KR100930863B1 - Ｌｅｄ렌즈 성형몰드 - Google Patents

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KR100930863B1
KR100930863B1 KR1020080022832A KR20080022832A KR100930863B1 KR 100930863 B1 KR100930863 B1 KR 100930863B1 KR 1020080022832 A KR1020080022832 A KR 1020080022832A KR 20080022832 A KR20080022832 A KR 20080022832A KR 100930863 B1 KR100930863 B1 KR 100930863B1
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박해철
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주식회사 참테크
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Abstract

본 발명은 수지재료의 주입이 용이한 새로운 구조로 이루어지며, 이에 의해 렌즈성형물의 품질을 대폭적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 다양한 형상의 성형이 가능한 LED렌즈 성형몰드에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, LED소자(13)와 이 LED소자(13)의 둘레에 돌출된 리플렉터(12)가 다수로 배열된 기판(11) 상에 상기 리플렉터(12)의 상부에 위치되도록 렌즈성형물(15)을 일체로 형성하기 위해 다수의 캐비티(34)와 이 캐비티(34)에 수지재료가 주입되도록 형성된 런너(35)와 게이트(36)를 포함하는 성형블록(31)으로 이루어진 트랜스퍼 몰드에 있어서, 상기 성형블록(31)은 상면에 캐비티(34)가 형성된 메인블록(32)과, 상기 리플렉터(12)에 대응되도록 다수의 결합공(37)이 형성되어 상기 기판(11)에 착탈 가능하게 결합되는 보조판(33)으로 이루어지며, 상기 렌즈성형물(15)의 성형시에 상기 기판(11)은 상기 보조판(33)에 의해 상기 메인블록(32)의 상면으로부터 상기 보조판(33)의 두께만큼 이격되는 LED렌즈 성형몰드가 제공된다.
LED소자, 리플렉터, 렌즈성형물, 성형블록, 보조판

Description

ＬＥＤ렌즈 성형몰드{Mold for a LED lens}
본 발명은 LED렌즈 성형몰드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수지재료의 주입이 용이하게 구비되어 품질이 우수한 LED렌즈 성형품을 제공할 수 있는 새로운 구조의 LED렌즈 성형몰드에 관한 것이다.
일반적으로 열경화성 수지의 성형방법은 가열실 내에서 연화시킨 수지재료를 런너와 게이트를 통해 캐비티 속으로 주입시켜 경화시키는 트랜스퍼 형성에 의하게 되는데, 이러한 트랜스퍼 성형은 통상의 사출성형과는 달리 한번에 일회분의 수지재료를 공급하여 성형하게 되고, 사전에 충분히 예열을 행함으로써 경화시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 균일하게 경화되어 변형이 적고 치수정밀도가 높기 때문에 반도체칩 패키지 또는 LED 패키지 등의 성형용을 사용되고 있다.
이와 같은 트랜스퍼 성형을 위한 몰드는 그 용도에 따라 이미 다양한 형태의 것들이 보급되어 있는데, 그 중에서도 LED렌즈를 성형하기 위한 트랜스퍼 몰드의 일례를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다. 도 1은 LED 패키지의 일례를 도 시한 것으로, 도시된 바와 같이, LED 패키지(10)는 회로패턴이 형성된 기판(11)의 일면에 사출성형된 리플렉터(12)가 결합되고, 이 리플렉터(12)의 내부에는 칩형태의 LED소자(13)가 상기 기판(11)의 회로패턴에 전기적으로 연결되도록 다이본딩과 와이어본딩에 의해 결합되어 있다. 상기 리플렉터(12)는 그 내측벽이 경사면(14)이 형성되어 상기 LED소자(13)에 의해 발광된 빛을 후술되는 렌즈성형물(15) 측으로 집광시키는 반사판 역할을 하는 것이며, 이러한 상기 리플렉터(12)의 상부에는 상기 LED소자(13)에 의한 빛을 발산시키는 렌즈성형물(15)이 결합된다. 이때에 상기 렌즈성형물(15)은 상기 리플렉터(12)의 내부에 충전되도록 접착제(16)를 도포한 후에, 이 접착제(16)에 의해 별도로 제작된 렌즈성형물(15)을 부착시키거나 (도 1의 (a)) 또는 트랜스퍼 몰드에 의해 상기 렌즈성형물(15)이 직접적으로 상기 리플렉터(12)에 결합시키게 된다(도 1의 (b)).
