노 분말;을 포함한다.
또한, 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 구성하는 구성 입자가 상용화되어 있는 인조 흑연을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드(COB)형 LED에 있어서,
플렉시블 메탈 포일; 상기 플렉시블 메탈 포일 윗 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 써킷 패턴과 구분되는 위치에서 플렉시블 메탈 포일의 일부분을 점유하도록 상기 플렉시블 메탈 포일 위에 적층된 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad);를 포함한다.
바람직하기로는 본 발명은, 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)가 써킷 패턴을 중심으로 양 방향에 대칭상으로 적층된다.
또한, 플렉시블 메탈 포일 재료는 알루미늄, 구리 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 플렉시블 메탈 포일 재료는 알루미늄과 구리를 적층상 구조로 포함하는 적층 플렉시블 메탈 플레이트;가 사용된다.
또한, 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 구성하는 구성 입자가 그래파이트-금속 나노 분말;을 포함한다.
또한, 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 구성하는 구성 입자가 상용화되어 있는 인조 흑연을 포함한다.
바람직하기로는 본 발명은, 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)는 면 방향 열전도도가 500 W/mK 내외의 열전도율을 나타내고 수직방향으로는 5 W/mK 내외로 상대적으로 면 방향에 비해 낮은 열전도율을 갖는다.
본 발명의 또 다른 특징은, 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭하여 집적한 기판을 포함하는 칩 온 보드(COB)형 플렉시블 LED; 상기 기판과 면 대응 접촉면을 형성하여 기판으로부터 전도되는 열을 외부측 히트 싱크로 전도하는 그래파이트-금속 나노 분말 복합 성형 플레이트, 또는 인조 흑연 입자가 금속 나노 복합 분말 입자와 혼합된 복합 성형 플레이트 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 칩 온 보드형 플렉시블 LED용 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭하여 집적한 기판을 포함하는 칩 온 보드(COB)형 플렉시블 LED; 상기 기판과 면 대응 접촉면을 형성하여 기판으로부터 전도되는 열을 전도하는 그래파이트-금속 나노 분말 복합 성형 플레이트, 또는 인조 흑연 입자가 금속 나노 복합 분말 입자와 혼합된 복합 성형 플레이트 중에서 선택된 어느 하나로 제조된 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 상기 플렉시블 방열 패드를 기판의 상부 또는 하부면에 선택적으로 어태칭 하거나, 상기 기판의 상부와 하부면에 모두 어태칭하여 상기 LED 발광칩으로부터 발생 되는 열을 외부 히트 싱크로 전도하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 LED 방열 구조를 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명은, 상기 기판이 열전도성이 우수한 알루미늄, 구리 중에서 선택된 플렉시블 메탈 포일이 사용된다.
바람직하게는, 본 발명은 칩 온 보드 LED가 차지하는 면적에 대하여 최소한 4 배 이상의 면적을 가지는 플렉시블 방열 패드를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 LED칩 온 보드(COB)형 플렉시블 LED는 모든 기판들이 플렉시블 레이어를 형성하여 경연성 성질을 통해 모든 곡면에 대한 면 광원 효과를 내도록 하는 동시에 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad sheet)를 이용하여 평면 또는 곡면 구분없이 안정된 조건으로 열을 방출하여 COB LED에 고성능 방열성능을 제공한다.
본 발명에 따른 COB LED 및 플렉시블 PCB는, 대면적 고밀도 집속형 고출력(High Power) COB LED에서 방열 효과가 탁월하여 다양한 분야도 범용적 용도로 간단하게 사용된다.
기존의 리지드(Rigid)한 방열체, 그리고 대면적 부피 공간을 차지하는 방열체를 슬림화되고 가벼워지고 구부러지거나 휘어지는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)로 대체함으로서 모든 조명기구에서 광원 설계 자유도를 얻고 면 광원 효과를 동시에 높이며 우수한 방열성능을 제공한다.
