WO2011087319A2 - 발광 장치 - Google Patents

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WO2011087319A2
WO2011087319A2 PCT/KR2011/000296 KR2011000296W WO2011087319A2 WO 2011087319 A2 WO2011087319 A2 WO 2011087319A2 KR 2011000296 W KR2011000296 W KR 2011000296W WO 2011087319 A2 WO2011087319 A2 WO 2011087319A2
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substrate
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light emitting
light
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정영식
곽노준
신창호
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삼성엘이디 주식회사
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • 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
    • H05K1/0271—Arrangements for reducing stress or warp in rigid printed circuit boards, e.g. caused by loads, vibrations or differences in thermal expansion
    • 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]

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device.
  • PCBs which are used for mounting light emitting devices, are used to easily connect various electronic devices according to a certain frame, and all electronic products including home appliances and advanced communication devices including digital TVs. As a widely used component, it is also classified into a general purpose PCB, a module PCB, a package PCB, and the like depending on the use.
  • a printed circuit board is formed by attaching a thin plate of copper or the like to one surface of FR-4 and then etching it according to the wiring pattern of the circuit to configure the necessary circuit and mounting the components, according to the number of surfaces on which the wiring pattern is formed. It can be classified into double-sided board, multilayer board, and the like.
  • the double-sided substrate is a lamination of copper foil on both sides of the FR-4, and interconnecting both sides through a via hole, which is not only double-sided but also expanded to a plurality of layers is a multi-layered substrate.
  • double-sided or multi-layered substrates tend to have a high price of raw materials, and the manufacturing process also has a higher number of processes than single-sided substrates on which copper foil is laminated on one surface, resulting in a price increase.
  • the double-sided board or the multilayer board may be degraded due to defects caused by via holes.
  • the copper foil occupies the entire surface of the substrate during the design of the substrate.
  • a conventional single-sided PCB has a large area occupied by copper foil, the difference in thermal expansion between the surface on which copper foil is formed entirely and the surface on which copper foil is not formed is large in the SMT reflow process or the like, which causes ripple.
  • warpage of the substrate such as warpage or twist occurs after the low process.
  • defects may occur during surface mounting of various components such as LED chips.
  • An object of the present invention is to provide a light emitting device that can minimize the warpage of the substrate that can occur during the reflow process by reducing the area occupied by the conductive thin film in the circuit board on which the light source is mounted.
  • a light emitting device including a wiring pattern part and at least one light source disposed in at least one mounting part of the plurality of mounting parts is provided.
  • the plurality of mounting units may be arranged in rows and columns.
  • the rows arranged adjacent to each other in the plurality of mounting units may be arranged to be staggered with respect to the column direction.
  • connection line may have a bent shape.
  • the mounting portion may have a rectangular appearance when viewed from the top.
  • the area occupied by the plurality of mounting parts on the upper surface of the substrate body may be 50 to 80% of the area of the upper surface of the substrate.
  • the substrate body may be made of a flexible material.
  • the substrate body may be made of an electrically insulating material.
  • At least one of the plurality of mounting portions may include first and second pad portions separated from each other.
  • the first pad portion may have a larger area occupying the upper surface of the substrate than the second pad portion.
  • the light source may include first and second terminal portions contacting the first and second pad portions, and a light emitting element disposed on the first terminal portion.
  • the first pad part may have a shape recessed from one side to the center, and the second pad part may be disposed in the recessed area of the first pad part.
  • the mounting portion and the connection line may be made of the same material.
  • connection line may include a portion connecting in parallel with a portion electrically connecting the plurality of mounting units in series.
  • At least a portion of the upper surface of the substrate body and the upper surface of the mounting portion is formed to cover, and may further include a protective portion made of an electrically insulating material.
  • the protection part may be formed to cover the upper surface of the connection line.
  • the protection unit may be made of a material that reflects the light emitted from the light source.
  • the protection unit may be made of PSR (Photo Solder Resist).
  • At least one of the plurality of mounting parts may include a test point exposed to the outside because the protection part is not covered other than a region in which the light source is mounted.
  • it may further include one or more stress distribution holes formed to penetrate the substrate body in the thickness direction.
