WO2011105670A1 - 표면 실장형 발광유니트 어레이, 이의 리페어 방법 및 리페어용 발광유니트 - Google Patents

표면 실장형 발광유니트 어레이, 이의 리페어 방법 및 리페어용 발광유니트 Download PDF

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박재순
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Park Jae-Soon
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting unit array, a repair method thereof, and a repair light emitting unit, and more particularly, a surface mount type of a structure which can be repaired by replacing a defective light emitting chip among a plurality of light emitting chips mounted on a surface of a substrate.
  • a light emitting unit array, a repair method thereof, and a light emitting unit for repair are provided.
  • a surface mount light emitting unit array has a structure in which a plurality of light emitting chips are mounted on a surface of a printed circuit board, and each of the plurality of light emitting chips is electrically connected to a printed circuit board using a wire. Since the surface mounted light emitting unit array has a configuration in which a plurality of light emitting chips are arranged on the surface of a substrate, a surface light source can be easily implemented. Accordingly, there is an advantage that it can be widely applied to industrial fields such as a backlight light source of a liquid crystal display device, a lighting lamp for a lighting, a traffic signal lamp, and the like.
  • the surface-mounted light emitting unit array takes a method of removing the light emitting chip from the substrate and mounting a new light emitting chip in the reverse order of the manufacturing process in order to repair the damage if at least one of the plurality of light emitting chips mounted on the substrate is damaged. It should be noted that there is a disadvantage in that it takes more time, cost and effort to repair damaged light emitting chips than replacing with a new light emitting unit array.
  • the disclosed LED package includes a plurality of mounting regions on which a light emitting chip is mounted on a substrate, a plurality of cutouts penetrating through an outer edge of the mounting region, and a light emitting connection between the cutouts and other adjacent cutouts. And a plurality of cutouts that are cut so as to separately separate the mounting area where the chip is mounted from the substrate. Accordingly, the mounting area including the defective light emitting chip can be easily removed along the cutting portion, and the replacement area can be easily replaced with the mounting area on which the good light emitting chip is mounted.
  • the LED package has a configuration in which a cutout is formed along the outer edge of the mounting area, heat dissipation efficiency may be lowered by restricting the heat generated during the operation of the light emitting chip to expand to the periphery.
  • the cutout may not be easily cut, so it may not be easy to remove the bad light emitting chip.
  • durability may be greatly reduced since the bonding part is limited.
  • the present invention has been made in view of the above-described points, and the surface of the structure in which the defective light emitting chip is easily removed from the plurality of light emitting chips mounted on the surface of the substrate, and the replaced light emitting chip is firmly mounted on the substrate.
  • An object of the present invention is to provide a mounted light emitting unit array and a repair method thereof.
  • Another object of the present invention is to provide a light emitting unit for a repair which is used to repair a surface mount light emitting unit array.
  • the present invention provides a repair method of a surface-mount type light emitting unit array comprising a plurality of light emitting chips mounted on a main substrate,
  • the sub substrate includes: a sub base; And a sub circuit board formed on the sub base and having a predetermined pattern of electrodes.
  • the preliminary light emitting chip may be mounted on the sub base or the sub circuit board and electrically connected to the sub electrode.
  • the sub base may include a first sub base bonded to the repair hole by an adhesive and made of a metal or an insulator material;
  • the sub-circuit board is formed on the first sub-base so that a portion thereof extends on the main circuit board, and includes a second sub-base formed of an insulator material and patterned on the upper part of the sub-circuit board. It is electrically insulated from the circuit board and the first sub base.
  • the sub base is made of an insulator material and is bonded by an adhesive in the repair hole, and the sub circuit board is formed on the sub base to be positioned in the repair hole.
  • the sub base is made of an insulator material, and is bonded to the repair hole by an adhesive, and the sub circuit board is formed on the sub base so that a part of the sub circuit board extends onto the main circuit board, and the preliminary light is emitted to the repair hole.
  • the main circuit board and the sub circuit board are electrically connected directly.
  • the repair hole may be tapered or stepped, and the preliminary light emitting unit may have a shape corresponding to the repair hole.
  • the preliminary light emitting unit When the preliminary light emitting unit is inserted into the repair hole, the preliminary light emitting unit may be caught in the repair hole. It is supposed to be.
  • the step of electrically connecting the sub substrate and the main substrate is performed by at least one of soldering, conductive ink application, and wire bonding between the sub substrate and the main substrate.
  • the surface mounted light emitting unit array may further include a first wavelength converting member which is coated on each of the plurality of light emitting chips and converts wavelengths of light emitted from each of the plurality of light emitting chips.
  • the preliminary light emitting unit may further include a second wavelength conversion member which is coated on the preliminary light emitting chip and converts the wavelength of light irradiated from the preliminary light emitting chip.
  • the surface-mounted light emitting unit array for achieving the above object, the base; A main circuit board formed on the base and having an electrode having a predetermined pattern; And a plurality of light emitting chips mounted on the base or the main circuit board to be spaced apart from each other at predetermined intervals and electrically connected to the electrodes to irradiate light, respectively, wherein the main circuit board is mounted on each of the plurality of light emitting chips.
  • the dummy mounting part may be formed between the connection part and the light emitting chip mounting part.
  • the present invention may further include a wavelength conversion member which is respectively applied on the plurality of light emitting chips, and converts the wavelength of light irradiated from each of the plurality of light emitting chips.
  • the present invention also provides a main base, a main circuit board formed on the main base and having a predetermined pattern of electrodes, and the main base.
  • a light emitting unit for repairing a defective light emitting chip of a surface mount type light emitting unit array including a plurality of light emitting chips mounted on the main circuit board and spaced apart from each other at predetermined intervals and electrically connected to the electrodes to irradiate light.
  • a base A sub circuit board formed on the sub base and having a sub electrode having a predetermined pattern and electrically connected to the main circuit board; And a preliminary light emitting chip mounted on the sub base or the sub circuit board and electrically connected to the sub electrode, and formed in a predetermined mounting area on the main circuit board on which a bad light emitting chip is mounted among the plurality of light emitting chips. It is characterized in that coupled to the repair hole.
  • the sub base may include a first sub base bonded to the repair hole by an adhesive and made of a metal or an insulator material; A part may be formed on the first sub base so as to extend on the main circuit board, and may include a second sub base made of an insulator material and patterned on the upper part of the sub circuit board.
  • the sub base may be made of an insulator material and bonded to the repair hole by an adhesive, and the sub circuit board may be formed on the sub base to be positioned in the repair hole.
  • the sub base is made of an insulator material, and is bonded to the repair hole by an adhesive, and the sub circuit board is formed on the sub base such that a part of the sub circuit board extends onto the main circuit board.
  • the main circuit board and the sub circuit board are electrically connected directly.
  • the repair hole may be tapered or stepped, and the preliminary light emitting unit may be formed in a shape corresponding to the repair hole so that the preliminary light emitting unit may be caught in the repair hole when the preliminary light emitting unit is inserted into the repair hole. Can be.
  • the present invention may further include a wavelength conversion member which is coated on the preliminary light emitting chip and converts the wavelength of light irradiated from the preliminary light emitting chip.
  • the present invention may further include a reinforcing member formed on one surface of the sub base to bond the main base and the sub base.
  • the surface mount light emitting unit array repair method configured as described above forms a repair hole by removing a component in a predetermined region including the light emitting chip in a puncturing manner when a defective light emitting chip is found in the light emitting unit array.
  • the surface mount type light emitting unit array can be easily repaired by inserting, bonding, and connecting a preliminary light emitting unit separately manufactured to the formed repair hole.
  • the surface-mounted light emitting unit array according to the present invention provides a dummy mounting unit in parallel with the light emitting chip mounting unit, and easily mounts a preliminary light emitting chip on the dummy mounting unit when a defect occurs in the light emitting chip on the light emitting chip mounting unit. There is an advantage that the mounted light emitting unit array can be repaired.
