KR20170122021A - Cob 타입의 led 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 COB 타입의 LED 패키지에 관한 것으로, 상세하게는 LED 발광소자를 보호하면서 렌즈로 사용되는 절연성과 투광성을 갖는 수지층을 형성시키는 댐을 다수의 단턱 또는 다층으로 형성시켜 배광각도와 지향각도의 향상 및 댐의 제조가 편리한 COB 타입의 LED 패키지에 관한 것인바, 본 발명은 인쇄회로기판상에 구리 등의 재질로 이루어지는 금속 패드가 형성되고, 상기 금속 패드에 LED 발광소자가 다이 접착제에 의해 금속 패드에 부착되며, LED 발광소자가 와이어를 통해 금속 패드에 전기적으로 연결되며, LED 발광소자 상부에는 LED 발광소자로부터 광에 영향을 미치지 않고 LED 발광소자와 와이어를 보호할 수 있는 몰드층이 댐에 의해 지지 고정 설치되어 이루어진 LED 발광소자의 빔 앵글 조절용 댐, 상기 댐이 LED 발광소자가 위치한 내측에서 외측으로 갈수록 개구부가 넓어지는 다수의 단턱을 형성한 것에 그 특징이 있다.

Description

COB 타입의 LED 패키지 {COB type LED package}
본 발명은 COB 타입의 LED 패키지에 관한 것으로, 상세하게는 LED 발광소자를 보호하면서 렌즈로 사용되는 절연성과 투광성을 갖는 수지층을 형성시키는 댐을 다수의 단턱 또는 다층으로 형성시켜 빔 앵글을 용이하게 조절 가능하도록 하여 지향각도의 향상 조사면적의 극대화가 가능한 COB 타입의 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 실내 또는 실외의 조명등으로 백열전구나 형광등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 백열전구나 형광등은 수명이 짧아 자주 교환하여야 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 우수한 제어성, 빠른 응답속도, 높은 전기-광 변환효율, 긴 수명, 적은 소비 전력 및 높은 휘도의 특성을 갖는 LED를 적용한 조명기구가 개발되기에 이르렀다.
즉, LED(Light Emitting Diode)는 광전변환 효율이 높기 때문에 소비전력이 적고, 열적 방전적 발광이 아니기 때문에 예열시간이 불필요하여 점등, 소등속도가 빠르다는 장점이 있다. 또한, LED는 가스나 필라멘트가 없기 때문에 충격에 강하고 안전하며, 안정적인 직류 점등방식의 채택으로 전력소모가 적고 고 반복, 펄스 동작이 가능하고 시신경의 피로를 감소할 수 있을 뿐만 아니라 사용수명이 반영구적이면서 다양한 색상의 조명효과도 낼 수 있고, 작은 광원을 사용함에 따라 소형화가 가능하다는 장점이 있다.
이와 같은 LED 광원으로서의 모듈은 만드는 방법에 따라 LED 부품을 일체화해 기판에 장착하는 패키지 타입 LED와 LED 발광소자를 기판에 부착하는 COB(Chip on Board) 타입으로 나누어진다.
패키지 타입의 LED 패키지는 컵 형상의 반사판을 갖는 패키지 본체를 포함하고, 패키지 본체는 인쇄회로기판 상에 형성되며, 패키지 본체가 리드 프레임을 감싸도록 형성되며, 리드 프레임 상면에는 LED 발광소자가 실장되어 있으며, LED 발광소자는 와이어를 통해 리드 프레임에 연결되는 구조이다.
COB 타입의 LED 패키지는 첨부도면 도 1에 첨부된 바와 같이 인쇄회로기판상(100)에 구리 등의 재질로 이루어지는 금속 패드(110)가 형성되고, 상기 금속 패드(110)에 LED 발광소자(200)가 다이 접착제에 의해 금속 패드(110)에 부착되며, LED 발광소자(200)가 와이어를 통해 금속 패드(110)에 전기적으로 연결되며, LED 발광소자 상부에는 LED 발광소자(200)로부터 광에 영향을 미치지 않고 LED 발광소자와 와이어를 보호할 수 있는 몰딩층(300)이 댐(400)에 의해 지지 고정 설치되어 이루어진 구조이다.