  • the stress distribution hole may be formed in the corner region of the substrate main body.
  • the stress distribution hole may be formed in the central region of the substrate body.
  • the stress distribution hole may be formed in the corner region of the mounting portion.
  • a light emitting device that can minimize the warpage of the substrate that can occur during the process, such as reflow.
  • FIG. 1 is a plan view schematically illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically illustrating a portion of a substrate excluding a light source in the light emitting device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the AA ′ portion of the light emitting device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′ of the substrate of FIG. 1.
  • FIG. 5 schematically illustrates the shape of a mounting portion that may be employed in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view schematically illustrating a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are plan views schematically illustrating light emitting devices according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view schematically illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically illustrating a portion of a substrate excluding a light source in the light emitting device of FIG. 1.
  • 3 is a schematic cross-sectional view taken along the AA ′ portion of the light emitting device of FIG. 1.
  • 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′ of the substrate of FIG. 1.
  • the light emitting device 100 may include a substrate body 101, a plurality of mounting units 102, a light source 103, and a protection unit 104.
  • the substrate body 101 corresponds to a base region constituting a circuit board on which the light source 103 is to be mounted, and includes a flexible material, for example, FR-4, CEM-3, or the like. It may be made of a material.
  • the present invention is not limited thereto, and may be made of glass, epoxy material, or ceramic material.
  • it is preferably made of an electrically insulating material in contact with the pad portions 102a and 102b corresponding to the conductive pattern. For example, a structure in which an insulating film is formed on the upper surface of the metal base may be possible.
  • the mounting unit 102 may be provided as a mounting area of the light source 103, and may include first and second pad units 102a and 102b to be electrically connected to the light source 103.
  • the first and second pad portions 102a and 102b provided in the mounting portion 102 may be formed in the form of a conductive thin film, and may be formed of, for example, copper foil.
  • a plurality of mounting units 102 are provided and spaced apart from each other, and as shown in FIG. 1, the plurality of mounting units 102 may be electrically connected to each other by a connection line 105.
  • connection line 105 is formed to have a narrower width than the mounting portion 102 and may be made of the same material as the mounting portion 102, for example, copper foil.
  • the connection line 105 may have a bent shape.
  • the plurality of light sources 103 have a structure connected in series with each other by the connection line 105, but, depending on the embodiment, may be connected in parallel or may have both a series and a parallel connection structure.
  • the shape of the connection line 105 may be variously modified.
  • the mounting unit 102 and the connection line 105 form a wiring pattern unit.
  • the wiring pattern unit may further include a portion for applying an external electric signal.
  • the plurality of mounting parts 102 may be provided to have a rectangular shape when viewed from the top, and are formed to cover only a part of the upper surface of the substrate main body 101.
  • the plurality of mounting units 102 may be arranged to form a row and a row.
  • the rows disposed adjacent to each other in the plurality of mounting units 102 may be staggered based on the column direction, that is, the column direction. It can be placed zigzag down.
  • the area occupied by the plurality of mounting portions 102 on the upper surface of the substrate main body 101 is relatively low, and is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the mounting portion 102 and the substrate main body 101. Thermal stress can be reduced. When the thermal stress is reduced in this way, a warpage phenomenon such as warpage or twist, which may occur in the substrate body 101, may be improved.
  • the mounting portion 102 may be formed by removing some regions by etching.
  • the area of the mounting portion 102 preferably has a ratio of about 50 to 80% with respect to the area of the upper surface of the substrate main body 101. something to do. If the area of the mounting portion 102 is larger than 80%, it is difficult to implement sufficient bending relaxation function, if smaller than 50% there is a risk that the electrical performance or heat dissipation performance is reduced.
  • the light source 103 may be used as long as it can emit light when an electric signal is applied.
  • the light source 103 may be provided in a package including a light emitting diode or only a light emitting diode (eg, a COB type light source).
  • a light emitting diode e.g. a COB type light source
  • one light source 103 may be mounted on one mounting unit 102 as in the present embodiment, but in another embodiment, two or more light sources 103 may be mounted on one mounting unit 102.