패드(pad) 또는 시트(sheet) 상태에서 면 방향으로의 열전도도가 높은 열전도율을 갖고 수직방향으로는 상대적으로 면 방향에 비해 낮은 열전도율을 갖는 흑연을 플렉시블 방열 패드의 구성 물질로서 사용하거나 인조 흑연을 이용함으로써 수평 열전도율을 LED 출력 광에 추종하여 자유롭게 선택하여 LED 조명기구에서 필요로 하는 충분한 방열성능을 내는 방열체를 제공한다.
도 1은 종래의 LED 패키지의 도식 단면도.
도 2는 종래의 LED 패키지 참고도.
도 3은 종래의 LED 패키지를 이용한 조명기구의 예시도.
도 4는 종래의 칩 온 보드형 LED 패키지의 참고도.
도 5는 종래의 칩온 보드형 LED에 사용되는 기판.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 레이어의 변형 예.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 레이어.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 레이어.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 레이어.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 레이어.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 메탈 포일 레이어.
도 13의 (a)(b)(c)는 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 및 플렉시블 방열 패드의 변형 예.
도 14의 (a)(b)는 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCBT상에서의 히트 싱크 배치 예시도.
도 15의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCBT상에서의 히트 싱크 배치 예시도.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 LED 칩 온 보드형 플렉시블 LED 및 플렉시블 PCB가 제시된다. 또한, 플렉시블 방열 패드가 제시된다. 또한, 플렉시블 방열 패드를 이용하는 LED 방열구조가 제시된다.
본 발명에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB는, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 LED 칩 온 보드(COB)형 PCB에 '경연성(Rigid Flexible)'을 제공한다. 본 발명에서 정의하는 '경연성'은 최소한의 형상 복원력을 유지하는 정도를 포함하는 물성이다. 즉 성형체로 완성된 형상이 와해 되지 않고 뭉쳐져 있으면서도 바람직하게는 어느 정도의 탄성 복원력을 포함하는 형태의 의미이고, 어느 정도의 형상 복원력이 있거나 또는 없는 것을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB를 레이어(layer)로 제1 내지 제 4 실시예로 구분하여 설명하면 다음과 같다.
제1 실시예
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 레이어 구조이다. 도 8을 참조하면, 플렉시블 메탈 포일(110); 플렉시블 메탈 포일(110) 윗 표면 패터닝으로 회로를 형성하는 써킷 패턴(120); 써킷 패턴(120) 위에 어태칭(attaching) 되는 다이(die)를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩(130);들, 써킷 패턴(120)과 플렉시블 메탈 포일(110)을 절연하는 절연체(170); 플렉시블 메탈 포일(110)의 바닥면을 따라 증착되어 LED발광칩으로부터 전도되는 열을 전도하는 플렉시블 방열 패드(200: Heat Spreader Pad);를 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)이다.
플렉시블 방열 패드(200)는 플렉시블 PCB에 포함될 수 있으며 LED 칩 온 보드가 차지하는 면적에 대하여 최소한 4 배 이상의 면적을 가지는 사이즈가 바람직하다. 이는 플렉시블 방열 패드(200)에 의해 전도되는 열을 방열핀(310)을 가지는 히트 싱크(300)를 통해 방열하기 위한 것이다. 플렉시블 방열 패드를 포함하는 플렉시블 PCB(100)는 칩 온 보드형 LED(100)가 차지하는 면적에 대하여 최소한 4 배 또는 그 이상으로 방열 면적으로 확보하는 경우 충분한 방열 성능을 얻을 수 있다.이 구조는 심플한 디자인으로 싼 가격으로 대량 제조와 양산에 적합한 구조이다.
제2 실시예
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 레이어 구조이다. 도 9를 참조하면, 플렉시블 메탈 포일(110); 플렉시블 메탈 포일(110) 윗면 표면 패터닝으로 회로를 형성하는 써킷 패턴(120); 그 써킷 패턴(120) 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩(130); 써킷 패턴(120)과 플렉시블 메탈 포일(110)을 절연하는 절연체(170); 상기 플렉시블 메탈 포일(110)의 바닥면을 따라 증착되어 LED 발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(200); 및 LED 발광칩(130)들을 형광물질로 덮고 LED 발광칩과 형광물질을 보호하는 피막 레이어(140);를 포함하는 고출력 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)이다.