상기와 같은 구조를 갖는 종래의 COB 타입의 LED 패키지(Package)는 LED 발광소자(200)(Blue Chip)에 몰딩층(300)를 도포하여 화이트(White)를 구현하고 있다. 이때 몰딩층(300)은 주제, 경화제, Yellow PHOSPHOR를 합성하여 주입하는데 첨부도면 도 1에 첨부된 바와 같이 몰딩층(300)의 면이 댐(400)이 형성된 A면에서는 계면장력에 의해 주위로 퍼지면서 수평형태를 이루게 된다. 이렇게 몰딩층(300)이 수평상태를 이루게 되면 LED의 조사각도(Beam Angle)는 보통 120°를 이루게 된다.
이는 전 세계적으로 거의 비슷한 수준이며, LED 조명은 전통조명의 360°에 비해 120°는 매우 협각이라 할 수 있다. 따라서 조명기기 제조업체들은 이러한 단점을 보완하기 위해 렌즈나 리플렉터(Reflector)를 사용하여 빔의 각도를 조정하여 사용하고 있는 실정이다. 상기 렌즈나 리플렉터(Reflector)와 같은 옵틱(OPTIC)의 사용은 조명 등기구의 구조를 매우 복잡하게 하여 제조원가를 상승시키는 원인이 되고, 조립 후의 안정성 및 조립 분해의 어려움 등의 문제가 있다.
대한민국 특허등록 제1317952호. 대한민국 특허등록 제1236715호.
상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은 LED 발광소자를 보호하면서 렌즈로 사용되는 절연성과 투광성을 갖도록 하는 몰드층을 형성시키는 댐을 다수의 단턱 또는 다층으로 형성시켜 배광각도와 지향각도의 향상 및 댐의 제조가 편리한 등의 이점이 있고, 또한 댐 보다 몰드층의 높이가 높은 반구로 성형하여 빛의 조사면적을 높여 광 효율의 증대 및 빛의 조사각도를 크게 할 수 있는 이점이 있으며, 댐의 형상 및 구조를 변경함으로서 조명기기의 조립구조가 간단하고 제조원가를 낮을 수 있는 이점 등이 있는 COB 타입의 LED 패키지를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 인쇄회로기판상에 구리 등의 재질로 이루어지는 금속 패드가 형성되고, 상기 금속 패드에 LED 발광소자가 다이 접착제에 의해 금속 패드에 부착되며, LED 발광소자가 와이어를 통해 금속 패드에 전기적으로 연결되며, LED 발광소자 상부에는 LED 발광소자로부터 광에 영향을 미치지 않고 LED 발광소자와 와이어를 보호할 수 있는 몰드층이 댐에 의해 지지 고정 설치되어 이루어진 COB 타입의 LED 패키지에 있어서, 상기 댐이 LED 발광소자가 위치한 내측에서 외측으로 갈수록 개구부가 넓어지는 다수의 단턱을 형성한 것을 특징으로 하는 COB 타입의 LED 패키지에 의하여 달성된다.
상기 댐이 인쇄 또는 성형에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 COB 타입의 LED 패키지에 의하여 달성된다.
상기 댐 내측에 충진된 몰드층의 표면이 댐의 높이보다 높거나 낮게 성형하여 빛의 조사면적을 높여 광 효율의 증대시키는 것을 특징으로 하는 COB 타입의 LED 패키지에 의하여 달성된다.
상기 단턱이 수직면, 경사면 중 어느 하나 또는 수직면, 경사면이 혼용되어 이루어진 것을 특징으로 하는 COB 타입의 LED 패키지에 의하여 달성된다.
