KR100744906B1

KR100744906B1 - 분리형 기판 및 분리형 기판을 이용한 발광 장치 모듈

Info

Publication number: KR100744906B1
Application number: KR1020060052738A
Authority: KR
Inventors: 유철희
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-08-01

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 연결부를 제외한 절단 가이드홈 루프가 복수개 형성되고 배선라인을 갖는 모기판, 상기 절단 가이드홈 내부에 위치하며 각각 적어도 하나의 칩을 실장하기 위한 본딩 패드가 마련된 복수개의 셀기판, 상기 모기판의 배선라인과 상기 셀기판의 본딩패드를 전기적으로 연결하도록 배선패턴이 형성된 적어도 하나의 점퍼(jumper)를 포함하는 분리형 기판을 제공한다.

기판(board), BLU(back light unit), COB(chip on board)

Description

분리형 기판 및 분리형 기판을 이용한 발광 장치 모듈{SEPARABLE BOARD AND LIGHT EMITTING DEVICE MODULE USING THE SAME}

도1은 종래기술에 의한 COB 실장구조의 사시도이다.

도2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 분리형 기판의 평면도이다.

도3a 내지 도3c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 분리형 기판의 부분 상세도이다.

도4a 내지 도4c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 교체되는 셀기판에 대한 평면도이다.

도5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 분리형 기판에 구현된 발광 장치모듈의 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

21 : 모기판 23 : 셀기판

24 : 연결부 25 : 점퍼

36 : 랜드 37 : 회로패턴

38 : 절연층 39 : 솔더볼

52 : LED 칩

본 발명은, 기판에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 사용하는 백라이트 유닛에 사용되는 기판에 관한 것이다.

전자기기 산업이 발전함에 따라 소형이며 에너지 소비율이 적은 각종 표시장치들이 개발되고 있으며 이를 이용한 영상기기, 컴퓨터, 이동통신 단말기 등이 개발되고 있는 추세이다. 이러한 추세를 반영하여 등장한 액정표시장치(LCD)는 현재 모니터와 이동통신 단말기 등의 표시장치로서 각광받고 있다.

근래에는 발광다이오드(이하 'LED')를 이용한 백라이트 유닛이 제안되었다. LED는 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상을 이용하여 빛을 발생시키는 발광소자이다. . 상기와 같은 LED는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명이 길며, 전기 에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 에너지 효율이 높음과 동시에 낮은 동작전압을 갖는다는 장점이 있다. 따라서, 이러한 장점을 가진 LED가 LCD 백라이트 모듈의 광원으로 사용되고 있다.

이러한 LED를 백라이트 유닛에 장착하는 방법으로는, LED가 패키지 내에 조립되고, 이 패키지가 기판상에 조립되는 복잡한 과정을 거쳐서 백라이트가 구성되 었다. 그러나, 이러한 방식은 많은 조립시간, 높은 원자재 단가로 많은 제한이 있었다.

그에 대한 여러가지 방안이 강구되고 있는 중, 칩 온 보드(chip on board:COB)형태가 한가지 방법으로 제시되었다. '칩 온 보드'란 회로 기판에 칩 또는 회로 부품을 다른 기구 없이 바로 올려 전기적으로 결합시키는 방법을 말한다. '칩 온 보드' 방법은 기판에 여러 종류의 소자가 실장되는 경우보다 일정한 배열로 LED를 형성하는 BLU 와 같이 동일한 소자가 다수 배열되는 형태에서 더 유용하게 사용될 수 있다.

도1은 종래의 칩 온 보드 기술에 의해 기판상에 LED가 실장되는 구조를 나타낸 것이다.

도1을 참조하면, 회로 패턴이 새겨진 기판상에 복수 개의 LED칩이 배열되는 구조를 갖는다. 물론 제조 공정상 기판(11)상에 LED칩(12)이 배열된 이후에는 상기 LED칩을 덮는 램프등이 형성되나, 도면에서는 도시하지 아니하였다.