이 구조는 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)를 구성하는데 있어서 LED 발광칩(130)의 배열 갯 수를 50개 이상, 고집적도로 배열하여 고출력 구조의 패키지로 디자인하는데 유리한 설계이다.
제3 실시예
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 레이어 구조이다. 도 10을 참조하면, 제1 플렉시블 메탈 포일(110); 제1 플렉시블 메탈 포일(110)의 윗 표면 패터닝으로 회로를 형성하는 써킷 패턴(120); 써킷 패턴(120) 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩(130)들; 써킷 패턴(120)과 플렉시블 메탈 포일(110)을 절연하는 절연체(170); 제1 플렉시블 메탈 포일(110)의 바닥면을 따라 증착되어 LED발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(200), 플렉시블 방열 패드(200)의 바닥면과 면상 접촉하는 제2 플렉시블 메탈 포일(150);을 포함하는 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)이다.
이 구조는 플렉시블 방열 패드(200)의 표면과 이면이 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일(110)(150) 레이어로 존재함으로써 탄성 복원력 또는 형상 유지력 그리고 외부 변형력에 대한 기판의 내구성을 강화하고 주로 수평 열전도율을 일정하게 유지시키는데 유리하다.
제4 실시예
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 레이어 구조이다. 도 11을 참조하면, 제1 플렉시블 메탈 포일(110); 제1 플렉시블 메탈 포일(110)의 윗 표면 패터닝으로 회로를 형성하는 써킷 패턴(120); 써킷 패턴(120) 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩(130); 써킷 패턴(120)과 플렉시블 메탈 포일(110)을 절연하는 절연체(170); 플렉시블 메탈 포일(110)의 바닥면을 따라 증착되어 LED발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(200); 플렉시블 방열 패드(200)의 바닥면과 면상 접촉하는 제2 플렉시블 메탈 포일; LED 발광칩(130)들을 형광물질로 덮고 발광칩과 형광물질을 보호하는 피막 레이어(140);를 포함하는 고출력 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100) 레이어 구조이다.
이 구조는 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)를 구성하는데 있어서 LED 발광칩(130)의 배열 갯 수를 50개 이상, 고집적도로 배열하여 고출력 구조의 패키지로 디자인하는데 유리한 설계이다. 그리고 플렉시블 방열 패드(200)의 표면과 이면이 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일(110)(150) 레이어로 존재함으로써 탄성 복원력 또는 형상 유지력 그리고 외부 변형력에 대한 기판의 내구성을 강화하고 주로 수평 열전도율을 일정하게 유지하는데 유리하다.
본 발명의 제1 내지 제4 실시예에서 제시된 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 레이어를 구성하는 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일(110)(150)의 재료들은 열전도성이 우수한 메탈, 그리고 알루미늄, 구리 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 제1 내지 제4 실시예에서 제시된 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 레이어를 구성하는 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일(110)(150) 재료는 도 12에 도시된 바와 같이 알루미늄(111)과 구리(112)를 적층상 구조로 포함하는 적층 플렉시블 메탈 플레이트(160)를 사용할 수 있다.
알루미늄(Al)과 구리(Cu)는 동일한 두께 조건에서 각각 원소 합금량에 따라 탄성력과 열전도성이 다른 특성을 나타낸다. 일반적으로 동일한 두께 조건과 합금 양을 기준으로 구리는 알루미늄에 비해 탄성력이 양호하다. 이러한 적층 플렉시블 메탈 플레이트(160)를 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB의 레이어로 적용하는 경우 LED의 적용 사양에 따라 열전도도에 영향을 미치지 않는 범주에서 전체 굴절률 등을 자유롭게 조절하여 설계하는데 적합하다.