  • the plurality of light sources 103 may have an electrical connection structure in series, in parallel or in parallel with the design of the connection line 105.
  • the light source 103 may be provided in the form of a package including the light emitting device 122, and FIG. 4 illustrates an example of the form of a package.
  • the light source 103 includes first and second terminal portions 121a and 121b, and the light emitting device 122 is disposed on the second terminal portion 121b.
  • the light emitting device 122 is electrically connected to the first and second terminal parts 121a and 121b, and a conductive wire W may be required for this purpose.
  • the package body 123 may encapsulate and protect the light emitting device 122 and the conductive wire W, and may fix the first and second terminal portions 121a and 121b.
  • the package body 123 may be made of a light-transmissive material so that an upper portion of the light emitting device 122 may have a lens shape.
  • various packages known in the art for example, a package in which the package body is provided in the shape of a reflective cup, may be employed.
  • the light source 103 is disposed such that the first and second terminal portions 121a and 121b are in contact with the first and second pad portions 102a and 102b, respectively, in consideration of the heat radiation side. Therefore, the sizes of the first and second pad portions 102a and 102b may be differently designed. That is, the size of the first pad portion 102a in contact with the first terminal portion 121a on which the light emitting element 122 corresponding to the heat source is disposed is relatively large, that is, the first pad portion 102a is the second pad portion. It is preferable from the viewpoint of heat dissipation reliability to make the area occupying the upper surface of the substrate main body 100 larger than 102b. As shown in FIG.
  • the first pad portion 102a has a shape recessed from one side to the center
  • the second pad portion 102b has the shape of the first pad portion 102a. It can be placed in a recessed area.
  • the shapes of the first and second pad portions 102a and 102b may be variously modified according to the structure of the light source 103 in the area range in which the warpage of the substrate may be reduced.
  • the protection unit 104 is formed to cover the upper surface of the substrate body 101, a part of the mounting unit 104, and the connection line 105, and is made of an electrically insulating material to emit light.
  • the device 100 may perform a passivation function.
  • the protection unit 104 is preferably made of a material having a high reflectivity with respect to the light emitted from the light source 103 in terms of luminous efficiency, an example of a material suitable for such protection and reflection function, PSR (Photo Solder Resist) ).
  • PSR Photo Solder Resist
  • the protection unit 104 is formed except for the region in which the light source 103 is to be mounted, as shown in FIG. 5 in addition to the light source 103 mounting region, the first and second pads in the mounting unit 102.
  • test points T1 and T2 may be used to easily determine whether the individual light sources 103 are defective even when no electric signal is applied to the entire light source 103 provided in the light emitting device 100.
  • the light emitting device 200 is the substrate main body (not shown in FIG. 6), the plurality of mounting portions 202, the light source 203, and the protecting portion ( 204 and the connection line 205, and the mounting unit 202 may include first and second pad units 202a and 202b.
  • the plurality of mounting portions 202 are arranged in rows and columns but are arranged so as not to shift in the column direction, and the connection lines 205 are configured in different forms.
  • the light source 203 has a series-parallel connection structure (the series connection structure of the four light sources are connected in parallel to each other) by the connection line 205, and has the same connection structure and the connection line ( The shape of 205 may be modified as appropriate.
  • the light emitting device 300 is the substrate body (not shown in FIG. 7), the plurality of mounting portions 302, the light source 303, and the protection portion (similar to the previous embodiment). 304 and a connection line 305, the mounting portion 302 may include first and second pad portions 302a and 302b.
  • the stress dispersion holes 306 are formed in the thickness direction in the substrate main body. As shown in FIG. 7, the stress dispersion hole 306 may be formed in the corner region of the substrate main body.
  • the stress dispersion hole 306 may surround the mounting portion 302, that is, the mounting portion may be formed in an area where no wiring pattern is formed. It may be formed in the corner region of the 302. As the stress distribution holes 306 are provided in the substrate, the stress due to heat generated during the operation of the light source 303 may not be transmitted to the substrate body as a whole, but may be stagnant or resolved in each of the stress distribution holes 306. Therefore, by forming the stress dispersion holes 306 in the substrate body together with the structure used in the above embodiment, the phenomenon of the substrate bending due to the temperature change can be further prevented. Meanwhile, the stress distribution hole 306 may be formed in the central region of the substrate body as necessary, such as the light emitting device 300 ′ according to the modification of FIG. 8, in addition to the edge of the substrate body. .