기판(11)상에 LED칩들이 실장될 수 있는 본딩패드와 상기 본딩패드를 연결하는 배선 패턴이 인쇄되고, 상기 본딩 패드상에 LED칩들이 실장되어 광원으로서의 역할을 수행한다.

도면에서는 동일한 LED칩들로 도시하였지만, 실질적으로는 빨강(R), 녹색(G), 파랑(B)의 LED칩이 교대로 형성되는 것이다.

이러한 전형적인 COB 구조에 있어서는, 패키지를 사용하지 않고 LED 칩을 바로 기판상에 실장하고, 상기 LED 칩이 실장된 기판 전체에 대해 몰딩 공정을 진행하므로 조립 공정시 용이한 면은 있지만, 복수개의 칩 중 하나의 칩이 불량시 전체 BLU에 영향을 미치게 되고, 또한 부분적인 수리 및 교체가 어려워 전부를 교체해야 하는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 기판상에 형성된 LED 조합의 일부를 교체할 수 있도록 기판의 일부를 분리할 수 있는 기판의 구조를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 셀기판이 직사각형의 형태를 갖도록 상기 절단 가이드홈 루프가 형성될 수 있다.

상기 연결부는, 절단 가이드라인이 새겨질 수 있으며, 바람직하게는 상기 절단 가이드라인은 돌출부와 이에 대응하는 홈부를 갖도록 새겨질 수 있다.

상기 점퍼는, 상기 셀기판이 상기 모기판에 고정될 수 있는 강도를 갖는 금속판일 수 있다.

또한 본 발명은 적어도 하나의 연결부를 제외한 절단 가이드홈 루프가 복수개 형성되고 배선라인을 갖는 모기판, 상기 절단 가이드홈 내부에 위치하며 각각 적어도 하나의 칩을 실장하기 위한 본딩 패드가 마련된 복수개의 셀기판, 상기 모기판의 배선라인과 상기 셀기판의 본딩패드를 전기적으로 연결하도록 배선패턴이 형성된 적어도 하나의 점퍼(jumper)를 포함하는 분리형 기판 및 상기 셀기판의 본딩패드에 실장되는 LED 조합을 포함하는 발광장치 모듈을 제공한다.

상기 점퍼는, 상기 셀기판이 상기 모기판에 고정될 수 있는 강도를 갖는 금 속판일 수 있다.

상기 LED 조합은, 적색(R), 녹색(G) 및 파랑색(B) LED로 이루어질 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명하겠다.

도2는 본 발명의 바람직한 일실시 형태에 따른 기판의 평면도이다.

도2를 참조하면, 모기판(21)상에 복수의 절단 가이드홈 루프(H)가 배열되어 있고 상기 절단 가이드홈 루프(H)의 내부에 셀기판(23)이 위치한다.

상기 셀기판(23)과 상기 모기판(21)을 구분하는 절단 가이드홈 루프(H)는 상기 셀기판(23)을 모기판(21)으로부터 분리하기 용이하도록 상기 모기판(21)과 상기 셀기판(23)을 연결하는 연결부(24)를 제외하고 루프 형태로 홈을 내서 형성한다. 이러한 절단 가이드 홈은 기판에 대해서 레이져 가공 또는 기계적 절삭 공정을 통해서 형성될 수 있다.

도2에서는 직사각형의 셀기판(23)을 만들기 위해서 절단 가이드 홈 루프(H)를 구성하였고, 상기 셀기판(23)의 각 면에는 상기 셀기판과 상기 모기판의 물리적인 연결을 위해서 연결부(24)를 남겨두었다.

이처럼, 초기에 기판을 형성할 때부터 모기판(21)과 셀기판(23)을 완전히 분리시키지 않고 연결부(24)로 연결되도록 하는 것은, 기판에 LED 등을 실장시키는데 용이성을 위한 것이다. 왜냐하면, 초기부터 각 부분이 나뉘어져 있으면 여러 조 각을 맞추어야 하므로 작업이 어려워지기 때문이다.