전술된 바와 같은 접착제(16)의 의해 렌즈성형물(15)을 부착시키는 방법은 그 제조공정이 복잡하여 생산성이 떨어지기 때문에 트랜스퍼 몰드에 의해 상기 렌즈성형물(15)을 직접적으로 리플렉터(12)에 결합시키는 방법이 주로 사용되고 있는데, 이와 같은 종래의 트랜스퍼 몰드의 일례를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 반원형상으로 이루어진 캐비티(22)가 다수로 형성된 성형블록(21)이 구비되는데, 이 성형블록(21)에는 상기 캐비티(22) 사이에는 수지재료가 공급되는 주공급로를 형성하는 런너(23)와 이 런너(23)에 연결되어 각 캐비티(22)에 수지재료가 주입되도록 분기공급로를 형성하는 게이트(24)가 구비되어 있다. 이러한 성형블록(21) 상에는 전술된 기판(11)이 안착되어 상기 캐비티(22) 내에 주입되는 수지재료에 의해 상기 렌즈성형물(15)이 형성되는데, 이때에 상기 캐비티(22)와 전술된 리플렉터(12)는 서로 대응되도록 위치될 뿐만 아니라 상기 캐비티(22)의 선단측은 상기 기판(11)에 돌출되어 결합된 상기 리플렉터(12)가 삽입될 수 있도록 그에 대응된 형상으로 이루어짐과 동시에 상기 리플렉터(12)에 비해 약간 큰 사이즈로 형성되어 수지재료가 주입될 때에 통로를 형성하도록 약간의 틈새(G)를 형성하게 된다.
이와 같은 종래의 트랜스퍼 몰드(20)에 있어서, 상기 캐비티(22)와 리플렉터(12) 사이에 형성되는 틈새(G)는 상기 캐비티(22)에 수지재료가 주입된 이후에, 그 틈새(G)에 잔류되어 경화된 잔존물(cull)을 제거할 때에 용이하도록 최대한 작게 형성되는데, 이로 인해 수지재료를 주입할 때에 상기 리플렉터(22)의 측벽에 의해 수지재료의 유입이 방해되어 수지재료의 신속한 주입이 어려운 단점이 있다. 또한 상기 캐비티(22) 내로 주입되는 수지재료에 충분한 압력이 가해지지 못함에 따라 상기 캐비티(22) 내에 수지재료가 완전하게 충전되지 못해 미성형부분이 발생되어 제품의 불량을 초래하는 경우가 많은 단점이 있다.