  • the repair light emitting unit according to the present invention has a configuration suitable for the light emitting unit array in which the defective light emitting chip is removed by a puncturing method, the repair light emitting unit can be easily installed and electrically connected to the repair hole provided in the light emitting unit array. have.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a surface-mount light emitting unit array according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a surface-mount light emitting unit array according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a partial cross-sectional view for explaining a repair process of the surface-mount light emitting unit array according to an embodiment of the present invention.
  • 4 and 5 are each a partial plan view for explaining a repair process of the surface-mount light emitting unit array according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a preliminary light emitting unit for a repair according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a surface mounted light emitting unit array repaired by a repairing preliminary light emitting unit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a preliminary light emitting unit for a repair according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a surface-mounted light emitting unit array repaired by a repairing light emitting unit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example in which a sub-electrode of a repair preliminary light emitting unit and a main electrode of a main circuit board are connected by using wires.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an example in which a sub electrode of a repair preliminary light emitting unit and a main electrode of a main circuit board are connected by using conductive lines.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a preliminary light emitting unit for a repair according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing a surface mounted light emitting unit array repaired by a repairing preliminary light emitting unit according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view of another example of a surface mount light emitting unit array repaired by a repair light emitting unit according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a partial cross-sectional view of a surface mounted light emitting unit array showing an example in which side surfaces forming a sub-base of a preliminary light emitting unit and a repair hole are formed in a corresponding tapered shape;
  • 16 is a plan view showing a portion of a surface mount light emitting unit array according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a view illustrating a preliminary light emitting chip mounted on a dummy mounting unit.
  • Figure 1 is a partial cross-sectional view showing a surface mounted light emitting unit array according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a plan view showing a part of a surface mounted light emitting unit array according to an embodiment of the present invention.
  • the surface mounted light emitting unit array 10 includes a main substrate and a plurality of light emitting chips 20 mounted on the main substrate.
  • the main board includes a main base 11 and a main circuit board 15 formed on the main base 11 and having a main electrode of a predetermined pattern.
  • the main circuit board 15 is bonded to the main base 11 by the insulating adhesive layer 13.
  • the insulating adhesive layer 13 is made of an electrical insulator, and is formed by curing after applying a ceramic coating or an adhesive on the main base 11.
  • the main circuit board 15 is formed on the insulating adhesive layer 13 through a semiconductor patterning process.
  • Each of the plurality of light emitting chips 20 may be mounted on the main circuit board 15 or the insulating adhesive layer 13 so as to be spaced apart from each other by a die bonding method, and the main circuit board 15 may be bonded by a wire 30. It is electrically connected to the main electrode of.
  • the light emitting chip 20 irradiates light having a predetermined wavelength when power is applied through the main electrode, and may include a light emitting diode (LED), a laser diode, or the like.
  • the light emitting unit according to the present embodiment may include an LED for irradiating blue light or ultraviolet light with the light emitting chip 20. Further, the light emitting unit according to the present invention is shown in FIG. It may further include (50).
  • the wavelength conversion member 50 is formed of a material such as a phosphor and a phosphor, and converts the wavelength of light applied on the light emitting chip 20 and irradiated from the light emitting chip 20. Therefore, the light emitting unit according to the present invention, when a blue LED or an ultraviolet LED is employed as the light emitting chip 20, white light is irradiated by a combination of light irradiated from the LED and light of a predetermined wavelength excited from the wavelength conversion member 50. Can be.
  • the light emitting chip 20 is mounted on the insulating adhesive layer 13 or the main circuit board 15, or in a wafer state.
  • the light emitting chip coated with the wavelength conversion member formed by coating the wavelength conversion member 50 on each of the light emitting chips 20 may be employed.
  • the surface-mounted light emitting unit array configured as described above can be slimmed down to approximately 1/5 level as compared with the conventional light emitting chip package.
  • the price can be reduced to about 1/10, and there is an advantage that the process can be simplified and the yield can be increased.
  • the surface-mounted light emitting unit array configured as described above may damage at least one of the plurality of light emitting chips during the manufacturing process or during use.
  • a repair hole H is formed by drilling a predetermined mounting area A on the main circuit board 15 on which the bad light emitting chip 25 is mounted among the plurality of light emitting chips 20. do. In this process, the entire defective light emitting unit 21 in the mounting area A including the defective light emitting chip 25 and the wavelength conversion member 51 coated on the defective light emitting chip 25 is separated from the light emitting unit array. . A part of the main electrode 17 of the main circuit board 15 is positioned around the repair hole H formed as described above.
  • the repair hole H may be formed using a drilling machine, a punch, or the like.
  • a preliminary light emitting unit 100 for repair is prepared, and it is inserted into and bonded to the repair hole (H in FIG. 4).
  • the preliminary light emitting unit 100 is inserted into the repair hole H and manufactured separately from the surface mounted light emitting unit array 10 for the purpose of replacing the damaged light emitting chip (25 in FIG. 4).
  • the surface mount light emitting unit is electrically connected to the preliminary light emitting unit 100 and the main electrode 17 of the main circuit board 15. Repair of the array 10 is complete.
  • a repair hole H is formed by removing a component in a predetermined area A including the light emitting chip in a puncturing manner, and a preliminary fabricated separately in the formed repair hole H.
  • the repair preliminary light emitting unit 110 includes a sub substrate and a preliminary light emitting chip 117.
  • the sub-substrate includes a sub-base 111 and a sub-circuit board 115 formed on the sub-base 111 and having a sub-electrode 115a of a predetermined pattern.
  • the preliminary light emitting chip 117 is mounted on the sub base 111 or the sub circuit board 115 and is electrically connected to the sub electrode 115a.
  • the preliminary light emitting unit 110 may be further coated on the preliminary light emitting chip 117, and may further include a second wavelength conversion member 119 for converting the wavelength of light irradiated from the preliminary light emitting chip 117.
  • the sub base 111 may include first and second sub bases 112 and 113 according to a material and an installation position.
  • the first sub base 112 is bonded by the adhesive 121 in the repair hole H.
  • the first sub base 112 may be made of a metal material or an insulator material in the material.
  • the second sub base 113 is formed on the first sub base 112 so that an outer circumference thereof extends on the main circuit board 15, and a sub circuit board 115 is formed thereon.
  • the second sub base 113 is made of an insulator material, such that the sub circuit board 115 is electrically insulated from the main circuit board 15 and the first sub base 112.
  • the preliminary light emitting unit 110 for repair according to the present embodiment configured as described above is bonded by the adhesive 121 in a state of being inserted into the repair hole H.
  • the sub-electrode 115a of the second sub-base 113 and the sub-circuit board 115 formed thereon is positioned on the main circuit board 15, and the sub-electrode 115a and the main circuit board 15.
  • the main electrode 17 of the is electrically connected.
  • the electrical connection may be performed by applying the conductive paste 123 between the sub electrode 115a and the main electrode 17 as shown in FIG. 7.
  • the electrical connection may be performed by a conductive ink coating method, a wire method, or a conductive wire method, in addition to soldering using a conductive paste. Details of the method using a wire and the method using a conductive line will be described later.
  • the repair preliminary light emitting unit 130 includes a sub substrate and a preliminary light emitting chip 137 mounted on the sub substrate.
  • the sub substrate includes a sub base 131 and a sub circuit board 135 formed on the sub base 131 and having a predetermined pattern of sub electrodes 135a.
  • the preliminary light emitting chip 137 is mounted on the sub circuit board 135 and electrically connected to the sub electrode 135a.
  • the preliminary light emitting unit 130 may be further coated on the preliminary light emitting chip 137 and further include a second wavelength conversion member 139 for converting the wavelength of light emitted from the preliminary light emitting chip 137.
  • the subbase 131 is made of an insulator material, and is bonded to the repair hole H by the adhesive 141.