도2에서는 하나의 모기판(21)에 3×5의 배열을 갖는 셀기판(23)을 형성하도록 구성하였다. 이렇게 하나의 기판에 형성되는 셀기판(23)의 배열은 기판이 사용되는 제품등에 따라서 자유롭게 구현할 수 있으나, 너무 작은 단위로 나누게 되면 각 단위 조각당 배선이 어려워지는 문제가 있으므로 적용되는 제품에 따라 적절한 수의 셀기판이 선택되어야 한다.

상기 셀기판(23)과 상기 모기판(21)은 적어도 하나의 점퍼(jumper)(25)에 의해 전기적으로 연결된다.

도2에서는 셀기판(23)의 좌우 측부에 각각 하나씩 점퍼가 연결되어 셀기판(23)과 모기판(21)을 연결하는 것으로 도시하였으나, 이러한 연결구조 뿐만 아니라 셀기판(23)의 상하부에 각각 점퍼가 연결될 수도 있다.

상기 점퍼(25)는 셀기판(23)의 제거 및 교체작업에 따라 착탈이 가능하게 제작되어지고, 또한 셀기판(23)이 교체된 경우에는 상기 셀기판을 모기판과 결합시키는 기능도 하게 되므로 어느 정도의 강도를 갖는 금속판으로 제작됨이 바람직하다.

이처럼 제거 및 교체가 가능한 셀기판이 배열된 모기판은, 각각의 셀기판에 실장된 구조물이 동일한 기능을 수행하도록 동일한 소자가 배열된 경우에 있어서, 그 일부만을 교체할 필요가 있는 경우에 유용하게 적용될 수 있다.

도3a 내지 도3c는 상기 도2의 셀기판과 모기판의 연결관계를 더 자세히 표현한 도면이다.

도3a를 참조하면, 모기판(31)과 셀기판(33)은 절단 가이드 홈(H)에 의해 구분되고, 상기 모기판(31) 및 상기 셀기판(33)은 연결부(34)에 의해서 물리적으로 연결되어 있다.

상기 셀기판(33)과 모기판(31)은 점퍼(35)에 의해서 전기적으로 연결되어 있다. 상기 점퍼(35)에도 배선이 형성되어 있어서(미도시) 셀기판(33)의 본딩패드와 모기판(31)의 배선라인을 전기적으로 연결한다.

상기 점퍼(35)가 셀기판(33)의 좌우측에 각각 하나씩 형성되어 있다. 이러한 점퍼(35)는 상기 모기판(31) 및 셀기판(33)의 각각에 형성된 랜드(36)를 연결하여 상기 모기판(31)과 셀기판(33)을 전기적으로 연결시킨다.

도3b는 도3a의 A-A' 에 대한 단면도이다.

도3b를 참조하면, 모기판(31) 및 셀기판(33)은 이격되어 형성되고(물론 다른 부분에 형성된 연결부(미도시)에 의해 연결되어 있다) 상부에는 회로 패턴(37)이 형성된다.

상기 회로패턴(37) 상면에는 회로패턴 보호를 위한 절연층(38)이 형성된다.

상기 모기판(31)과 셀기판(33)이 전기적으로 연결되기 위해 점퍼(35)가 위치한다. 상기 점퍼(35)는 상기 모기판(31) 및 상기 셀기판(33) 각각에 형성된 랜드(36)를 연결하는 역할을 한다.

상기 랜드(36)는 회로패턴(37)을 덮고 있는 절연층(38)의 일부를 벗겨내어 상기 회로 패턴(37)을 노출시킨 것이다. 기판상에 형성되는 랜드의 수도 사용될 점퍼의 수에 따라 적절히 선택되어 질 수 있다.

이때 상기 점퍼(35)와 상기 기판상의 회로패턴과 연결시키기 위해서 솔더볼(39)등이 사용된다.