본 발명의 제1 내지 제4 실시예에서 제시된 칩 온 보드형 플렉시블 LED(100)의 레이어를 구성하는 플렉시블 방열 패드(200)는 구성 입자가 그래파이트-금속 나노 분말을 포함한다. 상용화된 미국 GrafTech 사의 인조 흑연을 이용한 Heat Spreader는 수평 전도율이 1,500 W/mK 이상의 것도 출시되어 있다.
또한, 플렉시블 방열 패드(200), 즉 Heat Spreader Sheet는 Martin Smalc et al. "Thermal performance of Natural Graphite Heat Spreaders" 에 나와 있듯이 50㎛ 두께 sheet 상태에서 면 방향으로의 열전도도는 500 W/mK 정도의 높은 열전도율을 갖고 수직방향으로는 5 W/mK 정도의 낮은 열전도율을 갖는 물질로 소개되어 있는데, 이러한 플렉시블 방열 패드(200)는 기존의 알루미늄 열전도율이 220 W/mK 정도이고 구리의 열전도율도 388 W/mK여서 알루미늄이나 구리의 4 내지 7배 정도의 높은 전도율을 갖는다. 그리고 이러한 플렉시블 방열 패드는 경연성의 물성을 나타낸다. 즉 어느 정도 플렉시블 하여 약간의 tilt 등의 무브먼트(movement)를 충분히 수용하는 특성이 있다.
본 발명의 제1 내지 제4 실시예에서 제시된 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 레이어를 구성하는 플렉시블 방열 패드(200)는, 두께가 50㎛인 Thin 시트 조건에서 면 방향 열전도도가 500 W/mK 내외의 열전도율을 나타내고 수직방향으로는 5 W/mK 내외로 상대적으로 면 방향에 비해 낮은 열전도율을 갖는 것을 선택하는 것이 바람직하다.
도 13은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에서 제시된 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 굴곡 유연성 변형 형상의 예상도이다.
도 13을 참조하면, (a)와 같이, LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 레이어의 중심 근처에 수직 하중 'W'의 굽힘 모멘트가 작용되면 중심부는 휨이 발생되어 구부러진다. 'W'가 소거되면 레이어를 구성하는 다른 레이어들, 예를 들면 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일(110)(150) 및 플렉시블 방열 패드(200)의 두께 등과 관련되어 다시 복원되거나 구부러진 형상이 그대로 지속 된다.
(b)와 같이 굽힘 모멘트 'W1'/'W2'가 서로 상반된 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 레이어의 양단에 작용 되면 양단은 휨이 발생되어 구부러져 S자형의 형상을 나타낸다. 'W1'/'W'가 소거되면 레이어를 구성하는 다른 레이어들, 예를 들면 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일(110)(150) 및 플렉시블 방열 패드(200)의 두께 등과 관련되어 다시 복원되거나 구부러진 형상이 그대로 지속 된다.
(c)와 같이 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB 레이어의 중심을 벗어난 측 방향 근처에 수직 하중 'W'의 굽힘 모멘트가 작용 되면 그 작용점을 중심으로 휨이 발생 되어 구부러진다. 'W'가 소거되면 레이어를 구성하는 다른 레이어들, 예를 들면 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일(110)(150) 및 플렉시블 방열 패드(200)의 두께 등과 관련되어 다시 복원되거나 구부러진 형상이 그대로 지속 된다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 방열 구조이다. 도 14를 참조하면, 플렉시블 메탈 포일(110); 플렉시블 메탈 포일(110) 윗 표면 패터닝으로 회로를 형성하는 써킷 패턴(120); 써킷 패턴(120) 위에 어태칭(attaching) 되는 다이(die)를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩(130);들, 써킷 패턴(120)과 플렉시블 메탈 포일(110)을 절연하는 절연체(170); 플렉시블 메탈 포일(110)의 바닥면을 따라 증착되어 LED발광칩으로부터 전도되는 열을 전도하는 플렉시블 방열 패드(200: Heat Spreader Pad);를 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100); 상기 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100) 상의 플렉시블 메탈 포일(110)의 일부분을 점유하여 플렉시블 방열 패드(200)로부터 전도되는 열을 방열하는 히트 싱크(300);를 설치하여 하부측 플렉시블 방열 패드(200)의 열을 방열시키는 구조이다.