  • the sub circuit board 135 is formed on the sub base 131, and the entirety of the sub circuit board 135 is located on the repair hole H.
  • the repair preliminary light emitting unit 130 according to the present embodiment configured as described above is bonded by the adhesive 141 in a state of being inserted into the repair hole H.
  • the sub-electrode 135a and the main electrode 17 of the main circuit board 15 are electrically connected.
  • the electrical connection may be performed by applying the conductive paste 143 between the sub electrode 135a and the main electrode 17 as shown in FIG. 9.
  • the electrical connection may be performed by a conductive ink coating method, a wire method, or a conductive wire method, in addition to soldering using a conductive paste.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example in which the sub-electrode 135a of the repair preliminary light emitting unit 130 and the main electrode 17 of the main circuit board 15 are electrically connected using a wire 145. to be.
  • the connection using the wire 145 has an advantage of ensuring high electrical conductivity.
  • FIG. 11 illustrates an example in which the sub-electrode 135a of the repair preliminary light emitting unit 130 and the main electrode 17 of the main circuit board 15 are electrically connected using a conductive line 147. It is a cross section.
  • the conductive line 146 includes a conductor 147 disposed on the sub-electrode 135a and the main electrode 17, and a conductive adhesive 148.
  • the conductive adhesive 148 bonds the conductor 147 to the sub-electrode 135a and the main electrode 17, and enables the current to flow between the conductor 147 and the sub-electrode 135a and the main electrode 17.
  • the first and second insulators 149a and 149a may be disposed on the lower and upper portions of the conductor 147 so as to seal the conductors 147 at portions other than the sub-electrode 135a and the main electrode 17. 149b). Since the conductive line 146 configured as described above is coupled in a crimping manner, there is an advantage that it can be easily connected.
  • the repair preliminary light emitting unit 150 includes a sub substrate and a preliminary light emitting chip 157 mounted on the sub substrate.
  • the sub substrate includes a sub base 151 and a sub circuit board 155 formed on the sub base 151 and having a sub electrode 155a having a predetermined pattern.
  • the preliminary light emitting chip 157 is mounted on the sub circuit board 155 and electrically connected to the sub electrode 155a.
  • the preliminary light emitting unit 150 may be further disposed on the preliminary light emitting chip 157 and further include a second wavelength conversion member 159 for converting the wavelength of light irradiated from the preliminary light emitting chip 157.
  • the subbase 151 is made of an insulator material and is bonded to the repair hole H by an adhesive.
  • the sub circuit board 155 is formed on the sub base 151 so that a part thereof extends on the main circuit board 15. Therefore, when the preliminary light emitting unit 157 is inserted and bonded to the repair hole H, the main circuit board 15 and the sub circuit board 155 may be electrically connected directly. In this way, by directly connecting the main circuit board 15 and the sub-circuit board 155 it is possible to minimize the electrical loss at the connection portion.
  • the repair preliminary light emitting unit 150 is bonded by the first adhesive 161 in the state of being inserted into the repair hole H.
  • the sub electrodes 155a of the sub circuit board 155 are positioned on the main electrode 17 of the main circuit board 15 and electrically connected to each other by a direct contact method.
  • the second adhesive 163 may be applied on a portion where the main circuit board 15 and the sub circuit board 155 are directly connected to each other to strengthen the bonding therebetween.
  • the preliminary light emitting unit 150 is a method for increasing the bonding strength between the main base 11 and the preliminary light emitting unit 150 in which the repair hole H is formed, as shown in FIG. 165 may be further included.
  • the reinforcing member 165 is configured in the form of an adhesive tape, and is bonded in a manner in which the preliminary light emitting chip 157 is bonded to the repair hole H.
  • FIG. 15 illustrates an example in which the side surface 171a constituting the sub base 171 of the preliminary light emitting unit 170 is tapered.
  • the repair hole H is formed in a shape corresponding to the shape of the sub base 171. That is, in forming the repair hole H, the diameter in the direction in which the preliminary light emitting chip 175 is mounted is tapered to be larger than the diameter in the opposite direction.
  • the preliminary light emitting unit 170 when the preliminary light emitting unit 170 is inserted into the repair hole H from the upper direction, the preliminary light emitting unit 170 is prevented from falling below the repair hole H, and the preliminary light emitting unit 170 and the repair hole are prevented. Since the side surface of the preliminary light emitting unit 170 presses the adhesive 177 bonded between the (H), it is possible to increase the mutual bonding force.
  • FIG. 16 is a plan view showing a portion of a surface mounted light emitting unit array according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 17 is a view illustrating a preliminary light emitting chip mounted on a dummy mounting unit.
  • the surface-mounted light emitting unit array 200 includes a main base 210 and a main electrode 220a having a predetermined pattern formed on the main base 210.
  • the main circuit board 220 is formed on the main base 210 through a semiconductor patterning process.
  • Each of the plurality of main light emitting chips 250 is mounted in a die bonding manner on the main circuit board 220 to be spaced apart from each other at a predetermined interval, and electrically connected to the main electrode 220a by a bonding method using a wire 251. Will be wired.
  • the main light emitting chip 250 irradiates light of a predetermined wavelength when power is applied through the main electrode 220a.
  • the light emitting unit according to the present invention may further include a wavelength conversion member 260.
  • the surface mount light emitting unit array according to the present embodiment is compared with the surface mount light emitting unit array according to the first embodiment, and the mounting of the repair light emitting unit in the repair process through the shape deformation of the main circuit board 220.
  • the positions are distinguished from one another, and the other configurations are substantially the same as the surface mounted light emitting unit array according to the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the main circuit board 220 of the surface mounted light emitting unit array includes a plurality of light emitting chip mounting parts 221 in which each of the plurality of main light emitting chips 250 is mounted and electrically connected, and a plurality of light emitting chips.
  • the dummy mounting part 225 extending with respect to each of the mounting parts 221 may include a connecting part 227 electrically connecting each of the plurality of light emitting chip mounting parts 221 to polarity.
  • the plurality of dummy mounting parts 225 are formed between the connection part 227 and the light emitting chip mounting part 221.
  • a preliminary light emitting chip 310 is replaced and electrically connected to replace the defective light emitting chip.
  • the method of mounting and electrically connecting the preliminary light emitting chip 310 is substantially the same as the method of mounting and electrically connecting the main light emitting chip 250.
  • the defective light emitting chip 250a among the plurality of main light emitting chips 250 may be divided into a case in which it does not operate when a power is applied and a case in which a malfunction occurs. That is, when a failure occurs that does not operate even when the power is applied, the defective light emitting chip does not affect the overall operation of the light emitting unit array, and thus the removal operation by puncturing may be omitted.
  • the predetermined mounting area C on the main circuit board 220 on which the bad light emitting chip 250a is mounted is drilled. In this process, the entire mounting area C including the bad light emitting chip 250a and the wavelength conversion member 250b coated on the bad light emitting chip 250a is separated from the light emitting unit array.
  • the configured light emitting unit array includes a dummy mounting unit 225 extending for each of the light emitting chip mounting units 221, and the preliminary light emitting chip 310 is mounted on the dummy mounting unit 225.
  • the surface mount light emitting unit array can be easily repaired.
  • the process of removing the components in the predetermined region including the defective light emitting chip in a perforated manner may be performed to easily remove the defective light emitting chip.

Abstract

기판의 표면 상에 실장된 복수의 발광칩 가운데 불량 발광칩를 교체하는 방식으로 수리할 수 있는 구조의 표면 실장형 발광유니트 어레이, 이의 리페어 방법 및 리페어용 발광유니트가 개시되어 있다. 이 개시된 표면 실장형 발광유니트 어레이 리페어 방법은, 메인기판 상에 실장된 복수의 발광칩 가운데 불량 발광칩이 실장된 소정 실장영역을 천공하여, 불량 발광칩을 메인기판 상에서 분리하고 리페어홀을 형성하는 단계와; 서브베이스와, 서브베이스 상에 형성되며 소정 패턴의 서브전극을 가지는 서브회로기판과, 서브베이스 또는 서브회로기판 상에 실장되며 서브전극과 전기적으로 결선된 예비 발광칩을 포함하는 예비 발광유니트를 준비하는 단계와; 예비 발광유니트를 리페어홀에 삽입 및 접합하는 단계와; 서브회로기판과 메인회로기판을 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.

