KR101232827B1 - Ｌｅｄ 패키지 성형몰드 및 이를 적용한 ｌｅｄ 패키지 - Google Patents

Ｌｅｄ 패키지 성형몰드 및 이를 적용한 ｌｅｄ 패키지 Download PDF

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Abstract

주 금형과 상기 주 금형에 결합하는 보조 금형으로 이루어진 LED 패키지의 성형몰드가 개시된다. 상기 주 금형은, 상면과 하면을 관통하는 다수의 인서트 삽입구멍이 행렬로 배열된 메인 블록; 및 상기 메인 블록의 하면으로부터 삽입되어 일정한 위치를 유지하는 인서트를 포함하며, 상기 삽입구멍의 입구 측벽과 상기 인서트의 상단면에 의해 상기 LED 패키지를 구성하는 충전 공간이 형성된다.

Description

ＬＥＤ 패키지 성형몰드 및 이를 적용한 ＬＥＤ 패키지{Forming mold for manufacturing LED package and LED package using the same}
본 발명은 LED 패키지 성형몰드 및 이를 적용한 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, LED 패키지는, 회로패턴이 형성된 기판에 회로패턴에 따라 배열되어 회로패턴에 연결되는 다수개의 LED 소자와, LED 소자의 둘레를 감싸도록 기판에 구비된 리플렉터를 설치하고, 리플렉터의 상면에 투광성 재질의 충전물을 충전하여 경화시킨 후, 패턴에 따라 각각의 LED 패키지를 잘라내는 싱귤레이션 공정을 거쳐 제작된다.
리플렉터는 통상 중앙부에 오목부가 형성된 사각블록 형상으로 구성되며, 오목부의 내주면은 하측으로 갈수록 내경이 좁아지는 경사면을 갖도록 구성되며, 리플렉터의 상면에 충전된 충전물은 투광성의 실리콘 재질로 구성되어 디스펜서 등에 의해 리플렉터의 오목부에 주입된 후 경화됨으로써, LED 소자의 외부를 감싸서 LED 소자를 보호함과 동시에, LED 소자에서 조사된 빛이 균일하게 퍼져나갈 수 있도록 한다.
여기서, 리플렉터는 통상 성형몰드를 이용하여 제작되는데, 충전되는 충전물과 접촉하는 리플렉터 부분은 항상 매끄러움을 유지할 필요가 있으며, 이를 위해 성형몰드의 해당 부분은 주기적으로 연마를 할 필요가 있다.
가령, 대한민국 등록특허 제1075007호에 개시된 리플렉터와 같은 구조에서는, 둘레벽의 내면과 리플렉터의 상면이 충전물과 직접 접촉하여 수지성형물을 구성한다.
따라서, 둘레벽의 내면과 리플렉터의 상면에 대응하는 성형몰드의 부분은 주기적으로 정해진 평탄도를 유지하기 위해서 연마해야 한다.
그러나, 종래에는 충전물이 충전되는 공간의 크기가 매우 작기 때문에 이 공간에 대응하는 성형몰드의 해당 부분을 연마하는 작업이 어렵고 효율적이지 않다는 문제점이 있다.
특히, 모서리 부분이나 복잡한 구조를 갖는 경우에는 해당 부분의 연마 작업이 더욱 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 충전물의 충전공간에 대응하는 부분의 주기적인 연마 작업을 손쉽게 수행할 수 있도록 하는 LED 패키지의 성형몰드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 개선된 구조를 갖는 LED 패키지를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 주 금형과 상기 주 금형에 결합하는 보조 금형으로 이루어지고, 상기 주 금형은, 상면에 다수의 리플렉터가 행열로 배열되어 돌출하고, 상기 리플렉터의 내측에 상면과 하면을 관통하는 다수의 인서트 삽입구멍이 형성된 메인 블록과, 상기 메인 블록의 하면으로부터 삽입되어 일정한 위치를 유지하는 인서트를 포함하며, 상기 삽입구멍의 입구 측벽과 상기 인서트의 상단면에 의해 상기 LED 패키지를 구성하는 충전 공간이 형성되는 LED 패키지의 성형몰드에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 인서트 삽입구멍의 하단 내측에는 위치결정 홈이 형성되고, 상기 인서트의 외측벽에는 스토퍼가 돌출되어 상기 스토퍼가 상기 위치결정 홈에 끼워짐으로써 상기 인서트가 일정한 위치를 유지한다.