도3c는 도3a에서 셀기판과 모기판의 연결부(B) 부분을 확대하여 도시한 것이다.

상기 연결부(34)는 초기 기판에서는 셀기판(33)과 모기판(31)을 연결하고 있지만, 기판을 교체할 경우에 셀기판(33)을 분리 시키기가 용이하도록 상기 연결부(34)에 절단 가이드라인을 형성하였다. 이때 상기 절단 가이드 라인의 형태는 돌출부(34a)와 이에 대응하는 홈부(34b)를 갖고 있어서 상기 셀기판(33)이 제거된 자리에 다른 셀기판을 교체할 때 교체용 셀기판이 지정된 자리에 위치하는 것을 도와주어 점프의 연결을 용이하게 한다.

도3c 에는 단순한 삼각형 모양의 돌출부(34a)와 이에 대응하는 홈부(34b)를 갖는 연결부를 도시하였으나, 가이드 돌출부 및 홈부의 형태는 이에 한정되지 않고 여러 가지 형태로 구현될 수 있다.

도4a 내지 도4c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판의 일부를 나타낸 것이다.

도4a는 셀기판을 제거한 상태의 모기판(41)이다.

상기 모기판의 절단부에는 연결부의 일부(44b)가 그대로 남아 있다. 이는 상기 연결부에 형성된 가이드 라인 부분이 절단되므로 모기판(41)과 일체로 되어 있는 연결부의 일부(44b)가 남아 있어서, 교체되는 셀기판이 정확하게 위치할 수 있도록 도와준다.

도4b는 제거된 셀기판과 동일한 형태의 셀기판으로 교체하고 점퍼에 의해 모기판과 연결된 구조를 도시한 것이다.

교체된 셀기판(43a)은 제거된 셀기판과 동일한 형태로 만들어진 셀기판으로서, 상기 셀기판(43a)에 일체로 형성된 연결부(44a)가 모기판과 일체로 형성된 연결부(44b)에 위치함으로 셀기판(43a)의 정확한 위치가 정해진다.

상기 셀기판(43a)의 위치가 정해지면, 점퍼(45)를 사용하여 상기 셀기판(43a)과 모기판(41)을 연결시키는 공정이 용이해질 수 있다.

도4c는 교체용 기판의 다른 실시 형태를 나타낸 것이다.

도4c를 참조하면, 교체용 셀기판(43b)의 형태는 대향하는 두 면에 각각 두 개의 돌출부가 형성되어 있어서 상기 돌출부가 모기판의 절단면에 밀착하도록 하여 상기 셀기판(43b)을 모기판(41)에 견고히 고정 시킬수 있는 잇점이 있다.

이러한 셀기판의 구조는 교체되는 기판을 모기판에 견고히 고정시킴으로써, 점프에 의해 상기 셀기판이 지지되지 않아도 되므로 점프의 재료에 제한을 받지 않 는 잇점이 있다. 이 경우 점프는 단순히 와이어로 구현하는 것도 가능하다.

도4c에서는 셀기판의 두 면에만 돌출부를 형성하였으나 셀기판을 고정시키기 위한 것이라면 어느 면에 형성되어도 상관없으며, 또한 돌출부의 형태도 다양하게 구현될 수 있을 것이다.

도5는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판에 LED의 조합이 실장된 발광장치 모듈의 평면도를 나타낸다.

가장 바람직한 실시 형태는 BLU(back light unit)에 사용되는 경우이다.

기판의 구조는 도2에서 살펴본 구조와 동일하고, 셀기판(53)상에 LED들의 조합이 실장되어 있다. 이렇게 LED 들이 실장된 경우, 일부의 LED가 고장나더라도 기판 전체를 교체할 필요가 없이, 문제가 생긴 셀기판만을 제거하고 다른 셀기판으로 교체할 수 있다.