이와 같은 본 발명에 따른 COB 타입의 LED 패키지는 LED 발광소자를 보호하면서 렌즈로 사용되는 절연성과 투광성을 갖도록 하는 몰드층을 형성시키는 댐을 다수의 단턱 또는 다층으로 형성시켜 빔 앵글을 용이하게 조절 가능하도록 하여 지향각도의 향상 조사면적의 극대화되는 댐의 제조가 편리한 이점이 있고, 또한 댐 보다 몰드층의 높이가 높거나 낮게 성형하여 빛의 조사면적을 높여 광 효율의 증대 및 빛의 조사각도를 크게 할 수 있는 이점이 있으며, 댐의 형상 및 구조를 변경함으로 조명기기의 조립구조가 간단하고 제조원가를 낮출 수 있는 이점 등이 있는 유용한 발명이다.
도 1은 종래의 COB 타입의 LED 패키지에 있어서 LED 발광소자의 빔 앵글 조절용 댐의 구조를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 LED 발광소자의 빔 앵글 조절용 댐의 구조를 나타내는 단면도,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명인 LED 발광소자의 빔 앵글 조절용 댐의 다른 구조를 나타내는 단면도,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 요부인 댐의 일 실시예를 보여주는 예시도.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 요부인 몰드층의 크기(지름)에 따른 조사면적을 보여주는 단면도.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 요부인 몰드층에 따른 각도 조절을 보여주는 단면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도 2는 본 발명에 따른 LED 발광소자의 빔 앵글 조절용 댐의 구조를 나타내는 단면도로써 이에 따르면 인쇄회로기판(10)상에 구리 등의 재질로 이루어지는 금속 패드(11)가 형성되고, 상기 금속 패드(11)에 LED 발광소자(20)가 다이 접착제에 의해 금속 패드(11)에 부착되며, 한편 LED 발광소자(20)가 와이어를 통해 금속 패드(11)에 전기적으로 연결되며, LED 발광소자(20) 상부에는 LED 발광소자(20)로부터 광에 영향을 미치지 않고 LED 발광소자와 와이어를 보호할 수 있는 몰딩층(30)이 댐(40)에 의해 지지 고정 설치되어 이루어진 구조이다.
이때 상기 댐(40)은 LED 발광소자(20)가 위치한 내측에서 외측으로 갈수록 개구부(41)가 넓어지는 다수의 단턱(42)을 형성한 구조이며, 상기 댐(40)이 인쇄 또는 성형에 의해 형성된다.
더 구체적으로는 상기 댐(40)은 첨부도면 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 인쇄일 경우 한개의 층을 인쇄 후 건조하고 다시 인쇄 후 건조시켜 여러 층을 적층하여 형성시킨다.
물론 설명의 편의상 본 발명에서는 댐(40)을 인쇄하여 형성시키는 것으로 설명하고 있으나 댐(40)을 단일체로 형성하는 사출 성형공정으로 제조하여 사용할 수도 있다.
한편 상기 댐(40)을 형성시킬 때 적층되는 댐(40)의 단턱은 첨부도면 도 4a 내지 도 4c에 형성된 바와 같이 수직면, 경사면 중 어느 하나 또는 수직면, 경사면이 혼용되게 형성시켜 사용할 수도 있다.
본 발명에 적용되는 댐(40)은 인쇄 패턴에 의해 마련되며, 예를 들어 댐 폭을 0.3~0.4mm, 댐 높이를 0.13~0.15mm로 형성하고, 잉크재질로서 흰색의 에폭시를 적용한다.
또 몰드층(30)의 표면을 반구 형태로 구현하기 위한 물성으로서는 몰드층(30)의 내경과 높이가 일정하게 작업할 수 있는 에폭시를 적용하며, 빛의 반사각이 160°인 반구 렌즈를 마련할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 넓은 반사각으로 인하여 여러 LED 제품 구현시 SPOT(흑점)이 없게 된다.