히트 싱크(300)는 도 14 및 도 15와 같이 써킷 패턴(120)과 구분되는 위치에 자리하도록 장착된다. 여기서, 히드 싱크(300)는 하부측 플렉시블 방열 패드(200)의 열 전도를 위하여 절연체(170)가 아닌 플렉시블 메탈 포일(110)의 표면과 접촉시켜 설치한다. 절연체에 설치하는 경우 플렉시블 방열 패드(200)로부터 히트 싱크(300)에 대한 열전도가 낮아 방열 효과가 낮지만 플렉시블 메탈 포일(110)에 히트 싱크(300)를 설치하는 경우 플렉시블 방열 패드(200)로부터 전도되는 열의 방열 효과가 높다.
히트 싱크(300)의 크기는 LED발광칩(130)의 갯 수, 설치 면적 등을 감안하여 적절한 크기로 설계하여 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 플렉시블 메탈 포일(110) 표면에 자유롭게 장착될 수 있다. 도 14는 히트 싱크(300)의 크기를 비교적 작게 한 예이고, 도 15는 히트 싱크(300)의 크기를 대면적으로 설계하여 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)의 대부분을 차지하도록 장착한 예로서, 이러한 히트 싱크(300) 크기와 위치 등은 히트 싱크(300)가 경성인 관계로 인하여 위치 및 사이즈에 제약을 받을 수 있으므로 사전에 설치 위치와 크기를 결정하여 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)에 장착하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예로 제시된 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100) 및 다른 실시예로 제시된 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB(100)들은 공통적으로 다음과 같은 레이어가 적용된다.
복수의 LED 발광칩(130) 다이를 써킷 패턴(120)에 어태칭하여 집적한 기판을 포함하는 칩 온 보드(COB)형 플렉시블 PCB(100) 기판, 상기 PCB 기판과 면 대응 접촉면을 형성하여 기판으로부터 전도되는 열을 전도하는 그래파이트-금속 나노 분말 복합 성형 플레이트, 또는 인조 흑연 입자가 금속 나노 복합 분말 입자와 혼합된 복합 성형 플레이트 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB용 플렉시블 방열 패드(200)가 레이어로 포함된다.
바람직하게는, 두께가 50㎛ 인 Thin 시트 조건에서 면 방향 열전도도가 500 W/mK 내외의 열전도율, 수직방향으로는 5 W/mK 내외로 상대적으로 면 방향에 비해 낮은 열전도율을 갖는 플렉시블 방열 패드(200)를 사용한다.
본 발명의 실시예에 따라 제시된 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB의 방열 구조는,복수의 LED 발광칩(130) 다이를 써킷 패턴(120)에 어태칭하여 집적한 기판을 포함하는 LED칩 온 보드(COB)형 플렉시블 PCB(100)를 기판과 면 대응 접촉면을 형성하여 기판으로부터 전도되는 열을 전도하는 그래파이트-금속 나노 분말 복합 성형 플레이트, 또는 인조 흑연 입자가 금속 나노 복합 분말 입자와 혼합된 복합 성형 플레이트 중에서 선택된 어느 하나로 제조된 플렉시블 방열 패드(200)를 기판의 상부 또는 하부면에 선택적으로 어태칭 하거나, 기판의 상부와 하부면에 모두 어태칭하여 LED 발광칩(130)으로부터 발생 되는 열을 수평면 즉 면 방향으로 집중적으로 전도하여 방열하도록 구성된다.
본 발명은 플렉시블 PCB 기판 위에 COB를 형성하여 곡면에 면 광원 효과를 내는 설계가 가능한 동시에 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader sheet pad)를 이용하여 여러 곡면 설치 조건에서도 열을 어려움 없이 방출하여 LED의 방열성을 고성능으로 지속시킨다. 굽힘이 필요하거나 곡면을 따르는 여러 설치 조건 등에서 설계 자유도가 주어지며 또한 가볍고 얇으면서도 부피가 적은 고출력 칩 온 보드형 LED 조명기구에 적합하다.