Description

표면 실장형 발광유니트 어레이, 이의 리페어 방법 및 리페어용 발광유니트
본 발명은 발광유니트 어레이, 이의 리페어 방법 및 리페어용 발광유니트에 관한 것으로서, 상세하게는 기판의 표면 상에 실장된 복수의 발광칩 가운데 불량 발광칩를 교체하는 방식으로 수리할 수 있는 구조의 표면 실장형 발광유니트 어레이, 이의 리페어 방법 및 리페어용 발광유니트에 관한 것이다.
일반적으로 표면 실장형 발광유니트 어레이는 인쇄회로기판의 표면 상에 복수의 발광칩을 실장하고, 복수의 발광칩 각각을 와이어를 이용하여 인쇄회로기판에 전기적으로 결선하는 구조를 가진다. 이 표면실장형 발광유니트 어레이는 기판의 표면 상에 복수의 발광칩을 배열하는 구성을 가지므로, 면광원을 용이하게 구현할 수 있다. 이에 따라 액정표시장치의 백라이트 광원, 조명용 등기구, 교통 신호등 등의 산업분야에 폭넓게 적용할 수 있다는 이점이 있다.
이 표면실장형 발광유니트 어레이는 기판 상에 실장되는 복수의 발광칩 가운데 적어도 어느 하나가 손상된 경우, 이를 수리하기 위해서는 제조 공정의 역순으로 발광칩을 기판에서 제거하고 새로운 발광칩을 실장하는 방식을 취하여야 하는 바, 새로운 발광유니트 어레이로 대체하는 것보다 손상된 발광칩을 수리하는데 투여되는 시간, 비용 및 노력이 많이든다는 단점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 방편으로서, 대한민국 공개특허 10-2009-0019510호(공개일자: 2009년 2월 25일)에 복구가 용이한 구조의 COB형 LED 패키지 및 복구방법이 개시된 바 있다.
이 개시된 엘이디 패키지는 기판 상에 발광칩이 탑재되는 복수개의 탑재영역과, 탑재영역의 외측 테두리를 따라 관통 형성되는 복수개의 절개부와, 이 절개부와 이에 인접하는 다른 절개부 사이를 연결하면서 발광칩이 탑재된 탑재영역을 기판으로부터 개별적으로 분리하도록 절단되는 복수개의 절단부를 구비한다. 이에 따라 불량 발광칩을 포함하는 탑재영역을 절단부를 따라 간편하게 제거하고, 양호한 발광칩이 탑재된 탑재영역으로 간편하게 교체할 수 있다.
한편, 상기한 엘이디 패키지는 탑재 영역의 외측 테두리를 따라 절개부를 관통 형성한 구성을 가지므로, 발광칩의 동작시 발생되는 열이 주변으로 확장되는 것을 제한함으로써 방열 효율이 저하될 수 있다. 또한, 방열 특성을 고려하여 금속제 기판 상에 발광칩을 실장하는 경우 절단부가 쉽게 절단되지 않아 불량 발광칩의 제거가 용이하지 않을 수 있다. 더 나아가 불량 발광칩을 제거 후 양품의 발광칩을 접합하고자 할 때, 접합부분이 제한적이므로 내구성이 크게 저하될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로서, 기판의 표면 상에 실장된 복수의 발광칩 가운데 불량 발광칩를 손쉽게 제거함과 아울러, 교체된 발광칩이 견고하게 기판에 실장되도록 된 구조의 표면 실장형 발광유니트 어레이 및 이의 리페어 방법을 제공하는데 일 목적이 있다.
또한, 본 발명은 표면 실장형 발광유니트 어레이를 리페어하는데 이용되는 리페어용 발광유니트를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 메인기판 상에 실장된 복수의 발광칩를 포함하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 방법에 있어서,
상기 복수의 발광칩 가운데 불량 발광칩이 실장된 상기 메인기판 상의 소정 실장영역을 천공하여, 상기 불량 발광칩을 상기 메인기판 상에서 분리하여 리페어홀을 형성하는 단계와; 서브기판 상에 실장된 예비 발광칩을 포함하는 예비 발광유니트를 준비하는 단계와; 상기 예비 발광유니트를 상기 리페어홀에 삽입 및 접합하는 단계와; 상기 서브기판과 상기 메인기판을 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
상기 메인기판은, 메인베이스와; 상기 메인베이스 상에 형성되며, 소정 패턴의 전극을 가지는 메인회로기판을 포함하고, 상기 복수의 발광칩은 상기 메인베이스 또는 상기 메인회로기판 상에 상호 소정 간격 이격되게 실장되며 상기 전극과 전기적으로 결선될 수 있다.
상기 서브기판은, 서브베이스와; 상기 서브베이스 상에 형성되며, 소정 패턴의 전극을 가지는 서브회로기판을 포함하고, 상기 예비 발광칩은 상기 서브베이스 또는 상기 서브회로기판 상에 실장되며상기 서브전극과 전기적으로 결선될 있다.
상기 서브베이스는, 상기 리페어홀 내에 접착제 의하여 접합되며, 금속 또는 절연체 재질로 이루어진 제1서브베이스와; 일부가 상기 메인회로기판 상으로 연장되도록 상기 제1서브베이스 상에 형성되며, 절연체 재질로 이루어지며 그 상부에 상기 서브회로기판이 패터닝된 제2서브베이스를 포함하여, 상기 서브회로기판이 상기 메인회로기판 및 상기 제1서브베이스와 전기적으로 절연되도록 한다.
상기 서브베이스는 절연체 재질로 이루어지고, 상기 리페어홀 내에 접착제에 의하여 접합되며, 상기 서브회로기판은 상기 리페어홀 내에 위치되도록 상기 서브베이스 상에 형성된다.
상기 서브베이스는 절연체 재질로 이루어지고, 상기 리페어홀 내에 접착제에 의하여 접합되며, 상기 서브회로기판은 일부가 상기 메인회로기판 상으로 연장되도록 상기 서브베이스 상에 형성되어, 상기 리페어홀에 상기 예비 발광유니트를 삽입시, 상기 메인회로기판과 상기 서브회로기판이 전기적으로 직접 연결되도록 한다.
상기 리페어홀은 테이퍼 또는 단차지게 형성되고, 상기 예비 발광유니트는 상기 리페어홀에 대응되는 형상으로 형성되어, 상기 예비 발광유니트를 상기 리페어홀에 삽입시, 상기 예비 발광유니트가 상기 리페어홀에 걸릴 수 있도록 되어 있다.
상기 서브기판과 상기 메인기판을 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 서브기판과 상기 메인기판 사이에 솔더링, 전도성 잉크 도포 및 와이어 본딩 중 적어도 어느 하나의 공정에 의하여 수행된다.
상기 표면 실장형 발광유니트 어레이는, 상기 복수의 발광칩 상에 각각 도포되며, 상기 복수의 발광칩 각각에서 조사된 광의 파장을 변환하는 제1파장변환부재를 더 포함할 수 있다.