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Abstract

본 발명은 발광 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 형태는 기판 본체와, 상기 기판 본체 상면을 일부 덮는 도전성 박막 형태로 형성되며, 서로 이격되어 배치된 복수의 실장부 및 상기 복수의 실장부들을 전기적으로 연결하도록 상기 실장부보다 좁은 폭으로 형성된 연결 라인을 포함하는 배선 패턴부 및 상기 복수의 실장부 중 적어도 하나의 실장부에 적어도 하나씩 배치된 광원을 포함하는 발광 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시 예에 의할 경우, 광원이 실장되는 회로 기판에서 도전성 박막이 차지하는 면적을 감소시킴으로써 리플로우 등의 공정 시 발생할 수 있는 기판의 휨 현상이 최소화될 수 있는 발광 장치를 얻을 수 있다.

Description

발광 장치
본 발명은 발광 장치에 관한 것이다.
발광소자의 실장에 사용되는 인쇄회로기판((Printed Circuit Board; PCB)은 여러 전자제품 소자들을 일정한 틀에 따라 간편하게 연결시켜 주는 역할을 하며, 디지털 TV를 비롯한 가전 제품부터 첨단 통신기기까지 모든 전자제품에 광범위하게 사용되는 부품으로서, 용도에 따라 범용 PCB, 모듈용 PCB, 패키지용 PCB 등으로도 분류된다.
인쇄회로기판은 FR-4 등의 일면에 구리 등의 박판을 부착시킨 다음 회로의 배선패턴에 따라 식각하여 필요한 회로를 구성하고 부품들을 탑재시키는 것으로서, 배선패턴이 형성된 면의 수에 따라 단면기판·양면기판·다층기판 등으로 분류될 수 있다.
이 중에서 양면기판은 FR-4의 양면에 동박을 라미네이션시키고, 비아홀(via hole)을 통하여 양면을 상호 연결시키는 것이고, 이를 양면뿐만 아니라 복수 개의 층으로 확대시킨 것이 다층기판이다.
그러나, 이러한 양면기판 또는 다층기판은 원자재의 가격이 높은 편이며, 제조 공정도 동박이 일면에 라미네이션되어 있는 단면기판에 비해 공정 수가 많아 결과적으로 단가의 인상을 가져오는 상황이다. 또한, 상기 양면기판이나 다층기판은 비아홀에 의한 불량 등으로 인해 품질이 저하될 우려가 있다.
이러한 단가적인 측면 또는 비아홀 불량에 의한 품질 문제의 개선을 위해서는 단면기판을 사용하는 것이 유리하다.
종래기술에 따른 단면 PCB는, 기판의 설계시 기판 일면 전체를 동박이 차지하도록 하고 있다. 그러나, 이러한 종래의 단면 PCB는 동박이 차지하는 면적이 넓기 때문에, SMT의 리플로우 공정 등에서, 전체적으로 동박이 형성되어 있는 면과, 동박이 형성되어 있지 않은 면 간의 열팽창의 차이가 크게 되고, 이로 인해 리플로우 공정 후 워피지(warpage) 또는 트위스트(twist) 등과 같은 기판의 휨 현상이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 이러한 기판의 휨 현상으로 인해, LED 칩 등과 같은 각종 부품의 표면 실장시 불량이 발생될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 광원이 실장되는 회로 기판에서 도전성 박막이 차지하는 면적을 감소시킴으로써 리플로우 등의 공정 시 발생할 수 있는 기판의 휨 현상이 최소화될 수 있는 발광 장치를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 형태는,
기판 본체와, 상기 기판 본체 상면을 일부 덮는 도전성 박막 형태로 형성되며, 서로 이격되어 배치된 복수의 실장부 및 상기 복수의 실장부들을 전기적으로 연결하도록 상기 실장부보다 좁은 폭으로 형성된 연결 라인을 포함하는 배선 패턴부 및 상기 복수의 실장부 중 적어도 하나의 실장부에 적어도 하나씩 배치된 광원을 포함하는 발광 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 실장부는 열과 행을 이루며 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 실장부에서 서로 인접하게 배치된 행들은 상기 열 방향을 기준으로 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연결 라인 중 적어도 일부는 절곡된 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 실장부는 상부에서 보았을 때 직사각형의 외관을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판 본체의 상면에서 상기 복수의 실장부가 점유하는 면적은 상기 기판 상면의 면적에 대하여 50 ~ 80%일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판 본체는 연성 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판 본체는 전기 절연성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수의 실장부 중 적어도 하나는 서로 분리된 제1 및 제2 패드부를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 패드부는 상기 제2 패드부보다 상기 기판 상면을 점유하는 면적이 더 클 수 있다.