또한 일부에서는 상기 리플렉터(12)를 별도로 형성하지 않고 상기 렌즈성형물(15)의 성형시에 일체로 형성하기도 하나, 이러한 경우에는 상기 리플렉터(12)의 내측벽에 경사면(14)을 형성할 수 없게 되는 단점이 있게 된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수지재료의 주입이 용이한 새로운 구조로 이루어지며, 이에 의해 렌즈성형물의 품질을 대폭적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 다양한 형상의 성형이 가능한 LED렌즈 성형몰드를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, LED소자(13)와 이 LED소자(13)의 둘레에 돌출된 리플렉터(12)가 다수로 배열된 기판(11) 상에 상기 리플렉터(12)의 상부에 위치되도록 렌즈성형물(15)을 일체로 형성하기 위해 다수의 캐비티(34)와 이 캐비티(34)에 수지재료가 주입되도록 형성된 런너(35)와 게이트(36)를 포함하는 성형블록(31)으로 이루어진 트랜스퍼 몰드에 있어서, 상기 성형블록(31)은 상면에 캐비티(34)가 형성된 메인블록(32)과, 상기 리플렉터(12)에 대응되도록 다수의 결합공(37)이 형성되어 상기 기판(11)에 착탈 가능하게 결합되는 보조판(33)으로 이루어지며, 상기 렌즈성형물(15)의 성형시에 상기 기판(11)은 상기 보조판(33)에 의해 상기 메인블록(32)의 상면으로부터 상기 보조판(33)의 두께만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 LED렌즈 성형몰드가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 런너(35) 및 게이트(36)는 상기 메인블 록(32)의 상면에 형성되고, 이에 의해 상기 게이트(36)는 상기 렌즈성형물(15)의 성형시에 상기 리플렉터(12)의 선단보다 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 LED렌즈 성형몰드가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 런너(35)는 상기 메인블록(32)의 상면에 형성되고, 상기 게이트(36)는 상기 런너(35)에 대응되도록 상기 보조판(33)의 일면에 형성된 제1 게이트홈(38) 및 이 제1 게이트홈(38)이 상기 캐비티(34)에 연통되도록 상기 리플렉터(12)의 선단에 형성된 제2 게이트홈(39)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED렌즈 성형몰드가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, LED소자(13)와 이 LED소자(13)의 둘레에 돌출된 리플렉터(12)가 다수로 배열된 기판(11) 상에 상기 리플렉터(12)의 상부에 위치되도록 렌즈성형물(15)을 일체로 형성하기 위한 성형블록(31)이 상면에 캐비티(34)가 형성된 메인블록(32)과 상기 기판(11)에 착탈 가능하게 결합되는 보조판(33)으로 이루어짐으로써, 상기 렌즈성형물(15)의 성형시에 상기 기판(11)은 상기 보조판(33)의 두께만큼 상기 메인블록(32)의 상면으로부터 이격되며, 이에 의해 상기 리플렉터(12)의 선단이 상기 캐비티(34) 내로 삽입되지 않게 되어 상기 런너(35)와 게이트(36)를 통하여 상기 개비티(34)로 공급되는 수지재료가 보다 용이하게 주입될 수 있을 뿐만 아니라 이에 의해 수지재료의 주입이 원활하게 이루어져 미성형 부분을 없앨 수 있으므로 성형불량을 줄임과 동시에 보다 우수한 렌즈성형물(15)을 생산할 수 있는 장점이 있다.
또한 통상적으로 종래의 트랜스퍼 몰드에 의해서는 상기 수지재료가 경화되면서 상기 기판(11)의 비틀림(또는 휨현상)이 발생되어 단점이 있는 것임에 비해, 본 발명은 상기 보조판(33)이 상기 기판(11)에 결합된 상태로 수지재료의 경화가 이루어지게 되므로 상기 보조판(33)이 상기 기판(11)을 지지하는 역할을 하여 비틀림(또는 휨현상)을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 종래처럼 리플렉터(12)의 선단에 의한 수지재료의 주입이 방해되지 않고, 충분한 주입압력을 유지하여 주입이 원활하게 이루어짐으로써, 상기 캐비티(34)의 형상이 코너가 형성되는 다각형을 이루더라도 코너부분가 충분히 수지재료가 주입될 수 있으므로 다양한 형상의 렌즈성형물(15)을 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 상기 런너(35)와 게이트(36)를 상기 메인블록(32) 또는 보조판(33)에 형성됨으로써, 상기 메인블록(32)에 런너(35)와 게이트(36)를 동시에 형성될 때에는 상기 보조판(33)에 별도의 추가작업을 행하지 않게 되므로 그 제작을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 상기 게이트(36)는 상기 리플렉터(12)의 선단보다 하부에 위치됨으로써, 상기 게이트(36)가 보다 넓은 주입구를 확보함으로써 수지재료의 주입을 보다 용이하게 할 수 있으며, 또한 상기 게이트(36)가 상기 보조판(33) 및 리플렉터(12)에 별도로 형성될 때에는 수지재료의 경화시에 잔존경화물이 형성되지 않는 장점이 있다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 구성 및 다양한 실시예에 따른 단면도 그리고 그에 따른 다양한 성형예를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 성형블록(31)은 수지재료가 주입될 수 있는 공간을 갖는 캐비티(34)가 상면에 다수로 배열 형성된 메인블록(32)과 이 메인블록(32)에 의해 렌즈성형물(15)이 일체로 형성될 기판(11)에 결합되도록 구비되는 보조판(33)으로 이루어지며, 상기 메인블록(32)의 캐비티(34) 사이에는 수지재료를 공급할 수 있는 주공급로를 형성하는 런너(35)와 이 런너(35)에서 분기되어 상기 각 캐비티(34) 내로 수지재료를 주입하도록 보조공급로를 형성하는 게이트(36)가 홈형태로 형성되어 있다.