상기 예비 발광유니트는, 상기 예비 발광칩 상에 도포되며, 상기 예비 발광칩에서 조사된 광의 파장을 변환하는 제2파장변환부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이는, 베이스와; 상기 베이스 상에 형성되며 소정 패턴의 전극을 가지는 메인회로기판과; 상기 베이스 또는 상기 메인회로기판 상에 상호 소정 간격 이격되게 실장되며 상기 전극과 전기적으로 결선되어 각각 광을 조사하는 복수의 발광칩을 포함하며, 상기 메인회로기판은, 상기 복수의 발광칩 각각이 실장 및 전기적으로 결선되는 복수의 발광칩 실장부와; 상기 복수의 발광칩 실장부 각각에 대해 연장 형성되며, 상기 복수의 발광칩 중 적어도 어느 하나의 발광칩에 불량 발생시, 불량 발광칩을 대체하는 예비 발광칩이 실장 및 전기적 결선 가능한 복수의 더미 실장부와; 상기 복수의 발광칩 실장부 각각을 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 더미 실장부는 상기 연결부와 상기 발광칩 실장부 사이에 형성될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 복수의 발광칩 상에 각각 도포되며, 상기 복수의 발광칩 각각에서 조사된 광의 파장을 변환하는 파장변환부재를 더 포함할 수 있다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은 메인베이스와, 상기 메인베이스 상에 형성되며 소정 패턴의 전극을 가지는 메인회로기판과, 상기 메인베이스와 상기 메인회로기판 상에 상호 소정 간격 이격되게 실장되며 상기 전극과 전기적으로 결선되어 각각 광을 조사하는 복수의 발광칩를 포함하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 불량 발광칩 리페어용 발광유니트에 있어서, 서브베이스와; 상기 서브베이스 상에 형성되며 소정 패턴의 서브전극을 가지며, 상기 메인회로기판과 전기적으로 연결되는 서브회로기판과; 상기 서브베이스 또는 상기 서브회로기판 상에 실장되며 상기 서브전극과 전기적으로 결선된 예비 발광칩을 포함하며, 상기 복수의 발광칩 가운데 불량 발광칩이 실장된 상기 메인회로기판 상의 소정 실장영역에 천공 형성된 리페어홀에 결합되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 서브베이스는, 상기 리페어홀 내에 접착제 의하여 접합되며, 금속 또는 절연체 재질로 이루어진 제1서브베이스와; 일부가 상기 메인회로기판 상으로 연장되도록 상기 제1서브베이스 상에 형성되며, 절연체 재질로 이루어지며 그 상부에 상기 서브회로기판이 패터닝된 제2서브베이스를 포함할 수 있다.
상기 서브베이스는 절연체 재질로 이루어지고, 상기 리페어홀 내에 접착제에 의하여 접합되며, 상기 서브회로기판은 상기 리페어홀 내에 위치되도록 상기 서브베이스 상에 형성될 수 있다.
상기 서브베이스는 절연체 재질로 이루어지고, 상기 리페어홀 내에 접착제에 의하여 접합되며, 상기 서브회로기판은 일부가 상기 메인회로기판 상으로 연장되도록 상기 서브베이스 상에 형성되어, 상기 리페어홀에 삽입시 상기 메인회로기판과 상기 서브회로기판이 전기적으로 직접 연결되도록 한다.
상기 리페어홀은 테이퍼 또는 단차지게 형성되고 상기 예비 발광유니트는 상기 리페어홀에 대응되는 형상으로 형성되어, 상기 예비 발광유니트를 상기 리페어홀에 삽입시 상기 예비 발광유니트가 상기 리페어홀에 걸릴 수 있도록 할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 예비 발광칩 상에 도포되며, 상기 예비 발광칩에서 조사된 광의 파장을 변환하는 파장변환부재를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 서브베이스의 일면에 형성되어, 상기 메인베이스와 상기 서브베이스를 접합하는 보강부재를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이 리페어 방법은 발광유니트 어레이 내의 불량 발광칩 발견시 천공 방식으로 해당 발광칩을 포함한 소정 영역 내의 구성요소를 제거하여 리페어홀을 형성하고, 그 형성된 리페어홀에 별도로 제작된 예비 발광유니트를 삽입, 접합 및 결선함으로써 손쉽게 표면 실장형 발광유니트 어레이를 수리할 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이는 발광칩 실장부와 병렬적으로 더미 실장부를 마련하여, 발광칩 실장부 상의 발광칩에 불량 발생시 더미 실장부 상에 예비 발광칩을 실장하는 것으로 손쉽게 표면 실장형 발광유니트 어레이를 수리할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 리페어용 발광유니트는 천공 방식으로 불량 발광칩을 제거한 발광유니트 어레이에 적합한 구성을 가지므로, 용이하게 발광유니트 어레이에 마련되는 리페어용 홀에 설치 및 전기적 연결이 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이를 보인 부분단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이를 보인 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 과정을 설명하기 위한 부분단면도.
도 4 및 도 5 각각은 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 과정을 설명하기 위한 부분 평면도.
도 6는 본 발명의 제1실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트를 보인 개략적인 단면도.
도 7는 본 발명의 제1실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트에 의하여 수리된 표면 실장형 발광유니트 어레이를 보인 부분 단면도.
도 8는 본 발명의 제2실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트를 보인 개략적인 단면도.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트에 의하여 수리된 표면 실장형 발광유니트 어레이를 보인 부분 단면도.
도 10은 리페어용 예비 발광유니트의 서브전극과 메인회로기판의 메인전극을 와이어를 이용하여 연결한 예를 나타낸 단면도.
도 11는 리페어용 예비 발광유니트의 서브전극과 메인회로기판의 메인전극을 전도선을 이용하여 연결한 예를 나타낸 단면도.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트를 보인 개략적인 단면도.
도 13는 본 발명의 제3실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트에 의하여 수리된 표면 실장형 발광유니트 어레이를 보인 부분 단면도.
도 14은 본 발명의 제3실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트에 의하여 수리된 표면 실장형 발광유니트 어레이의 다른 예를 부분 단면도.
도 15는 예비 발광유니트의 서브베이스를 이루는 측면과 리페어홀을 상호 대응되는 테이퍼 형상으로 형성한 예를 보인 표면 실장형 발광유니트 어레이의 부분 단면도.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이의 일부를 보인 평면도.
도 17는 예비 발광칩이 더미 실장부에 실장된 모습을 보인 도면.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이를 보인 부분단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이의 일부를 보인 평면도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이(10)는 메인기판과, 이 메인기판 상에 실장된 복수의 발광칩(20)을 포함한다. 메인기판은 메인베이스(11)와, 이 메인베이스(11) 상에 형성되며 소정 패턴의 메인전극을 가지는 메인회로기판(15)을 포함한다. 메인회로기판(15)은 절연접착층(13)에 의하여 메인베이스(11) 상에 접합 형성된다. 절연접착층(13)은 전기적 절연체로 이루어지며, 메인베이스(11) 상에 세라믹 코팅 또는 접착제 도포 후 경화 등을 통해 형성된다. 메인회로기판(15)은 절연접착층(13) 상에 반도체 패터닝 공정을 통하여 형성된다.
복수의 발광칩(20) 각각은 메인회로기판(15) 또는 절연접착층(13) 상에 다이 본딩 방식으로 상호 소정 간격 이격되게 실장되며, 와이어(30)를 이용한 본딩에 의하여 메인회로기판(15)의 메인전극과 전기적으로 결선된다. 이 발광칩(20)은 메인전극을 통하여 전원 인가시, 소정 파장의 광을 조사하는 것으로, 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드 등으로 구성될 수 있다. 본 실시예에 따른 발광유니트는 발광칩(20)으로서 청색광 또는 자외선 파장의 광을 조사하는 LED를 포함할 수 있다.또한, 본 발명에 따른 발광유니트는 도 1에 도시된 바와 같이, 파장변환부재(50)를 더 포함할 수 있다. 파장변환부재(50)는 형광체, 인광체 등의 물질로 구성되는 것으로, 발광칩(20) 상에 도포되어 발광칩(20)에서 조사된 광의 파장을 변환한다. 따라서 본 발명에 따른 발광유니트는 발광칩(20)으로서 청색 LED 또는 자외선 LED를 채용한 경우, LED에서 조사된 광과 파장변환부재(50)에서 여기된 소정 파장의 광의 조합에 의하여 백색광을 조사할 수 있다. 여기서, 발광칩(20) 상에 파장변환부재(50)를 도포 형성함에 있어서, 발광칩(20)을 절연접착층(13) 또는 메인회로기판(15) 상에 실장한 상태에서 수행하거나, 웨이퍼 상태에서 발광칩(20) 각각에 파장변환부재(50)를 도포하여 형성된 파장변환부재가 도포된 발광칩을 채용하는 구성도 가능하다.