본 발명은 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있다. 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 칩 온 보드(COB) 플렉시블 PCB
110: 플렉시블 메탈 포일, 제1 플렉시블 메탈 포일
120: 써킷 패턴
130: LED 발광칩
140: 피막 레이어
150: 제2 플렉시블 메탈 포일
160: 적층 플렉시블 메탈 플레이트
170: 절연체
200: 플렉시블 방열 패드
300: 히트 싱크

Claims (22)

  1. 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 LED칩 온 보드형 LED에 있어서,
    플렉시블 메탈 포일; 상기 플렉시블 메탈 포일 윗 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 플렉시블 메탈 포일의 바닥면을 따라 증착되어 LED 발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 상기 칩 온 보드 LED가 차지하는 면적에 대하여 최소한 4 배 또는 그 이상의 면적을 갖는 상기 플렉시블 방열 패드를 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  2. 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드형 LED에 있어서,
    플렉시블 메탈 포일; 상기 플렉시블 메탈 포일의 윗면 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 플렉시블 메탈 포일의 바닥면을 따라 증착되어 LED 발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 상기 LED 발광칩들을 형광물질로 덮은 피막 레이어;를 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  3. 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드(COB)형 LED에 있어서,
    제1 플렉시블 메탈 포일; 상기 제1 플렉시블 메탈 포일의 윗 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 제1 플렉시블 메탈 포일의 바닥면을 따라 증착되어 LED발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 상기 플렉시블 방열 패드의 바닥면과 면상 접촉하는 제2 플렉시블 메탈 포일;을 포함하는 LED칩 온 보드(COB)형 플렉시블 PCB.
  4. 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드형 LED에 있어서,
    제1 플렉시블 메탈 포일; 상기 제1 플렉시블 메탈 포일의 윗 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 제1 플렉시블 메탈 포일의 바닥면을 따라 증착되어 LED발광칩으로부터 전도되는 열을 외부로 전도하는 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad); 상기 플렉시블 방열 패드의 바닥면과 면상 접촉하는 제2 플렉시블 메탈 포일; 상기 LED 발광칩들을 형광물질로 덮은 피막 레이어;를 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일 재료는 알루미늄, 구리 중 선택된 어느 하나인 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 플렉시블 메탈 포일 재료는 알루미늄과 구리를 적층상 구조로 포함하는 적층 플렉시블 메탈 플레이트;를 사용하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 구성하는 구성 입자가 그래파이트-금속 나노 분말;을 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 구성하는 구성 입자가 상용화되어 있는 인조 흑연을 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)는 두께가 50㎛ 인 Thin 시트 조건에서 면 방향 열전도도가 500 W/mK 내외의 열전도율을 나타내고 수직방향으로는 5 W/mK 내외로 상대적으로 면 방향에 비해 낮은 열전도율을 갖는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  10. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칩 온 보드 LED가 차지하는 면적에 대하여 최소한 4 배 또는 그 이상의 면적을 갖는 플렉시블 방열 패드를 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  11. 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭 집적한 칩 온 보드형 LED에 있어서,
    플렉시블 메탈 포일; 상기 플렉시블 메탈 포일 윗 표면 패터닝으로 전기회로를 형성하는 써킷 패턴; 상기 써킷 패턴 위에 어태칭되는 다이를 포함하며 사전 설계 위치에 따라 배열되는 LED 발광칩; 상기 써킷 패턴과 플렉시블 메탈 포일을 절연하는 절연체; 상기 써킷 패턴과 구분되는 위치에서 플렉시블 메탈 포일의 일부분을 점유하도록 상기 플렉시블 메탈 포일 위에 적층된 히트 싱크; 및 상기 플렉시블 메탈 포일의 하부에 장착된 플렉시블 방열 패드;를 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 히트 싱크가 플렉시블 메탈 포일을 중심으로 양 방향에 대칭상으로 분할 적층된 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 플렉시블 메탈 포일 재료는 알루미늄, 구리 중 선택된 어느 하나인 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 플렉시블 메탈 포일 재료는 알루미늄과 구리를 적층상 구조로 포함하는 적층 플렉시블 메탈 플레이트;를 사용하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 구성하는 구성 입자가 그래파이트-금속 나노 분말;을 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 플렉시블 방열 패드(Heat Spreader Pad)를 구성하는 구성 입자가 상용화되어 있는 인조 흑연을 포함하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 플렉시블 방열 패드는 두께가 50㎛ 인 Thin 시트 조건에서 면 방향 열전도도가 500 W/mK 내외의 열전도율을 나타내고 수직방향으로는 5 W/mK 내외로 상대적으로 면 방향에 비해 낮은 열전도율을 갖는 LED칩 온 보드형 플렉시블 PCB.