이 경우, 상기 광원은 각각 상기 제1 및 제2 패드부와 접하는 제1 및 제2 단자부와, 상기 제1 단자부 상에 배치된 발광소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 패드부는 일 측면으로부터 중앙으로 함몰된 형상을 가지며, 상기 제2 패드부는 상기 제1 패드부의 함몰된 영역 내에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 실장부와 상기 연결 라인은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연결 라인은 상기 복수의 실장부를 전기적으로 직렬로 연결하는 부분과 병렬로 연결하는 부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 적어도 상기 기판 본체의 상면 및 상기 실장부 상면의 일부를 덮도록 형성되며, 전기 절연성 물질로 이루어진 보호부를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 보호부는 상기 연결 라인의 상면까지 덮도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호부는 상기 광원에서 방출된 빛을 반사하는 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호부는 PSR (Photo Solder Resist)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 복수의 실장부 중 적어도 하나는 상기 광원이 실장되는 영역 외에 상기 보호부가 덮이지 않아 외부로 노출된 테스트 포인트를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 기판 본체를 두께 방향으로 관통하도록 형성된 하나 이상의 응력분산홀을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 응력분산홀은 상기 기판 본체의 모서리 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 응력분산홀은 상기 기판 본체의 중앙 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 응력분산홀은 상기 실장부의 모서리 영역에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의할 경우, 광원이 실장되는 회로 기판에서 도전성 박막이 차지하는 면적을 감소시킴으로써 리플로우 등의 공정 시 발생할 수 있는 기판의 휨 현상이 최소화될 수 있는 발광 장치를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광 장치에서 광원을 제외한 기판 부분을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광 장치에서 AA` 부분을 따라 절개하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1의 기판에서 BB` 부분을 따라 절개하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에서 채용될 수 있는 실장부의 형상을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2는 도 1의 발광 장치에서 광원을 제외한 기판 부분을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 3은 도 1의 발광 장치에서 AA` 부분을 따라 절개하여 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 1의 기판에서 BB` 부분을 따라 절개하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광 장치(100)는 기판 본체(101), 복수의 실장부(102), 광원(103) 및 보호부(104)를 포함하여 구성될 수 있다. 각 구성 요소를 설명하면, 우선, 기판 본체(101)는 광원(103)이 실장되기 위한 회로 기판을 구성하는 베이스 영역에 해당하며, 연성 재질, 예를 들어, FR-4, CEM-3 등의 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에만 제한되는 것은 아니며, 글라스나 에폭시 재질 또는 세라믹 재질 등으로도 이루어질 수 있다. 또한, 도전성 패턴에 해당하는 패드부(102a, 102b)와 접촉되는 점에서 전기절연성 물질로 이루어지는 것이 바람직하나, 예를 들어, 금속 베이스의 상면에 절연막이 형성된 구조도 가능할 수 있을 것이다.