상기한 바와 같이 구성된 표면 실장형 발광유니트 어레이는 종래의 발광칩 패키지를 이용한 방식에 비하여 대략 1/5 수준으로 두께를 슬림화 할 수 있다. 또한, 발광칩 패키지 과정을 생략함으로써, 대략 1/10 정도로 가격을 낮출 수 있으며, 공정의 단순화 및 수율을 높일 수 있다는 이점이 있다.
한편, 상기한 바와 같이 구성된 표면 실장형 발광유니트 어레이는 제조 공정상 또는 사용 중 복수의 발광칩 가운데 적어도 어느 하나의 발광칩이 손상될 수 있다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 표면 실장형 발광유니트 어레이를 구성하는 발광칩이 손상된 경우 리페어 방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 복수의 발광칩(20) 가운데 불량 발광칩(25)이 실장된 메인회로기판(15) 상의 소정 실장영역(A)을 천공하여, 리페어홀(H)을 형성한다. 이 과정에서 불량 발광칩(25)과, 이 불량 발광칩(25) 상에 도포된 파장변환부재(51)를 포함한 실장영역(A) 내의 불량 발광유니트(21) 전체가 발광유니트 어레이로부터 분리된다. 이와 같이 형성된 리페어홀(H)의 주변에는 메인회로기판(15)의 메인전극(17) 일부가 위치한다. 리페어홀(H)은 드릴링 머신, 펀치 등을 이용하여 형성될 수 있다.
이후 도 5에 도시된 바와 같이, 리페어용 예비 발광유니트(100)를 준비하고, 이를 리페어홀(도 4의 H)에 삽입 및 접합한다. 예비 발광유니트(100)는 상기한 리페어홀(H)에 삽입되어, 손상된 발광칩(도 4의 25)을 대체할 목적으로 표면 실장형 발광유니트 어레이(10)와는 별도로 제조된다. 상기한 예비 발광유니트(100)를 리페어홀(H)에 삽입 및 접합한 이후, 예비 발광유니트(100)와 메인회로기판(15)의 메인전극(17)을 전기적으로 연결함으로써 표면 실장형 발광유니트 어레이(10)의 리페어가 완료된다.
상기한 바와 같이, 불량 발광칩 발견시 천공 방식으로 해당 발광칩을 포함한 소정 영역(A) 내의 구성요소를 제거하여 리페어홀(H)을 형성하고, 그 형성된 리페어홀(H)에 별도로 제작된 예비 발광유니트(100)를 삽입, 접합 및 결선함으로써 용이하게 표면 실장형 발광유니트 어레이를 수리할 수 있다는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트를 상세히 살펴보기로 한다.
도 6 및 도 7 각각을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트(110)는 서브기판과, 예비 발광칩(117)을 포함한다. 서브기판은 서브베이스(111)와, 이 서브베이스(111) 상에 형성되며 소정 패턴의 서브전극(115a)을 가지는 서브회로기판(115)을 포함한다. 예비 발광칩(117)은 서브베이스(111) 또는 서브회로기판(115) 상에 실장되며, 서브전극(115a)과 전기적으로 결선된다. 또한 예비 발광유니트(110)는 예비 발광칩(117) 상에 도포되며, 예비 발광칩(117)에서 조사된 광의 파장을 변환하는 제2파장변환부재(119)를 더 포함할 수 있다. 상기 서브베이스(111)는 재질 및 설치위치에 따라 제1 및 제2서브베이스(112)(113)를 포함할 수 있다. 제1서브베이스(112)는 리페어홀(H) 내에 접착제(121) 의하여 접합된다. 이 제1서브베이스(112)는 그 재질에 있어서 금속 재질 또는 절연체 재질로 구성될 수 있다.
제2서브베이스(113)는 외주연이 메인회로기판(15) 상으로 연장되도록 제1서브베이스(112) 상에 형성되며, 그 상부에는 서브회로기판(115)이 형성된다. 또한 제2서브베이스(113)는 절연체 재질로 이루어져, 서브회로기판(115)이 메인회로기판(15) 및 제1서브베이스(112)와 전기적으로 절연되도록 한다.
도 7를 참조하면, 상기한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트(110)는 리페어홀(H)에 삽입된 상태로 접착제(121)에 의하여 접합된다. 이때, 제2서브베이스(113) 및 그 상부에 형성된 서브회로기판(115)의 서브전극(115a)은 메인회로기판(15) 상에 위치되며, 서브전극(115a)과 메인회로기판(15)의 메인전극(17)을 전기적으로 연결한다. 여기서, 전기적 연결은 도 7에 도시된 바와 같이 도전성 페이스트(123)를 서브전극(115a)과 메인전극(17) 사이에 도포하는 것에 의해 수행될 수 있다. 또한 전기적 연결은 도전성 페이스트를 이용한 솔더링 이외에도 전도성 잉크 도포 방식, 와이어를 이용한 방식, 전도선을 이용한 방식 등으로 수행될 수 있다. 와이어를 이용한 방식 및 전도선을 이용한 방식에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 8 및 도 9 각각을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트(130)는 서브기판과, 서브기판 상에 실장된 예비 발광칩(137)을 포함한다. 서브기판은 서브베이스(131)와, 이 서브베이스(131) 상에 형성되며 소정 패턴의 서브전극(135a)을 가지는 서브회로기판(135)을 포함한다. 예비 발광칩(137)은 서브회로기판(135) 상에 실장되며 서브전극(135a)과 전기적으로 결선된다. 또한 예비 발광유니트(130)는 예비 발광칩(137) 상에 도포되며, 예비 발광칩(137)에서 조사된 광의 파장을 변환하는 제2파장변환부재(139)를 더 포함할 수 있다. 서브베이스(131)는 절연체 재질로 이루어지고, 접착제(141)에 의하여 리페어홀(H) 내에 접합된다. 서브회로기판(135)은 서브베이스(131) 상에 형성되며, 그 전체가 리페어홀(H) 상에 위치한다.
도 9를 참조하면, 상기한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트(130)는 리페어홀(H)에 삽입된 상태에서 접착제(141)에 의하여 접합된다. 이후 서브전극(135a)과 메인회로기판(15)의 메인전극(17)을 전기적으로 연결한다. 여기서, 전기적 연결은 도 9에 도시된 바와 같이 도전성 페이스트(143)를 서브전극(135a)과 메인전극(17) 사이에 도포하는 것에 의해 수행될 수 있다.
또한 전기적 연결은 도전성 페이스트를 이용한 솔더링 이외에도 전도성 잉크 도포 방식, 와이어를 이용한 방식, 전도선을 이용한 방식 등으로 수행될 수 있다.
도 10은 리페어용 예비 발광유니트(130)의 서브전극(135a)과 메인회로기판(15)의 메인전극(17)을 전기적으로 연결함에 있어서, 와이어(145)를 이용하여 연결한 예를 나타낸 단면도이다. 이와 같이 와이어(145)를 이용하여 연결하는 경우는 높은 전기전도도를 확보할 수 있다는 이점이 있다.
도 11는 리페어용 예비 발광유니트(130)의 서브전극(135a)과 메인회로기판(15)의 메인전극(17)을 전기적으로 연결함에 있어서, 전도선(147)을 이용하여 연결한 예를 나타낸 단면도이다.