바람직하게, 상기 인서트의 상단면 중간에는 돌기가 형성되어 상기 삽입구멍의 입구 측벽과 상기 인서트의 상단면 및 상기 돌기의 측벽에 의해 상기 충전 공간이 형성된다.
바람직하게, 상기 삽입구멍의 입구 측벽과 상기 돌기의 측벽은 외측으로 경사를 이룬다.
상기의 목적은, 수평으로 금속 기판이 매립된 몸체와, 상기 몸체의 한쪽 측벽 양단에서 일체로 돌출되는 다리를 포함하며, 상기 몸체의 상면에는 수납공간이 형성되고, 상기 수납공간으로 노출된 상기 금속 기판에 LED 칩이 실장되며, 상기 금속 기판의 일부는 상기 다리 사이에서 상기 몸체 외부로 노출되어 전극을 구성하는 LED 패키지에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 전극은 상기 다리보다 더 돌출된다.
상기의 성형몰드 구조에 의하면, 주기적인 연마가 필요한 충전공간에 대응하는 금형 부분을 분리 가능하도록 구성함으로써 손쉽고 편리하게 연마할 수 있다.
또한, 상기의 LED 패키지 구조에 의하면, 다리에 의해 기판에 삽입되는 전극의 깊이를 일정하게 할 수 있고, 전극과 다리 모두에 의해 몸체가 지지되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 패키지의 성형몰드의 메인 블록을 나타낸다.
도 2는 도 1의 A 부분을 상세하게 나타내는 사시도이다.
도 3은 메인 블록에 삽입되는 인서트를 나타낸다.
도 4는 메인 블록에 인서트를 삽입하는 과정을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 성형몰드에 의해 제조된 LED 패키지를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 패키지의 성형몰드의 메인 블록을 나타내고, 도 2는 도 1의 A 부분을 상세하게 나타내는 사시도이며, 도 3은 메인 블록에 삽입되는 인서트를 나타낸다.
본 발명에 따른 주 금형은 메인 블록(100)과 메인 블록(100)에 삽입되는 인서트(200)로 구성된다.
메인 블록(100)
도 1과 2를 참조하면, 메인 블록(100)의 단일의 몸체(110)로 이루어지면 상면에는 사각 링 형상의 리플렉터(120)가 X-Y 행렬로 배열된다.
리플렉터(120)는 몸체(110)의 상면으로부터 돌출되는데, 후술하는 것처럼, 그 내부에서 형성되는 LED 패키지의 테두리를 정의한다.
리플렉터(120)의 내측에는 인서트 삽입구멍(122)이 몸체(110)의 상면과 하면을 관통하도록 형성되는데, 인서트 삽입구멍(122)의 수평 단면형상은 사각이면서 양측 모서리에 다리가 돌출 형성되는 형상이다. 또한, 인서트 삽입구멍(122)의 입구 가장자리는 일정한 깊이까지 외측으로 경사면(123)을 이룰 수 있다.
한편, X방향으로 배열된 리플렉터(120)는 쌍을 이루어 각 쌍의 중간에 런너(130)가 Y방향으로 연장되고, 이 런너(130)에서 분기된 게이트(132)가 인서트 삽입구멍(122)과 연통한다. 따라서, 런너(130)를 통하여 주입되는 수지 등의 성형재료는 게이트(132)를 통하여 인서트 삽입구멍(122)으로 충전된다.
도 2를 참조하면, 몸체(110)의 인서트 삽입구멍(122)의 하단 내측면에는 삽입되는 인서트(200)의 위치를 정해주는 위치결정 홈(124)이 형성된다.
인서트(200)
도 3을 참조하면, 인서트(200)는 단일의 몸체(210)로 이루어지는데 메인 블록(100)의 높이에 대응하는 높이를 구비하고, 높이방향의 상단에 돌기(220)가 형성된다. 돌기(220)는, 가령 가장자리를 따른 측벽이 외측으로 경사를 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 인서트(200)의 수평 단면형상은 인서트 삽입구멍(122)의 수평 단면형상과 동일하기 때문에, 한쪽 측면의 양측 가장자리에 높이방향을 따라 다리(211, 212)가 돌출된다. 여기서, 인서트(200)의 수평 단면형상은 도 3과 같이 제한되는 것이 아니라, 인서트 삽입구멍(122)의 수평 단면형상과 동일하도록 하기 위해 구비한 구조에 지나지 않는다.
또한, 상기한 것처럼, 인서트 삽입구멍(122)에 삽입되는 인서트(200)가 일정한 위치를 유지하도록 메인 블록(100)의 위치결정 홈(124)에 끼워지는 스토퍼(230)가 반대쪽 측면의 하단 중간에 돌출된다.