실장부(102)는 광원(103)의 실장 영역으로 제공되며, 제1 및 제2 패드부(102a, 102b)를 구비하여 광원(103)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 실장부(102)에 구비되는 제1 및 제2 패드부(102a, 102b)는 도전성 박막 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 동박으로 이루어질 수 있다. 본 실시 형태에서, 실장부(102)는 복수 개 구비되어 서로 이격되어 배치되며, 도 1에서 볼 수 있듯이, 복수의 실장부(102)는 연결 라인(105)에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 연결 라인(105)은 실장부(102)보다 좁은 폭으로 형성되며, 실장부(102)와 동일한 물질, 예컨대, 동박으로 이루어질 수 있을 것이다. 또한, 서로 이격된 실장부(102)를 연결하기 위하여 필요 시, 연결 라인(105)은 절곡된 형상을 가질 수 있을 것이다. 본 실시 형태에서는 복수의 광원(103)이 연결 라인(105)에 의하여 서로 직렬로 연결된 구조를 가지며, 다만, 실시 형태에 따라, 병렬로 연결되거나 직렬 및 병렬 연결 구조를 모두 가질 수도 있을 것이다. 또한, 전기적으로는 같은 방식으로 연결된다고 하더라도 연결 라인(105)이 형태는 다양하게 변형될 수 있을 것이다. 이와 같이, 발광 장치(100)에서 실장부(102)와 연결 라인(105)은 배선 패턴부를 이루며, 따로 도시하지는 않았으나, 배선 패턴부는 외부의 전기 신호가 인가되기 위한 부분을 더 포함될 수 있을 것이다.
복수의 실장부(102)는 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이, 상부에서 보았을 때 그 외관이 직사각형의 형상을 갖도록 제공될 수 있으며, 기판 본체(101)의 상면 중 일부만을 덮도록 형성된다. 또한, 복수의 실장부(102)는 열과 행을 이루도록 배치될 수 있으며, 이 경우, 복수의 실장부(102)에서 서로 인접하게 배치된 행들은 상기 열 방향을 기준으로 엇갈리도록, 즉, 열 방향으로 내려가면서 지그재그로 배치될 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 기판 본체(101)의 상면에서 복수의 실장부(102)가 점유하는 면적이 상대적으로 낮도록 하였으며, 실장부(102)와 기판 본체(101)의 열팽창 계수 차이로 발생되는 열적 스트레스가 줄어들 수 있다. 이렇게 열적 스트레스가 줄어들 경우, 기판 본체(101)에 발생할 수 있는 워피지(warpage) 또는 트위스트(twist) 등과 같은 휨 현상을 개선할 수 있게 된다.
기판 본체(101)의 상면 중 일부만을 덮도록 하기 위하여 동박 등을 기판 본체(101)의 전면에 형성한 후 일부 영역을 식각 등의 방법으로 제거하여 실장부(102)를 형성할 수 있을 것이다. 일반적인 인쇄회로기판에서 동박이 차지하는 면적이 90% 이상인 것을 고려할 때, 본 실시 형태에서 실장부(102)의 면적은 기판 본체(101) 상면의 면적에 대하여 약 50 ~ 80%의 비율을 갖는 것이 바람직할 것이다. 실장부(102)의 면적이 80%보다 큰 경우에는 충분한 휨 완화 기능이 구현되기 어려우며, 50%보다 작은 경우에는 전기적 성능이나 방열 성능이 저하될 우려가 있다.
광원(103)은 전기 신호 인가 시 빛을 방출할 수 있는 것이라면 어느 것이나 사용가능하며, 예를 들어, 발광 다이오드를 구비하는 패키지 형태로 제공되거나 발광 다이오드만(예컨대, COB 타입의 광원)으로 제공될 수도 있을 것이다. 이 경우, 광원(103)은 본 실시 형태와 같이 실장부(102) 하나에 하나씩 실장될 수 있으나, 다른 실시 형태에서는 실장부(102) 하나에 2개 이상의 광원(103)이 실장될 수도 있을 것이다. 이 경우, 복수의 광원(103)은 연결 라인(105)의 설계에 직렬, 병렬 또는 직병렬의 전기 연결 구조를 가질 수 있을 것이다.