도 11를 참조하면, 전도선(146)은 서브전극(135a)과 메인전극(17) 상에 배치되는 전도체(147)와, 전도성 접착제(148)를 포함한다. 전도성 접착제(148)는 전도체(147)를 서브전극(135a) 및 메인전극(17)과 접합하며, 전도체(147)와 서브전극(135a) 및 메인전극(17) 사이에 통전 가능하도록 한다. 여기서, 서브전극(135a) 및 메인전극(17)과 접합되는 이외의 부분에서 전도체(147)를 실링할 수 있도록, 전도체(147)의 하부 및 상부 각각에 제1 및 제2절연체(149a)(149b)를 더 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이 구성된 전도선(146)은 압착 방식으로 결합되므로, 용이하게 결선할 수 있다는 이점이 있다.
도 12 및 도 13 각각을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트(150)는 서브기판과 이 서브기판 상에 실장된 예비 발광칩(157)을 포함한다. 서브기판은 서브베이스(151)와, 이 서브베이스(151) 상에 형성되며 소정 패턴의 서브전극(155a)을 가지는 서브회로기판(155)을 포함한다. 예비 발광칩(157)은 서브회로기판(155) 상에 실장되며 서브전극(155a)과 전기적으로 결선된다. 또한 예비 발광유니트(150)는 예비 발광칩(157) 상에 도포되며, 예비 발광칩(157)에서 조사된 광의 파장을 변환하는 제2파장변환부재(159)를 더 포함할 수 있다. 서브베이스(151)는 절연체 재질로 이루어지고, 리페어홀(H) 내에 접착제에 의하여 접합된다. 서브회로기판(155)은 그 일부가 메인회로기판(15) 상으로 연장되도록 서브베이스(151) 상에 형성된다. 따라서 리페어홀(H)에 예비 발광유니트(157)를 삽입 및 접합시, 메인회로기판(15)과 서브회로기판(155)이 전기적으로 직접 연결되도록 할 수 있다. 이와 같이, 메인회로기판(15)과 서브회로기판(155)을 직접적으로 연결함으로써 연결부분에서의 전기적 손실을 최소화할 수 있다.
도 13를 참조하면, 상기한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 리페어용 예비 발광유니트(150)는 리페어홀(H)에 삽입된 상태에서 제1접착제(161)에 의하여 접합된다. 이때, 서브회로기판(155)의 서브전극(155a)은 메인회로기판(15)의 메인전극(17) 상에 위치되어 직접 접촉방식에 의하여 상호 전기적으로 연결된다. 여기서, 메인회로기판(15)과 서브회로기판(155)이 직접 연결된 부분 상에 제2접착제(163)를 도포하여, 이들 사이의 결합을 강화할 수 있다.
또한, 예비 발광유니트(150)는 도 14에 도시된 바와 같이, 리페어홀(H)이 형성된 메인베이스(11)와 예비 발광유니트(150) 사이의 접합 강도를 높이기 위한 방편으로서, 하부에 보강부재(165)를 더 포함할 수 있다. 이 보강부재(165)는 접착테이프 형태로 구성되어, 예비 발광칩(157)을 리페어홀(H)에 결합한 상태에서 접착하는 방식으로 결합된다.
또한, 본 발명의 제1 내지 제3실시예 각각에 따른 리페어용 예비 발광유니트(110)(130)(150) 및 리페어홀(H)을 형성함에 있어서, 도 15에 도시된 바와 같이 상호 결합되는 측벽 부분을 상호 대응되는 테이퍼 또는 단차 형상으로 형성할 수 있다. 도 15는 예비 발광유니트(170)의 서브베이스(171)를 이루는 측면(171a)을 테이퍼(taper)지게 형성한 것을 예로 들어 나타낸 것이다. 도 15를 참조하면, 리페어홀(H)을 형성함에 있어서, 서브베이스(171)의 형상에 대응되는 형상으로 형성한다. 즉, 리페어홀(H)을 형성함에 있어서 예비 발광칩(175)이 실장되는 방향의 직경을 그 반대방향의 직경에 비하여 크도록 테이퍼지게 형성한다. 이에 따라 예비 발광유니트(170)를 상부 방향에서 리페어홀(H)에 삽입시, 예비 발광유니트(170)이 리페어홀(H) 하방으로 빠지는 것을 방지함과 아울러 예비 발광유니트(170)와 리페어홀(H) 사이에 접착된 접착제(177)를 예비 발광유니트(170)의 측면이 가압하는 구성을 가지므로 상호 접합력을 높일 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이의 일부를 보인 평면도이고, 도 17는 예비 발광칩이 더미 실장부에 실장된 모습을 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이(200)는 메인베이스(210)와, 이 메인베이스(210) 상에 형성되며 소정 패턴의 메인전극(220a)을 가지는 메인회로기판(220)과, 메인회로기판(220) 상에 상호 소정 간격 이격되게 실장된 복수의 메인발광칩(250)을 포함한다. 메인회로기판(220)은 메인베이스(210) 상에 반도체 패터닝 공정을 통하여 형성된다.
복수의 메인발광칩(250) 각각은 메인회로기판(220) 상에 상호 소정 간격 이격되게 다이 본딩 방식으로 실장되며, 와이어(251)를 이용한 본딩과 같은 방식에 의하여 메인전극(220a)과 전기적으로 결선된다. 이 메인발광칩(250)은 메인전극(220a)을 통하여 전원 인가시 소정 파장의 광을 조사한다. 또한, 본 발명에 따른 발광유니트는 파장변환부재(260)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이는 제1실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이와 비교하여 볼 때, 메인회로기판(220)의 형상 변형을 통하여 리페어 과정에서 리페어용 발광유니트의 실장위치를 달리 한 점에서 구별되는 것으로, 그 이외의 구성은 제1실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이와 실질상 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 표면 실장형 발광유니트 어레이의 메인회로기판(220)은 복수의 메인발광칩(250) 각각이 실장 및 전기적으로 결선되는 복수의 발광칩 실장부(221)와, 복수의 발광칩 실장부(221) 각각에 대해 연장 형성되는 더미 실장부(225) 및 복수의 발광칩 실장부(221) 각각을 극성에 맞추어 전기적으로 연결하는 연결부(227)를 포함한다. 복수의 더미 실장부(225)는 연결부(227)와 발광칩 실장부(221) 사이에 형성된다.
이 더미 실장부(225)에는 복수의 메인발광칩(260) 중 적어도 어느 하나의 발광칩에 불량 발생시, 불량 발광칩을 대체하는 예비 발광칩(310)이 실장 및 전기적으로 결선된다. 여기서, 예비 발광칩(310)을 실장 및 전기적 결선하는 방식은 메인발광칩(250)을 실장 및 전기적 결선하는 방식과 실질상 동일하다.
복수의 메인발광칩(250) 가운데 불량 발광칩(250a)은 전원을 인가시 작동하지 않는 경우와, 오작동하는 경우로 나누어 다르게 처리할 수 있다. 즉, 전원을 인가하여도 작동하지 않는 불량 발생시는 불량 발광칩이 발광유니트 어레이의 전체 동작에 영향을 주지 않으므로, 천공에 의한 제거 동작을 생략할 수 있다.
전원 인가시, 오동작 하는 불량 발생시는 불량 발광칩(250a)의 제거가 요구된다. 이 경우, 불량 발광칩(250a)이 실장된 메인회로기판(220) 상의 소정 실장영역(C)을 천공한다. 이 과정에서 불량 발광칩(250a)과, 이 불량 발광칩(250a) 상에 도포된 파장변환부재(250b)를 포함한 실장영역(C) 전체가 발광유니트 어레이로부터 분리된다.