인서트(200)의 수평 단면형상, 즉 사각이고 다리(211, 212)를 구비한 형상과 단부에 형성된 돌기(220)는 모두 최종적으로 제조되는 LED 패키지의 형상을 정의하기 위해 적용되는 구조이며, 따라서 LED 패키지의 형상에 따라 인서트(200)의 형상은 달라질 수 있다.
메인 블록(100)과 인서트(200)의 결합
도 4는 성형몰드에 인서트를 삽입하는 과정을 나타낸다.
메인 블록(100)의 하면으로부터 인서트 삽입구멍(122)에 인서트(200)를 삽입하는데 삽입 중에 스토퍼(230)가 위치결정 홈(124)에 끼워지면 인서트(200)의 삽입이 정지된다.
모든 인서트(200)가 삽입된 후, 메인 블록(100)의 하면에는 커버(300)가 덮이고 볼트 등을 이용하여 메인 블록(100)과 커버(300)를 결합한다.
이와 같이 스토퍼(230)가 위치결정 홈(124)에 끼워져 인서트(200)의 위치가 결정되면, 가령 인서트(200)의 상단 가장자리는 인서트 삽입구멍(122)의 입구 가장자리의 경사면(123) 끝 부분과 정확하게 일치할 수 있다.
그에 따라, 도 4에 나타낸 것처럼, 인서트 삽입구멍(122) 입구 가장자리의 경사면(123), 인서트(200)의 상단면, 및 돌기(220)의 측벽으로 이루어지는 충전공간(121)이 형성되며, 이 충전공간(121)에 성형수지가 충전되어 LED 패키지의 일부를 구성한다.
한편, 인서트(200)를 메인 블록(100)에 삽입한 상태에서 반복하여 사용하면, 성형수지와 접촉하는 면이 거칠게 되므로 충전공간(121)을 구성하는 각 면을 매끄럽게 연마할 필요가 있다.
본 발명에 따르면, 인서트(200)가 메인 블록(100)으로부터 분리되기 때문에 분리한 다음, 인서트(200)의 상단면과 돌기(220)의 측벽을 손쉽게 연마할 수 있으며, 인서트(200)가 제거된 인서트 삽입구멍(122)의 입구 가장자리의 경사면(123)을 손쉽게 연마할 수 있다. 특히, 분리되지 않는 경우, 인서트 삽입구멍(122) 입구 가장자리의 경사면(123)과 인서트(200)의 상단면의 경계를 정확하게 연마할 수 없지만, 본 발명의 경우 편리하고 손쉽게 연마할 수 있다.
LED 패키지(10)
도 5는 본 발명의 성형몰드에 의해 제조된 LED 패키지를 나타낸다.
본 발명의 주 금형 위에 보조 금형을 결합하여 성형수지를 주입하여 LED 패키지(10)를 제조할 수 있다.
즉, 인서트(200)가 끼워진 메인 블록(100)의 상면에 LED 칩(15)이 실장되고 전극(14)을 구성하는 회로패턴이 형성된 금속 기판(미도시)을 정렬하고 보조 금형(미도시)을 상부에 결합한 상태에서 성형수지를 주입한다.
그 결과, 도 5에 나타낸 것처럼, 메인 블록(100)의 공간(121)과 보조 금형의 주입공간에 채워진 성형수지에 의해 육면체 형상의 몸체(12)와 몸체(12)의 모서리에서 외부로 돌출되는 다리(11, 13)가 일체로 형성된다.
이때, 금속 기판에 형성된 전극(14)은 몸체(12)로부터 돌출되며, 다리(11, 13)보다 더 길게 연장된다. 이러한 구성에 의하면, LED 패키지(10)를 세워서 실장할 때, 다리(11, 13)에 의해 삽입되는 전극의 깊이를 일정하게 할 수 있고, 전극(14)과 다리(11, 13) 모두에 의해 몸체(12)가 지지되는 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이 제조된 LED 패키지에 대해서 후공정이 진행되는데, 가령 인서트(200)의 돌기(220)에 의해 형성된 수납공간(16)에는 LED 칩(18)이 실장되고 그 위에 투명 보호수지(18)가 충전된다.
그 후, LED 패키지(10)는 싱귤레이션 공정을 거쳐 금속 기판으로부터 절단 분리되어 개별 LED 패키지를 구성하게 된다.
이 실시 예에서는, 몸체(12)가 평면이 사각을 이루는 육면체를 이루고 있지만, 이에 한정되지 않고 평면이 원형이나 타원 또는 다른 다각 형상을 이룰 수 있음은 물론이다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 메인 블록
110: 몸체
120: 리플렉터
122: 인서트 삽입구멍
130: 런너
132: 게이트