또한 상기 보조판(33)은 렌즈성형물(15)의 성형시에 상기 기판(11)에 결합된 상태로 상기 메인블록(32)의 상면에 밀착되는 판형상으로 이루어지는데, 이때에 상기 기판(11)은 발광소자인 칩형태의 LED소자(13)와 이 LED소자(13)의 둘레에 돌출된 리플렉터(12)가 다수로 배열된 상태로 구비되고, 상기 보조판(33)은 전술된 바와 같은 기판(11)의 리플렉터(12)에 대응되도록 다수의 결합공(37)이 형성되어 상기 기판(11)에 착탈 가능하게 결합된다.
이와 같은 일실시예에 따른 본 발명의 구성 및 성형방법을 보다 상세하게 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판(11)은 상기 보조판(33)이 결합된 상태로 뒤집어서 상기 메인블록(32)의 상면에 밀착되는데, 이에 의해 상기 기판(11)에 결합된 상기 리플렉터(12)는 상기 메인블록(32)에 구비된 캐비티(34)에 대응되도록 위치될 뿐만 아니라 상기 보조판(33)의 두께는 상기 리플렉터(12)의 돌출높이(H)에 대응되도록 형성되어 상기 캐비티(34)의 내측으로 상기 리플렉터(12)가 삽입되지 않게 된다.
그러므로 상기 메인블록(32)의 상면에 형성된 상기 런너(35)와 게이트(36)는 상기 리플렉터(12)에 의해 간섭되지 않는 상기 리플렉터(12)의 하부에 위치되고, 특히, 상기 게이트(36)는 그 출구(상기 캐비티(34)에 연통되는 부분)가 상기 리플렉터(12)에 의해 방해되지 않아 수지재료가 상기 캐비티(34) 내로 용이하게 주입 가능하게 된다. 이때에, 상기 캐비티에 주입되는 수지재료는 투명 또는 색상을 갖는 에폭시수지를 포함한 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 리플렉터(12)는 내측벽에 경사면이 형성되도록 종래와 유사하게 사출 성형되는 것이 바람직하다.
이와 같은 일실시예에서는 상기 런너(35)와 게이트(36)가 모두 상기 메인블록(32)의 상면에 홈형태로 형성되는 것으로 예시되어 있으나, 이외에도 다른 실시예에 의하면 도5에 도시된 바와 같이, 상기 런너(35)와 게이트(36)는 각각 상기 메인블록(32)과 보조판(33)에 별도로 형성될 수도 있는 것이며, 이때에 상기 런너(35)는 상기 메인블록(32)의 상면에 형성되고, 상기 게이트(36)는 상기 런너(35) 에 대응되도록 상기 보조판(33)의 일면에 제1 게이트홈(38)을 형성하게 되며, 또한 상기 리플렉터(12)의 선단에는 상기 제1 게이트홈(38)이 연통되도록 제2 게이트홈(39)이 형성되며, 이 제1 게이트홈(38)과 제2 게이트홈(39)은 상기 런너(35)와 캐비티(34) 사이에서 수지재료가 주입되는 통로를 형성하도록 연장된다.