상기한 바와 같이, 구성된 발광유니트 어레이는 발광칩 실장부(221) 각각에 대해 연장 형성되는 더미 실장부(225)를 마련하고, 그 더미 실장부(225)에 예비 발광칩(310)을 실장 및 전기적으로 연결하는 것으로, 용이하게 표면 실장형 발광유니트 어레이를 수리할 수 있다는 이점이 있다. 더 나아가 불량 발광칩이 오동작하는 경우는 해당 불량 발광칩을 포함한 소정 영역 내의 구성요소를 천공 방식으로 제거하는 과정을 부가함으로써, 용이하게 불량 발광칩을 제거할 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (20)

  1. 메인기판 상에 실장된 복수의 발광칩를 포함하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 방법에 있어서,
    상기 복수의 발광칩 가운데 불량 발광칩이 실장된 상기 메인기판 상의 소정 실장영역을 천공하여, 상기 불량 발광칩을 상기 메인기판 상에서 분리하여 리페어홀을 형성하는 단계와;
    서브기판 상에 실장된 예비 발광칩을 포함하는 예비 발광유니트를 준비하는 단계와;
    상기 예비 발광유니트를 상기 리페어홀에 삽입 및 접합하는 단계와;
    상기 서브기판과 상기 메인기판을 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인기판은,
    메인베이스와; 상기 메인베이스 상에 형성되며, 소정 패턴의 전극을 가지는 메인회로기판을 포함하고,
    상기 복수의 발광칩은 상기 메인베이스 또는 상기 메인회로기판 상에 상호 소정 간격 이격되게 실장되며 상기 전극과 전기적으로 결선된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서브기판은,
    서브베이스와; 상기 서브베이스 상에 형성되며, 소정 패턴의 전극을 가지는 서브회로기판을 포함하고,
    상기 예비 발광칩은 상기 서브베이스 또는 상기 서브회로기판 상에 실장되며상기 서브전극과 전기적으로 결선된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서브베이스는
    상기 리페어홀 내에 접착제 의하여 접합되며, 금속 또는 절연체 재질로 이루어진 제1서브베이스와;
    일부가 상기 메인회로기판 상으로 연장되도록 상기 제1서브베이스 상에 형성되며, 절연체 재질로 이루어지며 그 상부에 상기 서브회로기판이 패터닝된 제2서브베이스를 포함하여, 상기 서브회로기판이 상기 메인회로기판 및 상기 제1서브베이스와 전기적으로 절연되도록 된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 서브베이스는 절연체 재질로 이루어지고, 상기 리페어홀 내에 접착제에 의하여 접합되며,
    상기 서브회로기판은 상기 리페어홀 내에 위치되도록 상기 서브베이스 상에 형성된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 서브베이스는 절연체 재질로 이루어지고, 상기 리페어홀 내에 접착제에 의하여 접합되며,
    상기 서브회로기판은 일부가 상기 메인회로기판 상으로 연장되도록 상기 서브베이스 상에 형성되어,
    상기 리페어홀에 상기 예비 발광유니트를 삽입시, 상기 메인회로기판과 상기 서브회로기판이 전기적으로 직접 연결되도록 된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리페어홀은 테이퍼 또는 단차지게 형성되고, 상기 예비 발광유니트는 상기 리페어홀에 대응되는 형상으로 형성되어,
    상기 예비 발광유니트를 상기 리페어홀에 삽입시, 상기 예비 발광유니트가 상기 리페어홀에 걸릴 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브기판과 상기 메인기판을 전기적으로 연결하는 단계는,
    상기 서브기판과 상기 메인기판 사이에 솔더링, 전도성 잉크 도포 및 와이어 본딩 중 적어도 어느 하나의 공정에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어방법.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 실장형 발광유니트 어레이는,
    상기 복수의 발광칩 상에 각각 도포되며, 상기 복수의 발광칩 각각에서 조사된 광의 파장을 변환하는 제1파장변환부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 예비 발광유니트는,
    상기 예비 발광칩 상에 도포되며, 상기 예비 발광칩에서 조사된 광의 파장을 변환하는 제2파장변환부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 리페어방법.
  11. 메인베이스와, 상기 메인베이스 상에 형성되며 소정 패턴의 전극을 가지는 메인회로기판과, 상기 메인베이스 또는 상기 메인회로기판 상에 상호 소정 간격 이격되게 실장되며 상기 전극과 전기적으로 결선되어 각각 광을 조사하는 복수의 발광칩를 포함하는 표면 실장형 발광유니트 어레이의 불량 발광칩 리페어용 발광유니트에 있어서,
    서브베이스와;
    상기 서브베이스 상에 형성되며 소정 패턴의 서브전극을 가지며, 상기 메인회로기판과 전기적으로 연결되는 서브회로기판과;
    상기 서브베이스 또는 상기 서브회로기판 상에 실장되며 상기 서브전극과 전기적으로 결선된 예비 발광칩을 포함하며, 상기 복수의 발광칩 가운데 불량 발광칩이 실장된 상기 메인회로기판 상의 소정 실장영역에 천공 형성된 리페어홀에 결합되는 것을 특징으로 하는 리페어용 발광유니트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 서브베이스는
    상기 리페어홀 내에 접착제 의하여 접합되며, 금속 또는 절연체 재질로 이루어진 제1서브베이스와;
    일부가 상기 메인회로기판 상으로 연장되도록 상기 제1서브베이스 상에 형성되며, 절연체 재질로 이루어지며 그 상부에 상기 서브회로기판이 패터닝된 제2서브베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 리페어용 발광유니트.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 서브베이스는 절연체 재질로 이루어지고, 상기 리페어홀 내에 접착제에 의하여 접합되며,
    상기 서브회로기판은 상기 리페어홀 내에 위치되도록 상기 서브베이스 상에 형성된 것을 특징으로 하는 리페어용 발광유니트.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 서브베이스는 절연체 재질로 이루어지고, 상기 리페어홀 내에 접착제에 의하여 접합되며,
    상기 서브회로기판은 일부가 상기 메인회로기판 상으로 연장되도록 상기 서브베이스 상에 형성되어,
    상기 리페어홀에 삽입시, 상기 메인회로기판과 상기 서브회로기판이 전기적으로 직접 연결되도록 된 것을 특징으로 하는 리페어용 발광유니트.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리페어홀은 테이퍼 또는 단차지게 형성되고, 상기 예비 발광유니트는 상기 리페어홀에 대응되는 형상으로 형성되어,
    상기 예비 발광유니트를 상기 리페어홀에 삽입시, 상기 예비 발광유니트가 상기 리페어홀에 걸릴 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 리페어용 발광유니트.
  16. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예비 발광칩 상에 도포되며, 상기 예비 발광칩에서 조사된 광의 파장을 변환하는 파장변환부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리페어용 발광유니트.
  17. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브베이스의 일면에 형성되어, 상기 메인베이스와 상기 서브베이스를 접합하는 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리페어용 발광유니트.
  18. 표면 실장형 발광유니트 어레이에 있어서,
    베이스와;
    상기 베이스 상에 형성되며 소정 패턴의 전극을 가지는 메인회로기판과;
    상기 메인회로기판 상에 상호 소정 간격 이격되게 실장되며 상기 전극과 전기적으로 결선되어 각각 광을 조사하는 복수의 발광칩을 포함하며,
    상기 메인회로기판은,
    상기 복수의 발광칩 각각이 실장 및 전기적으로 결선되는 복수의 발광칩 실장부와;
    상기 복수의 발광칩 실장부 각각에 대해 연장 형성되며, 상기 복수의 발광칩 중 적어도 어느 하나의 발광칩에 불량 발생시, 불량 발광칩을 대체하는 예비 발광칩이 실장 및 전기적 결선 가능한 복수의 더미 실장부와;
    상기 복수의 발광칩 실장부 각각을 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 더미 실장부는 상기 연결부와 상기 발광칩 실장부 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 복수의 발광칩 상에 각각 도포되며, 상기 복수의 발광칩 각각에서 조사된 광의 파장을 변환하는 파장변환부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 발광유니트 어레이.
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