  18. 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭하여 집적한 기판을 포함하는 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB;
    상기 PCB 기판과 면 대응 접촉면을 형성하여 기판으로부터 전도되는 열을 전도하는 그래파이트-금속 나노 분말 복합 성형 플레이트, 또는 인조 흑연 입자가 금속 나노 복합 분말 입자와 혼합된 복합 성형 플레이트 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 칩 온 보드형 플렉시블 LED용 플렉시블 방열 패드.
  19. 제 18 항에 있어서,
    두께가 50㎛ 인 Thin 시트 조건에서 면 방향 열전도도가 500 W/mK 내외의 열전도율을 가지며 수직방향으로는 5 W/mK 내외로 상대적으로 면 방향에 비해 낮은 열전도율을 갖는 칩 온 보드형 플렉시블 LED용 플렉시블 방열 패드.
  20. 복수의 LED 발광칩 다이를 써킷 패턴에 어태칭하여 집적한 기판을 포함하는 칩 온 보드(COB)형 플렉시블 LED; 상기 기판과 면 대응 접촉면을 형성하여 기판으로부터 전도되는 열을 전도하는 그래파이트-금속 나노 분말 복합 성형 플레이트, 또는 인조 흑연 입자가 금속 나노 복합 분말 입자와 혼합된 복합 성형 플레이트 중에서 선택된 어느 하나로 제조된 플렉시블 방열 패드; 상기 플렉시블 방열 패드를 기판의 상부 또는 하부면에 선택적으로 어태칭 하거나, 상기 기판의 상부와 하부면에 모두 어태칭하여 상기 LED 발광칩으로부터 발생 되는 열을 외부측 히트 싱크로 전도하는 LED칩 온 보드형 플렉시블 LED 방열 구조.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 기판은 열전도성이 우수한 알루미늄, 구리 중에서 선택된 플렉시블 메탈 포일이 사용된 LED칩 온 보드형 플렉시블 LED 방열 구조.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 LED 칩 온 보드가 차지하는 면적에 대하여 최소한 4 배 또는 그 이상의 면적을 갖는 플렉시블 방열 패드 및 LED 칩 온 보드형 플렉시블 PCB를 포함하는 칩 온 보드형 플렉시블 LED 방열 구조.