Claims (6)

  1. 주 금형과 상기 주 금형에 결합하는 보조 금형으로 이루어진 LED 패키지의 성형몰드에 있어서,
    상기 주 금형은, 상면에 다수의 리플렉터가 행열로 배열되어 돌출하고, 상기 리플렉터의 내측에 상면과 하면을 관통하는 다수의 인서트 삽입구멍이 형성된 메인 블록과, 상기 메인 블록의 하면으로부터 삽입되어 일정한 위치를 유지하는 인서트를 포함하며,
    상기 삽입구멍의 입구 측벽과 상기 인서트의 상단면에 의해 상기 LED 패키지를 구성하는 충전 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 성형몰드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인서트 삽입구멍의 하단 내측에는 위치결정 홈이 형성되고, 상기 인서트의 외측벽에는 스토퍼가 돌출되어 상기 스토퍼가 상기 위치결정 홈에 끼워짐으로써 상기 인서트가 일정한 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 성형몰드.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 인서트의 상단면 중간에는 돌기가 형성되어 상기 삽입구멍의 입구 측벽과 상기 인서트의 상단면 및 상기 돌기의 측벽에 의해 상기 충전 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 성형몰드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 삽입구멍의 입구 측벽과 상기 돌기의 측벽은 외측으로 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 성형몰드.
  5. 수평으로 금속 기판이 매립된 몸체와, 상기 몸체의 한쪽 측벽 양단에서 일체로 돌출되는 다리를 포함하며,
    상기 몸체의 상면에는 수납공간이 형성되고, 상기 수납공간으로 노출된 상기 금속 기판에 LED 칩이 실장되며,
    상기 금속 기판의 일부는 상기 다리 사이에서 상기 몸체 외부로 노출되어 전극을 구성하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전극은 상기 다리보다 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
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