상기 셀기판(53)을 교체하기 위해서는 먼저 모기판(51)과 셀기판(53)을 연결하고 있는 점퍼(55)를 제거하고, 연결부를 절단한다. 이 때, 연결부는 상기에서 살펴본 바와 같이 절단을 용이하게 하기 위해서 절단 가이드라인이 새겨질 수 있으며, 교체 작업을 용이하게 하기 위해서 상기 절단 가이드라인은 돌출부와 홈부를 갖는 것을 새겨질 수 있다.

교체용 셀기판을 위치시킨 후에는, 다시 상기 교체된 셀기판과 모기판을 연결하기 위한 점퍼를 연결함으로써 교체작업이 끝나게 된다.

도5에서는 하나의 셀기판상에 3개의 LED가 조합을 이루어 실장된 것을 나타 내었다. 이 경우에는 각각의 LED는 R, G, B 로 이루어질 수 있고, 이러한 R, G, B의 조합으로 백색광을 낼 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 즉, 모기판에 형성되는 절단 가이드홈 루프의 형태, 연결부의 절단 가이드 라인의 형태 및 교체되는 셀기판의 형태 등은 다양하게 구현될 수 있다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

본 발명에 의하면, 기판의 일부를 제거하고 교체할 수 있으므로 기판에 실장된 SMT 가 문제되는 경우 그 일부만을 교체할 수 있어서 생산원가 절감 및 수리가 용이한 효과가 있다.

Claims

적어도 하나의 연결부를 제외한 절단 가이드홈 루프가 복수개 형성되고 배선라인을 갖는 모기판;

상기 절단 가이드홈 내부에 위치하며 각각 적어도 하나의 칩을 실장하기 위한 본딩 패드가 마련된 복수개의 셀기판;

상기 모기판의 배선라인과 상기 셀기판의 본딩패드를 전기적으로 연결하도록 배선패턴이 형성된 적어도 하나의 점퍼(jumper)를 포함하는 분리형 기판.
제1항에 있어서,

상기 셀기판이 직사각형의 형태를 갖도록 상기 절단 가이드홈 루프가 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 기판.
제1항에 있어서,

상기 연결부는,

절단 가이드라인이 새겨진 것을 특징으로 하는 분리형 기판.
제3항에 있어서,

상기 절단 가이드라인은 돌출부와 이에 대응하는 홈부를 갖도록 새겨진 것을 특징으로 하는 분리형 기판.
제1항에 있어서,

상기 점퍼는,

상기 셀기판이 상기 모기판에 고정될 수 있는 강도를 갖는 금속판인 것을 특징으로 하는 분리형 기판.
적어도 하나의 연결부를 제외한 절단 가이드홈 루프가 복수개 형성되고 배선라인을 갖는 모기판, 상기 절단 가이드홈 내부에 위치하며 각각 적어도 하나의 칩을 실장하기 위한 본딩 패드가 마련된 복수개의 셀기판, 상기 모기판의 배선라인과 상기 셀기판의 본딩패드를 전기적으로 연결하도록 배선패턴이 형성된 적어도 하나의 점퍼(jumper)를 포함하는 분리형 기판; 및

상기 셀기판의 본딩패드에 실장되는 LED 조합을 포함하는 발광장치 모듈.
제6항에 있어서,

상기 셀기판이 직사각형의 형태를 갖도록 상기 절단 가이드홈 루프가 형성된 것을 특징으로 하는 발광 장치 모듈.
제6항에 있어서,

상기 연결부는,

절단 가이드라인이 새겨진 것을 특징으로 하는 발광 장치 모듈.
제8항에 있어서,

상기 절단 가이드라인은 돌출부와 이에 대응하는 홈부를 갖도록 새겨진 것을 특징으로 하는 발광장치 모듈.
제6항에 있어서,

상기 점퍼는,

상기 셀기판이 상기 모기판에 고정될 수 있는 강도를 갖는 금속판인 것을 특징으로 하는 발광장치 모듈.
제6항에 있어서,

상기 LED 조합은,

적색(R), 녹색(G) 및 파랑색(B) LED로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치 모듈.