본 발명에 따른 반구형의 몰드층(30)을 응용한 제품으로서는 기판형(Substrate Type) COB 반구 렌즈, 패키지형(Package Type) COB 반구 렌즈, 캐비티 패키지형(Cavity Package type) COB 반구 렌즈, 바형(BAR Type) COB 반구 렌즈, 이중 재질 적층 패키지형(Two Material Lamination Package Type) COB 반구 렌즈 등에 적용할 수 있다.
즉 본 발명에 따르면 원하는 기판 또는 패키지에 따라 상기 댐(40)은 인쇄에 의해 원주형 또는 막대형으로 형성되는 것이 바람직하다.
첨부도면 도 5a와 같이 댐(40) 내측에 충진된 몰드층(30)의 표면을 수평으로 형성시키면 빔 앵글 각이 120°의 각을 갖도록 하여 지향각을 넓게 형성되도록 조절할 수 있으며, 또한 댐(40)의 지름을 D1과 같이 작게 할 수 있으며 첨부도면 도 5b에 도시된 바와 같이 지향각을 넓게 형성되도록 조절하면서도 댐(40)의 지름을 D2와 같이 넓게 할 수 있다.
첨부도면 도 5a 및 도 5b와 같이 댐(40)지름 크기 및 빔 앵글 각을 조절하여 조사면적의 극대화를 꾀할 수 있다. 한편 지향각을 넓게 하기 위해서는 첨부도면 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 댐(40) 내측에 충진된 몰드층(30)의 표면이 댐(40)의 높이보다 높은 반구로 성형하여 빛의 조사면적을 높여 광 효율의 증대시킬 수 있다. 바람직하게는 몰드층(30)의 각도를 120° 이상 형성시켜 빛의 조사면적을 높여 광 효율의 증대 및 각도를 다양하게 조절할 수 있다.
그러나 상기 빔 앵글 각을 좁히고자 할 때에는 첨부도면 도 6b에 도시된 바와 같이 댐(40) 내측에 충진된 몰드층(30)의 표면이 댐(40)의 높이보다 낮게 사출 성형하여 몰드층(30) 표면을 오목하게 형성하게 되면 120°의 빔 앵글 각을 형성시킬 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10 : 인쇄회로기판
11 : 패드
20 : LED 발광소자
30 : 몰드층
40 : 댐
41 : 개구부
42 : 단턱

Claims (4)

  1. 인쇄회로기판상에 구리 등의 재질로 이루어지는 금속 패드가 형성되고, 상기 금속 패드에 LED 발광소자가 다이 접착제에 의해 금속 패드에 부착되며, LED 발광소자가 와이어를 통해 금속 패드에 전기적으로 연결되며, LED 발광소자 상부에는 LED 발광소자로부터 광에 영향을 미치지 않고 LED 발광소자와 와이어를 보호할 수 있는 몰딩층이 댐에 의해 지지 고정 설치되어 이루어진 COB 타입의 LED 패키지에 있어서,
    상기 댐이 LED 발광소자가 위치한 내측에서 외측으로 갈수록 개구부가 넓어지는 다수의 단턱을 형성한 것을 특징으로 하는 COB 타입의 LED 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 댐이 인쇄 또는 성형에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 COB 타입의 LED 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 댐 내측에 충진된 몰드층이 표면이 댐의 높이보다 높거나 낮게 성형하여 빛의 조사면적을 높여 광 효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 COB 타입의 LED 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단턱이 수직면, 경사면 중 어느 하나 또는 수직면, 경사면이 혼용되어 이루어진 것을 특징으로 하는 COB 타입의 LED 패키지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112967937A (zh) * 2021-02-09 2021-06-15 池州昀冢电子科技有限公司 封装结构及其制备方法
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KR20230075867A (ko) 2021-11-23 2023-05-31 (주)세원하드페이싱 고방열 회로기판을 활용한 cob 타입의 인쇄회로기판 및 이의 제조방법, led 모듈

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