KR1020130091930A 2013-08-02 2013-08-02 Led칩 온 보드형 플렉시블 pcb 및 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 led 방열구조 KR20150015900A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130091930A KR20150015900A (ko) 2013-08-02 2013-08-02 Led칩 온 보드형 플렉시블 pcb 및 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 led 방열구조
US14/100,315 US20150034976A1 (en) 2013-08-02 2013-12-09 Led chip-on-board type flexible pcb and flexible heat spreader sheet pad and heat-sink structure using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130091930A KR20150015900A (ko) 2013-08-02 2013-08-02 Led칩 온 보드형 플렉시블 pcb 및 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 led 방열구조

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150015900A true KR20150015900A (ko) 2015-02-11

Family

ID=52426850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130091930A KR20150015900A (ko) 2013-08-02 2013-08-02 Led칩 온 보드형 플렉시블 pcb 및 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 led 방열구조

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20150034976A1 (ko)
KR (1) KR20150015900A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102008144B1 (ko) * 2018-11-02 2019-08-07 (주)삼백테크놀로지 방열기능을 갖는 led 모듈

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9976710B2 (en) 2013-10-30 2018-05-22 Lilibrand Llc Flexible strip lighting apparatus and methods
WO2017156189A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-14 Lilibrand Llc Lighting system with lens assembly
WO2018015781A1 (en) * 2016-07-19 2018-01-25 Ismet Yesil Self light guided led lighting unit
CN106058011A (zh) * 2016-07-29 2016-10-26 常州市武进区半导体照明应用技术研究院 一种半导体光源组装及生产方法
US11296057B2 (en) 2017-01-27 2022-04-05 EcoSense Lighting, Inc. Lighting systems with high color rendering index and uniform planar illumination
CN106910691B (zh) * 2017-03-07 2019-03-22 黄山学院 功率变流器中igbt模块的散热结构及封装工艺
CN106653712B (zh) * 2017-03-07 2018-11-20 黄山学院 单管igbt的散热结构及加工工艺
US20180328552A1 (en) 2017-03-09 2018-11-15 Lilibrand Llc Fixtures and lighting accessories for lighting devices
US10429026B2 (en) * 2017-06-16 2019-10-01 GM Global Technology Operations LLC Lamp assembly with anisotropic heat spreader and vehicle having the same
CN107507813A (zh) * 2017-10-10 2017-12-22 北京比特大陆科技有限公司 散热片、芯片及电路板
WO2019213299A1 (en) 2018-05-01 2019-11-07 Lilibrand Llc Lighting systems and devices with central silicone module
CN114364913A (zh) 2018-12-17 2022-04-15 生态照明公司 符合ac驱动功率的条带照明系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110084612A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 General Led, Inc., A Delaware Corporation Hybrid chip-on-heatsink device and methods
US8198109B2 (en) * 2010-08-27 2012-06-12 Quarkstar Llc Manufacturing methods for solid state light sheet or strip with LEDs connected in series for general illumination

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102008144B1 (ko) * 2018-11-02 2019-08-07 (주)삼백테크놀로지 방열기능을 갖는 led 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
US20150034976A1 (en) 2015-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150015900A (ko) Led칩 온 보드형 플렉시블 pcb 및 플렉시블 방열 패드 그리고 플렉시블 방열 패드를 이용하는 led 방열구조
US7443678B2 (en) Flexible circuit board with heat sink
JP4241658B2 (ja) 発光ダイオード光源ユニット及びそれを用いて形成した発光ダイオード光源
KR101934075B1 (ko) Ｌｅｄ 적용을 위한 필름 시스템
JP5070532B2 (ja) 半導体発光モジュールおよびその製造方法
US20070201232A1 (en) Illumination apparatus having heat dissipating capability
KR20150022978A (ko) Led 조명 모듈 및 led 조명 장치
JP2011119459A (ja) 半導体発光装置
US8154029B2 (en) Planar light source device
JP4969332B2 (ja) 基板及び照明装置
JP2005158957A (ja) 発光装置
KR102282209B1 (ko) 장착 조립체 및 조명 디바이스
KR101010351B1 (ko) 나노 분말을 이용한 방열장치
US20100301359A1 (en) Light Emitting Diode Package Structure
JP2007165843A (ja) 発光モジュールとその製造方法並びにそれを用いたバックライト装置
US20130313606A1 (en) Illuminating device
JP2008091432A (ja) 電子部品
JP4659515B2 (ja) 発光素子搭載用基板，発光素子収納用パッケージ，発光装置および照明装置
JP2013030600A (ja) 発熱デバイス
JP3128948U (ja) 放熱層を備えた電気回路基板構造
JP2009021384A (ja) 電子部品及び発光装置
JP3158994U (ja) 回路基板
KR20120122176A (ko) 방열 기판
CN1964084A (zh) 发光二极管封装结构
KR101166066B1 (ko) 발광다이오드 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right