도 4에 도시된 것과 같이, 광원(103)은 발광소자(122)를 구비하는 패키지 형태로 제공될 수 있으며, 도 4는 패키지 형태의 일 예를 나타낸다. 구체적으로, 광원(103)은 제1 및 제2 단자부(121a, 121b)를 구비하며, 제2 단자부(121b) 상에는 발광소자(122)가 배치된다. 발광소자(122)는 제1 및 제2 단자부(121a, 121b)와 전기적으로 연결되며, 이를 위하여 도전성 와이어(W)가 필요할 수 있다. 패키지 본체(123)는 발광소자(122), 도전성 와이어(W) 등을 봉지하여 보호하며, 제1 및 제2 단자부(121a, 121b)를 고정되도록 할 수 있다. 또한, 패키지 본체(123)는 투광성 물질로 이루어져 발광소자(122)의 상부는 렌즈 형상을 갖도록 제공될 수 있다. 상술한 바와 같이 이러한 구조의 패키지 외에 당 기술 분야에서 알려진 다양한 패키지, 예컨대, 패키지 본체가 반사컵 형상으로 제공되는 패키지 등이 채용될 수 있을 것이다.
한편, 도 4에 도시된 것과 같이, 광원(103)은 제1 및 제2 단자부(121a, 121b)가 각각 제1 및 제2 패드부(102a, 102b)에 접하도록 배치되는데, 방열 측면을 고려하여 제1 및 제2 패드부(102a, 102b)의 크기를 다르게 설계할 수 있다. 즉, 열원에 해당하는 발광소자(122)가 배치된 제1 단자부(121a)와 접하는 제1 패드부(102a)의 크기를 상대적으로 크게, 즉, 제1 패드부(102a)가 제2 패드부(102b)보다 기판 본체(100)의 상면을 점유하는 면적이 더 크도록 하는 것이 방열 신뢰성 측면에서 바람직하다. 이러한 크기 조건을 만족하도록 도 2에 도시된 것과 같이, 제1 패드부(102a)는 일 측면으로부터 중앙으로 함몰된 형상을 가지며, 제2 패드부(102b)는 제1 패드부(102a)의 상기 함몰된 영역 내에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 패드부(102a, 102b)의 형상은 앞서 설명한 기판의 휨이 줄어들 수 있는 면적 범위에서 광원(103)의 구조 등에 따라 다양하게 변형될 수 있을 것이다.
보호부(104)는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 기판 본체(101)의 상면, 실장부(104)의 일부 및 연결 라인(105)을 덮도록 형성되며, 전기절연성 물질로 이루어져 발광 장치(100)를 패시베이션 기능을 수행할 수 있다. 또한, 보호부(104)는 광원(103)으로부터 방출된 빛에 대하여 고 반사성을 갖는 물질로 이루어지는 것이 발광 효율 측면에서 바람직하며, 이러한 보호 및 반사 기능에 적합한 물질의 예로서, PSR (Photo Solder Resist)을 들 수 있다. 한편, 보호부(104)는 광원(103)이 실장될 영역을 제외하고 형성되는데, 이러한 광원(103) 실장 영역 외에도 도 5에 도시된 것과 같이, 실장부(102)에서 제1 및 제2 패드부(102a, 102b)의 일부 영역에는 형성되지 않아 이들을 노출시킬 수 있으며, 이러한 노출 영역은 테스트 포인트(T1, T2)로 사용될 수 있다. 이러한 테스트 포인트(T1, T2)를 이용하여 발광 장치(100)에 구비된 광원(103) 전체에 전기 신호를 인가하지 않더라도 개별 광원(103)의 불량 여부를 용이하게 판별할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시 형태의 경우, 발광 장치(200)는 앞선 실시 형태와 마찬가지로 기판 본체(도 6에서는 표시되지 아니함), 복수의 실장부(202), 광원(203), 보호부(204) 및 연결 라인(205)을 포함하여 구성되며, 실장부(202)는 제1 및 제2 패드부(202a, 202b)를 포함할 수 있다. 앞선 실시 형태와 차이는 복수의 실장부(202)가 행과 열을 이루며 배열되되 열 방향으로 어긋나지 않도록 배열되었으며, 연결 라인(205)이 다른 형태로 구성된다. 구체적으로, 본 실시 형태에서는 연결 라인(205)에 의하여 광원(203)이 직병렬 연결 구조(4개 광원의 직렬 연결 구조가 서로 병렬 연결됨)를 갖게 되며, 이와 동일한 연결 구조를 가지면서 연결 라인(205)의 형상을 적절히 변형될 수도 있을 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 7을 참조하면, 본 실시 형태의 경우, 발광 장치(300)는 앞선 실시 형태와 마찬가지로 기판 본체(도 7에서는 표시되지 아니함), 복수의 실장부(302), 광원(303), 보호부(304) 및 연결 라인(305)을 포함하여 구성되며, 실장부(302)는 제1 및 제2 패드부(302a, 302b)를 포함할 수 있다. 앞선 실시 형태와 차이는 기판 본체에 두께 방향으로 응력분산홀(306)이 형성되어 있다는 것이다. 응력분산홀(306)은 도 7에 도시된 것과 같이, 기판 본체의 모서리 영역에 형성될 수 있으며, 나아가, 실장부(302)를 둘러싸도록, 즉, 배선 패턴이 형성되지 않은 영역에서 실장부(302)의 모서리 영역에 형성될 수 있다. 기판에 응력분산홀(306)이 구비됨에 따라 광원(303)의 동작 과정에서 발생된 열에 의한 응력이 기판 본체에 전체적으로 전달되지 않으며, 각각의 응력분산홀(306)에서 정체 또는 해소될 수 있다. 따라서, 앞선 실시 형태에서 이용된 구조와 더불어 기판 본체에 응력분산홀(306)을 형성함으로써 온도 변화에 의하여 기판이 휘어지는 현상을 더욱 방지할 수 있다. 한편, 필요에 따라 응력분산홀(306)은 기판 본체의 모서리 외에도 도 8의 변형 예에 따른 발광 장치(300`)와 같이, 응력분산홀(306)은 기판 본체의 중앙 영역에도 형성될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (23)