한편, 통상적인 트랜스퍼 성형에 의하면, 수지재료의 경화시에 기판(11)의 비틀림 또는 기판(11)의 양단이 활처럼 휘는 휨현상이 발생되는 단점이 있는 것이나, 본 발명과 같이 상기 메인블록(32)과 별도로 형성되어 상기 기판(11)에 착탈 가능한 보조판(33)이 구비되면, 수지재료의 경화시에 상기 보조판(33)에 의해 기판(11)을 지지하는 역할을 하게 되므로 기판(11)의 비틀림 또는 휨현상을 방지할 수 있게 된다.
또한 상기 런너(35)와 게이트(36)를 메인블록(32) 또는 보조판(33)에 형성함에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같은 방법으로 상기 런너(35)와 게이트(36)를 모두 상기 메인블록(32)에 형성하게 되면, 상기 메인블록(32)과 보조판(33)에 각각 별도로 형성하는 것에 비해 상대적으로 그 제작을 용이하게 할 수 있는가 하면, 도 5에서와 같이 상기 런너(35)와 게이트(36)를 각각 상기 메인블록(32)과 보조판(33)에 별도로 형성하게 되면, 렌즈성형물(15)이 형성된 후에 상기 보조판(33)을 기판(11)으로 분리할 때에 상기 제1 게이트홈(38)과 제2 게이트홈(39)이 완전하게 분리되므로 잔존경화물이 형성되지 않게 되며, 이에 의해 잔존경화물을 제거하기 위한 마무리공정을 간소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 렌즈성형물(15)의 품질을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 된다.
이상과 같은 본 발명에 의하면 종래처럼 게이트(36)의 출구가 리플렉터(12)에 의해 방해되지 않게 됨으로써, 수지재료를 캐비티(34) 내로 주입시키는 압력이 저하되지 않게 되고, 이에 의해 상기 캐비티(34)의 형상이 보다 복잡하게 형성되더라도 수지재료가 상기 캐비티(34) 내로 완전하게 충전 가능하게 된다. 그러므로 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈성형물(15)의 형상이 통상적인 반원형(도 1의 (b)에 도시됨)을 이루는 것은 물론 각진 코너부분이 형성되는 다각형상의 렌즈성형물(15)을 형성하는 것도 가능하게 되며, 도시되지는 않았지만, 타원형이나 기타 자유곡선에 의한 불규칙한 형상 등의 다양한 형태의 렌즈성형물(15)의 성형이 가능하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 1은 일반적인 LED 패키지의 일례를 도시한 단면도
도 2는 종래의 트랜스퍼 몰드를 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 평면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도
도 6은 본 발명에 따른 렌즈성형물의 일례를 도시한 단면도

Claims (3)

  1. LED소자(13)와 이 LED소자(13)의 둘레에 돌출된 리플렉터(12)가 다수로 배열된 기판(11) 상에 상기 리플렉터(12)의 상부에 위치되도록 렌즈성형물(15)을 일체로 형성하기 위해 다수의 캐비티(34)와 이 캐비티(34)에 수지재료가 주입되도록 형성된 런너(35)와 게이트(36)를 포함하는 성형블록(31)으로 이루어진 트랜스퍼 몰드에 있어서, 상기 성형블록(31)은 상면에 캐비티(34)가 형성된 메인블록(32)과, 상기 리플렉터(12)에 대응되도록 다수의 결합공(37)이 형성되어 상기 기판(11)에 착탈 가능하게 결합되는 보조판(33)으로 이루어지며, 상기 렌즈성형물(15)의 성형시에 상기 기판(11)은 상기 보조판(33)에 의해 상기 메인블록(32)의 상면으로부터 상기 보조판(33)의 두께만큼 이격되고, 상기 런너(35)는 상기 메인블록(32)의 상면에 형성되며, 상기 게이트(36)는 상기 런너(35)에 대응되도록 상기 보조판(33)의 일면에 형성된 제1 게이트홈(38) 및 이 제1 게이트홈(38)이 상기 캐비티(34)에 연통되도록 상기 리플렉터(12)의 선단에 형성된 제2 게이트홈(39)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED렌즈 성형몰드.
  2. 삭제
  3. 삭제
KR1020080022832A 2008-03-12 2008-03-12 Ｌｅｄ렌즈 성형몰드 KR100930863B1 (ko)

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