  1. 기판 본체;
    상기 기판 본체 상면을 일부 덮는 도전성 박막 형태로 형성되며, 서로 이격되어 배치된 복수의 실장부 및 상기 복수의 실장부들을 전기적으로 연결하도록 상기 실장부보다 좁은 폭으로 형성된 연결 라인을 포함하는 배선 패턴부; 및
    상기 복수의 실장부 중 적어도 하나의 실장부에 적어도 하나씩 배치된 광원;
    을 포함하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 실장부는 열과 행을 이루며 배치된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 실장부에서 서로 인접하게 배치된 행들은 상기 열 방향을 기준으로 서로 엇갈리도록 배치된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결 라인 중 적어도 일부는 절곡된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실장부는 상부에서 보았을 때 직사각형의 외관을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판 본체의 상면에서 상기 복수의 실장부가 점유하는 면적은 상기 기판 상면의 면적에 대하여 50 ~ 80%인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판 본체는 연성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판 본체는 전기 절연성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 실장부 중 적어도 하나는 서로 분리된 제1 및 제2 패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 패드부는 상기 제2 패드부보다 상기 기판 상면을 점유하는 면적이 더 큰 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광원은 각각 상기 제1 및 제2 패드부와 접하는 제1 및 제2 단자부와, 상기 제1 단자부 상에 배치된 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 패드부는 일 측면으로부터 중앙으로 함몰된 형상을 가지며, 상기 제2 패드부는 상기 제1 패드부의 함몰된 영역 내에 배치된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 실장부와 상기 연결 라인은 서로 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 연결 라인은 상기 복수의 실장부를 전기적으로 직렬로 연결하는 부분과 병렬로 연결하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 기판 본체의 상면 및 상기 실장부 상면의 일부를 덮도록 형성되며, 전기 절연성 물질로 이루어진 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 보호부는 상기 연결 라인의 상면까지 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 보호부는 상기 광원에서 방출된 빛을 반사하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 보호부는 PSR (Photo Solder Resist)로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 실장부 중 적어도 하나는 상기 광원이 실장되는 영역 외에 상기 보호부가 덮이지 않아 외부로 노출된 테스트 포인트를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 기판 본체를 두께 방향으로 관통하도록 형성된 하나 이상의 응력분산홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 응력분산홀은 상기 기판 본체의 모서리 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 응력분산홀은 상기 기판 본체의 중앙 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 응력분산홀은 상기 실장부의 모서리 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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